TW202406208A - 可穿戴裝置的天線架構及其相關裝置和方法 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種行動電子裝置,其可包括:一顯示器;一殼體,其支撐該顯示器且包含一導電部分;一接地平面,其定位在該殼體內,其中界定於該殼體之該導電部分與該接地平面之間的一間隙形成經組態以將第一電磁信號輻射通過該顯示器之一部分的一槽孔天線,由該槽孔天線輻射之該等第一電磁信號用於一第一無線通信頻帶中之無線通信;及一貼片天線,其包含一實質上平坦的導體、經組態以輻射第二電磁信號,由該貼片天線輻射之該等第二電磁信號用於不同於該第一無線通信頻帶之一第二無線通信頻帶中之無線通信。亦揭示各種其他相關方法及系統。
Description
本申請案與可穿戴裝置的天線架構及其相關裝置和方法有關。
可穿戴裝置(例如,腕帶系統)可經組態以配戴在使用者之身體部位上,例如使用者之手腕、手臂、腿、軀幹、頸部、頭部、手指等。此類可穿戴裝置可經組態以執行各種功能。舉例而言,腕帶系統可為配戴在使用者手腕上之電子裝置,其執行以下功能,諸如將內容遞送至使用者、執行社群媒體應用程式、執行人工實境應用程式、訊息傳遞、網頁瀏覽、感測環境條件、與頭戴式顯示器進行介接、監測使用者之健康狀態等。可穿戴裝置之許多功能可需要無線通信以與其他裝置、伺服器等交換資料。然而,由於可穿戴裝置典型地配戴在使用者之身體部位(例如,手腕、腳踝等)上,因此使用者之身體部位可藉由吸收或更改無線信號而不利地影響無線通信之效能。另外,可穿戴裝置之緊密大小可限制天線之實體尺寸,且對可影響無線通信效能之天線架構形成挑戰。
本申請案之一具體實例係關於一種行動電子裝置,其包含:顯示器;殼體,其支撐該顯示器且包含導電部分;接地平面,其定位在該殼體內,其中界定於該殼體之該導電部分與該接地平面之間的間隙形成槽孔天線,該槽孔天線經組態以將第一電磁信號輻射通過該顯示器之一部分,由該槽孔天線輻射之該第一電磁信號用於第一無線通信頻帶中之無線通信;以及貼片天線,其包含實質上平坦的導體、經組態以輻射第二電磁信號,由該貼片天線輻射之該第二電磁信號用於不同於該第一無線通信頻帶之第二無線通信頻帶中之無線通信。
本申請案之另一具體實例係關於一種可穿戴裝置,其包含:射頻收發器;槽孔天線,其包含由在導體與接地平面之間的間隙界定之輻射槽;貼片天線,其包含實質上平坦的導體;以及動態調諧器,其中該射頻收發器經組態以控制該動態調諧器至少基於該可穿戴裝置與物件之接近度來調整該槽孔天線或該貼片天線中之至少一者之中心頻率。
本申請案之又一具體實例係關於一種製造可穿戴裝置之方法,其包含:將接地平面定位於殼體內以在該殼體之導電部分與該接地平面之間界定槽孔天線;將包含實質上平坦的導體之貼片天線安置於該殼體內且使該貼片天線與該接地平面實體上分離;以及將動態調諧器安置於該殼體內,其中該動態調諧器經組態以至少基於該可穿戴裝置與物件之接近度來調整該槽孔天線或該貼片天線中之至少一者之中心頻率。
可穿戴裝置(例如,腕帶系統)可經組態以配戴在使用者之身體部位上,例如使用者之手腕、手臂、腿、軀幹、頸部、頭部、手指等。此類可穿戴裝置可經組態以執行各種功能。舉例而言,腕帶系統可為配戴在使用者手腕上之電子裝置,其執行以下功能,諸如將內容遞送至使用者、執行社群媒體應用程式、執行人工實境應用程式、訊息傳遞、網頁瀏覽、感測環境條件、與頭戴式顯示器進行介接、監測使用者之健康狀態等。可穿戴裝置之許多功能可需要無線通信以與其他裝置、伺服器等交換資料。然而,由於可穿戴裝置典型地配戴在使用者之身體部位(例如,手腕、腳踝等)上,因此使用者之身體部位可藉由吸收或更改無線信號而不利地影響無線通信之效能。另外,可穿戴裝置之緊密大小可限制天線之實體尺寸,且對可影響無線通信效能之天線架構形成挑戰。
本發明詳述了與行動電子裝置(例如,可穿戴裝置、智慧型手錶、腕帶系統等)之天線架構相關的系統、裝置及方法。天線架構可包括實現用於行動電子裝置之無線通信的多個天線。多個天線可包括槽孔天線、貼片天線、跡線天線、分支天線、殼體天線,或其任何組合。天線架構可包括射頻(radio frequency;RF)收發器及動態調諧器。動態調諧器可包括阻抗調諧電路及/或孔徑調諧電路,其在行動電子裝置接近於使用者時擴大天線頻寬覆蓋範圍且補償天線損耗。在一些實例中,近接感測器可偵測電子裝置與使用者之接近度以促進使天線之阻抗與用以驅動天線之RF電路之阻抗匹配。此阻抗調諧電路及/或孔徑調諧電路可改良天線之效能及無線通信之總體效能。
在一些具體實例中,可穿戴裝置可包括腕帶系統,該腕帶系統包括可拆離地耦接至手錶本體之錶帶。手錶本體可包括用於將手錶本體電氣且機械地耦接至錶帶之耦接機構。腕帶系統可具有分離架構,其允許錶帶及手錶本體獨立地操作且彼此通信。機械架構可包括錶帶及/或手錶本體上之耦接機構,該耦接機構允許使用者方便地將手錶本體附接至錶帶及使手錶本體與錶帶拆離。當使用者將手錶本體與錶帶分離時,近接感測器可偵測電子裝置與使用者之接近度,以用於使天線之阻抗與用以驅動天線之電路的阻抗匹配。
參考圖1至圖22,以下將提供用於包括相關裝置之可穿戴裝置之天線架構及方法的詳細描述。首先,參考圖1呈現包括錶帶、手錶本體之腕帶系統及使手錶本體與錶帶分離之方法的描述。參考圖2呈現使用者穿戴可穿戴裝置的描述。參考圖3呈現使用者手持與錶帶拆離之手錶本體的描述。參考圖4呈現範例性RF電路之高階架構的描述。參考圖5呈現用於驅動且調諧可穿戴裝置中之天線的RF電路之方塊圖之描述。參考圖6A及圖6B呈現手錶本體之外部特徵之描述。參考圖7至圖16呈現與可穿戴裝置之天線架構相關聯的內部組件之描述。參考圖17呈現製造用於可穿戴裝置之天線系統的方法。參考圖18至圖22呈現可與可穿戴裝置一起使用的各種類型的範例性人工實境裝置之描述。
圖1說明呈腕帶系統100之形式的範例性可穿戴裝置之透視圖,該腕帶系統包括與相關聯的錶帶112分離之手錶本體104。手錶本體104及錶帶112可具有實質上矩形或圓形形狀且可經組態以允許使用者在身體部位(例如,手腕)上配戴腕帶系統100。腕帶系統100可包括用於將錶帶112固定至使用者手腕之保持機構113(例如,環扣、卡鉤及環圈扣件等)。腕帶系統100亦可包括用於將手錶本體104可拆離地耦接至錶帶112之耦接機構106。腕帶系統100可經組態以執行功能,諸如但不限於向使用者顯示視覺內容(例如,顯示於顯示螢幕102上之視覺內容)、感測使用者輸入(例如,感測按鈕108上之觸摸、感測感測器114上之生物識別資料、感測神經肌肉感測器115上之神經肌肉信號等)、訊息傳遞(例如,本文、話音、視訊等)、捕獲影像、判定位置、執行金融交易、提供觸覺回饋、執行無線通信(例如,長期演進(Long Term Evolution;LTE)、蜂巢式、近場、無線保真(wireless fidelity;WiFi)、Bluetooth
TM(BT)、個人區域網路)等。可使用槽孔天線、跡線天線、貼片天線、分支天線、殼體天線或其組合來執行無線通信功能,如下文參考圖2至圖17詳細描述。腕帶系統100的功能可獨立地在手錶本體104中、獨立地在錶帶112中及/或在手錶本體104與錶帶112之間通信地執行。可結合諸如參考圖18至圖22所描述之人工實境系統的人工實境系統在腕帶系統100上執行功能。
錶帶112可經組態以由使用者配戴,使得錶帶112之內表面、手錶本體104之內表面及/或錶帶耦接機構110可與使用者之皮膚接觸。感測器114可為生物感測器,其經組態以感測使用者的心率、飽和氧含量、溫度、汗液含量、肌肉意圖或其一組合。錶帶112可包括多個感測器114,其可分佈在錶帶112之內部及/或外部表面上。另外或替代地,手錶本體104可包括與錶帶112相同或不同的感測器。舉例而言,多個感測器可分佈在手錶本體104之內部及/或外部表面上。如下文參考圖4所描述,感測器114可偵測到使用者是否配戴手錶本體104(例如,安置為緊鄰使用者皮膚)或手錶本體104是否遠離使用者手腕。RF調諧電路及/或處理器可讀取感測器114之狀態且調諧手錶本體104之至少一個天線,以基於使用者是否配戴手錶本體104來調整無線通信設定(例如,中心頻率)。
