JP3210429U - アンテナを備えた通気システムを有する電子デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】改良された無線回路を提供できる電子デバイスを提供する。【解決手段】電子デバイス10は金属筐体12を有してもよい。金属筐体は内部にディスプレイ14などの構成要素が取り付けられる上側筐体12A及び内部にキーボード16などの構成要素が取り付けられる下側筐体12Bを有してもよい。回転軸22の回りに回転するように上側筐体を下側筐体に取り付けるためにヒンジ26A及び26Bを使用してもよい。スロット形状の開口部30は上側及び下側筐体を分離してもよい。接地トレースを有するフレキシブルプリント回路は、それぞれが対応するキャビティアンテナと整列する3つの電気的に絶縁したスロットを形成するようにスロット形状の開口部を二分してもよい。アンテナは金属筐体及び他の導電性構造体の一部分から形成されたアンテナ接地を有してもよい。アンテナ用の共振素子は下側筐体の後縁部に沿った細長い通気ポート構造体により支持してもよい。【選択図】図1
Description
本出願は、2016年1月27日に出願された米国特許出願第15/008,139号に対する優先権を主張するものであり、本明細書における参照によりその全体が本明細書内に組み入れられる。
本出願は、全般的には、電子デバイスに関し、より具体的には、アンテナを有する無線電子デバイスに関する。
電子デバイスは、多くの場合、アンテナを含む。例えば、セルラー電話、コンピュータ、及び他のデバイスは、多くの場合、無線通信をサポートするためのアンテナを含む。
所望の特性を有する電子デバイス用アンテナ構造体を形成することは、困難なことがある。一部の無線デバイスでは、導電性筐体構造体の存在が、アンテナ性能に影響することがある。筐体構造体が適切に構成されておらずアンテナの動作に干渉する場合、アンテナ性能が、良好でないことがある。デバイスのサイズもまた、特性に影響することがある。小型のデバイスで所望の特性レベルを実現することは、特に小型のデバイスが導電性筐体構造体を有する場合、困難なことがある。
したがって、電子デバイスのための改良された無線回路を提供できることが望ましいであろう。
電子デバイスは、金属筐体を有することができる。金属筐体は、内部にディスプレイなどの構成要素が取り付けられる上側筐体、及び内部にキーボードなどの構成要素が取り付けられる下側筐体を有することができる。回転軸の回りに回転するように、上側筐体を下側筐体に取り付けるために、ヒンジを使用することができる。
回転軸に平行に延在するスロット形状の開口部は、上側筐体及び下側筐体を分離することができる。接地トレースを有するフレキシブルプリント回路は、それぞれが対応するキャビティアンテナと整列する3つの電気的に絶縁したスロットを形成するように、スロット形状の開口部を二分することができる。
アンテナは、金属筐体及び他の導電性構造体の一部分から形成されたアンテナ接地を有することができる。アンテナ用の共振素子は、下側筐体の後縁部に沿った細長い通気ポート構造体により支持することができる。
細長い通気ポートは、空気が下側筐体に流入及び下側筐体から流出することを可能にする、通気ポート開口部を有することができる。空気を循環させて、それにより電子デバイス内の構成要素を冷却するために、ファンを使用することができる。
通気ポート構造体は、プラスチックなどの誘電体から形成することができる。アンテナ共振素子は、通気ポート構造体上の金属トレースから形成することができる。アンテナ共振素子構造体の一部は、通気ポート開口部の間に延びることができる。他のアンテナ共振素子構造体は、通気ポート開口部内に貫入することができる。
ビアは、通気ポート開口部の壁部及び通気ポート構造体の他の部分の上のアンテナ共振素子トレースを、同軸ケーブルなどの送信ラインに結合することができる。金属ブラケット、導電性ガスケット、ばね指を有する金属薄板部材、及び他の導電性構造体は、アンテナを電子デバイスの筐体の金属部分に接地するのに使用することができる。
図1の電子デバイス10などの電子デバイスは、無線回路を含むことができる。例えば、電子デバイス10は、セルラー電話帯域などの長距離通信帯域で動作する無線通信回路、並びに2.4GHzBluetooth(登録商標)帯域並びに2.4GHz及び5GHzWiFi(登録商標)無線ローカルエリアネットワーク帯域(IEEE802.11帯域又は無線ローカルエリアネットワーク通信帯域としても呼ばれることがある)などの短距離通信帯域で動作する無線回路を含むことができる。デバイス10はまた、近距離通信、60GHzでの通信、光に基づく無線通信、衛星航法システム通信、又は他の無線通信を実行するための無線通信回路も含むことができる。
デバイス10は、セルラー電話機、メディアプレーヤ、ゲーミングデバイス、又は他のデバイスなどの、ハンドヘルド型電子デバイスとすることができ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、又は他のポータブルコンピュータとすることができ、デスクトップコンピュータとすることができ、コンピュータディスプレイとすることができ、組み込み型コンピュータを含むディスプレイとすることができ、テレビ又はセットトップボックスとすることができ、又は他の電子装置とすることができる。デバイス10がポータブルコンピュータにあるような回転可能な蓋を有する構成は、例として本明細書で説明することがある。しかしながら、これは単なる例示である。デバイス10は、任意の好適な電子装置とすることができる。
図1の例に示すように、デバイス10は、筐体12などの筐体を有することができる。筐体12は、プラスチック、金属(例えば、アルミニウム)、炭素繊維、ガラス、セラミック、他の材料などの繊維複合材料、及びこれらの材料の組み合わせから形成することができる。筐体12又は筐体12の一部分は、筐体構造体が材料の一体化した部品から形成される一体構造を使用して形成することができる。筐体12又は筐体12の一部分が、締め具、接着剤、及び他のアタッチメント機構を使用して互いに取り付けられる、フレーム構造体、筐体壁、及び他の構成要素から形成される、複数部品の筐体構造もまた使用することができる。
