JP2011514692A - フリップアンテナと後退可能なusbコネクタとを有するusbモデム装置 - Google Patents
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Abstract
ユニバーサルシリアルバス(USB)モデム装置は、本体部材とフリップ部材とを備える。フリップ部材はアンテナ素子を備え、ヒンジ軸線まわりに閉位置と開位置との間で移動するように回転可能に本体部材に結合される。本体部材に対して突出位置と後退位置との間で移動するようにUSBコネクタが動作可能に本体部材内に取り付けられる。フリップ部材を開位置と閉位置との間で動作したときにUSBコネクタが突出位置と後退位置との間で移動するように、フリップ部材とUSBコネクタとは本体部材内のリンク機構によって結合される。
【選択図】図1A
【選択図】図1A
Description
本出願は、2008年1月7日に出願された米国特許仮出願第61/019,387号(代理人整理番号9314−194PR)の優先権を主張し、その記載内容のすべてを、ここに援用する。
本発明は、通信の分野に関し、特に携帯端末に関する。
無線通信能力を備えていないパーソナルコンピュータ等の電子装置にそのような能力をもたらすために、その電子装置にモデムを結合することもできる。電子装置の内部バスに取り付けられる内蔵モデムおよび外付けモデム装置の両方が利用可能である。電子装置への外部インタフェースとして、例えば、ユニバーサルシリアルバス(USB)が挙げられる。
現在、ラップトップコンピュータ等を用いたモバイルコンピューティング用にUSBドングルモデムが受け入れられつつある。このような用途のために最小の(最もコンパクトな)製品の製造が望まれている。ただし、いくつかのアンテナシステム(メイン−セルラー、ダイバーシティ、全地球測位システム(GPS)、および/または無線LAN(WLAN)用等のアンテナシステム)を組み込むと、製品の外形寸法に大きく影響しうる。
本発明の一部の実施態様は、本体部材とフリップ部材とを備えたユニバーサルシリアルバス(USB)モデム装置を提供する。フリップ部材はアンテナ素子を備え、ヒンジ軸線まわりに閉位置と開位置との間で動作するように回転可能に本体部材に結合される。本体部材に対して突出位置と後退位置との間で移動するようにUSBコネクタが動作可能に本体部材に取り付けられる。フリップ部材を開位置と閉位置との間で動作するとUSBコネクタが突出位置と後退位置との間で移動するように、フリップ部材とUSBコネクタとは本体部材のリンク機構によって結合される。
一部の実施態様において、USBモデム装置は、本体部材内に配置された回路基板と、回路基板上のモデム回路と、アンテナ素子をモデム回路に動作可能に結合するRF接続とを備える。USBコネクタを回路基板に固定的に接続し、回路基板とUSBコネクタとを共に突出位置と後退位置との間で直線的に移動させることもできる。アンテナ素子は、ループアンテナ、線状アンテナ、および/または同様のアンテナでもよい。
他の複数の実施態様においては、RF接続は、アンテナに動作可能に結合されるフリップ部材上の接点と、モデム回路に動作可能に結合される本体部材上の対応接点とを含む直接接続である。フリップ部材上の接点と本体部材上の対応接点とは、開位置においてのみ接触させることも、あるいは開位置および閉位置の両方で接触させることもできる。
さらに他の複数の実施態様においては、第1のアンテナと第2のアンテナとがフリップ部材に設けられる。フリップ部材は、第1および第2のアームを備える。第1のアームは、ヒンジ軸線から本体部材の第1の側に隣接してヒンジ軸線から離れた端部まで延在する。第1のアームは、第1のアンテナを備える。第2のアームは、ヒンジ軸線から本体部材の第2の側に隣接してヒンジ軸線から離れた、第1の側とは反対側の端部まで延在する。第2のアームは、第2のアンテナを備える。第1のアームの端部と第2のアームの端部との間に接続部材が延在する。閉位置において、接続部材は、本体部材の第1および第2の側の間に延在する本体部材の一方の端部に隣接した位置とされ、本体部材の当該端部にあるUSBコネクタ用開口部を覆う。USBコネクタ用開口部は、突出位置に突出するUSBコネクタが通る開口部である。フリップ部材上の接点は、第1のアンテナに動作可能に結合される第1の接点と第2のアンテナに結合される第2の接点とすることもでき、対応接点は、本体部材の第1の側の第1の対応接点と本体部材の第2の側の第2の対応接点とすることもできる。
他の複数の実施態様において、本体部材は、本体部材の当該端部に、USBコネクタ用開口部に隣接して、メモリカードスロットをさらに備える。接続部材は、閉位置においてメモリカードスロットを覆う。回路基板は、メモリカードスロットに挿入されたメモリカードに動作可能に連結するように構成されたメモリカード回路をさらに備える。
さらに他の複数の実施態様において、リンク機構は、ヒンジ軸線に沿って延在する、フリップ部材が固定的に連結される金属シャフトを備える。RF接続は、開位置および閉位置の両方で金属シャフトに接触するアンテナに動作可能に結合されるフリップ部材上の接点を含む直接接続である。フリップ部材上の接点は、ばね接点でもよい。
他の複数の実施態様において、RF接続は、アンテナに動作可能に結合されるフリップ部材上の第1の電極と、モデム回路に動作可能に結合される本体部材上の第2の電極とを含む容量結合である。開位置において、第1および第2の電極は、その間の直接接触なしに、容量結合される。第1の電極および第2の電極は、ヒンジ軸線に隣接させて中央に配置することもでき、閉位置および開位置において、第1および第2の電極を、その間の直接接触なしに、容量結合させることもできる。第1の電極および第2の電極をヒンジ軸線からオフセットした位置に配置し、開位置においてのみ、その間の直接接触なしに、容量結合させることもできる。
