CN101847782A - 便携式电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种便携式电子装置。所述便携式电子装置包含外壳、第一电路板、天线、第二电路板以及金属片。第一电路板位于外壳中，其包含第一接地元件、第一边缘及第二边缘；天线位于第一电路板上且邻近第一边缘，其传送无线信号，且谐振电流依据无线信号在第一接地元件上产生；第二电路板位于外壳中，其包含第二接地元件、第三边缘及第四边缘；以及金属片位于外壳中，其与第一电路板绝缘，且邻近第二边缘及第三边缘，所述金属片耦接至第一接地元件以将谐振电流从第一接地元件引导至第二接地元件。所述便携式电子装置能够通过将电流均匀地分布而减小比吸收率，同时并未对天线传送产生负面影响。

Description

便携式电子装置

技术领域

本发明有关于一种便携式电子装置，特别有关于一种具有低比吸收率(Specific absorption rate，SAR)的便携式电子装置。

背景技术

SAR是当暴露于射频(radio-frequency，RF)电磁场时，人体吸收RF能量的比率的量度(measure)。SAR被定义为人体组织(tissue)的单位质量(per mass)吸收的能量，其单位为瓦特每千克(Watts per kilogram)。SAR通常是在全身或小样本区域(通常为1克或者10克的组织)上取平均值。上述数值随后成为所研究人体部位中规定体积或质量上测量的最高水平。SAR可由人体组织内部的电场计算得出：

$\mathrm{SAR}=\frac{\mathrm{\σ}{\left|E\right|}^2}{2\mathrm{\ρ}}$

其中，σ代表样本电导率(electrical conductivity)，|E|代表电场强度，而ρ代表样本密度。

对于传统便携式电子装置(例如个人数字助理或手机)来说，由于其多功能需求及空间限制，电路板接地元件(ground element)只是零星布置。因此，从传统便携式电子装置可得到较高的SAR。

为减少便携式电子装置的SAR，可增大电路板的尺寸或减小天线功率。然而，增大电路板的尺寸与小型化(miniaturization)的趋势矛盾，而减小天线功率则可致使天线的信号传送衰减。

同样地，可利用微波吸收材料(microwave absorbing material)来改变传统便携式电子装置的电场强度分布。然而，利用微波吸收材料吸收其中能量的同时，也可能致使传统便携式电子装置的天线的信号传送衰减。此外，由于微波吸收材料的成本高，此种做法也增加了传统便携式电子装置的成本。

发明内容

有鉴于此，特提供以下技术方案：

本发明的实施方式提供一种便携式电子装置，包含外壳、第一电路板、天线、第二电路板以及金属片。第一电路板位于外壳中，其包含第一接地元件、第一边缘及第二边缘，且第一边缘与第二边缘相对；天线位于第一电路板上且邻近第一边缘，其传送波长为λ的无线信号，且谐振电流依据无线信号在第一接地元件上产生；第二电路板位于外壳中，其包含第二接地元件、第三边缘及第四边缘，且第三边缘与第四边缘相对；以及金属片位于外壳中，其与第一电路板绝缘，且邻近第二边缘及第三边缘，所述金属片耦接至第一接地元件以将谐振电流从第一接地元件引导到第二接地元件。

本发明的实施方式另提供一种便携式电子装置，包含外壳、第一电路板、天线以及金属片。第一电路板位于外壳中，其包含第一接地元件、第一边缘及第二边缘，且第一边缘与第二边缘相对；天线位于第一电路板上且邻近第一边缘，其传送波长为λ的无线信号，且谐振电流依据无线信号在第一接地元件上产生；以及金属片位于外壳中，其与第一电路板绝缘，且邻近第二边缘，所述金属片耦接至第一接地元件以引导谐振电流在第一接地元件上均匀地传播。

本发明的实施方式又提供一种便携式电子装置，包含：外壳、第一电路板、天线以及金属片；第一电路板位于外壳中，其包含第一接地元件、第一边缘及第二边缘，且第一边缘与第二边缘相对；天线位于第一电路板上且邻近第一边缘，其传送波长为λ的无线信号，且谐振电流依据无线信号在第一接地元件上产生；以及金属片位于外壳中，其与第一电路板绝缘，所述金属片与第一电路板的中心相对并耦接至第一接地元件以引导谐振电流在第一接地元件上均匀地传播。

