CN101674098A - 手持式装置 - Google Patents

Abstract

一种手持式装置，包括一接地面、一天线、一第一导电片以及一第二导电片。天线电性连接接地面，并与接地面形成一电流回路。接地面依据电流回路而形成一电流区域。第一导电片电性连接至电流区域，其中第一导电片可改变接地面的电流分布，以增加流经电流区域的电流密度。

Description

手持式装置

技术领域

本发明是有关于一种手持式装置，且特别是有关于一种利用导电片来改变系统接地面的电流分布的手持式装置。

背景技术

目前一般社会大众的通信联络方式已经慢慢的进入了无线通信的时代，所以手持式装置在各种场合上的使用率也愈来愈高、愈趋于多样化，例如手机、智能型手机、多媒体播放器、个人数字助理以及卫星导航器等等。各种小型的手持式装置已经逐渐地被发展出来，并成为了人们在日常生活中所必需拥有的电子产品。

在无线通信的发展过程中，美国联邦通信委员会(FederalCommunications Commission，FCC)更提出了有关于助听器相容性(HearingAid Compatibility，HAC)的规范，以界定助听器和多种通信设备的并用性与安全性。在助听器相容性的规范下，手机厂商有义务将手机的电磁干扰(EMI)限制在一额定值(threshold)以下，其中所谓的电磁干扰包含电场及磁场对助听器的干扰及耐受能力的影响。一般HAC所要解决的不单只是电场对助听器的影响，同时磁场的干扰也是不能忽视地，其规定必须达到M3 Rating，即电场值小于84.1V/m，磁场值小于0.25A/m。此外，手机厂商更推出了若干型号符合助听器相容性规范的手机，以便利用电话线圈(telecoil)的电磁感应功能将音频信号传输给助听器。

针对符合助听器相容性规范的手机的实现，现有技术大多是借由增加天线与受话器(receiver)之间的距离，来达到助听器相容性规范所界定的电磁干扰的限制。其中，天线与受话器之间距离的增加，必须借由更改天线的配置位置来实现。然而，现有技术大多只能借由外接式天线(external antenna)的设置，来达到天线的配置位置的变动，如先前技术US 7,342,545B2。此种作法不仅限制了手机的外型设计，更影响了手机在微型化以及应用上的发展。

发明内容

本发明提供一种手持式装置，不仅符合助听器相容性的规范，更兼顾了微型化以及应用上的发展。

本发明提出一种手持式装置，包括一接地面、一天线、一第一导电片以及一第二导电片。其中，天线电性连接接地面，并与接地面形成一电流回路。此外，接地面依据电流回路而形成一电流区域。另一方面，第一导电片电性连接至电流区域。第二导电片可耦合于接地面与第一导电片。借此，手持式装置将可通过第一与第二导电片来改变接地面的电流分布，以增加流经电流区域的电流密度。

在本发明的一实施例中，手持式装置还包括一吸波片，电性连接于接地面。其中，吸波片为具有高导磁系数的吸波材料，借以控制因电流区域内的电流密度增加所形成的磁场变化。

在本发明的一实施例中，上述的接地面包括相对的一第一侧边与一第二侧边。此外，天线沿着第一侧边设置。再者，第一导电片及第二导电片设置在第二侧边，且第一导电片的长度不大于第二侧边的长度。而接地导体则设置在第二侧边，以电性连接至接地面。

在本发明的一实施例中，上述的天线包括一辐射部、一馈入部与一短路部。其中，天线的辐射部沿着接地面的第一侧边平行于接地面而设置，馈入部则电性连接至辐射部与接地面。此外，接地面还包括一第三侧边。其中，第三侧边相邻于第一侧边，且天线的短路部电性连接至接地面的第三侧边，其中短路部也与辐射部电性连接。

