KR102477903B1 - 웨어러블 디바이스들을 위한 하이브리드 안테나 시스템 - Google Patents

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마티아스 안드레아스 힌터만
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우구르 올건
러셀 더글라스 패튼
패트릭 티모시 맥스위니 시몬스
존 버나드 아르디사나 2세
씨오도르 다보브
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Abstract

안테나 시스템은 루프 안테나와 비 루프 안테나의 조합을 포함한다. 루프 안테나 및 비 루프 안테나는 송수신기 메커니즘 또는 신호 피드 메커니즘에 공통으로 연결된다. 비 루프 안테나는 일부 실시예들에서 다이폴 도전체에 의해 제공된다. 아이웨어 디바이스는 안테나 시스템, 아이웨어 디바이스의 바디에 통합되는 안테나 시스템의 다이폴 도전체 및 루프 도전체를 포함한다. 루프 도전체는 바디에 의해 홀딩되는 렌즈 주위로 연장되는 렌즈 링에 의해 제공될 수 있다. 렌즈 링은 루프 도전체로서 및 렌즈 보유 메커니즘 모두로서 역할할 수 있다.

Description

웨어러블 디바이스들을 위한 하이브리드 안테나 시스템
우선권
본 출원은 2018년 1월 24일자로 출원된 미국 특허 가출원 제62/621,482호의 우선권의 이익을 주장하고, 본 출원은 또한 2018년 3월 5일자로 출원된 미국 특허 가출원 제62/638,671호의 우선권의 이익을 주장하고, 각각은 이에 의하여 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.
소비자 전자 장치에서의 최근의 경향들은 보다 더한 소형화를 지속적으로 지향하였지만, 이러한 디바이스들의 기능성들은 점점 더 유비쿼터스이고 신뢰성 있는 무선 연결을 요구한다. 이러한 전자 디바이스들(예를 들어 스마트 안경들과 같은 웨어러블 디바이스들)의 일부를 형성하는 안테나 시스템들은 소형화 및 대량의 데이터(예를 들어, 한 쌍의 스마트 안경에 의해 캡처된 비디오 콘텐츠)의 신뢰성 있는 전송을 위한 충돌하는 요건들을 충족시키기 위해 종종 힘겹게 나아간다. 이러한 어려움들은 배터리 전력이 종종 최소에 있는 웨어러블 디바이스들에서 악화된다.
첨부 도면들은 단지 본 개시내용의 예시적인 실시예들의 선택만을 예시하고 그것의 범위를 제한하는 것으로 간주될 수 없다. 도면들에 대한 설명에서 번호가 매겨진 항목들의 정렬을 용이하게 하기 위해, 각각의 번호가 매겨진 항목의 처음 숫자는 그 항목이 처음으로 나타나는 도면에 대응한다. 도면들에서:
도 1은 예시적인 실시예에 따른, 전자 장치 가능 아이웨어 디바이스의 개략적인 3차원 도면이다.
도 2a는 예시적인 실시예에 따른, 안테나 시스템의 다이폴(dipole) 컴포넌트가 중심 피드되는(center-fed) 루프 다이폴 하이브리드 안테나 시스템의 개략도이다.
도 2b는 도 2a의 예시적인 실시예에 따른 안테나 시스템을 포함하는 아이웨어 디바이스의 개략적인 정면도이다.
도 3a는 예시적인 실시예에 따른, 안테나 시스템의 다이폴 컴포넌트가 오프셋 피드되는 루프 다이폴 하이브리드 안테나 시스템의 개략도이다.
도 3b는 도 3a의 예시적인 실시예에 따른 안테나 시스템을 포함하는 아이웨어 디바이스의 개략적인 정면도이다.
도 4a는 일 예시적인 실시예에 따른, 안테나 시스템의 다이폴 도전체의 더 긴 아암이 두꺼운 부분을 포함하는, 도 3a의 루프 다이폴 하이브리드 안테나 시스템과 유사한 루프 다이폴 하이브리드 안테나 시스템의 개략도이다.
도 4b는 예시적인 실시예에 따른, 중심 컷아웃(cut-out) 개구를 갖는, 다이폴 도전체의 두꺼운 부분 속이 파여진, 도 4a의 안테나 시스템과 유사한 안테나 시스템의 개략도이다.
도 5a는 예시적인 실시예에 따른, 다이폴 도전체의 더 긴 아암이 루프 부분을 정의하는, 도 4b의 루프 다이폴 하이브리드 안테나 시스템과 유사한 루프 다이폴 하이브리드 안테나 시스템의 개략도이다.
도 5b는 도 5a의 예시적인 실시예에 따른 안테나 시스템을 포함하는 아이웨어 디바이스의 개략적인 정면도이다.
도 6a는 예시적인 실시예에 따른, 도 5a의 안테나 시스템과 유사한 안테나 시스템의 개략도이고, 안테나 시스템의 일부를 형성하는 다이폴 도전체의 각각의 아암들은 루프 도전체에 횡방향으로 연장되는 각진 단부 부분들을 가진다.
도 6b는 도 6a의 예시적인 실시예에 따른 안테나 시스템을 포함하는 아이웨어 디바이스의 개략적인 3차원 도면이다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 안테나 시스템의 선택된 전자 컴포넌트들의 개략도이다.
본 명세서에 제공된 주제들은 단지 편의를 위한 것이며 사용된 용어들의 범위 또는 의미에 반드시 영향을 미치는 것은 아니다.
본 개시내용의 일 양태는 루프 안테나와 비 루프 안테나(예를 들어, 모노폴 또는 다이폴 안테나)의 조합을 포함하는 안테나 시스템을 제공하며, 루프 안테나 및 비 루프 안테나는 공통 송수신기 메커니즘 또는 신호 피드 메커니즘에 공통으로 연결된다. 비 루프 안테나 및 루프 안테나는 일부 실시예들에서 단일의 공통 신호 피드 포인트에서 안테나 전자 장치에 연결된다.
루프 안테나는 루프 형상의 전기 도전체를 포함하고, 비 루프 안테나는 일부 실시예들에서 다이폴 도전체에 의해 제공되고, 다이폴 도전체는 신호 피드 포인트에서 2개의 아암들로 분리된다. 일부 실시예들에서, 다이폴 도전체는 오프셋 피드되는 것과 같이 형상화되고, 도전체 아암들 중 하나는 다른 것보다 실질적으로 더 길다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 비 루프 도전체/안테나라는 용어는 다이폴 도전체들/안테나들 및 모노폴 도전체/안테나들로 구성되는 그룹을 지칭하고, 루프 안테나/도전체들을 배제한다. 또한, 각각의 루프 및 비 루프 도전체들에 의해 제공되는 개시된 안테나 요소들은 일부 경우들에서 인쇄 회로 보드(PCB) 접지 평면들 또는 그것의 확장들에 의해 제공되는 것과 같은 수동 접지 요소들과 구별되는, 능동적으로 구동되는 안테나 요소들을 제공하는 것으로 이해되어야 한다.
안테나 시스템은 루프 안테나 및 다이폴 안테나를 통해 각각 수신된 신호들 사이의 주파수 도메인 구별을 제공하도록 구성된 전자 장치를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 다이플렉서는 이 목적을 위해 송수신기 시스템에 포함될 수 있고, 루프 안테나는 상대적으로 저주파 안테나(예를 들어, GPS(global positioning system) 안테나로서 역할함)로서 동작하기 위한 크기 및 형상을 갖고, 다이폴 안테나는 상대적으로 고주파 안테나(예컨대, 예를 들어 약 2GHz의 Wi-Fi 주파수에서 동작하는 데이터 채널로서 역할함)로서 동작하도록 구성된다.
본 개시내용의 이러한 양태는 기존의 안테나 시스템들에 비해, 디스플레이들이 대역폭, 방사 효율, 및 분극 다양성을 개선하는 안테나 시스템을 제공한다는 것이 이해될 것이다.
본 개시내용의 또 다른 양태는 본 명세서에 개시된 바와 같은 하이브리드 안테나 시스템이 그 안에 포함된 전자 장치 가능 디바이스(electronics-enabled device)를 제공한다. 일부 실시예들에서, 디바이스는 전자 장치 가능 아이웨어 디바이스(electronics-enabled eyewear device)이다. 일부 실시예들에서, 안테나 시스템의 루프 도전체 및 다이폴 도전체는 디바이스가 착용될 때, 사용자의 시야 내에 하나 이상의 광학 요소를 홀딩하도록 구성된 아이웨어 바디에 의해 수용되고 포함된다.
