CN113422197B - 智能眼镜天线系统和智能眼镜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能眼镜天线系统，智能眼镜天线系统包括：辐射体，辐射体形成于由金属导体制成的眼镜内框上，眼镜内框具有中轴，中轴左右两侧分别设置有一个镜片保持区，中轴上开设有贯通缺口，贯通缺口连通两个镜片保持区；中轴包括位于贯通缺口上侧的上部框架和位于贯通缺口下侧的下部框架；智能眼镜天线系统还包括电路板，电路板上布设有天线馈电点和天线接地点；天线馈电点和天线接地点的其中一者电连接上部框架，另一者电连接下部框架。还提供一种智能眼镜。本发明具有综合性能较佳的天性性能，可以满足产品的通信需求，同时有效地减少了天线占用空间，结构设计一体化，特别适合智能眼镜的应用场景。

Description

智能眼镜天线系统和智能眼镜
技术领域
本发明属于电子设备技术领域，尤其涉及一种智能眼镜天线系统，以及一种应用此种智能眼镜天线系统的智能眼镜。
背景技术
可穿戴设备是可穿戴于身上出外进行活动的微型电子设备。此类设备由轻巧的结构构成，例如眼镜类机械电子零件，使得电子设备以便携的形式实现。可穿戴设备，尤其是智能眼镜的主要特征是需要保持持续性，即智能眼镜和用户之间需要保持稳定交互。
随着技术的不断发展，目前智能眼镜已经和增强现实（AR）技术深度融合,所延伸出的AR智能眼镜（也称头戴式显示器）中结合处理器、显示器、传感器以及输入设备，以载具的形式提供AR平台，透过眼镜的物理载体，将显示屏幕贴近用户的眼睛。这种产品通常使用时间较长，在硬件设计时需要严格控制智能眼镜的体积和重量，留给天线的可用空间十分有限。
发明内容
本发明针对智能眼镜，尤其是AR智能眼镜需要长时间佩戴使用，在硬件设计时需要严格控制眼镜的体积和重量，留给天线的可用空间十分有限的问题，设计并提供一种智能眼镜天线系统。
为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：
一种智能眼镜天线系统，所述智能眼镜天线系统包括：辐射体，所述辐射体形成于由金属导体制成的眼镜内框上，所述眼镜内框具有中轴，所述中轴左右两侧分别设置有一个镜片保持区，所述中轴上开设有贯通缺口，所述贯通缺口连通两个镜片保持区；所述中轴包括位于所述贯通缺口上侧的上部框架和位于所述贯通缺口下侧的下部框架；和电路板，所述电路板上布设有天线馈电点和天线接地点；所述天线馈电点和天线接地点的其中一者电连接所述上部框架，另一者电连接下部框架。
为实现与智能眼镜主板的连接，所述智能眼镜天线系统还包括：同轴线缆，所述同轴线缆包括第一端和第二端，所述第一端的芯线和所述第一端的外导体的其中一者电连接所述天线馈电点，另一者电连接所述天线接地点；所述第二端连接信号处理芯片。
由于设计有贯通缺口，考虑到结构强度，所述天线馈电点和天线接地点通过连接器电连接所述上部框架和/或下部框架。
在一种可选的实施方式中，所述连接器包括第一连接器和第二连接器，所述第一连接器和第二连接器分别为第一金属弹片和第二金属弹片；其中，所述第一金属弹片沿平行于所述中轴的方向分布，所述第一金属弹片电连接所述上部框架；所述第二金属弹片沿垂直于所述中轴的方向分布，所述第二金属弹片电连接所述下部框架。
为保证眼镜内框的整体结构强度，所述智能眼镜天线系统还包括：绝缘支撑部，所述绝缘支撑部设置在所述贯通缺口中；所述绝缘支撑部由纳米注塑成型材料或橡胶抓胶成型材料制成。
为便于调试，且提高产品的集成度，所述智能眼镜天线系统还包括：基板，所述电路板固定设置于所述基板上，所述基板螺栓连接于所述中轴。
在一种可选配置中，所述智能眼镜天线系统由环绕其中一个镜片保持区的第一辐射体得到第一工作频率；所述第一工作频率为2.4～2.5GHz频段。
在另一种可选配置中，所述智能眼镜天线系统由环绕两个镜片保持区的第二辐射体得到第二工作频率；所述第二工作频率为1.575GHz频段。
本发明的另一个方面提供一种智能眼镜，包括智能眼镜天线系统，所述智能眼镜天线系统包括：辐射体，所述辐射体形成于由金属导体制成的眼镜内框上，所述眼镜内框具有中轴，所述中轴左右两侧分别设置有一个镜片保持区，所述中轴上开设有贯通缺口，所述贯通缺口连通两个镜片保持区；所述中轴包括位于所述贯通缺口上侧的上部框架和位于所述贯通缺口下侧的下部框架；和电路板，所述电路板上布设有天线馈电点和天线接地点；所述天线馈电点和天线接地点的其中一者电连接所述上部框架，另一者电连接下部框架。
