(57)【要約】【課題】ラップトップ・コンピュータなどのコンピューティング・デバイスと共に使用されるアンテナを提供すること。【解決手段】一実施形態では、アンテナは、コンピューティング・デバイスの金属カバー上に一体的に形成される。もう１つの実施形態では、アンテナは、ラップトップ・デバイスのディスプレイ・ユニットの金属カバー上に一体的に形成される。たとえば、１つまたは複数のアンテナが、ディスプレイ・ユニットの金属カバーの１つまたは複数の曲がった縁（側壁）（すなわち、ＬＣＤユニットの平面に垂直である、カバーの側面）に一体的に形成される。他の実施形態では、１つまたは複数のアンテナが、ディスプレイ・ユニットの金属カバー上でＬＣＤと側壁の間の区域に一体的に形成される。
2006527941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピューティング・デバイスの金属カバー上に一体的に形成されたアンテナ。
【請求項２】
前記アンテナは、周波数帯内の共振周波数を有するシングルバンド・アンテナである、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記アンテナは、少なくとも１つのスロット要素または逆Ｆ字要素のいずれかを含む、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記アンテナは、第１周波数帯内の第１共振周波数を有する第１要素と、第２周波数帯内の第２共振周波数を有する第２要素とを含むデュアルバンド・アンテナである、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記第１要素が、信号フィードに接続される、請求項４に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記第１要素が、逆Ｆ字要素または少なくとも１つのスロット要素のいずれかを含み、前記第２要素が、少なくとも１つのスロット要素または逆Ｌ字要素のいずれかを含む、請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記アンテナは、第１周波数帯内の第１共振周波数を有する第１要素と、第２周波数帯内の第２共振周波数を有する第２要素と、第３周波数帯内の第３共振周波数を有する第３要素とを含むトライバンド・アンテナである、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記第１の、第２の、および第３の要素が、スロット要素である、請求項７に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記３つのスロット要素が、互いに隣接して形成され、中央スロット要素が、信号フィードに接続される、請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１０】
ディスプレイ・スクリーンおよび金属ディスプレイ・カバーを含むディスプレイ・ユニットと、請求項１ないし９のいずれか一項に記載のアンテナとを含むコンピューティング・デバイスであって、前記アンテナが、前記ディスプレイ・ユニットの前記金属カバー上に一体的に形成される、コンピューティング・デバイス。
【請求項１１】
金属ディスプレイ・カバーが、前記ディスプレイ・スクリーンの平面に垂直な第１側壁と、前記ディスプレイ・スクリーンの前記平面に平行な第２側壁とを含み、前記アンテナが、前記第１のまたは第２の側壁のうちの１つに一体的に形成される、請求項１０に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的に、ラップトップ・コンピュータなどのコンピューティング・デバイスと共に使用されるアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピューティング・デバイス（たとえば、ポータブル・ラップトップ・コンピュータ）と他のコンピューティング・デバイス（ラップトップ機、サーバなど）、周辺機器（たとえば、プリンタ、マウス、キーボードなど）、または通信デバイス（モデム、スマート・ホンなど）との間のワイヤレス接続をもたらすために、そのようなデバイスにアンテナを装備させることが必要である。たとえば、ポータブル・ラップトップ・コンピュータの場合、アンテナを、デバイスの外部に置くか、デバイス内に一体化する（組み込む）（たとえば、ディスプレイ・ユニットに組み込む）ことができる。
【０００３】
たとえば、図１は、ラップトップ・コンピュータの外部アンテナのさまざまな従来の形態を示す図である。たとえば、アンテナ（１００）を、ラップトップ機のディスプレイ・ユニットの頂部に置くことができる。その代わりに、アンテナ（１０１）を、ＰＣカード（１０２）に置くことができる。このラップトップ・コンピュータは、非常によいＲＦ（無線周波数）クリアランスに起因して、アンテナがディスプレイの頂部に取り付けられたときに最適のワイヤレス接続能をもたらす。しかし、たとえば、高い製造コスト、起こり得るアンテナの強度の減少（たとえば、ＰＣカード・アンテナ（１０２））、損傷の受けやすさ、およびアンテナに起因するラップトップ機の外見に対する影響を含めて、外部アンテナを有するラップトップ設計に関連する欠点がある。
【０００４】
