專利名稱：組合式顯示和天線布置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括主顯示屏幕和天線布置的顯示和天線布置。天線布置包括在電氣 傳導(dǎo)層中形成或由電氣傳導(dǎo)層形成，并且適于接收/發(fā)射無(wú)線電波、毫米波或微波/亞微波 或任何適當(dāng)波長(zhǎng)的波的多個(gè)接收和/或發(fā)射元件。
背景技術(shù)：
對(duì)于帶有顯示屏幕的無(wú)線通信終端，通常要求顯示器應(yīng)能夠以高分辨率和高質(zhì)量 呈現(xiàn)光學(xué)信息。然而，無(wú)線電接收和發(fā)射能力良好也是重要的。也應(yīng)可能為相關(guān)通信信道 提供所有可能方向的良好覆蓋。除此之外，對(duì)于各個(gè)鏈路及對(duì)于作為整體的無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)或 通信網(wǎng)絡(luò)，需要高數(shù)據(jù)發(fā)射容量。然而，人們認(rèn)識(shí)到利用已知布置難以在令人滿意的程度滿 足所有這些目的。如果考慮到也應(yīng)可能以最高可能程度利用潛在的接收/發(fā)射容量，則這 變得甚至更困難。為此，通信終端可配有多個(gè)天線，這些天線獨(dú)立地耦合到通信信道的不同 自由度。對(duì)于單一波，自由度基本上是方向和極化，而在實(shí)際信道中，發(fā)射的波將由周圍環(huán) 境中的實(shí)體目標(biāo)散射，其結(jié)果是所謂的多徑信道。對(duì)于多信道，在接收器處及在發(fā)射器處將 有對(duì)應(yīng)于不同方向的多個(gè)不同途徑。對(duì)于膝上型計(jì)算機(jī)，熟知的是將圍繞膝上型計(jì)算機(jī)顯 示器的框用于天線部件。然而，在膝上型計(jì)算機(jī)上，框上的可用空間將很有限，這是因?yàn)橥?常要保持顯示屏幕盡可能地大，同時(shí)保持膝上型計(jì)算機(jī)本身盡可能地小。這意味著由于天 線元件不能自由靈活地布置，因此，完全利用數(shù)據(jù)發(fā)射容量以及處理實(shí)際多徑信道變得困 難。就例如考慮天線元件數(shù)量而言，以及就考慮其物理位置而言，不可能如不同應(yīng)用將需要 的一樣布置天線元件。對(duì)于需要多個(gè)天線或天線陣列的高級(jí)無(wú)線通信系統(tǒng)，例如，高速無(wú)線 通信系統(tǒng)，這尤其是個(gè)問題。尤其是，隨后變得難以為所有可能或所期望方向提供足夠的覆
至
ΓΤΠ ο為克服與由于為天線使用框架而產(chǎn)生的不利方面相關(guān)聯(lián)的問題，已建議使用膝上 型計(jì)算機(jī)顯示器的背側(cè)放置天線。然而，如果使用膝上型計(jì)算機(jī)的屏幕的背面，則天線元件 將在相反方向被顯示器屏蔽。由于具有最佳增益的無(wú)線電路徑通常集中在有限的角度范圍 內(nèi)，并且如果膝上型計(jì)算機(jī)的背面離開此角度范圍，則最強(qiáng)的路徑將嚴(yán)重衰減，這是個(gè)嚴(yán)重 的問題。此問題將對(duì)將來(lái)的高速無(wú)線通信系統(tǒng)而言甚至更明顯。因此，所有熟知的解決方 案均有問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供如最初提及的一種顯示和天線布置，該布置提供極佳的 光學(xué)顯現(xiàn)能力，同時(shí)提供極佳的接收和發(fā)射能力。本發(fā)明還有的一個(gè)目的是提供一種顯示 和天線布置，其中，一種功能不約束或損害另一功能。尤其是，顯示屏幕不應(yīng)就能提供天線 布置(或其天線元件)的位置施加約束，并且顯示屏幕不應(yīng)約束天線部件的接收/發(fā)射能 力，以及同時(shí)天線部件不應(yīng)約束或影響光學(xué)顯現(xiàn)能力。尤其是，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供例如用于無(wú)線通信終端的顯示和天線布置，其中，該布置作為一個(gè)整體能變得緊湊，兩個(gè)功能均極佳。還有的一個(gè)目的是提供易于制造且 成本低的布置。一個(gè)特定的目的是提供一種顯示和天線布置，通過(guò)該布置，天線部件能夠有 效地覆蓋多徑通信信道的所有不同方向。甚至更具體地說(shuō)，一個(gè)目的是提供一種顯示和天 線布置，通過(guò)該布置，能提供特別高的空間和測(cè)定極化的(polarimetric)無(wú)線電分辨率， 尤其是通過(guò)該布置，與常規(guī)對(duì)應(yīng)顯示屏幕相比，分辨率能得以增強(qiáng)。另外，一個(gè)可選的目的是提供一種布置，通過(guò)該布置，無(wú)線通信裝置能配有獨(dú)立地 耦合到多徑發(fā)射/接收無(wú)線電信道不同自由度的多個(gè)天線或天線陣列。也應(yīng)可能在最強(qiáng) 通信路徑上接收/發(fā)射。尤其是，還有一個(gè)目的是提供一種顯示天線布置，通過(guò)該布置，可 能提供一種例如用于高級(jí)無(wú)線通信系統(tǒng)的無(wú)線通信裝置，該裝置除極佳的接收/發(fā)射能力 外，也提供極佳的光學(xué)顯現(xiàn)性能，而與熟知的無(wú)線通信裝置或通常的無(wú)線通信裝置相比，無(wú) 需任何另外的空間。尤其是，一個(gè)目的是提供一種膝上型計(jì)算機(jī)或帶有顯示和天線布置的 類似裝置，通過(guò)它能實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)上述目的。