手錶本體104可包括但不限於近接感測器(例如,用以判定與人體之接近度及/或與錶帶112之接近度的感測器)、前置影像感測器、後置影像感測器、生物識別感測器、慣性量測單元、心率感測器、飽和氧氣感測器、神經肌肉感測器、高度計感測器、溫度感測器、生物阻抗感測器、計步器感測器、光學感測器、觸控式感測器、汗液感測器、或其任一組合或子集。感測器114亦可包括提供關於使用者之環境的資料之感測器,該資料包括使用者之運動(例如,慣性量測單元)、海拔、位置、位向、步態或其一組合。錶帶112可使用有線通信方法(例如,UART、USB收發器等)及/或無線通信方法(例如,近場通信、WiFi、BT等)將由感測器114獲取之資料傳輸至手錶本體104。在一些實例中,手錶本體104及錶帶112可各自經組態以操作手錶本體104係耦接至錶帶112抑或與該錶帶分離。在一些實例中,感測器114可為安置在如參考圖6A及圖6B所展示之手錶本體104的表面(例如,後表面)上之心率感測器,使得當使用者在配戴錶帶112及手錶本體104時,心率感測器偵測到手錶本體104與使用者之皮膚的接近度。
錶帶112及/或手錶本體104可包括觸覺裝置116(例如,振動式觸覺致動器),其經組態以將觸覺回饋(例如,皮膚感覺及/或動覺等)提供至使用者之皮膚。感測器114及/或觸覺裝置116可經組態以協同多個應用程式操作,該等應用程式包括但不限於健康監測、社群媒體、遊戲及人工實境(例如,與如下文參考圖18至圖22所描述之人工實境相關聯的應用程式)。
在一些實例中,錶帶112及/或手錶本體104可包括神經肌肉感測器115(例如,肌電圖(electromyography;EMG)感測器、肌動圖(mechanomyogram;MMG)感測器、聲肌圖(sonomyography;SMG)感測器等)。神經肌肉感測器115可感測使用者之肌肉意圖。經感測肌肉意圖可經傳輸至人工實境(artificial-reality;AR)系統(例如,圖18之擴增實境系統1800、圖19之虛擬實境系統1900、圖21之頭戴式顯示器2102或圖22中之擴增實境眼鏡2220)以在相關聯的人工實境環境中執行動作,以便控制顯示給使用者之虛擬裝置的運動。此外,人工實境系統可經由觸覺裝置116與人工實境應用程式協調地將觸覺回饋提供至使用者。在一些實例中,當使用者在配戴錶帶112及手錶本體104時,神經肌肉感測器115可感測手錶本體104與使用者之皮膚的接近度。
腕帶系統100可包括用於將手錶本體104可拆離地耦接至錶帶112之耦接機構。使用者可使手錶本體104與錶帶112拆離以便減小腕帶系統100對使用者之負擔。腕帶系統100可包括手錶本體耦接機構106及/或錶帶耦接機構110(例如,托架、追蹤器帶、支撐座、卡扣)。使用者可執行任何類型的運動以將手錶本體104耦接至錶帶112及使手錶本體104與錶帶112分離。舉例而言,使用者可相對於錶帶112扭轉、滑動、轉動、推動、拉動或旋轉手錶本體104,或其一組合,以將手錶本體104附接至錶帶112及使手錶本體104與錶帶112拆離。
圖2為根據本發明之至少一個具體實例之使用者配戴腕帶系統200之透視圖。使用者可在任一身體部位上配戴腕帶系統200。舉例而言,使用者可在前臂203上配戴腕帶系統200。使用者可在配戴腕帶系統200時或在如圖3中所展示,手錶本體204與使用者拆離(例如,使用者將手錶本體204與腕帶系統200之腕帶206拆離或使用者自前臂203移除腕帶系統200)時操作手錶本體204。手錶本體204可包括無線通信單元。無線通信單元之效能可取決於手錶本體204與使用者之接近度。由手錶本體204傳輸且接收之無線電波的電磁失真可由與使用者之人體組織(例如,使用者之前臂203)的相互作用引起。極接近使用者操作之天線(例如,槽孔天線、跡線天線、貼片天線、分支天線及/或殼體天線)之效能可由於人體組織的變化的電氣屬性所引起之損耗而降低,從而導致輻射場型之失真、輻射效率之降低及天線阻抗之解調諧。如上文參考圖1所描述,近接感測器(例如,感測器114)可判定手錶本體204與使用者前臂203、使用者皮膚及/或腕帶206之接近度。在一些實例中,手錶本體204可包括RF電路211,其經組態以調諧天線(例如,槽孔天線、跡線天線、貼片天線、分支天線及/或殼體天線)且補償由於與使用者之接近度而導致的效能損耗。RF電路211可藉由使天線之阻抗與RF電路211之阻抗匹配而補償由於與使用者之接近度而導致的效能損耗。
圖3為根據本發明之至少一個具體實例之使用者手持範例性腕帶系統之手錶本體304的平面視圖。在一些實例中,使用者可將手錶本體304與如上文參考圖1所描述的錶帶拆離。使用者可將手錶本體304固持在使用者手指305之間。當手持手錶本體304時,使用者可與手錶本體304介接,以執行諸如以下各者之功能:將內容遞送至使用者、執行社群媒體應用程式、拍攝照片、執行人工實境應用程式、無線通信、訊息傳遞、網頁瀏覽等。手錶本體304之許多功能可需要無線通信以與其他裝置、伺服器等交換資料。由於手錶本體304可在多個環境中(例如,在使用者手指305之間,在使用者手掌中,在附接至錶帶或其他配件[諸如自拍桿、腳踏車固定夾等]之表面上、在使用者口袋中等)操作,因此取決於環境及/或與使用者之接近度,無線通信之效能可能受無線信號之吸收及/或更改影響。在一些實例中,手錶本體304可包括RF電路,其經組態以調諧天線(例如,槽孔天線、跡線天線、貼片天線、分支天線及/或殼體天線)以補償由於環境而導致的效能損耗。
圖4為手錶本體400之範例性RF電路411的高階架構圖。如上文參考圖3所描述,手錶本體400可補償以下環境,在該環境中,該手錶本體藉由調諧天線以改良無線通信的效能而操作。手錶本體400可包括近接感測器406。近接感測器406可判定手錶本體400與人體之接近度及/或與錶帶(例如,圖1之錶帶112)之接近度。手錶本體400可包括多個近接感測器406。近接感測器406可具有能夠獲得用於判定手錶本體400係耦接至另一物件或裝置及/或鄰近另一物件或裝置的資料之任何類型的感測器。舉例而言,近接感測器406可包括但不限於心率監測感測器、影像感測器、生物識別感測器、慣性量測感測器、飽和氧氣感測器、神經肌肉感測器、電感近接感測器、超音波近接感測器或其一組合。手錶本體400可包括處理器408。處理器408(例如,中央處理單元、微控制器、圖5的MCU 558等)可讀取近接感測器406之輸出以判定接近度狀態。處理器408可將接近度狀態提供至RF收發器410。在一些實例中,處理器408可處理用於無線通信之基頻信號。RF收發器410可將基頻信號處理及/或轉換為射頻信號以用於以空中傳輸方式進行傳輸及接收。RF收發器410亦可自處理器408接收接近度狀態,且基於近接感測器之狀態來控制動態調諧器412。動態調諧器412可藉由基於近接感測器之狀態調整天線414(1)...414(n)之中心頻率來調整天線414(1)...414(n)之中心頻率。動態調諧器412可調整天線414(1)...414(n)之中心頻率,如下文參考圖5詳細描述。
圖5為根據本發明之至少一個具體實例之說明手錶本體的RF電路500之方塊圖。作為實例,RF電路500可用作圖2之RF電路211、圖4之RF電路411、圖7之RF電路711及/或圖8之RF電路811。RF電路500可向/自槽孔天線(例如,槽孔天線407、807)、貼片天線(例如,貼片天線714、814、914)、跡線天線(例如,跡線天線522、622)、分支天線(例如,分支天線1524、1624)及/或殼體天線(例如,殼體天線1414、1415、1614、1615)傳輸及/或接收RF信號。在一些實例中,槽孔天線(例如,槽孔天線407、807)及/或殼體天線(例如,殼體天線1415、1615)可連接至GPS/WiFi/BT饋線560。GPS/WiFi/BT饋線560可包括用以將槽孔及/或殼體天線連接至天線匹配網路550之壓接連接器。天線匹配網路550可包括阻抗變換器,其包含電感及/或電容組件,該等電感及/或電容組件經組態以使槽孔天線及/或殼體天線之阻抗(例如,50歐姆)與用以驅動槽孔天線及/或殼體天線之RF源(例如,雙工器552)的阻抗匹配。使RF源之阻抗與槽孔天線及/或殼體天線之阻抗匹配可藉由增加至槽孔天線及/或殼體天線之RF功率傳遞來改良無線效能。
