CN104868940B - 电子装置 - Google Patents

Abstract

一种电子装置在此揭露。电子装置包含壳体、显示模块和通讯模块。壳体具有第一表面以及第二表面。显示模块设置于第一表面且具有显示区。通讯模块包含第一天线模块和第二天线模块。第一天线模块设置邻近于显示模块并垂直对应显示区的至少一部分。第二天线模块设置邻近第二表面。通讯模块选择性透过第一天线模块朝第一表面外侧的方向或透过第二天线模块朝第二表面外侧的方向收发无线信号。

Description

电子装置

技术领域

本发明是关于一种电子装置，且特别是有关于一种可进行近场通讯(Near FieldCommunication,NFC)的电子装置。

背景技术

近场通讯是一种短距高频的无线通讯技术。它利用磁场感应原理，使电子装置在近距离内实现互联互通。由于近场通讯对于数据的传输、管理和储存有很大的便利性，且近场通讯倾向近距离交易，因此适用于交换财务信息或个人信息等重要数据。在现今许多消费性电子产品中，例如：手机、掌上型电脑(Personal Digital Assistant,PDA)、平板电脑、笔记型电脑等，皆已搭配近场通讯芯片进行身分辨识、数据交换或交易付费等用途。

然而，当近场通讯天线整合在电子装置时，其所产生的高频信号有可能会被电子装置的金属壳体或是其他金属元件影响，造成近场通讯天线可收发的信号减弱，甚至无法收发信号。为了避开这些元件的影响，近场通讯天线配置在电子装置的位置和面积收到相当的限制。另外，由于受到面积的限制，使得近场通讯天线的尺寸越来越小，而天线尺寸的差异会导致弱的磁场耦合，进而抑制了近场通讯天线传输能量的能力。

发明内容

为了解决上述问题，本发明揭示一种电子装置，在有限的布局面积下可增加进场通讯天线收发信号的能力。

本发明的一方面是关于一种电子装置。电子装置包含壳体、显示模块和通讯模块。壳体具有第一表面以及第二表面。显示模块设置于第一表面且具有显示区。通讯模块包含第一天线模块和第二天线模块。第一天线模块设置邻近于显示模块并垂直对应显示区的至少一部分。第二天线模块设置邻近第二表面。通讯模块选择性透过第一天线模块朝第一表面外侧的方向或透过第二天线模块朝第二表面外侧的方向收发无线信号。

根据本发明一实施例，所述电子装置还包含感测模块。感测模块设置于所述壳体上并用以产生至少一个感测信号。通讯模块还包含控制单元。控制单元用以根据至少一个感测信号选择利用所述第一天线模块与所述第二天线模块至少一者收发所述无线信号。

根据本发明一实施例，所述感测模块包含感测单元。感测单元设置于所述第一表面或所述第二表面。

根据本发明一实施例，所述感测模块包含多个感测单元。所述感测单元分别设置于所述第一表面或所述第二表面上不同位置。

根据本发明一实施例，所述第一天线模块与所述第二天线模块各自包含近场通讯天线单元。

根据本发明一实施例，所述通讯模块包含近场通讯电路。所述通讯模块选择性将近场通讯电路与所述第一天线模块及所述第二天线模块串联连接，以同时驱动所述第一天线模块及所述第二天线模块。

根据本发明一实施例，所述通讯模块包含近场通讯电路。所述通讯模块选择性将近场通讯电路与所述第一天线模块及所述第二天线模块并联连接，以同时驱动所述第一天线模块及所述第二天线模块。

根据本发明一实施例，所述通讯模块包含近场通讯电路。所述通讯模块选择性将近场通讯电路通过第一开关与第二开关分别与所述第一天线模块及所述第二天线模块并联连接。所述通讯模块透过控制第一开关与第二开关以各自驱动所述通讯模块第一天线模块或所述通讯模块第二天线模块。

根据本发明一实施例，所述第一天线模块和所述第二天线模块其中至少一者包含多个近场通讯天线单元。所述近场通讯天线单元分为多个天线单元群组。所述通讯模块选择性透过所述天线单元群组朝所述第一表面外侧的方向或朝所述第二表面外侧的方向收发所述无线信号。