還有的一個(gè)目的是提供一種用于通過(guò)多徑通信信道接收/發(fā)射無(wú)線電波、毫米、微 波、亞微波或任何波長(zhǎng)的波，同時(shí)允許光學(xué)信息的極佳顯現(xiàn)的方法，其中，兩個(gè)功能均極佳，并 且不相互限制性能，并且通常通過(guò)該方法能實(shí)現(xiàn)參照布置所述的一個(gè)或多個(gè)上述目的。因此，提供了如最初提及的顯示和天線布置，其中，電氣傳導(dǎo)層或至少其部分或給 定區(qū)域被穿孔或者包括穿過(guò)傳導(dǎo)層或給定區(qū)域的多個(gè)密集布置的孔洞。所述孔洞或穿孔至 少部分填充有或包含介電材料。被穿孔(或包括多個(gè)孔洞)的介電傳導(dǎo)層或區(qū)域在主顯示 屏幕的前方提供。孔洞或穿孔適于將來(lái)自主顯示屏幕的光或光學(xué)信息引導(dǎo)通過(guò)所述電氣傳 導(dǎo)層/所述給定區(qū)域，所述電氣傳導(dǎo)層/所述給定區(qū)域的布置使得其外表面背離主顯示屏 幕，由此所述外表面適于充當(dāng)輔助或功能性顯示屏幕。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是顯示屏幕的基本上整個(gè)區(qū)域或至少其任何所期望部分能提供有雙重 功能(即，天線功能和光學(xué)顯現(xiàn)(optical representation)功能)，功能之一不會(huì)受到另 一功能的損害或不利影響。還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，能夠提供例如用于無(wú)線通信裝置等更大的天 線部件，其中，天線部件具有極佳的功能，這是因?yàn)樘炀€元件能在適當(dāng)或需要之處?kù)`活地布 置，并且因?yàn)樗皇芷聊黄帘位蛘卟灰蕾囉谄聊坏姆较?。還有的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠提供多個(gè) 天線元件或天線陣列，其中，天線元件能以任何所期望方式定位，并且因此提供了高自由度 以便實(shí)現(xiàn)例如用于高速無(wú)線通信系統(tǒng)的最有效天線陣列。還有的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供了一種天 線布置，該布置能夠在各個(gè)通信鏈路上以及為整個(gè)通信無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)發(fā)射容量， 以及無(wú)線通信終端能配有獨(dú)立地耦合到無(wú)線電信道的不同自由度的多個(gè)天線。還有的一個(gè) 優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)本發(fā)明概念，無(wú)線通信終端的天線布置可能以任何所期望的有效方式布置天線 元件，并且在所需之處提供所期望數(shù)量的天線陣列，使得例如無(wú)線電信道的所有可能或所 期望方向能被覆蓋。一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)是可能利用例如膝上型計(jì)算機(jī)或類似裝置的基本上整 個(gè)顯示面，例如不但用于無(wú)線電通信，而且用于光學(xué)信息的呈現(xiàn)。還有的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠?yàn)?用于無(wú)線通信終端的天線布置提供帶有高增益且?guī)в杏糜诓ㄊ纬珊涂臻g復(fù)用的全向?qū)?性的靈活天線陣列。


下面將以非限制性方式并參考附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的顯示和天線布置的第一實(shí)施例的示意框圖，圖2是沿圖1所示布置的線條1A-1A的橫截面視圖(以另一比例)，圖3是如圖1中的天線元件的放大頂部視圖，圖4A是類似于圖3中天線元件的天線元件的放大橫截面視圖，圖4B是備選天線元件的放大橫截面視圖，圖5是顯示和天線布置的另一實(shí)施例的示意性很強(qiáng)的框圖，圖6是如圖5中的顯示和天線布置的天線元件的放大橫截面視圖，圖7是帶有根據(jù)本發(fā)明的顯示和天線布置的膝上型計(jì)算機(jī)的示意性很強(qiáng)的示圖， 以及圖8是描述利用根據(jù)本發(fā)明的顯示和天線布置的圖像顯現(xiàn)的一種實(shí)現(xiàn)的示意流 程圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出帶有接收和發(fā)射元件的組合式顯示和天線布置100的實(shí)現(xiàn)，接收和發(fā)射
元件充當(dāng)包括多個(gè)天線元件IA11.....IA33的天線布置10。雖然在圖1中示出了 9個(gè)天線元
件，但這無(wú)關(guān)緊要，它能夠是任何數(shù)量的天線元件(一個(gè)、二個(gè)、三個(gè)等)。天線元件此處包 括電氣傳導(dǎo)層中的方形貼片天線(antenna patch)(它們能夠是任何適當(dāng)?shù)男螤?，電氣傳 導(dǎo)層適合在例如膝上型計(jì)算機(jī)50或類似裝置的顯示部件30 (顯示屏幕)的前方，即之上提
供?？蛇x的是，只貼片天線導(dǎo)電。備選，包括貼片天線的整個(gè)層可傳導(dǎo)。天線元件IA11.....