さらに他の複数の実施態様において、RF接続は、アンテナに動作可能に結合されるフリップ部材上の第1のコイルと、モデム回路に動作可能に結合される本体部材上の第2のコイルとを含む誘導結合である。開位置において、第1および第2の電極は、その間の直接接触なしに、誘導結合される。第1のコイルおよび第2のコイルをヒンジ軸線に隣接させて中央に配置し、閉位置および開位置において、その間の直接接触なしに、容量結合させることもできる。
他の複数の実施態様において、本体部材は、本体部材の当該端部に、USBコネクタ用開口部に隣接して、メモリカードスロットをさらに備える。閉位置において、接続部材はメモリカードスロットを覆う。回路基板は、メモリカードスロットに挿入されたメモリカードに動作可能に連結するように構成されたメモリカード回路をさらに備える。回路基板を第1の回路基板と、独立した第2の回路基板とにすることもできる。USBコネクタを第1の回路基板に接続し、モデム回路を第1の回路基板上に配置することもできる。メモリカード回路を第2の回路基板上に配置することもできる。第1の回路基板を第2の回路基板に電気的に接続することもできる。
さらに他の複数の実施態様において、リンク機構は、フリップ部材の開位置と閉位置との間での回動をUSBコネクタの突出位置と後退位置との間での直線動作に変換するラックおよび歯車機構である。ラックおよび歯車機構は、ヒンジ軸線まわりにフリップ部材と共に回転するようにフリップ部材に連結された歯車と摺動部材とを備えることもできる。摺動部材は、その上にラック部材を備える。ラック部材は歯車に噛合する。歯車の回転によりラック部材が直線的に駆動されたときにUSBコネクタと共に直線移動するように、摺動部材はUSBコネクタに連結される。
他の複数の実施態様において、ラックおよび歯車機構は、ヒンジ軸線まわりに第1のアームと共に回転するように本体部材の第1の側に隣接した第1のアームに連結された第1の歯車と、ヒンジ軸線まわりに第2のアームと共に回転するように本体部材の第2の側に隣接した第2のアームに連結された第2の歯車とを備える。摺動部材は、その上に第1および第2のラック部材を備える。第1のラック部材は第1の歯車に噛合し、第2のラック部材は第2の歯車に噛合する。第1の歯車の回転が第1のラック部材を直線的に駆動し、第2の歯車の回転が第2のラック部材を直線的に駆動したときにUSBコネクタと共に直線移動するように、摺動部材はUSBコネクタに連結される。
さらに他の複数の実施態様においては、電子装置を無線通信用に構成する方法が提供される。携帯型のUSBモデム装置は、アンテナ素子を備えたフリップ部材と、開位置へのフリップ部材の回転に伴って突出位置に直線移動するようにフリップ部材にリンクされたUSBコネクタとを備える。フリップ部材の閉位置において、フリップ部材は、USBコネクタが直線移動時に通る開口部を覆う。開口部を露出させ、USBコネクタを突出位置に突出させるには、フリップ部材を開位置に回転する。USBモデム装置を作動させ、USBモデム装置を介した無線通信用に電子装置を構成するには、突出したUSBコネクタを電子装置のUSBポートに挿入する。フリップ部材を回転することによって、アンテナ素子をUSBモデム装置のモデム回路に電子的に結合することもできる。
次に、本発明の例示的実施形態が示されている添付図面を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる形態で具現可能であり、本願明細書に記載の実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。これらの実施形態は、本開示を完全かつ徹底的なものにし、本発明の範囲が当業者に完全に伝わるように提供されるものである。同様の数字は同様の要素を一貫して指す。本願明細書において、用語「および/または」は、挙げられた1つ以上の関連項目のあらゆる組み合わせを、および如何なる組み合わせでも、含めるものとする。
本願明細書で使用されている用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、本発明を限定する意図はない。本願明細書において、単数形(「a」、「an」、および「the」)は、文脈が明らかに単数形を示している場合を除き、複数形も含むものとする。用語「備える/含む(comprises)」および/または「備える/備えた/含む(comprising)」は、本願明細書において使用される場合、記載された特徴、整数、ステップ、動作、要素、および/または構成要素の存在を示すものであり、他の1つ以上の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および/またはこれらのグループの存在または追加を排除するものではないことをさらに理解されるであろう。本願明細書においては、さまざまな要素を説明するために第1、第2等の用語が用いられることがあるが、これらの要素はこれらの用語によって限定されるものではないことも理解されるであろう。これらの用語は、1つの要素を別の要素から区別するためにのみ用いられている。
特に定義されていない限り、本願明細書で使用されているあらゆる用語(技術および科学用語を含む)は、本発明が属する技術分野の当業者が一般に理解する意味と同じ意味を有する。一般に使用されている辞書に定義されているような用語は、本願明細書および関連技術の文脈においてそれぞれの意味と一致した意味を有するものとして解釈されるべきであり、本願明細書において明示的に定義されていない限り、理想的な、または過度に正式な、意味では解釈されないことをさらに理解されるであろう。
