JP6566498B2 - ウェアラブル眼鏡のためのマルチバンドアンテナ - Google Patents

Description

本出願は、参照により本明細書に組み込まれる、2015年1月12日に出願され、「Multi-band Antenna for Wearable Glasses」という題名の、米国出願第14/594,941号の優先権を主張する。

本発明は、一般的に、ウェアラブル眼鏡ディスプレイのためのシステムおよび方法に関し、特定の実施形態では、アンテナ分離を改善した複数のワイヤレス通信アンテナを提供するシステムおよび方法に関する。

現在のワイヤレスデバイスの工業デザインは、より薄型のデバイスへと発展し、それらのデバイスを非伝統的な通信デバイスへと一体化している。これらの現在のワイヤレスデバイスは、セルラフォンおよびタブレットを含む一方、非伝統的な通信デバイスは、時計、眼鏡、および仮想現実ヘッドセットなどウェアラブルであり得る。ワイヤレスデバイスは、ユーザ上またはユーザの近くで動作するため、複数のマルチバンド無線周波数(RF)アンテナを必要とする。典型的なアンテナは、メインセルラアンテナ、ダイバーシティアンテナ、ワイヤレスネットワーク(たとえば、WiFi、802.11、Bluetooth(登録商標))アンテナ、近接場アンテナ(たとえば、NFC、ワイヤレス充電)、および全地球測位(たとえば、GPS)アンテナを含む。複数のマルチバンドアンテナは、互いとおよびスピーカ、LCDスクリーン、電池、センサなどの他の電磁構成要素と協働するように、協調設計されなければならない。しかし、互いに近接したアンテナは、低い分離、効率減少、およびチャネル干渉の増加をもたらす。いくつかのデバイスでは、WiFiおよびセルラRF帯上で通信するために、別個のアンテナが使用される。加えて、いくつかのセルラアンテナシステムは、同じ帯域または周波数上で通信する複数のアンテナを含み、アンテナのうちの1つがユーザによって、たとえば、デバイス上のユーザの手の位置によって妨げられると、能動アンテナスイッチは、アンテナ間で変化する。セルラアンテナが、WiFiとGPSの組合せのアンテナなど、他のアンテナの近くにしばしば配置されるので、セルラアンテナの性能は、ますます重要になっている。ますます小さくなるデバイスには、アンテナのためにより狭い空間しか与えられないため、セルラアンテナの近接性は、デバイスのサイズが小型化するとますます重大になる。

実施形態の眼鏡ディスプレイは、システム筐体中に配設されるプロセッサと、プロセッサに接続され、目領域中の表示スクリーンおよび/またはプロジェクタを介してユーザにデータを表示するように構成されるディスプレイシステムとを含む。第1のアンテナは、システム筐体中に配設され、プロセッサに動作可能に接続される。プロセッサは、第1のアンテナに、第1の無線周波数(RF)帯域上で送信させるように構成される。第2のアンテナは、システム筐体の外側に配設され、プロセッサに動作可能に接続される。また、プロセッサは、第2のアンテナに、第2のRF帯域上で送信させるように構成される。第2のアンテナは、少なくとも1つの目領域の第1の縁部に沿って横方向に延在する。

実施形態の眼鏡ディスプレイデバイスは、イヤーピース上に配設されるシステム筐体と、システム筐体中に配設されるプロセッサとを含む。表示スクリーンおよび/またはプロジェクタは、複数の目領域のうちの少なくとも1つに配設され、プロセッサは、表示スクリーンおよび/またはプロジェクタを介してユーザにデータを表示するように構成される。セルラトランシーバがプロセッサに接続され、第1のセルラアンテナがシステム筐体の外側に配設されて、セルラトランシーバに動作可能に接続される。セルラトランシーバは、第1のセルラアンテナを通して、1つまたは複数のセルラ帯域上で送信するように構成される。第1のセルラアンテナは、複数の目領域のうちの少なくとも1つの第1の縁部に沿って横方向に延在する。

実施形態の方法は、眼鏡ディスプレイデバイスによって、また眼鏡ディスプレイデバイスの目領域中に配設される表示スクリーン上にユーザインターフェースを提供するステップを含む。眼鏡ディスプレイデバイスはプロセッサとシステム筐体中に配設される第1のアンテナとを有し、第2のアンテナが、システム筐体の外側に配設され、目領域の上に延在する。第1のアンテナは、第1の無線周波数(RF)帯域で通信するように構成され、第2のアンテナは、第2のRF帯域で通信するように構成される。方法は、プロセッサからの第1のコマンドに応答して第1のアンテナを使用して第1の通信の少なくとも部分を実施するステップと、プロセッサからの第2のコマンドに応答して第2のアンテナを使用して第2の通信の少なくとも部分を実施するステップとをさらに含む。