筐体12内の構造体の一部は、導電性とすることができる。例えば、金属筐体壁などの筐体12の金属部分は、導電性とすることができる。筐体12の他の部分は、プラスチック、ガラス、セラミック、非導電性複合材料などの誘電材料から形成することができる。デバイス10内のアンテナ構造体が適切に機能するのを確実にするために、アンテナ構造体を筐体12の導電性部分に対して配置する場合に注意を払わなければならない。所望であれば、筐体12の一部分は、デバイス10用のアンテナ構造体の一部を形成することができる。例えば、導電性筐体側壁は、アンテナ接地のすべて又は一部を形成することができる。アンテナ接地は、空洞付きアンテナ用の1つ以上のキャビティを形成する平面部分及び/又は一部分を含むことができる。筐体12の一部分に加えて、空洞付きアンテナ内のキャビティは、デバイス10内の金属ブラケット、金属薄板部材、及び他の内部金属構造体、並びに/又は誘電構造体上の金属トレースから形成することができる。金属トレースは、型成形相互接続デバイス技術(例えば、金属に対して異なる親和性を有するプラスチックの複数のショットを含むプラスチック部品の領域上に選択的に金属トレースをめっきするための技術)を使用して、レーザー直接構造化技術(例えば、その後に続く電気めっき金属付着作業のためにプラスチック構造体の選択部分をアクティブにするようにレーザー光露光が使用される技術)を使用して、又は他の金属トレース付着及びパターン化技術を使用して、誘電構造体上に形成することができる。
図1に示すように、デバイス10は、トラックパッド18及びキーボード16などの入出力デバイスを有することができる。デバイス10はまた、カメラ、マイクロフォン、スピーカ、ボタン、状態インジケータライト、ブザー、センサ、及び他の入出力デバイスなどの、構成要素も有することができる。これらのデバイスは、デバイス10に対する入力を収集するために使用することができ、デバイス10のユーザに出力を供給するために使用することができる。デバイス10内のコネクタポートは、嵌合コネクタ(例えば、オーディオプラグ、ユニバーサルシリアルバスケーブル、デバイス10をコンピュータ用ディスプレイ、テレビ、又は他のモニタなどに接続するケーブルなどのビデオ及びオーディオデータに対応するデータケーブルなどに関連付けられたコネクタ)を受容することができる。
デバイス10は、ディスプレイ14などのディスプレイを含むことができる。ディスプレイ14は、液晶ディスプレイ(liquid crystal display)(LCD)、プラズマディスプレイ、有機発光ダイオード(organic light-emitting diode)(OLED)ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ、又は他のディスプレイ技術を使用して実装されるディスプレイとすることができる。タッチセンサは、ディスプレイ14内に組み込むことができる(すなわち、ディスプレイ14は、タッチスクリーンディスプレイとすることができる)、又はディスプレイ14は、タッチを感知しないものとすることができる。ディスプレイ14用のタッチセンサは、抵抗式タッチセンサ、静電容量式タッチ、音響タッチセンサ、光に基づくタッチセンサ、力センサ、又は他のタッチ技術を使用して実装されるタッチセンサとすることができる。
デバイス10は、一体型筐体又は複数部品の筐体を有することができる。図1に示すように、例えば、電子デバイス10は、上側筐体12Aなどの上側筐体部分及び下側筐体12Bなどの下側筐体部分から形成された二体の筐体を有する、ポータブルコンピュータ又は他のデバイスなどのデバイスとすることができる。上側筐体12Aは、ディスプレイ14を含むことができ、ディスプレイ筐体又は蓋として呼ばれることがあり得る。下側筐体12Bは、基体筐体又は主筐体として呼ばれることがあり得る。
筐体12A及び12Bは、下側筐体12Bの上側縁部及び上側筐体12Aの下側縁部に沿って配置されたヒンジ構造体を使用して互いに接続することができる。例えば、筐体12A及び12Bは、ヒンジ軸22に沿って筐体12の対向する左側及び右側に配置されたヒンジ26A及び26Bにより結合することができる。開口部30などのスロット形状の開口部は、上側筐体12Aと下側筐体12Bとの間に形成することができ、ヒンジ26A及び26Bによっていずれかの端部に接することができる。金属構造体などの導電性構造体から形成することができるヒンジ26は、上側筐体12Aが下側筐体12Bに対して軸22の回りを方向24に回転することを可能にすることができる。スロット30は、筐体12Bの後縁部に沿って軸22に平行に延在する。蓋(上側筐体)12Aの平面及び下側筐体12Bの平面は、蓋が閉じたときの0度と、蓋が完全に開いたときの90度、140度、又はそれ以上との間で変化する角度により分離することができる。
デバイス10内に使用することができる例示的な構成要素を示す模式図を、図2に示す。図2に示すように、デバイス10は、制御回路30などの記憶及び処理回路を含むことができる。回路30は、ハードディスクドライブ記憶装置、不揮発性メモリ(例えば、フラッシュメモリ、又はソリッドステートドライブを形成するように構成された他の電気的にプログラムできる読み出し専用メモリ)、揮発性メモリ(例えば、静的又は動的ランダムアクセスメモリ)などの記憶装置を含む場合がある。回路30内の処理回路は、デバイス10の動作を制御するために使用される場合がある。この処理回路は、1つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、ベースバンドプロセッサ集積回路、特定用途向け集積回路などに基づいてもよい。