根据本发明一实施例，所述电子装置还包含电路主板。电路主板设置于所述显示模块与所述壳体的所述第二表面之间。所述第一天线模块设置介于所述显示模块与所述电路主板之间。

根据本发明一实施例，所述电子装置还包含电池模块。电池模块设置于所述电路主板与所述壳体的所述第二表面之间。所述第二天线模块设置介于电池模块与所述壳体的所述第二表面之间或设置于所述壳体的所述第二表面上。

根据本发明一实施例，所述第一表面包含非可视区与所述显示区不重叠。所述第一天线模块的部分延伸至垂直对应该非可视区。

根据本发明一实施例，所述第二表面与所述第一表面相对，且所述第二表面位于所述壳体的背盖。

根据本发明一实施例，所述第二表面大致与所述第一表面垂直，且所述第二表面位于该壳体的侧边。

根据本发明一实施例，所述第二天线模块设置邻近所述电子装置的耳机孔、扬声器或音量按钮。

综上所述，透过设置第二天线模块于电子装置的壳体中的任一表面(除第一表面外)上，并且朝向与第一天线模块接收无线信号的方向不同的方向接收无线信号，电子装置可选择性地透过第一天线模块或第二天线模块朝不同方向收发无线信号。因此，即使第一天线模块于特定方向或是有遮蔽物而收发无线信号的能力减弱时，电子装置仍可透过第二天线模块进行收发无线信号使得电子装置可确实与其它装置进行交换数据和读写数据。另外，将第二天线模块设置于壳体的其它表面上亦可有效利用整体的面积，并且不会影响第二通讯模块收发无线信号的能力。再者，电子装置不需要设置两个近场通讯电路以分别启动第一近场通讯天线和第二近场通讯天线，因此，可节省额外设置近场通讯芯片的成本，以及电路布局所需的面积。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1A是根据本发明第一实施例绘示的一种电子装置的示意图；

图1B是根据本发明第一实施例绘示的图1A的电子装置的剖面图；

图1C是根据本发明第二实施例绘示的一种电子装置的剖面图；

图2A是根据本发明一第一实施例绘示的近场通讯电路与第一天线模块及第二天线模块的连接关系的示意图；

图2B是根据本发明一第二实施例绘示的近场通讯电路与第一天线模块及第二天线模块的连接关系的示意图；

图2C是根据本发明一第三实施例绘示的近场通讯电路与第一天线模块及第二天线模块的连接关系的示意图；

图3是根据本发明一第三实施例绘示的一种电子装置的剖面图；

图4A是根据本发明一第四实施例绘示的一种电子装置的示意图；

图4B是根据本发明一第五实施例绘示的一种电子装置的剖面图；

图4C是根据本发明一第六实施例绘示的一种电子装置的剖面图；

图5A是根据本发明一第七实施例绘示的一种电子装置的剖面图；以及

图5B是根据本发明一实施例绘示的第一天线模块和第二天线模块的示意图。

具体实施方式

以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。

请参照图1A和图1B。图1A是根据本发明一第一实施例绘示的一种电子装置100a的示意图。图1B是根据本发明一第一实施例绘示的图1A的电子装置100a的剖面图。电子装置100a可包含手机、掌上型电脑(Personal Digital Assistant,PDA)、平板电脑、笔记型电脑等可携式电子装置。电子装置100a包含壳体110、显示模块120、通讯模块130。壳体110包含第一表面FS和第二表面BS。显示模块120设置于第一表面FS。第一表面FS可分成显示区AR1和不可视区AR2，其中不可视区AR2不重叠于显示区AR1。另外，显示区AR1的范围相应于显示模块120的面积。通讯模块130包含第一天线模块131和第二天线模块132。第一天线模块131设置邻近于显示模块120并垂直对应显示区AR1的至少一部分。第二天线模块132设置邻近第二表面BS。通讯模块130可选择性透过第一天线模块131朝第一表面FS外侧的方向DR1或透过第二天线模块132朝第二表面BS外侧的方向DR2收发无线信号。