他の従来のラップトップ・アンテナ設計には、１つまたは複数のアンテナがラップトップ機内に一体で作られる（組込みアンテナ）組込み設計が含まれる。たとえば、図２に、１つまたは複数のアンテナ（２００、２０１、２０２）（たとえば、ホイップ風またはスロット組込みアンテナ）がラップトップ・ディスプレイに組み込まれた、従来の組込みアンテナ実装を示す。１つの従来の形態では、２つのアンテナが、通常使用される（１つのアンテナを実装した応用例が可能ではあるが）。具体的に言うと、２つの組込みアンテナ（２００、２０１）を、ディスプレイの左右の縁に置くことができる。２つのアンテナ（１つのアンテナではなく）を使用することによって、ある方向でディスプレイによって引き起こされる妨害が減り、ワイヤレス通信システムに空間ダイバーシチがもたらされる。
【０００５】
もう１つの従来の構成では、１つのアンテナ（２００または２０１）が、ディスプレイの１辺に配置され、第２のアンテナ（２０２）が、ディスプレイの上部に配置される。このアンテナ構成も、使用されるアンテナ設計に応じて、アンテナ偏波ダイバーシチをもたらすことができる。
【０００６】
組込みアンテナ設計は、外部アンテナ設計に関連する上述の欠点のいくつかを克服できる（たとえば、損傷を受けにくい）が、組込みアンテナ設計は、通常、外部アンテナほど良好に動作しない。組込みアンテナの性能を改善するために、アンテナは、ラップトップ機の金属構成要素からある距離に配置されることが好ましい。たとえば、ラップトップ設計および使用されるアンテナ・タイプに応じて、アンテナと金属構成要素の間の距離は、少なくとも１０ｍｍにしなければならない。組込みアンテナ設計に関連するもう１つの欠点は、（図２に示されているように）特に複数のアンテナが使用されるとき、ラップトップ機のサイズを増大して、アンテナ配置に対処しなければならないことである。
【０００７】
ワイヤレス通信技術の継続する進歩により、ワイヤレスコンピュータ応用例の開発および実装が著しく関心を持たれている。たとえば、自発的（アド・ホック）ワイヤレスネットワーク接続を、現在登場しつつある「Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ」ネットワーキング・プロトコルを使用して実装することができる。手短に言うと、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイス（スマート・ホン、セル電話機、ポケットベル、ＰＤＡ、ラップトップ・コンピュータ、モバイル・ユニットなど）の間の短距離ワイヤレス無線・リンクを実現するプロトコルである。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスには、周波数ホッピング・スペクトル拡散システムを使用する入出力ベースバンド信号を処理するベースバンド・コントローラならびに２．４ＧＨｚ  ＩＳＭ（ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ−ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ−ｍｅｄｉｃａｌ）バンドの搬送波周波数を変調し、復調する変調器／復調器を含む小型高性能低電力統合無線・トランシーバ・チップが含まれる。
【０００８】
現在、２．４ＧＨｚ  ＩＳＭバンドは、ワイヤレスネットワーク接続に広く使用されている。たとえば、多数のラップトップ・コンピュータに、ポータブルまたは固定式あるいはその両方の電子デバイスの間のケーブルに置き替わるものとしてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ技術と、ＷＬＡＮ（ワイヤレスローカル・エリア・ネットワーク）用のＩＥＥＥ  ８０２．１１ｂ技術が組み込まれている。８０２．１１ｂデバイスが使用される場合に、２．４ＧＨｚバンドは、１１Ｍｂｐｓまでのデータ・レートを実現することができる。
【０００９】
さらに高いデータ・レートを実現し、全世界のワイヤレス通信の応用例および環境との互換性をもたらすために、たとえば５ＧＨｚ  Ｕ−ＮＩＩ（ｕｎｌｉｃｅｎｓｅｄ  ｎａｔｉｏｎａｌ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を使用して動作するワイヤレスデバイスを提供することが望ましい。たとえば、５．１５〜５．３５ＧＨｚ周波数範囲で動作するＵ−ＮＩＩデバイスは、５４Ｍｂｐｓまでのデータ・レートを実現でき、たとえば５．４７〜５．８２５ＧＨｚバンドで動作することによって、さらに高いデータ・レートを実現することができる。
【００１０】
最近、ラップトップ・コンピュータなどのコンピューティング・デバイスが、たとえば２．４〜２．５ＧＨｚバンド、５．１５〜５．３５ＧＨｚバンド、または５．４７〜５．８２５ＧＨｚバンドあるいはこれらの組合せで動作することを可能にし、従来の組込みアンテナ設計に対するかなりの改善を実現する新規の組込みアンテナ設計が提案された。たとえば、特許文献１｛２００２年１月１５日にフリント（Ｆｌｉｎｔ）他に発行された米国特許第６３３９４００号、名称「ラップトップ応用例のための一体化されたアンテナ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｆｏｒ  Ｌａｐｔｏｐ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）」｝および特許文献２｛２００１年６月７日出願の米国特許出願第０９／８７６５５７号、名称「ディスプレイ・デバイス、コンピュータ端末、およびアンテナ（Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ，Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ  ａｎｄ  Ａｎｔｅｎｎａ」）｝に、ラップトップ・コンピュータ用に設計された、たとえば２．４ＧＨｚ  ＩＳＭバンド周波数帯で動作するように実装できるさまざまな組込みシングルバンド・アンテナが開示されている。