回路30は、インターネットブラウジングアプリケーション、ボイスオーバー・インターネット・プロトコル(voice-over-internet-protocol)(VOIP)通話アプリケーション、電子メールアプリケーション、メディア再生アプリケーション、オペレーティングシステム機能などのソフトウェアをデバイス10上で走らせるために使用される場合がある。外部装置との相互作用をサポートするために、通信プロトコルを実施する際に回路30が使用される場合がある。回路30を使用して実施できる通信プロトコルとしては、無線ローカルエリアネットワークプロトコル(例えば、IEEE802.11プロトコル(WiFi(登録商標)と呼ぶこともある))、Bluetooth(登録商標)プロトコルなどのその他の短距離無線通信リンク用のプロトコル、及びその他の無線通信プロトコル、が挙げられる。
デバイス10は、入出力デバイス32を含むことができる。デバイス10にデータを供給することを可能とし、デバイス10から外部デバイスにデータを供給することを可能とするために、入出力デバイス32を使用することができる。入出力デバイス32は、ユーザインタフェースデバイス、データポートデバイス、及び他の入出力構成要素を含んでもよい。例えば、入出力デバイスは、タッチスクリーン、タッチセンサ機能を有しないディスプレイ、ボタン、ジョイスティック、スクロールホイール、タッチパッド、キーパッド、キーボード、マイクロフォン、カメラ、スピーカ、状態インジケータ、光源、オーディオジャック及び他のオーディオポート構成要素、デジタルデータポートデバイス、光センサ、加速度計、近接センサ、並びに他のセンサ及び入出力構成要素を含んでもよい。
デバイス10は、デバイス10の制御回路30が外部装置と無線で通信することを可能にする無線通信回路34を含むことができる。デバイス10が無線で通信する外部装置は、コンピュータ、セルラー電話機、携帯時計、ルータ若しくは他の無線ローカルエリアネットワーク装置、セルラー電話ネットワーク内の無線基地局、ディスプレイ、又は他の電子装置とすることができる。無線通信回路34は、高周波(radio-frequency)(RF)送受信機回路90及びアンテナ40などの1つ以上のアンテナを含むことができる。デバイス10が単一のアンテナを含む構成は、例として本明細書で説明することがあり得る。
所望であれば、デバイス10は、バッテリ50などのバッテリを用いて電力を供給することができる。制御回路30、入出力デバイス32、無線回路34、及びバッテリ50に関連付けられた電力管理回路は、動作中に熱を発生させることがある。これらの構成要素が充分に冷却されることを確実にするために、デバイス10は、冷却システム52などの冷却システムを備えることができる。通気システムとして呼ばれることもあり得る冷却システム52は、デバイス10の構成要素から熱を除去するための1つ以上のファン及び他の装置を含むことができる。冷却システム52は、気流ポート(例えば、それを通して冷たい空気を1つ以上の冷却ファンにより引き込むことができ、内部構成要素から発生した熱により暖められた空気を排出することができる、スロット30に沿って配置された通気ポート構造体内の開口部又はデバイス10の他の部分)を形成する構造体を含むことができる。冷却ポート、通気ポート、空気排出及び取り込みポートなどとして呼ばれることもあり得る気流ポートは、プラスチック製通気ポート構造体又は冷却システム52に関連付けられた他の構造体内の開口部のアレイから形成することができる。
高周波送受信機回路90及びアンテナ(単数又は複数)40は、1つ以上の高周波通信帯域に対応するために使用することができる。例えば、回路90は、WiFi(登録商標)及び/又はBluetooth(登録商標)通信用の2.4GHz帯域に対応することができる無線ローカルエリアネットワーク送受信機回路を含むことができ、所望であれば、5GHzの送受信機回路(例えば、WiFi(登録商標)用の)を含むことができる。所望であれば、回路90及びアンテナ(単数又は複数)40は、他の帯域(例えば、セルラー電話帯域、近距離通信帯域、ミリメートル波周波数での帯域など)での通信に対応することができる。
無線通信回路34内のアンテナ(単数又は複数)40は、任意の好適な種類のアンテナを使用して形成することができる。例えば、デバイス10用のアンテナは、ループアンテナ構造体、パッチアンテナ構造体、逆Fアンテナ構造体、スロットアンテナ構造体、平板逆Fアンテナ構造体、ヘリカルアンテナ構造体、これらの構造体の混成などから形成される共振素子を含んでもよい。所望であれば、デバイス10は、空洞付きアンテナを含むことができる。回路30、入出力デバイス32、無線回路34、及びデバイス10の他の構成要素は、デバイスの筐体12内に取り付けることができる。
図2に示すように、無線回路34内の送受信機回路90は、送信ライン経路92などの経路を使用してアンテナ40などのアンテナに結合することができる。送信ライン92などのデバイス10内の送信ライン経路は、同軸ケーブルの経路、マイクロストリップ送信ライン、ストリップライン送信ライン、端部結合マイクロストリップ送信ライン、端部結合ストリップライン送信ライン、これらの種類の送信ラインの組み合わせから形成された送信ラインなどを含むことができる。送信ライン92は、アンテナフィード112に結合することができる。図2のアンテナ40は、例えば、平板逆Fアンテナ、スロットアンテナ、ハイブリッド逆Fスロットアンテナ、又は、端子98などの正のアンテナフィード端子及び接地アンテナフィード端子100などの接地アンテナフィード端子を有するフィード112などのアンテナフィードを有する他のアンテナを形成してもよい。正の送信ライン導電体94は、正のアンテナフィード端子98に結合されてもよく、接地送信ライン導電体96は、接地アンテナフィード端子92に結合されてもよい。他の種類のアンテナフィード構成を、使用することができ、所望であれば、複数のアンテナ40をデバイス10内に設けることができる。図2の例示的な給電構成は、単なる例示にすぎない。
フィルタ回路、スイッチング回路、インピーダンス整合回路、及び他の回路を、所望であれば、送信ライン92内又は無線回路34の他の部分に挿入することができる。制御回路30は、送受信機回路90及び入出力デバイス32に結合することができる。動作中に、入出力デバイス32は、デバイス10からの出力を供給することができ、デバイス10の外部のソースからの入力を受信することができる。制御回路30は、無線信号を送受信するために、無線回路34を使用することができる。
