ITTV20120130A1 - "cassa di dispositivo da polso di interconnessione e comunicazione multimediale che integra un'antenna" - Google Patents

Description

CASSA DI DISPOSITIVO D’INTERCONNESSIONE E COMUNICAZIONE

MULTIMEDIALE CHE INTEGRA UN’ANTENNA

[0001 ] Il presente trovato ha per oggetto una cassa di contenimento in metallo per un dispositivo atto all'interconnessione e comunicazione multimediale, che integra un’antenna direttamente interfacciata con l’esterno.

[0002] L'innovazione trova particolare seppur non esclusiva applicazione nel settore dell’industria della produzione di dispositivi di telecomunicazione; trova, inoltre, applicazione nel settore dell’orologeria nei dispositivi da polso altrimenti denominati smartwatch e wrist - watch telephone in lingua inglese.

[0003] Nel panorama tecnico attuale sono da tempo noti e diffusi i dispositivi di telefonia mobile predisposti al fine di rendere possibile la comunicazione tra almeno due utenti non compresenti nel medesimo luogo. In particolare sono noti quei dispositivi di telefonia che permettono la possibilità di attuare un agevole trasporto e mantenimento del dispositivo di rice-trasmissione in prossimità dell’utente ai fini di un’immediata disponibilità del dispositivo stesso, così da permettere di conservare la possibilità di comunicazione anche durante gli spostamenti da un luogo ad un altro; si tratta dei dispositivi di telefonia mobile convenzionalmente conosciuti come telefoni mobili o telefoni cellulari. Sono anche note soluzioni particolarmente miniaturizzate di telefoni cellulari che risultano atte ad essere indossate al polso a guisa di orologio, essendo tale tipologia comunemente denominata wrist - watch telephone in lingua inglese.

L’attuale rapida evoluzione delle apparecchiature di telefonia mobile ha reso possibile l’implementazione di nuove funzionalità, consentendo di ampliarne l’utilizzo anche per lo scambio di dati in formato digitale. Attualmente, i dispositivi di comunicazione mobile maggiormente evoluti sono quelli comunemente ricompresi sotto la denominazione di smartphone i quali stessi combinano in un unico apparecchio le funzionalità del telefono cellulare e dei dispositivi di gestione dati anche a contenuto multimediale, ulteriormente permettendo che le funzionalità dei detti dispositivi di comunicazione stessi possano essere ampliate attraverso la predisposizione di programmi applicativi appositamente sviluppati.

[0004] Recentemente, sono stati proposti dispositivi remoti atti a consentire interazione indiretta con i detti dispositivi multimediali del tipo smartphone o simili, essendo ad esempio in grado di interconnettersi al fine di rilevare le chiamate in arrivo, nel caso di suoneria silente e apparecchiatura non visibile da parte dell’utente, oppure per interagire con le funzioni evolute di cui i detti dispositivi multimediali dispongono; a titolo di esempio, si ricorda il prodotto denominato commercialmente i'm watchâ„¢ della società italiana I’M Spa - Milano (www.imwatch.it) che consente tale interconnessione remota, à ̈ di piccole dimensioni essendo indossabile a guisa di orologio da polso comprensivo di cassa, cinturino, display e con componenti elettronici interni anche atti a connettersi ad un dispositivo di tipo smartphone per il tramite della tecnologia di trasmissione wireless convenzionalmente denominata Bluetoothâ„¢. Un tale dispositivo elettronico da polso appartiene ad una tipologia che viene anche denominata convenzionalmente smartwatch in lingua inglese.

[0005] E’ anche ampiamente noto che in tutti i dispositivi che includono all’interno un’antenna atta a ricevere ed inviare un segnale elettromagnetico del tipo onde radio, ad esempio da o verso un dispositivo telefonico, al fine di consentire lo scambio reciproco di dati, la posizione e la configurazione realizzativa della detta antenna influiscono notevolmente sulla qualità della trasmissione ed anche su eventuali malfunzionamenti del sistema.