本発明の一部の実施形態は、製品の機械的寸法を極めて小型化しうる一体化された摺動式USB機構とフリップアンテナ組立体(本願明細書においては「フリップ部材」とも呼称)との固有の組み合わせを提供する。
本発明の一部の実施形態は、後退可能なUSBコネクタが一体化されたフリップアンテナ組立体を備えた装置を提供する。後退可能なUSBコネクタとフリップアンテナとを備えたこのようなモデム装置(ドングル)の一部の実施形態について、図1Aから図12Cを参照しながらさらに説明する。なお、USB接点の機械的摺動動作を実現する方法はいくつか存在するが、本願明細書においては1つの選択肢(ラックおよび歯車機構の使用)について図を参照しながら説明する。ただし、本発明は、USBコネクタを突出(開)位置と後退(閉)位置との間で移動させるように可動アンテナをモデム装置の本体に連結するために、ラックおよび歯車機構の使用にのみ限定されるものではないことを理解されるであろう。同様に、これらの図に表されているいくつかの一般概念(直接接続、誘導結合、および容量結合等)を用いてアンテナ/RF接続を実現する方法はいくつか存在する。したがって、このような接続は、オフセット接点、中央接点、容量結合、および/または誘導結合を含みうる。ただし、本発明は、これらの図に説明のために示された種類の接続に限定されるものではない。
図1Aから図1Cは、本発明の一部の実施形態によるUSBモデム装置の側面図を示す。図1Aは、閉(後退)位置に収納されたUSBコネクタを示す。図1Cは、開/連結位置に回転されたUSBコネクタを示す。この位置において、アンテナ素子はUSBモデム装置の内部回路に連結(動作可能に結合)される。図1Bは、中間位置にあるUSBコネクタを示す。
図1Aから分かるように、USBモデム装置100は、本体部材110とフリップ部材120とを備える。フリップ部材120は、図1Aに示す閉位置と図1Cに示す開位置との間でヒンジ軸線122を中心に回動するように回転可能に本体部材110に連結される。図1Aから図1Cの実施形態には、本体部材110上のカバー112も示されている。図1Bは、図1Aの閉位置と図1Cの開位置との間を移行中のフリップ部材120を示す。
図1Cから分かるように、フリップ部材120を開位置に移動すると、USBコネクタ130が方向132に直線的に突出する。したがって、USBコネクタ130は、図1Cに示されているように、本体部材110の内側からその突出位置に突出する。この状態のUSBコネクタ130を電子装置等のUSBポートに差し込むことによって、電子装置に無線通信能力を提供することもできる。本願明細書においてさらに説明するように、フリップ部材120を図1Cの開位置に移動することによって、さらにフリップ部材120の1つ以上のアンテナ素子を本体部材110の内部のモデム回路に動作可能に結合することもできる。
図2は、閉(収納)位置にあるフリップカバー/アンテナ組立体がUSBモデム装置の本体の一方の端部にあるUSBポートとSIM/メモリカードスロットを覆っているときの本発明の一部の実施形態によるUSBモデム装置の斜視図である。枢支点を中心に回転可能に本体に連結されたフリップカバー/アンテナ組立体(「フリップ部材」)が示されている。図3は、図2のUSBモデム装置が開位置にあるときの斜視図であり、アンテナ素子が連結され、USBコネクタが突出位置にある。図3には、USBモデム装置の本体の同じ端部にある、USBコネクタの上方のSIM/メモリカードスロットが示されている。
図2および図3の実施形態について示されているように、USBモデム装置200は、本体部材210と、フリップ部材220と、USBコネクタ230とを備える。本体部材210上に配置されたカバー212も示されている。フリップ部材220は、ヒンジ軸線222まわりに図2に示す閉位置と図3に示す開位置との間で移動するように回転可能に本体部材210に連結される。ヒンジ軸線222は、本体部材210の幅方向に本体部材210の第1の側210aから本体部材210の第2の側210bまで延在する。本願明細書でさらに後で説明するように、USBコネクタ230を用いてUSBモデム装置200を電子装置に動作可能に結合したときに電子装置による無線通信が可能になるように、フリップ部材220は、少なくとも図3の開位置において本体部材210の内部のモデム回路に動作可能に結合される1つ以上のアンテナ素子を備えることを理解されるであろう。
図1Aから図1Cの実施形態と同様に、フリップ部材220を図2の閉位置から図3の開位置に回動したときにUSBコネクタ230が本体部材220内の後退位置から図3に示すような突出位置に直線的に突出するように、フリップ部材220は本体部材210内のリンク機構を介してUSBコネクタ230に連結される。より具体的には、USBコネクタ230は、本体部材210の一方の端部210cにある開口部218を通って突出する。端部210cの開口部218は、図2に示すように、フリップ部材の閉位置においては、フリップ部材220によって覆われる。
図3には、本体部材210の端部210cにあるメモリカードスロット258も示されている。メモリカードスロット258は、USBコネクタ230に隣接して端部210cに沿って延在し、図2に示すように閉位置にあるフリップ部材220によって覆われる。SIM等のメモリカードをメモリカードスロット258に挿入することもできる。このようなメモリカードは、さまざまな用途のための増設メモリを本体部材210に内蔵されているさまざまな回路に増設するために使用することもでき、あるいはこのような挿入式増設メモリカード装置を必要とする回路動作を可能にするために使用することもできる。