図3は、デバイス10用の例示的なアンテナの模式図である。図3の例では、アンテナ40は、逆Fアンテナ共振素子106及びアンテナ接地104を有する逆Fアンテナである。共振素子106は、アーム108などの主共振素子を有することができる。所望であれば、素子106は、複数の枝(例えば、アーム108から形成された第1の枝、枝108’から形成された第2のアームなど)を有することができる。素子106の枝のそれぞれの長さは、所望の周波数での通信帯域共振をサポートするように選択することができる(例えば、高帯域共振は、より短い枝を使用してサポートすることができ、低帯域共振は、より長い枝を使用してサポートすることができる)。アンテナ共振はまた、共振素子高調波から、及び/又は寄生アンテナ共振素子を使用することから生成することができる。
図3に示すように、アンテナ共振素子106(例えば、アーム108)は、復帰経路110により接地に結合することができる。アンテナフィード112は、アンテナ共振素子アーム108と接地104との間に復帰経路110と並列に結合することができる。アンテナフィード112は、アンテナフィード端子98及び100から形成することができる。アンテナフィード端子100は、アンテナ接地104に結合することができる。接地104は、デバイス10内の筐体12の金属部分(例えば、筐体12Bの一部分)、プリント回路又は他のキャリア上の金属トレース、内部の金属ブラケット部材、金属薄板部材、及び他の導電性構造体から形成することができる。
1つ以上のフレキシブルプリント回路上の金属トレースは、スロット30を二分することができる。例えば、図4に示すデバイス10の例示的な構成を検討する。図4の例では、筐体12Aは、空気で満たされた隙間(スロット)30により筐体12Bから分離されている。ヒンジ26A及び26Bは、筐体12Aと12Bとの間をデバイス10の対応する左及び右の縁部に沿って結合することができる。フレキシブルプリント回路120−1及び120−2は、スロット30の長さに沿った2つの異なる位置で(すなわち、軸22に沿った2つの異なる位置で)スロット30を二分することができ、それにより、スロット30−1、30−2、及び30−3などの3つのスロット(すなわち、スロット30の3つの別個のスロット形状の部分)を生成する。
フレキシブルプリント回路120−1及び120−2は、上側筐体12Aと下側筐体12Bとの間でディスプレイ信号(すなわち、ディスプレイ14上に画像を表示することに関連付けられたデータ信号)及び他の信号をルーティングするための信号ライン126を含むことができる。接地トレース122は、それぞれのフレキシブルプリント回路の外側縁部上に設けることができる(すなわち、それぞれのフレキシブルプリント回路内で、信号ライン126は、対向する両側上で接地トレース122の側面に配置することができる)。接地トレース122は、銅又は他の金属から形成することができ、任意の好適な幅(例えば、1mmから3mm、1mm未満、1mmより大きい、など)を有することができる。接地トレース122は、ねじ、他の締め具、溶接、導電接着剤、半田、又は他の導電性結合機構を使用して、金属筐体12A及び12Bに短絡することができる(例えば、導電性接地接続部124を参照)。
この種の配置により、スロット(開口部)30−1、30−2、及び30−3は、金属により取り囲むことができる。例えば、スロット30−1、30−2、及び30−3は、筐体の上部及び底部の縁部上の筐体12A及び12Bの金属部分により取り囲むことができる。ヒンジ26A及び26B並びにトレース122もまた、金属から形成することができ、スロット30−1、30−2、及び30−3の形状を画定するのに役立つことができる。図4に示すように、スロット30−1は、ヒンジ26Aにより形成された左側縁部及びフレキシブルプリント回路120−1上の接地トレースから形成された対向する右側縁部を有することができる。スロット30−2は、フレキシブルプリント回路120−1から形成された左側縁部及びフレキシブルプリント回路120−2から形成された対向する右側縁部を有することができる。スロット30−3は、フレキシブルプリント回路120−2(例えば、プリント回路120−2上のトレース122)から形成された左側縁部及びヒンジ26−Bから形成された右側縁部を有することができる。
デバイス10の無線動作の間、スロット30−1、30−2、及び30−3は、デバイス10内の対応する電気的に絶縁されたアンテナ40用のアンテナ開口として機能することができる。これらのスロットを取り囲む導電性構造体は、アンテナ40のそれぞれに対する空洞構造体(例えば、図3のアンテナ接地104を形成する空洞形状の接地構造体又は他の接地構造体)を形成することができる。デバイス10内の別個のスロットを使用してアンテナ40を形成することにより、アンテナは、多重入出力(multiple-input-multiple-output)(MIMO)アンテナアレイ(例えば、無線ローカルエリアネットワーク通信用の2.4GHz及び/若しくは5GHz並びに/又は他の好適な周波数、など)を形成するように使用するために、互いからの良好な電気的絶縁を示すことができる。
デバイス10は、筐体12Bの後縁部に沿って又はデバイス10内の他の場所に取り付けられた通気ポート構造体を有することができる。通気ポート構造体は、通気ポートを形成する開口部のアレイを有することができる。通気システム52内のファン(図2)は、開口部を通して筐体12B内に空気を取り入れるために使用することができ、開口部を通して筐体12B内の回路により暖められた空気を排出するために使用することができる。
筐体12Bの後縁部に沿って形成することができる種類の例示的な通気ポート構造体を、図5の筐体12Bの背面図に示す。図5の例では、下側筐体12Bは、上側金属筐体壁12B−1及び下側金属筐体壁12B−2を有する。通気ポート構造体130は、上側金属筐体壁12B−1と下側金属筐体壁12B−2との間に筐体12Bの後縁部に沿って取り付けられている。