【００１１】
さらに、特許文献３｛２００１年５月２９日出願の米国特許出願第０９／８６６９７４号、名称「ラップトップ応用例のための一体化されたアンテナ（Ａｎ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ａｎｔｅｎｎａ  ｆｏｒ  Ｌａｐｔｏｐ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）」｝、および特許文献４｛２００３年２月２０日出願の米国特許出願第１０／３７０９７６号、名称「ラップトップ応用例のための一体化されたデュアルバンド・アンテナ（Ａｎ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｄｕａｌ−Ｂａｎｄ  Ａｎｔｅｎｎａ  ｆｏｒ  Ｌａｐｔｏｐ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）」｝に、ラップトップ・コンピュータと共に実装でき、たとえば２．４Ｇｈｚ  ＩＳＭバンドおよび５．１５〜５．３５ＧＨｚバンドの両方で動作するように実装できる組込みデュアルバンド・アンテナが記載されている。
【００１２】
さらに、特許文献５｛２００２年１２月１３日出願の米国特許出願第１０／３１８８１６号、名称「ラップトップ応用例のための一体化されたトライバンド・アンテナ（Ａｎ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｔｒｉ−Ｂａｎｄ  Ａｎｔｅｎｎａ  ｆｏｒ  Ｌａｐｔｏｐ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）」｝に、たとえば２．４〜２．５ＧＨｚバンド、５．１５〜５．３５ＧＨｚバンド、および５．４７〜５．８２５ＧＨｚバンドで動作できる、ラップトップ・コンピュータ用のさまざまな組込みトライバンド・アンテナが開示されている。
【００１３】
上記で参照した特許および特許出願に、ディスプレイ・デバイス（たとえば、ＬＣＤパネル）の金属支持フレームまたはリムあるいは他の内部金属支持構造に取り付けることができるさまざまな組込み（一体化された）アンテナならびにディスプレイ・ユニットの背面に位置するＲＦ遮蔽フォイル上に一体的に形成できるアンテナが記載されている。たとえば、アンテナは、ＰＣＢ上で１つまたは複数のアンテナ要素をパターン形成し、その後、パターン形成されたＰＣＢをディスプレイ・パネルの金属支持フレームに接続することによって設計することができ、ここで、ディスプレイ・ユニットの金属フレームは、アンテナの接地面として使用される。同軸伝送線は、組込みアンテナに供給するのに使用されることが好ましく、ここで、中心導体は、アンテナの放射要素に結合され、外側（グラウンド・コネクタ）は、ディスプレイ・ユニットの金属リムに結合される。有利なことに、これらの組込み（一体化された）アンテナ設計は、スロット・アンテナ、逆Ｆ字アンテナ、およびノッチ・アンテナなどの多数のアンテナ・タイプをサポートし、より小さいアンテナ・サイズ、低い製造コスト、標準産業ラップトップ／ディスプレイ・アーキテクチャとの互換性、および信頼できる性能などの多数の利益をもたらす。
【００１４】
図３および４は、上記で組み込まれた特許および特許出願に開示されている、ラップトップ・ディスプレイ・ユニットに一体化されたアンテナを取り付けるさまざまな方位を示す概略図である。たとえば、図３に、ラップトップ・ディスプレイ・ユニットの金属支持フレーム（３０３）（またはＬＣＤの金属リム）に取り付けられたデュアルバンド・アンテナの対（３０１、３０２）を概略的に示すが、ここで、各デュアルバンド・アンテナ（３０１、３０２）の平面は、支持フレーム（３０３）の平面に実質的に平行である（またはこの平面に沿う）。図４に、ラップトップ・ディスプレイ・ユニットの金属支持フレーム（３０３）に取り付けられたデュアルバンド・アンテナの対４０１、４０２を示すが、ここで、デュアルバンド・アンテナ（４０１、４０２）のそれぞれの平面は、支持フレーム（３０３）の平面に実質的に垂直に配置されている。図４に、ＬＣＤに垂直の一体化されたアンテナが示されている。このアンテナは、ＬＣＤの金属リムまたはディスプレイの金属支持構造に取り付けられる。ほとんどのラップトップ・ディスプレイ設計で、これは、面積を節約する実装である。有利なことに、ラップトップ・コンピュータに関して、たとえば、上記で組み込まれた特許および特許出願の組込みアンテナ設計は、面積を節約する実装をもたらし、これによって、ディスプレイ・ユニットのディスプレイ・カバーが、これらのアンテナを収容するのに必要なものより大きくなる必要がなくなる（のは図２に示された従来の組込み設計とは対照的である）。
【００１５】
