ES2870622T3 - Dispositivo de uso personal con antena - Google Patents

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Patrick Fawcett
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Abstract

Un dispositivo (200) de uso personal adecuado para usar en la muñeca de una persona y que comprende una carcasa (203) metálica y una banda (202) flexible para unión del dispositivo a la muñeca de un usuario, en donde la carcasa metálica incluye una placa de circuito impreso, PCB, en la cual se montan componentes electrónicos que incluyen un transmisor para transmitir señales de radio a una frecuencia entre 400 y 1000 MHz; en donde una batería (502) de celda de moneda está configurada para alimentar el dispositivo, estando la batería dispuesta en una sección de la banda flexible y estando las conexiones (209) eléctricas provistas entre la batería y la placa de circuito impreso, PCB; y en donde el transmisor comprende un conector (614) de cable coaxial, un cable coaxial que tiene un terminal para conexión a dicho conector de cable coaxial y que se extiende fuera de dicha carcasa en dicha sección a una antena dispuesta en dicha sección, en donde dicha antena es el núcleo expuesto de dicho cable coaxial dentro de dicha sección y más allá de una terminación de una vaina de blindaje de radiofrecuencia del cable coaxial, y en donde dicha sección incluye una columna vertebral (802, 900) que tiene ranuras o muescas alrededor de las cuales se enrolla dicho núcleo expuesto.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de uso personal con antena
Campo técnico
La presente divulgación se relaciona con un dispositivo de uso personal, en particular un dispositivo similar a banda para ser usado en la muñeca de una persona de la misma manera que un reloj de pulsera o artículo de joyería, tal como un brazalete. El dispositivo de uso personal es del tipo que comprende un transmisor de radio que envía señales al equipo en las cercanías del dispositivo y como tal incluye una antena para generar y/o recibir señales de radio.
Antecedentes
Los dispositivos de uso personal que realizan funciones sin contacto físico directo entre un usuario (un usuario del dispositivo) y un sistema operado o activado por el dispositivo son cada vez más populares. Una aplicación que tiene aplicabilidad actual es un llavero remoto que constantemente (o intermitentemente o selectivamente) genera una señal de radio débil capaz de ser detectada por un receptor de radio en un vehículo por lo que el vehículo puede ser activado. Por ejemplo, cuando un usuario que porta el dispositivo se acerca a un vehículo, el vehículo se puede desbloquear que habilita la entrada al vehículo y el encendido para ser habilitado, permitiendo solo la presión de un botón, por ejemplo, en el vehículo para iniciar la operación del vehículo. El dispositivo puede tener un botón (como muchos llaveros remotos emplean actualmente) para desbloquear vehículos a una distancia de estos, en lugar de desbloquearlos automáticamente al llegar al vehículo.
Tales dispositivos de uso personal se alimentan eléctricamente y requieren una batería para alimentar circuitos eléctricos en el dispositivo que genera las señales de radio. Tal batería debe ser reemplazable, o ser recargable, o el dispositivo solo tendrá una vida útil en tanto que la batería permanezca suficientemente cargada. Los dispositivos de uso personal que generan señales de radio están sujetos a restricciones en la mayoría de jurisdicciones, debido a que claramente hay un peligro de interferencia con sistemas distintos al previsto. En América del Norte, las transmisiones de frecuencia ultra alta (UHF) se pueden usar sin licencia para 902-928 MHz (±13 MHz desde la frecuencia central de 915 MHz), pero existen restricciones con respecto a la potencia de transmisión. En Europa, los dispositivos de identificación por radiofrecuencia (RFID) y otras aplicaciones de radio de baja potencia están regulados por las recomendaciones del Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI) EN 300220 y EN 302208, y por la recomendación de Oficina Europea de Radiocomunicaciones (ERO - ahora Oficina Europea de Comunicaciones (ECO)) 7003, que permite la operación de RFID con restricciones de banda algo complejas de 865-868 MHz. El ancho de banda de u Hf a través de la Unión Europea oscila de 865 a 868 MHz, con interrogadores capaces de transmitir a la máxima potencia (ERP de 2 vatios) en el centro de ese ancho de banda (865.6 a 867.6 MHz). El ancho de banda de UHF de RFID en América del Norte oscila de 902 a 928 MHz, con lectores que pueden transmitir a la máxima potencia (ERP de 1 vatio) durante la mayor parte de ese ancho de banda. Australia ha asignado el rango de 920 a 926 MHz para la tecnología de RFID de UHF. Y los canales de transmisión europeos están restringidos a un máximo de 200 kHz en ancho de banda, frente a 500 kHz en América del Norte. China ha aprobado un ancho de banda en los rangos de 840.25 a 844.75 MHz y de 920.25 a 924.75 MHz para las etiquetas e interrogadores de UHF usados en ese país. Hasta hace poco, Japón no permitía ningún espectro de UHF para RFID, pero está buscando abrir el área de 960 MHz. En el Reino Unido y en otros lugares, 886-906 MHz y 433 05-434-79 MHz (entre otros), son bandas de frecuencia reservadas para uso industrial, científico y médico que incluye aplicaciones para uso doméstico tales como llaves remotas de vehículos y control remotos de televisión.