通気ポート構造体130は、通気ポート開口部132を有することができる。開口部132は、空気が筐体12Bの内部に出入りすることを可能にするために使用することができる。構造体130内のそれぞれの気流入口位置及びそれぞれの気流出口位置に関連付けられた1つ以上の開口部132があってもよい。開口部132は、所望であれば、アレイ(例えば、6〜20個の開口部のアレイ、4つより多い開口部、30個より少ない開口部など)に配置することができる。開口部132のそれぞれのアレイは、デバイス10内の異なる対応する通気ポートを形成することができる。例えば、開口部132の第1のアレイは、通気ポート134−1を形成することができ、開口部132の第2のアレイは、通気ポート134−2を形成することができ、開口部132の第3のアレイは、通気ポート134−3を形成することができる。フレキシブルプリント回路120−1及び120−2は、ポートを形成する開口部(単数又は複数)の間に挿入することができる(例えば、図5の例示的なフレキシブルプリント回路の位置120’を参照)。
アンテナ構造体は、デバイス10内の1つ以上の誘電体支持構造体により支持することができる。例えば、アンテナ(単数又は複数)40用の金属トレース、金属箔、金属薄板構造体、又は他の導電性構造体は、プラスチック構造体又は他の誘電体構造体上に支持することができる。例として本明細書で説明することがあり得る1つの例示的な配置により、アンテナ(単数又は複数)40を形成する導電性構造体の一部又はすべて(例えば、アンテナ共振素子106並びに/又は接地104、フィード及び復帰経路構造体の一部分など)は、デバイス10用の通気システム(例えば、図2のシステム52)の一部又はすべてを形成するためにも使用される図5の通気ポート構造体130などの、プラスチック構造体上に形成することができる。
キーボード16及びトラックパッド18などの構成要素は、上側金属筐体壁12B−1内の開口部を通して動作することができる。下側筐体12Bの周辺の周囲で上側壁12B−1に結合することができる下側金属筐体壁12B−2は、デバイス10を動作中に卓上又は他の支持構造体上に置くことを可能にする脚又は他の支持構造体を有することができる。デバイス10がこのように使用されている場合、空気は、図5の通気ポート構造体130内の通気ポート開口部から流入及び流出することができる。
デバイス10内のアンテナ40の1つ以上用のアンテナ構造体は、筐体12Bの金属部分、通気ポート構造体130などのプラスチックキャリア上の金属トレース、並びにブラケット及び金属薄板部材などの金属部材などの、導電性構造体から形成することができる。例として、図6のアンテナ40について検討する。図6のアンテナ40により示される種類の構成を有するアンテナは、スロット130−1及び/又はスロット130−3と整列して筐体12B内に取り付けることができる(例として)。
図6の分解斜視図に示すように、アンテナ40は、金属トレース140及び142を有することができる。金属トレース140は、アンテナ共振素子アームを形成するようにパターン化することができる(例えば、図3の逆Fアンテナ共振素子アーム108を参照)。金属トレース142は、アンテナ接地104を形成するのに使用することができる。図6の例では、金属トレース140は、通気ポート構造体130の一部分の表面上に形成され、金属トレース142は、構造体130の対向する表面上に形成されている。金属薄板部材144は、金属トレース142に取り付けることができる。半田接合146又は他の導電性取り付け構造体は、金属薄板部材144を金属トレース142に電気的に結合するのに使用することができる。金属薄板部材144は、ばね構造体(ばね)を形成する指状突起部147を有することができる。これらのばね構造体は、金属部材144及びしたがってトレース142を筐体12Bに短絡するために(例えば、アンテナ接地104を形成するために)筐体12Bの内側部分を当接することができる。
図6のアンテナ40に、フィード112でアンテナ40に結合された同軸ケーブル又は他の送信ライン92を使用して送電することができる。復帰経路110は、金属トレース140と142との間の構造体130の表面に沿って延在する金属トレースから形成することができる。フィード112用の供給経路の一部分及び復帰経路110の一部分は、構造体130を貫通するビアを使用して形成することができる(例えば、ビア112’及び110’を参照)。所望であれば、半田146は、図7の例示的な側断面図に示すように、金属部材144の周辺を支持体130の表面上の金属トレース142に取り付けるのに役立つリング形状に形成することができる。
図8は、空気がデバイス10から流入及び流出することを可能にするために開口部132を構造体130内に設けることができる様子を示す、通気ポート構造体130の一部分の斜視図である。図8の例では、開口部132は、矩形の外形を有する。これは単なる例示である。開口部132を形成するのに、任意の好適な形状(円形、楕円形、三角形など)を使用することができる。
図9は、通気ポート構造体130を下側筐体12Bの壁12B−1と12B−2との間に筐体12Bの後縁部に沿って取り付けることができる様子を示す、筐体12Bの後部の側面図である。金属トレースは、アンテナ40の一部分を形成するために(例えば、アンテナ共振素子アーム108、フィード112、復帰経路110、及びアンテナ接地104の一部又はすべてなどのアンテナ構造体を形成するために)、通気ポート構造体上にパターン化することができる。図9の例では、開口部132は、行及び列を有するアレイを形成し、開口部132の1つは、通気ポート構造体の外面上の追加のエリアを提供するために省略されている。アンテナ40の一部(例えば、フィード112用の供給経路112P及び復帰経路110)は、そうでなければ省略した開口部により占められるであろうエリア内に延在することができる。アンテナ40の他の部分(例えば、アーム108)は、それぞれの開口部132を互いに分離する通気ポート構造体130の壁部分に沿って延在することができる。
