便携式电子设备中的数据传输的制作方法_3

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[0039]图4G示出了滚绕式波导485形式的圆柱形波导的另一个实施例,其中多个柔性波导以称为滚绕式波导的形式卷绕在保护层内。更具体地讲,滚绕式波导485可包括在外护套494形式的保护层内成卷绕构型的柔性波导486、488、490和492。可将波导嵌入隔离层496内,从而防止波导之间的串扰。然而,在一些实施例中,选择的波导能够以允许电磁能在其间传播的方式耦接。
[0040]以下讨论涉及有利于在便携式计算设备中进行高速数据传输的柔性波导的特定具体实施。如下文所述,便携式计算设备采用膝上型计算机的形式。然而,应当指出的是,柔性波导的实施例可非常适用于任何需要高速数据传输的应用。
[0041]图5示出了膝上型计算机500形式的代表性便携式计算设备500的实施例的正面透视图。膝上型计算机500可包括基部部分502。基部部分502可从经由视图中由装饰性壁隐藏的离合器组件506而能够枢转地连接到盖504。基部部分502可具有整体均匀的形状,其尺寸适于容纳离合器组件506。底部部分502可被配置为容纳各种用户输入设备诸如键盘508和触摸板510。盖504可在离合器组件506的帮助下从闭合位置移动以保持处于打开位置并再次闭合。盖504可包括显示器512和可为显示器512提供结构性支撑的后盖514。显示器512可呈现视觉内容诸如图形用户界面、静态图像诸如照片、以及视频媒体项目诸如电影。显示器512可采用任何合适的显示技术来显示图像。基部部分502可包括各种工作部件,所述工作部件中的至少一者可以提供图像数据以便由显示器512呈现。因此,被配置为提供图像数据(诸如高分辨率视频数据)的基部部分502内的这些电路可以电耦接至与显示器512相关联的显示器电路。
[0042]例如,尽管并未示出,但基部部分502可包括被配置为生成像素数据形式的图像数据的图形处理单元(也称为GPU)。为了呈现图像形式的像素数据,可将像素数据提供至显示器支持电路(诸如定时控制器,或TC0N)。为了以TCON所需的数据速率提供足够的像素数据以便由显示器512适当的呈现,可使用高速数据通信通道。在一个实施例中,高速数据通道可采用柔性波导的形式,该柔性波导被配置为提供用于电磁能的传输介质,该电磁能具有亚毫米至数毫米的范围内的波长。在另一个实施例中,高速数据通道可基于近场耦合效应,所谓近场耦合效应是指基部部分502处的天线结构可以通过自由空间发射电磁能,所述电磁能的传播距离为小于一个波长至几个波长以便由盖504处的接收器捕获。例如,高速数据通道可包括耦接至GPU的发射器天线和耦接至TCON的接收器天线,发射器天线和接收器天线通过介于基部单元502和盖504之间的气隙彼此分隔。
[0043]接下来转到图6A,其以侧剖视图示出了根据本发明一个实施例的具有中空离合器的示例性铰链机构。铰链机构600可包括外部离合器筒602以及内部离合器604,从而允许波导606穿过其中的腔608。在一些实施例中,离合器604本质上可为圆柱形的,并且可具有环状外部区域和被环状外部区域围绕的中心孔区域。同样,中心孔区域适于允许一个或多个波导通过并为所述一个或多个波导提供支撑,所述一个或多个波导适于提供通信通道,所述通信通道被配置为将基部部分连接至便携式计算设备的盖。在一个示例中,圆柱形离合器的半径可为约六毫米。因此,应当指出的是,离合器604内存在足够的空间以容纳侧向尺寸最多至约5毫米的波导。在其中波导为圆柱形的这些实施例中,可以容纳约5毫米的直径。如上所述,可使用侧向尺寸为约5mm的波导来提供范围在约60GHz内的电磁能的传输介质。应当指出的是,虽然盖的旋转和基部部分导致波导的轻微扭转,但这对通过波导的数据传输影响极小或没有不利影响。
[0044]继续参见图6B,其以侧剖视图示出根据本发明一个实施例的图6A的示例性中空离合器。离合器604可由任何合适的材料形成,诸如具有外径R1和内径1?2的不锈钢或合金钢。在所述实施例中,内径R2可以变化以提供足够的空间来容纳具有任何合适形状因数的波导。如上所述,波导606可包括以平面、堆叠或圆柱形形式(具有中心气隙或为实心的直圆柱或围绕轴线的螺旋)布置的多个层,以在盖(诸如显示器组件)以及基部部分中提供高速通信通道的电子元件。在一些实施例中,可以提供单独的电力线,而在其他情况下,可使用金属隔离层来提供电力管道和针对波导606的信号隔离两者。这样,电力和数据能够以统一的布置来在盖504和基部单元502之间传输。