図2および図3の実施形態から分かるように、フリップ部材220は、第1のアーム226と第2のアーム224とを含む。第1のアーム226は、ヒンジ軸線222から本体部材210の第1の側210aに隣接して延在する。第2のアーム224は、ヒンジ軸線222から本体部材の第2の側210bに隣接して延在する。第1および第2のアーム226、224のヒンジ軸線222から離れた側の端部は、アーム224、226間に延在する接続部材228によって接合される。図2の閉位置において、接続部材228は、上記のようにUSBコネクタ用開口部218とメモリカードスロット258とを覆うために、本体部材210の端部210cに隣接した位置とされる。
図4および図5は、リンク機構を示すためにカバー212が外された、図3のUSBモデム装置200の斜視図である。このリンク機構は、図4の閉位置から図5の開位置へのフリップ部材220の回動をUSBコネクタ230を図4の後退位置から図5の突出位置に突出させる直線動作に変換するように構成されたラックおよび歯車機構240として示されている。図4および図5には、USBコネクタ230と共に直線的に移動するプリント回路基板(PCB)239に連結されたUSBコネクタ230が示されている。ただし、PCB239は、モデム回路および/または同様の回路を備えうるが、USBコネクタ230と共に移動させず、固定位置に保持しておくこともできる。図4および図5に示されているPCB239の上方に第2のPCB239’を設け、メモリカードスロット258に挿入されたSIM/メモリカードを第2のPCB239’に接続しうることを理解されるであろう。第2の回路基板239’は、例えば、メモリカードスロット218に挿入されたメモリカードに動作可能に結合されるメモリカード回路をその上に搭載することもできる。2つのPCB239、239’を、例えば可撓性フィルムコネクタ、ケーブル、および/または同様の手段によって、動作可能に結合することもできる。第2のPCB239’を、例えば本体部材210に、固定的に接続し、USBコネクタ230の後退/突出時に第1のPCB239を第2のPCB239’に対して移動させることもできる。
図6は、本発明の一部の実施形態による図3〜図5のUSBモデム装置200のラックおよび歯車機構240を示す斜視図である。図4〜図6の実施形態から分かるように、USBコネクタ230は回路基板239に固定的に接続され、回路基板239とUSBコネクタ230とは図5に示すUSBコネクタ230の突出位置と図4に示すUSBコネクタ230の後退位置との間で方向232(図6)に直線的に移動する。USBコネクタ230とPCB239とは、ヒンジ軸線222まわりに回転する歯車242a、242bによって駆動される摺動部材244に取り付けられる。
図4および図5に示すような実施形態において、PCB239は摺動部材244の内側に配置され、対応するクリップ248a、248bによって保持される。ラックおよび歯車組立体240とPCB239とは本体210の空洞211内に配置される。歯車242a、242bはフリップ組立体220に連結され、ヒンジ軸線222まわりにフリップ組立体220と共に回転する。このような配置が歯車242a、242bをヒンジ軸線222上に配置することによって示されているが、本発明はこのような直接リンク構成に限定されないことを理解されるであろう。
図6において最もよく分かるように、摺動部材244は、その上に第1および第2のラック部材246a、246bを備える。ラック246a、246bはそれぞれ対応する歯車242a、242bに噛合する。このように、PCB239は、その上に固着されたUSBコネクタ230と共に、摺動部材244に取り付けられるので、摺動部材244はUSBコネクタ230に連結され、歯車242a、242bの回転が対応するラック部材246a、246bを駆動すると、摺動部材244はUSBコネクタ230と共に直線移動する。したがって、リンク機構240は、閉位置と開位置との間でのフリップ部材220の回転を後退位置と突出位置との間でのUSBコネクタ230の所望の直進に変換する。
図6の各実施形態には第1および第2の歯車(ピニオン)とこれらの歯車に対応する第1および第2のラック部材を備えた単一の摺動部材とが示されているが、一部の実施形態においては単一の歯車およびラック部材を設けうることを理解されるであろう。ただし、図6の複式歯車方式の方が動作中にかじりを起こしにくい。
図6のラックおよび歯車機構240には、歯車242aおよび242bの間に延在する金属シャフト245も示されている。本願明細書において後で説明するように、金属シャフト245は、その内部でアンテナに動作可能に結合されるフリップ組立体220上の接点とのRF接続の一部として機能しうる。このような直接接点は、フリップ部材220の開位置および閉位置の両方で電気的な接触状態に維持されうる。例えば、フリップ組立体上の接点は、金属シャフト245に連結するばね接点でもよい。