図10は、図9のアンテナ40などのアンテナの端面断面図である。図10に示すように、例示的な開口部132などの開口部は、通気ポート構造体の内面130−1から通気ポート構造体の外面130−2に、通気ポート構造体130を貫通することができる。アンテナ共振素子アーム108及び復帰経路110用の金属トレースは、表面130−2上に形成することができる。復帰経路110は、構造体130の下方に延在することができ、同軸ケーブル又は他の送信ライン92内の接地経路に端子100で接触することができる。金属ブラケット143は、軸22に平行に延在する筐体壁12B−1内の溝145内で軸22に平行に延びる波状部分を有することができる。図10に示すように、ブラケットの波状部分141は、ブラケット143を筐体壁12B−1に短絡するために、筐体壁12B−1の溝145内で圧縮することができる。ブラケット143の一部分140Bは、導電材料147(例えば、半田、溶接、導電接着剤、導電性締め具、導電性フォームから形成された導電性ガスケット、導電性固体エラストマ材料、及び/又は導電性ファブリックなど)により筐体壁12B−2に短絡することができる。筐体壁12B−1、筐体壁12B−2、及び金属ブラケット143は、アンテナ接地104を形成するのに使用することができる。図9及び図10のアンテナ40などのアンテナは、スロット30−2又はデバイス10の他の部分に関連付けられたデバイス10の一部分内に取り付けることができる。
支持構造体130上の金属トレースからアンテナ40を形成するための別の例示的な配置を図11に示す。図11の配置により、金属トレース150などの一部の金属トレースは、開口部132の1つ以上の内壁表面上に形成される。ビア152などのビアは、所望であれば、構造体130内の壁を貫通して形成することができる(例えば、トレース150をアンテナ40の他の部分に結合するために)。ビア152などのビアは、一般的に、共振素子106内(例えば、アーム108内)、フィード112内、復帰経路110内、接地104内、又はアンテナ40の他の部分内の金属トレースを一体に結合するために使用することができる。
図11の例では、共振素子106は、開口部132の行の間を構造体130の表面に沿って延在する主アーム(アーム108)を有する。アーム108の一部分154などの金属トレースは、アンテナ40の特性を整調するために(例えば、アンテナの帯域幅、共振周波数などを調整するために)設けることができる。例えば、一部分154は、アーム108の長さを増大させ及び/又は一部分154の先端と接地(筐体壁12B−2)との間の容量性結合を増大させ、それによりアンテナ40の共振周波数を減少させるように、長さを増大させることができる。所望であれば、図11のトレース154などの金属トレースは、フィード構造体、復帰経路構造体、及び/又はアンテナ接地構造体を形成するのに使用することができる。金属トレース154は、所望であれば、構造体130を貫通する1つ以上のビアを使用して、アンテナ40内の他の構造体に結合することができる。
トレース150などの開口部132の内面上の金属トレースを使用することにより、アンテナ共振素子106のトレース用に使用される表面エリアの量は、開口部132のいずれも省略することなく増大することができる(例えば、充分な長さのアンテナ共振素子アームを提供することによりアンテナ性能を調整するために、アンテナ帯域幅を増強するために、など)。アンテナの金属トレースが開口部132内に貫入し、アンテナ40用の追加のエリアを提供するために1つ以上の開口部132が構造体130から省略される構成もまた、使用することができる。図11の構成は、単なる例示である。
筐体12Bの後縁部の付近のデバイス10の側断面図を、図12に示す。図12に示すように、ファン及び他の冷却システム構造体(通気システム構造体52)は、下側筐体12Bの内部内に取り付けることができる。上側壁12B−1の一部分12B’は、導電性構造体162を使用して下側筐体壁12B−2に電気的に結合することができる。導電性構造体162は、導電性フォーム、導電性ファブリック、導電性固体エラストマ材料、又は他の導電材料から形成された導電性ガスケットとすることができる。開口部132’は、通気ポート構造体130内の開口部132と整列する空気経路(通気開口部)を形成するように、一部分12B’内に設けることができる。
アンテナ共振素子106などのアンテナ構造体は、通気ポート構造体130の外面上の金属トレースから形成することができる。通気ポート構造体130は、アンテナ共振素子106の一部分106’が上側筐体12Aの金属部分12’などの隣接する金属構造体から相対的に離れていて、それによりアンテナ帯域幅を増強するように、凹み部分(例えば、ポート構造体130の最外面内の内向きの曲がりを生成する段形状の凹み)を有することができる。上側筐体12Aが閉じた位置にある場合、アンテナ信号は、スロット130の下側スロット部分30Lを通して送受信することができる。上側筐体12Aが開いた位置にある場合(図12に示すように)、アンテナ信号は、上側スロット部分30T及び下側スロット部分30Lの両方を通して送受信することができる。
蓋(上側筐体)12Aが閉じた位置にあるときのデバイス10の側断面図を、図13に示す。図13に示すように、アンテナ共振素子106に、位置112Tなどの上側供給位置で(例えば、送信ライン92Tなどの送信ラインを使用して)送電することができる、又は位置112Lなどの下側供給位置で(例えば、送信ライン92Lなどの送信ラインを使用して)送電することができる。アンテナ40用のフィードの位置は、アンテナ効率を増強するのに役立つように選択することができる。いくつかの構成では、位置112L内のアンテナ40用のフィードの配置は、筐体12Aと12Bとの間の下側スロット部分30Lを通したアンテナ信号の送受信を増強するのに役立つことができ、経路170に沿った不要なアンテナ信号漏洩を最小化することができる。しかし一般的には、アンテナ40用のフィードは、アンテナ40の任意の好適な部分に配置することができる。図13の構成は、単なる例示である。