具体来说，当电子装置100a接近一个无线信号收发装置(未绘示于图中)或是另一个电子装置100a时，电子装置100a可选择性透过第一天线模块131朝第一表面FS外侧的方向DR1或透过第二天线模块132朝第二表面BS外侧的方向DR2与无线信号收发装置或是另一个电子装置100a交换或是读写彼此的数据。无线信号收发装置可包含近场通讯(NearField Communication,NFC)收发装置、无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)收发装置、蓝芽(Blue Tooth)收发装置、红外线收发装置或ZigBee收发装置等等。

在一实施例中，电子装置100a还包含感测模块140。感测模块140包含一感测单元。感测模块140可设置于壳体110上的第一表面FS、第二表面BS或是其它四个表面中至少一者。在本实施例中，感测模块140设置于第一表面FS中的不可视区AR2上，然本发明并不以此为限。感测模块140用以产生感测信号。另外，通讯模块130还包含控制单元133耦接第一天线模块131、第二天线模块132和感测模块140。控制单元133用以根据感测信号选择第一天线模块131与第二天线模块132至少一者收发无线信号。

在一实施例中，感测单元可包含光感测器、磁感测器、压力感测器、温度感测器等等。控制单元133可根据不同类型的感测器产生的感测信号及感测器的设置位置相应地的开启第一天线模块131与第二天线模块132至少一者。举例来说，当感测单元为光感测器并且设置于第一表面FS时，如图1B所示，控制单元133可根据光感测器是否接收到光信号(即感测信号)以判断当下是否有遮蔽物置于光感测器前。当光感测器接收不到光信号，控制单元133则判断第一表面FS有遮蔽物(例如：手)并开启第二天线模块132及/或关闭第一天线模块131。当光感测器可接收到光信号，控制单元133则可开启第一天线模块131及/或关闭第二天线模块132。

在另一实施例中，感测模块140可包含多个不同或相同的感测单元设置于壳体110中不同的表面。请参照图1C，图1C是根据本发明一第二实施例绘示的电子装置100b的剖面图。在本实施例中，感测模块140包含第一感测单元141和第二感测单元142分别设置于第一表面FS和第二表面BS。举例来说，第一感测单元141可包含磁感测器而第二感测单元142可包含温度感测器。控制单元133可根据磁感测器是否侦测到磁通信号以及温度感测器侦测的温度是否大于门槛值来决定开启第一天线模块131和第二天线模块132中至少一者。

上述感测单元的数量以及实现方式仅为例示说明。换言之，任何本领域具通常知识者，在不脱离本发明的精神及范围的情况下，当可根据环境及需求配置不同的感测器和判断条件，实现上述第一天线模块131和第二天线模块132的控制方式。

在一实施例中，第一天线模块131包含一第一近场通讯天线单元，且第二天线模块132包含一第二近场通讯天线单元。另外，通讯模块130还包含近场通讯电路134。于部分实施例中，近场通讯电路134包含产生或是接收无线通讯信号的解调器、信号产生器或通讯芯片。

近场通讯电路134可以透过第一天线模块131和第二天线模块132对外发送无线通讯信号或由外界接收无线通讯信号。控制单元133用以决定近场通讯电路134与第一天线模块131和第二天线模块132之间的互动关系。

请参照图2A，图2A是根据本发明一第一实施例绘示的近场通讯电路134与第一天线模块131和第二天线模块132的连接关系的示意图。控制单元133可选择性地将近场通讯电路134与第一天线模块131和第二天线模块132串联连接，以同时驱动第一天线模块131和第二天线模块132，如图2A所示。

另外，请一并参照图2B，图2B是根据本发明一第二实施例绘示的近场通讯电路134与第一天线模块131及第二天线模块132的连接关系的示意图。如图2B所示，控制单元133可选择性地将近场通讯电路134与第一天线模块131及第二天线模块132并联连接，以同时驱动第一天线模块131和第二天线模块132。

