CN104901010B - 穿戴式装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种穿戴式装置，包括显示单元、导电边框与带状结构。导电边框环绕在显示单元的显示区的四周，且导电边框具有第一开槽。此外，第一开槽的开口的两侧设有馈入点与第一接地点，且导电边框形成第一天线元件。带状结构分别连接导电边框的相对的第一边缘与第二边缘。

Description

穿戴式装置
技术领域
本发明涉及一种穿戴式装置，且特别是涉及一种利用导电边框来形成天线元件的穿戴式装置。
背景技术
随着移动通讯技术的快速发展，穿戴式装置(例如：智能型手表、智能型眼镜等)与移动通讯功能的整合已处于蓬勃发展的研发阶段。为了符合方便配戴的特性，穿戴式装置的硬件空间往往较为狭小。相对地，穿戴式装置中可用以配置天线元件的空间也就越来越有限。然而，天线元件必须要有足够的体积，才能达到所需的辐射特性。因此，如何在穿戴式装置的有限空间中设计天线元件，以符合穿戴式装置在配戴上的便利性，已成各个厂商急需解决的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种穿戴式装置，可利用导电边框形成天线元件。由此，将可缩减穿戴式装置的硬件空间，进而有助于提高穿戴式装置在配戴上的便利性。
为达上述目的，本发明的穿戴式装置包括显示单元、导电边框与带状结构。其中，导电边框环绕在显示单元的显示区的四周，且导电边框具有第一开槽。此外，第一开槽的开口的两侧设有馈入点与第一接地点，且导电边框形成第一天线元件。带状结构分别连接导电边框的相对的第一边缘与第二边缘。
基于上述，本发明的穿戴式装置利用导电边框来形成第一天线元件，并利用导电边框与微带线来形成第二天线元件。由此，穿戴式装置将无需额外耗费一独立空间来配置天线元件，因此可有效地缩减穿戴式装置的硬件空间，进而有助于提高穿戴式装置在配戴上的便利性。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1为依据本发明一实施例的穿戴式装置的示意图。
图2为依据本发明一实施例的第一天线元件的电压驻波比图。
图3a及图3b分别为依据本发明一实施例的第一天线元件的辐射效率图与增益图。
图4为依据本发明一实施例的第二天线元件的电压驻波比图。
图5a及图5b分别为依据本发明一实施例的第二天线元件的辐射效率图与增益图。
图6为依据本发明一实施例的导电边框与微带线的透视图。
图7为依据本发明一实施例的导电边框与导电薄膜层的示意图。
符号说明
100：穿戴式装置
110：显示单元
101：显示区
120：导电边框
130：带状结构
131：第一结合件
132：第二结合件
140：装置本体
150：第一开槽
160：第二开槽
170：微带线
SD11：导电边框的第一边缘
SD12：导电边框的第二边缘
FP1：馈入点
GP11：第一接地点
GP12：第二接地点
310～330、510～530：曲线
610：框体
620：第一延伸件
630：第二延伸件
SD6：框体的边缘
710：导电薄膜层
具体实施方式
图1为依据本发明一实施例的穿戴式装置的示意图。参照图1，穿戴式装置100包括显示单元110、导电边框120、带状结构130与装置本体140。其中，显示单元110与导电边框120设置在装置本体140上。此外，导电边框120环绕在显示单元110的显示区101的四周，且导电边框120为穿戴式装置100的部分壳体。带状结构130分别连接导电边框120的相对的第一边缘SD11与第二边缘SD12。由此，使用者可通过带状结构130将穿戴式装置100配戴在身上，例如：手腕，以便于使用与携带。
带状结构130可由导电材质或是非导电材质所构成。此外，为了衔接带状结构130与导电边框120，在一实施例中，穿戴式装置100还包括第一结合件131与第二结合件132。其中，第一结合件131设置在带状结构130与导电边框120的第一边缘SD11之间，且第二结合件132设置在带状结构130与导电边框120的第二边缘SD12之间。