図14は、アンテナ共振素子106がそれぞれの通気ポート開口部132の間の通気ポート支持体130の一部分により支持されている金属トレースから形成されたアーム108を有する、例示的な構成におけるアンテナ40の側面図である。金属トレース150は、開口部132の1つの内面上に形成され、ビア152に結合されている。ビア152は、トレース150(図14の例では復帰経路110として機能する)を金属トレース174の金属トレース部分174’に電気的に結合する。金属トレース174は、アンテナ接地104の一部として機能し、通気ポート構造体130の表面172上に形成することができる。同軸ケーブル又は他の送信ライン92は、正のアンテナフィード端子に結合された(例えば、アーム108から延在するトレースの一部分に結合されたビアを介して)正の信号ラインを有することができ、トレース部分174’上の接地アンテナフィード端子100に結合された接地信号ラインを有することができる。
ライン176に沿って取られ、方向178で見た、図14のアンテナ40などのアンテナの断面図を、図15に示す。図15の例示的な構成では、金属ブラケット143Bは、筐体壁12B−1の一部分12B’に取り付けられ、ねじ192を使用して筐体壁12B−1に短絡されている。ブラケット143Bは、ノード190でトレース174に結合することができる(例えば、直接接触により、半田若しくは導電接着剤などの導電材料を使用して、溶接、締め具を使用して、又は他の導電性構造体を使用して)。導電性ガスケット162は、金属トレース174を筐体壁12B−2の内面に短絡するために使用することができる。アンテナ40は、1つ以上の通気ポート開口部132内に突出する金属トレースを有することができる(例えば、アンテナ共振素子106の一部分106Pを参照)。
一実施形態によれば、スロット形状の開口部により分離される、ディスプレイを収容する上側筐体部分及び下側筐体部分を有する金属筐体、上側筐体部分を下側筐体部分に接続するスロット形状の開口部の対向する縁部の第1及び第2のヒンジ、スロット形状の開口部に沿って対応する第1及び第2の位置でスロット形状の開口部を橋絡する第1及び第2の導電性構造体であって、スロット形状の開口部の第1の部分は、第1のヒンジと第1の導電性構造体との間に形成され、スロット形状の開口部の第2の部分は、第1の導電性構造体と第2の導電性構造体との間に形成され、スロット形状の開口部の第3の部分は、第2の導電性構造体と第2のヒンジとの間に形成される、第1及び第2の導電性構造体、並びに第1のスロット部分を通してアンテナ信号を送受信する第1のアンテナ、第2のスロット部分を通してアンテナ信号を送受信する第2のアンテナ、及び第3のスロット部分を通してアンテナ信号を送受信する第3のアンテナ、を含むポータブルコンピュータが提供される。
別の実施形態によれば、ポータブルコンピュータは、下側筐体の縁部に沿って延在し、気流通路として機能する通気ポート開口部を有する通気ポート構造体を含む。
別の実施形態によれば、第1、第2、及び第3のアンテナの少なくともいくつかは、通気ポート構造体上の金属トレースから形成される。
別の実施形態によれば、金属トレースの少なくとも一部分は、通気ポート開口部の少なくとも1つの中に延在する。
別の実施形態によれば、ポータブルコンピュータは、通気ポート構造体の一部分を貫通するビアを含む。
別の実施形態によれば、通気ポート開口部内に延在する金属トレースの一部分は、ビアに接続される。
別の実施形態によれば、第1及び第2の導電性構造体は、対応する第1及び第2のフレキシブルプリント回路上の金属トレースを含み、第1、第2、及び第3のアンテナは、それぞれ、プラスチック構造体上の逆Fアンテナ共振素子を有する。
別の実施形態によれば、プラスチック構造体は、空気が通過する複数の通気ポート開口部を有する。
別の実施形態によれば、ポータブルコンピュータは、空気を通気ポート開口部を通して誘導する下側筐体部分内のファン構造体を含む。
別の実施形態によれば、逆Fアンテナ共振素子は、プラスチック構造体上の金属トレースを含み、金属トレースの少なくとも一部分は、通気ポート開口部の少なくとも1つの中に延在する。
別の実施形態によれば、逆Fアンテナ共振素子は、プラスチック構造体上の金属トレースを含み、金属トレースの少なくとも一部分は、通気ポート開口部の少なくとも2つの間に延在する。
一実施形態によれば、少なくとも1つの通気ポート開口部を有するプラスチック構造体、空気を通気ポート開口部を通して誘導するファン、及びプラスチック構造体上のアンテナ共振素子を含む装置が提供される。
別の実施形態によれば、アンテナ共振素子は、プラスチック構造体上の金属トレースを含む。
別の実施形態によれば、金属トレースは、通気ポート開口部内に延在する部分を有する。
別の実施形態によれば、通気ポート開口部は、複数の通気ポート開口部のうちの1つを含み、金属トレースは、通気ポート開口部の間に延在するアームを含む。
別の実施形態によれば、装置は、第1の筐体、第1の筐体内のディスプレイ、内部にファン及びプラスチック構造体が取り付けられる第2の筐体を含み、第2の筐体は、金属筐体壁、金属トレースをラップトップコンピュータの金属筐体壁に短絡する指状突起部を有する金属部材、並びに第1及び第2の筐体の間に第1、第2、及び第3のスロット形状の開口部を形成するように、第1及び第2の筐体の間の開口部を横切って延在する第1及び第2のフレキシブルプリント回路を有する。
一実施形態によれば、金属筐体、金属筐体内の電気構成要素、複数の通気ポート開口部を有するプラスチック製通気ポート構造体、空気を通気ポート開口部を通して誘導する金属筐体内のファン、及びプラスチック製通気ポート構造体上の金属トレースから形成されたアンテナ共振素子を含む電子デバイスが提供される。
別の実施形態によれば、金属トレースの一部分は、通気ポート開口部の少なくとも1つの中に延在する。
別の実施形態によれば、電子デバイスは、プラスチック製通気ポート構造体の一部分を貫通し、金属トレースに結合された、金属が充填されたビアを含む。
別の実施形態によれば、電子デバイスは、金属筐体と金属トレースとの間に延在する導電性ガスケットを含む。
別の実施形態によれば、金属トレースは、第1のアンテナ用の第1のアンテナ共振素子を形成し、電子デバイスは、対応する第2及び第3のアンテナ用の通気ポート構造体上の第2及び第3のアンテナ共振素子を形成する、追加の金属トレースを含む。