図7Aから図12Cは、本発明のさまざまな実施形態によるアンテナRF接続構成を示す。図7A〜図7Cは、接点が中央に(枢支点/ヒンジ軸線に隣接して)配置された直接接点を示す。このフリップカバー/アンテナ組立体には、USBモデム装置の本体のそれぞれの側でヒンジ軸線に位置合わせされた中央接点からそれぞれ延在する一対の線状アンテナ素子が図示されている。図7A〜図7Cには、本発明の一部の実施形態を説明する目的で線状アンテナ素子が図示されているが、本発明の一部の実施形態においては他の種類のアンテナ、例えばループアンテナ、モノポールアンテナ、および/または同様のアンテナ等、を使用することもでき、これらのアンテナも本願明細書において線状アンテナ素子に言及して説明したように一般にUSBモデム装置において機能しうることを理解されるであろう。図7Aは、フリップカバー/アンテナ組立体が閉(収納)位置にあるときの側面図であり、図7Bは斜視図である。図7Cは、フリップカバー/アンテナ組立体が連結(開)位置にあり、USBコネクタが突出位置にあるときの斜視図である。直接接点は、例えば、金属シャフトとの硬質接点および/またはばね接点等でもよく、以下にさらに説明するようにヒンジ軸線の片側または両側にRF接続を設けることもできる。
図7Aから図7Cに示すように、USBモデム装置300は、本体部材310とフリップ部材320とを備える。カバー312が本体部材310に設けられる。フリップ部材320は、ヒンジ軸線322まわりに回動するように枢動可能に本体部材310に連結される。図7Aから図7Cの実施形態には、ヒンジ軸線322に隣接して中央に配置された直接RF接続接点364が模式的に示されている。接点364は、フリップ部材320の第1のアーム326に配置されたアンテナ360を本体部材310の内部のモデム回路に動作可能に結合するRF接続をもたらす。図7Aから図7Cの実施形態においてアンテナ360は線状アンテナとして図示され、フリップ部材320の第2のアーム324に延在する第2の線状アンテナ362が図示されている。図7Aから図7Cには線状アンテナ360、362が模式的に示されているが、一部の実施形態においては、線状アンテナ360、362をフリップ部材320に埋め込んでUSBモデム装置300の使用者に見えないようにすることもできることを理解されるであろう。さらに、線状アンテナとして図示されているが、本発明は、フリップ部材320に含まれた線状アンテナの使用に限定されるものではない。さらに、本体部材310の両側でそれぞれRF接続を形成する接点に結合しうる一対のアンテナ360、362が図示されているが、一部の実施形態においては、単一のアンテナまたは2つを超える数のアンテナをフリップ部材320に設けることもできる。
図7Bおよび図7Cにも示されているように、線状アンテナ360、362は、ヒンジ軸線322から離れたフリップ部材320の端部においてフリップ部材320の第1および第2のアーム326、324を接続する接続部材328に食い込む部分を含むこともできる。図7Cにおいて分かるように、USBモデム装置300は、本体部材310の開口部318を通って突出位置と後退位置との間で移動するUSBコネクタ330と、開口部318に隣接したメモリカードスロット358とをさらに備える。これらの特徴は、同様の参照符号が付けられた上記要素(230、330、その他)に言及して説明したのとほぼ同じ方法で機能しうる。
RF接続直接接点364は、アンテナ360に動作可能に結合されるフリップ部材320上の接点と、本体部材310の内部のモデム回路に動作可能に結合される本体部材310上の対応接点とを備えうることも理解されるであろう。図7Aから図7Cに示す実施形態の場合、それぞれの接点を相互に接触させることによって図7Bおよび図7Cの閉位置と開位置の両方において電気的接続をもたらしうるが、他の実施形態においては、図10Aから図12Cに示すさまざまなオフセット接点の実施形態に言及して説明するように、開位置においてのみ電気的接続がもたらされる。
図8Aおよび図8Bは、本発明の一部の実施形態による容量結合を示す斜視図である。図8Aおよび図8Bの実施形態においては、RF接続を任意形状の一対の金属パッドを介して容量結合により(2つのパッド間に金属接点なしに)行いうる。これらのパッドは、ヒンジ軸線の中心に合わせることも、ヒンジ軸線からオフセットすることもできる。容量結合は、ヒンジ軸線の片側または両側で行いうる。
図8Aおよび図8Bの実施形態に示すように、USBモデム装置400は、本体部材410と、フリップ部材420と、USBコネクタ430とを備える。これらは、図2から図6の実施形態において同様の参照符号が付けられた要素に言及して上で説明したのとほぼ同様に機能しうる。同様に、本体部材410は、その一方の端部にUSBコネクタ430が突出時に通過する開口部418とこれに隣接したメモリカードスロット458とを備えたものとして図示されている。フリップ部材420は、第1および第2のアーム424、426と、その間に延在する接続部材428とを備えたものとして図示されている。図8Bには、線状アンテナ素子460も模式的に図示されている。本発明のさまざまな実施形態においては線状アンテナ以外のアンテナまたは増設アンテナ素子も使用しうることを理解されるであろう。
図8Aおよび図8Bの実施形態は、図7Aから図7Cの実施形態と異なり、アンテナ素子460は本体部材410内のモデム回路に容量結合される。図8Aおよび図8Bに模式的に示されているように、容量結合RF接続は、アンテナ460に動作可能に結合されるフリップ組立体420上の第1の電極472と、本体部材410の内部のモデム回路(図8Aおよび図8Bには不図示)に動作可能に結合される本体部材410上の第2の電極470とを含む。電極470、472は、その間の直接接触なしに、容量結合される。図8Aおよび図8Bにおいて電極470、472はオフセットされたものとして図示されているが、開位置と閉位置の両方でRF接続をもたらすために電極470、472を中央に配置することも、あるいは図8Aおよび図8Bに示すフリップ部材420の開位置においてのみ容量結合をもたらすように電極470、472をオフセットすることもできる。また、図8Aおよび図8Bには一対の電極470、472のみが図示されているが、容量結合を複数位置でもたらすために、同様に配置された一対の対応電極を本体部材の反対側とフリップ部材420の別のアームとに設けることもできる。一部の実施形態においては、これらの容量結合の各々をフリップ部材420に含まれたそれぞれ別のアンテナ素子に対応付けることもできる。