以上所述的便携式电子装置，能够通过将电流均匀地分布而减小比吸收率，同时并未对天线传送产生负面影响。

附图说明

图1A是本发明第一实施例的便携式电子装置的示意图。

图1B是本发明第一实施例的便携式电子装置的侧视图。

图2是本发明第二实施例的便携式电子装置的示意图。

图3A是本发明第三实施例的便携式电子装置的示意图。

图3B是本发明第三实施例的改良范例的便携式电子装置的示意图。

图4是本发明第四实施例的便携式电子装置的示意图。

图5A是本发明第五实施例的便携式电子装置的示意图。

图5B是本发明第五实施例的改良范例的便携式电子装置的示意图。

图5C是本发明第五实施例的另一改良范例的便携式电子装置的示意图。

图6A是本发明第六实施例的便携式电子装置的示意图。

图6B是本发明第六实施例的改良范例的便携式电子装置的示意图。

具体实施方式

在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属技术领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求项中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接在第二装置，则代表第一装置可直接电气连接在第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。

图1A及图1B是本发明第一实施例的便携式电子装置100，其包含外壳(housing)110、电路板120、天线124、电路板130及金属片(metal sheet)140。外壳110包含主体(body)112及上盖(cover)111。上盖111透过铰链(hinge)150以主体112为中心旋转(pivot)。电路板120位于上盖111中，其包含接地元件123、边缘121及边缘122。边缘121与边缘122相对。天线124位于电路板120上且邻近边缘121的位置，其传送波长为λ的无线信号，而谐振电流(resonance current)可依据所述无线信号在接地元件123上产生。电路板130位于主体112中，其包含接地元件133、边缘131及边缘132，且边缘131与边缘132相对。金属片140位于上盖111中，且与接地元件123分离(绝缘)，其中，金属片140邻近边缘122及边缘131，并耦接至接地元件123，以透过存在于金属片140与接地元件123之间以及铰链150与接地元件133之间的电磁(electromagnetic，EM)场，将谐振电流从接地元件123引导至接地元件133。因此，所述电流被均匀地(uniformly)分布并获得较低SAR。

在第一实施例中，金属片140平行于电路板120并与电路板120相对。金属片140及接地元件123之间存在间隙G1，以产生EM场。间隙G1可小于3毫米，而金属片140的尺寸可大体上为5毫米×5毫米(5mm×5mm)。

在第一实施例中，铰链150为导电元件，而金属片140电性连接至铰链150。所述铰链150位于电路板120及电路板130之间，且与接地元件123及接地元件133分离(绝缘)。第二接地元件133及铰链150之间存在间隙G2，以产生EM场，其可小于3毫米。

通过利用本发明的第一实施例，金属片耦接至第一接地元件，以将谐振电流从第一接地元件引导到第二接地元件。由于电场是均匀地分布，因此可减小SAR。此外，所述金属片140电性连接至铰链150(导电元件)，并与其组成一个导体。因此，电流引导效能可被提高，而金属片140的尺寸可减至5毫米×5毫米。同时，电场强度并未减小，从而天线传送并未如传统设计中一样受到负面影响。

图2是本发明第二实施例的便携式电子装置200，其包含外壳110、电路板120、天线124、电路板130及金属片140。第一实施例与第二实施例之间的差异在于铰链150与电路板130之间的连接方式。在本发明第二实施例中，铰链150是电性连接至电路板130。

图3A是本发明第三实施例的便携式电子装置300，其包含外壳110、电路板120、天线124、电路板130及金属片140。第一实施例与第三实施例之间的差异描述如下。金属片140及接地元件123之间的距离可小于0.1λ。金属片140从铰链150分离可导致金属片140的尺寸增大。金属片140的尺寸可大体上为50毫米×10毫米。

图3B是本发明第三实施例的改良范例的便携式电子装置300’，其中金属片140位于第一电路板120的下侧(lower side)。

图4是本发明第四实施例的便携式电子装置400，其包含外壳110、第一电路板120、天线124、第二电路板130及金属片140。第一实施例与第四实施例之间的差异如下文中描述。在第四实施例中，金属片140与铰链150分离(绝缘)。铰链150及金属片140之间存在间隙G4，所述间隙G4可小于3毫米。铰链150可电性连接至接地元件133以提高电流引导效率。