別の実施形態によれば、電子デバイスは、第1及び第2のアンテナの間の第1のフレキシブルプリント回路、並びに第2及び第3のアンテナの間の第2のフレキシブルプリント回路を含む。
別の実施形態によれば、電子デバイスは、ディスプレイを含み、第1及び第2のフレキシブルプリント回路は、信号ラインを含み、信号ラインの少なくとも1つは、ディスプレイ用の信号を搬送する。
上述の内容は単なる例示にすぎず、説明された実施形態の範囲及び趣旨から逸脱することなく、当業者によって様々な修正を行うことができる。前述の実施形態は、個々に又は任意の組み合わせで実行することができる。
Claims (20)
- スロット形状の開口部により分離された、ディスプレイを収容する上側筐体部分、及び下側筐体部分を有する金属筐体と、
前記上側筐体部分を前記下側筐体部分に接続する、前記スロット形状の開口部の対向する縁部の第1及び第2のヒンジと、
前記スロット形状の開口部に沿って対応する第1及び第2の位置で前記スロット形状の開口部を橋絡する第1及び第2の導電性構造体であって、前記スロット形状の開口部の第1の部分は、前記第1のヒンジと前記第1の導電性構造体との間に形成され、前記スロット形状の開口部の第2の部分は、前記第1の導電性構造体と前記第2の導電性構造体との間に形成され、前記スロット形状の開口部の第3の部分は、前記第2の導電性構造体と前記第2のヒンジとの間に形成される、第1及び第2の導電性構造体と、
前記第1のスロット部分を通してアンテナ信号を送受信する第1のアンテナ、前記第2のスロット部分を通してアンテナ信号を送受信する第2のアンテナ、及び前記第3のスロット部分を通してアンテナ信号を送受信する第3のアンテナと、
を備えるポータブルコンピュータ。 - 前記下側筐体部分の縁部に沿って延在し、気流通路として機能する通気ポート開口部を有する通気ポート構造体を更に備える、請求項1に記載のポータブルコンピュータ。
- 前記第1、第2、及び第3のアンテナの少なくともいくつかが、前記通気ポート構造体上の金属トレースから形成される、請求項2に記載のポータブルコンピュータ。
- 前記金属トレースの少なくとも一部分が、前記通気ポート開口部の少なくとも1つの中に延在する、請求項3に記載のポータブルコンピュータ。
- 前記通気ポート構造体の一部分を貫通するビアを更に備える、請求項4に記載のポータブルコンピュータ。
- 前記通気ポート開口部内に延在する前記金属トレースの前記一部分が、前記ビアに接続される、請求項5に記載のポータブルコンピュータ。
- 前記第1及び第2の導電性構造体が、対応する第1及び第2のフレキシブルプリント回路上の金属トレースを含み、前記第1、第2、及び第3のアンテナが、それぞれ、プラスチック構造体上の逆Fアンテナ共振素子を有する、請求項1に記載のポータブルコンピュータ。
- 前記プラスチック構造体が、空気が通過する複数の通気ポート開口部を有し、前記ポータブルコンピュータが、前記通気ポート開口部を通して空気を誘導する前記下側筐体部分内のファン構造体を更に備える、請求項7に記載のポータブルコンピュータ。
- 前記逆Fアンテナ共振素子が、前記プラスチック構造体上の金属トレースを含み、前記金属トレースの少なくとも一部分は、前記通気ポート開口部の少なくとも1つの中に延在する、請求項8に記載のポータブルコンピュータ。
- 前記逆Fアンテナ共振素子が、前記プラスチック構造体上の金属トレースを含み、前記金属トレースの少なくとも一部分は、前記通気ポート開口部の少なくとも2つの間に延在する、請求項8に記載のポータブルコンピュータ。
- 少なくとも1つの通気ポート開口部を有するプラスチック構造体と、
前記通気ポート開口部を通して空気を誘導するファンと、
前記プラスチック構造体上のアンテナ共振素子と、
を備える装置。 - 前記アンテナ共振素子が、前記プラスチック構造体上の金属トレースを含み、前記金属トレースは、前記通気ポート開口部内に延在する部分を有する、請求項11に記載の装置。
- 前記通気ポート開口部が、複数の通気ポート開口部のうちの1つを含み、前記金属トレースが、前記通気ポート開口部の間に延在するアームを含む、請求項12に記載の装置。
- 第1の筐体と、
前記第1の筐体内のディスプレイと、
金属筐体壁を有する、内部に前記ファン及び前記プラスチック構造体が取り付けられる第2の筐体と、
金属トレースを前記金属筐体壁に短絡する指状突起部を有する金属部材と、
前記第1及び第2の筐体の間に第1、第2、及び第3のスロット形状の開口部を形成するように、前記第1及び第2の筐体の間の開口部を横切って延在する第1及び第2のフレキシブルプリント回路と、
を更に備える、請求項11に記載の装置。 - 金属筐体と、
前記金属筐体内の電気構成要素と、
複数の通気ポート開口部を有するプラスチック製通気ポート構造体と、
前記通気ポート開口部を通して空気を誘導する前記金属筐体内のファンと、
前記プラスチック製通気ポート構造体上の金属トレースから形成されたアンテナ共振素子と、
を備える電子デバイス。 - 前記金属トレースの一部分が、前記通気ポート開口部の少なくとも1つの中に延在する、請求項15に記載の電子デバイス。
- 前記プラスチック製通気ポート構造体の一部分を貫通し、前記金属トレースに結合された、金属が充填されたビアを更に備える、請求項16に記載の電子デバイス。
- 前記金属筐体と前記金属トレースとの間に延在する導電性ガスケットを更に備える、請求項15に記載の電子デバイス。
- 前記金属トレースが、第1のアンテナ用の第1のアンテナ共振素子を形成し、前記電子デバイスが、対応する第2及び第3のアンテナ用の前記通気ポート構造体上の第2及び第3のアンテナ共振素子を形成する、追加の金属トレースを更に備える、請求項15に記載の電子デバイス。
- 前記第1及び第2のアンテナの間の第1のフレキシブルプリント回路と、
前記第2及び第3のアンテナの間の第2のフレキシブルプリント回路と、
ディスプレイと、
を更に備え、前記第1及び第2のフレキシブルプリント回路は、信号ラインを含み、前記信号ラインの少なくとも1つは、前記ディスプレイ用の信号を搬送する、請求項19に記載の電子デバイス。
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