IA33此處包括陣列天線元件。天線元件被穿孔，帶有高密度布置的孔洞4m、4112、...，尤其 是它們挨得如此緊密，以致人眼不可分辨它們。每個(gè)天線元件的孔洞4m、4112、...部分或 完全填充有適當(dāng)折射率的介電材料。介電材料具有基本上在1.3與2(或1到無(wú)限大)之 間或適于經(jīng)選擇以提供最佳光導(dǎo)屬性的折射率。一般情況下，它應(yīng)在1. 5左右，對(duì)應(yīng)于塑料 或玻璃。此處，每個(gè)孔洞4m、...是適于引導(dǎo)光或光學(xué)信息通過(guò)天線布置的圓柱形。它們 可備選為任何其它合適的形狀。優(yōu)選是層的整個(gè)區(qū)域被穿孔，以便圖像將為均等質(zhì)量，而不
論下面是否有天線元件。天線元件IA11.....IA33經(jīng)發(fā)射線路2kx.....2A9連接到饋電和/
或控制部件21以實(shí)現(xiàn)天線饋電/控制。接地層(未示出)通?；蚬逃械匕ㄔ陲@示部件30中。它可用作也用于天線元件 的接地平面。備選，如下面將進(jìn)一步描述的一樣，天線接地層可能提供為單獨(dú)層(在顯示屏
幕的背面上)，并且天線元件連接到該層。發(fā)射線路.....2A9連接到饋電和/或控制部
件，該部件尤其包括開關(guān)和/或組合部件21或包括在開關(guān)和/或組合部件21中，例如，包 括由控制部件22控制的開關(guān)和組合電路，此處包括數(shù)字開關(guān)和組合控制部件。天線元件尤 其是經(jīng)端口，通過(guò)開關(guān)和/或組合部件21連接到所謂的RF無(wú)線電鏈(在此實(shí)現(xiàn)中)。RF/ 無(wú)線電鏈此處表示例如下(上)變頻到中頻、濾波、信號(hào)檢測(cè)、接收與發(fā)射信號(hào)之間的分離、 模數(shù)轉(zhuǎn)換(用于接收)、數(shù)模轉(zhuǎn)換(用于發(fā)射)等所需的電子器件。在圖1所示實(shí)施例中，天線元件包括如上所述能夠?yàn)槿魏涡螤畹馁N片。它們也能 以任何適當(dāng)?shù)姆绞皆谝粋€(gè)或多個(gè)陣列等中布置。通過(guò)穿孔或孔洞的提供，由于它不影響顯 示功能，因此，可能以最適當(dāng)?shù)姆绞讲贾锰炀€布置。天線元件不一定要是貼片天線元件。它們也可包括例如偶極天線或共面天線。優(yōu)選是在充當(dāng)或者包括天線布置的整個(gè)(導(dǎo)電)層中提供穿孔。顯示部件通?？砂◣в欣?如像素元件等大量發(fā)光元件或諸如晶體管等大量控制部件的任何類型的顯示器。在一個(gè)特 定實(shí)現(xiàn)中，在孔洞或穿孔與像素元件之間有一對(duì)一關(guān)系。也能夠有比像素元件更多的孔洞 或穿孔，或反之亦然，有比孔洞或穿孔更多的像素元件。無(wú)論天線元件和顯示部件的類型如 何，功能與上述功能類似。如果天線部件包括共面天線元件或偶極天線，則無(wú)需接地平面。 對(duì)于貼片天線，需要接地平面，并且因此例如通常固有地在顯示部件中提供的接地平面能 起到充當(dāng)也用于貼片天線的接地平面的作用。也可能使用單獨(dú)的接地平面?？商峁┮┛?的多個(gè)層，也包含接地平面。包括天線布置的電氣傳導(dǎo)層可直接設(shè)置在顯示部件上。備選，它可在透光但不傳 導(dǎo)(除非也提供有通孔或穿孔)的支撐層上提供。圖2是圖1中所示布置的示意性很強(qiáng)的放大橫截面視圖，并且其中，天線層未與光 學(xué)屏幕的像素元件集成。為清晰起見，應(yīng)明白，比例不正確，也不是相對(duì)于圖1。因此，此處 天線層布置在光學(xué)屏幕上而無(wú)集成?？锥粗械慕殡姴牧铣尚螢橥雇哥R以便盡可能多地收集 來(lái)自主屏幕的光。天線元件lAn、1A12、IA13此處示為具有相當(dāng)大的厚度；應(yīng)明白，這只是為了 便于說(shuō)明，但實(shí)際上由于波導(dǎo)在孔洞或穿孔中或借助孔洞或穿孔提供，因此，天線層或天線 元件的厚度如何無(wú)關(guān)緊要。光波導(dǎo)可實(shí)際上通過(guò)多個(gè)天線層。天線元件IA11UA12UA13在主 顯示器30上提供，該顯示器此處在接地層60上提供。主顯示器包括大量的像素元件5m、 5112、...，并且在主顯示部件30之上，提供了包括天線元件IA1UA2UA3的天線層。優(yōu)選的 是，穿孔通過(guò)屏蔽部件8m、...來(lái)光學(xué)隔離(屏蔽)，因此，來(lái)自主屏幕的光不在穿孔之間混 合，即，屏蔽部件的目的是確保來(lái)自像素元件的光只由一個(gè)光波導(dǎo)收集/只被引導(dǎo)通過(guò)一 個(gè)光波導(dǎo)。在向用戶提供光學(xué)圖像的外表面，介電材料也可以凸形/凹形結(jié)束，以在所有方 向或所有所期望方向上傳播光。多個(gè)密集布置的孔洞或穿孔4m、...因此遍及相應(yīng)的天線元件(優(yōu)選是包括天線 元件的整個(gè)層)提供，通過(guò)孔洞或穿孔，引入了包括如上所述介電材料的光纖6m、...