図9Aおよび図9Bは、本発明の一部の実施形態による誘導結合を示す斜視図である。図9Aおよび図9Bの実施形態においては、一対の金属製コイル(任意の巻き数)を介して誘導結合によって(2つのコイル間に金属接点なしに)RF接続を行いうる。これらのコイルは、中心をヒンジ軸線に合わせることも、ヒンジ軸線からオフセットすることもできる。誘導結合は、ヒンジ軸線の片側または両側で行いうる。
USBモデム装置500は、本体部材510と、フリップ部材520と、USBコネクタ530とを備える。これらは、図2〜図6を参照して同様の参照符号が付けられた要素に言及して説明したのとほぼ同様に機能しうる。同様に、本体部材510の一方の端部にはUSBコネクタが直線的に移動するときに通る開口部518が図示され、その端部にはUSBコネクタ530に隣接してメモリカードスロット558が図示されている。同様に、図示されているフリップ部材520は、第1および第2のアーム524、526と、その間に延在する接続部材528とを含む。
図9Aおよび図9Bの実施形態は、前に説明した実施形態と異なり、アンテナ素子560はループアンテナとして図9Bに示されている。また、アンテナ素子560と本体部材520の内部のモデム回路(図示せず)との間に誘導結合をもたらすRF接続は、フリップ部材520上の第1のコイル582と、モデム回路に動作可能に結合される本体部材510上の第2のコイル580とを含む。第1および第2の電極582、580は、図9Aおよび図9Bに示されている少なくとも開位置において、その間の直接接触なしに、誘導結合される。図9Aおよび図9Bの実施形態に示されているように、コイル580、582はヒンジ軸線522に隣接して中央に配置され、フリップ部材520の閉位置および開位置の両方において、コイル580、582間の直接接触なしに、容量結合されうる。ただし、図9Aおよび図9Bに示すフリップ部材520の開位置においてのみ誘導結合されるオフセットされたコイルも使用しうることを理解されるであろう。
図10A〜図10C、図11A〜図11C、および図12A〜図12Cは、本発明の一部の実施形態によるオフセット接点を示す。図10Aおよび図10Cは側面図であり、接点を図示するために図10Cにはフリップカバー/アンテナ組立体が図示されていない。図10Bは、フリップカバー/アンテナ組立体内の2つの線状アンテナと、閉(収納)位置にあるフリップカバー/アンテナ組立体とを示す斜視図である。図11A〜図11Cは、図10A〜図10Cの接点配置の上面図である。図11Aおよび図11Bには、閉(収納)位置のフリップカバー/アンテナ組立体が図示され、図11Cには開(連結)位置が示されている。図12A〜図12Cは、図10A〜図10Cおよび図11A〜図11CのUSBモデム装置の側面図である。図12Aには、閉(収納)位置にあるフリップカバー/アンテナ組立体が示され、図12Cには、開(連結)位置に回転してUSBコネクタが突出位置にあるフリップカバー/アンテナ組立体が示され、図12Bには、中間位置にあるフリップカバー/アンテナ組立体が示されている。
図10A〜図12Cの実施形態に示されているように、USBモデム装置600は、本体部材610と、フリップ部材620と、USBコネクタ630とを備える。カバー612が本体部材610上に示されている。フリップ部材620は、第1および第2のアーム624、626と、アーム624、626の両端間に延在する接続部材628とを備えたものとして図示されている。図10A〜図12Cの実施形態のこれらの特徴は、図2〜図6の同様の参照符号が付けられた要素に言及して説明したのとほぼ同様に機能しうるので、本願明細書においてこれ以上説明する必要はない。
図10A〜図12Cの説明図は、フリップ部材620の第1のアーム626に配置された第1の線状アンテナ660aおよび第2の線状アンテナ660bへのオフセット接点配置を示す。それぞれの接点部分661aおよび661bが線状アンテナ660a、660b上に示されている。線状アンテナ660a、660bの説明図は、オフセット接点配置を説明するために、模式的であることを理解されるであろう。図10A〜図12Cの実施形態には、オフセットRF接続接点664aおよび664bも示されている。図11Bにおいて分かるように、フリップ部材620のアーム624内のアンテナ素子への接続用に、対応する一対のオフセット接点668a、668bを本体部材610の反対側に備えることもできる。アーム624内のアンテナ素子662a等の1つ以上のアンテナに関連した接点668b、668aの作用は、接点664aおよび664bに言及して説明するのとほぼ同様に展開されうるので、接点668a、668bについては本願明細書においてこれ以上説明する必要はない。
図10A〜図12Cの実施形態について図示されているように、線状アンテナ660aおよび660bと本体部材610内の対応するモデム回路との間のRF接続は、図11Cおよび図12Cに示されているフリップ部材620の開位置においてのみもたらされ、フリップ部材620の閉位置においてはもたらされない。図10Cおよび図12Cを参照すると最もよく分かるように、図12Cに示されているフリップ部材620の開位置において、それぞれの接点部分661aは本体部材610の接点664aに位置合わせされて接続を形成し、アンテナ660bに対応付けられた接点661bは本体部材610の接点664bに位置合わせされて接続を形成する。このように、フリップ部材620が図12Cの開位置にあるときにのみ、図10Bで下側にある線状アンテナ素子660bは、ヒンジ軸線に近い方の図10Cのオフセット接点664bに連結し、上側の線状アンテナ660aはヒンジ軸線から遠い方のオフセット接点664aに連結する。したがって、開位置においてのみRF接続がなされる配置をもたらしうる。この接続関係は、本願明細書において先に説明したように、直接接続、容量結合、または誘導結合でもよい。
