IT201800007357A1

IT201800007357A1 - Dispositivo individuale di schermatura

Info

Publication number: IT201800007357A1
Application number: IT102018000007357A
Authority: IT
Priority date: 2018-07-19
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2020-01-19
Also published as: EP3824614A1; ZA202101120B; US20210266388A1; CN112715025A; LT3824614T; SG11202100519RA; DK3824614T3; AU2019305141A1; WO2020016773A1; KR20210041575A; JP7483701B2; EP3824614B1; ES2906142T3; IL280291A; MX2021000739A; PL3824614T3; JP2021531666A; US11818284B2; IL280291B; CA3106768A1

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“Dispositivo individuale di schermatura”

CAMPO DI APPLICAZIONE

La presente invenzione riguarda il settore tecnico dei dispositivi di protezione da radiazioni non ionizzanti.

In particolare, la presente invenzione riguarda un dispositivo individuale di schermatura applicabile a dispositivi elettronici, per esempio a telefoni cellulari.

Con il termine individuale si intende definire un dispositivo che trova applicazione in tutte le situazioni in cui sia necessario proteggere parzialmente un utilizzatore, od una sua parte del corpo, dalle radiazioni elettromagnetiche emesse da un dispositivo personale e/o portatile.

TECNICA NOTA

In questo settore tecnologico esistono mezzi di protezione destinati alla protezione di oggetti, che forniscono una schermatura globale ed integrale, come ad esempio le custodie metalliche per le carte di credito, che svolgono l’importante funzione di impedirne la captazione dei codici da parte di apparecchi elettromagnetici accostati.

Risulta tuttavia evidente che tale soluzione non è applicabile ai dispositivi elettronici, quali i telefoni cellulari, che basano la loro utilità ed il loro funzionamento sulla trasmissione e ricezione di dati.

Infatti, non è possibile applicare una schermatura integrale a tali dispositivi, in quanto tale soluzione renderebbe di fatto il dispositivo inutilizzabile: schermarlo significa che in trasmissione il cellulare deve impiegare tutta la potenza disponibile, andando anche al di là del limite di esercizio, mentre la ricezione risulterebbe di tanto ridotta di quanto la protezione fa decadere il segnale (tipicamente, per una fine griglia metallica, una perdita di circa 2-6 dBm).

Ne consegue che attualmente non esistono mezzi di protezione individuale o sistemi che realizzino una protezione almeno parziale dell’utente dalle microonde generate da un cellulare o dalle onde elettromagnetiche generate da un altro dispositivo elettronico di consumo. Il principale problema che sorge nel tentare di fornire una protezione per l’utente dall’uso del telefono cellulare, ma in linea di principio vale per tutti i dispositivi di consumo che generano campi elettromagnetici in alta frequenza, a cominciare dai computer, è che una protezione risulta tanto più efficiente quanto più efficacemente riduca le prestazioni del dispositivo stesso, fino ad impedirne il funzionamento.

Ne è un esempio il già citato contenitore per carte di credito, facilmente reperibile sul mercato, che avvolgendo la carta ne impedisce l’accesso alle spie elettroniche, che possono essere in grado di operarne una clonazione.

Ovviamente sarebbe possibile riporre un telefono cellulare in una custodia di metallo, per proteggere il portatore dai suoi campi elettromagnetici, ma questa schermatura integrale renderebbe impossibile il corretto funzionamento del dispositivo.

Occorre inoltre tener conto del fatto che gli attuali telefoni cellulari dispongono di schermi del tipo tattile e una protezione deve necessariamente mantenerne sia la visibilità sia la deformabilità sotto la pressione e la temperatura al fine di poterne garantire il corretto funzionamento.