换言之，当电子装置100a包含一近场通讯电路134时，控制单元133可选择性地将近场通讯电路134与第一天线模块131及第二天线模块132进行串联连接或是并联连接，借此，电子装置100a可透过单一近场通讯电路134同时操作第一天线模块131及第二天线模块132。换言的，电子装置100a不需要设置两个近场通讯电路以分别启动第一天线模块131及第二天线模块132。因此，可节省额外设置近场通讯芯片的成本，以及电路布局所需的面积。另外，同时启动第一天线模块131及第二天线模块132亦可增加电子装置100a收发无线信号的能力。

请参照图2C，图2C是根据本发明一第三实施例绘示的近场通讯电路134与第一天线模块131及第二天线模块132的连接关系的示意图。在本实施例中，通讯模块130还可包含第一开关SW1和第二开关SW2。控制单元133可选择性将近场通讯电路134通过第一开关SW1和第二开关SW2分别与第一天线模块131及第二天线模块132并联连接。换言之，控制单元133可透过控制第一开关SW1和第二开关SW2以各自驱动第一近场通讯天线单元1311及第二近场通讯天线单元1321。

具体来说，控制单元133可根据感测信号选择性地只开启第一开关SW1或第二开关SW2，或是同时开启第一开关SW1和第二开关SW2，借此有效率地使用第一天线模块131及第二天线模块132。举例来说，当第一表面FS外侧的方向DR1有遮蔽物时，控制单元133可选择地开启第二开关SW2，使得电子装置100a可透过第二天线模块132收发无线信号，借此节省开启第一天线模块131所需的电力。另一方面，当第一表面FS外侧的方向DR1和第二表面BS外侧的方向DR2皆有遮蔽物时，控制单元133则可选择同时开启第一开关SW1和第二开关SW2，使得电子装置100a可同时透过第一天线模块131和第二天线模块132收发无线信号，借此避免因信号不佳而无法与其它装置进行读写或交换数据。

须注意的是，上述实施例皆以近场通讯为例，然本发明并不以此为限；换言之，任何本领域具通常知识者亦可将上述实施方式应用于其它无线通讯技术，例如：无线射频识别通讯、蓝芽通讯、红外线通讯、或ZigBee通讯等等。

在一实施例中，电子装置100a还包含电路主板150和电池模块160。电路主板150设置于显示模块120与壳体110的第二表面BS之间。电池模块160设置于电路主板150与第二表面BS之间。在一较佳实施例中，电池模块160可设置紧邻于电路主板150，然本发明并不以此为限。电路主板150作为电子装置100a中的电子元件(例如：控制单元133、近场通讯电路134、第一开关SW1和第二开关SW2等等)的支撑体，以及提供电子元件间的线路连接。电池模块160用以提供电子装置100a所需的电力。

在一实施例中，第一天线模块131可设置介于显示模块120和电路主板150之间。在一较佳实施例中，第一天线模块131可设置紧邻于显示模块120，然本发明并不以此为限。另外，第一天线模块131的设置位置可垂直对应于显示区AR1内，如图1B所示。在另一实施例中，第一天线模块131的部分可延伸至垂直对应不可视区AR2，如图3所示，其中图3是根据本发明一第三实施例绘示的一种电子装置100c的剖面图。

另外，第二天线模块132可设置介于电池模块160和壳体110的第二表面BS之间，如图1B所示。在另一实施例中，第二天线模块132可设置于壳体110的第二表面BS上，如图3所示。需注意的是，上述第一天线模块131和第二天线模块132的设置方式并非用以限制本发明。换言之，任何本领域具通常知识者，在不脱离本发明的精神及范围的情况下，当可根据环境及需求将一实施例中的第一天线模块131或是第二天线模块132的设置方式应用于另一实施例中。

在本实施例中，第二表面BS与第一表面FS相对，且第二表面BS位于壳体110的背盖。换言之，第一天线模块131与第二天线模块132大致平行，且第一天线模块131收发无线信号的方向DR1与第二天线模块132收发无线信号的方向DR2相差大约180度。