本発明、およびその利点のより完全な理解のため、ここで、添付図面と一緒に行われる以下の説明への参照がなされる。

いくつかの実施形態にしたがう眼鏡ディスプレイの構成要素を図示するブロック図である。 いくつかの実施形態にしたがう眼鏡ディスプレイ100を図示する図である。 一実施形態にしたがう眼鏡ディスプレイ100の上側アイワイヤおよびブリッジ中のセルラアンテナの配置を図示する断面図である。 一実施形態にしたがう眼鏡ディスプレイ100の上側アイワイヤおよびブリッジ中のセルラアンテナの配置を図示する断面図である。 一実施形態にしたがう眼鏡ディスプレイ100の上側アイワイヤおよびブリッジ中のセルラアンテナの配置を図示する断面図である。 一実施形態にしたがう眼鏡ディスプレイの上側アイワイヤ、ブリッジ、および下側アイワイヤ中のセルラアンテナの配置を図示する断面図である。 一実施形態にしたがう眼鏡ディスプレイの上側アイワイヤ、ブリッジ、および下側アイワイヤ中のセルラアンテナの配置を図示する断面図である。 一実施形態にしたがう眼鏡ディスプレイ中のセルラアンテナの配置を図示する断面図である。 一実施形態にしたがう眼鏡ディスプレイ中のセルラアンテナの配置を図示する断面図である。 一実施形態にしたがう眼鏡ディスプレイ中のセルラアンテナの配置を図示する断面図である。 一実施形態にしたがう眼鏡ディスプレイ中のセルラアンテナの配置を図示する断面図である。 一実施形態にしたがう眼鏡ディスプレイ中のセルラアンテナの配置を図示する断面図である。

現在好ましい実施形態の製造および使用が、下で詳細に議論される。しかし、本発明は、多種多様で具体的な状況で具現化され得る、多くの適用可能な新規概念を提供することを理解されたい。議論される具体的な実施形態は、本発明を製造および使用する具体的様式の単なる例示であり、本発明の範囲を限定しない。加えて、記載される方法および装置は、ワイヤレス通信システムアンテナレイアウトおよび設計に適用され得るが、それに特に限定されない。

現代の通信デバイスは、異なる周波数帯域中の複数の別個のチャネル上で同時に通信する能力を提供し、単一デバイス中で、データスループットの増加および複数の同時ワイヤレス通信サービスを提供する。多くのワイヤレス通信デバイスは、700MHz〜900MHz帯域、1700MHz、1900MHz、2100MHzおよび2500MHz帯域など、異なるセルラ周波数帯域上で通信する能力を備える、マルチバンドデバイスであるように設計される。加えて、ワイヤレスデバイスは、たとえば、2.4GHz、3.6GHz、5GHz帯域など上のWiFi接続性、ならびに1227MHzおよび1575MHzの周波数上のGPSなどの追加の特徴をしばしば有する。異なる周波数または帯域上で通信する能力は、マルチバンドアンテナによって提供され得る。たとえば、いくつかのデバイスでは、セルラサービスは、異なるセルラ周波数帯域のうちの2つ以上で通信するように構成されるアンテナまたはアンテナの組によって提供され、補助サービスは、WiFiおよびGPS帯域上で通信するように構成されるWiFi/GPSアンテナによって提供される。

しかし、いくつかの例では、セルラ帯域とWiFiまたはGPS帯域とが重なる場合があり、セルラアンテナとGPS/WiFiアンテナが極近傍にあると干渉を引き起こす。加えて、比較的小さいデバイス、特に、時計、眼鏡および仮想現実ヘッドセットなどのウェアラブル通信デバイスでは、同様の周波数帯域のためのアンテナは、ますます小さい空間を割り当てられる。たとえば、824〜960MHzおよび1700〜2700MHzの範囲に最適化されるセルラアンテナは、有効に働くために、大きい体積を必要とする。そのような周波数は、GPSおよびWiFi信号に近い、または重なる。重なった帯域は、セルラアンテナとGPS/WiFiアンテナとの近接性とあいまって、アンテナの干渉を引き起こす。たとえば、1700MHz帯域でのセルラアンテナ上の送信は、1575MHz周波数帯域でのGPS信号と干渉を引き起こす場合がある。そのような信号との干渉は、GPS信号が衛星から送信され、弱く容易に圧倒されてしまう信号となるので、特に問題である。

多くのウェアラブルデバイスでは、様々な通信サービスのためのアンテナを含む電子装置は、単一のシステムモジュールへとまとめられる。ウェアラブルデバイスでは固有である、システムモジュールへのユーザの体の近接性が、アンテナにより送信される信号の部分を、ユーザの体が吸収またはブロックすることをもたらし得る。本明細書に記載される様々なシステムおよび方法は、眼鏡ディスプレイデバイスなどのウェアラブルデバイス中のアンテナの、複数の放射要素を与えることを可能にする。GPS/WiFiアンテナは、たとえば、眼鏡ディスプレイデバイスのイヤーピースに沿って、システム筐体内にもうけられ得、1つまたは複数のセルラアンテナは、眼鏡レンズを囲繞するブリッジおよびアイワイヤ内にもうけられ得る。セルラアンテナからワイヤレスデバイスの異なる側上にGPS/WiFiアンテナの部分を経路指定することが、同じまたは重なる周波数帯域を共有するアンテナのアンテナ効率および分離を改善する。セルラアンテナは、眼鏡フレーム中の様々な点に給電点を備え、セルラアンテナのために、放射開口の調整を可能にすることができる。加えて、複数のアンテナおよびマルチバンドアンテナは、セルラアンテナが眼鏡レンズの周りに延在する距離を調整することによっても提供され得る。