Lo stesso discorso sopra delineato risulta parimenti applicabile anche in riferimento ad altri dispositivi elettronici ad uso personale quali ad esempio tablet e computer.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre un dispositivo individuale di schermatura che superi almeno alcuni degli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, è scopo della presente invenzione mettere a disposizione un dispositivo individuale di schermatura in grado di fornire all’utilizzatore una protezione ottimale dalle radiazioni non ionizzanti emesse dall’apparecchio elettronico al quale il dispositivo di schermatura viene applicato, garantendo al tempo stesso il corretto funzionamento dell’apparecchio stesso.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un dispositivo individuale di schermatura, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni. Secondo la presente invenzione viene mostrato un dispositivo individuale di schermatura, applicabile ad uno schermo, in particolare uno schermo tattile, di un dispositivo elettronico, che comprende una lamina assorbente realizzata almeno parzialmente con un materiale metallico.

La lamina assorbente è adatta ad assorbire le onde elettromagnetiche emesse dal dispositivo elettronico in direzione dell’utilizzatore.

Le rivendicazioni dipendenti, qui incorporate per riferimento, corrispondono a differenti forme di realizzazione dell'invenzione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un dispositivo individuale di schermatura, come illustrato negli uniti disegni in cui:

- la figura 1 mostra un dispositivo individuale di schermatura applicato in particolare ad un telefono cellulare;

- la figura 2 mostra il posizionamento del dispositivo di schermatura di figura 1 durante l’uso del dispositivo elettronico;

- la figura 3 mostra una particolare forma realizzativa della presenta invenzione;

- la figura 3a mostra un particolare di figura 3;

- la figura 4 mostra una vista in sezione del dispositivo di schermatura in fase di applicazione ad un dispositivo elettronico.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI FORME DI REALIZZAZIONE

In Fig. 1 viene indicato in generale con il riferimento numerico 1 il dispositivo individuale di schermatura secondo la presente invenzione. Il dispositivo individuale 1 è applicabile ad una faccia di un dispositivo elettronico “E” che può essere a titolo esemplificativo e non limitativo un telefono cellulare, in special modo uno smartphone, un tablet, un computer od un qualunque dispositivo elettronico suscettibile di emettere radiazioni non ionizzanti in direzione di un utilizzatore.

In particolare, il dispositivo individuale 1 è applicabile ad uno schermo, preferibilmente uno schermo tattile, del dispositivo elettronico, nel seguito della descrizione si farà riferimento esplicito allo schermo di un telefono cellulare, senza per questo precludere l’applicabilità del dispositivo individuale 1 negli ulteriori contesti sopra delineati.

Il dispositivo individuale 1 comprende una lamina assorbente 2 realizzata almeno parzialmente con un materiale metallico e configurata per assorbire le onde elettromagnetiche emesse dal dispositivo elettronico “E” in direzione dell’utilizzatore senza interferire con quelle emesse in direzione opposta dai suoi componenti ricetrasmettitori.

In questo modo è possibile garantire contemporaneamente il corretto funzionamento del dispositivo elettronico “E” ed la protezione dell’utente dalle radiazioni elettromagnetiche, in particole nelle lunghezze d’onda delle microonde, emesse dallo stesso.

Nello specifico, la lamina assorbente 2 grazie alle sue caratteristiche elettromagnetiche costituisce la schermatura ideale di un campo in propagazione, mantenendo al contempo le proprietà di trasparenza alla luce e di trasmissibilità della pressione e di conduzione del calore necessarie per l’interazione dell’utente con lo schermo del dispositivo elettronico “E”.

Secondo una possibile forma realizzativa, la lamina assorbente 2 è realizzata mediante un foglio 2a continuo ed il materiale metallico è un materiale vetro-metallico.

Con il termine vetro-metallico si intende un solido metallico, solitamente una lega, con una struttura atomica amorfa, quindi non cristallina.

In particolare, secondo tale forma realizzativa, il vetro-metallico comprende una lega di vetro-metallo ternaria basato su ferro o nichel aggiunti al boro in forma vetrosa e addizionati all’ittrio, per esempio secondo la formula Y4Fe75B21.

La lega sopra identificata, è caratterizzata da una coercività di circa 40 A/m e una conduttività elettrica specifica superiore a 1/90.In accordo con possibili forme alternative, l’ittrio può essere sostituito con un elemento che abbia una dimensione atomica non minore del 130% della dimensione del ferro e la cui percentuale nella lega non sia inferiore al 3% o superiore al 10%.