于图1B的实施例中，第一天线模块131主要收发无线信号的方向DR1(朝附图上方)，于此实施例中，第一天线模块131的下方设置有电路主板150以及电池模块160，电路主板150通常具有许多金属线路及主动元件，而电池模块160通常亦包含金属材料。若第一天线模块131朝下方收发无线信号，则将受到电路主板150以及电池模块160的金属屏蔽现象所影响。

同理，第二天线模块132主要收发无线信号的方向DR2(朝附图下方)，于此实施例中，第二天线模块132的上方设置有电路主板150以及电池模块160。若第二天线模块132朝上方收发无线信号，则将受到电路主板150以及电池模块160的金属屏蔽现象所影响。

因此，本发明中揭示了在电子装置100a的正面/背面(于此实施例中又为电路主板150以及电池模块160的两侧)分别设置有第一天线模块131以及第二天线模块132，因此，第一天线模块131以及第二天线模块132可朝不同的方向DR1/DR2收发无线信号，不会受到电子装置100a其他内部元件的屏蔽。于上述实施例中，电子装置100a的内部元件是以电路主板150以及电池模块160作举例说明，但本发明并不以此为限。实际上，电子装置100a可进一步包含其他可能造成金属屏蔽的内部元件(图中未示)。透过本发明的作法，均能有效保证至少一个天线模块不受金属屏蔽的负面影响。

请一并参照图4A、图4B和图4C。图4A是根据本发明一第四实施例绘示的一种电子装置400a的示意图。图4B是根据本发明一第五实施例绘示的一种电子装置400b的剖面图。图4C是根据本发明一第六实施例绘示的一种电子装置400c的剖面图。如图4A、图4B和图4C所示，壳体410的第二表面BS大致与第一表面FS垂直，且第二表面BS位于壳体410的侧边。换言之，第一天线模块131与第二天线模块132大致垂直，且第一天线模块131收发无线信号的方向DR1与第二天线模块132收发无线信号的方向DR2相差大约90度。

在一实施例中，当第二天线模块132设置于壳体410的第二表面BS大致与第一表面FS垂直时，第二天线模块132还可进一步设置邻近电子装置400a～400c的耳机孔、扬声器或音量按钮(未绘示于图中)，本发明并不以此为限。

具体来说，于上述实施例中，第二天线模块可根据实际设计需求设置于壳体中的任一表面(除第一表面外)上，并且朝向与第一天线模块接收无线信号的方向不同的方向接收无线信号。借此，当电子装置由于第一天线模块于特定方向或是有遮蔽物而收发无线信号的能力减弱时，电子装置仍可透过第二天线模块进行收发无线信号，使得电子装置可确实与其它装置进行交换数据和读写数据。另外，将第二天线模块设置于壳体的其它表面上亦可有效利用整体的面积(即利用未使用到的布局范围)，并且不会影响第二通讯模块收发无线信号的能力。

请参照图5A，图5A是根据本发明第七实施例绘示的一种电子装置100d的剖面图。在一实施例中，第一天线模块131可包含多个第一近场通讯天线单元(如图中绘示五个第一近场通讯天线单元1311,1312,1313,1314,1315)，且第二天线模块132可包含多个第二近场通讯天线单元(如图中绘示三个第二近场通讯天线单元1321,1322,1323)，其连接和操作可类似于图2A、图2B和图2C中第一天线模块131和第二天线模块132的连接和操作，因此不再赘述。

请参照图5B，图5B是根据本发明一第七实施例绘示的图5A的第一天线模块131和第二天线模块132的示意图。在本实施例中，控制单元(未绘示于图中)还可将第一近场通讯天线单元1311～1315分为多个第一天线单元群组(如图中绘示三个第一天线群组131a,131b和131c)，以及将第二近场通讯天线单元1321～1323分为多个第二天线单元群组(如图中绘示二个第二天线群组132a和132b)。上述群组的选择方式仅例示，并非用以限制本发明。