在一些實例中,天線匹配網路550可連接至雙工器552。雙工器552可連接至GPS RF引擎554(例如,RF收發器)及WiFi/BT RF引擎556(例如,RF收發器)。雙工器552可允許GPS RF引擎554及WiFi/BT RF引擎556與槽孔天線(例如,槽孔天線407、807)及/或殼體天線(例如,殼體天線1415、1615)共用共同通信通道。雙工器552可包括被動裝置,其實施頻域多工。在一些實例中,GPS RF引擎554可在第一頻率(例如,1575 MHz的中心頻率)上操作,而WiFi/BT RF引擎556可在第二頻率(例如,在2400 MHz至2500 MHz之範圍內的中心頻率)上操作。雙工器552可經組態以經由天線匹配網路550將RF信號自GPS RF引擎554及WiFi/BT RF引擎556多工至共同通道。
在一些實例中,槽孔天線及/或殼體天線可自衛星接收RF信號(例如,GPS信號)。來自衛星之RF信號可穿過GPS/WiFi/BT饋線560、天線匹配網路550及雙工器552以由GPS RF引擎554處理。GPS RF引擎554可處理來自多個衛星之RF信號(例如,GPS信號),且對RF信號進行三角量測以判定手錶本體之位置。GPS RF引擎554可將位置資訊提供至MCU 558以用於基於位置之應用中。
在一些實例中,槽孔天線及/或殼體天線可向及/或自電子裝置(例如,智慧型手機、頭戴式顯示器、存取點等)傳輸及/或接收RF信號。RF信號可符合WiFi及/或BT標準。RF信號可穿過GPS/WiFi/BT饋線560、天線匹配網路550及雙工器552以由WiFi/BT RF引擎556處理。WiFi/BT RF引擎556可處理RF信號以發送及/或接收資料。WiFi/BT RF引擎556可將資料發送至MCU 558及/或自MCU 558接收資料以用於與手錶本體相關聯之資料應用程式(例如,社群媒體應用程式、人工實境應用程式、網頁瀏覽、媒體串流、語音通話等)中。
在一些實例中,跡線天線(例如,跡線天線822、922)、分支天線(例如,分支天線1524、1624)及/或殼體天線(例如,殼體天線1414、1415)可連接至LTE跡線饋線564。LTE跡線饋線564可包括用以將跡線天線連接至LTE天線匹配網路562之壓接連接器。LTE天線匹配網路562可包括阻抗變換器,其包含電感及/或電容組件,該等電感及/或電容組件使跡線天線之阻抗(例如,50歐姆)與用以驅動跡線天線之RF源(例如,LTE RF引擎561)之阻抗匹配。使RF源之阻抗與跡線天線之阻抗匹配可藉由增加傳遞至跡線天線之RF功率來改良跡線天線之效能。
在一些實例中,跡線天線(例如,跡線天線822、922)、分支天線(例如,分支天線1524、1624)及/或殼體天線(例如,殼體天線1414、1415)可向及/或自電子裝置(例如,蜂巢式基地台、智慧型手機、頭戴式顯示器、存取點等)傳輸及/或接收RF信號。RF信號可在約698 MHz至約2200 MHz(諸如約698 MHz至約960 MHz及約1710 MHz至約2200 MHz)之頻率範圍中符合LTE標準。RF信號可穿過LTE跡線饋線564及LTE天線匹配網路562以由LTE RF引擎561(例如,RF收發器)處理。LTE RF引擎561可處理RF信號以發送及/或接收資料(例如,自網際網路發送及/或接收資料)。LTE RF引擎561可將資料發送至MCU 558及/或自MCU 558接收資料以用於與手錶本體相關聯之資料應用程式(例如,社群媒體應用程式、人工實境應用程式、網頁瀏覽、媒體串流、語音通話等)中。
在一些實例中,槽孔天線(例如,槽孔天線707、1107)、貼片天線(例如,貼片天線714、814、914)、跡線天線(例如,跡線天線822、922)、分支天線(例如,分支天線1524、1624)及/或殼體天線(例如,殼體天線1414、1415、1614、1615)可連接至調諧器饋線566。調諧器饋線566可包括用以將貼片天線連接至調諧器開關568之壓接連接器。MCU 558可自近接感測器506接收接近度狀態且基於近接感測器506之狀態控制調諧器開關568。調諧器開關568可切換與槽孔天線(例如,槽孔天線707、1107)、貼片天線(例如,貼片天線714、814、914)、跡線天線(例如,跡線天線822、922)、分支天線(例如,分支天線1524、1624)及/或殼體天線(例如,殼體天線1414、1415、1614、1615)串聯及/或並聯的電感元件、電容元件、電阻元件或其任何組合。舉例而言,調諧器開關568可切換與槽孔天線(例如,槽孔天線707、1107)、貼片天線(例如,貼片天線714、814、914)、跡線天線(例如,跡線天線822、922)、分支天線(例如,分支天線1524、1624)及/或殼體天線(例如,殼體天線1414、1415、1614、1615)串聯及/或並聯的電感器570。
在一些實例中,調諧器開關568可充當孔徑調諧器,且藉由切換在接地平面與貼片天線(例如,貼片天線714、814、914)之間的阻抗調諧元件(例如,電感器570、電阻器574、開路576、電容器578或短路579)來調整貼片天線(例如,貼片天線714、814、914)之中心頻率。
調諧器開關568可切換與槽孔天線(例如,槽孔天線707、1107)、貼片天線(例如,貼片天線714、814、914)、跡線天線(例如,跡線天線822、922)、分支天線(例如,分支天線1524、1624)及/或殼體天線(例如,殼體天線1414、1415、1614、1615)串聯及/或並聯的電阻器574(例如,零歐姆電阻器)。調諧器開關568可切換與槽孔天線(例如,槽孔天線707、1107)、貼片天線(例如,貼片天線714、814、914)、跡線天線(例如,跡線天線822、922)、分支天線(例如,分支天線1524、1624)及/或殼體天線(例如,殼體天線1414、1415、1614、1615)串聯及/或並聯的開路576。調諧器開關568可切換與槽孔天線(例如,槽孔天線707、1107)、貼片天線(例如,貼片天線414、514、614、714)、跡線天線(例如,跡線天線822、922)、分支天線(例如,分支天線1524、1624)及/或殼體天線(例如,殼體天線1414、1415、1614、1615)串聯及/或並聯的電容器578。
在一些實例中,調諧器開關568可將手錶本體的天線從一種類型天線轉換為不同類型的天線。舉例而言,殼體天線(例如,殼體天線1414、1415、1614、1615)可藉由將調諧器開關568經由短路579切換至接地(例如,PCB接地平面)而自單極天線轉換為環形天線。將調諧器開關568短接至接地可改變殼體天線之有效的輻射幾何形狀且將其自單極天線轉換為環形天線。調諧器開關568可藉由斷開短路579來移除對地短路而將殼體天線自環形天線轉換為單極天線。
儘管圖5展示調諧器開關568包括選擇4個調諧元件(例如,電感器570、電阻器574、開路576及電容器578)中之一者的單極開關,但本發明不限於此。調諧器開關568可切換與手錶本體之各天線串聯及/或並聯的電容器578、電感器570或電阻器574之任一值。舉例而言,電容器578可包括電容之固定值或電容之可程式化值。電感器570可包括電感之固定值或電感之可程式化值。電阻器574可包括電阻之固定值、短路(例如,零歐姆)或電阻之可程式化值。LTE RF引擎561可判定電容、電感或電阻之經程式化值。電容、電感或電阻之經程式化值可選自一組離散值或此些值可為可變的(例如,在可程式化範圍內連續可變)。此外,電容、電感或電阻之選擇可能並非互斥的,且電容、電感或電阻之任一包括性組合可與手錶本體之各天線串聯及/或並聯切換。
在一些實例中,調諧器開關568可包括回饋迴路以進一步改良無線效能。調諧器開關568可計算與手錶本體之各天線串聯及/或並聯置放的電容、電感或電阻元件之初始設定。在元素(例如,調諧參數)之初始設定之後,天線之效率可經量測且經由回饋迴路發送回至LTE RF引擎561以判定是否需要額外調諧(例如,用於電容、電感或電阻元件之設定的調整)。