図1は、いくつかの実施形態にしたがう眼鏡ディスプレイ100の構成要素を図示するブロック図である。眼鏡ディスプレイ100は、プロセッサ112、メモリ114、ユーザインターフェース/ユーザ入力116、およびGPS/WiFiトランシーバ120などの副インターフェースを備える。眼鏡ディスプレイ100のこれらの構成要素は、システムモジュールを形成し得、またはハウジング、ケーシング、筐体などであり、様々な実施形態で導電性もしくは非導電性である、システム筐体102の中に配設され得る。プロセッサ112は、計算および/または他の処理関連タスクを実施することが可能な任意の構成要素であってよく、メモリ114は、プロセッサ112のためにプログラミングおよび/または命令を記憶することが可能な任意の構成要素であってよい。プロセッサ112に接続されるユーザインターフェース/入力116は、ユーザが、プロセッサ112上で稼働する1つもしくは複数のプログラムまたは通信サービスを実行または相互作用することを可能にする。

眼鏡ディスプレイ100は、セルラ帯域によって、および1つまたは複数の副帯域によって通信するように構成される。眼鏡ディスプレイ100は、セルラトランシーバ124などのセルラインターフェースを有する。システム筐体102中のプロセッサ112は、主セルラアンテナ104または副セルラアンテナ108およびセルラトランシーバ124を通して信号を送信または受信するように構成される。いくつかの実施形態では、セルラトランシーバ124は、システム筐体102の外側に配設され、他の実施形態では、セルラトランシーバ124は、システム筐体102内に収容される。セルラトランシーバ124は、第1の給電点106によって主セルラアンテナ104に接続され、いくつかの実施形態では、セルラトランシーバ124は、第2の給電点106によって第2のセルラアンテナ108にやはり接続される。スイッチ126は、セルラトランシーバ124とセルラアンテナ104、108との間に配設され得、プロセッサまたはセルラトランシーバ124からのコマンドに基づいて、セルラトランシーバ124の通信をアンテナ104、108間で切り換えるように構成され得る。セルラトランシーバ124は、眼鏡ディスプレイ100がセルラ信号を使用して通信することを可能にする任意の構成要素または構成要素の集合であり得、セルラネットワークでセルラ接続によって情報を受信および/または送信するために使用され得る。いくつかの実施形態では、セルラトランシーバ124は、単一のデバイスとして、あるいは代わりに、別個の受信器と送信器として形成され得る。

眼鏡ディスプレイ100は、GPS/WiFiトランシーバ120などの副インターフェースをさらに有し、GPS/WiFiトランシーバ120は、GPS/WiFiコントローラ118と電気通信する。GPS/WiFiコントローラ118およびGPS/WiFiトランシーバ120は、いくつかの実施形態では、システム筐体102中に配設されるシステムオンチップ、アドオン基板、または個別構成要素などのデバイスであってよい。他の実施形態では、GPS/WiFiコントローラ118およびGPS/WiFiトランシーバ120は、システム筐体102の回路板の中に一体化され、いくつかの実施形態では、プロセッサ112が、GPS/WiFi通信管理の部分を実行し得る。他の実施形態では、副インターフェースは、デバイスがデータまたは制御情報を補助プロトコルを介して通信することを可能にする任意の構成要素または構成要素の集合であってよい。たとえば、副インターフェースは、Bluetooth(登録商標)、近接場通信、ワイヤレス充電、または他のワイヤレスプロトコルにしたがう通信のための、非セルラワイヤレスインターフェースであってよい。

システム筐体102は、その中に、Bluetooth(登録商標)、GPS、WiFiなどの副インターフェースを使用する通信サービスのため通信能力を提供するための、1つまたは複数の副アンテナをさらに配設している。いくつかの実施形態では、副アンテナは、複数の通信サービスのため複数帯域上で通信、送信、および/または受信するように構成されるデュアルモードアンテナである。たとえば、副アンテナは、GPSの周波数、周波数の組、または周波数帯域上で、GPS測位信号を通信または受信するGPS/WiFiアンテナ110であってよい。そのようなGPS/WiFiアンテナは、たとえば、2.4GHz、3.6GHz、または5GHz WiFi帯域上のWiFi信号を送信および受信するように構成されてもよい。GPS/WiFiトランシーバ120は、GPS/WiFiアンテナ給電122を通して、GPS/WiFiアンテナ110と信号通信してさらによい。プロセッサ112は、GPS/WiFiアンテナ110、GPS/WiFiコントローラ118、およびGPS/WiFiトランシーバ120を通して信号を送信または受信するように構成される。

