TW201432342A - 眼鏡式通訊裝置 - Google Patents

Abstract

一種眼鏡式通訊裝置，此眼鏡式通訊裝置包括眼鏡本體與多頻天線。眼鏡本體包括一鏡框與一鏡架組。多頻天線設置於鏡框與鏡架組的樞接處，並且多頻天線包括天線元件、接地元件以及至少一寄生元件。天線元件的第一端具有一饋入點。接地元件電性連接天線元件的第一端，且多頻天線透過天線元件與接地元件操作於一通訊頻帶。所述至少一寄生元件從接地元件延伸而出，以形成至少一延伸路徑，且多頻天線透過所述至少一延伸路徑操作於至少一整合頻帶。

Description

眼鏡式通訊裝置

本發明是有關於一種通訊裝置，且特別是有關於一種眼鏡式通訊裝置。

天線是許多無線通訊系統不可或缺的必備元件，且其更是攸關於系統之整體性能的主要構成要件。隨著手持式通訊裝置的逐漸普及與成熟發展，可穿戴於使用者身上的穿戴式(wearable)通訊裝置極有可能會成為未來通訊裝置的主流。

一般而言，可透過眼鏡或是手錶...等型態來加以實現通訊裝置的可穿戴功能。其中，對於眼鏡式通訊裝置而言，通訊裝置將受限於眼鏡本身的結構，而致使裝置中的天線空間、系統接地面尺寸及/或整體設置環境，皆與目前的手持式通訊裝置相去甚遠。特別是，對於需要操作於多個頻帶的天線來說，如何在更為有限的空間中設置合適的天線結構，實為本領域技術人員所致力研究的課題之一。

本發明提出一種眼鏡式通訊裝置，其中的多頻天線不僅可操作於多個頻帶，並且此多頻天線的長度也可有效地被微型化。

本發明提出一種眼鏡式通訊裝置，此眼鏡式通訊裝置包括眼鏡本體與多頻天線。眼鏡本體包括一鏡框與一鏡架組。多頻天線設置於鏡框與鏡架組的樞接處，並且多頻天線包括天線元件、接地元件以及至少一寄生元件。天線元件的第一端具有一饋入點。接地元件電性連接天線元件的第一端，且多頻天線透過天線元件與接地元件操作於一通訊頻帶。所述至少一寄生元件從接地元件延伸而出，以形成至少一延伸路徑，且多頻天線透過至少一延伸路徑操作於至少一整合頻帶。

基於上述，本發明的眼鏡式通訊裝置中的天線元件除了可操作於預設的通訊頻帶之外，還可操作於一個或多個整合頻帶，大幅地提升了眼鏡式通訊裝置對於現有的多種無線通訊系統的使用彈性。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10、20、30、40‧‧‧眼鏡式通訊裝置

