DE102011056203B4

DE102011056203B4 - Tragbares Gerät

Info

Publication number: DE102011056203B4
Application number: DE102011056203.6A
Authority: DE
Inventors: Wei-Yang Wu
Original assignee: HTC Corp
Current assignee: HTC Corp
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2025-05-08
Anticipated expiration: 2031-12-10
Also published as: US9246219B2; TWI479736B; DE102011056203A1; CN102869217B; US20130009826A1; TW201304275A; CN102869217A

Abstract

Ein tragbares Gerät (3) umfassend:
ein Gehäuse (31);
ein Abdeckungsmittel (33), das mit dem Gehäuse zusammengesetzt ist, um einen Aufnahmeraum (41) zu bilden,
und das eine äußere Oberfläche (331) und eine Durchgangsbohrung hat;
ein Schaltkreisbord (35), das in dem Aufnahmeraum (41) angeordnet ist;
eine Batterie (39), die in dem Aufnahmeraum (41) angeordnet ist und elektrisch mit dem Schaltkreisbord (35) verbunden ist; und
eine Near-Field Kommunikations- (NFC) Antenne (37) umfassend:
eine Metallschicht (371), die auf der äußeren Oberfläche (331) des Abdeckungsmittels (33) aufgemustert ist; und
ein Übertragungselement (373), das elektrisch die Metallschicht (371) mit dem Schaltkreisbord (35) durch die Durchgangsbohrung verbindet,
wobei die NFC-Antenne (37) von der Batterie (39) und dem Schaltkreisbord mit der Distanz des Abdeckungsmittels (33) beabstandet ist, wobei kein zusätzliches Abdeckungsmittel auf der Metallschicht angeordnet ist.