ユーザは、眼鏡ディスプレイ100上でワイヤレス通信サービスにアクセスし、第1の帯域を使用する第1の通信サービスによって第1の通信を開始し得る。たとえば、電話通話、データ要求などを開始することが、眼鏡ディスプレイ100に、セルラトランシーバ124を使用してセルラネットワークによってデータを送信させ得る。そのような要求は、眼鏡ディスプレイ100に、主セルラアンテナ104または副セルラアンテナ108などの第1のアンテナ上で通信させる。ユーザは、WiFiまたはGPSなどの第2の通信サービスによって第2の通信をやはり開始し得る。たとえば、ユーザがGPS位置特定を要求し得、このことが、プロセッサ112に、ユーザの行為に応じて、GPS/WiFiアンテナ110を通してGPS位置特定信号を受信させる。第2の通信は、第2の帯域を使用し、眼鏡ディスプレイ100に、第2のアンテナを使用して第2の帯域上で通信させる。加えて、第1の通信サービスを使用する要求が、第2の通信サービスを使用するのと同じ時間に起こる可能性がある。たとえば、ユーザが、セルラネットワークによって地図を要求し、システムがユーザの位置を地図上に表示することをやはり要求し得る。したがって、ユーザは、セルラネットワークによって地図のための第1の通信を開始し、地図上に表示するためのユーザの場所を決定するGPS信号を受信するため、GPS帯域上で第2の通信を開始する。別の例では、ユーザは、電話通話をつなぐため、セルラトランシーバ124を通してセルラネットワークに接続し得、データ検索、ウェブブラウズ、メディアアクセスなどのためGPS/WiFiアンテナ110を通してWiFiネットワークに同時に接続し得る。

図2は、いくつかの実施形態にしたがう眼鏡ディスプレイ100を図示する図である。眼鏡ディスプレイ100は、ユーザの頭の側面に沿って延在し、ユーザの耳の上にかけることによって眼鏡ディスプレイ100を保持するイヤーピース206を有する。イヤーピース206は、上側アイワイヤ210およびユーザの鼻にかかり上側アイワイヤ210を分離するブリッジ208によって結合される。様々な実施形態では、イヤーピース206は、導電性または非導電性である。

いくつかの実施形態では、レンズ204は、下側アイワイヤ212によって上側アイワイヤ210に対して保持され、他の実施形態では、下側アイワイヤ212は省略される。

イヤーピース206のうちの一方または両方は、イヤーピース206の上に取り付けられるシステム筐体102を有する。いくつかの実施形態では、システム筐体102中のユーザインターフェース/入力116の部分は、目領域(eye region)中に配設されるディスプレイ面を介してユーザにデータを表示するディスプレイシステムを有する。こうして、眼鏡ディスプレイ100は、ユーザの目の前に表示スクリーンを保つために、ユーザの鼻のブリッジにわたって延在する眼鏡フレームを使用する。

いくつかの実施形態では、眼鏡ディスプレイ100が、目領域中に配設されるレンズ204を有するので、ユーザは、レンズ204を標準の眼鏡であるように使用し得る。表示スクリーンは、そのような個別の表示スクリーンであり得、またはレンズ204が表示スクリーンとして使用され得る。いくつかの実施形態では、ディスプレイシステムが液晶ディスプレイ(LCD)、発光ダイオード(LED)ディスプレイなどの透明スクリーンを制御する。他の実施形態では、ディスプレイシステムは、閲覧するために表示スクリーンの内面へ光を投影するプロジェクタを有する。異なる実施形態では、表示スクリーンは、レンズ204であり得、または別個のスクリーンであり得る。たとえば、表示面は、レンズの中に埋め込まれて、レンズ204の面上に形成され得る。あるいは、ディスプレイシステムがプロジェクタを使用する実施形態では、ディスプレイシステムは、レンズ204の内面上に、ユーザへのデータ表示を投影し得る。他の例では、任意のレンズ204とは別個の表示スクリーンが、目領域中に配置され、プロジェクタのためのスクリーンとして、またはLCDもしくはLEDスクリーンなどの能動表示スクリーンとして使用される。別個の表示スクリーンは、いくつかの実施形態では、レンズの必要性をなくし得る。こうして、眼鏡ディスプレイ100は、表示スクリーンが目領域中に保持され、ユーザインターフェースおよび通信能力を提供するための必須構成要素を有する、眼鏡フレームであり得る。

ユーザインターフェース/入力116は、いくつかの実施形態では、音声作動制御システムをやはり備えるが、Bluetooth(登録商標)キーボード、マウス、ジョイスティック、ゲームパッドなどの、タッチインターフェース、ジェスチャー認識インターフェース、またはワイヤレスインターフェースをやはり有し得る。

セルラトランシーバ124は、上側アイワイヤ210のうちの一方または両方に配設され、下でより詳細に記載される、1つまたは複数のセルラアンテナ104、108に接続して、1つまたは複数のセルラアンテナ104、108を使用して通信する。加えて、セルラアンテナ104、108は、レンズ204の周りの下側アイワイヤ212の中に延在して、アンテナレイアウトのためのより大きい区域および複数の導電要素のための複数の経路を提供して、複数の周波数帯域のためのアンテナの最適化を可能にし得る。

いくつかの実施形態では、GPS/WiFiアンテナ110(図1)は、イヤーピース206に沿って、システム筐体102内に配設される。イヤーピース206は、ユーザの頭から離れたGPS/WiFiアンテナ110を保持して、比吸収率(SAR)およびユーザの体により吸収されるエネルギーの量を減少させる。