일부 실시예들에서, 루프 도전체는 아이웨어 디바이스에 의해 홀딩되는 한 쌍의 렌즈(또는 일부 실시예들에서는 가상 현실 또는 증강 현실 디스플레이 요소들과 같은 다른 광학 요소들) 중 하나의 주위에 원주방향으로 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 루프 도전체는 렌즈 리테이너로서 역할하도록 구성될 수 있고, 연관된 렌즈의 반지름방향의 외부 주변부(radially outer periphery)와 체결(engaging)되어 렌즈를 아이웨어 바디 상의 위치에 유지하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 다이폴 도전체는 아이웨어 디바이스에 의해 홀딩되는 한 쌍의 렌즈 중 나머지 하나 주위에 원주방향으로 연장되는 루프 부분을 포함한다. 일부 이러한 실시예들에서, 다이폴 도전체의 루프 부분은 렌즈 리테이너로서 역할을 할 수 있다. 따라서, 본 개시내용의 일부 실시예들은 아이웨어 바디 상에 장착된 한 쌍의 렌즈 모두가 안테나 시스템의 일부를 형성하는 각각의 렌즈 리테이너와의 체결에 의해 위치에 유지되는 아이웨어 디바이스를 제공하고, 여기서 렌즈 리테이너들 중 하나가 루프 도전체에 의해 제공되고 다른 렌즈 리테이너가 다이폴 도전체의 루프 부분에 의해 제공된다.
이러한 경우들에서 렌즈 리테이너는 단지 렌즈 림 또는 홀더에 의해 제공되는 것이 아니라, (a) 렌즈를 위치에 홀딩하기 위해 렌즈 리테이너가 렌즈의 주변부와 체결되는 잠금 상태와 (b) 렌즈의 제거 및 교체가 허용되는 해제 상태 사이에 선택적으로 배치 가능한 금속 링 요소를 포함한다는 점에 유의한다. 신호 송수신 기능성을 추가적으로 제공하는 그러한 렌즈 리테이너들의 일부 예들은 2018년 1월에 출원된 미국 특허 출원 제62/621,482호에 설명되어 있으며, 그 내용들 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.
일부 실시예들에서, 다이폴 도전체는 루프 도전체가 놓인 평면에 횡방향으로 배향되는 적어도 하나의 단부 부분을 정의한다. 안테나 시스템이 아이웨어 디바이스에 포함되는 일부 실시예들에서, 아이웨어 디바이스의 한 쌍의 템플(temple) 각각은 다이폴 도전체의 각각의 각진 단부 부분을 수용할 수 있고, 각각의 단부 부분은 대응하는 템플을 따라 아이웨어 디바이스의 렌즈들 중 하나를 둘러싸는 루프 도전체의 평면에 실질적으로 직교하는 방향으로 연장된다.
개시된 바와 같이 하이브리드 안테나 시스템을 포함하는 디바이스의 본 명세서의 개시내용은 주로 아이웨어 디바이스의 예시적인 실시예에 관한 것이지만, 개시된 바와 같은 안테나 시스템들은 다른 실시예들에서 상이한 타입들의 전자 디바이스들에 포함될 수 있다는 점에 유의한다. 따라서, 예를 들어, 개시된 안테나 시스템은 다른 웨어러블 전자 디바이스들, 모바일 전자 디바이스들(모바일 폰들, 태블릿들 등과 같은), 및/또는 모터 차량들 등과 같은 더 큰 제품들에서 유익하게 이용될 수 있다.
먼저 관련 기술적 배경의 간략한 검토를 참조하고, 그 후 안테나 시스템의 상이한 실시예들이 아이웨어 디바이스에 포함되는 일련의 특정 예시적인 실시예들을 참조하여 본 개시내용의 전술한 간략한 개요가 이제 더 상세히 설명될 것이다.
효율적인 광대역의 안테나 방사가 임의의 무선 통신 애플리케이션에 대해 바람직하다. 매우 효율적인 방사기는 상당히 향상된 통신 범위를 허용하고 전체 에너지 소비를 감소시킨다. 광대역 안테나는 다수의 주파수들을 통한 데이터 전송을 가능하게 하고, 이는 결국 증가된 데이터 처리량을 가능하게 한다. 그러나, 많은 새로운 소비자 디바이스들에서 안테나 설계는 방식 및 스타일을 위해 절충된다. 소비자 전자 장치에서의 산업적 설계 트렌드들은 플라스틱 하우징들로부터 금속 쪽으로 이동하였는데 그 이유는 안테나 갭들에 대한 금속 상에서의 재료 선택 및 긴 플라스틱 단절들이 더 이상 허용되지 않기 때문이다.
산업 설계 및 미적 설계 양태들의 필수 컴포넌트로서의 안테나들의 이러한 점점 더 증가하는 일반적인 고려 사항은 방사 규격들을 충족시키기 위해 좋지 못한 효율 및 복잡한 무선 주파수(RF) 선단들을 회피하는 것을 목표로 하는 안테나 엔지니어링에 대한 요구를 증가시킨다. 빈번하게는, 소비자 전자 디바이스들에서, 2개의 기본 안테나 타입들, 즉 루프 안테나들 및 비 루프(다이폴/모노폴) 안테나들 중 하나에서 유래한 것들이 이용된다. 일반적으로, 비 루프 안테나들은 선형(그러나 반드시 직선은 아닌) 비 루프 도전체를 포함한다. 모노폴 안테나들의 경우, 신호 피드 포인트는 도전체의 단부에서 비 루프 도전체에 연결되는 반면, 다이폴 안테나에서의 신호 피드 포인트는 2개의 선형 아암들에서 다이폴 도전체를 분리한다. 대조적으로, 루프 안테나는 그 단부들이 신호 피드 포인트 또는 전송 라인에 연결되는 루프 형상의 도전체를 포함한다.
다이폴 안테나들은 "전기 타입" 안테나들로도 지칭되는데, 그 이유는 그들의 주요 방사 모드가 TM10이기 때문이라는 점에 유의하는 것이 중요하다. 이것은 안테나가 전파 방향에 직교하는 전기장들을 생성한다는 것을 의미한다. 유사하게, 루프 안테나들은 TE10인 그들의 주요 방사 모드 때문에 "자기 타입" 안테나들로 불리는데, 이는 안테나가 전파 방향에 직교하는 자기장들을 생성하는 것을 의미한다.
이하의 설명은 본 개시내용의 예시적인 실시예들을 구현하는 디바이스들, 시스템들, 방법들, 기술들, 명령어 시퀀스들, 및 컴퓨팅 머신 프로그램 제품들을 포함한다. 이하의 설명에서는, 설명의 목적들로, 개시된 청구 대상의 다양한 실시예들의 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 상세들이 제시된다. 그러나, 본 기술분야의 통상의 기술자에게는, 개시된 청구 대상의 실시예들이 이러한 특정 상세들 없이도 실시될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 일반적으로, 널리 공지된 명령어 인스턴스들, 프로토콜들, 구조들, 및 기술들은 반드시 상세히 도시되지는 않는다.
본 개시내용에 따른 안테나 시스템의 다양한 실시예들은 개시된 안테나 시스템을 포함하는 아이웨어 디바이스의 예시적인 형태의 전자 디바이스를 참조하여 이하에서 설명될 것이다. 안테나 시스템의 상이한 실시예들이 포함될 수 있는 이러한 아이웨어 디바이스의 예시적인 실시예가 도 1을 참조하여 먼저 설명될 것이고, 그 후에 상이한 각각의 실시예들을 포함하는 안테나 시스템들 및 아이웨어 디바이스들의 일련의 상이한 예시적인 실시예들이 도 2a 내지 도 7을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 한 쌍의 스마트 안경으로도 지칭되는 전자 장치 가능 아이웨어 디바이스(100)의 예시적인 형태의 전자 디바이스의 사시 정면도를 도시한다. 아이웨어 디바이스(100)는 전방 피스 또는 프레임(106), 및 아이웨어 디바이스(100)가 착용될 때 사용자의 얼굴 상에서의 위치에서 프레임(106)을 지지하기 위해 프레임(106)에 연결된 한 쌍의 템플(109)을 포함하는 바디(103)를 포함한다. 프레임(106)은 임의의 적절한 형상 기억 합금을 포함하는 금속 또는 플라스틱들과 같은 임의의 적절한 재료로 이루어질 수 있다.
아이웨어 디바이스(100)는 프레임(106)의 일부를 형성하는 한 쌍의 렌즈 테두리들(115)의 형태로 된 대응하는 광학 요소 홀더들 또는 렌즈 홀더들에 의해 홀딩되는 한 쌍의 광학 렌즈(112)의 예시적인 형태로 한 쌍의 광학 요소를 갖는다. 테두리들(115)은 브리지(118)에 의해 연결된다. 다른 실시예들에서, 광학 요소들 중 하나 또는 모두는 디스플레이, 디스플레이 어셈블리, 또는 렌즈 및 디스플레이 조합일 수 있다. 이러한 실시예들에서, 아이웨어 디바이스(100)는 가상 현실 헤드셋 또는 증강 현실 디스플레이를 제공할 수 있다. 따라서 렌즈 유지에 관한 요소들의 이러한 예시적인 실시예에서의 설명은, 다른 실시예들에서 본 명세서에 설명되는 것과 유사한 유지 메커니즘의 동작에 의해 렌즈 테두리들(115)에서 제거가능하게 및 대체가능하게 수용될 수 있는 상이한 형태들의 광학 요소들에 유사하게 적용가능한 것으로 읽혀져야 한다.