Stato dell’arte ed inconvenienti

[0006] In generale, à ̈ noto che la trasmissione può risultare difficoltosa a causa di elementi metallici che interagiscono con l’antenna ostacolando la corretta emissione o ricezione delle dette onde; tali malfunzionamenti si verificano particolarmente nel caso dei dispositivi con antenna interna che anche comprendono al contorno estese parti in metallo, tipicamente il corpo esterno di contenimento del dispositivo o parti di esso. E’ anche noto che da tempo si tende a non realizzare antenne esterne per ragioni costruttive ed anche estetiche, essendo protrudenti o telescopiche, ed anche essendo il mercato commercialmente orientato a preferire soluzioni di tipo interno.

[0007] I costruttori di telefoni cellulari e smartphone, quindi, hanno da tempo ridotto l’uso di involucri in metallo, ad esempio sostituendoli con parti in plastica, ed anche hanno sviluppato soluzioni innovative per migliorare l’emissione e la ricezione del segnale giacché come anzidetto l’involucro o cassa in metallo ne costituiva una ragionevole limitazione. Tra le soluzioni migliorative di antenna per tali dispositivi, a titolo di esempio, si ricorda il documento EP2360784 (Sung et al.) che propone un elemento radiante formato da una struttura di supporto perimetrale comprensiva di solchi ricavati in continuità all’esterno in modo tale da alloggiare un cavo inserito a guisa di spirale multipla connessa con l’interno, essendo anche sovrastampabile.

[0008] Tra le soluzioni note configurate a guisa di orologio da polso e comprensive di antenna si ricorda, a titolo di esempio, il documento US20030081 5606 (Karhu) che descrive un orologio da polso elettronico atto alla trasmissione di informazioni per il tramite di un’antenna cilindrica rigida che protrude esternamente dalla cassa in direzione del cinturino, od anche il documento US20090231 960 (Hutcheson) che propone un orologio da polso del tipo wrist - watch telephone comprensivo di cassa monoblocco con cinturino convenzionale, display superiore di tipo apribile, modulo GSM interno, e con una antenna interna conformata a guisa di foglio rettangolare di piccole dimensioni che à ̈ connessa via cavo ai componenti elettronici, essendo la detta cassa in titanio e materiali non metallici, come la plastica; tale soluzione prevede anche delle varianti con una parte di antenna integrata sul cinturino oppure un elemento radiante aggiunto dall’esterno e rimovibile per i casi di segnale debole.

[0009] In generale, in tale tipologia di dispositivi le soluzioni convenzionali di antenna presentano taluni problemi tecnici od estetici; in particolare, si ricorda che le soluzioni di antenna esterna al corpo del dispositivo, altrimenti denominato cassa, sono limitate alla possibilità di posizionamento remoto, in unione al cinturino, od in connessione diretta ai lati della cassa, essendo la parte superiore occupata dal display e la parte inferiore a contatto con il polso e non utilizzabile. Il detto posizionamento remoto sul cinturino permette di realizzare un'antenna in grado di interagire con il campo elettromagnetico senza interferenze, vincoli o limitazioni, ottenendo quindi la massima efficienza; tuttavia, questa soluzione à ̈ soggetta principalmente a problemi di tipo produttivo, essendo l'antenna inserita nel cinturino con operazioni di montaggio complesse che anche prevedono l’aggancio all'orologio sia del cinturino che dell'antenna; i costi industriali di una tale soluzione risultano eccessivamente elevati per la necessità di manodopera estremamente qualificata e per i lunghi tempi di assiemaggio, rendendo tale soluzione non competitiva ed anche problematica nelle sostituzioni. La detta connessione diretta ai lati della cassa comporta la presenza di elementi aggiunti esternamente al profilo della cassa che risultano ingombranti e che compromettono il design dell’oggetto.