ポータブル・ラップトップ・コンピュータのディスプレイ・ユニットの従来の設計では、ＡＢＳプラスチックなどのプラスチック・ディスプレイ・カバーが使用され、このカバーは、規制された放射要件を満足するのに必要なＲＦ遮蔽をもたらすために、プラスチック・カバーの内部に金属フォイルを配置することを必要とする。さらに、プラスチック・ディスプレイ・カバーは、通常、プラスチック・カバーが機械的に強く、ポータブル・ラップトップ応用例に必要な構造的完全性を実現することを保証するために厚い。残念ながら、プラスチック・カバーを用いて作られたポータブル・ラップトップ・コンピュータは、他の材料から作られたカバーを有するポータブル・ラップトップ・コンピュータより重く、大きい傾向がある。たとえば、ラップトップ機の重さを減らすために、カーボン充てんプラスチックなどのより高価なカバー材料を使用することができる。これらの材料は、非常に損失が多いので、ＲＦ遮蔽用の金属フォイルは、不要である。さらに、そのようなカーボン充てんプラスチックから作られたラップトップ・カバーは、純粋なプラスチック・カバーから作られたラップトップ・カバーより薄くされる傾向がある。
【００１６】
【特許文献１】米国特許第６３３９４００号明細書
【特許文献２】米国特許出願第０９／８７６５５７号明細書
【特許文献３】米国特許出願第０９／８６６９７４号明細書
【特許文献４】米国特許出願第１０／３７０９７６号明細書
【特許文献５】米国特許出願第１０／３１８８１６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
最近、ポータブル・ラップトップ・デバイスが、より軽い重さのデバイスを実現し、優美な外見をもたらすために金属カバーを使用して設計されている。有利なことに、アルミニウムおよびマグネシウムなどの軽量金属材料を使用することによって、ラップトップ・カバーを非常に薄くしながら、必要な構造的完全性をもたらすことができる。一体化されたアンテナが、金属カバーを有するラップトップ・デバイスの内部に置かれるときに、金属カバーがアンテナ放射を阻止し、アンテナのＱ因子を増やし、より狭いアンテナ帯域幅およびより低いアンテナ効率をもたらすので、アンテナ性能が劣化する傾向がある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
軽量デバイスを実現することに加えて、金属カバーの使用は、新しいアンテナ設計の重要な機会を与えることを諒解されたい。実際に、本発明によれば、アンテナは、ラップトップ・コンピュータなどのコンピューティング・デバイスの金属カバリングの一部として一体的に形成される。本発明によるアンテナ設計は、低い製造コストと共に改善された性能をもたらす。
【００１９】
一般に、本発明は、ラップトップ・コンピュータなどのコンピュータ・デバイスと共に使用されるアンテナを対象とする。一態様では、アンテナは、コンピューティング・デバイスの金属カバリング上に一体的に形成される。もう１つの態様では、アンテナは、ラップトップ・デバイスのディスプレイ・ユニットの金属カバー上に一体的に形成される。たとえば、１つまたは複数のアンテナが、ディスプレイ・ユニットの金属カバーの１つまたは複数の曲がった縁（側壁）（すなわち、ＬＣＤユニットの平面に垂直である、カバーの側面）に一体的に形成される。他の態様では、１つまたは複数のアンテナが、ディスプレイ・ユニットの金属カバー上でＬＣＤと側壁の間の区域に一体的に形成される。
【００２０】
具体的に言うと、本発明の一態様では、コンピューティング・デバイスに、ディスプレイ・スクリーンおよび金属ディスプレイ・カバーを有するディスプレイ・ユニットと、ディスプレイ・ユニットの金属カバー上に一体的に形成されたアンテナとが含まれる。金属ディスプレイ・カバーに、ディスプレイ・スクリーンの平面に垂直な第１側壁と、ディスプレイ・スクリーンの平面に平行な第２側壁とが含まれる。アンテナは、第１側壁の１つにまたは、第２側壁上でディスプレイ・スクリーンと第１側壁の間に配置された区域に、一体的に形成することができる。
【００２１】
任意選択として、アンテナは、ある周波数帯の共振周波数を有するシングルバンド・アンテナである。アンテナに、単一のスロット要素、単一の逆Ｆ字要素、または複数のスロット要素を含めることができる。
【００２２】
他の態様では、アンテナは、第１周波数帯の第１共振周波数を有する第１要素と第２周波数帯の第２共振周波数を有する第２要素とを含むデュアルバンド・アンテナである。第１要素は、信号フィード（ｆｅｅｄ）に接続されることが好ましい。任意選択として、第１要素に、逆Ｆ字要素が含まれ、第２要素に、スロット要素が含まれる。代替案では、第１要素に、逆Ｆ字要素が含まれ、第２要素に、逆Ｌ字要素が含まれる。代替案では、第１要素に、スロット要素が含まれ、第２要素に、スロット要素が含まれる。代替案では、第１要素に、スロット要素が含まれ、第２要素に、逆Ｌ字要素が含まれる。代替案では、デュアルバンド・アンテナに、少なくとも３つのスロット要素が含まれる。
【００２３】
他の態様では、アンテナ要素に、第１周波数帯の第１共振周波数を有する第１要素と、第２周波数帯の第２共振周波数を有する第２要素と、第３周波数帯の第３共振周波数を有する第３要素とを有するトライバンド・アンテナが含まれる。一態様では、第１の、第２の、および第３の要素が、スロット要素である。３つのスロット要素が、互いに隣接して形成され、中央のスロット要素が、信号フィードに接続されることが好ましい。
【００２４】