프레임(106)은 프레임(106)의 측방 단부 부분들을 정의하는 한 쌍의 단부 피스(121)를 포함한다. 이 예에서, 아래에 더 상세히 논의되는 바와 같이, 다양한 전자 장치 컴포넌트들이 단부 피스들(121) 중 하나 또는 모두에 수용된다. 일부 실시예들에서, 프레임(106)은 단일의 또는 모놀리식(monolithic) 구성을 갖도록 단일 피스의 재료로 형성된다.
템플들(109)은 각각의 단부 피스들(121)에 결합된다. 이 예에서, 템플들(109)은 웨어러블 모드(도 1에 도시된 바와 같이)와, 템플들(109)이 프레임(106)을 향해 회전되어 그에 대해 실질적으로 평평하게 놓이는 접힘 모드 사이에서 힌지 이동가능하도록(hingedly movable) 각각의 힌지들에 의해 프레임(106)에 결합된다. 다른 실시예들에서, 템플들(109)은 임의의 적절한 수단에 의해 프레임(106)에 결합될 수 있다. 템플들(109) 각각은 프레임(106)에 결합되는 전방 부분과 도 1의 예시적인 실시예에 예시된 곡선 이어피스와 같은 사용자의 귀에 결합하기 위한 적합한 후방 부분을 포함한다.
본 설명에서, 전방, 후방, 전방으로, 후방으로, 바깥쪽 및 안쪽과 같은 방향 용어들은 아이웨어 디바이스(100)가 착용될 때 사용자의 시야의 방향을 참조하여 이해되어야 한다. 따라서, 프레임(106)은 착용될 때 사용자로부터 먼쪽을 향하는 외향 전방 측(134), 및 아이웨어 디바이스(100)가 착용될 때 사용자를 향하는 쪽의 반대되는 내향 후방 측(137)을 갖는다. 유사하게, 아이웨어 디바이스(100)의 상이한 특징들을 참조하여 본 설명에서 사용되는 바와 같은 수평 및 수직 용어들은 아이웨어 디바이스(100)가 전방으로 바라보는 사용자의 얼굴 상의 레벨에 있을 때의 아이웨어 디바이스(100)의 배향에 대응하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서 아이웨어 디바이스(100)의 수평 또는 측면 방향은 단부 피스들(121) 사이에서 더 많이 또는 더 적게 연장되는 한편, 아이웨어 디바이스(100)의 수직 또는 직립 방향은 수평 방향을 가로질러 연장되어, 렌즈들(112)이 더 많거나 더 적은 수직 또는 직립 배향을 갖는다고 말할 수 있다.
아이웨어 디바이스(100)는 상이한 실시예들에서 바디(103)에 의해 운반되도록 임의의 적합한 타입일 수 있는 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 디바이스를 포함하는 온보드 전자 장치(124)를 갖는다. 일부 실시예들에서, 온보드 전자 장치(124)를 포함하는 다양한 컴포넌트들은 템플들(109) 중 하나 또는 모두에 적어도 부분적으로 수용된다. 본 실시예에서, 온보드 전자 장치(124)의 다양한 컴포넌트들은 프레임(106)의 측방 단부 피스들(121)에 수용된다. 온보드 전자 장치(124)는 메모리, 무선 통신 회로 및 전원(이 예시적인 실시예는 재충전가능한 배터리, 예를 들어 리튬 이온 배터리임)을 갖는 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 온보드 전자 장치(124)는 저전력, 고속 회로, 및 일부 실시예들에서는 디스플레이 프로세서를 포함한다. 다양한 실시예들은 상이한 구성들로 이들 요소들을 포함하거나 상이한 방식들로 함께 통합될 수 있다. 본 명세서에 설명된 안테나 시스템들의 전자 장치 컴포넌트들 중 적어도 일부는 단부 피스들(121) 중 하나 또는 모두에 수용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 다이플렉서, GPS 수신기 및 WLAN 송수신기(도 7을 참조하여 설명됨)는 일부 실시예들에서 단부 피스들(121) 중 하나에 수용될 수 있다.
언급된 바와 같이, 온보드 전자 장치(124)는 재충전가능한 배터리를 포함한다. 일부 실시예들에서, 배터리는 템플들(109) 중 하나에 배치된다. 그러나, 이러한 예시적인 실시예에서 배터리는 단부 피스들(121) 중 하나에 수용되어, 온보드 전자 장치(124)의 나머지에 전기적으로 결합된다.
아이웨어 디바이스(100)는 카메라 가능이고, 이 예에서는 단부 피스들(121) 중 하나에 장착되고 아이웨어 디바이스(100)의 착용자의 시야의 방향에 더 많거나 더 적게 정렬되도록 전방으로 향하는 카메라(130)를 포함한다. 카메라(130)는 디지털 비디오 콘텐츠뿐만 아니라 디지털 스틸을 캡처하도록 구성된다. 카메라(130)의 동작은 온보드 전자 장치(124)에 의해 제공되는 카메라 제어기에 의해 제어되고, 카메라(130)에 의해 캡처된 이미지들 또는 비디오를 나타내는 이미지 데이터는 온보드 전자 장치(124)의 일부를 형성하는 메모리에 일시적으로 저장된다. 일부 실시예들에서, 아이웨어 디바이스(100)는 예를 들어 각각의 단부 피스들(121)에 의해 수용된, 한 쌍의 카메라(130)를 가질 수 있다.
아이웨어 디바이스(100)는 카메라(130)와의 통신 및 그것의 제어를 허용하는 하나 이상의 입력 및 출력 디바이스를 더 포함한다. 특히, 아이웨어 디바이스(100)는 아이웨어 디바이스(100)의 하나 이상의 기능의 사용자 제어를 가능하게 하기 위한 하나 이상의 입력 메커니즘을 포함한다. 이 실시예에서, 입력 메커니즘은 사용자에 의해 누르기 위해 단부 피스들(121) 중 하나의 상부에 접근가능하도록 프레임(106) 상에 장착된 버튼(115)을 포함한다.
아이웨어 디바이스(100)는, 이 예시적인 실시예에서 외부 전자 컴포넌트들 또는 디바이스들과의 무선 통신을 위해 구성되고, 이를 위해 온보드 전자 장치(124)가 아이웨어 디바이스(100)의 바디(103)에 통합된 안테나 시스템에 연결된다. 일부 예시적인 실시예들에서, 안테나 시스템의 루프 도전체 형성 부분은 대응하는 렌즈 테두리(115)에서 렌즈(112)를 제거가능하게 및 교체가능하게 유지하는 목적의 역할을 추가적으로 하는 렌즈 링(150)의 예시적인 형태로 렌즈 리테이너에 의해 제공된다. 도 1에서, 렌즈 테두리들(115) 중 하나만이 그 안에 수용된 대응하는 렌즈 링(150)을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 렌즈 테두리들(115) 모두가 이 예시적인 실시예에서 각각의 렌즈 링(150) 및 연관된 렌즈 유지 메커니즘을 구비하는 것임에 유의한다.
이 예시적인 실시예에서, 렌즈 링(150)이 렌즈(112)의 주변부 대부분의 주위에 원주방향으로 연장되어 렌즈(112)의 방사상 외측 에지와 체결될 수 있어서 렌즈(112)를 렌즈 링(150)에 유지하도록, 렌즈 링(150)은 렌즈 테두리(115)의 방사상 내측 표면에서 원주방향으로 연장되는 채널에 위치된다. 렌즈 링(150)은 렌즈를 렌즈 테두리(115)에 유지하기 위해 렌즈(112)의 방사상 에지와 접촉하여 조여지는 유지 상태와 렌즈(112)의 제거 및 교체를 허용하기 위해 렌즈 링이 다소 넓어진 교체 상태 사이에 배치 가능하다.
이제 도 2a를 참조하면, 본 개시내용의 일 실시예에 따른 다이폴 루프 하이브리드 안테나 시스템(200)의 개략적인, 이상적인 도면이 도시되어 있다. 도 2a의 안테나 시스템(200)은 2개의 기본 안테나 타입들, 즉 루프 안테나(203) 및 다이폴 안테나(206)를 결합한다. 이것은 TM10 및 TE10 모드들에 의해 지원되는 효율적인 방사가 가능한 구조를 제공한다. 도 2a의 안테나 시스템(200)은 본질적으로 루프 및 다이폴 안테나(203, 206)의 중첩이며, 여기서 그들의 방사 패턴들은 서로 직교하고, 루프 및 다이폴 안테나들(203, 206)은 상이한 편광들로 방사된다.
루프 안테나(203)는 그것의 인접한 대향 단부들에서 전송 라인 또는 피드 포인트(212)에 연결된 루프 전기 도전체(209)에 의해 제공되는 반면; 다이폴 안테나(215)는 실질적으로 동일한 길이의 2개의 아암들을 갖는 중심 피드되는 다이폴 도전체(215)에 의해 제공되고, 다이폴 아암들의 인접한 단부들이 피드 포인트(212)에 연결된다는 점에 유의한다. 다이폴 도전체(215) 및 루프 도전체(209)는 단일의 공통 피드 포인트(212)에서 송수신기 시스템에 연결된다는 점에 유의한다. 다이폴 도전체(215)는 피드 포인트(212)에서 루프 도전체(209)에 대해 실질적으로 접선으로(tangentially) 연장된다는 점에도 유의한다.