Tales dispositivos pueden ser parcial o totalmente pasivos, siendo al menos despertados y activados por una señal recibida del sistema que está previsto para operar. Los dispositivos totalmente pasivos son alimentados por señales de radio desde la fuente, pero dado que generalmente es de muy baja potencia, el rango de cualquier señal de respuesta del dispositivo es inevitablemente corto (menos de un metro o alrededor del mismo), lo cual generalmente se considera inadecuado para operación de llave remota de vehículo. Por consiguiente, pueden ser solo parcialmente pasivos, siendo activados mediante señales recibidas. Esto tiene el beneficio de que el dispositivo está completamente inactivo a menos que esté dentro del rango de la fuente a la que está prevista la señal, que podría ser de muchos metros.
Las transmisiones de señales de radio en frecuencias de UHF, que tienen la potencia de penetrar objetos relativamente radioopacos, requieren una antena eficiente si el consumo de potencia del transmisor no debe ser significativo. Los vehículos son (no obstante pobres o incompletos) jaulas de Faraday, por lo que la transmisión de señales hacia y desde los vehículos es relativamente difícil. Adicionalmente, el dispositivo de uso personal de la presente invención necesita ser estéticamente agradable, ya que está previsto para ser usado de manera similar a un reloj de pulsera. Como tal, el dispositivo puede estar hecho de un metal precioso, tal como oro o platino y de hecho, estar revestido de tal material haciendo difícil la transmisión de señales de radio de los componentes electrónicos dentro de tal carcasa.
Los dispositivos de uso personal en la muñeca tienden a ser de dos tipos, un brazalete rígido, que se usa de manera suelta en la muñeca, o, más usualmente, un componente rígido que forma una carcasa para los elementos eléctricos y/o mecánicos delicados del dispositivo y una correa flexible para unión ceñida del dispositivo a la muñeca.
Las antenas de frecuencia resonante, ya sean dipolos o monopolos, en las frecuencias que se acaban de mencionar, necesitan ser del orden de 1.0 o 1.5 metros en longitud para las antenas de longitud de onda completa. Para antenas de un cuarto de longitud de onda se necesitan 200-400 mm de longitud y esto es problemático.
El documento US2016/380342 divulga la incorporación de una antena en una banda o brazalete de reloj. El documento US2016/322999 divulga un dispositivo electrónico que incluye una carcasa que acomoda un circuito de comunicaciones. El documento US2012/122519 divulga un teléfono de muñeca.
Es un objeto de realizaciones de la invención mitigar al menos uno o más de los problemas de la técnica anterior.
Resumen de la invención
La presente invención proporciona un dispositivo de uso personal de acuerdo con la reivindicación 1.
En una realización, la antena impulsa la señal generada por el transmisor en un elemento transmisor en la PCB dentro de la carcasa. La señal transmitida por el elemento transmisor puede ser comunicada a la antena por uno o ambos de:
a. recepción de señales de radio parásitas del elemento transmisor; y
b. conducción eléctrica de la señal a través de pistas de la PCB.
El término "batería de celda de moneda", como se usa en este documento, debe entenderse que se refiere también a elementos de fuente de alimentación recargables que incluyen condensadores, a menos que el contexto aclare otra cosa. Típicamente se contempla una batería de celda de litio no recargable, aproximadamente del tamaño de una moneda, pero no es esencial.
Dicho alambre que forma dichas conexiones eléctricas puede constituir una antena dipolo de igual longitud a cada lado de dicha batería. El alambre puede ser de cobre aislado, convenientemente de diámetro entre 0.25 y 0.75 mm. La bobina puede tener un diámetro entre 2 y 4 mm, opcionalmente entre 2.5 y 3.0 mm, opcionalmente aproximadamente 2.8 mm en diámetro, pero cualquier diámetro que encaje en el espacio disponible es aceptable. El alambre de la bobina a cada lado de la batería puede ser entre 10 y 20 mm de largo.
En un segundo aspecto, la presente invención proporciona un dispositivo de uso personal adecuado para usar en la muñeca de una persona y que comprende una carcasa metálica y una banda flexible para unión del dispositivo a la muñeca de un usuario,
en donde la carcasa metálica incluye una placa de circuito impreso (PCB) en la cual se montan componentes electrónicos que incluyen un transmisor para transmitir señales de radio a una frecuencia entre 400 y 1000 MHz;
en donde una batería de celda de moneda alimenta el dispositivo, estando la batería dispuesta en una sección de la banda flexible y estando las conexiones eléctricas provistas entre la batería y PCB; y
en donde el transmisor comprende un conector de cable coaxial, un cable coaxial que tiene un terminal para conexión a dicho conector de cable coaxial y que se extiende fuera de dicha carcasa en dicha sección hasta una antena dispuesta en dicha sección.
Dicha antena puede ser una antena monopolo. En un ejemplo que no forma parte de la invención, la antena puede comprender una pista de onda sinusoidal o cuadrada impresa en una lámina flexible.
En cualquier aspecto de la presente invención, dicha sección de la banda flexible puede comprender un molde de elastómero de poliuretano. Convenientemente, dicha antena y batería pueden estar incorporadas en dicho molde, formando el elastómero de poliuretano y antena una antena compuesta, sobresaliendo dichas conexiones eléctricas de dicho molde para conexión a la PCB. En el caso del segundo aspecto de la presente invención, dicho cable coaxial también sobresale desde dicho molde para conexión a la PCB.