セルラアンテナ104、108を上側および下側アイワイヤ210、212の中に設けること、ならびにイヤーピース206上またはイヤーピース206に沿って配設されるGPS/WiFiアンテナ110を設けることが、アンテナ104、108、110を囲むまたは支持するのに必要な体積を増加させることなく、GPS/WiFiアンテナ110とセルラアンテナ104、108との間のセパレーションを増加する。アンテナ104、108、110間のセパレーションを増加することが、アンテナ104、108、110により送受信される無線周波数信号の分離を増加させることによって、アンテナ104、108、110間の干渉を減少させる。加えて、ユーザの体によるRF信号の吸収は、直接アンテナ間で送信される放射の量を減少させ、アンテナ分離をさらに増加して、重なる周波数または隣接する周波数を有する帯域上で送信するアンテナ104、108、110間の干渉を減少させる。

こうして、眼鏡ディスプレイ100は、ユーザが、GPS/WiFiアンテナ110およびセルラアンテナ104、108のうちの1つまたは複数上で通信する1つまたは複数の通信サービスに、同時に、干渉を減少し送信効率を増加させてアクセスすることを可能にする。たとえば、眼鏡ディスプレイ100は、ユーザインターフェースを通したユーザコマンドに応じて、GPS/WiFiアンテナ110などの第1のRF帯域上の第1のアンテナを使用する第1の通信サービスによって、第1の通信を開始または実施し得る。眼鏡ディスプレイ100は、セルラアンテナ104、108のうちの1つなどの第2のRF帯域上の第2のアンテナによって、第2の通信をやはり開始または実施し得る。そのような例では、第1の通信と第2の通信が、完全に、または部分的に同時であり得る。加えて、第1および/または第2の通信は、第1および第2の通信のいずれかまたは両方が、自動的に、またはユーザの介入なしで眼鏡ディスプレイ100によって開始され得るので、ユーザコマンドにより開始されることに限定されない。

図3A〜図3Cは、いくつかの実施形態にしたがう眼鏡ディスプレイ100の上側アイワイヤ210およびブリッジ208中のセルラアンテナ104、108の様々な配置を図示する断面図である。1つまたは複数のアンテナ部は、眼鏡ディスプレイ100のフレーム中に配設され得、眼鏡ディスプレイ100フレーム中の様々な場所に配設される1つまたは複数の給電点106によって、セルラトランシーバ124へと接続され得る。

図3Aは、いくつかの実施形態にしたがう眼鏡ディスプレイ100の上側アイワイヤ210およびブリッジ208中のセルラアンテナ104を図示する断面図である。加えて、図3Aに示される実施形態は、レンズのない眼鏡ディスプレイフレームを図示する。そのような実施形態では、表示スクリーン302は、ディスプレイ支持体304によって、眼鏡ディスプレイの目領域310中に保持される。ノーズピース支持体306およびノーズパッド308は、下側アイワイヤ212を置き換え、ユーザの顔上の眼鏡ディスプレイ100の位置決めを可能にする。表示スクリーン302が能動表示である実施形態では、表示スクリーンは、システムモジュール中のプロセッサがデータを表示スクリーン上でユーザに表示できるように、システム筐体102中の構成要素に電気的に接続され得る。プロジェクタが使用されてデータを表示スクリーン上で表示する実施形態では、表示スクリーン302は、システムモジュールへの電気接続を必要としない。

給電点106は、たとえば、主セルラアンテナ104の端部に配設される。主セルラアンテナ104は、下でより詳細に議論されるように、眼鏡ディスプレイ100のフレーム内に配設される、またはフレームの部分を形成する。実施形態では、主セルラアンテナ104は、眼鏡ディスプレイ100のテンプル、隅、または蝶番領域における給電点106から、第1の上側アイワイヤ210を通り、第1の目領域の上、ブリッジ208を通り、第2のアイワイヤ210を通って第2の目領域310の上に延在する。明示的には示されないが、眼鏡ディスプレイのフレームは、テンプル区域中に、可撓性領域、蝶番または他の調節点を有し、ユーザが眼鏡ディスプレイ100をかける際の、調節、取り外し、および快適さを増すことを可能にし得る。

眼鏡ディスプレイ100が追加のセルラアンテナを有する場合、給電点106は、能動スイッチ126に接続され得(図1参照)、または眼鏡ディスプレイ100が単一のセルラアンテナを有する、もしくはセルラトランシーバ124が複数のセルラアンテナ間で切り換えない実施形態では、セルラトランシーバ124に直接接続され得る(図1参照)。いくつかの実施形態では、セルラトランシーバ124または能動スイッチ126は、システム筐体102の外側に配設されて、たとえば、眼鏡ディスプレイ124のフレーム中に埋め込まれて、ワイヤまたは他の接続部が、セルラトランシーバ124および/または能動スイッチ126をシステム筐体102中に配設された構成要素に接続し得る。他の実施形態では、セルラトランシーバ124または能動スイッチ126は、システム筐体102中に配設され、接続部がシステム筐体102のケーシングを通って給電点106へと延在し、主セルラアンテナ104を、システム筐体102中の構成要素に電気的に接続する。そのような実施形態では、給電点106、セルラトランシーバ124または能動スイッチ126からの接続部は、眼鏡ディスプレイフレーム中に埋め込まれたワイヤによって、システム筐体中の構成要素に接続され得る。眼鏡ディスプレイフレームが可撓性テンプル領域を使用するいくつかの実施形態では、接続部は、テンプル領域を通って延び得る。眼鏡ディスプレイフレームが蝶番を使用する実施形態では、導電性蝶番が接続部の部分であり得、または可撓性ワイヤ接続が使用されて蝶番をバイパスし得る。