도 2b는 도 2a의 예시적인 실시예와 일치하는 안테나 시스템(200)을 구비하는 도 1의 것과 같은 아이웨어 디바이스(100)의 예시적인 실시예를 도시한다. 이 예시적인 실시예에서, 루프 도전체(209)(도 2a 및 후속하는 유사한 도면들에 띠 점선으로 도시됨)는 렌즈들(112) 중 하나 주위에 원주방향으로 연장되어, 대응하는 렌즈 테두리(115)에 의해 적어도 부분적으로 수용된다. 특히, 루프 도전체(209)는 대응하는 렌즈 링(150)에 의해 제공되는 도 2a의 예시적인 실시예에 있다.
이 예에서 다이폴 도전체(209)(도 2a 및 후속하는 유사한 도면들에 점선으로 도시됨)에 의해 제공되는 비 루프 도전체는 이 예시적인 실시예에서 다이폴 도전체(215)의 각각의 아암들(215a 및 215b로 각각 표시됨)을 제공하는, 아이웨어 프레임(106)의 몰딩된 플라스틱들 재료 내에 내장된 2개의 와이어 피스들에 의해 제공된다. 도 2b의 표현이 개략적이고, 다이폴 아암들(215a, 215b)의 형상 및 크기는 도 2b에 도시된 것들과 일부 실시예들에서 상당히 상이할 수 있다는 점에 유의한다. 일부 실시예들에서, 다이폴 도전체 아암들(215a, 215b)이 도 2b에 도시된 것보다 상당히 더 짧을 수 있다. 다이폴 도전체 아암들(215a, 215b)은 도 2b에 예시된 바와 같이 직선일 필요는 없으며, 일부 실시예들에서 아이웨어 프레임(106)의 형상 또는 윤곽들을 따르도록 만곡될 수 있음에 또한 유의한다.
루프 도전체(209) 및 다이폴 도전체(215)에 공통인 피드 포인트(212)의 위치는 상이한 실시예들에서 상이할 수 있다는 점에 또한 유의한다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 피드 포인트(212)는 프레임 단부 피스(121)의 위치, 예를 들어, 카메라 렌즈 개구의 어느 한 측면에 대해 더 많거나 적게 일치할 수 있다. 이러한 경우들에, 다이폴 도전체(215)의 적어도 하나의 아암은 대응하는 렌즈 테두리(115)의 일부를 따라 연장될 수 있다.
언급된 바와 같이, 이러한 예시적인 실시예에서, 다이폴 도전체(215)는 아이웨어 프레임(106)의 몰딩된 중합체 플라스틱들 재료에 내장된 와이어들(예를 들어, 구리 와이어들)에 의해 제공된다. 일부 실시예들에서, 다이폴 도전체(215)의 각각의 요소는 프레임(106)에(또는 도 6b를 참조하여 이후에 본 명세서에서 설명되는 것과 같은 실시예들에서, 각각의 템플들(109)에) 구조적 무결성 또는 강성을 제공하는 역할을 하는 코어 와이어에 의해 제공된다. 다른 실시예들에서, 다이폴 도전체(215)의 각각의 아암들은 예를 들어 프레임(106)이 금속 구성인 경우들에 구조적 금속 프레임 컴포넌트들에 의해 제공될 수 있다. 그 대신에, 또는 추가로, 다이폴 도전체(215)는 심미적 및 신호 수신 기능들 모두의 역할을 하는 금속 트림 요소들 또는 노출된 금속 부분들에 의해 적어도 부분적으로 제공될 수 있다. 이러한 고려사항들은 이하의 예시적인 실시예들 모두에 적용된다.
적절하게 선택된 루프 및 다이폴 길이들을 이용하여, 도 2a 및 도 2b의 예시적인 실시예는 이전에 언급된 2개의 기본 모드들을 동시에 지원할 수 있다. 특히, 루프 도전체(209) 및 비 루프 도전체(215)의 형상들 및 상대적 공간 배열은 루프 도전체(209)의 방사 패턴이 비 루프 도전체(215) 상의 방사 패턴에 실질적으로 직교하도록 하는 것임을 알 수 있을 것이다. 더욱이, 하이브리드 안테나 컴포넌트들의 형상 및 공간적 배열은 신호 피드 포인트(212)에 의해 구동될 때, 루프 도전체(209) 및 비 루프 도전체(215)가 상이한 각각의 분극들로 방사하도록 되어 있다.
도 2a 및 도 2b의 다이폴 도전체(215)는 중심 피드되지만, 일부 실시예들은 오프셋 피드되는 다이폴을 이용할 수 있다. 이러한 실시예의 예가 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명될 것이다. 도 3a는 다이폴 안테나(206)가 오프셋 피드되는 다이폴 루프 하이브리드 안테나 시스템(300)의 개략도를 도시하는 반면, 도 3b는 전술한 바와 같은 아이웨어 디바이스(100)에 포함된 이러한 오프셋 피드된 하이브리드 안테나 시스템(300)의 개략도를 도시한다. 도 3의 예시적인 실시예에서, 루프 안테나(203)는 성능의 상당한 변화 없이 도 2의 것과 실질적으로 동일할 수 있다.
해당 파라미터가 안테나 길이에 의해 결정되기 때문에, 다이폴 도전체(215)에 대한 오프셋 안테나 피드는 다이폴 안테나(206)의 기본 모드에 영향을 주지 않을 것이라는 것에 유의한다. 그러나, 안테나 임피던스는 오프셋 피드될 때 영향을 받을 수 있는데, 왜냐하면 그것이 안테나 피드를 더 높은 전압 영역을 향해 이동시킬 것이기 때문이다. 이것은 도 2의 중심 피드된 설계와 비교하여, 기본 모드에 대해 피드 포인트(212)에서 더 높은 임피던스가 보이는 것을 의미한다. 그러나, 커패시터 및 인덕터와 같은 단순한 집중(lumped) 컴포넌트들을 갖는 하이브리드 안테나의 다이폴 안테나(206) 부분을 튜닝하는 것이 실현가능하다. 도 3b의 안테나 시스템은 이러한 방식으로 이러한 집중 컴포넌트들로 튜닝된다.
다른 실시예들에서, 오프셋 피드된 다이폴(203)의 튜닝 또는 밸런싱은 다이폴 도전체(215)의 아암들(215a, 215b) 중 하나 이상의 형상 및 크기의 수정에 의해 달성될 수 있다. TM10 모드에서 다이폴의 대역폭을 증가시키고 임피던스를 감소시키기 위한 하나의 공지된 방법은 그것의 방사 아암들의 폭을 증가시키는 것이다. 도 4a는 다이폴 도전체(215)의 더 긴 아암(215a)이, 다이폴 도전체(215)의 폭이 증가되는 두꺼운 부분(fattened portion)(404)을 갖는 실시예를 도시한다. 도 4a의 하이브리드 안테나 시스템(300)은 효율적인 방사기일 수 있다. 그러나, 안테나 시스템(300)이 포함될 전자 디바이스에서의 구조적 제약들은 다이폴 도전체(215)의 긴 아암(215a)에 대한 효율적인 방사기 형상 및 치수의 선택을 좌절시킬 수 있다. 그러나, 두꺼운 다이폴들은 금속의 외부 둘레 상에서 가장 강한 방사 전류들을 수용한다는 점에 유의한다. 이러한 현상은 본질적으로 상당한 성능 이득들을 잃지 않고, 도 4b에 도시된 바와 같이, 두꺼운 다이폴 아암(215a) 상의 금속 속을 파내는 것을 허용한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 두꺼운 다이폴 아암(215)의 속을 파내는 것은 그것을 두꺼운 부분(404) 내의 실질적으로 중심의 컷아웃 개구(408)를 그에 제공함으로써 달성된다.
도 5a는 도 4b의 설계가 긴 다이폴 아암(215a)의 빈 두꺼운 부분(404)을 루프 안테나(203)에 대해 대칭으로 만드는 것에 의해 웨어러블 디바이스에 대한 산업 설계 요구들의 목표들을 충족시키도록 수정된 하이브리드 안테나 시스템(500)의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 5b는 전술한 바와 같이, 도 5a의 하이브리드 안테나 시스템(500)이 예시적인 아이웨어 디바이스(100)에 포함되는 예시적인 실시예를 도시한다. 긴 다이폴 아암(215a)의 두꺼운 빈 부분(404)은 프레임(106)의 렌즈 테두리들(115) 중 하나 주위에 원주방향으로 연장되는 와이어 도전체에 의해 정의된 루프 부분에 의해 제공된다는 점이 유의될 것이다(다른 렌즈 테두리(115)는 루프 도전체(209)를 수용함). 이 예시적인 실시예에서, 다이폴 도전체(215)의 루프 부분(404)은 연관된 렌즈(112)의 제거가능하고 교체가능한 유지를 위한 유지 메커니즘으로서 역할하는 각각의 렌즈 링(150)에 의해 제공된다. 따라서, 도 5b의 실시예에서 아이웨어 디바이스는 통합된 안테나 시스템(500)의 일부를 형성하는 2개의 렌즈 링들(150)을 갖고, 하나는 루프 도전체(209)를 제공하고 다른 하나는 다이폴 도전체(215)의 루프 부분(404)을 제공한다.