以便 它們將充當(dāng)光波導(dǎo)。在每個(gè)光纖或光波導(dǎo)的外端，提供了適于在從相應(yīng)孔洞，即從輔助屏幕 輸出時(shí)傳播光學(xué)信息或光的透鏡裝置7m、...。在每個(gè)光纖或光波導(dǎo)的另一內(nèi)端，提供凸透 鏡裝置7' m以收集或校準(zhǔn)波導(dǎo)上輸入的來(lái)自相應(yīng)像素元件5m、...的光，即，用于收集盡 可能多的光，或者用于在主屏幕的前面方向上聚集光。也應(yīng)明白，在備選實(shí)施例中，透鏡裝 置只在輸入端或只在輸出端提供。透鏡裝置可包括單獨(dú)且不同的透鏡裝置。在一個(gè)最有利 的實(shí)現(xiàn)中，光纖已通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞教幚硪员惚旧沓洚?dāng)凸透鏡/凹透鏡，例如，通過(guò)熱處理或 通過(guò)壓縮或成形以獲得所期望的曲率/直徑。在輸出端，透鏡被成形或賦予屬性以便允許 最佳傳播。優(yōu)選是根據(jù)應(yīng)如何為所涉及應(yīng)用傳播光來(lái)賦予透鏡屬性。雖然在圖2中示為凸 形，但應(yīng)明白，為進(jìn)行傳播，它們可有利地為凹形(視光的屬性而定)。在圖中，為清晰起見，只示出連接到第一天線元件IA11的發(fā)射部件2A10它們連接 到開關(guān)和/或控制部件20，此處開關(guān)和/或控制部件假設(shè)包括圖1所示的部件21、22、23的 一個(gè)或多個(gè)功能，然而，為清晰起見，且由于它們未構(gòu)成基本發(fā)明概念的一部分，因此未示 出所有功能。圖3只是以很強(qiáng)的示意圖方式示出如圖1中的天線元件1Αη。它連接到發(fā)射線路 2A10它只用于示出存在大量的穿孔，并且它們非常密集地布置(至少遍及整個(gè)天線元件)。
圖4A是天線元件IA' n的橫截面視圖。在橫截面中，只示出一些穿孔 4A' m、...。從像素元件5A' m、...將光引導(dǎo)通過(guò)相應(yīng)對(duì)應(yīng)的光波導(dǎo)6A' m。此處假 設(shè)在像素元件與穿孔/光波導(dǎo)之間是一對(duì)一關(guān)系。也假設(shè)光纖已例如通過(guò)加熱成形，因此， 也在兩端，即分別在內(nèi)端和外端包括透鏡功能或充當(dāng)透鏡。因此，借助光波導(dǎo)6A' m，將來(lái) 自主屏幕40A'(來(lái)自對(duì)應(yīng)像素元件5A' m)的光引導(dǎo)通過(guò)穿孔天線元件IA' n。在內(nèi)端 靠近像素元件的凸透鏡或準(zhǔn)直透鏡功能的目的是從主屏幕(光或像素元件)收集盡可能多 的光。像素通過(guò)屏蔽部件(未在圖4中示出；參照?qǐng)D2)相互屏蔽，因此，在輔助屏幕保持了 高圖像分辨率。光由透鏡校準(zhǔn)，透鏡在主屏幕的前面方向上聚集光。優(yōu)選是從主屏幕/像 素元件到光波導(dǎo)輸入端(透鏡)的距離盡可能的短。此處假設(shè)主顯示屏幕在接地平面60'上提供，而貼片天線元件IA' ^經(jīng)開關(guān)和/ 或控制部件20'連接到該接地平面。在相應(yīng)外波導(dǎo)端的透鏡裝置適于在所有方向上或以所 期望方式盡可能多地傳播光學(xué)信息。可選地提供控制功能，即，能賦予透鏡所期望屬性。透 鏡或透鏡功能(如果有)根據(jù)光的屬性和所期望的傳播屬性選擇。圖4B以很強(qiáng)的示意圖方式示出橫截面中天線元件IA311的一部分。如在圖4A中 一樣，光從像素元件5A3m、5A3112、5A3113被引導(dǎo)通過(guò)在穿孔中布置的光波導(dǎo)6A3m、...。像素 元件5A3m、...布置在顯示層或主屏幕40A3中。包含天線元件的天線層與像素元件或包含 像素元件的主屏幕集成在一起。光波導(dǎo)此處在其外端以用于傳播光的凹透鏡終止。(透鏡 可備選是凸形的，或者終端可以是扁平的。)圖5是包括多個(gè)圓形貼片天線1A〃 ......1A〃 12的天線布置的示意性很強(qiáng)的頂
部視圖。圖5的唯一目的是明確示出天線元件能夠?yàn)槿魏涡螤?。此處，只有天線元件被穿 孔。然而，優(yōu)選是如上所述整個(gè)層應(yīng)被穿孔。圖6是如圖5中的天線元件1A" 21的放大示意橫截面視圖。如參照前面實(shí)施例 所述，顯示部件40A"設(shè)置在接地層602上，該接地層用作也用于天線，S卩，也用于天線元件 1A" 21的接地平面。天線元件包括多個(gè)穿孔4A" 211、...(為清晰起見，在此圖中只示出有限 數(shù)量的穿孔)，以便引導(dǎo)來(lái)自像素元件5" m、...的光。在此特定實(shí)現(xiàn)中，在像素元件與光 波導(dǎo)或穿孔之間不存在一對(duì)一關(guān)系，相反，像素元件多于光波導(dǎo)，但另一方面，可選的是，孔 洞的橫截面可稍微更大，并且透鏡更大或由光纖的更大的范圍構(gòu)成。備選，它們更凸/凹， 半徑或曲率增大/降低等。