在一些實例中,調諧器開關568可切換與手錶本體之各天線串聯及/或並聯的電感元件、電容元件、電阻元件或其任何組合,以便基於近接感測器(例如,感測器114、近接感測器506)之狀態來調整貼片天線之中心頻率。感測器基板(例如,感測器基板816、916)可包括經組態以判定手錶本體與使用者之接近度的近接感測器(例如,感測器114、近接感測器506)。使用者身體(例如,使用者下臂)可改變手錶本體之天線的阻抗匹配、輻射功率及/或輻射場型,此可能降低手錶本體中之無線通信的效能。舉例而言,當使用者手指觸碰到智慧型手錶(例如,如圖3中所展示)之某些部分時,行動裝置(例如,智慧型手錶)中之天線可遭受6 dB阻抗之失配損耗,此可導致天線效能顯著降低。調諧器開關568可藉由基於與使用者之接近度來調整天線之中心頻率而緩解人體對天線效能之影響。
圖6A為根據本發明之至少一個具體實例的包括手錶本體609及托架608的範例性手錶總成600之仰視平面圖,且圖6B為該範例性手錶總成之透視圖。手錶本體609可包括殼體602(例如,導電殼體),其圍繞手錶本體609之周邊延伸。殼體602可包括如參考圖14更詳細地描述之殼體天線。手錶總成600可包括托架608(例如,不導電或導電托架),其經組態為耦接機構以用於將手錶本體609可拆離地耦接至錶帶(例如,圖1的錶帶112)。手錶總成600可包括不導電底座604(例如,手錶本體609之下部外殼的底側),該不導電底座包括在托架608與感測器圓頂606之間的結構。感測器圓頂606可包括近接感測器610(例如,心率感測器),其判定手錶總成600與使用者皮膚之接近度。
如下文將進一步參考圖7所解釋,在一些實例中,手錶本體609可包括在手錶本體609之內部部分內之接地平面(例如,諸如圖7之接地平面708的導電層),及包括由在接地平面與殼體602之間的間隙界定之輻射槽的槽孔天線。槽孔天線可實質上沿著+Z軸及-Z軸輻射無線電波。在一些實例中,手錶總成600可包括在殼體602與托架608之間的托架間隙612。托架間隙612可包括不導電材料。另外或替代地,槽孔天線可將無線電波輻射通過可存在於殼體602與托架608之間的托架間隙612。托架間隙612可包括大於或等於約0.5 mm、約0.75 mm、約1 mm、約1.25 mm或約1.5 mm之間隙。
如下文將進一步參考圖8及圖9所解釋,在一些實例中,手錶本體609可包括在手錶本體609之內部部分(例如,下部外殼)內之貼片天線,其實質上環繞接近於感測器圓頂606所安置之感測器基板。非限制性地,貼片天線可將無線電波輻射通過不導電底座604(例如,手錶本體609之下部外殼的底側)。在一些實例中,手錶本體609可包括天線調諧電路,其取決於手錶本體609是否由使用者配戴來調諧槽孔天線及/或貼片天線。
圖7為根據本發明之至少一個具體實例之範例性手錶本體700的組件之橫截面側視圖。手錶本體700可包括槽孔天線707,該槽孔天線包括輻射槽705、殼體704及印刷電路板713之接地平面708。輻射槽705可具有由在殼體704的導電部分與接地平面708之間的間隙界定之寬度D1。在一些實例中,間隙寬度D1可包括自由空間氣隙。間隙寬度D1可基於待由槽孔天線707輻射之RF能量的波長。舉例而言,間隙寬度D1可大於或等於約0.5 mm、約0.75 mm、約1 mm、約1.25 mm,或約1.5 mm。輻射槽705之自由空間氣隙可沿著殼體704之周邊(例如,內周邊)延伸。如圖7中所展示,槽孔天線707可實質上沿Z軸在+Z方向上經由顯示玻璃701輻射(例如,傳輸及/或接收)在輻射槽705中之無線電波及/或在-Z方向上經由不導電底座715輻射該等無線電波。
在一些實例中,手錶本體700可包括多個槽孔天線。舉例而言,手錶本體700可包括槽孔天線707,且進一步包括至少一個額外槽孔天線727,該至少一個額外槽孔天線包括輻射槽728、殼體704及導電電池罩殼730。導電電池罩殼730可電連接至接地平面708。輻射槽728可具有由在殼體704之導電部分與導電電池罩殼730之間的間隙界定之寬度D2。在一些實例中,間隙寬度D2可包括自由空間氣隙。間隙寬度D2可基於待由槽孔天線727輻射之RF能量的波長。舉例而言,間隙寬度D2可大於或等於約0.5 mm、約0.75 mm、約1 mm、約1.25 mm、約1.5 mm、約2.0 mm,或更大。槽孔天線727之自由空間氣隙可沿著殼體704之周邊(例如,內周邊)延伸。如圖7中所展示,槽孔天線727可實質上沿Z軸在+Z方向上經由顯示玻璃701輻射(例如,傳輸及/或接收)在輻射槽728中之無線電波及/或在-Z方向上經由不導電底座715輻射該等無線電波。
在一些實例中,槽孔天線707可以全向模式、各向同性模式、波瓣模式或其一組合來輻射(例如,傳輸及/或接收)無線電波。另外或替代地,槽孔天線707可將無線電波輻射通過不導電托架間隙712。托架間隙712可包括定位於殼體704與托架718之間的不導電材料。在一些實例中,托架間隙712可包括大於或等於約0.2 mm、約0.3 mm、約0.4 mm、約0.5 mm或約0.6 mm之間隙。
殼體704可包括任何導電材料,包括但不限於一或多種金屬(例如,銅、鋼、鋁、不鏽鋼、金等)、合金、石墨、經摻雜材料等。接地平面708可包括任何平坦導電材料。舉例而言,接地平面708可包括印刷電路板713內之銅層。接地平面708可包括至手錶本體700之電接地(例如,類比接地及/或數位接地)之低阻抗路徑。
電池710可為手錶本體700中之電組件提供電力。在一些實例中,電池710可包括外部導電層(例如,金屬箔片覆蓋物),其可提供至接地平面708之低阻抗路徑。感測器基板716可電連接至電池710之外部導電層。電池710之外部導電層可充當低阻抗接地路徑,其為接地平面708及感測器基板716產生實質上相同的接地參考電位。手錶本體700可包括一或多個接地點。流經接地點之有限電阻的電流可產生接地迴路,其在手錶本體700之組件中產生干擾及雜訊。電池710之外部導電層可充當低阻抗接地路徑,其縮減可由接地迴路引起之干擾及雜訊。
在一些實例中,屏蔽件720可包括實質上覆蓋RF電路711且電連接至接地平面708之導電材料。屏蔽件720可電隔離RF電路711,且縮減由RF電路711產生而影響周圍電路的電子干擾及/或縮減由周圍電路產生而干擾影響RF電路711的電子干擾。如將參考圖8至圖10較詳細地描述,在RF電路711與槽孔天線707及/或貼片天線714之間的RF信號可行進通過天線饋線。
在一些實例中,手錶本體700可包括貼片天線714。貼片天線714可包括實質上平坦的導體(例如,金屬層)。貼片天線714可實質上平行於接地平面708且鄰近感測器圓頂706來安置。貼片天線714可將無線電波輻射通過至少感測器圓頂706。感測器基板716亦可安置於手錶本體700內。感測器基板716可包括填充有感測及/或調節電路及感測器之印刷電路板。舉例而言,感測器基板716可包括上文參考圖1所描述的感測器。感測器基板716可定位成鄰近於感測器圓頂706。感測器圓頂706可在由使用者配戴時定位成接觸使用者皮膚,使得感測器基板716上之近接感測器(例如,圖1的感測器114)可感測使用者是否配戴手錶本體700。RF電路711可讀取近接感測器之狀態以判定使用者是否配戴手錶本體700,且基於使用者是否配戴手錶本體700來調諧貼片天線714及/或槽孔天線707以改良手錶本體700之無線通信效能(例如,天線效能)。舉例而言,RF電路711可基於近接感測器之狀態來調整貼片天線714及/或槽孔天線707之中心頻率。
圖8為根據本發明之至少一個具體實例之範例性手錶本體的天線元件之透視仰視圖。天線元件可包括貼片天線814。貼片天線814可包括經由貼片饋線820連接至RF電路811之實質上平坦的導體(例如,金屬層)。貼片饋線820可包括適於將RF信號自貼片天線814傳送至RF電路811及/或自RF電路811傳送至貼片天線814之連接器。貼片饋線820可包括用以在印刷電路板809上將貼片天線814連接至RF電路811之壓接連接器(例如,表面黏著連接器)。貼片饋線820亦可連接至RF電路811之調諧器開關868。調諧器開關868可經組態以切換與貼片天線814串聯及/或並聯之電感元件、電容元件、電阻元件或其組合,以便基於判定使用者是否配戴手錶本體之近接感測器(例如,圖1的感測器114)之狀態來調整貼片天線814之中心頻率。