具体来说，控制单元可选择性地透过第一天线单元群组131a,131b和131c至少一者朝壳体(未绘示于图中)的第一表面外侧的方向收发无线信号，以及透过第二天线单元群组132a和132b至少一者朝壳体(未绘示于图中)的第二表面外侧的方向收发无线信号。进一步来说，控制单元可根据设置于第一表面或第二表面中的多个感测单元(未绘示于图中)侦测的感测信号，来选择透过哪些天线单元群组进行收发无线信号，借此进一步增加天线单元的使用效率。

由上述本发明的实施例可知，透过设置第二天线模块于电子装置的壳体中的任一表面(除第一表面外)上，并且朝向与第一天线模块接收无线信号的方向不同的方向接收无线信号，电子装置可选择性地透过第一天线模块或第二天线模块朝不同方向收发无线信号。因此，即使第一天线模块于特定方向或是有遮蔽物而收发无线信号的能力减弱时，电子装置仍可透过第二天线模块进行收发无线信号使得电子装置可确实与其它装置进行交换数据和读写数据。另外，将第二天线模块设置于壳体的其它表面上亦可有效利用整体的面积，并且不会影响第二通讯模块收发无线信号的能力。再者，电子装置不需要设置两个近场通讯电路以分别启动第一近场通讯天线和第二近场通讯天线，因此，可节省额外设置近场通讯芯片的成本，以及电路布局所需的面积。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种电子装置，其特征在于，包含：

一壳体，具有一第一表面以及一第二表面相对于该第一表面；

一显示模块，该显示模块设置于该第一表面且具有一显示区和一非可视区与该显示区不重叠；

一电路主板，设置于该显示模块与该壳体的该第二表面之间；以及

一通讯模块，包含：一第一天线模块，该第一天线模块设置介于该显示模块与该电路主板之间，并垂直对应该显示区且在该显示区內；以及一第二天线模块，该第二天线模块设置介于该电路主板与该第二表面之间，其中该通讯模块选择性透过该第一天线模块朝该第一表面外侧的方向或透过该第二天线模块朝该第二表面外侧的方向收发一无线信号，该第一天线模块与该第二天线模块各自包含一近场通讯天线单元。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包含一感测模块，设置于该壳体上并用以产生至少一感测信号，其中该通讯模块还包含一控制单元，用以根据该至少一感测信号选择利用该第一天线模块与该第二天线模块至少一者收发该无线信号。

3.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，该感测模块包含一感测单元，设置于该第一表面或该第二表面。

4.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，该感测模块包含多个感测单元，分别设置于该第一表面或该第二表面上不同位置。

5.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，当该感测模块感测到该第一表面外侧的方向与该第二表面外侧的方向皆有遮蔽物时，该控制单元选择同时透过该第一天线模块和该第二天线模块收发该无线信号。

6.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该通讯模块包含一近场通讯电路，该通讯模块选择性将该近场通讯电路与该第一天线模块及该第二天线模块串联连接，以同时驱动该第一天线模块及该第二天线模块。

7.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该通讯模块包含一近场通讯电路，该通讯模块选择性将该近场通讯电路与该第一天线模块及该第二天线模块并联连接，以同时驱动该第一天线模块及该第二天线模块。

8.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该通讯模块包含一近场通讯电路，该通讯模块选择性将该近场通讯电路通过一第一开关与一第二开关分别与该第一天线模块及该第二天线模块并联连接，透过控制该第一开关与该第二开关以各自驱动该第一天线模块或该第二天线模块。

9.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该第一天线模块与该第二天线模块其中至少一者包含多个近场通讯天线单元，所述近场通讯天线单元分为多个天线单元群组，该通讯模块选择性透过所述天线单元群组朝该第一表面外侧的方向或朝该第二表面外侧的方向收发该无线信号。

10.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包含一电池模块，设置于该电路主板与该壳体的该第二表面之间，其中该第二天线模块是设置介于该电池模块与该壳体的该第二表面之间或设置于该壳体的该第二表面上。

11.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该第二表面位于该壳体的一背盖。