CN104966888A - 电子装置及穿戴式电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子装置及穿戴式电子装置，能够在有限的空间内保证天线效能，该穿戴式电子装置包括：壳体、穿戴部、电路板以及金属延伸单元；该穿戴部耦接该壳体；该电路板设置于该壳体内，该电路板具有接地区与天线，该天线设置于该电路板的第一侧边；该金属延伸单元设置于该壳体外部，该金属延伸单元耦接该接地区并沿着该电路板的第二侧边来回蜿蜒。

Description

电子装置及穿戴式电子装置

技术领域

本发明相关于一种穿戴式电子装置，特别是利用电路板的接地区外接金属单元用以增加天线效能的穿戴式电子装置。

背景技术

穿戴式电子装置的实施例如腕表或是心律表因为需要长时间配戴，为了让使用者有良好的使用体验不至于因重量而感到不舒适，轻薄短小为重要的设计准则，但对于加入通讯功能的电子装置，在有限的空间内，让天线的接收度良好，维持稳定的通讯功能，为天线设计者的重大挑战。

为改善天线接收效能，如先前技术美国专利US7778118使用陶瓷天线设置于壳体内，虽然陶瓷天线有较好的接收能力，但需增加外壳体的大小，不利穿戴式电子装置轻薄短小的设计准则；另一方式如先前技术美国专利US 8275327，将天线设置在金属壳体上并利用馈线耦接电路板，此方式虽可有效降低体积与保有天线效能，但其具有较高的复杂结构，成本较高。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种电子装置及穿戴式电子装置，以解决上述问题。

一方面，本发明提供一种电子装置，包括：电路板、天线与金属延伸单元，该电路板具有接地区，该天线设置于该电路板的第一侧边，该金属延伸单元耦接该接地区并沿着该电路板的第二侧边来回蜿蜒。

较佳的，该第二侧边具有第一长度，该金属延伸单元以与该第二侧边平行且来回的方式设置，该金属延伸单元中与该第二侧边平行的每一区段以不超过该第一长度的方式设置。

较佳的，该天线耦接该接地区的第一位置，该金属延伸单元耦接该接地区的第二位置，该第一位置与该第二位置相距第二长度，该金属延伸单元具有第三长度，该接地区的具有该第一位置的侧边的宽度为第四长度，其中，适用该天线接收讯号的波长等于该第二长度、该第三长度与该第四长度之和。

较佳的，该电路板具有第三侧边，该第三侧边的第一端连接该第一侧边且邻近该第一位置，该第三侧边的第二端连接该第二侧边且邻近该第二位置。

较佳的，该电子装置为穿戴电子装置，该电路板设置于该穿戴式电子装置的壳体内，该金属延伸单元设置于该壳体外部。

另一方面，本发明提供一种穿戴式电子装置，包括：壳体、穿戴部、电路板以及金属延伸单元；该穿戴部耦接该壳体；该电路板设置于该壳体内，该电路板具有接地区与天线，该天线设置于该电路板的第一侧边；该金属延伸单元设置于该壳体外部，该金属延伸单元耦接该接地区并沿着该电路板的第二侧边来回蜿蜒。

较佳的，该穿戴部具有中空部，该金属延伸单元设置于该中空部。

较佳的，该第二侧边具有第一长度，该金属延伸单元以与该第二侧边平行且来回的方式设置，该金属延伸单元中与该第二侧边平行的每一区段以不超过该第一长度的方式设置。

较佳的，该天线耦接该接地区的第一位置，该金属延伸单元耦接该接地区的第二位置，该第一位置与该第二位置相距第二长度，该金属延伸单元具有第三长度，该接地区的具有该第一位置的侧边的宽度为第四长度，适用该天线接收讯号的波长等于该第二长度、该第三长度与该第四长度之和。

较佳的，该电路板具有第三侧边，该第三侧边的第一端连接该第一侧边且邻近该第一位置，该第三侧边的第二端连接该第二侧边且邻近该第二位置。

与现有技术相比，本发明提供的电子装置及穿戴式电子装置，利用金属延伸单元的设置来增进天线效能，此金属延伸单元更以蜿蜒的方式建构，可使需求的长度减低，进而能够在有限的空间内，保证天线的效能且结构简单、成本较低。