在第一至第四实施例中，所述便携式电子装置为折叠式(clamshell)电子装置。

图5A是本发明第五实施例的便携式电子装置500，其包含外壳110’、电路板120’、天线124’、电路板130’及金属片140’。外壳110’包含主体112’及上盖111’。上盖111’在主体112’上滑动(slide)。电路板120’位于上盖111’中，所述电路板120’包含接地元件123’、边缘121’及边缘122’。边缘121’与边缘122’相对。天线124’位于电路板120上且邻近边缘121，其传送波长为λ的无线信号，而谐振电流可依据无线信号在接地元件123’上产生。电路板130’位于主体112’中，其包含接地元件133’、边缘131’及边缘132’，其中边缘131’与边缘132’相对。金属片140’位于外壳110’中，且与接地元件123’分离(绝缘)，所述金属片140’邻近边缘122’及边缘131’，并耦接至接地元件123’，以透过存在于金属片140’与接地元件123’之间以及金属片140’与接地元件133’之间的电磁场，将谐振电流从接地元件123’引导至接地元件133’。因此，所述电流被均匀地分布并获得较低SAR。

在第五实施例中，金属片140’平行于电路板120’并与电路板120’相对。金属片140’及接地元件123’之间存在间隙G1，以产生EM场。间隙G1可小于0.1λ。金属片140’的尺寸可大体上为50毫米×10毫米。

在第五实施例中，金属片140’及接地元件133’位于相同平面上。金属片140’及接地元件133’之间存在间隙G3，以产生EM场。间隙G3可小于0.1λ或者小于3毫米。金属片140’与接地元件133’分离(绝缘)。

在本发明第五实施例中，金属片140’及接地元件133’都被夹在(sandwichedin)电路板130’中。

图5B是本发明第五实施例的改良范例的便携式电子装置500’，其中金属片140’位于电路板130’表面上。

在第五实施例中，所述便携式电子装置为滑盖式(slider)电子装置，其中当上盖111’位于第一位置时，边缘121’与边缘131’相对，边缘122’与边缘132’相对，而当上盖111’位于第二位置时，边缘122’与边缘131’相对。

图5C是本发明第五实施例的另一改良范例的便携式电子装置500”，其更包含位于金属片140’及接地元件123’之间的高介电常数(high dielectric constant)元件160，以提高电流引导效能。高介电常数元件160也可在本发明其它实施例中应用。

图6A是本发明第六实施例的便携式电子装置600，其包含外壳110、电路板120、天线124及金属片140。电路板120位于外壳110中，其包含接地元件123、边缘121及边缘122。边缘121与边缘122相对。天线124位于电路板120上且邻近边缘121的位置，其传送波长为λ的无线信号，而谐振电流可依据无线信号在接地元件123上产生。金属片140位于外壳110中，且与接地元件123分离(绝缘)，所述金属片140邻近边缘122，并耦接至接地元件123，以引导谐振电流透过存在于金属片140与接地元件123之间的电磁场，在接地元件123上均匀地传播。

在第六实施例中，金属片140平行于电路板120并与电路板120相对。金属片140与接地元件123之间存在间隙G1，其可小于3毫米。金属片140的尺寸可大体上为50毫米×5毫米(宽×长)。

图6B是本发明第六实施例的改良范例的便携式电子装置600’，其中金属片140与电路板120的中心相对，并耦接至接地元件123，以引导谐振电流在接地元件123上均匀地传播。

在上述实施例中，金属片140的定位可被进一步改良。举例来说，参考图5A，金属片140’可位于电路板120’与电路板130’之间，也可位于上盖111’中。

在本发明实施例中，金属片的位置可依据实验所检测的SAR的热点(hot-spot)位置而选择。同样地，金属片也可置于外壳的内壁(inner wall)上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。

Claims (22)

1.一种便携式电子装置，包含：

外壳；

第一电路板，位于该外壳中，其中该第一电路板包含第一接地元件、第一边缘及第二边缘，且该第一边缘与该第二边缘相对；

天线，位于该第一电路板上且邻近该第一边缘，该天线传送波长为λ的无线信号，且谐振电流依据该无线信号在该第一接地元件上产生；

第二电路板，位于该外壳中，该第二电路板包含第二接地元件、第三边缘及第四边缘，且该第三边缘与该第四边缘相对；以及

金属片，位于该外壳中，且与该第一接地元件绝缘，其中该金属片邻近该第二边缘及该第三边缘，并耦接至该第一接地元件，以将该谐振电流从该第一接地元件引导至该第二接地元件。