Anche la percentuale del boro può variare, tra il 18 ed il 27%.

Come sopra indicato, il ferro può essere sostituito almeno parzialmente dal nichel o, secondo possibili alternative che verranno discusse più in dettaglio nel seguito, anche da strutture comprendenti palladio e/o zirconio al fine di realizzare la lamina protettiva 2 in materiale vetro-metallico.

In termini generali, la lamina protettiva 2 è realizzata secondo la formula parametrica:

Y3+aFe79-a-b-cNibB18+c

in cui i parametri indicati possono assumere i seguenti valori:

- a è compreso tra 0 e 3 in percentuale atomica;

- b è pari a 0 oppure 67 in percentuale atomica;

- c è compreso tra 0 e 9 in percentuale atomica. Se a=3, b=67, c=9 il ferro risulta essere completamente sostituito nella lega dal Nichel.

Una maggiore percentuale del boro rende la lega più vetrosa mentre una maggiore percentuale dell’ittrio permette di compensare l’aumentato peso molecolare della lega dovuto alla sostituzione del nichel rispetto al ferro. La conduttività specifica della lega sopra parametrizzata assicura l’effetto Faraday di protezione dal campo elettromagnetico.

Tuttavia, un uso prolungato del dispositivo individuale 1 porta comunque nel tempo ad una perdita di magnetizzazione dello stesso che ne riduce l’efficienza di assorbimento delle onde elettromagnetiche.

Al fine di ripristinarne il corretto funzionamento, il dispositivo individuale presenta un’area di contatto elettrico in prossimità della lamina assorbente 2, che ne consente la connessione elettrica con un dispositivo di ricarica. A titolo di esempio si riporta che l’esposizione media alla densità di potenza dello schermo di un telefono cellulare è tipicamente inferiore a 10 mW/m<2 >in valore efficace.

La coercività di 40 A/m garantisce il corretto funzionamento del dispositivo individuale 1 per un tempo di oltre 2 ore, cioè un tempo più che doppio rispetto a quello identificato come riferimento per definire gli heavy user di un telefono cellulare.

Il dispositivo di ricarica comprende una batteria ricaricabile, preferibilmente ad alta prestazione (10.000 mAh) ed un opportuno trasformatore posto in serie alla batteria.

La ricarica delle proprietà di schermatura elettromagnetica del dispositivo individuale può vantaggiosamente essere effettuata in parallelo con l’operazione di ricarica della batteria del dispositivo elettronico “E”.

Per garantire il mantenimento di un buona visibilità dello schermo sottostante e ove previste il corretto funzionamento delle sue funzioni tattili, la lamina assorbente 2 ha uno spessore compreso tra 0.2 mm e 0.3 mm.

In accordo con una ulteriore possibile forma realizzativa, la lamina assorbente 2 è una lamina traforata 2b e, preferibilmente, il materiale metallico comprende alluminio.

In particolare, la lamina traforata 2b presenta una pluralità di fori 3 sostanzialmente circolari le cui dimensioni ed il posizionamento sulla lamina traforata 2b sono definibili in funzione del particolare ambito applicativo nel quale si prefigura di utilizzare il dispositivo individuale 1. Infatti, in questo caso, l’efficienza del dispositivo individuale 1 nel bloccare le radiazioni a determinate frequenze dipenderà dalla geometria dei fori 3 realizzati nella lamina traforata 2b, che dovranno quindi essere opportunamente dimensionati.

Più nel dettaglio, il raggio “r” di ciascun foro 3 è determinato secondo la formula:

r= c/(20*ν);

in cui il parametro c è la velocità della luce (pari a circa 3*10<8 >m/s) ed il parametro v è un valore in frequenza maggiore o uguale alla frequenza nominale di funzionamento del dispositivo elettronico.

In altre parole, si seleziona come valore di v un valore superiore a quello della maggiore frequenza a cui può ricetrasmettere il dispositivo elettronico “E”.