도 6a는 도 5a의 것과 유사하지만 피드 포인트(212)로부터 가장 먼 단부들에서의 다이폴 도전체(215)의 아암들에 대해 각진 단부 부분들(606)을 갖는 하이브리드 안테나 시스템(600)의 추가 실시예를 도시한다. 유의할 점은 기능성을 유지하면서, 도 5의 루프 안테나(203)에 의해 정의된 평면을 횡단하도록 다이폴(206)의 아암들(215a, 215b) 중 하나 또는 모두를 구부리는 것이 가능하다는 것이다. 언급된 바와 같이, 도 6a 및 도 6b는 이러한 통찰을 이용하는 추가 예시적인 실시예를 도시한다. 도 6a의 각진 단부 부분들(606)은 루프 도전체(209)에 직교하도록 연장되어, 루프 도전체(209)의 평면에 수직이게 된다.
도 6b는 설명된 바와 같이 도 6a와 일치하는 안테나 시스템(600)이 그 안에 통합된 아이웨어 디바이스(100)를 도시한다. 따라서 다이폴 도전체(215a, 215b)의 아암들이 각각 아이웨어 디바이스(100)의 템플들(109)의 각각을 따라 연장되는 각진 단부 부분(606)을 갖는다는 것을 제외하고는, 디바이스(100)는 도 5b의 것과 유사하다. 다이폴 도전체(215)의 길이를 유리하게 연장하지만, 각진 단부 부분들(606)은 구부러진 정도가 90도를 넘지 않는 한 다이폴 안테나 성능에 큰 하향 압력을 두지 않는다. 도 6b의 실시예에서, 다이폴 안테나(206)의 각진 단부 부분들(606)은 루프 도전체(209)에 의해 정의된 평면에 대해 횡방향으로(이 실시예에서는 거의 직교하여) 연장된다는 것을 알게 될 것이다. 따라서 다이폴 도전체(215)는 (a) 프레임(106)에 포함되고 루프 도전체(209)에 의해 정의되는 평면 내에 실질적으로 놓이는 주요 부분, 및 (b) 템플들(109)을 따라 연장되는 각진 단부 부분들(606)을 갖는다는 것을 알게 될 것이다.
각각의 템플들(109)을 따라 연장되는 다이폴 도전체(215)의 부분들(즉, 도 6b의 예에서의 각진 단부 부분들(606))은 일부 실시예들에서 템플(109) 내에 내장된 와이어 도전체에 의해 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 템플(109)의 와이어 도전체는 템플(109)에 구조적 무결성을 제공하는 코어 와이어에 의해 제공될 수 있다. 다른 실시예들에서, 템플 도전체들(606)은 템플(109)을 정의하는 구조적 금속 컴포넌트에 의해 또는 금속 트림 컴포넌트들에 의해 제공될 수 있다.
추가로, 다이폴 도전체(215)의 템플 부분들(606)은 대응하는 템플(109)의 힌지 변위와 함께 PCB와의 연결해제 및 재연결을 위해 구성될 수 있다는 점에 유의한다. 보통의 방식으로, 템플들은 전형적으로 아이웨어 디바이스(100)가 보관된 구성에 있을 때 프레임에 대해 평평하게 접히고, 안경이 착용될 때 도 6b에 도시된 구성으로 힌지에 의해 프레임으로부터 멀어진다. 템플이 착용되는 연장된 위치에 있을 때 템플 와이어를 PCB에 자동으로 연결하기 위한 것과 같이 프레임과 템플 사이의 연결된 연결 부위에 결합(coupling)이 포함될 수 있다. 이러한 결합은 출원인의 미국 특허들인 발명의 명칭이 도전성 템플 연결 부위를 가지는 아이웨어(출원 일자, 2015년 9월 29일)인 US 9,726,904; 발명의 명칭이 선택적으로 노출가능한 특징 형상을 가지는 아이웨어(출원 일자, 2015년 4월 15일)인 US 9,482,882; 및 발명의 명칭이 템플과 프레임 사이에 연결 어셈블리를 갖는 아이웨어인 US 9,482,883(2015년 4월 15일) 중 임의의 것의 개시내용에서 설명된 것과 유사하게 구조화되고 구성될 수 있으며, 이들 모두는 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.
도 6b의 아이웨어 디바이스의 이점은, 그것이 중요한 심미적 설계 재료가 최소 폭 갭들 및 플라스틱 몰딩을 갖는 금속인 아이웨어 전자 장치에 대한 안테나 구조(600)를 허용한다는 것이다. 그 외에, 하이브리드 다이폴 루프 구조(600)는 개선된 광대역 송수신 기능을 가능하게 하고 매우 효율적인 방사를 달성한다.
이러한 예시적인 실시예에서, 루프 도전체(209) 및 다이폴 도전체(215)의 물리적 치수들은 다이폴 안테나(206)가 비교적 더 낮은 주파수 신호들에 대해 더 양호한 응답성을 위해 구성되도록 선택되고, 이 경우 GPS 수신기 안테나로서 역할하도록 설계된다. 대조적으로, 루프 안테나(203)는 더 양호한 성능 및 비교적 더 높은 주파수를 위한 형상 및 치수를 갖고, 이 예에서는 약 2.4GHz의 주파수 도메인에서 데이터 통신들을 위한 Wi-Fi 안테나로서 이용된다.
도 7은 하이브리드 안테나 시스템(700)의 개략도를 도시한다. 루프 도전체(209)와 다이폴 도전체(215)의 조합에 의해 제공되는 하이브리드 안테나(600)에 연결된 송수신기 시스템은 주파수 도메인 멀티플렉싱을 제공하는 다이플렉서(707)를 포함한다. 다이플렉서는 다이폴 안테나(215)에 의해 수신되는 GPS 신호들의 수신 및 해석을 위해 GPS(Global Positioning System) 수신기(721)에 연결되고, 루프 도전체(209)를 통한 더 높은 주파수 데이터 신호들의 수신 및 전송을 위해 WLAN 송수신기(714)에 연결된다.
다음의 번호가 매겨진 예들은 본 개시내용의 다양한 양태들에 따른 선택된 예시적인 실시예들의 비완전한 목록이다.
예 1: 안테나 시스템으로서,
루프 도전체;
비 루프 도전체; 및
루프 도전체 및 비 루프 도전체 모두로/모두로부터 동시에 전기 신호들을 피드/수신하기 위해 루프 도전체 및 비 루프 도전체에 공통으로 연결된 신호 피드 메커니즘
을 포함하는 안테나 시스템.
예 2: 예 1에 있어서, 루프 도전체 및 비 루프 도전체 모두가 신호 피드 메커니즘에 의해 구동될 때, 루프 도전체의 방사 패턴이 비 루프 도전체의 방사 패턴에 실질적으로 직교하도록 루프 도전체 및 비 루프 도전체가 형상화되고 배치되는, 안테나 시스템.
예 3: 예 2에 있어서, 신호 피드 메커니즘에 의해 구동될 때, 루프 도전체 및 비 루프 도전체의 형상 및 공간 배열은 루프 도전체 및 비 루프 도전체가 상이한 각각의 분극들로 방사하도록 하는, 안테나 시스템.
예 4: 예 1 내지 예 3 중 어느 하나의 예로서, 신호 피드 메커니즘은 공통 신호 피드 포인트에서 루프 도전체 및 비 루프 도전체 모두와의 신호 전송을 위해 동작가능하게 연결되는, 안테나 시스템.
예 5: 예 4에 있어서, 비 루프 도전체는 신호 피드 포인트에서 루프 도전체에 접선으로 연장되는, 안테나 시스템.
예 6: 예 4 또는 예 5에 있어서, 비 루프 도전체는 다이폴 안테나 기능성을 제공하기 위해 신호 피드 메커니즘에 연결된 다이폴 도전체인, 안테나 시스템.
예 7: 예 6에 있어서, 다이폴 도전체는 중심 피드되고, 피드 포인트는 다이폴 도전체의 길이를 따라 실질적으로 중앙에 위치되는, 안테나 시스템.
예 8: 예 6에 있어서, 다이폴 도전체는 오프셋 피드되고, 피드 포인트는 다이폴 도전체의 길이의 중심으로부터 오프셋되는, 안테나 시스템.
예 9: 예 8에 있어서, 오프셋 피드 포인트는 다이폴 도전체의 더 짧은 아암 및 다이폴 도전체의 더 긴 아암을 분리하고, 다이폴 도전체의 더 긴 아암은 그 길이의 적어도 일부에 대해 다이폴 도전체의 더 짧은 아암에 비해 증가된 폭을 갖는, 안테나 시스템.
예 10: 예 9에 있어서, 더 긴 아암의 증가된 폭은 더 긴 아암의 빈 두꺼운 부분에 의해 제공되는, 안테나 시스템.
예 11: 예 10에 있어서, 다이폴 도전체의 긴 아암의 빈 두꺼운 부분은 루프 형상인, 안테나 시스템.