[001 0] Per ovviare ai detti problemi, sono note diverse soluzioni che prevedono l’inserimento dell'antenna direttamente all'interno della cassa; in tal caso l'assemblaggio può essere notevolmente semplificato, ad esempio adottando un’antenna ceramica o realizzata direttamente sulla scheda elettronica. Tuttavia, come sopra descritto, il posizionamento interno dell'antenna può causare problemi nell’emissione e nella ricezione del segnale, particolarmente se la cassa à ̈ di tipo monoblocco e realizzata in un materiale metallico, con il rischio di frequenti malfunzionamenti nelle varie funzioni del dispositivo; à ̈ noto, infatti, che un'onda elettromagnetica incidente su di una superficie metallica viene riflessa secondo le leggi dell’elettromagnetismo, non essendo trasmissibile nel metallo. E’ quindi preferibile, nel caso di antenne posizionate all’interno di corpi monoblocco, utilizzare un materiale non metallico quale, ad esempio, la plastica od il caucciù; inoltre, à ̈ anche noto che un dispositivo remoto del tipo smartwatch che viene realizzato con cassa in metallo monoblocco à ̈ ampiamente preferibile alle altre dal punto di vista strutturale e, particolarmente, dal punto di vista commerciale ed estetico, essendo maggiormente pregiato e con un più alto valore di mercato.

[001 1 ] Vi à ̈ dunque la necessità da parte delle imprese del settore d’individuare delle soluzioni ottimali per conseguire i successivi scopi prefissati.

Riassunto dell ’oggetto del trovato

[001 2] Questi ed altri scopi vengono raggiunti con la presente innovazione secondo le caratteristiche di cui alle annesse rivendicazioni risolvendo i problemi esposti mediante una soluzione innovativa di cassa (10) per un dispositivo atto alla interconnessione e comunicazione multimediale, che à ̈ conformata a guisa di contenitore scatolare in metallo e si caratterizza nell’utilizzare almeno una porzione della stessa cassa con la funzione di antenna integrata (200) e direttamente interfacciata con l’esterno, essendo detta antenna ricavata in corrispondenza di almeno un fianco (101 ) per il tramite di taglio passante (201 ).

Scopi

[001 3] Attraverso il notevole apporto creativo il cui effetto costituisce un immediato progresso tecnico vengono conseguiti scopi e vantaggi.

[001 4] Un primo scopo vantaggioso à ̈ quello di ottenere una cassa, ad esempio per un dispositivo da polso atto alla interconnessione e comunicazione multimediale, del tipo smartwatch, che à ̈ realizzata in metallo, di qualsivoglia tipologia e livello di pregevolezza, e che integra almeno un’antenna in grado di interagire con il campo elettromagnetico senza vincoli o limitazioni, ottenendo la massima efficienza.

[001 5] Un secondo scopo vantaggioso à ̈ quello di ricavare la detta antenna dal corpo della stessa cassa, essendo tale antenna direttamente interfacciata con l’esterno, dimensionabile in funzione dell’uso specifico ed anche posizionabile in modo non visibile dietro eventuali accessori esterni, ad esempio un cinturino da polso.

[001 6] Ancora uno scopo vantaggioso à ̈ quello di ottenere una cassa che può integrare fino a due antenne, anche accordate su bande diverse.

[001 7] Un ulteriore scopo vantaggioso consiste nell’ottenere una cassa che integra un’antenna di tipo multiplo, a più elementi, anche posizionati su due lati opposti.

[001 8] Ancora uno scopo vantaggioso à ̈ quello di ottenere una cassa che integra l’antenna in modo direttamente interfacciato con l’esterno senza ridurre l’impermeabilità del dispositivo.

[001 9] Gli stessi scopi sono riferibili anche alle soluzioni di dispositivi mobili di cellulari oggi comunemente utilizzate quali, ad esempio, i detti smartphone.

[0020] Questi, ed altri vantaggi appariranno dalla successiva particolareggiata descrizione d’alcune soluzioni preferenziali di realizzazione i cui particolari d’esecuzione non sono da intendersi limitativi ma solo esemplificativi.

Contenuto dei disegni

La figura 1 à ̈ una vista assonometria da sotto della cassa di contenimento in metallo di un esempio di dispositivo di interconnessione, in particolare un dispositivo da polso del tipo smartwatch, con una porzione laterale della stessa cassa avente la funzione di antenna integrata e direttamente interfacciata con l’esterno, essendo ricavata sul fianco tra le anse del cinturino per il tramite di taglio passante.