11、21‧‧‧眼鏡本體

112、212‧‧‧鏡框

114、214‧‧‧鏡架組

1142、1144、2142、2144‧‧‧鏡架

12、22‧‧‧多頻天線

122、222‧‧‧天線元件

1221‧‧‧天線元件的第一端

1222‧‧‧天線元件的第二端

124、224‧‧‧接地元件

1241‧‧‧接地元件的第一端

1242‧‧‧接地元件的第二端

126、226、426‧‧‧寄生元件

228、328、428‧‧‧諧振元件

圖1為根據本發明一實施例所繪示的眼鏡式通訊裝置的示意圖。

圖2為根據本發明一實施例所繪示的眼鏡式通訊裝置的示意圖。

圖3為根據本發明一實施例所繪示的眼鏡式通訊裝置的側視圖。

圖4為根據本發明一實施例所繪示的眼鏡式通訊裝置的側視圖。

圖1為根據本發明一實施例所繪示的眼鏡式通訊裝置的示意圖。請參照圖1，眼鏡式通訊裝置10包括眼鏡本體11與多頻天線12。眼鏡本體11包括鏡框112與鏡架組114，且鏡架組114樞接於鏡框112的兩側。鏡框112處可設置一個或多個鏡片。例如，鏡框112可以是適用於一般雙鏡片的鏡框(如圖1所示)。或者，鏡框112也可以是適用於單一鏡片的鏡框(類似於蛙鏡或潛水泳鏡)。鏡架組114包括鏡架1142與鏡架1144，且鏡架1142與鏡架1144可轉動地分別樞接於鏡框112的兩側。然而，在一實施例中，鏡架1142與鏡架1144也可以是不可轉動地分別固定於鏡框11的兩側(例如，鏡框112與鏡架組114一體成型)。

多頻天線12設置於鏡框112與鏡架組114的樞接處，例如，鏡架1142與鏡框112的樞接處。多頻天線12包括天線元件122、接地元件124以及寄生元件126。天線元件122可設置於鏡框112上緣。例如，透過蝕刻(etching)或濺鍍(sputtering)等 方式在鏡框112的表面形成天線122。或者，天線元件122也可設置於鏡框112內部的容納空間，本發明不對其限制。

在本實施例中，天線元件122的第一端1221可鄰近或緊靠鏡架1142與鏡框112的樞接處，而天線元件122的第二端1222則可往鏡架1144與鏡框112的樞接處延伸。此外，天線元件122的第一端1221具有一饋入點(feeding point)，並用以接收一饋入訊號。而天線元件122的第二端1222則可為開路端(open end)。

接地元件124的第一端1241電性連接天線元件122的第一端1221。在本實施例中，接地元件124可設置於鏡架組114，例如鏡架1142。接地元件124可作為系統接地面(system ground plane)。此外，多頻天線12可透過接地元件124與天線元件122產生一共振模態，以涵蓋一通訊頻帶(例如：2.4GHz的WLAN頻帶)。換言之，多頻天線12可透過天線元件122與接地元件124操作於所述通訊頻帶。其中，天線元件122與接地元件124的總長度為在此通訊頻帶下訊號之波長的1/2倍。

以2.4GHz的WLAN頻帶為此通訊頻帶的範例，假設天線元件122之長度約是27毫米(mm)，且接地元件124之長度約是38毫米，則天線元件122之長度與接地元件124之長度的總合約為此無線區域網的中心頻率(約2442MHz)的二分之一波長。此外，在本實施例中，接地元件124之長度約為天線元件122之長度的1.4倍，且可視實務上的需求而加以調整。例如，將接地元件124之長度調整至約為天線元件122之長度的1.1~1.4倍之間、 將天線元件122之長度調整為與接地元件124之長度相等，或將天線元件122之長度調整為接地元件124之長度的1.1~1.4倍等等。

寄生元件126可設置於鏡架組114，例如鏡架1142。寄生元件126從接地元件124延伸而出，例如，寄生元件126可連接於接地元件124的第二端1242，以形成一延伸路徑。其中，天線元件122之長度約為寄生元件126之長度的2.5倍。藉此，多頻天線12更可透過此延伸路徑產生另一共振模態，以涵蓋一整合頻帶(例如：1575MHz的GPS頻帶)。換言之，多頻天線12除了可透過天線元件122與接地元件124操作在所述通訊頻帶之外，多頻天線12也可透過此延伸路徑操作在所述整合頻帶。

此外，在本發明之另一實施例中，寄生元件與接地元件之間也可設置一諧振元件，並透過寄生元件與諧振元件來提供所述延伸路徑。藉此，將可降低寄生元件的長度，進而有助於多頻天線12的微型化。

舉例來說，圖2為根據本發明另一實施例所繪示的眼鏡式通訊裝置的示意圖。請參照圖2，眼鏡式通訊裝置20包括眼鏡本體21與多頻天線22。眼鏡本體21包括鏡框212與鏡架組214，且鏡架組214樞接於鏡框212的兩側。多頻天線22設置於鏡框212與鏡架組214的樞接處，例如，鏡架2142與鏡框212的樞接處。多頻天線22包括天線元件222、接地元件224、寄生元件226以及諧振元件228，其中天線元件222、接地元件224、寄生元件226 分別類似於圖1中的天線元件122、接地元件124、寄生元件126，在此便不重複贅述。