在一些實例中,貼片天線814可經組態為單極天線,從而以約698 MHz至約960 MHz之頻帶(例如,LTE低頻帶)中之至少一個頻率進行輻射。舉例而言,RF電路811可傳輸及/或接收符合LTE標準之RF波形。LTE波形可穿過貼片饋線820至貼片天線814。貼片天線814可將LTE波形輻射通過容納貼片天線814之殼體(例如,下部外殼)的不導電部分。
在一些實例中,貼片天線814可實質上環繞感測器基板816之周邊。貼片天線814亦可在與感測器基板816大約相同的平面中定向。如下方將參考圖10詳細地描述,感測器基板816可經由軟性纜線(圖8中未展示)連接至印刷電路板809。感測器基板816可基於圍繞感測器基板816之隔離間隙及/或圍繞將感測器基板816連接至印刷電路板809之軟性纜線之隔離間隙而與貼片天線814電隔離。將貼片天線814與感測器基板816電隔離可縮減在貼片天線814與感測器基板816之間的相互干擾,從而可改良貼片天線814及/或感測器基板816之效能。
天線元件可包括跡線天線822。跡線天線822可包括沿著手錶本體之下部外殼的一部分定位之導電材料(例如,金屬層、黏著至結構性不導電基板之金屬層等)。跡線天線822可經由跡線饋線824連接至RF電路811。跡線饋線824可包括適於將RF信號自跡線天線822傳送至RF電路811及/或自RF電路811傳送至跡線天線822之連接器。跡線饋線824可包括用以在印刷電路板809上將跡線天線822連接至RF電路811之壓接連接器(例如,表面黏著連接器)。跡線饋線824亦可連接至RF電路811之調諧器開關868。調諧器開關868可切換與跡線天線822串聯及/或並聯之電感元件、電容元件、電阻元件或其任何組合,以便基於近接感測器(例如,圖1之感測器114)之狀態來調整跡線天線822之中心頻率。
參考圖7及圖8,在一些實例中,跡線天線822可經組態以改良在槽孔天線707中之LTE中頻帶效能與槽孔天線707中之GPS/WiFi/BT效能之間的隔離。舉例而言,除了GPS/WiFi/BT經由殼體饋線825電流耦接至殼體704,跡線天線822亦可產生電場以將跡線天線822電容性耦接至殼體704,以便進一步激發槽孔天線707之諧振模式以用於LTE中頻帶諧振。跡線天線822可具有至印刷電路板809之電流連接(例如,經由跡線饋線824)以連接至RF電路811。RF電路811可經由貼片饋線820連接至貼片天線814以便激發LTE低頻帶諧振(例如,約698 MHz至約960 MHz)。
在一些實例中,槽孔天線707可傳輸及/或接收符合無線通信標準之無線電波,該等無線通信標準包括但不限於LTE、3G、4G、5G、6G、WiFi、全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System;GNSS)、全球定位系統(Global Positioning System;GPS)及BT。舉例而言,槽孔天線707可在1500 MHz至2500 MHz頻帶中傳輸及/或接收無線電波。槽孔天線707之殼體704可經由殼體饋線825連接至RF電路(例如,圖7之RF電路711,圖8之RF電路811)。殼體饋線825可包括適於將RF信號自槽孔天線707之殼體704傳送至RF電路711、811及/或自RF電路711、811傳送至殼體704之連接器。殼體饋線825可包括用以在印刷電路板809上將殼體704連接至RF電路711、811之壓接連接器(例如,表面黏著連接器)。殼體饋線825亦可連接至圖7之調諧器開關768及/或圖8之調諧器開關868。圖7之調諧器開關768及/或圖8之調諧器開關868可切換與槽孔天線707之殼體704串聯及/或並聯之電感元件、電容元件、電阻元件或其任何組合,以便基於近接感測器(例如,圖1之感測器114)之狀態來調整槽孔天線707之中心頻率。
圖9為根據本發明之至少一個具體實例之範例性手錶本體的下部外殼918內的天線元件之透視圖。天線元件可包括貼片天線914。貼片天線914可包括經由貼片饋線920連接至RF電路(例如,圖8之RF電路811)的實質上平坦的導體(例如,金屬層)。貼片天線914可將無線電波輻射通過下部外殼918之不導電底座919。貼片饋線920可包括適於將RF信號自貼片天線914傳送至RF電路811及/或自RF電路811傳送至貼片天線914之連接器。貼片饋線920亦可連接至RF電路811之調諧器開關。調諧器開關可切換與貼片天線914串聯及/或並聯之電感元件、電容元件、電阻元件或其任何組合,以便基於近接感測器(例如,圖1之感測器114)之狀態來調整貼片天線914之中心頻率。感測器基板916可包括近接感測器,其可經組態以判定手錶本體與使用者之接近度。如圖9所示,感測器基板916可定位在下部外殼918內,使得貼片天線914環繞感測器基板916之周邊且實質上處於與感測器基板916相同之平面中。
在一些實例中,貼片天線914可經組態為單極天線,從而以約698 MHz至約960 MHz之頻帶中之至少一個頻率進行輻射。舉例而言,RF電路811可傳輸及/或接收符合LTE標準之RF波形。LTE波形可穿過貼片饋線920至貼片天線914。貼片天線914可將LTE波形輻射通過下部外殼918之不導電底座919。
如將參考圖10詳細描述,感測器基板916可經由軟性纜線(圖9中未展示)連接至印刷電路板(例如,圖8之印刷電路板809)。感測器基板916可基於圍繞感測器基板916之隔離間隙及/或圍繞將感測器基板916連接至印刷電路板809之軟性纜線之隔離間隙而與貼片天線914電隔離。
如圖9所示,天線元件可包括跡線天線922。跡線天線922可包括沿著下部外殼918之內周邊的一部分定位之導電材料(例如,黏著至結構性不導電基板之金屬層)。跡線天線922可經由跡線饋線924連接至RF電路(例如,圖8之RF電路811)。跡線饋線924可包括適於將RF信號自跡線天線922傳送至RF電路811及/或自RF電路811傳送至跡線天線922之連接器。跡線饋線924亦可連接至RF電路811之調諧器開關。調諧器開關可切換與跡線天線922串聯及/或並聯之電感元件、電容元件、電阻元件或其任何組合,以便基於近接感測器(例如,圖1之感測器114)之狀態來調整跡線天線922之中心頻率。
如上文所描述,槽孔天線707可在符合LTE、WiFi、GPS及BT之1500 MHz至2500 MHz頻帶中傳輸及/或接收無線電波。槽孔天線707之殼體704(圖9中未展示)可經由殼體饋線925連接至RF電路811。殼體饋線925在圖9中展示為定位成將印刷電路板(例如,印刷電路板809)連接至殼體704。殼體饋線925可包括用以在印刷電路板809上將殼體704連接至RF電路811之壓接連接器(例如,表面黏著連接器)。
圖10為根據本發明之至少一個具體實例之手錶本體1000的感測器基板1016及互連元件之透視圖。如圖10所示,印刷電路板1009可經由軟性纜線1032連接至感測器基板1016。在一些實例中,殼體1004可包括實質上環繞感測器基板1016之周邊的貼片天線1014。貼片天線1014亦可在與感測器基板1016大約相同之平面中定向。感測器信號可自感測器基板1016穿過軟性纜線1032至印刷電路板1009。RF信號可自印刷電路板1009穿過貼片饋線1020至貼片天線1014。由於貼片天線1014與感測器基板1016及軟性纜線1032之緊密接近度,在貼片天線1014、感測器基板1016及軟性纜線1032中之信號之間的互相干擾可藉由在貼片天線1014、感測器基板1016與軟性纜線1032之間產生隔離間隙而予以減輕。如圖10中所展示,隔離間隙1034可包括在軟性纜線1032自印刷電路板1009穿過貼片天線1014至感測器基板1016之區中環繞軟性纜線1032之自由空間氣隙。隔離間隙1034之尺寸可基於由與貼片天線1014及/或感測器基板1016相關聯之信號產生的電場之振幅及/或頻率。