例としてのみ挙げた、添付図面に示された好ましい実施形態に関して本発明を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明は、ラップトップ・コンピュータなどのコンピューティング・デバイスと共に使用される一体化されたアンテナを対象とする。一般に、本発明の実施形態によるアンテナは、コンピューティング・デバイスの金属カバリングと一体的に形成される。アンテナは、ラップトップ・デバイスのディスプレイ・ユニットの金属カバーと一体的に形成されることが好ましい。一実施形態で、１つまたは複数のアンテナが、ディスプレイ・ユニットの金属カバーの１つまたは複数の曲がった（側面の）縁（すなわち、ＬＣＤユニットの平面に垂直である、カバーの側面）に一体的に形成される。本発明の他の実施形態で、１つまたは複数のアンテナが、ディスプレイ・ユニットの金属カバー上でＬＣＤと曲がった（側面の）縁の区域に一体的に形成される。改善された性能、空間節約、および低いコストを含むがこれに制限されない、金属ディスプレイ・カバー上にアンテナを一体的に形成することに関連するさまざまな利益がある。
【００２６】
金属カバー上に一体的に形成される本発明によるアンテナを、それぞれ米国特許第６３３９４００号、米国特許出願第１０／３７０９７６号、および米国特許出願第１０／３１８８１６号に記載のシングルバンド、デュアルバンド、およびトライバンドのアンテナ・フレームワークを使用して設計できることを諒解されたい。たとえば、金属ディスプレイ・カバーから形成できる一体化されたアンテナに、たとえば、ディスプレイ構造およびアンテナに使用可能な空間に応じて、スロット・アンテナおよびスロット・アンテナ構造の変形形態／拡張が含まれる。さらに、本発明による一体化されたアンテナは、ＷＬＡＮ応用例についてＩＳＭバンドおよびＵ−ＮＩＩバンドで動作するように設計でき、デュアルバンドおよびトライバンドのセル応用例用に実装することができる。
【００２７】
図５を参照すると、概略図に、本発明の実施形態による、ラップトップ・コンピュータの金属ディスプレイ・カバーの側面に一体的に形成されたさまざまなアンテナが示されている。具体的に言うと、図５には、ラップトップ・コンピュータのディスプレイが概略的に示されており、このディスプレイには、金属カバー（５０）およびディスプレイ・デバイス（５１）（たとえば、ＬＣＤデバイス）が含まれる。複数のアンテナ（５２、５３、および５４）が、金属ディスプレイ・カバー（５０）の側面の縁に一体的に形成されて示されている。この例示的実施形態では、一体化されたアンテナのそれぞれに、３つのスロットを有する「結合スロット（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｓｌｏｔ）」アンテナが含まれ、グラウンドは、金属カバーによって提供される。本発明による一体化された結合スロット・アンテナの動作および同調に関する詳細を、下で述べる。好ましくは、金属ディスプレイ・カバー（５０）の側面に一体的に形成されたアンテナ（５２、５３、および５４）の最適性能を実現するために、スロットは、ＬＣＤ表面の上に配置されることが好ましい。実際に、ラップトップ・ディスプレイでは、ディスプレイ・デバイス（５１）が、通常、ディスプレイ・デバイス（５１）の周辺の金属リムによって支持され、この金属リムが、アンテナ放射電磁界に影響する可能性がある。
【００２８】
図６を参照すると、概略図に、本発明のもう１つの実施形態による、ラップトップ・コンピュータの金属ディスプレイ・カバー上でディスプレイ・デバイスと金属ディスプレイ・カバーの側面の縁との間の区域に一体的に形成されたさまざまなアンテナが示されている。具体的に言うと、図６に、金属ディスプレイ・カバー（５０）の側面の（曲がった）縁とディスプレイ・デバイス（５１）の間に配置された区域に一体的に形成された複数のアンテナ（５５、５６、５７）が概略的に示されている。この例示的実施形態では、一体化されたアンテナ（５５、５６、および５７）のそれぞれに、３つのスロットを有する「結合スロット」アンテナが含まれ、グラウンドは、金属カバー（５０）によって提供される。
【００２９】
図７は、本発明の実施形態による結合スロット・アンテナを示す概略図である。図７には、さらに、結合スロット・アンテナの動作特性を決定するのに使用される寸法パラメータが示されている。例示的実施形態では、結合スロット・アンテナに、３つのスロット（Ｓ１、Ｓ２、およびＳ３）が含まれ、（図示しない）信号フィードは、中央のスロット（すなわち、Ｓ１）に接続され、スロット（Ｓ２およびＳ３）は、電磁的に中央のスロット（Ｓ１）に結合され、グラウンドは、金属カバー（５０）によって提供される。各スロットは、所与の周波数帯の共振（中心）周波数で動作するように設計され、めいめいのスロット（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）のスロット長（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）は、対応する周波数帯の中心（共振）周波数の波長の約半分であることが好ましい。
【００３０】
アンテナ・フィード点は、主に、アンテナのインピーダンスを決定するが、共振する周波数に影響を有する可能性がある。結合（インピーダンス）は、第１スロットと第２スロット（Ｓ１、Ｓ２）の間の結合距離Ｃ１または第１スロットと第３スロット（Ｓ１、Ｓ３）の間の結合距離Ｃ２、あるいはこれらの両方を調整することによって調整することができる。さらに、アンテナの結合は、オフセット距離Ｏ２およびＯ３を変更することによって調整することができ、Ｏ２は、第１スロット（Ｓ１）の長さの中点からの第２スロット（Ｓ２）の長さの中点のオフセットを表し、Ｏ３は、第１スロット（Ｓ１）の長さの中点からの第３スロット（Ｓ３）の長さの中点のオフセットを表す。さらに、所与のスロットのスロット幅を増やすと、アンテナ帯域幅が改善される傾向がある。