主セルラアンテナ104は、完全に両方の目領域310にわたって延在する図示された実施形態中に示されるが、他の実施形態では、主セルラアンテナ104が、単に第1の目領域310にわたって横方向に延在し、第1の目領域310の上で、またはブリッジ208領域中で終端し得る、または横方向に第1の目領域310の上をブリッジ208領域を通って延在し、部分的に第2の目領域310の上に延在し得る。

本明細書でレンズなしで示される実施形態は、レンズを省略することだけに限定されない。レンズおよび/または下側アイワイヤがそのような実施形態中で使用され得、別個の表示スクリーン302が、本実施形態の教示から逸脱することなく、含有または省略され得る。

図3Bは、いくつかの実施形態にしたがう、給電点106に接続される複数の部分中のセルラアンテナ104を図示する断面図である。図示される実施形態では、表示スクリーン302は見やすいように省略され、レンズ204が、様々な実施形態を図示するように示される。給電点106は、たとえば、主セルラアンテナ104の2つの部分間に配設される。そのような実施形態では、給電点106は、眼鏡ディスプレイ100のブリッジ208領域中に配設され得る。他の実施形態では、給電点106は、3つ以上の別個の主アンテナ104部間にあって、3つ以上の別個の主アンテナ104部に接続され得、または上側アイワイヤ210のうちの1つの中に配設されて、非対称的な主アンテナ104部に接続され得る。

図3Cは、いくつかの実施形態にしたがう、複数の給電点に接続される複数のセルラアンテナ104、108を図示する断面図である。給電点106は、それぞれ別個のアンテナに接続され、いくつかの実施形態では、眼鏡ディスプレイ100のフレーム中に配設されるセルラトランシーバ124に接続され得る。そのような配置が、主セルラアンテナ104および副セルラアンテナ108による別個の送信を可能にし、セルラトランシーバ124が能動スイッチ126を含有し得る(図1参照)。

給電点106およびセルラトランシーバ124は、眼鏡ディスプレイ100のブリッジ208領域中に配設され得る。他の実施形態では、給電点106またはセルラトランシーバ124のうちの一方または両方が、上側アイワイヤ210のうちの1つの中に配設され得、主セルラアンテナ104と副セルラアンテナ108が異なる形状を有し得る。他の実施形態では、セルラトランシーバ124がシステム筐体102中に配設され、たとえば、主セルラアンテナ104および副セルラアンテナ108とは別個のワイヤなどの、個別の接続部を通して給電点106に接続される。

図4A〜図4Bは、いくつかの実施形態にしたがう眼鏡ディスプレイ100の上側アイワイヤ210、ブリッジ208、および下側アイワイヤ212中のセルラアンテナ104、108の様々な配置を図示する断面図である。各アンテナ104、108は、下側アイワイヤ212の中へ延在する1つまたは複数のアンテナ部を有し得、眼鏡ディスプレイ100フレーム中の様々な場所に配設される1つまたは複数の給電点106によって、セルラトランシーバ124へと接続され得る。

図4Aは、いくつかの実施形態にしたがう、給電点106に接続される複数の部分中のセルラアンテナ104を図示する断面図であって、セルラアンテナ104の部分は、下側アイワイヤ212の中へ延在する。給電点106は、たとえば、主セルラアンテナ104の2つの部分間に配設される。そのような実施形態では、給電点106は、眼鏡ディスプレイ100のブリッジ208領域中に配設され得る。他の実施形態では、給電点106は、3つ以上の別個の主アンテナ104部間にあって、3つ以上の別個の主アンテナ104部に接続され得、または上側アイワイヤ210のうちの1つの中に配設されて、非対称的な主アンテナ104部に接続され得る。

描かれた実施形態では、主セルラアンテナ104の各部は、上側アイワイヤ210中に配設され、それぞれのレンズ204の上に延在する第1のアンテナ部104Aを有する。第2のアンテナ部104Bは、レンズの第1の縁部に沿って、それぞれの第1のアンテナ部104Aから下側アイワイヤ212の中に延在する。いくつかの実施形態では、第3のアンテナ部104Cが、第1の縁部に対向するレンズ204の第2の縁部に沿って、それぞれの第1のアンテナ部104Aから下側アイワイヤ212の中に延在する。いくつかの実施形態では、第2のアンテナ部104Bおよび第3のアンテナ部104Cの第1の端部が、それぞれの第1のアンテナ部104Aに接続され、一方、第2のアンテナ部104Bの第2の端部は、それぞれの第3のアンテナ部104Cの第2の端部から離間されて、レンズ204の周りに不連続なアンテナを形成する。こうして、セルラ主アンテナ104の別個の部分は、マルチモード動作のために調整され、異なる無線周波数または異なるRF帯域中で共振する異なる長さを持つアンテナ分岐を有し得る。本明細書に記載される実施形態は、対称的である、すなわちブリッジ208の両側で同じである、第2または第3のアンテナ部104B、104Cを有することに限定されない。たとえば、主アンテナ104の左側部分が、主アンテナ104の右側部分中の第2または第3のアンテナ部104B、104Cと異なる長さまたはレイアウトを持つ第2または第3のアンテナ部104B、104Cを有し得る。