Description

II Beschreibung der Erfindung:
[Gebiet der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein tragbares Gerät. Insbesondere hat das tragbare Gerät der vorliegenden Erfindung eine Near-Field-Communication- (NFC) Antenne /Nah-Feld-Kommunikations-Antenne, die an einer äußeren Oberfläche der Rückseite oder einer Batterieabdeckung des tragbaren Gerätes angeordnet ist, und somit die Notwendigkeit eines Ferrit-Blattes eliminiert, welches konventionell verwendet wird, um die NFC Antenne von den elektronischen Komponenten innerhalb des tragbaren Gerätes zu trennen, um gegenseitige Interferenzen zu vermeiden.
[Beschreibung des Standes der Technik]
Mit der schnellen Entwicklung der Kommunikationsindustrie werden mehr und mehr kabellose Kommunikationstechnologien in ein Handgerät integriert. Aktuell unterstützen allgemeine tragbare Geräte normalerweise eine Kommunikation in 2G und 3G kabellosen Kommunikationssystemen, im Allgemeinen das Global System of Mobile Communication (GSM) und das Universal Mobile Telecommunication System (UMTS). Zusätzlich zu den 2G und 3G kabellosen Kommunikationssystemen unterstützen viele mobile intelligente Telefone weiterhin Paketübertragungen ins kabellose LAN (WLAN) und 3GPP Long Term Evolution (3GPP LTE) Systeme, und unterstützen sogar weiterhin die Near-Field Communication- (NFC) Technologie für eine kontaktlose Punktzu-Punkt Daten-Übertragung innerhalb einer kurzen Distanz.
Wie in 1 gezeigt, umfasst ein konventionelles tragbares Gerät 1, mindestens ein Gehäuse 11, eine Rückabdeckung 13, ein Schaltkreisbord/Schaltkreisplatine 15, eine NFC-Antenne 17, ein Ferrit-Blatt 19, und eine Batterie 21. Die NFC-Antenne 17 ist an einer inneren Oberfläche 131 der Rückseite 13 angeordnet und elektrisch mit dem Schaltkreisbord 15 über das Übertragungselement 171 verbunden. Das Übertragungselement 171 kann ein Pogo Pin, ein Koaxial-Kabel, oder jegliches anderes leitfähiges Element sein, das in der Lage ist, Signale zu übertragen. Um der Tendenz nach einem leichtgewichtigen und ein dünnes Profil aufweisendes tragbares Gerätes nachzukommen, muss der Abstand zwischen der NFC-Antenne 17 und dem Schaltkreisbord 15 und der Batterie 21 signifikant reduziert werden. In diesem Falle muss das handtragbare Gerät 1 zusätzlich mit einem Ferrit-Blatt 19 zwischen der NFC-Antenne 17 und dem Schaltkreisbord 15 und der Batterie 21 versehen werden, um die Interferenzen zwischen der NFC-Antenne 17, die durch die elektronischen Komponenten verursacht werden, des Schaltkreisbords 15 und der Batterie 21 zu reduzieren. Jedoch trägt das Ferritblatt 19 zu den Kosten des tragbaren Gerätes 1 bei, und legt eine Beschränkung hinsichtlich der Anordnung der NFC-Antenne 17 auf.