Allo stesso modo, la distanza “t” relativa fra i rispettivi centri di fori 3 adiacenti è calcolato secondo la formula:

t=3*r;

Nel caso particolare in cui il dispositivo individuale 1 sia configurato per essere applicato ad un telefono cellulare, il termine di riferimento per determinare il valore del parametro v è dato dalla frequenza centrale della banda di frequenza telefonica in esercizio.

Pertanto, nel caso particolare in cui si prende in considerazione un telefono operante con standard 4G, è possibile selezionare un valore di v=2.35 GHz, maggiore rispetto alla frequenza centrale dello standard 4G che si attesta fino ai 2600 MHz, ed utilizzando le formule sopra riportate è possibile determinare per i fori 3 un valore del diametro pari a 1.33 mm ed una distanza relativa dei centri di fori 3 adiacenti pari a 2 mm.

Per garantire il mantenimento di un buona visibilità dello schermo sottostante e ove previste il corretto funzionamento delle sue funzioni tattili, la lamina assorbente 2 ha uno spessore compreso tra 0.15 mm e 0.25 mm, preferibilmente pari a 0.17 mm.

Per garantirne la resistenza ad eventuali urti e graffiature, il dispositivo individuale 1 comprende un rivestimento protettivo 4 applicato ad almeno una faccia della lamina assorbente 2, in particolare almeno alla faccia disposta verso l’utilizzatore durante l’uso del dispositivo elettronico “E”. Ne risulta quindi che la lamina assorbente 2, una volta che il dispositivo individuale 1 viene ad essere applicato, viene ad essere racchiusa tra lo schermo del dispositivo elettronico “E” (quindi tra l’eventuale superfice in vetro temprato che viene solitamente disposta a protezione di tale schermo) e il rivestimento protettivo 4.

Tale rivestimento protettivo 4 può anche essere applicato in ciascuna faccia della lamina assorbente 2, andando a realizzare in questo modo una struttura che racchiude al suo interno la lamina assorbente 2.

In accordo con una possibile forma realizzativa, tale rivestimento protettivo 4 comprende almeno una lamina in vetro temprato.

In particolare, la lamina in vetro temprato presenta uno spessore compreso tra 0.1 mm e 0.2 mm.

Alternativamente, l’almeno un rivestimento protettivo 4 può essere realizzato mediante una lamina protettiva realizzata con un materiale vetro-metallico, preferibilmente comprendente palladio.

Tale lamina protettiva permettere di migliorare la resistenza e durezza del dispositivo, aumentandone inoltre l’isolamento elettromagnetico grazie alle proprietà diamagnetiche delle leghe al Palladio.

In particolare, la lamina protettiva è realizzata con un materiale vetrometallico secondo la formula parametrica:

Pd40+aCubNi40-a-b,SicP20-c

in cui i parametri indicati possono assumere i seguenti valori:

- a è compreso tra 0 e 2.5 in percentuale atomica;

- b è pari a 0 oppure 30 in percentuale atomica;

- c è compreso tra 0 e 4 in percentuale atomica;

- almeno uno tra b e c è uguale a 0.

In particolare, l’ultima condizione parametrica indicata garantisce che la lega utilizzata per la realizzazione della lamina protettiva sia una lega quaternaria.

In accordo con una possibile forma realizzativa alternativa, la lamina protettiva è realizzata mediante una lega metallica che impiega zirconio al posto del palladio.

In accordo con un particolare aspetto della presente invenzione, la lamina protettiva e la lamina assorbente 2 sono realizzate di pezzo.

Vale a dire che è possibile realizzare una lamina assorbente 2 in accordo con le forme realizzative già esposte e proteggerla mediante la sovrapposizione di una lamina protettiva in vetro-metallo contenente palladio o zirconio, oppure realizzare direttamente la lamina assorbente 2, che coincide in questo caso con la lamina protettiva, utilizzando una lega in vetro-metallo che contiene palladio o zirconio, ovvero secondo la formula parametrica sopra presentata.

In accordo con una ulteriore possibile forma realizzativa il rivestimento protettivo comprende un rivestimento realizzato mediante uno smalto vetrificante il quale permette vantaggiosamente di proteggere l’utilizzatore da eventuali scariche elettriche.