예 12: 예 11에 있어서, 안테나 시스템은 전자 장치 가능 아이웨어 디바이스에 포함되고, 다이폴 도전체의 루프 형상 부분은 아이웨어 디바이스의 렌즈 또는 다른 광학 요소를 홀딩하기 위해 아이웨어 디바이스의 프레임에 의해 정의되는 렌즈 홀더를 따라 원주방향으로 연장되는 와이어 도전체를 포함하는, 안테나 시스템.
예 13: 예 12에 있어서, 와이어 도전체는 렌즈 홀더에 삽입된 광학 요소의 방사상 외부 주변부와 체결되어 렌즈 홀더 내에 광학 요소를 유지하도록 구성된 렌즈 리테이너에 의해 제공되는, 안테나 시스템.
예 14: 예 6 내지 예 13에 있어서, 다이폴 도전체는,
루프 도전체에 의해 정의된 평면 내에 실질적으로 놓인 주요 부분 - 피드 포인트는 주요 부분에 위치됨 -; 및
다이폴 도전체의 단부들 중 적어도 하나에 대해, 루프 도전체의 평면에 대해 횡방향으로 연장되는 각진 단부 부분
을 포함하는, 안테나 시스템.
예 15: 예 14에 있어서, 다이폴 도전체의 아암들 각각은 각각의 각진 단부 부분을 정의하는, 안테나 시스템.
예 16: 예 14 또는 예 15에 있어서, 안테나 시스템은 아이웨어 디바이스에 포함되고, 다이폴 도전체의 주요 부분은 아이웨어 디바이스의 정면 프레임을 따라 측방향으로 연장되고, 각각의 각진 단부 부분은 아이웨어 디바이스의 착용 동안 사용자의 얼굴 상에서 프레임을 지지하기 위해 프레임에 연결된 각각의 템플을 따라 연장되는, 안테나 시스템.
예 17: 예 1 내지 예 16 중 어느 한 예에 있어서, 루프 도전체 및 비 루프 도전체의 각각의 주파수 도메인들에 기초하여 주파수 도메인 멀티플렉싱을 제공하기 위한 다이플렉서를 더 포함하는, 안테나 시스템.
예 18: 예 17에 있어서, 각각의 도전체들 및 다이플렉서는 비 루프 도전체가 더 낮은 주파수 GPS 안테나로서 역할하고, 루프 도전체는 더 높은 주파수 데이터 통신 안테나로서 역할을 하도록 구성된, 안테나 시스템.
예 19: 예 17에 있어서, 루프 도전체는 약 2-2.4GHz의 주파수에서 데이터 통신 채널로서 역할을 하도록 구성되는, 안테나 시스템.
예 20: 디바이스로서,
바디;
바디에 의해 운반되는 온보드 전자 장치; 및
온보드 전자 장치에 연결되고 온보드 전자 장치에 무선 연결을 제공하기 위해 바디에 의해 수용되는 안테나 시스템 - 안테나 시스템은 예 1 내지 예 19 중 어느 하나의 예에 따라 구성됨 -
을 포함하는, 디바이스.
예 21: 아이웨어 디바이스로서,
사용자의 시야 내에서 하나 이상의 렌즈를 지지하도록 구성된 아이웨어 바디;
아이웨어 바디 내에 포함된 온보드 전자 장치; 및
아이웨어 바디에 수용되고 온보드 전자 장치에 무선 연결을 제공하기 위해 온보드 전자 장치에 연결되는 안테나 시스템
을 포함하고, 안테나 시스템은:
루프 전기 도전체;
비 루프 전기 도전체; 및
루프 전기 도전체 및 비 루프 전기 도전체 모두로/모두로부터 동시에 전기 신호들을 전송/수신하기 위해 루프 전기 도전체 및 비 루프 전기 도전체에 공통으로 연결된 송수신기
를 포함하는 아이웨어 디바이스.
예 22: 예 21에 있어서, 루프 전기 도전체는 아이웨어 바디에 의해 홀딩되는 렌즈들 중 하나 주위에서 원주방향으로 루프 내에서 연장되는, 아이웨어 디바이스.
예 23: 예 21에 있어서,
아이웨어 바디는 한 쌍의 렌즈 홀더를 정의하는 프레임을 포함하고, 한 쌍의 렌즈 홀더 각각은 그 안에 대응하는 렌즈의 수용을 위한 각각의 렌즈 개구를 정의하고;
루프 전기 도전체는 렌즈 홀더들 중 대응하는 렌즈 홀더에 의해 적어도 부분적으로 수용되고, 대응하는 렌즈 개구 주위에 원주방향으로 연장되는, 아이웨어 디바이스.
예 24: 예 22 또는 예 23에 있어서, 루프 전기 도전체는 아이웨어 디바이스에 의해 홀딩되는 렌즈의 반지름방향의 외부 주변부와 체결됨으로써 렌즈를 아이웨어 바디 상의 위치에 유지하도록 구성되는 렌즈 리테이너 요소에 의해 제공되는, 아이웨어 디바이스.
예 25: 예 22 내지 예 24 중 어느 한 예에 있어서, 비 루프 전기 도전체는 아이웨어 바디의 적어도 일부를 따라 연장되도록 아이웨어 바디에 포함된 다이폴 도전체를 포함하는, 아이웨어 디바이스.
예 26: 예 25에 있어서, 아이웨어 바디는 광학 요소들을 지지하기 위한 한 쌍의 렌즈 홀더를 정의하는 프레임을 포함하고, 다이폴 도전체는 프레임의 적어도 일부를 가로질러 측방향으로 연장되기 위해 프레임에 포함되고, 다이폴 도전체는 광학 요소들 중 하나 주위에서 원주방향으로 연장되는 루프 전기 도전체에 대해 실질적으로 접선인, 아이웨어 디바이스.
예 27: 예 25에 있어서, 다이폴 커넥터는 루프 전기 도전체와 연관된 렌즈 홀더 이외의 렌즈 홀더를 따라서 원주방향으로 연장되는 루프 부분을 포함하는, 아이웨어 디바이스.
예 28: 예 26 또는 예 27 중 어느 한 예에 있어서, 다이폴 도전체는 착용 동안에 프레임을 지지하기 위해 프레임에 연결된 템플에 포함되고 템플을 따라서 연장되는 적어도 하나의 템플 부분을 포함하고, 아이웨어 디바이스가 웨어러블 구성에 있을 때, 템플 부분은 루프 전기 도전체에 의해 정의되는 평면에 횡방향으로 연장되는, 아이웨어 디바이스.
예 29: 예 21에 있어서, 다이폴 도전체는 다이폴 도전체의 대향 단부들에서 2개의 템플 부분들을 포함하고, 각각의 템플 부분은 아이웨어 바디의 대응하는 템플 형성 부분을 따라 연장되는, 아이웨어 디바이스.
예 30: 예 21에 있어서, 안테나 시스템은 예 1 내지 예 19 중 어느 하나의 특징들을 갖는, 아이웨어 디바이스.
예 31: 안테나 시스템으로서,
루프 도전체;
비 루프 도전체; 및
루프 도전체 및 비 루프 도전체 모두를 통해 전기 신호들을 동시에 송수신하기 위해 루프 도전체 및 비 루프 도전체에 공통으로 연결된 신호 피드 메커니즘
을 포함하는 안테나 시스템.
예 32: 예 31에 있어서, 루프 도전체 및 비 루프 도전체 모두가 신호 피드 메커니즘에 의해 구동될 때, 루프 도전체의 방사 패턴이 비 루프 도전체의 방사 패턴에 실질적으로 직교하도록 루프 도전체 및 비 루프 도전체가 형상화되고 배치되는, 안테나 시스템.
예 33: 예 32에 있어서, 신호 피드 메커니즘에 의해 구동될 때, 루프 도전체 및 비 루프 도전체의 형상 및 공간 배열은 루프 도전체 및 비 루프 도전체가 상이한 각각의 분극들로 방사하도록 하는, 안테나 시스템.
예 34: 예 31에 있어서, 신호 피드 메커니즘은 공통 신호 피드 포인트에서 루프 도전체 및 비 루프 도전체 모두와의 신호 전송을 위해 동작가능하게 연결되는, 안테나 시스템.
예 35: 예 34에 있어서, 비 루프 도전체는 다이폴 안테나 기능성을 제공하기 위해 신호 피드 메커니즘에 연결된 다이폴 도전체이고, 다이폴 도전체는 그것의 인접 단부들에서 신호 피드 포인트에 연결되는 2개의 선형 아암들을 포함하는, 안테나 시스템.
예 36: 예 35에 있어서, 다이폴 도전체는 오프셋 피드되고, 다이폴 도전체가 더 짧은 아암 및 더 긴 아암을 포함하도록, 피드 포인트는 다이폴 도전체의 길이 방향 중심으로부터 오프셋되는, 안테나 시스템.
예 37: 예 36에 있어서, 다이폴 도전체의 더 긴 아암은, 그의 길이의 적어도 일부에 대해, 다이폴 도전체의 더 짧은 아암에 비해 증가된 폭을 가지며, 더 긴 아암의 증가된 폭은 다이폴 도전체의 루프 형상 부분에 의해 제공되는, 안테나 시스템.