圖11為根據本發明之至少一個具體實例之範例性手錶本體1100的槽孔天線1107及顯示器屏蔽件1110之部分橫截面視圖。槽孔天線1107可包括具有間隙寬度D之輻射槽1105,該間隙寬度可由在殼體1104之導電部分與接地平面1108之間的間隙界定。在一些實例中,間隙寬度D可包括大於或等於約0.5 mm、約0.75 mm、約1 mm、約1.25 mm或約1.5 mm之自由空間氣隙。自由空間氣隙可沿著殼體1104之周邊(例如,內周邊)延伸。槽孔天線1107可經組態以經由定位於透明面板1101下方之顯示器1111實質上沿著+Z軸在槽1105中輻射(例如,傳輸及/或接收)無線電波。顯示器1111可包括氧化銦錫(indium tin oxide;ITO)及/或另一導電材料之薄導電層。ITO可能會吸收由槽孔天線1107產生之輻射,進而降低槽孔天線1107之效率及效能。為了縮減ITO對槽孔天線1107效能之消極影響,顯示器屏蔽件1110可定位於槽孔天線1107與顯示器1111之間。顯示器屏蔽件1110可包括導電材料(例如,金屬片材料),其連接至接地且經組態以縮減由槽孔天線1107產生之輻射被顯示器1111之ITO層吸收。
在一些實例中,手錶本體1100可包括定位於顯示器屏蔽件1110與顯示器1111之間的近場通信(near-field communication;NFC)天線1109。NFC天線1109可將符合NFC標準之無線電波輻射通過顯示器1111及/或在其周圍輻射無線電波且將無線電波輻射通過透明面板1101。NFC天線1109可包括發射輻射之線圈狀之金屬層及鐵氧體層。鐵氧體層可定位於線圈狀之金屬層與顯示器屏蔽件1110之間。鐵氧體層可防止來自NFC天線1109之輻射在-Z方向上行進,且在+Z方向上將輻射引導通過顯示器1111及/或在其周圍引導輻射且將輻射引導通過透明面板1101。
圖12A為安置於手錶本體1200中之顯示器屏蔽件1210的平面視圖,該顯示器屏蔽件具有一或多個接地位置(例如,沿著顯示器屏蔽件1210之端區安置的一或多個接地位置)。圖12B為在圖12A之線A-A處截取的具有一或多個接地位置之顯示器屏蔽件1210的橫截面視圖。如上文參考圖11所描述,手錶本體1200可包括定位於手錶本體1200之顯示器(例如,圖11之顯示器1111)與印刷電路板(例如,圖12B之印刷電路板1213)之間的顯示器屏蔽件1210。顯示器屏蔽件1210可包括經組態以覆蓋顯示器下方之區域的多個導電層。在一些具體實例中,顯示器屏蔽件1210可包括可撓性導電部分1220及金屬片部分1221(例如,銅帶)。可撓性導電部分1220可與金屬片部分1221之區域重疊,使得產生連續的導電屏蔽件。如圖12B所示,在可撓性導電部分1220與金屬片部分1221之間的重疊區域可藉由導電黏著劑(例如,雙面導電黏著帶、焊料等)連接以在可撓性導電部分1220與金屬片部分1221之間形成電連接。
儘管顯示器屏蔽件1210在圖12B中說明為包括彼此耦接之重疊的可撓性導電部分1220及金屬片部分1221,但本發明不限於此。在額外具體實例中,顯示器屏蔽件1210可由整體式導電材料或彼此耦接之多於兩個導電元件來形成。
顯示器屏蔽件1210可包括接地點1223、1224。接地點1223、1224可各自在顯示器屏蔽件1210與手錶本體1200之電接地(例如,圖7之接地平面708)之間提供電連接(例如,金屬夾、彈簧夾、焊料連接等)。接地點1223、1224可位於一或多個接地位置處(例如,位於如圖12A中所展示之顯示器屏蔽件1210的一個端區處)。儘管圖12A在顯示器屏蔽件1210之一個端區處展示兩個接地點1223、1224,但本發明不限於此,且在該端區處可包括任何數目個接地點。舉例而言,下文描述之圖13A及圖13B說明在跨越顯示器屏蔽件1310之不同區中具有額外接地位置之具體實例。
在一些實例中,顯示器屏蔽件1210可覆蓋實質上等於顯示器之區域的區域。顯示器屏蔽件1210可覆蓋手錶本體1200之內周邊內的區域且包括定位於顯示器屏蔽件1210與手錶本體殼體1235之間的自由空間氣隙。在手錶本體殼體1235與顯示器屏蔽件1210之間的自由空間氣隙可為約0.5 mm、約1.0 mm或約1.5 mm。在手錶本體殼體1235與顯示器屏蔽件1210之間的自由空間氣隙可在手錶本體殼體1235與顯示器屏蔽件1210之間提供電隔離。
圖12B展示沿著顯示器屏蔽件1210之一個區(例如,一側)連接至接地之顯示器屏蔽件1210的橫截面側視圖。顯示器屏蔽件1210可包括可撓性導電部分1220及金屬片部分1221(例如,銅帶)。可撓性導電部分1220可與金屬片部分1221之區域1226重疊,使得產生連續的導電屏蔽件。在一些實例中,在可撓性導電部分1220與金屬片部分1221之間重疊的區域1226可藉由導電黏著劑1230(例如,雙面導電黏著帶、焊料等)連接,以在可撓性導電部分1220與金屬片部分1221之間形成電連接。
顯示器屏蔽件1210可包括接地點1223、1224。接地點1223、1224可各自在顯示器屏蔽件1210與手錶本體1200之電接地之間提供電連接。接地點1223、1224可位於如圖12B中所展示之顯示器屏蔽件1210的一個區(例如,一個端部)處。儘管圖12B展示兩個接地點1223、1224,但本發明不限於此,且任何數目個接地點可位於顯示器屏蔽件1210之一個區(例如,一個端部)處。接地點1223、1224可連接至覆蓋印刷電路板1213之一部分的導電屏蔽件1225。導電屏蔽件1225可連接至印刷電路板1213之接地層以完成在顯示器屏蔽件1210與接地之間的連接。在顯示器屏蔽件1210之一個端部處連接顯示器屏蔽件1210可增加PCB接地之長度及/或面積。
在一些實例中,將顯示器屏蔽件1210之一個端部連接至接地可允許顯示器屏蔽件1210充當接地輻射器,且在LTE低頻帶頻率範圍(例如,約698 MHz至約960 MHz)中諧振,進而改良手錶本體1200之無線效能。在一些實例中,顯示器屏蔽件1210可將LTE鏈路裕量預算改良約0.5 dB、約1.0 dB、約1.5 dB或更大。在一些實例中,顯示器屏蔽件1210可經組態以具有匹配LTE低頻帶頻率範圍之¼波長的長度。顯示器屏蔽件1210可經組態以具有約30 mm、約40 mm、約50 mm、約60 mm、約70 mm、約80 mm或更大之長度。
圖13A為安置於手錶本體1300中之顯示器屏蔽件1310的平面視圖,該顯示器屏蔽件具有多個接地位置(例如,跨越顯示器屏蔽件1310之多個區安置的多個接地位置)。圖13B為在圖13A中之線B-B處截取的顯示器屏蔽件1310之橫截面視圖。如上文參考圖11所描述,手錶本體1300可包括定位於手錶本體1300之顯示器(例如,圖11之顯示器1111)與印刷電路板(例如,圖13B之印刷電路板1313)之間的顯示器屏蔽件1310。顯示器屏蔽件1310可類似於圖12A及圖12B之顯示器屏蔽件1210,且具有某些結構性及功能差異。舉例而言,藉由包括經組態以覆蓋顯示器下方之區域的一或多個導電層,顯示器屏蔽件1310可類似於顯示器屏蔽件1210。顯示器屏蔽件1310亦可包括可撓性導電部分1320,其黏著至金屬片部分1321且與其重疊以在可撓性導電部分1320與金屬片部分1321之間形成電連接。顯示器屏蔽件1310亦可覆蓋手錶本體1300之內周邊內的實質上等於顯示器之區域的區域,且具有在顯示器屏蔽件1310與手錶本體殼體1335之間的自由空間氣隙。
相較於顯示器屏蔽件1210,顯示器屏蔽件1310可包括數目不同且位置不同的接地點。舉例而言,相較於顯示器屏蔽件1210,顯示器屏蔽件1310可包括在不同位置(例如,顯示器屏蔽件1310之不同區)處的較多接地點。顯示器屏蔽件1310可包括接地點1323、1324、1331、1332及1333。接地點1323、1324、1331、1332及1333可各自在顯示器屏蔽件1310與手錶本體1300之電接地(例如,圖7之接地平面708)之間提供電連接。相較於在一個位置處(例如,在顯示器屏蔽件1210之一個端部處)包括接地點之顯示器屏蔽件1210,接地點1323、1324、1331、1332及1333可位於跨越顯示器屏蔽件1310之區域分佈的不同位置處。儘管圖13A展示五個接地點1323、1324、1331、1332及1333,但本發明不限於此,且任何數目個接地點可位於顯示器屏蔽件1310上之任何位置處。