Vantaggiosamente, la presente invenzione raggiunge gli scopi proposti superando gli inconvenienti lamentati nella tecnica nota mettendo a disposizione dell’utente un dispositivo individuale di schermatura che garantisce il corretto funzionamento in condizioni ottimali del dispositivo elettronico “E” al quale è applicato, permettendo al contempo di ridurre sostanzialmente l’esposizione dell’utente a radiazioni potenzialmente dannose.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo individuale di schermatura applicabile ad uno schermo, in particolare uno schermo tattile, di un dispositivo elettronico (E) orientato in uso verso un utilizzatore, detto dispositivo individuale comprendendo una lamina assorbente (2) realizzata almeno parzialmente con un materiale metallico ed atta ad assorbire onde elettromagnetiche emesse dal dispositivo elettronico (E) in direzione dell’utilizzatore.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detta lamina assorbente (2) è un foglio continuo (2a) e detto materiale metallico comprende un materiale vetro-metallico.
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui detto materiale vetrometallico comprende una lega metallica di boro, ittrio ed almeno un elemento metallico selezionato tra ferro, nichel, palladio e zirconio.
4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui la percentuale in peso di boro in detta lega è compresa tra il 18% ed il 27%
5. Dispositivo secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui la percentuale in peso di ittrio in detta lega è compresa tra il 3% ed il 10%.
6. Dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 2-5, in cui detta lamina assorbente (2) in materiale metallico ha uno spessore compreso tra 0.2 mm e 0.3 mm.
7. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detta lamina assorbente (2) è una lamina traforata (2b), preferibilmente detto materiale metallico comprendendo alluminio.
8. Dispositivo secondo la rivendicazione7, in cui detta lamina traforata (2b) ha uno spessore compreso tra 0.15 mm e 0.25 mm, preferibilmente pari a 0.17 mm.
9. Dispositivo secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui detta lamina assorbente (2) metallica traforata (2b) presenta una pluralità di fori (3) sostanzialmente circolari in cui: - il raggio (r) di ciascun foro è pari a c/(20*ν), c essendo la velocità della luce e v essendo un valore in frequenza maggiore o uguale alla frequenza nominale di funzionamento del dispositivo elettronico (E); - la distanza (d) relativa fra rispettivi centri di fori (3) adiacenti è pari al triplo di un raggio (r) di detti fori (3).
10. Dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 7-9, in cui il dispositivo elettronico (E) comprende un telefono cellulare e detti fori (3) presentano un diametro pari a 1.33 mm, detti fori (3) essendo disposti in maniera tale che rispettivi centri di fori (3) adiacenti siano ad una distanza (d) relativa pari a 2 mm.
11. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente un rivestimento protettivo (4) applicato ad almeno una faccia di detta lamina assorbente (2).
12. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, in cui il rivestimento protettivo (4) è applicato su ciascuna faccia della lamina assorbente (2).
13. Dispositivo secondo la rivendicazione 11 o 12, in cui detto rivestimento protettivo (4) comprende almeno una lamina in vetro temprato.
14. Dispositivo secondo la rivendicazione 13, in cui l’almeno una lamina in vetro temprato presenta uno spessore compreso tra 0.1 mm e 0.2 mm.
15. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, in cui detto rivestimento protettivo (4) comprende almeno una lamina protettiva realizzata con un materiale vetro-metallico, detto materiale vetro-metallico comprendendo Pd40+aCubNi40-a-b,SicP20-c, in cui: - a è compreso tra 0 e 2.5 in percentuale atomica; - b è pari a 0 o 30 in percentuale atomica; - c è compreso tra 0 e 4 in percentuale atomica; - almeno uno tra b e c è pari a 0.
16. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, in cui detto rivestimento protettivo (4) comprende almeno uno strato in smalto vetrificante applicato all’almeno una faccia della lamina in materiale metallico.
17. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo presenta uno spessore complessivamente inferiore a 0.5 mm.