図4Bは、いくつかの実施形態にしたがう、下側アイワイヤ212の中へと延在する複数のセルラアンテナ104、108を図示する断面図である。上に記載されたように、セルラトランシーバ124は、眼鏡ディスプレイ100のフレーム中、たとえばブリッジ208領域中に配設され得る。主セルラアンテナ104および副セルラアンテナ104は、各々が個々の給電点106に接続して、セルラトランシーバ124またはスイッチ126(図1参照)が、セルラアンテナ104、108間で切り換えることを可能にし得る。主セルラアンテナ104および副セルラアンテナ104は、各々が、別個の上側アイワイヤ210中に配設される、それぞれの第1のアンテナ部104A、108Aを有する。加えて、主セルラアンテナ104および副セルラアンテナ104は、上に記載したように、各々が、下側アイワイヤ212の中へと延在する、それぞれの第2のアンテナ部104B、108Bおよび/または第3のアンテナ部104C、108Cを有する。

図5A〜図5Eは、図4Bに示されるような平面AAに沿った、図3A〜図4Bからの実施形態の断面図であり、いくつかの実施形態にしたがう、眼鏡ディスプレイ100の中のセルラアンテナ104の様々な配置を図示する。図5Aは、実施形態にしたがう、第1および第2のアンテナ部104A、104Bを備える、上側および下側アイワイヤ210、212を図示する断面図である。いくつかの実施形態では、アイワイヤ210、212の材料は、導電性材料であり、主セルラアンテナ104を形成する。こうして、アンテナ部104A、104Bは、アイワイヤ210、212断面のほぼ全てを含む。アンテナ104、108のうちの1つまたは複数が、レンズ204の下に延在する第2または第3のアンテナ部104B、104Cを有する実施形態では、下側アイワイヤ212が第2または第3のアンテナ部104B、104Cを形成する。

いくつかの実施形態では、アンテナ104は、上側アイワイヤ210を含む眼鏡ディスプレイ100のフレームを形成するために、金属または他の導電性材料を鋳造、成形、または機械加工することによって形成される。アンテナ104が下側アイワイヤ212の中へと延在するいくつかの実施形態では、下側アイワイヤ212は、同じ材料から、上側アイワイヤ210と同じ時に、または上側アイワイヤ210に結合または取り付けられる別個の部片として形成され得る。いくつかの実施形態では、エポキシ樹脂、ラッカー、エナメル、ペンキ、陽極酸化被膜、誘電体などの非導電性被膜が、アイワイヤ210、212の表面に施されてアンテナ104を形成し、アンテナ104をユーザの皮膚の表面から電気的に絶縁する。そのような非導電性被膜は、セルラトランシーバ124、能動スイッチ126もしくはイヤーピース206の蝶番領域(図1参照)を収容もしくは支持するため、または第2のアンテナ部104Bと第3のアンテナ部104Cとの間の空間を満たすためにやはり使用され得る。

図5Bは、実施形態にしたがう、上側アイワイヤ210および下側アイワイヤ212を図示する断面図であり、アンテナ104が上側アイワイヤ210の中に配設される。そのような配置は、たとえば、主セルラアンテナ104が下側アイワイヤ212を避ける、図3A〜図3Cに示される実施形態で使用される。そのような実施形態では、上に記載されたように、上側アイワイヤ210がアンテナを形成する。下側アイワイヤ212は、アンテナ104から電気的に絶縁される下側支持部212Aを備える。いくつかの実施形態では、下側支持部212Aは、レンズ204を保持または受け入れるために、成形、機械加工、熱成形、または別の方法で形成されるエポキシ樹脂、またはプラスチックなどのポリマである。代替実施形態では、アンテナ104の部分を提供または囲むのに必要ないので、下側支持部212A/下側アイワイヤ212またはレンズ204は省略される(たとえば、図3A参照)。

図5Cは、実施形態にしたがう、上側および下側アイワイヤ210、212を図示する断面図であり、アンテナ104が上側および下側アイワイヤ210、212の中に配設される。そのような実施形態では、アンテナ104は、上側および下側アイワイヤ210、212の表面の一部を形成する。上側および下側支持部210A、212Aは、第1および第2のアンテナ部104A、104Bにそれぞれ取り付けられる。いくつかの実施形態では、上側および下側支持部210A、212Aは、レンズ204をアンテナ104に結合して、蝶番または構成要素のための支持を実現するために使用され得る。

図5Dは、実施形態にしたがう、上側および下側アイワイヤ210、212を図示する断面図であり、アンテナ104が上側および下側アイワイヤ210、212の中に埋め込まれる。そのような実施形態では、アンテナ104は、それぞれの上側および下側アイワイヤ210、212の、上側および/または下側支持部210A、212Aの中に埋め込まれ、支持部210A、212Aは、アイワイヤ210、212の表面を形成する。上側および下側アイワイヤ210、212は、アンテナ104の周りにそれぞれの支持部210A、212Aを成形または鋳造することによって形成され得る。