Die Druckschrift US 2009 / 0 002 242 A1 offenbart in den Paragraphen [0058] bis [0061] und den 10-17, dass die Antenne durch zusätzliche Teile des rückwärtigen Gehäuses abgedeckt ist. In all den Ausführungsformen benötigt die Antenne eine spezifisches Design und eine entsprechende Struktur, die in den Gehäuseteilen angeordnet ist. Das bedeutet, dass die Abdeckung die Antenne abdeckt, wenn das Mobiltelefon in Benutzung ist und die Antenne ist dabei unterhalb einer Abdeckung des Gehäuses.
Die Druckschrift US 2009 / 0 002 242 A1 offenbart ein mobiles Telefon, bei dem die Antenne in die Rückwand des Batteriefaches eingebettet ist.
In Anbetracht dessen gibt es eine dringende Notwendigkeit beim Stand der Technik eine Lösung bereitzustellen, welche in der Lage ist, die Notwendigkeit eines Ferritblattes des tragbaren Gerätes zu eliminieren und flexibel die NFC-Antenne auf dem tragbaren Handgerät anzuordnen.
[Inhalte der Erfindung]
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines tragbaren Gerätes, welches eine Near-Field Kommunikations- (NFC) Antenne aufweist, an einer äußeren Oberfläche einer Rückseite einer Rückabdeckung, einer Batterieabdeckung oder eines Gehäuses des tragbaren Gerätes. Somit besteht keine Notwendigkeit, ein Ferrit-Blatt zwischen der NFC-Antenne und einem Schaltkreisbord und einer Batterie in dem tragbaren Gerät der vorliegenden Anmeldung anzuordnen. Dadurch werden die Herstellungskosten des tragbaren Gerätes reduziert und die NFC-Antenne kann flexibler angeordnet werden.
„Dieses Ziel wird durch die unabhängigen Ansprüche 1 und 2 erreicht."
Um das vorhergenannte Ziel zu erreichen, offenbart die vorliegende Anmeldung ein tragbares Gerät, welches ein Gehäuse, ein Abdeckungsmittel, ein Schaltkreisbord, eine Batterie und eine NFC-Antenne umfasst. Das Abdeckungsmittel wird mit dem Gehäuse zusammengesetzt, um einen Aufnahmeraum zu bilden, und hat eine äußere Oberfläche und eine Durchgangsbohrung. Das Schaltkreisbord ist in dem Aufnahmeraum angeordnet. Die Batterie ist in dem Aufnahmeraum angeordnet und elektrisch mit dem Schaltkreisbord verbunden. Die NFC-Antenne umfasst eine Metallschicht und ein Übertragungselement. Die Metallschicht ist gemustert auf der äußeren Oberfläche der Abdeckungsmittel. Das Übertragungselement verbindet die Metallschicht mit dem Schaltkreisbord über die Durchgangsbohrung. Die NFC-Antenne ist von der Batterie und dem Schaltkreisbord mit dem Abstand der Abdeckungsmittel separiert.
Die detaillierte Technologie und die bevorzugten Ausführungsformen, die für die vorliegende Anmeldung implementiert wurden, werden für Fachleute auf diesem Gebiet in den folgenden Paragraphen begleitet durch die beigefügten Zeichnungen beschrieben, um die Merkmale der beanspruchten Erfindung zu verdeutlichen.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]

1 ist eine schematische Ansicht eines konventionellen tragbaren Gerätes 1;
2 ist eine schematische Ansicht eines tragbaren Gerätes 3 der Vorliegenden Erfindung;
3 zeigt ein Beispiel, bei dem die NFC-Antenne der vorliegenden Anmeldung auf einer äußeren Oberfläche einer Rückabdeckung ausgebildet ist.

[Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Wesentlichen auf ein tragbares Gerät. Das tragbare Gerät hat eine Near-Field-Kommunikations (NFC) Antenne, die auf einer äußeren Oberfläche eines Abdeckungsmittels des tragbaren Gerätes angeordnet ist, und die Abdeckungsmittel umfassen eine Rückabdeckung, eine Batterieabdeckung oder einen Teil eines Gehäuses des tragbaren Gerätes, wodurch die Notwendigkeit eines Ferritblattes eliminiert wird. Es sollte berücksichtigt werden, dass die Beschreibung der vorangegangenen Ausführungsformen lediglich zum Zwecke der Darstellung dient und nicht die vorliegende Erfindung beschränken soll. Weiterhin werden in den folgenden Ausführungsformen und den beigefügten Zeichnungen, Elemente, die in keinerlei Relation zur vorliegenden Erfindung stehen, in der Darstellung weggelassen; und dimensionale Verhältnisse zwischen einzelnen Elementen in den beigefügten Zeichnungen werden lediglich dargestellt, um das Verständnis zu vereinfachen, jedoch nicht um die tatsächliche Größe zu beschränken.
2 zeigt ein tragbares Gerät 3 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das tragbare Gerät 3 kann ein mobiles Telefon, ein Personal Digital Assistant (PDA), ein Tablet-Computer, ein Global Positioning System (GPS) Gerät, oder jegliches anderes tragbares Gerät sein. Das tragbare Gerät 3 umfasst ein Gehäuse 31, Abdeckungsmittel 33, ein Schaltkreisbord 35, eine NFC-Antenne 37 und eine Batterie 39. Es ist zu beachten, zum Zwecke der Einfachheit, dass andere Elemente des tragbaren Geräts 3, wie zum Beispiel ein Anzeigemodul, ein Kommunikationsmodul, ein Eingabemodul und Elemente, die weniger Bezug zu der vorliegenden Erfindung haben, alle von der Darstellung ausgenommen sind.
Das Gehäuse 31 ist aus den Abdeckungsmitteln 33 zusammengesetzt, um einen Aufnahmeraum 41 zu bilden. Die Abdeckungsmittel 33 haben eine äußere Oberfläche 331 und eine Durchgangsbohrung (im Allgemeinen ein Bereich, durch den ein Übertragungselement 373 durchgeführt werden kann). Das Schaltkreisbord 35 und die Batterie 39 sind in dem Aufnahmeraum 41 angeordnet und elektrisch miteinander verbunden. Die Batterie 39 dient als Arbeitsstromversorgung für das tragbare Gerät 3, um dies zu betreiben. Die NFC-Antenne 37 umfasst eine Metallschicht 371 und ein Übertragungselement 373. Die Metallschicht 371 ist gemustert als ein Abstrahlelement / Radiator auf der äußeren Oberfläche 331 der Abdeckungsmittel 33, um einen resonanten Strompfad zu bilden und um elektromagnetische Strahlung zu verursachen. Das Übertragungselement 373 verbindet die Metallschicht 371 elektrisch mit dem Schaltkreisbord 35 über die Durchgangsbohrung, um so die Signale, die durch die NFC-Antenne 37 indiziert wurden, zu dem Schaltkreisbord 35 zu übertragen, oder um von dem Schaltkreisbord ein Signal zu empfangen, das zu übertragen ist. In einem anderen Entwurf formt das Gehäuse 31 des tragbaren Gerätes 3 extensional einen Aufnahmeraum 41 und hat Abdeckungsmittel an einer Seite des Gehäuses gegenüberliegend zu der Anordnung des Anzeigemoduls. Diese Abdeckungsmittel können ebenfalls eine äußere Oberfläche 331 haben und eine Durchgangsbohrung und die Metallschicht 371 ist als ein Abstrahl-Element auf der äußeren Oberfläche 331 der Abdeckungsmittel gemustert. Mit anderen Worten entspricht das Gehäuse an dieser Seite exakt der Position der ursprünglichen Rückabdeckung oder der Batterieabdeckung 33. Das Gehäuse deckt zumindest einige Elemente oder Module innerhalb des tragbaren Gerätes 3 ab.
Wie in 2 gezeigt ist die Metallschicht 371 der NFC-Antenne 37 auf der äußeren Oberfläche 331 der Abdeckungsmittel 33 ausgebildet und ist somit konsequenterweise getrennt von der Batterie 39 und dem Schaltkreisbord 35 mit einem Abstand des Abdeckungsmittels 33. Auf diesen Weg können die Interferenzen auf die NFC-Antenne 37, die durch die elektronischen Elemente des Schaltkreisbords 35 und der Batterie 39 verursacht werden, limitiert werden. Somit kann die vorliegende Erfindung die Notwendigkeit eines Ferritblattes in dem tragbaren Gerät eliminieren, um die Herstellungskosten des tragbaren Gerätes 3 zu reduzieren. Weiterhin erlaubt das Ausbilden der Metallschicht 371 der NFC-Antenne 37 auf der äußeren Oberfläche 331, dass die Antenne flexibel entworfen werden kann, um eine gesamte Nutzung der vollständigen äußeren Oberfläche 331 zu erreichen, und die äußere Oberfläche 331 kann eine glatte Oberfläche oder jegliche dreidimensionale Oberfläche sein.