La figura 2 Ã ̈ una vista frontale del profilo di taglio di cui in Fig.1 ;

La figura 3 Ã ̈ una vista assonometria da sopra della cassa;

La figura 4 à ̈ una vista prospettica dell’interno della cassa;

La figura 5 à ̈ una vista prospettica dell’interno della cassa anche comprensiva dei componenti elettronici e del collegamento all’antenna; La figura 6 à ̈ una vista prospettica opposta rispetto all’immagine di cui Fig. 5.

Pratica realizzazione del trovato

[0021 ] Riferendosi senza limitazione anche alle figure (Figg. 1 - 6), si descrive una soluzione innovativa di cassa in metallo (10) per un dispositivo da polso atto all’interconnessione e comunicazione multimediale, del tipo anche denominato smartwatch, che à ̈ conformata a guisa di cassa monoblocco di orologio e si caratterizza nell’utilizzare almeno una porzione della stessa cassa con funzione di antenna (200), essendo ricavata lateralmente in modo integrato e direttamente interfacciata con l’esterno.

[0022] La detta cassa (10) à ̈ preferibilmente conformata in modo quadrangolare con due coppie opposte di anse esterne (102), essendo anche leggermente curvata secondo la conformazione del polso, ed à ̈ atta a contenere l’apparato hardware costituente l’elettronica del detto dispositivo essendo ulteriormente dotata di opportune sedi aperte (103), preferibilmente poste lateralmente al fine di permettere la collocazione, per l’azionamento e la funzionalità, dei relativi tasti e/o pulsanti di attivazione e funzione, dei dispositivi di connessione e dei dispositivi di riproduzione sonora (Fig. 3). Generalmente, il detto apparato hardware comprende, reciprocamente connessi in modo noto al fine di permetterne il funzionamento, almeno i seguenti dispositivi: una CPU, un dispositivo di memoria RAM, un dispositivo di memoria eMMC , un display di tipo touch capacitivo, un modulo bluetoothâ„¢ , un connettore da 3,5 mm ed una porta USB, un microfono piezoelettrico, un dispositivo di alimentazione costituito da una batteria del tipo ai polimeri di litio, un pulsante di accensione/spegnimento e standby. La maggior parte dei detti componenti sono montati, in modo noto, su di una scheda elettronica (500) che à ̈ conformata in modo tale da essere contenuta all’interno della detta cassa (10); il display chiude la cassa superiormente (Figg. 3 - 6).

[0023] In tale configurazione svolge un ruolo primario l’antenna che deve interagire con il campo elettromagnetico senza vincoli o limitazioni; in particolare, deve essere dimensionata e posizionata per funzionare correttamente secondo la specifica lunghezza d’onda in funzione del tipo di trasmissione, in modo tale da ottenere la massima efficienza. A titolo di esempio, un modulo di trasmissione di tipo bluetooth ™ utilizza generalmente un’antenna interna che lavora alla frequenza operativa di almeno 2,4 GHz; tale antenna, per i noti motivi sopra descritti, può causare malfunzionamenti se collocata convenzionalmente dentro una cassa realizzata in metallo.

[0024] Per ovviare a questi problemi, il trovato prevede che una porzione laterale della detta cassa (10), particolarmente sul fianco ( 101 ) tra le due anse (102) di aggancio del cinturino, venga adeguatamente ritagliata e mantenuta in sede di modo tale da svolgere anche la funzione di antenna (200), essendo vantaggiosamente conformata, interfacciata con l’esterno e nascosta alla vista dallo stesso cinturino (Figg. 1 - 3).

[0025] I vincoli estetici e funzionali di una tale configurazione riducono le facce dove à ̈ possibile ricavare la detta antenna, essendo quindi utilizzabile solo il fianco (101 ) tra le anse (102), in posizione nascosta dal cinturino; tale soluzione consente eventualmente, inoltre, di integrare contestualmente due antenne diversamente accordate, essendo ricavabili singolarmente in corrispondenza di entrambi i lati opposti, od anche à ̈ possibile realizzare una schiera di due antenne, al fine di utilizzare schemi di antenne moderne a più elementi quali, a titolo di esempio non limitativo, quelle utilizzate nelle reti WiFi IEEE 802.1 I n .