諧振元件228設置於寄生元件226與接地元件224之間，且分別電性連接寄生元件226與接地元件224。諧振元件228與寄生元件226形成一延伸路徑(以下統稱為第一延伸路徑)。藉此，多頻天線12除了可透過天線元件222與接地元件224操作在一通訊頻帶之外，多頻天線12也可透過此第一延伸路徑操作於一整合頻帶(以下統稱為第一整合頻帶)。其中，所述通訊頻帶可例如是2.4GHz的WLAN頻帶，且所述第一整合頻帶可例如是1575MHz的GPS頻帶。

在本實施例中，諧振元件228可包括電感、金屬配線或其組合。舉例來說，假設第一整合頻帶為1575MHz的GPS頻帶，且諧振元件228為電感值為10nH的電感時，則寄生元件226之長度約為在此GPS頻帶下訊號之波長的0.09倍。換言之，藉由諧振元件228的設置，將可有效地縮減寄生元件226的長度。

此外，若以金屬配線作為諧振元件228，則此金屬配線可包括一個或多個彎折。舉例來說，圖3為根據本發明另一實施例所繪示的眼鏡式通訊裝置的側視圖。請參照圖3，眼鏡式通訊裝置30中大部分的元件皆相同或相似於圖2的眼鏡式通訊裝置20中具有相同編號的元件，故在此不重複贅述。

圖2與圖3實施例的最大不同之處在於，眼鏡式通訊裝置30中的諧振元件328為具有至少一個彎折的金屬配線。與圖2 實施例相似地，諧振元件328同樣可與寄生元件226形成第一延伸路徑，並可達到降低寄生元件226的長度之功效，進而有助於多頻天線12的微型化。然而，在本發明之又一實施例中，眼鏡式通訊裝置也可包括多個寄生元件，以形成多個延伸路徑，進而使得多頻天線12可透過這些延伸路徑操作於多個整合頻帶。

圖4為根據本發明又一實施例所繪示的眼鏡式通訊裝置的側視圖。請參照圖4，眼鏡式通訊裝置40中大部分的元件皆相同或相似於圖2的眼鏡式通訊裝置20中具有相同編號的元件，故在此不重複贅述。圖2與圖4實施例的最大不同之處在於，眼鏡式通訊裝置40更包括寄生元件426以及諧振元件428。在圖4實施例中，除了由寄生元件226與諧振元件228形成的第一延伸路徑之外，寄生元件426與諧振元件428也可形成另一延伸路徑(以下統稱為第二延伸路徑)。類似於諧振元件228，諧振元件428也可用來降低寄生元件426的長度。

藉此，眼鏡式通訊裝置40的多頻天線除了可操作於所述通訊頻帶之外，還可透過此第一延伸路徑操作於第一整合頻帶以及透過此第二延伸路徑操作於另一個整合頻帶(即，第二整合頻帶)。此外，諧振元件228及/或諧振元件428也可以分別用圖3的諧振元件328來取代，本發明不對其限制。在其他的實施例中，若以類似的方式在眼鏡式通訊裝置中設置更多的寄生元件(與諧振元件)，將可在不大幅增加眼鏡式通訊裝置的多頻天線之長度的前提下，有效地增加其可操作的整合頻帶之數量。

另外，在上述的各個實施例中，眼鏡式通訊裝置還可以包括一通訊模組，而可負責執行訊號的收發、處理、運算以及提供各種週邊功能。請參照圖2，以眼鏡式通訊裝置20為例，眼鏡式通訊裝置20還可包括一通訊模組，且此通訊模組可設置於接地元件224上。舉例來說，此通訊模組可提供饋入訊號至天線元件222的饋入點(即，天線元件222的第一端222)。或者，通訊模組也可以包括至少一微處理器或微處理晶片，以處理來自天線元件222的射頻訊號。此外，此通訊模組另可包括電池、音頻輸入裝置(例如，麥克風)及/或音頻輸出裝置(例如，耳機)等各種週邊裝置，而可提高眼鏡式通訊裝置20整體的使用彈性。