Weiterhin kann die Metallschicht 371 auf der äußeren Oberfläche 331 durch einen Prozess/Verfahren gemustert sein, wie zum Beispiel einen zweifach Kunststoff-Injektionsprozess, oder einen direkten Laser- Struktur- (LDS) Prozess; jedoch ist die vorliegende Anmeldung nicht auf diese zwei Prozesse beschränkt und jegliche andere Prozesse, die in der Lage sind, die Metallschicht 371 auf der äußeren Oberfläche 331 zu mustern, sind Teil des Schutzumfangs der vorliegenden Anmeldung. Die Verwendung des Begriffs „Muster“ in dieser Ausführungsform bezieht sich auf das Bilden einer Metallschicht 371 mit einem speziellen Muster auf der äußeren Oberfläche 331 und das spezielle Muster bezieht sich im Allgemeinen auf ein Profil das es der NFC-Antenne 37 erlaubt, Signale zu empfangen / senden. Mit anderen Worten, können konventionelle NFC-Antennen-Profile oder jegliche andere Profile, die auf der Basis der konventionellen NFC-Profile entwickelt wurden, innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegen.
3 zeigt ein Beispiel eines tragbaren Gerätes der vorliegenden Anmeldung. Die Metallschicht 371 der NFC-Antenne 37 ist in Form eines Schleifentyps (umfassend eine Vielzahl von Schleifen) auf der äußeren Oberfläche 331 der Abdeckungsmittel 33 gemustert. In diesem Beispiel hat die Metallschicht 371 einen ersten Endpunkt 371a und einen zweiten Endpunkt 371b; die Durchgangsbohrung des Abdeckungsmittels 33 umfasst eine erste Durchgangsbohrung (an dem Ort, der zu dem ersten Endpunkt 371a korrespondiert) und eine zweite Durchgangsbohrung (an dem Ort, der zu dem zweiten Endpunkt 371b korrespondiert); und ein Übertragungselement 373, bestehend aus einem ersten Übertragungselement (nicht gezeigt) und einem zweiten Übertragungselement (nicht gezeigt). In einem praktischen Entwurf der Antenne kann das erste Übertragungselement elektrisch den ersten Endpunkt 371a der Metallschicht 371a mit dem Einspeise-Punkt des Schaltkreisbords 35 verbinden und das zweite Übertragungselement kann ebenfalls elektrisch mit dem zweiten Endpunkt 371b der Metallschicht 371 und dem Einspeise-Punkt des Schaltkreisbords 35 verbunden sein.
In einem weiteren praktischen Entwurf der Antenne kann das erste Übertragungselement elektrisch mit dem ersten Endpunkt 371a der Metallschicht 371 mit einem Einspeise-Punkt des Schaltkreisbords 35 verbunden sein, und das zweite Übertragungselement kann elektrisch mit dem zweiten Endpunkt 371b und der Metallschicht 371 mit einem Massepunkt des Schaltkreisbords verbunden sein. In einem ähnliche Design kann das erste Übertragungselement elektrisch mit dem ersten Endpunkt 371a und der Metallschicht 371 mit dem Massepunkt des Schaltkreisbords verbunden sein und das zweite Übertragungselement kann elektrisch mit dem zweiten Endpunkt 371b der Metallschicht 371 mit dem Einspeise-Punkt des Schaltkreisbords verbunden sein.
Gemäß der oben genannten Beschreibung hat das tragbare Gerät der vorliegenden Anmeldung eine NFC-Antenne die auf der äußeren Oberfläche einer Rückabdeckung ausgebildet ist, der Batterieabdeckung oder des Gehäuses des tragbaren Geräts. Dies vergrößert die Distanz zwischen der NFC-Antenne und der Batterie und dem Schaltkreisbord und reduziert die Interferenzen der NFC-Antenne, die durch die elektronischen Elemente des Schaltkreisbordes und der Batterie verursacht werden, sodass die Notwendigkeit eines Ferritblattes für das tragbare Gerät eliminiert wird. Weiterhin, da das Design des tragbaren Gerätes der vorliegenden Erfindung den gesamten Bereich der äußeren Oberfläche der Rückabdeckung nutzen kann, oder des Gehäuses des tragbaren Gerätes, kann die Antenne flexibel entwickelt werden und die Leistung der Antenne kann entsprechend verbessert werden.
Die oben genannte Offenbarung bezieht sich auf die detaillierten technischen Inhalte und deren erfinderischen Merkmale. Ein Fachmann auf diesem Gebiet kann eine Vielzahl von Modifikationen und Ersetzungen basierend auf der Offenbarung und den Anregungen der Erfindung durchführen, wie sie beschrieben wurden, ohne dabei von den Charakteristiken abzuweichen. Auch wenn solche Modifikationen und Ersetzungen nicht alle in der oben genannten Beschreibung vollständig offenbart wurden, sollen sie jedoch durch die folgenden Ansprüche, die angehängt wurden, abgedeckt werden.
[Kurze Beschreibung der Bezugszeichen]