[0026] In particolare, la detta porzione di cassa con funzione di antenna integrata (200) à ̈ ricavata per il tramite di un taglio passante (201 ) avente il profilo di taglio di tipo rettangolare e incompleto, non chiuso, a guisa di C ad angoli retti con disposizione longitudinale rispetto al detto fianco ( 101 ) in modo tale da essere mantenuta in posizione da un tratto centrale non tagliato (202) che resta solidale alla cassa, a guisa di testimone, tra i due tratti tagliati (206) (Figg. 1 , 2). Il detto taglio passante à ̈ realizzabile agevolmente con tecnologie convenzionali durante la formazione del pezzo, oppure successivamente, ad esempio per fresatura.

[0027] Ulteriormente nel dettaglio dell’esempio di preferenziale realizzazione che si descrive, la detta porzione conformata a rettangolo avente funzione di antenna integrata (200) presenta una lunghezza del lato maggiore (204) che à ̈ pari ad un quarto della lunghezza d'onda lambda della frequenza a cui si vuole trasmettere, cioà ̈:

lato maggiore = lambda/4

dove la lunghezza d'onda lambda à ̈ data dal noto rapporto c/f, cioà ̈ velocità su frequenza rispettivamente pari a 3*1 0<8>m e 2.4 *10<9>nel caso sopra descritto, quindi risultando il detto valore di lambda pari a circa 12.5 cm. La lunghezza ottimale dell’antenna à ̈ quindi approssimabile a 3.1 cm, essendo circa un quarto della detta lunghezza d’onda lambda come sopra indicato, che anche corrisponde al lato maggiore (104) del detto rettangolo intagliato sul fianco ( 101 ) della cassa (10) del detto dispositivo da polso, come sopra descritto. Per garantire un funzionamento ottimale dell’antenna in funzione dell’uso specifico, il lato minore (205) del detto rettangolo deve essere pari a circa un decimo del lato maggiore (204), o inferiore, compatibilmente con i vincoli dati della tecnologia di lavorazione. Un rettangolo con funzione di antenna ottimamente efficiente, come sopra descritto, risulta quindi perfettamente compatibile con la configurazione realizzativa di una cassa metallica monoblocco per un dispositivo da polso di tipo smartwatch, essendo vantaggiosamente ricavabile sul fianco ( 101 ) tra le anse (102), dove à ̈ presente una superficie sostanzialmente piana, di forma rettangolare e sufficientemente ampia, prevalentemente nascosta dal cinturino (Figg. 3 e 4).

[0028] La scheda elettronica (500) viene fissata alla cassa (10) mediate viti, senza contattazione; essendo indispensabile che la cassa e la scheda siano isolate, sono previste sul fondo ( 104) almeno due piazzole d’appoggio isolate (300) su cui fissare la scheda in modo tale da evitare che la stessa cassa si comporti da elemento trasmissivo (Figg. 5, 6).

[0029] L'iniezione del segnale avviene collegando con un mezzo conduttivo, a guisa di cavetto elettrico (400) dotato di terminale ad anello (401 ), il connettore dell'antenna (501 ), compreso nella scheda elettronica (500), ad un foro (203) realizzato sull’asse mediano trasversale (207) del detto rettangolo metallico fungente da antenna (200); il detto foro (203) à ̈ preferibilmente filettato di modo tale che, per semplificare l'assemblaggio, il fissaggio del cavetto viene effettuato dall'interno per il tramite di vite convenzionale (402) (Figg. 2 e 6).

[0030] Nella preferenziale realizzazione del trovato, la feritoia ottenuta dal detto taglio passante (201 ) à ̈ sigillata in modo tale da risultare impermeabile, preservando il dispositivo da schizzi d’acqua ed anche dall’entrata di polvere o altri materiali indesiderati, al fine di salvaguardarne il corretto funzionamento e la durata nel tempo; in particolare, à ̈ possibile chiudere la detta feritoia con materiali non metallici utilizzando tecnologie industriali di tipo convenzionale quali, a titolo di esempio non limitativo, la resinatura. Tra i materiali sintetici adatti allo scopo si ricordano le resine epossidiche, taluni elastomeri, i polimeri in generale.

[0031 ] Nel caso trattasi di altro dispositivo di interconnessione, come ad esempio un telefono cellulare convenzionale oppure del tipo smartphone, la stessa soluzione di antenna verrà ricavata allo stesso modo in corrispondenza di almeno uno dei quattro fianchi laterali che definiscono il perimetro della detta cassa metallica.