圖13B展示在跨越顯示器屏蔽件1310分佈之多個位置處連接至接地的顯示器屏蔽件1310之橫截面側視圖。類似於顯示器屏蔽件1210,顯示器屏蔽件1310亦可包括可撓性導電部分1320,其黏著至金屬片部分1321(例如,銅帶)且與其重疊以在可撓性導電部分1320與金屬片部分1321之間形成電連接。重疊區域1326可使用導電黏著劑1330(例如,雙面導電黏著帶、焊料等)將可撓性導電部分1320連接至金屬片部分1321。顯示器屏蔽件1310可包括接地點1323、1324、1331、1332及1333。接地點1323、1324、1331、1332及1333可各自在顯示器屏蔽件1310與手錶本體1300之電接地之間提供電連接(例如,金屬夾、彈簧夾、焊料連接等)。接地點1323、1324、1331、1332及1333可定位於跨越如圖13B中所展示之顯示器屏蔽件1310所分佈的多個位置處以便縮減顯示器屏蔽件1310之對地阻抗。接地點1323、1324、1331、1332及1333可連接至覆蓋印刷電路板1313之一部分的導電屏蔽件1325。導電屏蔽件1325可連接至印刷電路板1313之接地層以完成在顯示器屏蔽件1310與接地之間的連接。
如上文參考圖12A及圖12B所描述,在顯示器屏蔽件1210之一個端部處將顯示器屏蔽件1210連接至接地可增加PCB接地平面之長度及/或面積,以改良手錶本體之鏈路裕量及無線效能。相比之下,在跨越顯示器屏蔽件1310之區域的多個位置處將顯示器屏蔽件1310連接至接地可使PCB接地移動成較接近於顯示器。顯示器可包括氧化銦錫(ITO)之薄導電層,其可吸收由手錶本體1300之天線產生的輻射,進而降低天線之效率及效能。為了縮減ITO對天線之效能的消極影響,顯示器屏蔽件1310可接近且平行於顯示器。顯示器屏蔽件1310可在跨越顯示器屏蔽件1310所分佈之多個位置處連接至接地,以縮減由天線產生之輻射被顯示器之ITO層吸收之量。在一些實例中,具有多個接地點之顯示器屏蔽件1310之組態可將由顯示器中之吸收引起的天線損耗縮減約1.0 dB、約1.5 dB、約2.0 dB或更大。
圖14為安置於手錶本體1400中之殼體天線1414、1415的橫截面平面視圖。如圖14中所展示,手錶本體1400可包括藉由隔離器1416、1417分離成片段的周邊導電殼體構件。周邊導電殼體構件可由例如安置於手錶本體1400之四個側面周圍的周邊導電殼體帶或顯示器錶框形成。周邊導電殼體構件可由導電材料形成,該導電材料包括但不限於金屬、不鏽鋼、鋁、鎂、金屬合金或其組合。
周邊導電殼體構件可包括殼體天線1414、1415。儘管圖14展示兩個殼體天線1414、1415,但本發明不限於此,且任何數目個殼體天線可定位於圍繞手錶本體1400之殼體的周邊之多個位置處。舉例而言,殼體天線1415可跨越手錶本體1400之頂部部分來定位。殼體天線1415之長度可由在隔離器1416與隔離器1417之間的距離界定。殼體天線1415之長度可基於殼體天線1415經組態以輻射之電磁輻射的波長之一部分。在一些實例中,殼體天線1415可經組態為GNSS/WiFi/BT天線輻射器,其以約1500 MHz至約2500 MHz之頻帶中之至少一個頻率進行輻射。
殼體天線1414可跨越手錶本體1400之殼體的多個部分來定位。舉例而言,殼體天線1414可位於手錶本體1400之三個側面上。殼體天線1414可包括安置在如圖14中所展示之手錶本體1400的左側、底側及右側上之連續導電材料。當安置在手錶本體1400之左側、底側及右側上時,殼體天線1414可有效地形成U形天線。在一些實例中,殼體天線1415可經組態為LTE天線輻射器。
在一些實例中,隔離器1416、1417可以物理方式使殼體天線1414與殼體天線1415分離。隔離器1416可以物理方式且以電氣方式使殼體天線1414之左側與殼體天線1415之左側分離。隔離器1417可以物理方式且以電氣方式使殼體天線1414之右側與殼體天線1415之右側分離。隔離器1416、1417可由介電材料(例如,聚合物、陶瓷、玻璃、聚醯亞胺、塑膠等)形成。隔離器1416、1417之介電屬性可使殼體天線1414與殼體天線1415電隔離。由隔離器1416、1417提供之電隔離可縮減殼體天線1414、1415中之干擾且可改良手錶本體1400中之無線效能。
在一些實例中,殼體天線1415可經組態為倒F型天線。當經組態為倒F型天線時,殼體天線1415可定位成平行於接地平面(例如,印刷電路板1409、連接至接地之圖12A及圖12B之顯示器屏蔽件1210等的接地平面)延行。殼體天線1415可在一個端部處連接至接地。舉例而言,殼體天線1415可經由接地點1418連接至接地。接地點1418可電連接至印刷電路板1409之接地平面。
RF信號可經由位於沿著殼體天線1415之中間點處的RF饋送點1421(例如,壓接連接器)自RF電路1411饋送至殼體天線1415。舉例而言,殼體天線1415可經組態成具有位於殼體天線1415之遠端處的RF饋送點,而接地點1418可定位為朝向殼體天線1415之近端。
在一些實例中,RF信號可經由手錶本體1400之導電硬體組件自RF電路1411饋送至殼體天線1415。舉例而言,RF饋送點1420、1421及/或1423可包括任何類型的導電硬體,該導電硬體包括但不限於螺釘、夾子、鉚釘、螺栓、耦接器、螺母、錨定器、梢釘、環或其組合。
在一些實例中,殼體天線1414可經組態為單極型天線。當經組態為單極天線時,殼體天線1414可不連接至接地點,且可經由RF饋送點連接至RF電路。RF信號可經由朝向殼體天線1414之一個端部所定位的RF饋送點而自RF電路1411饋送至殼體天線1414。舉例而言,殼體天線1414可經組態成具有位於如圖14中所展示之手錶本體1400的左側處之RF饋送點1420。殼體天線1414可藉由在殼體天線1414與印刷電路板1409之接地平面之間的氣隙及/或不導電材料間隙與接地隔離。在殼體天線1414與印刷電路板1409之接地平面之間的氣隙及/或不導電材料間隙可具有約0.5 mm、約1.0 mm或約1.5 mm之寬度。
在一些實例中,殼體天線1414可經由調諧器饋線1423(例如,壓接連接器)連接至RF電路1411之調諧器開關1468。如上文參考圖5詳細描述,調諧器開關可切換與殼體天線1414串聯及/或並聯之電感元件、電容元件、電阻元件或其任何組合,以便基於近接感測器(例如,圖1之感測器114)之狀態來調整殼體天線1414之中心頻率。RF電路1411之調諧器開關可在約698 MHz至960 MHz之頻率範圍中改良低頻帶LTE無線效能(例如,無線覆蓋範圍及/或頻寬)。在一些實例中,RF電路1411之調諧器開關可將殼體天線1414之無線效能改良約0.5 dB、約1.0 dB、約1.5 dB或更大。
在一些實例中,RF電路1411之調諧器開關可藉由短路(例如,圖5之短路579)將RF電路1411之調諧器開關切換至接地(例如,印刷電路板1409之接地平面)而將殼體天線1414自單極天線轉換為環形天線。將調諧器開關短接至接地可改變殼體天線1414之有效的輻射幾何形狀且將其自單極天線轉換為環形天線。RF電路1411之調諧器開關可藉由移除對地短路且斷開短路而將殼體天線1414自環形天線轉換為單極天線。
圖15為範例性手錶本體之分支天線1514的透視圖。分支天線1524可經組態以傳輸且接收符合LTE無線標準之無線信號。在一些實例中,分支天線1524可經組態以結合手錶本體之殼體天線(例如,圖14之殼體天線1414)來傳輸且接收無線信號。如將在下文參考圖16較詳細地描述,分支天線1524可經由連接器1520電連接至殼體天線1414。分支天線1524可包括切口1510(1)...1510(n)。在一些實例中,手錶本體可包括密集地封裝至小體積的手錶本體中之許多機械及電組件。切口1510(1)...1510(n)可經組態以藉由容納安置於切口1510(1)...1510(n)內之其他機械及/或電組件(例如,磁體、散熱片、導梢等)而允許分支天線1524裝配在小體積內。分支天線1524可與安置於切口1510(1)...1510(n)內之其他機械及/或電組件(例如,磁體、散熱片、導梢等)共存,且由於切口1510(1)...1510(n)而經歷對無線效能之最小消極影響。