綜上所述，藉由在眼鏡式通訊裝置中設置一個或多個寄生元件而形成一個或多個延伸路徑，本發明的眼鏡式通訊裝置中的天線元件除了可操作於預設的通訊頻帶之外，還可透過此至少一延伸路徑操作於一個或多個整合頻帶，大幅地提升了眼鏡式通訊裝置對於現有的多種無線通訊系統的使用彈性。此外，透過在寄生元件與接地元件之間設置諧振元件，則可有效地縮短寄生元件的長度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧眼鏡式通訊裝置

11‧‧‧眼鏡本體

112‧‧‧鏡框

114‧‧‧鏡架組

1142、1144‧‧‧鏡架

12‧‧‧多頻天線

122‧‧‧天線元件

1221‧‧‧天線元件的第一端

1222‧‧‧天線元件的第二端

124‧‧‧接地元件

1241‧‧‧接地元件的第一端

1242‧‧‧接地元件的第二端

126‧‧‧寄生元件

Claims (10)

1. 一種眼鏡式通訊裝置，包括：一眼鏡本體，包括一鏡框與一鏡架組；一多頻天線，設置於該鏡框與該鏡架組的一樞接處，並包括：一天線元件，其第一端具有一饋入點；一接地元件，電性連接該天線元件的第一端，且該多頻天線透過該天線元件與該接地元件操作於一通訊頻帶；以及至少一寄生元件，從該接地元件延伸而出，以形成至少一延伸路徑，且該多頻天線透過該至少一延伸路徑操作於至少一整合頻帶。
2. 如申請專利範圍第1項所述的眼鏡式通訊裝置，其中該天線元件的第二端為開路端。
3. 如申請專利範圍第1項所述的眼鏡式通訊裝置，其中該天線元件設置於該鏡框，且該接地元件設置於該鏡架組。
4. 如申請專利範圍第1項所述的眼鏡式通訊裝置，其中該接地元件的第一端電性連接該天線元件的第一端，且該接地元件的第二端電性連接該至少一寄生元件。
5. 如申請專利範圍第1項所述的眼鏡式通訊裝置，其中該至少一寄生元件包括一第一寄生元件，並且該眼鏡式通訊裝置更包括：一第一諧振元件，設置於該第一寄生元件與該接地元件之間，該第一諧振元件與該第一寄生元件形成該至少一延伸路徑中 的一第一延伸路徑，並且該多頻天線透過該第一延伸路徑操作於該至少一整合頻帶中的一第一整合頻帶。
6. 如申請專利範圍第5項所述的眼鏡式通訊裝置，其中該第一諧振元件包括一電感、一金屬配線或其組合。
7. 如申請專利範圍第6項所述的眼鏡式通訊裝置，其中該金屬配線包括至少一彎折。
8. 如申請專利範圍第5項所述的眼鏡式通訊裝置，其中該至少一寄生元件更包括一第二寄生元件，並且該眼鏡式通訊裝置更包括：一第二諧振元件，設置於該第二寄生元件與該接地元件之間，該第二諧振元件與該第二寄生元件形成該至少一延伸路徑中的一第二延伸路徑，並且該多頻天線透過該第二延伸路徑操作於該至少一整合頻帶中的一第二整合頻帶。
9. 如申請專利範圍第1項所述的眼鏡式通訊裝置，其中該天線元件與該接地元件的總長度為在該通訊頻帶下訊號之波長的1/2倍。
10. 如申請專利範圍第1項所述的眼鏡式通訊裝置，更包括：一通訊模組，且該通訊模組用以提供一饋入訊號至該天線元件的該饋入點。