本发明是利用第一导电片与第二导电片来改变接地面的电流分布，并利用吸波片来抑制磁场的传播。借此，本发明的手持式装置可以在配置天线的情况下，降低近电场与磁场在受话器附近对助听器的影响，进而达到助听器相容性的规范。换句话说，本发明除了实现手持式装置与助听器的同时使用，更兼顾了手持式装置在微型化以及应用上的发展。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1示出为天线与接地面的示意图。

图2为天线110连接不同长度的接地面120时的电流分布模拟图。

图3示出为依据本发明一实施例的手持式装置的部分元件示意图。

图4示出为图3的手持式装置的侧视图。

图5示出为依据本发明一实施例的手持式装置的另一部分元件示意图。

图6示出为依据本发明一实施例的手持式装置的又一部分元件示意图。

主要元件符号说明

110：天线

111：辐射部

112：馈入部

113：短路部

120、310：接地面

300：手持式装置

320：天线

321：辐射部

322：馈入部

323：短路部

330：第一导电片

340：第二导电片

350：吸波片

360：接地导体

410：壳体

420：贯孔

510：基板

L：接地面120的长度

W：接地面120的宽度

SD31：第一侧边

SD32：第二侧边

SD33：第三侧边

AR31：高电流区域

AR32：低电流区域

具体实施方式

在说明本发明实施例之前，必须先了解系统的接地面与天线的辐射特性的关系。图1示出为天线与接地面的示意图，其中天线标示为110，且接地面标示为120。参照图1，倘若天线110假设成一电子元件时，其至少具有一辐射部111、一馈入部112与一短路部113。在此，辐射部111可用以接收或发射信号，馈入部112用以馈入信号，而短路部113则必须与接地面120连接，且辐射部111、馈入部112与短路部113彼此相互电性连接。

整体而言，天线110会与接地面120形成一个完整的电流回路而呈现平衡，且接地面120依据电流回路而形成一电流区域，举例来说，电流区域可包括一低电流区域与一高电流区域。此时，天线110具有最佳的辐射效率。此外，接地面120上会有电流分布，且天线110的辐射特性也会因为接地面120的电流分布的更动而有所改变。

举例来说，图2为天线110连接不同长度的接地面120时的电流分布模拟图，其中L标示为接地面120的长度。参照图2，可以证明接地面120也是影响各种能量(例如：电流、电场、磁场、辐射效应)分布的主因之一。当接地面120的长度L近似于天线110的谐振波长时，其可视为一对称性的天线结构(偶极天线)，且接地面120的电流会呈现均匀分布。

反之，当接地面120的长度L大于天线110的谐振波长时，其将呈现非对称性的天线结构，而影响接地面120上的电流分布，并间接影响辐射场型的表现。倘若利用波方程式(wave equation)中的向量磁势(vector magneticpotential)来分析辐射场形的关系，可得知电流密度减少的方向即是场增加的方向。

更重要地，由于在受话器所在位置的电场值是决定HAC最主要的因素，所以在本发明的技术手段中，其主要改变系统接地面及受话器附近的电流密度分布来降低电场值，而电流密度减少的方向即电场增加的方向。举例来说，若手持式装置的天线结构设计在受话器的远离侧，而在受话器端利用延伸的接地支线(Grounding strip)来改变电流零点的分布，故可增加受话器端的电流密度，同时减少天线端区域下的电流密度，以使受话器端的电场值下降，符合FCC中关于HAC的标准。

再者，亦可在受话器端距离系统接地面一适当距离处，在手持式装置的壳体上平贴一浮接的金属片(Floating metal sheet)，利用金属片和系统接地面所产生的电容效应，在累积电荷的同时，进而改变接地面上的电流分布，使得末端接收器附近的特定区域的电流变大，达到降低电场的效果。

然而在利用上述方法降低电场的同时，受话器端的磁场值却因为电流密度的增加而相对应地产生微幅增加的变化，但磁场值亦须符合FCC的规范，故本发明可在手持式装置内的某些特定处(例如：基板上)，加入一高导磁系数(High permeability)的吸波材料(absorber)来控制磁场的分布，同时也一并抑制磁场的传播。以下将利用上述观念，来进行本发明实施例的解说。