예 38: 예 37에 있어서, 안테나 시스템은 전자 장치 가능 아이웨어 디바이스에 포함되고, 다이폴 도전체의 루프 형상 부분은 아이웨어 디바이스의 프레임에 의해 정의되는 렌즈 홀더를 따라 원주방향으로 연장되는 렌즈 리테이너를 포함하고, 렌즈 리테이너는 렌즈 홀더 내에 렌즈를 유지하는 잠금 상태와 렌즈의 제거 및 교체를 허용하는 해제 상태 사이에 배치 가능한, 안테나 시스템.
예 39: 예 35에 있어서, 다이폴 도전체는,
루프 도전체에 의해 정의된 평면 내에 실질적으로 놓인 주요 부분 - 피드 포인트는 주요 부분에 위치됨 -; 및
다이폴 도전체의 단부들 중 적어도 하나에 대해, 루프 도전체의 평면에 대해 횡방향으로 연장되는 각진 단부 부분
을 포함하는, 안테나 시스템.
예 40: 예 31에 있어서, 루프 도전체 및 비 루프 도전체의 각각의 주파수 도메인들에 기초하여 주파수 도메인 멀티플렉싱을 제공하기 위해 루프 도전체 및 비 루프 도전체에 연결된 다이플렉서를 더 포함하는, 안테나 시스템.
예 41: 예 40에 있어서, 각각의 도전체들 및 다이플렉서는 비 루프 도전체가 GPS 안테나로서 역할하고, 루프 도전체는 데이터 통신 안테나로서 역할하고, 루프 도전체의 주파수 도메인은 비-루프 도전체의 주파수 도메인보다 높도록 구성된, 안테나 시스템.
예 42: 디바이스로서,
바디;
바디에 의해 운반되는 온보드 전자 장치; 및
온보드 전자 장치에 연결되고 온보드 전자 장치에 무선 연결을 제공하기 위해 바디에 의해 수용되는 안테나 시스템
을 포함하고, 안테나 시스템은 예 1 내지 예 41, 또는 예 43 내지 예 50 중 어느 하나의 예에 따라 구성되는, 디바이스.
예 43: 아이웨어 디바이스로서,
사용자의 시야 내에서 하나 이상의 렌즈를 지지하도록 구성된 아이웨어 바디;
아이웨어 바디 내에 포함된 온보드 전자 장치; 및
아이웨어 바디에 수용되고 온보드 전자 장치에 무선 연결을 제공하기 위해 온보드 전자 장치에 연결되는 안테나 시스템
을 포함하고, 안테나 시스템은 예 31 내지 예 41 중 어느 하나의 예에 따라 구성되는, 아이웨어 디바이스.
예 44: 예 43에 있어서, 루프 전기 도전체는 아이웨어 바디에 의해 홀딩되는 렌즈들 중 하나 주위에 원주방향으로 루프 내로 연장되는, 아이웨어 디바이스.
예 45: 예 44에 있어서, 루프 전기 도전체는 아이웨어 디바이스에 의해 홀딩되는 렌즈의 반지름방향의 외부 주변부와 체결됨으로써 렌즈를 아이웨어 바디 상의 위치에 유지하도록 구성되는 렌즈 리테이너 요소에 의해 제공되고, 렌즈 리테이너 요소는 아이웨어 바디 상의 렌즈를 유지하는 잠금 상태와 렌즈의 제거 및 교체를 허용하는 해제 상태 사이에 배치 가능한, 아이웨어 디바이스.
예 46: 예 44에 있어서, 비 루프 전기 도전체는 아이웨어 바디의 적어도 일부를 따라 연장되도록 아이웨어 바디에 포함된 다이폴 도전체를 포함하는, 아이웨어 디바이스.
예 47: 예 46에 있어서, 아이웨어 바디는 각각의 렌즈들을 지지하기 위한 한 쌍의 렌즈 홀더를 정의하는 프레임을 포함하고, 다이폴 도전체는 프레임의 적어도 일부를 가로질러 측방향으로 연장하기 위해 프레임에 포함되고, 다이폴 도전체는 광학 요소들 중 하나 주위에서 원주방향으로 연장되는 루프 전기 도전체에 대해 실질적으로 접선이고, 다이폴 도전체는 루프 전기 도전체와 연관된 렌즈 홀더 이외의 렌즈 홀더를 따라서 원주방향으로 연장되는 루프 부분을 포함하는, 아이웨어 디바이스.
예 48: 예 46에 있어서, 다이폴 도전체는 착용 동안에 프레임을 지지하기 위해 프레임에 연결된 템플에 포함되고 템플을 따라서 연장되는 적어도 하나의 템플 부분을 포함하고, 아이웨어 디바이스가 웨어러블 구성에 있을 때, 템플 부분은 루프 전기 도전체에 의해 정의되는 평면에 횡방향으로 연장되는, 아이웨어 디바이스.
예 49: 예 43에 있어서, 루프 도전체 및 비 루프 도전체의 각각의 주파수 도메인들에 기초하여 주파수 도메인 멀티플렉싱을 제공하기 위해 루프 도전체 및 비 루프 도전체에 연결된 다이플렉서를 더 포함하는, 아이웨어 디바이스.
예 50: 예 43에 있어서, 각각의 도전체들 및 다이플렉서는 비 루프 도전체가 GPS 안테나로서 역할하고, 루프 도전체는 데이터 통신 안테나로서 역할하고, 루프 도전체의 주파수 도메인은 비 루프 도전체의 주파수 도메인보다 높도록 구성되는, 아이웨어 디바이스.
본 명세서 전체에 걸쳐, 복수의 인스턴스들은 단일 인스턴스로서 설명된 컴포넌트들, 동작들, 또는 구조들을 구현할 수 있다. 하나 이상의 방법의 개별 동작들이 별개의 동작들로 예시되고 설명되지만, 개별 동작들 중 하나 이상은 동시에 수행될 수 있고, 그 어느 것도 동작들이 예시된 순서로 수행될 것을 요구하지 않는다. 예시적인 구성들에서 별개의 컴포넌트들로서 제시된 구조들 및 기능성은 결합된 구조 또는 컴포넌트로서 구현될 수 있다. 유사하게, 단일 컴포넌트로서 제시된 구조들 및 기능성은 별개의 컴포넌트들로서 구현될 수 있다. 이들 및 다른 변형들, 수정들, 추가들, 및 개선들은 본 명세서의 청구 대상의 범위 내에 있다.
비록 개시된 대상의 개요가 특정 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 개시내용의 실시예들의 더 넓은 범위를 벗어나지 않고 이러한 실시예들에 대한 다양한 수정들 및 변경들이 이루어질 수 있다. 본 발명의 청구 대상의 이러한 실시예들은 사실상 하나보다 많은 것이 개시되는 경우에, 본 출원의 범위를 임의의 단일 개시내용 또는 발명적 개념으로 자발적으로 제한하려는 의도 없이, 단지 편의를 위해 용어 "발명"에 의해, 개별적으로 또는 집합적으로 본 명세서에서 지칭될 수 있다.