2.如权利要求1所述的便携式电子装置，其特征在于，该金属片平行于该第一电路板并与该第一电路板相对，该金属片与该第一接地元件之间存在第一间隙，且该第一间隙小于0.1λ。

3.如权利要求2所述的便携式电子装置，更包含：

导电元件，其中该金属片电性连接至位于该第一电路板及该第二电路板之间的该导电元件。

4.如权利要求3所述的便携式电子装置，其特征在于，该导电元件为铰链。

5.如权利要求3所述的便携式电子装置，其特征在于，该导电元件电性连接至该第二接地元件。

6.如权利要求3所述的便携式电子装置，其特征在于，该导电元件与该第一接地元件及该第二接地元件绝缘。

7.如权利要求3所述的便携式电子装置，其特征在于，该第一间隙小于3毫米。

8.如权利要求7所述的便携式电子装置，其特征在于，该导电元件与该第二接地元件之间存在第二间隙，且该第二间隙小于3毫米。

9.如权利要求8所述的便携式电子装置，其特征在于，该金属片的尺寸为5毫米×5毫米。

10.如权利要求2所述的便携式电子装置，更包含：

导电元件，其中该第二接地元件电性连接至位于该第一电路板及该第二电路板之间的该导电元件。

11.如权利要求2所述的便携式电子装置，其特征在于，该便携式电子装置为折叠式电子装置，该外壳包含主体及上盖，该第一电路板位于该上盖中，该第二电路板位于该主体中，以及该上盖以该主体为中心旋转。

12.如权利要求2所述的便携式电子装置，更包含：

高介电常数元件，位于该金属片及该第一接地元件之间。

13.如权利要求1所述的便携式电子装置，其特征在于，该金属片及该第二接地元件位于相同平面上，该金属片与该第一接地元件之间存在第一间隙，该金属片及该第二接地元件之间存在第三间隙，该第一间隙及该第三间隙都小于0.1λ。

14.如权利要求13所述的便携式电子装置，其特征在于，该金属片与该第二接地元件绝缘。

15.如权利要求14所述的便携式电子装置，其特征在于，该金属片位于该第二电路板上。

16.如权利要求14所述的便携式电子装置，其特征在于，该金属片夹在该第二电路板中。

17.如权利要求12所述的便携式电子装置，其特征在于，该第三间隙小于3毫米。

18.如权利要求17所述的便携式电子装置，其特征在于，该金属片的尺寸为50毫米×10毫米。

19.如权利要求2所述的便携式电子装置，其特征在于，该便携式电子装置为滑盖式电子装置，该外壳包含主体及上盖，该第一电路板位于该上盖中，该第二电路板位于该主体中，以及该上盖在与该主体相关的第一位置及第二位置之间移动。

20.如权利要求19所述的便携式电子装置，其特征在于，当该上盖位于该第一位置时，该第一边缘与该第三边缘相对，该第二边缘与该第四边缘相对，而当该上盖位于该第二位置时，该第二边缘与该第三边缘相对。

21.一种便携式电子装置，包含：

外壳；

第一电路板，位于该外壳中，其中该第一电路板包含第一接地元件、第一边缘及第二边缘，且该第一边缘与该第二边缘相对；

天线，位于该第一电路板上且邻近该第一边缘，该天线传送波长为λ的无线信号，且谐振电流依据该无线信号在该第一接地元件上产生；以及

金属片，位于该外壳中，且与该第一电路板绝缘，其中该金属片邻近该第二边缘，并耦接至该第一接地元件，以引导该谐振电流在该第一接地元件上均匀地传播。

22.一种便携式电子装置，包含：

外壳；

第一电路板，位于该外壳中，其中该第一电路板包含第一接地元件、第一边缘及第二边缘，且该第一边缘与该第二边缘相对；

天线，位于该第一电路板上且邻近该第一边缘，该天线传送波长为λ的无线信号，且谐振电流依据该无线信号在该第一接地元件上产生；以及

金属片，位于该外壳中，且与该第一电路板绝缘，其中该金属片与该第一电路板的中心相对，并耦接至该第一接地元件，以引导该谐振电流在该第一接地元件上均匀地传播。

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