考虑到佩戴特性，所述智能眼镜还包括眼镜前框和眼镜后框，所述眼镜内框设置于所述眼镜前框和眼镜后框之间。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：
本发明所提供的的智能眼镜天线系统和智能眼镜具有综合性能较佳的天性性能，可以满足产品的通信需求，同时有效地减少了天线占用空间，结构设计一体化，特别适合智能眼镜的应用场景。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1 为本发明所提出的智能眼镜天线系统一种实施例的结构示意图；
图2示出了如图1所示的智能眼镜天线系统中第一连接器和第二连接器的连接结构示意图；
图3为如图1所示的智能眼镜天线系统中眼镜内框的结构示意图；
图4为如图1所示的智能眼镜天线系统中电路板的结构示意图；
图5为本发明所提出的智能眼镜一种实施例的结构示意图；
图6为图1的主视图；
图7为图5的爆炸图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
下面详细描述本发明的实施例，具体实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
针对智能眼镜，尤其是AR智能眼镜需要长时间佩戴使用，在硬件设计时需要严格控制眼镜的体积和重量，留给天线的可用空间十分有限的问题，一种新设计的、适配于智能眼镜的天线如图1至图4所示。参照附图，智能眼镜天线系统10主要由辐射体和电路板17组成，其中特别设计辐射体形成于由良好金属导体制成的眼镜内框11上，眼镜内框11的整体形状与普通眼镜类似，具体包括中轴12，中轴12左右两侧分别设置有一个镜片保持区13，每一个镜片保持区13中安装一个镜片，镜片可以是普通镜片，也可以是集成显示器的新型镜片，在此不进行进一步限定。中轴12与围成两个镜片保持区13的眼镜内框11共同围成位于中轴12下方的、与用户鼻部接触的鼻架。为确保天线性能，如图3所示，中轴12上开设有横向的贯通缺口14，贯通缺口14连通中轴12左右两侧的镜片保持区13，同时将中轴12分为位于贯通缺口14上侧的上部框架15以及位于贯通缺口14下侧的下部框架16。
在电路连接上，智能眼镜天线系统10包括电路板17，电路板17配置为天线的馈电附件。电路板17上布设有天线馈电点和天线接地点。天线馈电点和天线接地点的其中一者电连接上部框架15，另一者电连接下部框架16，从而利用眼镜内框11围绕其中一个镜片保持区13的单环状结构或者围绕两个镜片保持区13的双环状结构，结合贯通缺口14实现单天线或者多天线的功能。例如，由环绕其中一个镜片保持区13的，呈单环形结构的第一辐射体得到第一工作频率，第一工作频率为2.4～2.5GHz频段，将智能眼镜天线系统10配置为WIFI天线使用。或者，如图3所示，由环绕两个镜片保持区13的，呈双环形回路的第二辐射体得到第二工作频率，第二工作频率为1.575GHz频段，配置为GPS天线使用，天线激励电流如图3中箭头方向所示。即使在没有进行匹配调节的情况下，如图1至图4所示的智能眼镜天线系统10也可以很好地满足天线性能的要求，集成WIFI天线和GPS天线为一体。在优选的方式中，还可以在电路板17上设置天线匹配电路，提升天线特性。
电路板17通过同轴线缆18和智能眼镜中的信号处理芯片（图中未示出）实现通信连接，信号处理芯片可以根据产品的结构以及重量分配的设计因素置于智能眼镜的其它部分中，例如置于镜腿中。信号处理芯片为智能眼镜的处理器，其可以采用现有产品中的主板，在此不再对其型号和安装方式进行限制。同轴线缆18包括第一端19和第二端20，在电路连接上，一种可选的方式是，第一端19的芯线电连接天线馈电点，第一端19的外导体电连接天线接地点，另一种可选的方式是，第一端19的芯线电连接天线接地点，第一端19的外导体电连接天线接地点，信号处理芯片可以实现通信信号的调制解调以及后续的信号处理。信号处理芯片与同轴电缆的第二端20焊接连接，优选在眼镜内框11上固定设置一个线夹，例如将线夹嵌入在眼镜内框11中，并利用线夹固定并保持同轴线缆18的位置。