图3示出为依据本发明一实施例的手持式装置的部分元件示意图，图4示出为图3的手持式装置的侧视图。参照图3，手持式装置300包括一接地面310、一天线320、一第一导电片330、一第二导电片340、一吸波片350以及一接地导体360。其中，接地面310包括相对的一第一侧边SD31、一第二侧边SD32与一第三侧边SD33。此外，手持式装置300例如是为PDA手机、智能型手机、卫星导航器或个人数字助理等。

在整体操作上，天线320电性连接至接地面310，并与接地面310形成一个完整的电流回路而呈现平衡。借此，手持式装置300将可利用天线320来收发空间中的信号。相对地，接地面310也会依据所述电流回路而有相对应的电流分布，进而产生至少一高电流区域AR31与至少一低电流区域AR32。

在本实施例中，由于天线320是沿着接地面310的第一侧边SD31来设置，并电性连接至与第一侧边SD31相邻的第三侧边SD33，因此接地面310将产生相应的电流分布，而致使低电流区域AR32分布在接地面310的第二侧边SD32的周围，而高电流区域AR31则分布在接地面310的中间部分。

值得注意的是，本领域具有通常知识可依设计所需来任意更动天线320的配置位置。且知，接地面310的电流分布会随着其本身的长度以及天线320的配置位置而产生相应的变化。因此，本实施例所述的天线320与接地面310的相对配置关系，以及低电流区域AR32与高电流区域AR31的分布位置，并非用以限定本发明。

请继续参照图3，天线320包括一辐射部321、一馈入部322与一短路部323。其中，辐射部321沿着接地面310的第一侧边SD31平行于接地面310。此外，短路部323电性连接至接地面310的第三侧边SD33。另一方面，接地导体360设置在接地面310的第二侧边SD32，以电性连接至接地面310。第一导电片330平行于接地面310的第二侧边SD32，并通过接地导体360电性连接至接地面310的低电流区域AR32。其中，第一导电片330的长度不大于接地面310的第二侧边SD32的长度。再者，第二导电片340可耦合(coupling)于接地面与第一导电片330，在实际上，第二导电片340的摆设位置实质上可平行于接地面310的低电流区域AR32。

在整体作动上，当手持式装置320尚未加入第一导电片330与第二导电片340时，接地面310上的电流主要是集中在天线320的附近，也就是高电流区域AR31。这代表着此时的辐射场型主要是朝向接地面310，亦即上述所云，电流密度减少的方向即电场增加的方向。

为了减轻上述情况，本实施例利用第一导电片330与第二导电片340来改变接地面310的电流分布。在本实施例中，第一导电片330用以改变接地面310的电流零点的分布。此外，第二导电片340和接地面310所产生的电容效应，会在累积电荷的同时，进而改变接地面310上的电流分布。

因此，当第一导电片330与第二导电片340加入至手持式装置320时，流经低电流区域AR32的电流将相对地增加，进而致使天线320附近的电流降低。如此一来，当手持式装置300的受话器(未标示在图中)配置在与接地面310的第二侧边SD32相应的位置时，由于受话器附近的低电流区域AR32的电流变大，因此将可有效地降低近电场对受话器所形成的干扰。

更进一步来看，吸波片350被设置在与接地面310的高电流区域AR31相应的位置。此外，吸波片350具有高导磁系数(high permeability)的吸波材料，以改变高电流区域AR31所形成的磁场分布，并控制因电流区域内的电流密度增加所形成的磁场变化。对于降低磁场的方法，主要是根据Snell’s law的传播特性，当波在两种不同介质中传递时，波会有反射及折射的现象产生。于实做上，吸波片350可配置在壳体410内的任何位置，只要吸波片350可电性连接在系统的接地面310便可。