Ambos aspectos de la presente invención proporcionan una transmisión efectiva (y posiblemente recepción) de señales de radio desde (y hacia) los componentes electrónicos montados en la PCB y recibidos dentro de la carcasa metálica, lo cual tiene el efecto de crear una jaula de Faraday alrededor de la PCB y atenuar señal de radiofrecuencia generada por la PCB (o que va a ser recibida por la PCB). Adicionalmente, al disponer la batería fuera de la carcasa, esto significa que la carcasa puede reducirse en tamaño.
En el caso donde las conexiones eléctricas de la batería se extiendan y bobinan, y constituyan una antena para retransmitir señales desde, y recibir y comunicar señales a, la PCB, se encuentra que algunas frecuencias funcionan mejor que otras. La PCB necesita ser diseñada de tal manera que el ruido eléctrico pueda oscilar en las líneas de suministro de potencia. Esto no siempre es directo, ya que el ruido en las líneas de potencia puede causar efectos no deseados en otras señales lógicas dentro de los circuitos integrados, y por lo tanto usualmente se suprime como una precaución. Suprimir ruido evitaría que las antenas de bobina del primer aspecto de la presente invención pudieran transportar y transmitir una señal.
Este efecto se mitiga mediante el segundo aspecto debido a que la transmisión de radio está separada de las conexiones eléctricas de la batería.
Dicha antena puede ser una antena monopolo. La antena puede ser una pista de onda sinusoidal o cuadrada impresa en una lámina flexible.
Alternativamente, y de acuerdo con la presente invención, dicha antena es el núcleo expuesto de dicho cable coaxial dentro de dicha sección y más allá de una terminación de una vaina de blindaje de radiofrecuencia del cable coaxial. Dicha sección incluye una columna vertebral que tiene ranuras o muescas alrededor de las cuales se enrolla dicho núcleo expuesto.
La columna vertebral puede comprender una pinza que asegura dicho cable coaxial a la columna vertebral y que proporciona alivio de tensión al lado del cable coaxial que comprende dicha terminación y núcleo y con respecto a la tensión en el cable coaxial en el otro lado de la pinza. Dicha pinza también puede servir para asegurar la batería y sus conexiones eléctricas a la columna vertebral.
La pinza puede estar formada por una base y un formador que definen una ranura entre ellos para recibir y sujetar el cable coaxial en acoplamiento de medios de apriete. Se puede proporcionar una ranura correspondiente en un lado inferior del formador que termina en una abertura en la abertura de formador en su lado superior como una pista en el lado superior, girando el núcleo del cable coaxial cuando se recibe en la misma de tal manera que facilite el enrollamiento del núcleo alrededor del formador, siendo ranuras alternas formadas en el lado superior y lado inferior para recibir el núcleo.
En un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona un dispositivo de uso personal adecuado para usar en la muñeca de una persona y que comprende una carcasa rígida y una banda flexible para unión del dispositivo a la muñeca de un usuario.
en donde la carcasa rígida incluye primeros componentes electrónicos que proporcionan funcionalidad para el dispositivo; y
en donde la banda flexible comprende una sección moldeada de material plástico flexible de manera resiliente en la cual están incorporados componentes electrónicos adicionales del dispositivo, una conexión eléctrica entre dicho primer y segundo componentes electrónicos que une dicha carcasa rígida y banda flexible.
Opcionalmente, dicha sección comprende un cabezal recibido a través de una abertura en dicha carcasa rígida, cuya abertura está sellada por dicho cabezal, y por cuyo cabezal pasa dicha conexión eléctrica.
Dichos componentes electrónicos adicionales comprenden una batería de celda de moneda y una antena. La batería está dispuesta en una región de batería de la sección, donde la sección es de flexibilidad reducida, estando una región flexible entre dicha región de batería y dicho cabezal, y estando una región de cola en el otro lado de dicha región de batería con respecto a dicho región flexible, cuyas regiones flexibles y de cola son flexibles de manera resiliente.
Una región de conexión de la sección puede estar entre dicho cabezal y región flexible, estando los medios de fijación provistos para asegurar dicha región de conexión a dicha carcasa.
La sección de la banda flexible puede conectarse a la carcasa mediante fijación mecánica a través de los orificios definidos en la sección. La sección se puede recibir en una bolsa que comprende una bandeja de caucho fijada a una tapa de cuero que cubre la sección en la bandeja. En ese sentido, la sección forma un núcleo interior de la banda.
Dicha bolsa puede comprender una bandeja elastomérica flexible de manera resiliente y una tapa unida alrededor de un borde de la bandeja y proporcionar una cubierta estética de la banda sobre el núcleo interior. Dicha cubierta estética puede ser una tira de cuero cosida al borde.