每個(gè)天線元件可選地連接到開關(guān)和/或控制部件20"。如從圖中能看到的一樣，在光波導(dǎo)或穿孔4A" 211的相應(yīng)外端未提供透鏡裝置。應(yīng) 明白的是，圖6所示的特定布置與貼片天線為圓形無(wú)關(guān)，而是能獨(dú)立于天線元件的形狀、類 型或數(shù)量實(shí)現(xiàn)。也應(yīng)明白的是，透鏡裝置也能在外端或只在外端等提供，同樣，這與天線元 件的形狀、類型或數(shù)量無(wú)關(guān)，也與像素元件的數(shù)量與穿孔的數(shù)量之間的關(guān)系無(wú)關(guān)。在仍有的 另一實(shí)現(xiàn)中，穿孔的數(shù)量能超過(guò)像素元件(未示出)的數(shù)量?？蛇x的是，凹透鏡或凸透鏡用 于以適當(dāng)?shù)姆绞絺鞑ス?；參見圖2。優(yōu)選是屏蔽部件例如在像素元件5" m與5〃 112等之 間或者備選在像素元件5" 112與5" 113等之間提供，以控制哪個(gè)波導(dǎo)應(yīng)引導(dǎo)來(lái)自哪個(gè)像素 元件或元件(此圖中未示出)的光。然而，應(yīng)明白的是，最優(yōu)選的是將來(lái)自主屏幕的所有光 引導(dǎo)通過(guò)光波導(dǎo)/光纖，以便即使無(wú)傳導(dǎo)材料或天線元件，整個(gè)屏幕也將借助相同機(jī)制引 導(dǎo)光等。圖7示出一個(gè)實(shí)施例，其中組合式天線和顯示布置IOO1與膝上型計(jì)算機(jī)的顯示屏
10幕30'關(guān)聯(lián)提供。包括天線元件IA' i、lA' 2、1A' 4，此處包括不同形狀的貼片天線IA' ρ IA' 2、1A' 4的電氣傳導(dǎo)層旨在示出本發(fā)明概念包括位于顯示屏幕30'前方的任何類型的 天線元件。應(yīng)明白的是，天線元件包括偶極天線或共面天線的實(shí)現(xiàn)也是可能的。也可能只 提供充當(dāng)天線(元件)的電氣傳導(dǎo)層。整個(gè)傳導(dǎo)層或包含傳導(dǎo)天線元件的(導(dǎo)電或不導(dǎo)電 的)層可被穿孔，這不同于只有天線元件本身被穿孔的實(shí)施例。因此，如例如也在同一天由本申請(qǐng)的同一申請(qǐng)人提交并且其內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于 本文的共同待定專利申請(qǐng)“顯示布置”(DISPLAYARRANGEMENT)所述，在顯示屏幕30'的表 面上能布置不同的天線結(jié)構(gòu)?？蛇x的是，天線元件的大小和/或形狀取決于在其上接收/發(fā)射無(wú)線電波、毫米波 和微波的通信信道的頻率和/或極化屬性。有利實(shí)現(xiàn)中的天線元件包括如上所述的貼片。 應(yīng)明白的是，通過(guò)使用穿孔，至少不是出于該原因，導(dǎo)電材料的厚度不限于任何特定值，但 通常出于其它原因，它比較薄。可選的是，它能在支撐層上提供。如果使用支撐層，則它附 接在例如膝上型計(jì)算機(jī)的顯示器等顯示部件之上。此支撐層要透光，或者它要以與包括或 形成天線元件的電氣傳導(dǎo)層類似的方式穿孔。每個(gè)天線元件或每組天線元件優(yōu)選連接到開 關(guān)和/或組合裝置，該裝置可選地在例如膝上型計(jì)算機(jī)的電路板中在顯示器部分中或在計(jì) 算機(jī)部分中集成。在一些實(shí)施例中，天線元件支持雙極化。隨后，兩條發(fā)射線路或傳導(dǎo)線路 連接到每個(gè)天線元件。在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)和/或組合部件包括或連接到波束形成部件或MIMO (多輸 入多輸出)空間復(fù)用部件。這例如意味著例如用于將來(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)的多個(gè)天線或天線陣 列能用于分集、波束形成增益或空間復(fù)用。因此，一個(gè)極大的優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)本發(fā)明，可能在例 如多媒體裝置等終端通信裝置的殼體內(nèi)以任何所期望方式來(lái)選擇天線元件或陣列的放置 和布置天線元件或陣列，并提供所有可能或所期望RF接收/發(fā)射方向的覆蓋。還有的一個(gè) 優(yōu)點(diǎn)是可能提高發(fā)射容量。由于基本上顯示器的整個(gè)表面可用于天線布置，因此，可能提供 帶有高增益和全向?qū)傩缘母行炀€陣列，從而能夠在終端設(shè)備中實(shí)現(xiàn)波束形成和空間復(fù) 用，并且天線能適于相關(guān)應(yīng)用和環(huán)境。通常，本發(fā)明的概念適于不同類型的顯示器或屏幕。顯示器的兩個(gè)主要類別是IXD和LED顯示器。在IXD顯示器(液晶顯示器)中， 像素只是彩色光調(diào)節(jié)器，并且光源是中心源，而在LED (發(fā)光二極管)顯示器中，每個(gè)像素是 單獨(dú)的發(fā)光器。