其中，折射波会依照材料的介质特性而有不同的折射角度。当波从低导磁系数(low μ)到高导磁系数(high μ)时，其折射角度会大于入射角度。再者，当入射角度大于临界角度(critical angle)时，折射波会沿着两种材料的介面传播，进而会被束缚于介质表面。此表面波会随着行进距离的增加而衰减，并在衰减的同时也一并抑制了磁场的传播。

图5示出为依据本发明一实施例的手持式装置的另一部分元件示意图。请同时参照图3与图5，来看手持式装置300的细部结构。手持式装置300还包括一壳体410与一贯孔420。其中，壳体410用以容置接地面310、天线320、第二导电片340与吸波片350。此外，第一导电片330设置在壳体410的外壁。贯孔420用以贯穿410壳体。借此，接地导体360将可穿设于贯孔420，进而电性连接至接地面310与第一导电片330。

值得注意的是，在图5实施例中，接地面310是设置在壳体410的内壁。然而，如图6所示的，接地面310也可设置在基板510表面上，其中图6示出为依据本发明一实施例的手持式装置的又一部分元件示意图。请同时参照图3与图6，手持式装置300还包括一基板510，例如是印刷电路板。在图6实施例中，基板510设置在壳体410内。此外，接地面310设置在基板510的一表面上，且吸波片350贴附在基板的另一表面上，或接地面310与吸波片350设置在基板510的同一面上。

综上所述，本发明是利用第一导电片与第二导电片来改变接地面的电流分布，进而降低近电场对助听器的影响。此外，本发明更利用了吸波片来抑制磁场的传播。借此，本发明的手持式装置可以在配置天线的情况下，达到美国联邦通信委员会所规定的助听器相容性的规范。换句话说，本发明除了实现手持式装置与助听器的同时使用，更兼顾了手持式装置在微型化以及应用上的发展。

虽然本发明已以优选实施例公开如上，然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，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种手持式装置，包括：

一接地面；

一天线，电性连接该接地面，并与该接地面形成一电流回路，其中该接地面依据该电流回路而形成一电流区域；

一第一导电片，电性连接至该电流区域，其中该第一导电片可改变该接地面的电流分布，以增加流经该电流区域的电流密度。

2.根据权利要求1所述的手持式装置，还包括：

一第二导电片，其可耦合于该接地面与该第一导电片，其中该第一与该第二导电片可改变该接地面的电流分布，以增加流经该电流区域的电流密度。

3.根据权利要求1所述的手持式装置，还包括：

一吸波片，电性连接到该接地面，其中该吸波片为具有高导磁系数的吸波材料，借以控制因该电流区域内的电流密度增加所形成的磁场变化。

4.根据权利要求1所述的手持式装置，还包括：

一接地导体，其用以电性连接该天线与该接地面。

5.根据权利要求4所述的手持式装置，还包括：

一壳体；以及

一贯孔，用以贯穿该壳体，其中该第一导电片设置在该壳体的外壁，且该接地导体穿设于该贯孔以电性连接该接地面与该第一导电片。

6.根据权利要求5所述的手持式装置，其中该接地面设置在该壳体的内壁。

7.根据权利要求5所述的手持式装置，还包括：

一基板，设置在该壳体内，其中该接地面可设置在该基板的一表面上，而该吸波片贴附在该基板的另一表面上，或该接地面与该吸波片设置在同一面上。

8.根据权利要求2所述的手持式装置，其中该接地面包括相对的一第一侧边与一第二侧边，且该天线沿着该第一侧边设置。

9.根据权利要求8所述的手持式装置，其中该第一导电片及该第二导电片设置在该第二侧边，且该第一导电片的长度不大于该第二侧边的长度。

10.根据权利要求8所述的手持式装置，其中该天线包括：

一辐射部，沿着该第一侧边平行于该接地面而设置；

一馈入部，电性连接至该辐射部与该接地面；以及

一短路部，电性连接至与该第一侧边相邻的一第三侧边，且该接地面还包括该第三侧边，其中该短路部也与该辐射部电性连接。

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