Cualquiera o ambas de dicha bandeja y tapa pueden tener al menos dos aberturas que coincidan con dichas aberturas en la sección para recibir también dichos sujetadores y asegurar la bolsa también a la carcasa. Dicha bolsa también puede estar conectada a la carcasa mediante dicha fijación mecánica a través de orificios en la bolsa con los orificios en la sección. La bolsa puede formar un primer elemento de la banda que tiene, en su extremo remoto de su conexión a la carcasa, medios para conexión liberable a un segundo elemento de la banda, cuyo segundo elemento puede conectarse a un lado de la carcasa remota de la conexión de la bolsa a la carcasa. Dichos medios de conexión liberables pueden comprender una hebilla o un broche, tal como un broche de despliegue, o un broche magnético.
La carcasa en su lado remoto de la sección puede tener una extensión que comprende un primer pestillo para conexión separable a un segundo pestillo. El segundo pestillo puede tener una parte flexible de manera resiliente conectada al mismo que coincida con la bolsa conectada a la carcasa.
Dicha parte flexible y bolsa pueden estar interconectadas en sus extremos remotos de la carcasa mediante un mecanismo expandible selectivamente que completa la banda del dispositivo.
Cualquiera de las características definidas anteriormente puede ser empleada en cualquiera de los diferentes aspectos de la presente invención, a menos que sean claramente excluyentes mutuamente. Un dispositivo de uso personal adecuado para usar en la muñeca de una persona como se define anteriormente encuentra aplicación como un control remoto para la entrada sin llave a un vehículo, o como un control remoto para la entrada sin llave a un edificio o a un recinto dentro de un edificio. Como tal, puede comprender además un botón en la carcasa mediante el cual activar el dispositivo para comunicarse con un vehículo o vivienda especificados para desbloquear el vehículo o vivienda para permitir la entrada a un usuario que use o que porte de otra manera el dispositivo.
En algunas aplicaciones, puede ser requerido que el dispositivo reciba señales de radio, por ejemplo para activarlo de manera remota. En ese caso el transmisor puede comprender un transceptor.
Breve descripción de los dibujos
Ahora se describirán una o más realizaciones de la invención a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales:
La figura 1 muestra un dispositivo de uso personal de acuerdo con la invención;
Las figuras 2a y b muestran una carcasa para componentes electrónicos y una sección flexible de una banda del dispositivo (de la figura 1);
La figura 3 muestra el núcleo interior flexible de la banda;
La figura 4 muestra el núcleo interior flexible de la banda dispuesto en una bandeja de una bolsa flexible que forma parte de la banda del dispositivo;
La figura 5 muestra una batería de celda de moneda y conductores eléctricos conectados a la misma, formando también una antena para un dispositivo de acuerdo con un primer aspecto de la presente invención;
La figura 6 muestra el núcleo interior flexible de la banda, con una antena impresa y cable coaxial, para un dispositivo que no forma parte de la invención;
La figura 7 muestra un dispositivo de acuerdo con la presente invención en una condición abierta;
La figura 8 muestra una vista en despiece de la realización de un núcleo interior flexible de un dispositivo de acuerdo con el segundo aspecto de la invención;
La figura 9 muestra una vista en despiece de otra realización de un núcleo interior flexible de un dispositivo de acuerdo con el segundo aspecto de la invención;
La figura 10 es una vista del lado inferior de una columna vertebral del núcleo interior flexible de la figura 8;
La figura 11 es un cable coaxial con su núcleo expuesto; y
La figura 12 es una vista de un dispositivo de acuerdo con la invención mostrado en una condición abierta.
Descripción detallada
En la figura 1, un dispositivo 200 de uso personal comprende una banda 202 de dimensiones para encajar de manera suelta alrededor de la muñeca de una persona adulta. Pueden proporcionarse medios (no se muestran) para ajustar el encaje para adaptarse a diferentes dimensiones de muñeca. Una carcasa 203 rígida encierra componentes electrónicos dispuestos en una placa de circuito impreso (no visible en la figura 1). El modelo que se muestra en la figura 1 incluye una batería no recargable (no visible). Aunque la descripción en este documento se refiere principalmente a una batería desechable de celda de moneda (y normalmente no recargable), debe tenerse en cuenta que tal no excluye que la batería sea recargable.
En las figuras 2a y 2b, la carcasa 203 rígida comprende una base 205 abierta y una tapa 207, asentadas en conjunto sobre una base 201 de metal precioso. La tapa 207 tiene un botón 206 para la operación de usuario. Dentro de la carcasa 203 se dispone una placa 702 de circuito impreso que se suministra con potencia eléctrica por dos conductores 209 de alambre que entran en la carcasa 203 desde un extremo que está conectado a la banda 202 flexible (se omite en las figuras 2a y 2b).
Volviendo a la figura 4, la banda 202 flexible comprende una bolsa 400 hecha de una bandeja 404 flexible de caucho o elastómero, un núcleo 406 interior de poliuretano moldeado dispuesto en la bandeja, y una cubierta de cuero o similar estéticamente agradable (no se muestra) cosida o fijada de otra manera a la cara 408 abierta de la bandeja 404.
La bandeja 404 tiene orificios o aberturas 410 para recibir fijaciones 215 para conexión de la banda 202 a la carcasa 203 rígida. El núcleo 406 interior tiene orificios 412 correspondientes a través de los cuales las mismas fijaciones 215 también aseguran el núcleo 406 interior a la carcasa 203. La bandeja 404 tiene un orificio 416 pasante en su otro extremo para conexión de una disposición de hebilla (no se muestra) para completar la banda 202. (En la figura 2, se muestra una realización diferente del núcleo 406" interior (descrito más adelante) unido a la carcasa 203, con la bolsa 400 omitida).