본 명세서에 예시된 실시예들은 본 기술분야의 통상의 기술자가 개시된 교시들을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 설명된다. 본 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않고 구조적 및 논리적 치환들 및 변경들이 이루어질 수 있도록, 다른 실시예들이 사용되고 그로부터 도출될 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 제한적인 의미로 수용되서는 안 되며, 다양한 실시예들의 범위는 첨부된 청구항들에 의해서만, 그러한 청구항들에 의해 권리가 주어진 균등물들의 전체 범위와 함께 정의된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "또는"은 포괄적 또는 배타적 의미로 해석될 수 있다. 더욱이, 본 명세서에서 단일 인스턴스로서 설명되는 자원들, 동작들, 또는 구조들에 대해 복수의 인스턴스들이 제공될 수 있다. 추가적으로, 다양한 자원들, 동작들, 모듈들, 엔진들, 및 데이터 저장소들 사이의 경계들은 다소 임의적이고, 특정한 동작들은 특정 예시적인 구성들의 맥락에서 예시되어 있다. 기능성의 다른 할당들이 구상되고 본 개시내용의 다양한 실시예들의 범위 내에 있을 수 있다. 일반적으로, 예시적인 구성들에서 별개의 자원들로서 제시된 구조들 및 기능성은 결합된 구조 또는 자원으로서 구현될 수 있다. 유사하게, 단일 자원으로서 제시된 구조들 및 기능성은 별개의 자원들로서 구현될 수 있다. 이들 및 다른 변형들, 수정들, 추가들, 및 개선들은 첨부된 청구항들에 의해 표현되는 바와 같은 본 개시내용의 실시예들의 범위 내에 있다. 따라서, 명세서 및 도면들은 제한적인 의미보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

Claims (20)

  1. 안테나 시스템으로서,
    루프 도전체;
    다이폴(dipole) 도전체; 및
    상기 루프 도전체 및 상기 다이폴 도전체 모두를 통해 동시에 전기 신호들을 송수신하기 위해 상기 루프 도전체 및 상기 다이폴 도전체에 공통으로 연결된 신호 피드 메커니즘
    을 포함하고, 상기 다이폴 도전체는 다이폴 안테나 기능성을 제공하기 위해 그것의 인접 단부들에서 상기 신호 피드 메커니즘에 연결되는 2개의 아암들을 포함하고, 상기 안테나 시스템은 한 쌍의 렌즈 홀더를 정의하는 프레임을 갖는 전자 장치 가능 아이웨어 디바이스에 포함되고,
    상기 루프 도전체는 상기 한 쌍의 렌즈 홀더 중 제1 렌즈 홀더를 따라 원주방향으로 연장되는 렌즈 리테이너를 포함하고,
    상기 다이폴 도전체의 하나의 아암은 상기 한 쌍의 렌즈 홀더 중 제2 렌즈 홀더를 따라 원주방향으로 연장되는 렌즈 리테이너를 포함하는 루프 형상 부분을 포함하고,
    상기 다이폴 도전체 및 상기 루프 도전체 중 적어도 하나의 렌즈 리테이너는 상기 렌즈 홀더 내에 렌즈를 유지하는 잠금 상태와 상기 렌즈의 제거 및 교체를 허용하는 해제 상태 사이에 배치 가능한, 안테나 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 루프 도전체 및 상기 다이폴 도전체 모두가 상기 신호 피드 메커니즘에 의해 구동될 때, 상기 루프 도전체의 방사 패턴이 상기 다이폴 도전체의 방사 패턴에 직교하도록 상기 루프 도전체 및 상기 다이폴 도전체가 형상화되고 배치되는, 안테나 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 신호 피드 메커니즘에 의해 구동될 때, 상기 루프 도전체 및 상기 다이폴 도전체의 형상 및 공간 배열은 상기 루프 도전체 및 상기 다이폴 도전체가 상이한 각각의 분극들로 방사하도록 하는, 안테나 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 신호 피드 메커니즘은 공통 신호 피드 포인트에서 상기 루프 도전체 및 상기 다이폴 도전체 모두와 신호 전송을 위해 동작가능하게 연결되는, 안테나 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 다이폴 도전체의 상기 2개의 아암들은 그것의 인접 단부들에서 상기 신호 피드 포인트에 연결되는, 안테나 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 다이폴 도전체는 오프셋 피드되고(offset-fed), 상기 다이폴 도전체가 더 짧은 아암 및 더 긴 아암을 포함하도록, 상기 피드 포인트는 상기 다이폴 도전체의 길이 방향 중심으로부터 오프셋되고, 상기 다이폴 도전체의 상기 루프 형상 부분은 상기 더 긴 아암의 일부를 형성하는, 안테나 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 다이폴 도전체의 상기 더 긴 아암은, 그의 길이의 적어도 일부에 대해, 상기 다이폴 도전체의 상기 더 짧은 아암에 비해 증가된 폭을 가지며, 상기 더 긴 아암의 상기 증가된 폭은 상기 다이폴 도전체의 상기 루프 형상 부분에 의해 제공되는, 안테나 시스템.
  8. 제5항에 있어서, 상기 다이폴 도전체는,
    상기 루프 도전체에 의해 정의된 평면 내에 놓인 주요 부분 - 상기 피드 포인트는 상기 주요 부분에 위치됨 -; 및
    상기 다이폴 도전체의 적어도 하나의 상기 단부들에 대해, 상기 루프 도전체의 평면에 대해 횡방향으로 연장되는 각진 단부 부분(angled end portion)
    을 포함하는, 안테나 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 루프 도전체 및 상기 다이폴 도전체의 각각의 주파수 도메인들에 기초하여 주파수 도메인 멀티플렉싱을 제공하기 위해 상기 루프 도전체 및 상기 다이폴 도전체에 연결된 다이플렉서(diplexer)를 더 포함하는, 안테나 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 각각의 도전체들 및 상기 다이플렉서는, 상기 다이폴 도전체가 GPS 안테나로서 역할하고, 상기 루프 도전체는 데이터 통신 안테나로서 역할하고, 상기 루프 도전체의 주파수 도메인은 상기 다이폴 도전체의 주파수 도메인보다 높도록 구성된, 안테나 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 루프 도전체에 의해 제공되는 상기 렌즈 리테이너, 및 상기 다이폴 도전체의 상기 루프 형상 부분에 의해 제공되는 상기 렌즈 리테이너는, 잠금 상태와 각각의 렌즈들의 제거 및 교체를 허용하는 해제 상태 사이에 배치 가능한, 안테나 시스템.
  12. 아이웨어 디바이스로서,
    사용자의 시야 내에서 하나 이상의 렌즈를 지지하도록 구성된 아이웨어 바디 - 상기 아이웨어 바디는 상기 아이웨어 디바이스가 착용될 때 사용자의 시야에 한 쌍의 렌즈를 홀딩하기 위한 한 쌍의 렌즈 홀더를 제공함 -;
    상기 아이웨어 바디 내에 포함된 온보드 전자 장치; 및
    상기 아이웨어 바디에 수용되고 상기 온보드 전자 장치에 무선 연결을 제공하기 위해 상기 온보드 전자 장치에 연결되는 안테나 시스템
    을 포함하고, 상기 안테나 시스템은:
    상기 한 쌍의 렌즈 중 제1 렌즈에 대한 렌즈 리테이너를 제공하는 루프 전기 도전체 - 상기 루프 전기 도전체는 상기 제1 렌즈 주위에 원주방향으로 루프 내로 연장됨 -;
    공통 신호 피드 포인트로부터 멀어지도록 연장되는 2개의 발산(divergent) 아암들을 포함하는 다이폴 전기 도전체 - 상기 다이폴 전기 도전체의 하나의 아암은 상기 한 쌍의 렌즈 중 제2 렌즈를 따라 원주방향으로 연장되는 렌즈 리테이너를 포함하는 루프 형상 부분을 포함하고, 상기 다이폴 전기 도전체 및 상기 루프 전기 도전체 중 적어도 하나의 렌즈 리테이너는 연관된 렌즈를 유지하는 잠금 상태와 상기 연관된 렌즈의 제거 및 교체를 허용하는 해제 상태 사이에 배치 가능함 -; 및
    상기 다이폴 전기 도전체의 상기 2개의 아암들에 대한 상기 공통 신호 피드 포인트에 연결되고, 상기 루프 전기 도전체 및 상기 다이폴 전기 도전체 모두를 통해 전기 신호들을 동시에 통신하기 위해 상기 루프 전기 도전체 및 상기 다이폴 전기 도전체에 공통으로 연결된 송수신기
    를 포함하는, 아이웨어 디바이스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 루프 전기 도전체 및 상기 다이폴 전기 도전체의 상기 루프 형상 부분 각각은 상기 아이웨어 디바이스에 의해 홀딩되는 렌즈의 반지름방향의 외부 주변부와 체결됨으로써 상기 렌즈를 상기 아이웨어 바디 상의 위치에 유지하도록 구성되는 각각의 렌즈 리테이너 요소에 의해 제공되고, 각각의 렌즈 리테이너 요소는 상기 아이웨어 바디 상에 상기 연관된 렌즈를 유지하는 상기 잠금 상태와 상기 연관된 렌즈의 제거 및 교체를 허용하는 상기 해제 상태 사이에 배치 가능한, 아이웨어 디바이스.
  14. 제13항에 있어서, 상기 아이웨어 바디는 각각의 렌즈들을 지지하기 위한 한 쌍의 렌즈 홀더를 정의하는 프레임을 포함하고, 상기 다이폴 전기 도전체는 상기 프레임의 적어도 일부를 가로질러 측방향으로 연장하기 위해 상기 프레임에 포함되고, 상기 다이폴 전기 도전체의 브리지 부분은 상기 제1 렌즈 주위에서 원주방향으로 연장되는 상기 루프 전기 도전체에 대해 접선인, 아이웨어 디바이스.
  15. 제14항에 있어서, 상기 다이폴 전기 도전체는 착용 동안에 상기 프레임을 지지하기 위해 상기 프레임에 연결된 템플에 포함되고 상기 템플을 따라서 연장되는 적어도 하나의 템플 부분을 포함하고, 상기 아이웨어 디바이스가 웨어러블 구성에 있을 때, 상기 템플 부분은 상기 루프 전기 도전체에 의해 정의되는 평면에 횡방향으로 연장되는, 아이웨어 디바이스.
  16. 제12항에 있어서, 상기 루프 전기 도전체 및 상기 다이폴 전기 도전체의 각각의 주파수 도메인들에 기초하여 주파수 도메인 멀티플렉싱을 제공하기 위해 상기 루프 전기 도전체 및 상기 다이폴 전기 도전체에 연결된 다이플렉서를 더 포함하는, 아이웨어 디바이스.
  17. 제16항에 있어서, 상기 각각의 도전체들 및 상기 다이플렉서는, 상기 다이폴 전기 도전체가 GPS 안테나로서 역할하고, 상기 루프 전기 도전체는 데이터 통신 안테나로서 역할하고, 상기 루프 전기 도전체의 주파수 도메인은 상기 다이폴 전기 도전체의 주파수 도메인보다 높도록 구성되는, 아이웨어 디바이스.
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  19. 삭제
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