Legenda

(10) cassa in metallo

(101 ) fianco laterale

(102) ansa di fissaggio cinturino

(1 03) sedi aperte

(104) fondo

(200) antenna integrata

(201 ) taglio passante

(202) tratto solidale non tagliato

(203) foro

(204) lato maggiore dell’antenna

(205) lato minore dell’antenna

(206) tratto tagliato

(207) asse mediano trasversale, rispetto all’antenna

(300) piazzola d’appoggio di tipo isolato

(400) mezzo conduttivo del tipo cavetto elettrico

(401 ) terminale ad anello

(402) vite

(500) scheda elettronica

(501 ) connettore antenna su scheda

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Una cassa (10) di contenimento in metallo per un dispositivo atto all’interconnessione e comunicazione multimediale, che à ̈ conformata a guisa di contenitore scatolare comprensivo del fondo e dei fianchi laterali, caratterizzata dal fatto che almeno una porzione della stessa cassa ( 10) ha la funzione di antenna (200), essendo integrata e direttamente interfacciata con l’esterno; e dove detta antenna integrata (200) à ̈ ricavata da almeno un fianco ( 101 ) della detta cassa (10) per il tramite di un taglio passante (201 ) avente il profilo di taglio di tipo rettangolare e incompleto, a guisa di C ad angoli retti, detta antenna (200) disposta longitudinalmente rispetto al detto fianco ( 101 ), in modo tale da essere mantenuta in posizione da un tratto non tagliato (202) che à ̈ centrale rispetto ad un lato maggiore (204) dell’antenna e che resta solidale alla cassa (10); e dove, sull’asse mediano trasversale (207) della detta antenna (200), à ̈ realizzato un foro (203); e dove all’interno della cassa (10), sul fondo ( 104), sono presenti almeno due piazzole d’appoggio di tipo isolato (300) in modo tale da fissare senza contattazione la scheda elettronica (500) del detto dispositivo; e dove ancora l'iniezione del segnale avviene collegando il connettore per antenna (501 ), presente sulla scheda (500), al detto foro (203) per il tramite di un mezzo conduttivo.
2. 2. Una cassa ( 10) di contenimento come da rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che il detto profilo di taglio rettangolare (201 ) à ̈ dimensionato in funzione della specifica lunghezza d’onda, con le dimensioni dei lati (204, 205) che corrispondono, considerata una tolleranza del 20 %, ai seguenti rapporti: il lato maggiore (204) à ̈ pari ad un quarto della lunghezza d'onda lambda della frequenza a cui si vuole trasmettere, cioà ̈ lambda/4, essendo lambda corrispondente al rapporto c/f, cioà ̈ velocità su frequenza delle onde; il lato minore (205) à ̈ pari ad un decimo del lato maggiore (204), o inferiore.
3. 3. Una cassa ( 10) di contenimento come dalle rivendicazioni 1 , 2, caratterizzata dal fatto che comprende due porzioni di cassa ( 10) aventi la funzione di antenne integrate (200), essendo anche accordate su bande diverse; e dove ciascuna antenna (200) à ̈ singolarmente ricavata su di un fianco ( 101 ) opposto all’altro.
4. 4. Una cassa ( 10) di contenimento come dalle rivendicazioni 1 , 2 , caratterizzata dal fatto che comprende due porzioni di cassa (10) aventi la funzione di antenna integrata (200) a due elementi; e dove ciascun elemento à ̈ singolarmente ricavato su di un fianco ( 101 ) opposto all’altro.
5. 5. Una cassa (10) di contenimento come dalle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il detto taglio passante (201 ) Ã ̈ una feritoia sigillata in modo tale da risultare impermeabile.
6. 6. Una cassa (10) di contenimento come dalle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che à ̈ del tipo cassa metallica monoblocco per un dispositivo da polso del tipo smartwatch, e dove le porzioni della detta cassa (10) aventi funzione di antenna integrata (200) sono ricavate sui fianchi (101 ) tra le anse (102), in posizione prevalentemente nascosta dal cinturino.