El núcleo 406 interior se muestra solo en la figura 3, donde se puede ver que incluye un cabezal 310 adaptado para encajar y sellar una abertura 211 (véase figura 2) de la carcasa 203 y ubicar los alambres 209 al entrar en la carcasa 203. El cabezal 310 es en forma de martillo que tiene un cuello alrededor del cual encaja la abertura 211 de manera sellada. Como se mencionó anteriormente, el núcleo 406 interior está construido de material de poliuretano (o similar) que se moldea sobre una batería 502 de celda de moneda (véase figura 5) a la cual los conductores 209 de alambre se han conectado previamente a los terminales 411. Los conductores de alambre están recubiertos con aislamiento para evitar cortocircuitos entre ellos. Por lo tanto el núcleo 406 interior tiene cuatro regiones distintas:
una región 318 de conexión, que comprende el cabezal 310 y esa parte de la sección que tiene los orificios 412, cuya región está asegurada por fijaciones 215 y sujeta entre la tapa 207 y base 201;
una región 322 de batería donde está incorporada la batería 502;
una región 320 flexible entre la región 422 de batería y la región 418 de conexión y prevista para flexionarse; y
la región 312 de cola.
En la figura 5, de acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se puede ver que cada conductor 209 de alambre se forma en una bobina 504 a un lado de la batería antes de girar y terminar en 506 en el otro lado de la bobina. En una realización, el alambre está entre 0.25 y 0.75 mm en diámetro, convenientemente 0.5 mm en diámetro. La bobina tiene un diámetro entre 2 y 4 mm, opcionalmente entre 2.5 y 3.0 mm, opcionalmente aproximadamente 2.8 mm en diámetro, y con una longitud entre 30 y 40 mm. De este modo, el alambre de la bobina 504 a cada lado de la batería está entre 100 y 200 mm de largo.
Esta longitud es adecuada para la radiodifusión a 433 MHz donde el alambre actúa como una antena dipolo de un cuarto de longitud de onda a 30 ohmios. Se emplearía una longitud más corta de entre 50 y 100 mm (por ejemplo aproximadamente 60 mm) para frecuencias más altas (por ejemplo 915 MHz). Aproximadamente 70 mm del alambre en cualquier caso pueden rebobinarse en el extremo 506 de terminación.
La batería, con los conductores conectados, se sujeta en un molde de inyección (no se muestra) y el poliuretano se moldea por inyección alrededor de la batería y lleva a formar el núcleo 406 interior flexible como se muestra en la figura 3, con las bobinas 504 dispuestas en una cola 312 del núcleo 406 interior y los terminales 506 de conductores que salen a través del cabezal 310. La cola 312 es flexible, a pesar de las bobinas 504 incorporadas, que son en sí mismas flexibles por naturaleza. La región 422 de batería del núcleo 406 interior alrededor de la batería no puede, por supuesto, flexionarse, pero la región 420 flexible entre la batería 502 y la región 420 de conexión es flexible.
La figura 6 muestra un ejemplo que no forma parte de la invención que tiene esencialmente la misma construcción del núcleo 406' interior excepto que los conductores 209 de alambre están conectados directamente a los terminales 411 de la batería 502 sin ser formados en las bobinas. En su lugar, se proporciona una antena 604 de lámina flexible que comprende una lámina 606 de plástico flexible en la cual está impresa una única pista 608 de onda sinusoidal o cuadrada. La placa 604 de circuito impreso flexible está formada típicamente de material de poliamida con pistas de cobre. También se puede crear una pista de antena tridimensional usando vías entre capas de pistas. Un conector 610 de cable coaxial está dispuesto en la lámina. Un cable 614 coaxial, provisto con un conector 612 complementario, se conecta a la antena 604 de lámina y se posiciona en el molde con la celda 502 y sus conductores 209. Después del moldeo del cuerpo del núcleo 406' interior alrededor de la batería 502, conductores 209, antena 604 de lámina y su cable 614, el núcleo 406' interior tiene la misma disposición que el núcleo 406 interior descrito anteriormente, excepto por el cable 614 coaxial que también se extiende desde su cabezal 310.
En cualquier caso, los conductores 209 del núcleo 406, 406' interior están conectados a la placa de circuito impreso (PCB) 702 y, en el caso del núcleo 406' interior, su cable 614 coaxial tiene un conector adicional (no se muestra, pero que corresponde al conector 612) en su extremo libre para la conexión a un conector complementario (no visible en la figura 2) en la PCB 702. La PCB 702 incluye elementos 710 de circuito que no se describen además en este documento aparte de decir, en el caso de un dispositivo de llave remota de vehículo, comprende componentes y botones 712 para proporcionar la funcionalidad requerida para comunicarse con un vehículo y operar su bloqueo y otras funciones (por ejemplo apertura de maletero, cierre de ventanas etc.). Esto puede comprender una operación de único botón (206/702), presión múltiple/temporizada del único botón, o múltiples botones (solo se muestra uno). La funcionalidad exacta depende del vehículo y llave que va a ser proporcionada.