LCD屏幕可包括含液晶(LC)元件的扭轉(zhuǎn)向列型(TN)顯示器，液晶元件以不同程度 扭轉(zhuǎn)和扭開(untwist)以允許光通過(guò)。在電壓未施加到此類TN液晶單元時(shí)，光被極化以通 過(guò)該單元。與施加的電壓成正比，LC單元扭轉(zhuǎn)高達(dá)90度，以更改極化以及阻塞光的路徑。 通過(guò)更改電壓電平，能更改顏色和發(fā)射。另一類型的IXD屏幕是TFT-IXD屏幕(薄膜晶體管)。諸如現(xiàn)代IXD計(jì)算機(jī)監(jiān)視 器和電視等高分辨率彩色顯示器使用有源矩陣結(jié)構(gòu)。矩陣TFT添加到極化濾波器和濾色 器。每個(gè)像素具有其自己的專用晶體管，允許每個(gè)列線訪問一個(gè)像素。在激活行線時(shí)，所有 列線連接到一行像素，并且正確的電壓施加到所有列線。隨后，停用該行線，并且激活下一 行線。TFT是通過(guò)淀積用于金屬接觸、半導(dǎo)體有源層和介電層的薄膜制成的一種特殊的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。TFT的溝道區(qū)是淀積在襯底上的薄膜，由于TFT的主要應(yīng)用是在液晶顯示器 中，因此，襯底經(jīng)常是玻璃。大多數(shù)TFT本身不透明，但其電極和互連能夠是透明的。今天， 大多數(shù)IXD屏幕是基于TFT。有機(jī)發(fā)光二極管OLED是一種特殊類型的LED，其中發(fā)射層包括某些有機(jī)化合物的 薄膜。發(fā)射性電致發(fā)光層能包括聚合物質(zhì)，該聚合物質(zhì)允許通過(guò)使用簡(jiǎn)單的“印刷”方法在 扁平載體(flat carrier)上的例如行和列中淀積合適的有機(jī)化合物以形成能發(fā)射不同顏 色光的像素矩陣。此類系統(tǒng)能在電視屏幕、計(jì)算機(jī)顯示器、便攜式系統(tǒng)屏幕中及廣告和信息 和指示應(yīng)用等中使用。圖8是以示意圖方式描述本發(fā)明過(guò)程的流程圖。光學(xué)信息例如提供為在例如包括 計(jì)算機(jī)圖形卡和驅(qū)動(dòng)程序的圖形生成器等圖像生成部件中生成的圖形信息。圖形或光學(xué)信 息通過(guò)信號(hào)發(fā)送到主顯示器(視頻信號(hào)到光轉(zhuǎn)換器)的圖像生成像素元件100。圖像在主 顯示屏幕上通過(guò)圖像生成像素元件生成101。隨后，信號(hào)經(jīng)耦合離開主顯示器的相應(yīng)像素元 件，進(jìn)入包括凸透鏡裝置的光纖或波導(dǎo)中，凸透鏡裝置用于在多個(gè)光波導(dǎo)的相應(yīng)第一端收 集/校準(zhǔn)光信息102。應(yīng)注意的是，透鏡裝置不必是凸形。備選，它們可以是例如扁平的。 可選地，它們(扁平、凹形或凸形)直接附接到相應(yīng)像素元件。光波導(dǎo)穿過(guò)布置在主顯示屏 幕上的天線元件，或整個(gè)(整個(gè)或部分傳導(dǎo))層。光學(xué)信息被引導(dǎo)通過(guò)穿過(guò)天線元件的多 個(gè)光波導(dǎo)或包含它們的整個(gè)層103。在相應(yīng)光纖或波導(dǎo)的另一端，信號(hào)經(jīng)透鏡裝置耦合離開 光波導(dǎo)并通過(guò)所述透鏡傳播104。最后，光學(xué)信息在也充當(dāng)功能性顯示器的天線元件的另一 外側(cè)顯現(xiàn)，并且與其無(wú)關(guān)地接收/發(fā)射例如無(wú)線電波。應(yīng)明白，在不脫離隨附權(quán)利要求的范圍的情況下，本發(fā)明能以多種方式變化。它也 能用于其它終端裝置，并且一般在光學(xué)信息顯示面上實(shí)現(xiàn)，例如windows等。此外，在其它 方面，本發(fā)明概念并不限于具體說(shuō)明的實(shí)施例。
1權(quán)利要求
一種顯示和天線布置(100；1001)，包括主顯示屏幕(30；30′)和天線布置，所述天線布置包括通過(guò)至少在給定區(qū)域中的電氣傳導(dǎo)層形成并且適于接收/發(fā)射無(wú)線電波、毫米波或微波或亞微波的多個(gè)接收和/或發(fā)射元件(1A11、...、1A33；1A′11；1A″21；1A′1、1A′2、1A′4、1A311)，其特征在于所述電氣傳導(dǎo)層或所述至少給定區(qū)域被穿孔，并且包括穿過(guò)所述層或所述區(qū)域密集布置的多個(gè)孔洞(4111、4112、...；4A′111、...；4A″211，...)，所述孔洞(4111、4112、...；4A′111、...；4A″211、...)至少部分地填充了介電材料或包含介電材料，以及在于所述穿孔傳導(dǎo)層或區(qū)域適于在所述主顯示屏幕(30；30′)的前方提供，所述孔洞或穿孔(4111、4112、...；4A′111、...；4A″211、...)適于將來(lái)自所述主顯示屏幕(30；30′)的光/光學(xué)信息引導(dǎo)通過(guò)所述電氣傳導(dǎo)層或區(qū)域，所述電氣傳導(dǎo)層或區(qū)域的外表面背離所述主顯示屏幕(30；30′)以及在于所述外表面適于充當(dāng)輔助功能性顯示屏幕。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示和天線布置，其特征在于所述介電材料具有基本上在1. 3-2之間的折射率，或者適于提供最佳光導(dǎo)屬性。