[0045]图7显示了便携式计算设备500的俯视图,该视图突出显示了波导606、离合器组件600,以及基部单元502和盖504内的工作部件之间的关系。更具体地讲,基部单元502内的代表性部件可包括主逻辑板(MLB),可在该主逻辑板上定位视频源,诸如(一个或多个)GPU0如图所示,GPU可与具有发射器区域706的耦合器702通信,该发射器区域被布置为将用视频数据704编码的电磁能经由接收器区域708传输至波导606。在所述实施例中,耦合器706可包括尺寸小于波导606的间隙尺寸的间隙709。在一个实施例中,间隙709可有利于发射器区域706和接收器区域708的近场耦合。在一些情况下,发射器区域702可相对于波导606沿轴向设置。视频数据704可在通过波导606传播至显示器电路710的载波中编码。在一个实施例中,可使用耦合器712将波导606耦接至显示器电路710。例如,显示器电路710可以采用定时控制器(TCON) 710的形式,该定时控制器被布置为接收由GPU生成并在经由波导606传播的载波中编码的像素数据。TCON 710可随后处理视频数据704以便由显示器512呈现。还应当指出的是,在耦合器的发射器702和接收器706之间存在任何纵向重叠。
[0046]图8示出了近场通信通道800形式的通信通道102,所述通信通道采用载波频率在亚太赫兹(s-THz)至太赫兹范围(例如60GHz以及更大)内的电磁能来传输在其中编码的视频数据704。更具体地讲,发射器单元802可以在气隙802中发射具有已编码视频数据704的电磁能。可使用任何数量的合适编码方案对视频数据704进行编码。编码方案可包括幅移键控、角调制(相位或频率)、矢量调制(幅度和相位相结合)以及本领域已知的其他调制方案。在任何情况下,都可在耦接至视频电路710 (诸如TCON 710)的接收器单元808处接收具有已编码视频数据704的电磁能。
[0047]除了提供非常适用于便携式计算设备的高速数据通道之外,可在固定式计算系统诸如台式计算机或相关联的电路中使用电磁能的近场传输。例如,图9示出了代表性近场连接方案900,其非常适用于通过气隙910将数据从印刷电路板(PCB) 904上的电路902传输至印刷电路板908上的电路906。在一个实施例中,可通过载波频率在亚太赫兹至太赫兹范围内的载波来对数据进行编码,从而提供足够的带宽来支持高分辨率视频呈现。近场数据传输可用于为台式计算机提供更有效且耗时更少的组装过程。
[0048]例如,如示出了系统1000的图10所示,可将PCB904组装为电路模块1002的一部分,该电路模块可与电子系统中的电路模块1004无线耦接。电路模块1002可包括各自具有相关联的发射器1006的电路902,所述发射器适用于发射载波频率为至少60GHz的电磁能。另一方面,电路模块1004可包括具有电路906的PCB 908,电路906各自具有相关联的接收器1008,所述接收器适用于接收由发射器1006发射的电磁能。在一个实施例中,电路模块1002可包括可提供视频数据的电路,诸如GPU,而电路模块1004可包括使用支持显示器1010的视频数据处理电路(诸如TC0N)。在一些实施例中,可使用例如弹簧触件1012/1014使电力连接与近场高速数据连接分开建立。
[0049]只需将电路模块1002相对于电路模块1004放置在预先设计的位置并将其固定到位,即可完成系统1000的组装。例如,在系统1000为固定式计算系统的情况下,可将显示器1010固定在壳体内。可通过以下方式来形成使用亚太赫兹至太赫兹范围内电磁能的近场数据传输通道:将电路模块1002放置在壳体内相对于电路模块1004的位置,使得在发射器1006和接收器1008之间形成预定大小的气隙。因此,高速数据可从电路模块1002传输至电路模块1004,而无需耗时和昂贵的布线。然而,在需要电力通道与数据通道分离的那些情况下,可使电力触件1012与电力触件1014物理接触。在一个实施例中,电力触件1012(或电力触件1014,或两者)可以采用弹簧触件的形式,该弹簧触件在电路模块1002被放置在壳体内期间可以容易地接近电力触件1014。
[0050]图11示出了详细显示根据所述实施例的组装过程1100的流程图。组装过程1100可用于通过减少或在一些情况下消除计算系统中的有线连接,来简化和减少制造计算系统所需的组装操作数量。可以消除的具体的有线连接是那些用于提供电子部件之间的高速数据连接的有线连接。有线连接可被近场耦合部件取代,载波频率为至少60GHz到至少数百GHz的电磁能可在所述近场耦合部件上传播而没有明显损耗。过程1100可体现第一制品和第二制品,其中第一制品具有连接至第一电介质耦合器部件的第一波导,第二制品具有连接至第二电介质耦合器部件的第二波导。应当指出的是,在使用近场耦合效应的情况下,第一电介质耦合器部件可被配置为在小于几个波长的距离内发射可由第二电介质耦合器部件捕获的电磁能(反之亦然)。可以在第一波导和第二波导之间形成通信通道。在一个实施例中,可
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