附图说明

图1为本发明第一实施例的电路板与金属延伸单元的配置关系的示意图；

图2为本发明第二实施例的电路板与金属延伸单元的配置关系的示意图；

图3为本发明第三实施例的电路板与金属延伸单元的配置关系的示意图；

图4为本发明的穿戴式电子装置的侧面配置图的示意图；

图5为本发明的穿戴式电子装置的正面配置图的示意图；

图6为本发明的金属延伸单元以块状配置的实施例的示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请参考图1，图1绘示本发明电子装置的第一实施例的电路板与金属延伸单元的配置关系的示意图，电子装置包括：壳体40、穿戴部50、电路板10、天线210与金属延伸单元300；电路板10设置于壳体40内，金属延伸单元300耦接电路板10并设置于壳体40外，且金属延伸单元300可设置于穿戴部50的中空部，电路板10具有接地区101，接地区101由导电材质组成，天线210设置于电路板10的第一侧边130，金属延伸单元300耦接接地区101并沿着电路板10的第二侧边110来回蜿蜒。金属延伸单元300包括：耦接点302、耦接部303与蜿蜒部301；耦接点302与接地区101电性连接，蜿蜒部301以与第二侧边110平行且来回的方式设置，第二侧边110的宽度为第一长度W1，蜿蜒部301中与第二侧边110平行的每一区段以不超过该第一长度W1的方式设置。金属延伸单元300的长度W31为蜿蜒部301所有与第二侧边110平行的区段以及连接相邻区段的连接部的长度之和。

天线210设置于电路板10的第一侧边130并耦接接地区101于耦接点211，接地区101为电路板10的接地，通常设置于电路板的底面或是多层电路板中的一层，电路板10可于第一侧边130设置一个透空区，不设置任何金属或是电子元件，仅布局天线210于此透空区，如此可让天线210效益得到较佳的发挥；另一个设置方式是将天线210设置于电路板10的外部，此时接地区101延伸至电路板10的边缘处。

第三侧边120的一端连接第一侧边130并邻近耦接点211，第三侧边120的另一端连接第二侧边110并邻近耦接点302，耦接点211与耦接点302相距W21，天线210的耦接点211对应接地区101侧边的宽度为W41，金属延伸单元300的整体长度为W31，本发明更揭露适用天线210接收讯号的波长B约略等于W41+W21+W31。若称耦接点211为第一位置、耦接点302为第二位置，W21即为第一位置与第二位置之间的距离。

依据本发明第一实施例的实验数据，当接地区101的面积为20×20平方毫米，天线210的操作频率为2.45GHz，波长约为122毫米，蜿蜒部301的宽度为0.5mm，间隔0.5mm，改变金属延伸单元300相对第二侧边110往外垂直方向延伸的长度可得到下列实施例A～F的测试结果，其中，X表示无，W4如图6所示，W3如图1所示：

由上表可看出当未设置金属延伸单元300(实施例A)或是设置较短的金属延伸单元300(实施例B与C)，其天线效益属于较差的范围，金属延伸单元300所能产生的效益不明显，但是若是设置较长的金属延伸单元300(实施例F)，其天线效益属于较差的范围，可以推论金属延伸单元300对天线效益的影响需限定其长度方能有较佳的效益(实施例D与E)，在实施例D中，W41+W21+W31＝20+20+84＝124(mm)，接近天线210的适用波长，因此依据本发明，当天线的工作频率确定，电路板上天线耦接点与金属延伸单元的耦接点确定，可以估算出金属延伸单元300对应侧边垂直延伸的一个较佳值，不至于太短或太长，可以减少开发时间，更可以以此为基础，进行微调取得最佳的天线效益结构，图6揭露当延伸金属片400是以方形块状的方式设置，也可以相较于实施例A不做任何设置延伸金属片较佳，如上表实施例G设置W4长度为10mm，实施例H设置W4长度为20mm，分别使天线效益为-5.5dBi与-3.5dBi，由上表可看出当延伸金属片400设置为方形块状与蜿蜒状的比较，设置为蜿蜒状可以相较于实施例G与H少很多的空间而取得类似的天线效益。

图2为本发明第二实施例的电路板与金属延伸单元的配置关系的示意图，其揭露了与图1类似的结构，不同处在于天线220设置于电路板10的侧边140，天线220耦接于接地区102的耦接点221，耦接点221邻近侧边140的端点，金属延伸单元310耦接接地区102并沿着电路板10的第二侧边110来回蜿蜒。金属延伸单元310包括：耦接点312、耦接部313与蜿蜒部311；耦接点312与接地区102电性连接，蜿蜒部311以与第二侧边110平行且来回的方式设置，耦接点221与耦接点312相距W22(若称耦接点221为第一位置、耦接点312为第二位置，W22即为第一位置与第二位置之间的距离)，天线220的耦接点221对应接地区102侧边的宽度为W42，金属延伸单元310长度为W32，本发明更揭露适用天线220接收讯号的波长B约略等于W42+W22+W32，相对于图1的实施例，图2揭露可以将天线220依据需求设置于电路板10的侧边，一旦确定了天线220相对于接地区102的耦接点221，设计者可以快速地依据天线220的波长快速的决定金属延伸单元310相对侧边110往外垂直方向延伸长度，加速天线的设计时程。