【００３１】
図７では、符号「Ｅ」が、金属ディスプレイ・カバーの「縁」からのアンテナの距離をあらわす。アンテナが（図５に示されているように）金属ディスプレイ・カバーの側面の縁に一体的に形成されるときに、「縁」を、カバーの実際の縁とすることができることを理解されたい。さらに、アンテナが（図６に示されているように）ディスプレイ・デバイスと金属カバーの側壁の間の区域に一体的に形成されるときに、「縁」を、金属ディスプレイ・カバーの側壁とすることができる。アンテナとディスプレイの「縁」の間の距離Ｅは、アンテナ性能に影響する可能性がある。実際に、実験から、アンテナが「縁」に近すぎるときに、アンテナ性能が悪影響を受けることが示されている。
【００３２】
図５、６、および７に示された例示的実施形態では、各結合スロット・アンテナが３つのスロットを含むものとして図示されているが、本発明による結合スロット・アンテナに、１つまたは２つのスロットを含めることができることを諒解されたい。一般に、単一のスロットを含むスロット・アンテナは、シングルバンド動作をもたらす。２つのスロットを含むスロット・アンテナは、デュアルバンド動作をもたらすことができ、１つのスロット要素が、第１バンド（たとえば、２．４ＧＨｚ  ＩＳＭバンド）の第１共振周波数を実現し、第２スロット要素が、第２バンド（たとえば、５ＧＨｚ  ＵＮＩＩバンド）の第２共振周波数を実現する。デュアルバンド結合スロット・アンテナでは、信号フィードが、最低の周波数帯での動作をもたらすスロット要素に接続されることが好ましい。２つのスロットを含むスロット・アンテナが、シングルバンド動作も提供することができるが、単一スロットを含むスロット・アンテナと比較してより広いＳＷＲ（定在波比）帯域幅を実現することを諒解されたい。
【００３３】
さらに、３つのスロット要素を含むスロット・アンテナは、トライバンド動作を実現することができ、１つのスロット要素が、第１バンドの第１共振周波数をもたらし、第２スロット要素が、第２バンドの第２共振周波数をもたらし、第３スロット要素が、第３バンドの第３共振周波数をもたらす。３つのスロットを含むスロット・アンテナが、デュアルバンド動作を実現することもでき、中央スロット（たとえば、図７に示されたＳ１）が、低いバンドに使用され、２つのより短いスロット（たとえば、Ｓ２およびＳ３）が、高いバンドに使用されることを諒解されたい。その場合に、３つのスロットを含むデュアルバンド結合スロット・アンテナでは、より高いバンドに関する２つのスロットの使用が、２つのスロット要素を含むデュアルバンド・スロット・アンテナと比較してより広いＳＷＲ帯域幅をもたらす。そのような実施形態のすべてにおいて、信号フィードは、最低の周波数帯での動作をもたらすスロット要素に接続されることが好ましい。
【００３４】
図８を参照すると、概略図に、本発明の実施形態による、金属ディスプレイ・カバーの側壁に一体的に形成できるさまざまなシングルバンド・アンテナおよびデュアルバンド・アンテナが示されている。アンテナ（８１）は、第１スロット要素（外側要素）および第２スロット（またはループ）要素（内側要素）を含むデュアルバンド・アンテナまたは「スロット−スロット・デュアルバンド・アンテナ」であり、フィード要素（Ｆ）が、第１スロット（外側）要素に形成されている。フィード要素Ｆは、信号フィードをアンテナに接続する（たとえば、同軸ケーブルの内側導体を（Ｆ）に接続する）手段を提供する。アンテナ（８２）は、逆Ｆ字要素（外側要素）およびスロット要素（内側要素）を含むデュアルバンド・アンテナまたは「逆Ｆ」（ＩＮＦ）デュアルバンド・アンテナであり、フィード要素（Ｆ）が、逆Ｆ字（外側）要素に形成されている。アンテナ（８３）および（８４）は、シングルバンド・アンテナである。具体的に言うと、アンテナ（８３）は、フィード点（Ｆ）を有する単一スロット要素を含むシングルバンド・スロット・アンテナである。アンテナ（８４）は、フィード点（Ｆ）を有する単一ＩＮＦ要素を含むシングルバンドＩＮＦアンテナである。アンテナ（８５）は、ＩＮＦ要素（外側要素）および逆Ｌ字（ＩＮＬ）要素（内側要素）を含むデュアルバンドＩＮＦアンテナであり、フィード要素（Ｆ）が、ＩＮＦ（外側）要素に形成されている。アンテナ（８６）は、スロット要素（外側要素）およびＩＮＬ要素（内側要素）を含むデュアルバンド・アンテナであり、フィード要素（Ｆ）が、スロット（外側）要素に形成されている。
【００３５】
図８に示されたシングルバンド・アンテナ（８３、８４）およびデュアルバンド・アンテナ（８１、８２、８５、８６）の動作および特性が、たとえば上記米国特許第６３３９４００号および米国特許出願第１０／３７０９７６号に記載の対応するアンテナ・フレームワークの動作および特性に類似し、対応するアンテナが、ディスプレイ・ユニットの金属支持構造を使用して実装されるかＲＦ遮蔽フォイル上に形成されることを諒解されたい。言い換えると、図８に示されたアンテナ構造のアンテナ要素のアンテナ・インピーダンスおよび共振する周波数は、上記特許および特許出願に記載されたものと本質的に同一の形で同調／決定される。どの場合でも、本明細書に記載の一体化されたアンテナの正しい入力インピーダンス整合を決定する処理は、決まった実験に基づいてたやすく実行することができる。異なるアンテナに関する実験および関係は、本明細書の教示に基づいて当業者がたやすく判定することができる。
【００３６】