1: Tragbares Gerät
11: Gehäuse
13: Abdeckungsmittel
15: Schaltkreisbord
17: NFC-Antenne
19: Ferritblatt
21: Batterie
331: Innere Oberfläche
171: Übertragungselement
3: Tragbares Gerät
31: Gehäuse
33: Abdeckungsmittel
35: Schaltkreisbord
37: NFC-Antenne
39: Batterie
41: Aufnahmeraum
331: Äußere Oberfläche
371: Metallschicht
371a: Erster Endpunkt
371b: Zweiter Endpunkt
373: Übertragungselement

Claims

Ein tragbares Gerät (3) umfassend: ein Gehäuse (31); ein Abdeckungsmittel (33), das mit dem Gehäuse zusammengesetzt ist, um einen Aufnahmeraum (41) zu bilden, und das eine äußere Oberfläche (331) und eine Durchgangsbohrung hat; ein Schaltkreisbord (35), das in dem Aufnahmeraum (41) angeordnet ist; eine Batterie (39), die in dem Aufnahmeraum (41) angeordnet ist und elektrisch mit dem Schaltkreisbord (35) verbunden ist; und eine Near-Field Kommunikations- (NFC) Antenne (37) umfassend: eine Metallschicht (371), die auf der äußeren Oberfläche (331) des Abdeckungsmittels (33) aufgemustert ist; und ein Übertragungselement (373), das elektrisch die Metallschicht (371) mit dem Schaltkreisbord (35) durch die Durchgangsbohrung verbindet, wobei die NFC-Antenne (37) von der Batterie (39) und dem Schaltkreisbord mit der Distanz des Abdeckungsmittels (33) beabstandet ist, wobei kein zusätzliches Abdeckungsmittel auf der Metallschicht angeordnet ist.
Ein tragbares Gerät (3) umfassend: ein Gehäuse (31), das extensional einen Aufnahmeraum (41) bildet, wobei ein Teil des Gehäuses ein Abdeckungsmittel (33) bildet und das Abdeckungsmittel hat eine äußere Oberfläche (331) und eine Durchgangsbohrung; ein Schaltkreisbord (35) das in dem Aufnahmeraum angeordnet ist; eine Batterie (39), die in dem Aufnahmeraum angeordnet ist und elektrisch mit dem Schaltkreisbord verbunden ist; und eine NFC-Antenne (37) umfassend: eine Metallschicht (371), die auf der äußeren Oberfläche (331) der Abdeckungsmittel auf gemustert ist; und ein Übertragungselement (373), das elektrisch die Metallschicht (371) mit dem Schaltkreisbord über die Durchgangsbohrung verbindet; wobei die NFC-Antenne (37) von der Batterie (39) und dem Schaltkreisbord (35) mit einer Distanz des Abdeckungsmittels beabstandet ist - wobei die Metallschicht auf der äußeren Oberfläche (331) durch einen zweifachen Plastikinjektionsprozess (double plastic injection process) aufgemustert ist; und/oder -wobei die Metallschicht auf der äußeren Oberfläche (331) durch einen direkten Laser Strukturierungs-Prozess (laser direct structuring process (LDS) aufgemustert ist; und/oder -wobei die Metallschicht auf der äußeren Oberfläche (331) mit einem Schleifentypus aufgemustert ist.
Das tragbare Gerät nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei die Metallschicht (371) einen ersten Endpunkt (371a) und einen zweiten Endpunkt (371b) umfasst, die Durchgangsbohrung umfasst eine erste Durchgangsbohrung und eine zweite Durchgangsbohrung, und das Übertragungselement (373) umfasst ein erstes Übertragungselement und ein zweites Übertragungselement.
Das tragbare Gerät nach Anspruch 3, wobei das erste Übertragungselement (373) den ersten Endpunkt (371a) der Metallschicht (371) mit einem Einspeise-Punkt des Schaltkreisbordes (35) verbindet, und das zweite Übertragungselement (373) verbindet den zweiten Endpunkt (371b) der Metallschicht (371) mit dem Einspeise-Punkt des Schaltkreisbords.
Das tragbare Gerät nach Anspruch 3, wobei das erste Übertragungselement (373) den ersten Endpunkt (371a) der Metallschicht (371) mit dem Einspeise-Punkt des Schaltkreisbords (35) verbindet und das zweite Übertragungselement (373) verbindet den zweiten Endpunkt 371b) der Metallebene mit einem Massepunkt des Schaltkreisbords.
Das tragbare Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei das tragbare Gerät eines aus mobilen Telefon, einem Personal digital Assistant (PDA), einem Tablet-Computer und einem Global Positioning System (GPS) Gerät ist.
Das tragbare Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Metallschicht (371) auf der äußeren Oberfläche (331) durch einen zweifachen Plastikinjektionsprozess (double plastic injection process) aufgemustert ist.
Das tragbare Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Metallschicht (371) auf der äußeren Oberfläche (331) durch einen direkten Laser Strukturierungs-Prozess (laser direct structuring process (LDS) aufgemustert ist.
Das tragbare Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Metallschicht (371) auf der äußeren Oberfläche (331) mit einem Schleifentypus aufgemustert ist.