值得注意的是，导电边框120具有第一开槽150，且第一开槽150的开口的两侧设有馈入点FP1与第一接地点GP11。由此，导电边框120将可形成第一天线元件，例如：平面倒F型天线(Planar Inverted-F Antenna，简称PIFA)，进而致使穿戴式装置100可操作在第一频段与第二频段。举例来说，馈入点FP1用以接收来自穿戴式装置100中的通讯模块(未绘示出)的馈入信号，且接地点GP1电连接至穿戴式装置100中的接地面。在馈入信号的激发下，导电边框120将可产生涵盖第一频段与第二频段的激发模态，进而致使穿戴式装置100可操作在第一频段与第二频段。
更进一步来看，导电边框120还具有第二开槽160，且穿戴式装置100还包括微带线170。其中，微带线170相对于第二开槽160，并具有一第二接地点GP12。由此，微带线170与导电边框120将可形成第二天线元件，例如：耦合式单极天线(coupled monopole antenna)，以致使穿戴式装置100可操作在第三频段。举例来说，来自馈入点FP1的馈入信号可通过第二开槽160耦合至微带线170。由此，微带线170与导电边框120将可产生涵盖第三频段的激发模态，进而致使穿戴式装置100可操作在第三频段。
举例来说，图2为依据本发明一实施例的第一天线元件的电压驻波比(VoltageStanding Wave Ratio，简称VSWR)图，且图3a及图3b分别为依据本发明一实施例的第一天线元件的辐射效率图与增益图。如图2所示，在一实施例中，第一天线元件的第一频段可例如是涵盖824MHz～960MHz，且第一天线元件的第二频段可例如是涵盖1710MHz～2170MHz，进而致使穿戴式装置100可应用在第3代移动通讯(3G)的无线广域网路(wireless widearea network，简称WWAN)中。
此外，如图3a所示，第一天线元件在WWAN的GSM850/GSM960频段的辐射效率可达32％，且第一天线元件在WWAN的DCS/PCS频段的辐射效率可达到55％。再者，图3b的曲线310～330分别表示第一天线元件在X-Y平面、X-Z平面与Y-Z平面的增益。如曲线310～330所示，第一天线元件在第一频段与第二频段具有良好的增益，符合穿戴式装置100的应用需求。
再者，图4为依据本发明一实施例的第二天线元件的电压驻波比图，且图5a及图5b分别为依据本发明一实施例的第二天线元件的辐射效率图与增益图。如图4所示，在一实施例中，第二天线元件的第三频段可例如是涵盖2.4GHz～2.5GHz，以致使穿戴式装置100可应用在无线保真(Wireless Fidelity，简称Wi-Fi)技术中。此外，如图5a所示，第二天线元件在第三频段的辐射效率可达到65％。再者，图5b的曲线510～530分别表示第二天线元件于X-Y平面、X-Z平面与Y-Z平面的增益。如曲线510～530所示，第二天线元件在第三频段具有良好的增益，符合穿戴式装置100的应用需求。
换言之，穿戴式装置100可利用导电边框120与微带线170来形成第一天线元件与第二天线元件。如此一来，穿戴式装置100将无需额外耗费一独立空间来配置天线元件，因此可有效地缩减穿戴式装置100的硬件空间，进而有助于提高穿戴式装置100在配戴上的便利性。
为了使本领域具有通常知识者能更加了解本发明，图6为依据本发明一实施例的导电边框与微带线的透视图，以下将参照图6对导电边框120与微带线170做进一步的说明。如图6所示，导电边框120包括框体610、第一延伸件620与第二延伸件630。其中，框体610环绕在显示单元110的显示区101的四周。此外，框体610的一边缘SD6具有馈入点FP1。
第一延伸件620的一端电连接至框体610的边缘SD6，且第一延伸件620的另一端具有第一接地点GP11。此外，第一延伸件620与框体610的边缘SD6形成第一开槽150。另一方面，第二延伸件630电连接至第一延伸件620。此外，第二延伸件630、第一延伸件620与框体610的边缘SD6形成第二开槽160。其中，第一延伸件620的形状可例如是一L字形，且第二延伸件630与第一延伸件620可例如是形成一倒T字形。微带线170隔着一绝缘体(例如，基板)相对于导电边框120，且微带线170的第二接地点GP12可通过贯穿所述绝缘体的导孔电连接至导电边框120中的第二延伸件630。
值得注意的是，第一开槽150的尺寸相关于第一天线元件的阻抗匹配，且第二开槽160的尺寸相关于第二天线元件的阻抗匹配。换言之，本领域具有通常知识者可通过改变第一开槽150的尺寸，例如：第一开槽150的宽度与长度，来提高第一天线元件的辐射特性。再者，本领域具有通常知识者可通过改变第二开槽160的尺寸与介质基板的厚度，来提高第二天线元件的辐射特性。