3.如權(quán)利要求1或2所述的顯示和天線布置，其特征在于所述孔洞或穿孔(4m、4112、. . . -Ak' m、. . . ；4A〃 211、...)是圓柱形的或者具有圓形 橫截面。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的顯示和天線布置，其特征在于所述孔洞或穿孔(4m、4112、... -Ak' m、. . . -Ak" 211、...)在與所述顯示屏幕(30 ； 30')或所述電氣傳導(dǎo)層或區(qū)域的平面平行的平面中具有是圓形、橢圓形、方形、卵形或矩 形的橫截面。
5.如前面任一權(quán)利要求所述的顯示和天線布置，其特征在于每個(gè)孔洞或穿孔(4m、4112、... -Ak' m、... -Ak" 211、...)適于在面向所述主顯示屏 幕的所述孔洞的內(nèi)端部分具有比在所述孔洞中央部分的橫截面更大的橫截面。
6.如前面任一權(quán)利要求所述的顯示和天線布置，其特征在于每個(gè)孔洞或穿孔(4m、4112、. . . ； 4A' m、. . . ；4A〃 211、...)適于在遠(yuǎn)離所述主顯示屏 幕的所述孔洞/穿孔的外端部分具有比在所述孔洞中央部分的橫截面更大的橫截面。
7.如前面任一權(quán)利要求所述的顯示和天線布置，其特征在于至少多個(gè)所述孔洞或穿孔(4m、4112、. . . -Ak' m> · · · ；4Α〃 211、...)在其面向所述主 顯示屏幕(30 ；30')的內(nèi)端部分具有已擴(kuò)展的或正連續(xù)地或以不連續(xù)步驟擴(kuò)展的內(nèi)部橫 截面，以及在于布置在所述已擴(kuò)展的或正擴(kuò)展的內(nèi)部部分的介電材料適于充當(dāng)凸透鏡，例 如，具有凸透鏡(7m)的形狀，以實(shí)現(xiàn)對(duì)來(lái)自所述主顯示屏幕的光的增強(qiáng)收集。
8.如前面任一權(quán)利要求所述的顯示和天線布置，其特征在于至少多個(gè)所述孔洞或穿孔(4m、4112、... ；4A' m、... ；4A〃 211、...)在其向外且遠(yuǎn) 離所述主顯示屏幕的外端是已擴(kuò)展的或具有正在增大的橫截面，以及在于布置在此類已擴(kuò) 展或正在擴(kuò)展的外端部分的所述介電材料和/或所述外端部分適于充當(dāng)凸透鏡/凹透鏡 (7ιη)以便最大地或以所期望方式傳播被引導(dǎo)通過(guò)所述孔洞的所述光，以及在于所述外端 部分/透鏡具有的形狀和屬性使得能以所期望方式傳播光。
9.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的顯示和天線布置， 其特征在于至少在面向所述主顯示屏幕的所述孔洞或穿孔的相應(yīng)內(nèi)端部分為所述孔洞或穿孔 (4m、4112、…；4A' m、... -Ak" 211、...)提供有準(zhǔn)直透鏡(7' m)以便收集光。
10.如權(quán)利要求1-5或9任一項(xiàng)所述的顯示和天線布置， 其特征在于至少在其外端部分為所述孔洞或穿孔(4m、4112、. . . ；4A' m、. . . ；4A" 211、...)或光 波導(dǎo)提供具有給定屬性或形狀的透鏡裝置(7m)以控制所述光、即所述光學(xué)信息的所述傳播。
11.如前面任一權(quán)利要求所述的顯示和天線布置， 其特征在于形成或包括天線布置的所述電氣傳導(dǎo)層適于設(shè)置在所述主顯示屏幕(30 ；30')上，尤 其覆蓋整個(gè)顯示屏幕表面主要部分或基本上整個(gè)顯示屏幕表面，以及在于所述孔洞或穿孔 基本上遍及所述電氣傳導(dǎo)層提供，或者覆蓋所述主屏幕的整個(gè)區(qū)域。
12.如前面任一權(quán)利要求所述的顯示和天線布置， 其特征在于所述孔洞或穿孔(4m、4112、…；4A' m、... ；4A〃 211、…)以某個(gè)密度布置，所述密度 允許的分辨率至少等于在所述主顯示屏幕(30 ；30')獲得的分辨率。
13.如前面任一權(quán)利要求所述的顯示和天線布置， 其特征在于所述填充的孔洞或穿孔適于充當(dāng)光波導(dǎo)(6m、... ；6A' m、... ；6A3m、...)，引導(dǎo)來(lái)自 光元件或光源的光，例如所述主顯示部件(30 ;30')中的像素元件(5m、... ；5A' m、...；C'/.CASυ 111、· · · J η in、· · · / ο