También dependerá del vehículo, y del país de operación, la frecuencia de la comunicación por radio. En el caso de los vehículos, los vehículos europeos tienden a emplear una banda de frecuencia en la región de 433 MHz, mientras que los Estados Unidos tiende a emplear una banda de frecuencia en la región de 915 MHz. Por supuesto, las señales están codificadas de tal manera que sean únicas de un vehículo particular.
En el caso del primer aspecto de la presente invención, la señal transmitida por un transmisor montado en la PCB es captada y retransmitida por la antena formada por los conductores 209 de conexión eléctrica. Sin estar ligada a una teoría particular, la señal de radio se comunica a la antena por uno o ambos de recepción por los alambres 209 de la señal de radio parásita del elemento transmisor que escapa de la carcasa 203, y la retransmisión de la misma, y la conducción eléctrica directa de la señal a través de las pistas de la PCB y sobre los alambres 209. La disposición funciona para impulsar el rango del transmisor, que de otro modo sería inadecuado (al menos, el rango es corto) sin que se aplique mucha más potencia que la que puede suministrar una simple batería de celda de moneda durante un período razonablemente prolongado de tiempo. El circuito puede estar diseñado para amortiguar el ruido en la fuente de alimentación. La supresión de ruido de línea de potencia tiene el efecto de suprimir las señales reenergizadas en los alambres 209 de transmisión externos y particularmente a frecuencias más altas en la región de 915 MHz. El rango de transmisión resultante del dispositivo 200 puede no ser suficiente, incluso con la disposición de la figura 5.
El segundo aspecto de la presente invención proporciona el conector 706 coaxial en la PCB 702 para recibir la señal que va a ser transmitida por su transmisor a bordo (no se muestra) y comunica esa señal a través del cable 614 coaxial blindado a la antena 604 de lámina flexible en el núcleo 406' interior flexible fuera de la carcasa 203. La antena 604 de lámina flexible es una antena monopolo y por supuesto podría reemplazarse por un alambre bobinado donde termina el cable coaxial, si se prefiere.
Debe señalarse que la longitud precisa de alambre/pista para la antena 209/604 depende de un número de factores y está sujeta a cierta experimentación para establecer la longitud más eficiente para una situación particular. La frecuencia de transmisión es el determinante principal, pero la encapsulación de la antena dentro del núcleo 406, 406' interior de poliuretano también afecta la frecuencia óptima de la antena, creando efectivamente una antena compuesta que comprende tanto el poliuretano como el alambre 209/pista 608.
Con referencia a las figuras 8 a 11 (y también como se muestra en la figura 2), de acuerdo con la realización de la presente invención, se muestra 406" de la sección sobremoldeada, que comprende una columna vertebral 802 moldeada por inyección formada a partir de una base 802a y formador 802b. La base y formador se sujetan en conjunto mediante sujetadores 804 alrededor de la batería 502 de celda de moneda. El cable 614 coaxial (no visible en la figura 8) se sujeta entre la base y formador en la ranura 806 de la base cerca de una terminación 1110 (véase figura 11) del cable, proporcionando alivio de tensión para el cable coaxial en el núcleo 406" interior. El cable tiene un manguito 1114 de blindaje de RF y fuera del cual se extiende el núcleo 1112 del cable para formar la antena requerida. La longitud del núcleo 1112 más allá de la terminación 1110 puede ser aproximadamente 20 mm (dependiendo de la frecuencia de transmisión de RF y propiedades dieléctricas del polímero empleado para moldear el núcleo 406" interior y columna vertebral 802). Antes de sujetar la base y formador en conjunto, el núcleo 1112 se enrosca a través de una abertura en el formador (cuya abertura no es visible, pero está dispuesta en el extremo de una pista 808, formada en una superficie 810 superior del formador 802b, y en el extremo de una ranura 1000 profunda formada en el lado inferior 811 del formador 802b - véase figura 10). El manguito 1114 de blindaje de RF y terminación 1110 se reciben en la ranura 1000 profunda. El extremo libre del núcleo 1112 se lleva alrededor de la pista 808 y subsecuentemente se enrolla alrededor del formador 802b, recibido en ranuras 812 transversales alternas en sus superficies 810, 811 superior e inferior. Las ranuras 812 también sirven para aumentar la flexibilidad del formador, y del núcleo 406" interior, una vez moldeado.
Una vez que el cable 614 está sujeto entre la base 802a y el formador 802b, alrededor de la celda 502, los conductores 209 se extienden desde la celda a lo largo de un canal 1002 en el lado inferior 811 del formador 802b. La columna vertebral 802 se inserta luego en un molde como se describió anteriormente y la totalidad se encapsula en un elastómero apropiado tal como poliuretano para formar el núcleo 406" interior. El cable 614 y conductores 209 se extienden en conjunto fuera del extremo 310 del núcleo 406" interior para conexión a la PCB 702 como se describió anteriormente con referencia a la figura 2.