将电路板17设置于中轴部分，有利于提高产品的集成度，同时方便天线调试。由于设计有贯通缺口14，天线馈电点和天线接地点优选通过连接器电连接上部框架15和下部框架16。连接器可以是金属弹片，弹簧探针或者其它类型的连接器。考虑到眼镜内框11的结构以及重量分配，同时兼顾贯通缺口14的尺寸，在一种优选的实施方式中，连接器包括第一连接器和第二连接器，第一连接器和第二连接器分别由第一金属弹片21和第二金属弹片22实现，其中第一金属弹片21沿平行于中轴12的方向分布，第一金属弹片21电连接上部框架15，第二金属弹片22沿垂直于中轴12的方向分布，第二金属弹片22电连接下部框架16，从而实现天线信号的传递和接收。
为保证有效的结构强度，智能眼镜天线系统10还包括绝缘支撑部23。绝缘支撑部23设置在贯通缺口14中，绝缘支撑部23由纳米注塑成型材料或橡胶抓胶成型材料制成并优选注满整个贯通缺口14，使得眼镜内框11满足佩戴时的结构强度同时一定程度上减轻眼镜内框11的整体强度。电路板17通过基板24实现安装固定，基板24为扁平薄板，电路板17固定设置于基板24上，基板24通过自攻螺丝25螺栓连接于中轴12。
本发明的另一个方面提供一种智能眼镜，包括智能眼镜天线系统。智能眼镜天线系统的结构参将上述实施例的详细描述以及说明书附图的详细描绘，在此不再赘述。设置有智能眼镜天线系统的智能眼镜可以实现同样的技术效果。
在整体结构上，眼镜内框11是智能眼镜的主要部件，是智能眼镜天线系统的主体，同时也是智能眼镜天线系统电路元器件的结构载体。出于保护眼镜内框，同时便于用户佩戴的初衷，智能眼镜还包括眼镜前框26和眼镜后框27，眼镜内框11设置于眼镜前框26和眼镜后框27之间。眼镜后框27与人体面部接触，优选设计为符合人体曲线的流线型，眼镜前框26远离用户面部的前侧表面可以设计具有不同的尺寸、形状、轮廓、表面特征、纹理、颜色和/或标记，使得智能眼镜具有不同的美学特性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1. 一种智能眼镜天线系统，其特征在于，所述智能眼镜天线系统包括：
辐射体，所述辐射体形成于由金属导体制成的眼镜内框上，所述眼镜内框具有中轴，所述中轴左右两侧分别设置有一个镜片保持区，所述中轴上开设有贯通缺口，所述贯通缺口连通两个镜片保持区；所述中轴包括位于所述贯通缺口上侧的上部框架和位于所述贯通缺口下侧的下部框架；中轴与围成两个镜片保持区的眼镜内框共同围成位于中轴下方的、与用户鼻部接触的鼻架，所述眼镜内框位于智能眼镜的眼镜前框和眼镜后框之间，所述眼镜后框与人体面部接触；和
电路板，所述电路板上布设有天线馈电点和天线接地点；所述天线馈电点和天线接地点的其中一者通过第一连接器电连接所述上部框架，另一者通过第二连接器电连接下部框架；其中所述第一连接器为第一金属弹片，所述第一金属弹片沿平行于所述中轴的方向分布，所述第二连接器为第二金属弹片，所述第二金属弹片沿垂直于中轴的方向分布；
所述眼镜内框围绕其中一个镜片保持区的单环状结构或者围绕两个镜片保持区的双环状结构，结合所述贯通缺口实现第一工作频率或第二工作频率：由环绕其中一个镜片保持区的，呈单环形结构的第一辐射体得到第一工作频率，第一工作频率为2.4～2.5GHz频段；由环绕两个镜片保持区的，呈双环形回路的第二辐射体得到第二工作频率，第二工作频率为1.575GHz频段。
2.根据权利要求1所述的智能眼镜天线系统，其特征在于，所述智能眼镜天线系统还包括：
同轴线缆，所述同轴线缆包括第一端和第二端，所述第一端的芯线和所述第一端的外导体的其中一者电连接所述天线馈电点，另一者电连接所述天线接地点；所述第二端连接信号处理芯片。
3.根据权利要求1所述的智能眼镜天线系统，其特征在于，所述智能眼镜天线系统还包括：
绝缘支撑部，所述绝缘支撑部设置在所述贯通缺口中；所述绝缘支撑部纳米注塑成型或橡胶抓胶成型。
4.根据权利要求1所述的智能眼镜天线系统，其特征在于，所述智能眼镜天线系统还包括：
基板，所述电路板固定设置于所述基板上，所述基板螺栓连接于所述中轴。
5.一种智能眼镜，其特征在于，包括如权利要求1至4任一项所述的智能眼镜天线系统。
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