图3为本发明第三实施例的电路板与金属延伸单元的配置关系的示意图，其揭露了与图2类似的结构但具有两个不同点，第一个不同点在于天线230耦接于电路板10的侧边140的中间并与接地区103耦接于耦接点231，金属延伸单元320耦接接地区102并沿着电路板10的第二侧边110来回蜿蜒。金属延伸单元320包括：耦接点322、耦接部323与蜿蜒部321；耦接点322与接地区103电性连接，蜿蜒部321以与第二侧边110平行且来回的方式设置，与图2类似的结构比较，第二个不同点在于蜿蜒部321可以用不同于W1的长度的区段与第二侧边110平行的方式来设置，如此可以提高系统设置的弹性，例如蜿蜒部321在图3中可减少右下部分的配置，可空出部分空间可供设计者使用；另外在图3中，耦接点231与耦接点322相距W23(若称耦接点231为第一位置、耦接点322为第二位置，W23即为第一位置与第二位置之间的距离)，天线230的耦接点231对应接地区103侧边的宽度为W43，金属延伸单元320长度为W33，本发明更揭露适用天线220接收讯号的波长B约略等于W42+W23+W33，由于蜿蜒部321在图3中减少右下部分的配置，设计者可以延伸W33的长度来使天线效率达到最佳化。

参考图4与图5分别代表本发明穿戴式电子装置的侧面与正面配置图的示意图，电路板10设置于壳体40内，穿戴部50耦接壳体，图示中穿戴部50设置两组分别耦接壳体40的两侧，可以类似腕带的方式固定于人体上，以图1说明，天线210设置于电路板10上(未图示)，金属延伸单元300穿出壳体40外，蜿蜒部301可以设置于穿戴部50的中空部，耦接部303可以使用枢接或是可挠性的导电材料连接，使蜿蜒部301电连接于接地区101上。将金属延伸单元设置于壳体中而不需要增加壳体的大小，进一步保证了穿戴式电子装置轻薄短小的设计需要。

本发明提供的电子装置及穿戴式电子装置利用金属延伸单元的设置来增进天线效能，此金属延伸单元更以蜿蜒的方式建构，可使需求的金属延伸单元的长度减低，进而能够在有限的空间内，保证天线的效能且结构简单、成本较低，且提供更高的设计自由度让设计者发挥。本发明利用外接金属延伸单元的设计,可以利用很小的空间将天线设计于机身内,也能缩短电路板尺寸，当电路板变短时,电池才能跟电路板错板板放，机身才能变薄，保证了电子装置或穿戴式电子装置轻薄短小的设计需求。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种电子装置，其特征在于，包括：

电路板，具有接地区；

天线，设置于该电路板的第一侧边；以及

金属延伸单元，耦接该接地区并沿着该电路板的第二侧边来回蜿蜒。

2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该第二侧边具有第一长度，该金属延伸单元以与该第二侧边平行且来回的方式设置，该金属延伸单元中与该第二侧边平行的每一区段以不超过该第一长度的方式设置。

3.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该天线耦接该接地区的第一位置，该金属延伸单元耦接该接地区的第二位置，该第一位置与该第二位置相距第二长度，该金属延伸单元具有第三长度，该接地区的具有该第一位置的侧边的宽度为第四长度，其中，适用该天线接收讯号的波长等于该第二长度、该第三长度与该第四长度之和。

4.如权利要求3所述的电子装置，其特征在于，该电路板具有第三侧边，该第三侧边的第一端连接该第一侧边且邻近该第一位置，该第三侧边的第二端连接该第二侧边且邻近该第二位置。

5.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该电子装置为穿戴电子装置，该电路板设置于该穿戴式电子装置的壳体内，该金属延伸单元设置于该壳体外部。

6.一种穿戴式电子装置，其特征在于，包括：

壳体；

穿戴部，耦接该壳体；

电路板，设置于该壳体内，该电路板具有接地区与天线，该天线设置于该电路板的第一侧边；以及

金属延伸单元，设置于该壳体外部，该金属延伸单元耦接该接地区并沿着该电路板的第二侧边来回蜿蜒。

7.如权利要求6所述的穿戴式电子装置，其特征在于，该穿戴部具有中空部，该金属延伸单元设置于该中空部。

8.如权利要求6所述的穿戴式电子装置，其特征在于，该第二侧边具有第一长度，该金属延伸单元以与该第二侧边平行且来回的方式设置，该金属延伸单元中与该第二侧边平行的每一区段以不超过该第一长度的方式设置。

9.如权利要求6所述的穿戴式电子装置，其特征在于，该天线耦接该接地区的第一位置，该金属延伸单元耦接该接地区的第二位置，该第一位置与该第二位置相距第二长度，该金属延伸单元具有第三长度，该接地区的具有该第一位置的侧边的宽度为第四长度，适用该天线接收讯号的波长等于该第二长度、该第三长度与该第四长度之和。

10.如权利要求9所述的穿戴式电子装置，其特征在于，该电路板具有第三侧边，该第三侧边的第一端连接该第一侧边且邻近该第一位置，该第三侧边的第二端连接该第二侧边且邻近该第二位置。