Una forma alternativa de columna vertebral 900 se muestra en la figura 9, que comprende una lámina simple de material plástico y que tiene muescas 902 en su borde mediante las cuales guía la bobina de núcleo 1112 cuando se enrolla alrededor de la columna vertebral 900. Un ojo 904 permite que el núcleo sea alimentado desde debajo de la columna vertebral 900 para comenzar a enrollar alrededor de la columna vertebral. Una lengüeta 906 proporciona una ubicación para una unión para cables (no se muestra) para asegurar el cable 614. La antena así formada se inserta simplemente en el molde (no se muestra) para formar el núcleo 406'" interior junto con la batería 502. De nuevo, los conductores 209 y cable 614 están atrapados dentro del molde de tal manera que se extienden fuera del extremo 310 de manera paralela (y no en ángulo con respecto entre sí como se muestra en la figura 9).
Volviendo a la figura 12, se muestra un dispositivo 200 completo de acuerdo con la invención en una posición abierta (está cerrado en la figura 1). Aquí, la carcasa 203 se muestra conectada a la bolsa 400 y formando parte de la banda 202. El otro extremo de la carcasa 203 forma la primera parte 720a de un mecanismo 720 de acoplamiento separable cuya segunda parte 720b se muestra separada de la primera parte. La segunda parte 720b está conectada en su otro extremo a un extremo de un segundo elemento 722 flexible que se corresponde en apariencia y flexibilidad con la bolsa 400 y que está conectada a la segunda parte 720b de manera similar que la bolsa 720 está conectada a la carcasa 203. La banda 202 se completa mediante un mecanismo 724 expandible que tiene botones 726 que permiten que la banda se expanda para una forma de liberación de la muñeca de un usuario. El mecanismo 724 tiene múltiples palancas inter-pivotadas que, cuando los botones 726 se comprimen en conjunto, permiten que el mecanismo se despliegue permitiendo que los extremos conectados de las partes 400, 722 flexibles se flexionen hacia afuera expandiendo significativamente el área encerrada por la banda 202 y facilitando el retiro de, y fijación en, del dispositivo 200 en la muñeca de un usuario. Debe anotarse que el mecanismo 720 de acoplamiento está previsto para proporcionar una interconexión rígida, una vez formada, de tal manera que la carcasa 203 y conector 720 en conjunto formen un único componente rígido, aunque en forma para cubrir la muñeca de un usuario. La primera parte 720a comprende una parte macho que se desliza dentro de un receptor en la parte 720b hembra, que tiene un mecanismo de captura liberable provisto (no se muestra ni explica con más detalle) para bloquear las partes en conjunto hasta que se presione un botón de liberación.
Como se describió anteriormente con referencia a la figura 3, el núcleo 406 (406', 406", 406"') interior tiene diferentes regiones sobre su longitud desde su conexión con la carcasa, hasta su cola. La región 318 es flexible, pero se mantiene en posición, tanto por interacción del cabezal 310 en la abertura 211 en la carcasa, como por el aseguramiento de los sujetadores 215 con, y en, la bolsa 400. Sin embargo, inmediatamente adyacente a la carcasa 203, el núcleo 406 interior es capaz de flexión, principalmente alrededor de un eje paralelo a una línea que une los sujetadores 215 y las aberturas 412 (de hecho, paralelo a un eje central de la banda 202, coincidente con el eje largo de la muñeca y antebrazo de un usuario cuando el dispositivo 200 está siendo usado). En esta región, los alambres 209 y cable 614 coaxial se someten a flexión cuando el dispositivo 200 se pone y retira de la muñeca de un usuario. El soporte proporcionado por el poliuretano sobremoldeado protege estos elementos, sin embargo disponerlos en una conformación de S en esta región de flexión reduce los cambios de tensión en el cable y alambres a medida que se produce flexión. De manera deseable, una vez dentro de la carcasa 203, el cable coaxial y los alambres 209 se unen a la PCB cerca de la entrada a la carcasa 203 de tal manera que se proporcione un alivio de tensión entre sus conexiones a la PCB 702 y las uniones en la PCB. Sin embargo, esto no se muestra en los dibujos.
Como se mencionó anteriormente, la batería 502 de celda de moneda puede ser una batería de único uso. Alternativamente, puede comprender una celda recargable, o un condensador. En ese caso, se puede proporcionar un circuito de recarga que puede comprender una bobina de recarga para recibir un flujo magnético alterno que acciona un voltaje alterno en la bobina de recarga. Se puede disponer adicionalmente un circuito en la placa 702 de circuito para conformar el voltaje alterno generado para cargar la celda recargable. El flujo magnético alterno se genera externamente del dispositivo 100, tal como mediante la pinza 300 de carga. Nuestra solicitud copendiente número GB 1709860.9 presentada el 20 de junio de 2017 describe una disposición adecuada. La bobina de recarga también puede estar dispuesta en el núcleo 406, 406' interior, o en una ubicación diferente del dispositivo 200.