14.如權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的顯示和天線布置， 其特征在于在所有相應(yīng)相鄰像素元件之間提供屏蔽部件(8m、...),以便來(lái)自每個(gè)相應(yīng)像素元件 的光將分別由光波導(dǎo)上的一個(gè)相應(yīng)穿孔收集以及被引導(dǎo)通過(guò)光波導(dǎo)上的一個(gè)相應(yīng)穿孔收集。
15.如前面任一權(quán)利要求所述的顯示和天線布置， 其特征在于它適于形成無(wú)線通信裝置的顯示屏幕和天線布置。
16.如權(quán)利要求15所述的顯示和天線布置， 其特征在于所述無(wú)線通信裝置包括膝上型計(jì)算機(jī)、掌上型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話或任何(其它)多媒體通f曰裝直ο
17.如前面任一權(quán)利要求所述的顯示和天線布置， 其特征在于所述給定區(qū)域包括天線元件(IA11.....IA335IA' 11;1A〃 21;1A' ”1A' 2、1A' 4)，例如任何形狀的貼片天線，如方形、圓形、矩形。
18.如前面任一權(quán)利要求所述的顯示和天線布置， 其特征在于所述接收和 / 或發(fā)射元件(IA11.....IA335IA' 11;1A〃 21;1A' ^lA' 2、1A' 4)是布置為形成陣列或多個(gè)子陣列的天線元件。
19.如權(quán)利要求17或18所述的顯示和天線布置， 其特征在于提供了適于單獨(dú)或成組為所述天線元件饋電和/或控制所述天線元件的饋電和/或控 制部件(21，22)。
20.如權(quán)利要求19所述的顯示和天線布置， 其特征在于所述饋電和/或控制部件(21，22，23)包括開關(guān)和/或組合部件，例如分布網(wǎng)絡(luò)，以實(shí) 現(xiàn)與所述饋電和/或控制部件相關(guān)聯(lián)、由其包括或與其分開的無(wú)線電波/毫米波或微波信 號(hào)處理。
21.一種用于處理無(wú)線電波/毫米波或微波或亞微波信號(hào)的接收/發(fā)射和光學(xué)信息的 呈現(xiàn)的方法，其特征在于 它包括以下步驟-接收/發(fā)射主顯示屏幕上設(shè)置的電氣傳導(dǎo)層中提供的接收/發(fā)射元件中的所述信號(hào) /來(lái)自所述接收/發(fā)射元件的所述信號(hào)，-通過(guò)以下操作，在與所述主顯示屏幕上設(shè)置的所述傳導(dǎo)層的所述表面相對(duì)的表面上， 獨(dú)立于所述信號(hào)呈現(xiàn)所述電氣傳導(dǎo)層前方所述主顯示屏幕上生成的光學(xué)圖像-通過(guò)多個(gè)孔洞或穿孔傳導(dǎo)光，所述多個(gè)孔洞或穿孔傳導(dǎo)光密集地通過(guò)至少所述電氣 傳導(dǎo)層的主要部分定位，所述孔洞或穿孔至少部分填充有介電材料，使得所述光學(xué)圖像將 通過(guò)所述電氣傳導(dǎo)層傳遞，_在所述電氣傳導(dǎo)層的前部外表面提供的功能性第二顯示屏幕上呈現(xiàn)所述傳遞的光學(xué) 圖像，由此不存在光學(xué)圖像或收到/發(fā)射的無(wú)線電波/毫米波或微波或亞微波信號(hào)的干擾 或屏蔽。
22.如權(quán)利要求21所述的方法， 其特征在于它包括以下步驟_校準(zhǔn)在面向所述主顯示屏幕的所述孔洞或穿孔的內(nèi)端部分的所述光， -借助凸透鏡、凹透鏡或類似部件，傳播在所述輸出端、在所述功能性第二顯示屏幕上 所述孔洞的另一端的部分的所述光。
23.如權(quán)利要求21或22所述的方法， 其特征在于所述主顯示屏幕包括無(wú)線通信裝置的顯示屏幕，例如，膝上型計(jì)算機(jī)、掌上型計(jì)算機(jī)、 移動(dòng)電話或類似裝置的顯示屏幕，同時(shí)基本上所述整個(gè)顯示屏幕也用于布置天線布置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種顯示和天線布置，該布置包括主顯示屏幕(30)和天線布置，天線布置包括通過(guò)至少在給定區(qū)域中的電氣傳導(dǎo)層形成并適于接收/發(fā)射無(wú)線電波、毫米波或微波的多個(gè)接收和/或發(fā)射元件(1A11、1A12、1A13)。電氣傳導(dǎo)層被穿孔，并且包括穿過(guò)層密集布置的多個(gè)孔洞(4111、...)。所述孔洞(4111、...)包含介電材料。穿孔傳導(dǎo)層在主顯示屏幕的前方提供，所述孔洞適于將來(lái)自主顯示屏幕的光/光學(xué)信息引導(dǎo)通過(guò)電氣傳導(dǎo)層，電氣傳導(dǎo)層的外表面背離主顯示屏幕。所述外表面適于充當(dāng)輔助功能性顯示屏幕。
文檔編號(hào)H01Q9/16GK101889226SQ200780101845
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者F·哈里森, J·梅德博 申請(qǐng)人:愛立信電話股份有限公司