図5Eは、実施形態にしたがう、上側および下側アイワイヤ210、212を図示する断面図であり、アンテナ104および追加配線502が上側アイワイヤ210の中に埋め込まれる。給電点106、スイッチ126、またはセルラトランシーバ124が、システム筐体102から離れてアイワイヤ210、212の中に配設される実施形態では、システム筐体102から関連の構成要素に信号通信を提供する必要があり得る。様々な構成要素を接続する配線502が、上側アイワイヤ210の中に配設または埋め込まれて、アンテナ104から電気的に絶縁され得る。

この発明は、例示的な実施形態を参照して説明してきたが、この説明は、限定的な意味で解釈されることを意図していない。例示的な実施形態、ならびに本発明の他の実施形態の様々な変更形態および組合せは、説明を参照すれば、当業者には明らかであろう。したがって、添付される請求項が、任意のそのような変更形態または実施形態を包含することが意図される。

100 眼鏡ディスプレイ
102 システム筐体
104 主セルラアンテナ、セルラアンテナ、主アンテナ
104A 第1のアンテナ部
104B 第2のアンテナ部
104C 第3のアンテナ部
106 第1の給電点、第2の給電点
108 副セルラアンテナ、第2のセルラアンテナ
108A 第1のアンテナ部
108B 第2のアンテナ部
108C 第3のアンテナ部
110 GPS/WiFiアンテナ
112 プロセッサ
114 メモリ
116 ユーザインターフェース/ユーザ入力
118 GPS/WiFiコントローラ
120 GPS/WiFiトランシーバ
122 GPS/WiFiアンテナ給電
124 セルラトランシーバ
126 能動スイッチ
204 レンズ
206 イヤーピース
208 ブリッジ
210 上側アイワイヤ、第2のアイワイヤ
210A 上側支持部
212 下側アイワイヤ
212A 下側支持部
302 表示スクリーン
304 ディスプレイ支持体
306 ノーズピース支持体
308 ノーズパッド
310 目領域、第1の目領域、第2の目領域

Claims (4)

1. 眼鏡ディスプレイデバイスであって、
   イヤーピース上に配設されるシステム筐体と、
   前記システム筐体中に配設されるプロセッサと、
   複数の目領域のうちの少なくとも1つに配設される表示スクリーンであって、前記プロセッサが、前記表示スクリーンを介してユーザにデータを表示するように構成される、表示スクリーンと、
   前記プロセッサに接続されるセルラトランシーバと、
   前記システム筐体の外側に配設され、前記セルラトランシーバに動作可能に接続される第1のセルラアンテナであって、前記セルラトランシーバが、前記第1のセルラアンテナを通して、1つまたは複数のセルラ帯域上で送信するように構成される、第1のセルラアンテナと、
   前記複数の目領域のそれぞれに配設される眼鏡レンズと、
   を備え、
   前記第1のセルラアンテナが、前記複数の目領域のうちの少なくとも1つの前記眼鏡レンズの第1の縁部に沿って横方向に延在し、
   前記第1のセルラアンテナが、前記プロセッサに各々接続される1つ又は複数の第1のアンテナ部を備え、前記1つ又は複数の第1のアンテナ部は、前記複数の目領域の間に配設される1つまたは複数の給電点にそれぞれ接続され、前記第1のアンテナ部の各々が、前記複数の目領域のうちのそれぞれのアイワイヤ中に延在し、
   前記第1のセルラアンテナが、前記第1のアンテナ部のうちのそれぞれから前記眼鏡レンズの第2の縁部に沿って各々延在する第2のアンテナ部をさらに備え、
   前記第1のセルラアンテナが、前記第1のアンテナ部のうちのそれぞれから前記眼鏡レンズの第3の縁部に沿って各々延在する第3のアンテナ部をさらに備え、
   前記眼鏡レンズの前記第3の縁部が、前記眼鏡レンズの前記第2の縁部と対向し、
   前記第2のアンテナ部および前記第3のアンテナ部の一方の端部が、前記第1のアンテナ部に接続され、前記第2のアンテナ部の他方の端部が、前記第3のアンテナ部の他方の端部から離間されて、前記眼鏡レンズの周りに不連続なアンテナを形成する、眼鏡ディスプレイデバイス。
2. 前記システム筐体中に配設される全地球測位システム/ワイヤレスネットワーク(GPS/WiFi)トランシーバと、
   前記システム筐体中に配設され、前記GPS/WiFiトランシーバに動作可能に接続されるGPS/WiFiアンテナであって、前記GPS/WiFiトランシーバが、前記GPS/WiFiアンテナを通して1つまたは複数のWiFi帯域上で送信するように構成される、GPS/WiFiアンテナと
   をさらに備える、請求項1に記載の眼鏡ディスプレイデバイス。
3. 前記第1のセルラアンテナが上側アイワイヤ中に配設され、テンプル領域から前記システム筐体から離れて、前記複数の目領域のうちの第1のものの上、および前記複数の目領域のうちの第2のものの少なくとも一部の上に延在する、請求項1に記載の眼鏡ディスプレイデバイス。
4. 前記第1のセルラアンテナが、前記システム筐体と前記第1のセルラアンテナとの間に配設される給電点によって前記プロセッサに接続される、請求項2に記載の眼鏡ディスプレイデバイス。