Se apreciará que las realizaciones de la presente invención se pueden realizar en la forma de hardware, software o una combinación de hardware y software. Cualquier software tal puede ser almacenado en la forma de almacenamiento volátil o no volátil tal como, por ejemplo, un dispositivo de almacenamiento similar a una ROM, ya sea borrable o reescribible o no, o en la forma de memoria tal como, por ejemplo, RAM, chips de memoria, dispositivo o circuitos integrados o en un medio legible óptica o magnéticamente tal como, por ejemplo, un CD, DVD, disco magnético o cinta magnética. Se apreciará que los dispositivos de almacenamiento y medios de almacenamiento son realizaciones de almacenamiento legible por máquina que son adecuados para almacenar un programa o programas que, cuando se ejecutan, implementan realizaciones de la presente invención. Por consiguiente, realizaciones proporcionan un programa que comprende un código para implementar un sistema o método como se reivindica en cualquier reivindicación precedente y un almacenamiento legible por máquina que almacena tal programa. Aún adicionalmente, realizaciones de la presente invención pueden ser transmitidas electrónicamente a través de cualquier medio tal como una señal de comunicación portada sobre una conexión por cable o inalámbrica y las realizaciones abarcan adecuadamente lo mismo.
Todas las características divulgadas en esta especificación (incluyendo cualquier reivindicación acompañante, resumen y dibujos), y/o todas las etapas de cualquier método o proceso así divulgados, pueden combinarse en cualquier combinación, excepto combinaciones donde al menos algunas de tales características y/o etapas son mutuamente excluyentes.
Cada característica divulgada en esta especificación (incluyendo cualquier reivindicación acompañante, resumen y dibujos), puede ser reemplazada por características alternativas que sirven al mismo, equivalente o similar propósito, a menos que se establezca expresamente otra cosa. De este modo, a menos que establezca expresamente otra cosa, cada característica divulgada es solo un ejemplo de una serie genérica de características equivalentes o similares.
La invención no está restringida a los detalles de ninguna realización anterior. La invención se extiende a cualquier novedad, o cualquier combinación novedosa, de las características divulgadas en esta especificación (incluyendo cualquier reivindicación acompañante, resumen y dibujos), o a cualquier novedad, o cualquier combinación novedosa, de las etapas de cualquier método o proceso así divulgado.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo (200) de uso personal adecuado para usar en la muñeca de una persona y que comprende una carcasa (203) metálica y una banda (202) flexible para unión del dispositivo a la muñeca de un usuario,
en donde la carcasa metálica incluye una placa de circuito impreso, PCB, en la cual se montan componentes electrónicos que incluyen un transmisor para transmitir señales de radio a una frecuencia entre 400 y 1000 MHz;
en donde una batería (502) de celda de moneda está configurada para alimentar el dispositivo, estando la batería dispuesta en una sección de la banda flexible y estando las conexiones (209) eléctricas provistas entre la batería y la placa de circuito impreso, PCB; y
en donde el transmisor comprende un conector (614) de cable coaxial, un cable coaxial que tiene un terminal para conexión a dicho conector de cable coaxial y que se extiende fuera de dicha carcasa en dicha sección a una antena dispuesta en dicha sección, en donde dicha antena es el núcleo expuesto de dicho cable coaxial dentro de dicha sección y más allá de una terminación de una vaina de blindaje de radiofrecuencia del cable coaxial, y en donde dicha sección incluye una columna vertebral (802, 900) que tiene ranuras o muescas alrededor de las cuales se enrolla dicho núcleo expuesto.
2. Un dispositivo (200) como se reivindica en la reivindicación 1, en donde dicha columna vertebral (802, 900) comprende una pinza que asegura dicho cable coaxial a la columna vertebral y está configurada para proporcionar alivio de tensión al lado del cable coaxial que comprende dicha terminación y núcleo y con respecto a la tensión en el cable coaxial en el otro lado de la pinza
3. Un dispositivo (200) como se reivindica en la reivindicación 2, en donde dicha pinza también está configurada para asegurar la batería y sus conexiones eléctricas a la columna vertebral
4. Un dispositivo (200) como se reivindica en la reivindicación 3, en donde dicha pinza está formada por una base (802a) y un formador (802b) que definen una ranura entre ellos para recibir y sujetar el cable coaxial en acoplamiento de medios de apriete.
5. Un dispositivo (200) como se reivindica en la reivindicación 4, en donde se proporciona una ranura (1000) correspondiente en un lado inferior del formador que termina en una abertura en la abertura de formador en su lado superior como una pista en el lado superior que gira el núcleo del cable coaxial cuando se recibe en la misma de tal manera que facilite el enrollamiento del núcleo alrededor del formador, siendo las ranuras alternas formadas en el lado superior y lado inferior para recibir el núcleo.
6. Un dispositivo (200) como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en donde dicha sección de la banda flexible comprende un molde de elastómero de poliuretano, y preferiblemente en donde dicha antena y batería están incorporadas en dicho molde, formando el elastómero de poliuretano y antena una antena compuesta, sobresaliendo dichas conexiones eléctricas de dicho molde para conexión a la PCB.
7. Un dispositivo (200) como se reivindica en la reivindicación 6, en donde dicho cable coaxial también sobresale de dicho molde para conexión a la PCB.
8. Un dispositivo (200) como se reivindica en la reivindicación 1, en donde la antena está configurada para impulsar señal generada por el transmisor en un elemento transmisor en la PCB dentro de la carcasa, preferiblemente en donde la señal transmitida por el elemento transmisor se comunica a la antena por uno o ambos de:
a. recepción de señales de radio parásitas del elemento transmisor; y
b. conducción eléctrica de la señal a través de pistas de la PCB.
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