次に、本発明の一部の実施形態による電子装置を無線通信用に構成する方法について図13のフローチャート図を参照しながら説明する。図13に示されている実施形態の場合、最初にブロック1300において、アンテナ素子付きのフリップ部材を備えた携帯型のUSBモデム装置を用意する。携帯型のUSBモデム装置は、フリップ部材を開位置に回転したときに突出位置に直線移動するようにフリップ部材にリンクされたUSBコネクタをさらに備える。フリップ部材が閉位置にあるとき、フリップ部材は、USBコネクタが直線移動時に通る開口部を覆う。
開口部を露出させ、USBコネクタをその突出位置に突出させるには、フリップ部材を開位置に回転する(ブロック1310)。USBモデム装置を作動させ、USBモデム装置を介した無線通信用に電子装置を構成するには、突出したUSBコネクタを電子装置のUSBポートに挿入する(ブロック1320)。上で説明したように、開位置においてのみアンテナ素子が結合される本発明の一部の実施形態においては、ブロック1310でのフリップ部材の回転により、さらにアンテナ素子をUSBモデム装置のモデム回路に電子的に結合することもできる。
図面および明細書において、本発明の実施形態を開示し、具体的な用語を使用しているが、これらの用語は、限定のためではなく、包括的かつ説明的な意味で使用されているものであり、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲に明記されている。
Claims (23)
- 本体部材と、
アンテナ素子を備え、ヒンジ軸線まわりに閉位置と開位置との間で移動するように回転可能に前記本体部材に結合されたフリップ部材と、
前記本体部材に対して突出位置と後退位置との間で移動するように前記本体部材内に動作可能に取り付けられたUSBコネクタと、
前記開位置と前記閉位置との間での前記フリップ部材の動作により前記USBコネクタが前記突出位置と前記後退位置との間で移動するように前記フリップ部材と前記USBコネクタとを結合する前記本体部材のリンク機構と、を備えるユニバーサルシリアルバス(USB)モデム装置。 - 前記本体部材内に配置された回路基板と、
前記回路基板のモデム回路と、
前記アンテナ素子を前記モデム回路に動作可能に結合するRF接続と、をさらに備える、請求項1に記載のUSBモデム装置。 - 前記USBコネクタは前記回路基板に固定的に接続され、前記回路基板と前記USBコネクタとは共に前記突出位置と前記後退位置との間で直線的に移動する、請求項2に記載のUSBモデム装置。
- 前記RF接続は、前記アンテナ素子に動作可能に結合される前記フリップ部材の接点と、前記モデム回路に動作可能に結合される前記本体部材の対応接点とを含む直接接続を含み、前記フリップ部材の前記接点と前記本体部材の前記対応接点とは前記開位置においてのみ接触する、請求項2に記載のUSBモデム装置。
- 前記アンテナ素子は第1のアンテナと第2のアンテナとを備え、前記フリップ部材は、
前記ヒンジ軸線から前記本体部材の第1の側に隣接して前記ヒンジ軸線から離れた端部まで延在し、前記第1のアンテナを備えた第1のアームと、
前記ヒンジ軸線から前記本体部材の第2の側に隣接して前記ヒンジ軸線から離れた、前記第1の側とは反対側の端部まで延在し、前記第2のアンテナを備えた第2のアームと、
前記第1のアームの前記端部と前記第2のアームの前記端部との間に延在し、前記閉位置において前記本体部材の前記第1および第2の側の間に延在する前記本体部材の端部に隣接した位置とされ、前記突出位置に突出する前記USBコネクタが通る前記本体部材の前記端部にあるUSBコネクタ用開口部を覆う接続部材と、を備え、
前記フリップ部材の前記接点は、前記第1のアンテナに動作可能に結合される第1の接点と、前記第2のアンテナに結合される第2の接点とを備え、前記対応接点は、前記本体部材の前記第1の側の第1の対応接点と前記本体部材の前記第2の側の第2の対応接点とを備える、請求項4に記載のUSBモデム装置。 - 前記本体部材は、前記本体部材の前記端部に前記USBコネクタ用開口部に隣接してメモリカードスロットをさらに備え、前記閉位置において前記接続部材は前記メモリカードスロットを覆い、前記回路基板は前記メモリカードスロットに挿入されたメモリカードに動作可能に連結するように構成されたメモリカード回路をさらに備える、請求項5に記載のUSBモデム装置。
- 前記リンク機構は、前記フリップ部材が固定的に連結される前記ヒンジ軸線に沿って延在する金属シャフトを備え、前記RF接続は、前記開位置および前記閉位置の両方で前記金属シャフトに接触する前記アンテナ素子に動作可能に結合される前記フリップ部材の接点を含む直接接続を含む、請求項2に記載のUSBモデム装置。
- 前記フリップ部材の前記接点はばね接点を備える、請求項7に記載のUSBモデム装置。
- 前記RF接続は、前記アンテナ素子に動作可能に結合される前記フリップ部材の第1の電極と前記モデム回路に動作可能に結合される前記本体部材の第2の電極とを含む容量結合を含み、前記開位置において前記第1および第2の電極は、その間の直接接触なしに、容量結合される、請求項2に記載のUSBモデム装置。