更进一步来看，框体610与第一延伸件620可用以形成第一天线元件，例如：平面倒F型天线，且框体610为第一天线元件的主要辐射体。此外，框体610、第一延伸件620、第二延伸件630与微带线170可用以形成第二天线元件，例如：耦合式单极天线。由此，穿戴式装置100将可通过第一天线元件与第二天线元件来达到移动通讯的功能。
值得一提的是，第二延伸件630与微带线170是因应第二天线元件而设置的。此外，在实际应用上，穿戴式装置100也可仅设置第一天线元件，并通过第一天线元件来达到移动通讯的功能。换言之，在另一实施例中，本领域具有通常知识者可依设计所需，选择性地将用以构成第二天线元件的第二延伸件630与微带线170予以移除。
此外，图1所列举的穿戴式装置100可例如是一智能型手表(smart watch)。其中，装置本体140可例如是智能型手表的表体，且导电边框120可例如是设置在表体外侧的表壳。另一方面，带状结构130可构成智能型手表的表带，且智能型手表可通过显示单元110显示时间…等相关讯息。换言之，智能型手表可通过表壳(即导电边框120)来接收或是发射电磁信号。此外，导电边框120可由金属等导电材质所构成，且智能型手表可通过导电边框120来达到金属质感的外观设计。
值得一提的是，在另一实施例中，导电边框120也可以整合在显示单元110中。举例来说，图7为依据本发明一实施例的导电边框与导电薄膜层的示意图。其中，显示单元110可例如是一液晶显示器，且液晶显示器包括用以配置像素电极的导电薄膜层710。此外，如图7所示，导电边框120可例如是设置在液晶显示器中的导电薄膜层710。
综上所述，本发明的穿戴式装置利用环绕在显示区的四周的导电边框来形成第一天线元件，并利用导电边框与微带线来形成第二天线元件。由此，穿戴式装置将无需额外耗费一独立空间来配置天线元件，因此可有效地缩减穿戴式装置的硬件空间，进而有助于提高穿戴式装置在配戴上的便利性。
虽然已以实施例公开本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (12)

1.一种穿戴式装置，包括：
显示单元；
导电边框，环绕在该显示单元的一显示区的四周，并具有第一开槽，其中该第一开槽的开口的两侧设有一馈入点与一第一接地点，且该导电边框形成一第一天线元件；以及
带状结构，分别连接该导电边框的相对的第一边缘与第二边缘，
其中该导电边框包括：
框体，环绕在该显示单元的该显示区的四周，且该框体的一边缘具有该馈入点；以及
第一延伸件，其一端电连接该框体的该边缘，且该第一延伸件的另一端具有该第一接地点，其中该第一延伸件与该框体的该边缘形成该第一开槽。
2.如权利要求1所述的穿戴式装置，其中该第一开槽的尺寸相关于该第一天线元件的阻抗匹配。
3.如权利要求1所述的穿戴式装置，其中该导电边框还具有第二开槽，且该穿戴式装置还包括：
微带线，相对于该第二开槽，并具有一第二接地点，其中该微带线与该导电边框形成一第二天线元件。
4.如权利要求3所述的穿戴式装置，其中该第二开槽的尺寸相关于该第二天线元件的阻抗匹配。
5.如权利要求1所述的穿戴式装置，其中该第一延伸件的形状为一L字形。
6.如权利要求1所述的穿戴式装置，其中该导电边框还包括：
第二延伸件，电连接该第一延伸件，且该第二延伸件、该第一延伸件与该框体的该边缘形成一第二开槽。
7.如权利要求6所述的穿戴式装置，其中该第一延伸件与该第二延伸件形成一倒T字形。
8.如权利要求6所述的穿戴式装置，其中该穿戴式装置还包括：
微带线，相对于该第二开槽，并通过一第二接地点电连接至该第二延伸件，其中该微带线与该导电边框形成一第二天线元件。
9.如权利要求1所述的穿戴式装置，还包括：
第一结合件，设置在该带状结构与该导电边框的该第一边缘之间；以及
第二结合件，设置在该带状结构与导电边框的该第二边缘之间。
10.如权利要求1所述的穿戴式装置，其中该导电边框为该穿戴式装置的部分壳体。
11.如权利要求1所述的穿戴式装置，其中该显示单元为一液晶显示器，且该导电边框设置在该液晶显示器中的导电薄膜层。
12.如权利要求1所述的穿戴式装置，其中该穿戴式装置为一智能型手表。
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