図８に示された、外側スロット要素および内側ループ／逆Ｌ字要素を含むシングルバンド・スロット・アンテナ（８３）またはデュアルバンド・スロット・アンテナ（８１、８６）は、ＬＣＤと金属ディスプレイ・カバーの側壁の間の区域に作ることもできる。しかし、図８に示された、外側の縁のノッチ「Ｎ」を含む外側ＩＮＦ要素を有するシングルバンド・アンテナ（８２）およびデュアルバンド・アンテナ（８４および８５）は、ＩＮＦ要素の「ノッチがある」端が側壁の下端によって効果的に短縮されるので、特にＬＣＤと金属ディスプレイ・カバーの側壁の間の区域に形成することができない。さらに、金属ディスプレイ・カバーの側壁に形成されたアンテナ（８２、８４、および８５）は、望ましい動作特性を実現するが、ＩＮＦ構造のノッチＮは、金属ディスプレイ・カバーを弱くする傾向がある。
【００３７】
図９を参照すると、概略図に、本発明の実施形態による、金属ディスプレイ・カバーの側壁に、および側壁とディスプレイ・デバイスの間の区域に一体的に形成できるさまざまなシングルバンド・アンテナおよびデュアルバンド・アンテナが示されている。具体的に言うと、図９には、ディスプレイの縁のノッチを必要としない、変更されたＩＮＦアンテナ構造が示されている。たとえば、アンテナ（９０）および（９１）は、それぞれが金属ディスプレイ・カバー（５０）の側壁に触れない外側ＩＮＦ要素を含む、デュアルバンド・アンテナおよびシングルバンド・アンテナである。同様に、アンテナ（９２）および（９３）は、それぞれが金属ディスプレイ・カバー（５０）の側壁縁に沿って直接に形成されるのでない外側ＩＮＦ要素を含むデュアルバンド・アンテナおよびシングルバンド・アンテナである。これを、外側ＩＮＦ要素が側壁縁に直接に沿って形成され、ノッチがある端「Ｎ」が側壁縁の割れ目を生じる図８に示されたシングルバンド・アンテナ（８４）およびデュアルバンド・アンテナ（８５）と対比されたい。さらに、アンテナ（９４）は、ノッチがある端が側壁縁の割れ目を生じないことを除いて図８のデュアルバンド・アンテナ（８２）に類似する、カバー（５０）の側壁内に形成されたデュアルバンド・アンテナである。図９に示されたアンテナ構造は、金属ディスプレイ・カバーの構造的完全性を高めるが、そのような設計は、外側ＩＮＦ要素と側壁の縁が近すぎる場合に、外側ＩＮＦ要素と側壁の縁の間の結合に起因するより非効率的な動作をもたらす可能性がある。
【００３８】
図１０に、同軸伝送線（たとえば、同軸ケーブル）を使用して、一体化されたアンテナに供給する方法を示す。具体的に言うと、図１０には、上述の複数のデュアルバンド・アンテナが概略的に示されており、外側要素にフィード要素Ｆが含まれる。アンテナ・フィードは、同軸伝送線Ｌを使用して実施されることが好ましく、同軸伝送線Ｌの内側導体は、図示のように外側要素のフィード部分（Ｆ）に接続され、同軸ケーブルの外側導体（または外側金属シールド）は、金属カバー（または他の接地板）に接続される。この方法は、金属カバーの側壁またはＬＣＤと側壁の間の区域に一体的に形成されたアンテナに適用可能である。
【００３９】
図１１、１２、および１３に、本発明の例示的実施形態による、アンテナにフィードを接続する他の方法を示す。金属カバーは、大きく、十分な熱シンク（熱散逸）をもたらすので、金属カバー上の所望のはんだ付け点を、はんだを溶かし、そのような所望の点で同軸線をはんだ付けするのに必要な温度まで加熱することが困難である可能性がある。したがって、図１１および１２に示されているように、金属ブラケット（５００、５０１）を作ることができ、これによって、信号フィードを、まずブラケットにはんだ付けし、その後、ブラケットを、適当なアンテナ要素に接続することができる（たとえば、図１３を参照されたい）。
【００４０】
具体的に言うと、図１１には、たとえば金属ディスプレイ・カバー上に、一体的に形成されたスロット・アンテナ要素に供給する例示的なブラケット（５００）が示され、図１２に、たとえば金属ディスプレイ・カバー上に、一体的に形成されたＩＮＦアンテナ要素に供給する例示的なブラケット（５０１）が示されている。各ブラケット（５００、５０１）は、金属からスタンプされることが好ましく、ブラケットの平面に対して９０度の角度で形成される曲げ部分（Ｂ）を含む。ブラケット（５００、５０１）の曲げ部分（Ｂ）のそれぞれは、金属ディスプレイ・カバー（５０）の厚さ（ｔ２）（図１３に示されている）と実質的に等しい幅（ｔ１）を有する。フィード線の中心導体は、まず点（Ｐ１）でブラケット（５００、５０１）にはんだ付けされ、フィード線の外側金属シールド（外側導体）が、点（Ｐ２）でブラケット（５００、５０１）にはんだ付けされる。
【００４１】
図１３は、金属ディスプレイ・カバー（５０）のＩＮＦアンテナ要素に挿入可能に取り付けられるブラケット（５０１）を示す例示的な図である。図からわかるように、ブラケット（５０１）は、ブラケット（５０１）の曲げ部分（Ｂ）が金属カバー（５０）の縁（Ｅ）およびアンテナ要素に接触するように取り付けられる。このブラケットは、たとえば、ブラケット（５０１）が挿入されたときに縁Ｅに対してブラケット（５０１）の曲げ部分（Ｂ）が生成する結果の圧力、または隙間を埋めるためにアンテナの側面に後に形成されるＡＢＳ材料（すなわち、一体的に形成されたアンテナから生じる金属ディスプレイ・カバーの開口を、たとえばごみおよびほこりがディスプレイ・ユニットの内部空洞に入らないようにするためにＡＢＳ材料によって充てんすることができる）あるいはこの両方によって、定位置に保持される。当業者は、ブラケットをアンテナ要素に取り付けるさまざまな方法をたやすく心に描くことができる
【００４２】
実験結果