- 前記第1の電極および前記第2の電極は、前記ヒンジ軸線に隣接して中央に配置され、前記閉位置および前記開位置において前記第1および第2の電極は、その間の直接接触なしに、容量結合される、請求項9に記載のUSBモデム装置。
- 前記第1の電極および前記第2の電極は前記ヒンジ軸線からオフセットした位置に配置され、前記開位置においてのみ前記第1および第2の電極は、その間の直接接触なしに、容量結合される、請求項9に記載のUSBモデム装置。
- 前記RF接続は、前記アンテナ素子に動作可能に結合される前記フリップ部材の第1のコイルと、前記モデム回路に動作可能に結合される前記本体部材の第2のコイルとを含む誘導結合を含み、前記開位置において前記第1および第2の電極は、その間の直接接触なしに、誘導結合される、請求項2に記載のUSBモデム装置。
- 前記第1のコイルおよび前記第2のコイルは前記ヒンジ軸線に隣接して中央に配置され、前記閉位置および前記開位置において前記第1および第2のコイルは、その間の直接接触なしに、容量結合される、請求項12に記載のUSBモデム装置。
- 前記アンテナ素子はループアンテナを備える、請求項12に記載のUSBモデム装置。
- 前記アンテナ素子は第1のアンテナと第2のアンテナとを備え、前記フリップ部材は、
前記ヒンジ軸線から前記本体部材の第1の側に隣接して前記ヒンジ軸線から離れた端部まで延在する第1のアームであって、前記第1のアンテナを備えた第1のアームと、
前記ヒンジ軸線から前記本体部材の前記第1の側とは反対側の第2の側に隣接して前記ヒンジ軸線から離れた端部まで延在する第2のアームであって、前記第2のアンテナを備えた第2のアームと、
前記第1のアームの前記端部と前記第2のアームの前記端部との間に延在する接続部材であって、前記閉位置において前記接続部材は前記本体部材の前記第1および第2の側の間に延在する前記本体部材の端部に隣接した位置とされ、前記突出位置に突出する前記USBコネクタが通る前記本体部材の前記端部にあるUSBコネクタ用開口部を覆い、前記後退位置において前記USBコネクタは前記本体部材内に完全に収容され、前記接続部材が前記USBコネクタ用開口部を覆う、請求項2に記載のUSBモデム装置。 - 前記本体部材は、前記本体部材の前記端部に前記USBコネクタ用開口部に隣接してメモリカードスロットをさらに備え、前記閉位置において前記接続部材は前記メモリカードスロットを覆い、前記回路基板は前記メモリカードスロットに挿入されたメモリカードと動作可能に連結するように構成されたメモリカード回路をさらに備える、請求項15に記載のUSBモデム装置。
- 前記回路基板は第1の回路基板と、独立した第2の回路基板とを備え、前記USBコネクタは、前記第1の回路基板に接続され、前記モデム回路は前記第1の回路基板上にあり、前記メモリカード回路は前記第2の回路基板上にあり、前記第1の回路基板は前記第2の回路基板に電気的に接続される、請求項16に記載のUSBモデム装置。
- 前記リンク機構は、前記フリップ部材の前記開位置と閉位置との間での回動を前記USBコネクタの前記突出位置と前記後退位置との間での直線動作に変換するラックおよび歯車機構を備える、請求項16に記載のUSBモデム装置。
- 前記ラックおよび歯車機構は、
前記ヒンジ軸線まわりに前記フリップ部材と共に回転するように前記フリップ部材に連結された歯車と、
前記歯車に噛合するラック部材を備え、前記歯車の回転が前記ラック部材を直線的に駆動したときに前記USBコネクタと共に直線移動するように前記USBコネクタに連結された摺動部材と、を備える、請求項18に記載のUSBモデム装置。 - 前記ラックおよび歯車機構は、
前記本体部材の前記第1の側に隣接した前記第1のアームと共に前記ヒンジ軸線まわりに回転するように前記第1のアームに連結された第1の歯車と、
前記本体部材の前記第2の側に隣接した前記第2のアームと共に前記ヒンジ軸線まわりに回転するように前記第2のアームに連結された第2の歯車と、
前記第1の歯車に噛合した第1のラック部材と前記第2の歯車に噛合した第2のラック部材とを備え、前記第1の歯車の回転が前記第1のラック部材を直線的に駆動し、前記第2の歯車の回転が前記第2のラック部材を直線的に駆動したときに前記USBコネクタと共に直線移動するように前記USBコネクタに連結された摺動部材と、を備える、請求項18に記載のUSBモデム装置。 - 前記リンク機構は、前記フリップ部材の前記開位置と前記閉位置との間での回動を前記USBコネクタの前記突出位置と後退位置との間での直線動作に変換するラックおよび歯車機構を備える、請求項1に記載のUSBモデム装置。
- 電子装置を無線通信用に構成する方法であって、
アンテナ素子を備えたフリップ部材と、前記フリップ部材の開位置への回転に伴い突出位置に直線移動するように前記フリップ部材にリンクされたUSBコネクタとを備えた携帯型のUSBモデム装置を用意するステップであって、前記フリップ部材の閉位置において前記フリップ部材は前記USBコネクタが直線移動時に通る開口部を覆う、ステップと、
前記開口部を露出させ、前記USBコネクタを前記突出位置に突出させるために前記フリップ部材を前記開位置に回転するステップと、
前記USBモデム装置を作動させ、前記USBモデム装置を介した無線通信用に前記電子装置を構成するために、前記突出したUSBコネクタを前記電子装置のUSBポートに挿入するステップと、を含む方法。 - 前記フリップ部材を回転すると前記アンテナ素子が前記USBモデム装置のモデム回路に電子的に結合される、請求項22に記載の方法。
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