シングルバンド・スロット・アンテナを、金属カバーを有するＩＢＭ  ＴｈｉｎｋＰａｄディスプレイ・ユニットの金属ディスプレイ・カバーの側壁に一体的に形成した。銅テープを使用して、フィードと金属カバーの間のよい電気的接触を得た。その後、ＳＷＲ（定在波比）測定および放射測定を、そのようなシングルバンド・スロット・アンテナに関して実行した。そのような測定の結果を、図１４および１５に示す。
【００４３】
具体的には、図１４に、２．４ＧＨｚバンドでのシングルバンド・アンテナの測定されたＳＷＲを示す。この例示的実施形態では、アンテナが、２．４ＧＨｚ  ＩＳＭバンド（低バンド）で動作するように設計された。図１４に示されているように、約２．４５ＧＨｚの中心周波数を有する低バンドでは、このアンテナは、２．４ＧＨｚから２．５ＧＨｚまでの帯域全体について、十分なＳＷＲ帯域幅（２：１）をもたらす。
【００４４】
図１５に、水平面での２．４５ＧＨｚでのシングルバンド・スロット・アンテナの測定された空中線指向性図を示す。図１５の測定は、ラップトップ機が開かれ、ディスプレイとベースの間の角度が約９０度のときに行われた。受信器は、ラップトップ機が３６０度回転されるときにラップトップ機からある距離に置かれ、シングルバンド・アンテナが、約２．４５ＧＨｚの周波数で信号を送信した。図１５では、実線が、水平偏波を表し、破線が、垂直偏波を表し、１点鎖線が、総合空中線指向性図を表す。スロットがＬＣＤ表面の上にあるときに、平均利得は、帯域全体にわたって０．６ｄＢｉから１．３ｄＢｉである。ピーク利得は、金属ディスプレイ表面からの反射および回折に起因して、７ｄＢｉから８ｄＢｉの範囲にわたる。スロットが、ＬＣＤによって部分的にブロックされた場合に、アンテナ利得値は、３ｄＢほど低下する可能性がある。したがって、スロットのためのクリアランスを設けることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ラップトップ・コンピュータの外部アンテナのさまざまな従来の形態を示す図である。
【図２】ラップトップ・コンピュータの組込み（一体化された）アンテナのさまざまな従来の形態を示す図である。
【図３】ラップトップ・ディスプレイ・ユニットに組込みアンテナを取り付ける新規の方法を示す概略図である。
【図４】ラップトップ・ディスプレイ・ユニットに組込みアンテナを取り付ける新規の方法を示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態による、コンピューティング・デバイスの金属ディスプレイ・カバーの側壁上でアンテナを一体的に形成する方法を示す概略図である。
【図６】本発明の実施形態による、金属ディスプレイ・カバーのうちでディスプレイ・カバー内に取り付けられたディスプレイ・デバイスとディスプレイ・カバーの側壁との間の区域にアンテナを一体的に形成する方法を示す概略図である。
【図７】本発明の一実施形態による結合スロット・アンテナを示す概略図である。
【図８】本発明の実施形態による、コンピューティング・デバイスの金属ディスプレイ・カバーの側壁にシングルバンド・アンテナおよびデュアルバンド・アンテナを一体的に形成する方法を示す概略図である。
【図９】本発明の実施形態による、金属ディスプレイ・カバーのうちでディスプレイ・カバー内に取り付けられたディスプレイ・デバイスとディスプレイ・カバーの側壁との間の区域にシングルバンド・アンテナおよびデュアルバンド・アンテナを一体的に形成する方法を示す概略図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、同軸伝送線を使用してアンテナに供給する方法を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施形態による、同軸伝送線を使用してアンテナに供給する方法を示す図である。
【図１２】本発明の他の実施形態による、同軸伝送線を使用してアンテナに供給する方法を示す図である。
【図１３】本発明の他の実施形態による、同軸伝送線を使用してアンテナに供給する方法を示す図である。
【図１４】ラップトップ・デバイスの金属ディスプレイ・カバーの側壁に一体的に形成されたシングルバンド・スロット・アンテナの２．４ＧＨｚ周波数帯での周波数の関数としての測定されたＳＷＲ（定在波比）の実験結果を示す図である。
【図１５】ラップトップ・デバイスの金属ディスプレイ・カバーの側壁に一体的に形成されたシングルバンド・スロット・アンテナの測定された空中線指向性図の実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
５０  金属カバー
５１  ディスプレイ・デバイス
５２、５３、５４  アンテナ
５５、５６、５７  一体化されたアンテナ
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３  スロット
８１、８２、８５、８６  アンテナ（デュアルバンド・アンテナ）
８３、８４  アンテナ（シングルバンド・アンテナ）
９０、９１、９２、９３
５００、５０１  金属ブラケット
Ｂ  曲げ部分
Ｃ１、Ｃ２  結合距離
Ｅ  距離
Ｆ  フィード要素
Ｎ  ノッチ
Ｏ２、Ｏ３  オフセット距離
Ｐ１、Ｐ２  点
ｔ１、ｔ２  厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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