在一些實例中,分支天線1524可包括連接至RF電路(例如,圖14之RF電路1411)的實質上平坦的導體(例如,金屬片層)。分支天線1524之形狀可為實質上平坦的,而連接器柄腳1530之部分除外。連接器柄腳1530可相對於如圖15中所展示之分支天線1524的主平面傾斜。連接器柄腳1530可經組態為彈簧以在連接器1520與配合連接器(例如,如下文參考圖16所描述之殼體天線1614上之配合連接器)之間提供力。分支天線1524可經組態成具有長度1525。長度1525可基於手錶本體之機械尺寸而受限。可能需要最大化長度1525以改良分支天線1524之無線效能,同時保持在手錶本體之物理約束內。在一些實例中,長度1525可為約20 mm、約25 mm或約30 mm。
圖16為安置於手錶本體1600中之分支天線1624的透視圖。如上文參考圖15所描述,分支天線1624可經組態以傳輸且接收符合LTE無線標準之無線信號。分支天線1624可電連接至殼體天線1614及RF電路1611。分支天線1624可經由連接器1620(例如,彈簧夾連接器)電連接至殼體天線1614。連接器1620可在分支天線1624與殼體天線1614之間提供直接連接。在一些實例中,電導體可在連接器1620與殼體天線1614之間提供連接。
如上文參考圖14詳細描述,隔離器1616及隔離器1617可以物理方式使殼體天線1614與殼體天線1615分離,且使這兩者電隔離。分支天線1624在手錶本體1600之空腔內的位置可影響藉由分支天線1624以空中傳輸方式進行傳輸之輻射之量。舉例而言,分支天線1624可定位成接近於手錶本體1600之周邊殼體。藉由將分支天線1624置放成接近手錶本體1600之殼體,來自內部組件之傳輸干擾可減少,且分支天線1624之總輻射功率可增加。
在一些實例中,當分支天線1624電連接至殼體天線1614時,如此組合可產生雙分支單極天線結構。相較於獨立輻射之分支天線1624或殼體天線1614,雙分支單極天線結構可提供額外天線長度及/或天線面積以用於輻射無線信號。經組合之分支天線1624及殼體天線1614可改良手錶本體1600之無線效能。在一些實例中,經組合之分支天線1624及殼體天線1614可將LTE無線效能改良約0.5 dB、約1.0 dB、約1.5 dB或更大。經組合之分支天線1624及殼體天線1614可尤其在約698 MHz至960 MHz之頻率範圍中改良低頻帶LTE無線效能(例如,無線覆蓋範圍及/或頻寬)。
圖17為根據本發明之至少一個具體實例之說明製造天線系統的範例性方法1700之流程圖。在操作1710處,方法1700可包括將接地平面定位在殼體內以在殼體之導電部分與接地平面之間界定槽孔天線。考慮到本發明,所屬技術領域中具有通常知識者將理解,操作1710可以多種方式執行。舉例而言,接地平面可包括嵌入印刷電路板(例如,印刷電路板713、809、1009、1213、1313)內之平坦金屬(例如,銅)層。印刷電路板可包括實現無線通信之組件(例如,處理器、記憶體、連接器、RF電路411、500、711、811、1411、1611等)。印刷電路板可安置於行動電子裝置(例如,可穿戴裝置、智慧型手機、手錶本體、智慧型手錶等)之殼體內。
在操作1720處,包含實質上平坦的導體之貼片天線可安置於殼體內且平行於接地平面。考慮到本發明,所屬技術領域中具有通常知識者將理解,操作1720可以多種方式執行。舉例而言,貼片天線可包括被安置於殼體內的實質上平坦的金屬(例如,銅)層,其接近且平行於印刷電路板(例如,印刷電路板713、809、1009、1213、1313)之接地平面。
在操作1730處,動態調諧器可安置於殼體內之印刷電路板上,其中該動態調諧器經組態以至少基於可穿戴裝置與可穿戴裝置之使用者的接近度來調整槽孔天線或貼片天線中之至少一者的中心頻率。該動態調諧器可包括動態阻抗調諧器或動態孔徑調諧器中之至少一者。考慮到本發明,所屬技術領域中具有通常知識者將理解,操作1730可以多種方式執行。舉例而言,該動態調諧器可插入與槽孔天線或貼片天線串聯及/或並聯之組件(例如,電感器、電容器、電阻器等)。經插入組件可使槽孔天線或貼片天線之阻抗與用以驅動槽孔天線或貼片天線之RF電路(例如,RF電路411、500、711、811、1411、1611等)的阻抗匹配,以便改良槽孔天線或貼片天線之效率。該動態調諧器可基於槽孔天線或貼片天線與人類使用者之接近度來插入阻抗匹配組件。槽孔天線或貼片天線與人類使用者之接近度可基於可穿戴裝置中之近接感測器(例如,圖1之感測器114)的狀態而判定。
如上文詳細描述,腕帶系統可包括可拆離地耦接至手錶本體之錶帶。手錶本體可包括用於將手錶本體電氣且機械地耦接至錶帶之耦接機構。腕帶系統可具有分離架構,其允許錶帶及手錶本體獨立地操作且彼此通信。機械架構可包括錶帶及/或手錶本體上之耦接機構,該耦接機構允許使用者方便地將手錶本體附接至錶帶及使手錶本體與錶帶拆離。手錶本體可包括一或多個天線。當使用者將手錶本體與錶帶耦接或分離時,近接感測器可偵測手錶本體與使用者之接近度。調諧電路可基於近接感測器之狀態而使天線之阻抗與用以驅動天線之電路之阻抗匹配。藉由使天線之阻抗與用以驅動電路之阻抗匹配,相較於不具有將天線之阻抗與用以驅動電路之阻抗匹配的調諧電路之手錶本體,手錶本體之無線通信效能可增加。
在特定具體實例中,計算系統之一或多個物件(例如,與感測器相關聯之資料及/或活動資訊)可與一或多個隱私設定相關聯。一或多個物件可儲存於任何合適計算系統或應用程式上或以其他方式與其相關聯,該計算系統或應用程式諸如社交網路系統、用戶端系統、第三方系統、社交網路應用程式、訊息傳遞應用程式、照片共用應用程式、生物識別資料獲取應用程式、人工實境應用程式、圖1之腕帶系統100、圖2之腕帶系統200、圖18之眼鏡裝置1802、圖19之虛擬實境系統1900、圖21之頭戴式顯示器2102、圖22之擴增實境眼鏡2220或任何其他合適計算系統或應用程式。儘管本文中所論述的實例係在腕帶系統及/或人工實境系統之上下文中,但此等隱私設定可應用於任何其他合適計算系統。
物件之隱私設定(或「存取設定」)可以任何合適方式儲存,諸如以與物件相關聯、以授權伺服器上之索引、以另一合適方式或其任何合適組合進行儲存。物件之隱私設定可指定物件(或與物件相關聯之特定資訊)如何可在腕帶應用程式及/或人工實境應用程式內存取、儲存,或以其他方式使用(例如,檢視、共用、修改、複製、執行、表面處理或識別)。當物件之隱私設定允許特定使用者或另一實體存取彼物件時,物件可經描述為對於彼使用者或另一實體為「可見的」。作為一實例而非作為限制,腕帶應用程式及/或人工實境應用程式之使用者可指定使用者設定檔頁之隱私設定,其識別可存取關於使用者設定檔頁之腕帶應用程式及/或人工實境應用程式資訊之一組使用者,因此排除其他使用者存取彼資訊。作為另一實例而非作為限制,圖1之腕帶系統100、圖2之腕帶系統200、圖18之眼鏡裝置1802、圖19之虛擬實境系統1900、圖21之頭戴式顯示器2102、圖22之擴增實境眼鏡2220可儲存隱私策略/指南。隱私策略/指南可指定使用者之何種資訊可由哪些實體及/或由哪些程序(例如,內部研究、廣告演算法、機器學習演算法等)存取,因此確保使用者之僅某些資訊可由某些實體或程序存取。
在特定具體實例中,物件之隱私設定可指定不應經允許存取與物件相關聯之某些資訊的使用者或其他實體之「阻止清單」。在特定具體實例中,阻止清單可包括第三方實體。阻止清單可指定物件對其不可見之一或多個使用者或實體。儘管本發明以特定方式描述了使用特定隱私設定,但本發明涵蓋以任何合適的方式使用任何合適的隱私設定。
在特定具體實例中,圖1之腕帶系統100、圖2之腕帶系統200、圖18之眼鏡裝置1802、圖19之虛擬實境系統1900、圖21之頭戴式顯示器2102、圖22之擴增實境眼鏡2220可(例如,在網頁、模組、一或多個對話框、腕帶系統之顯示螢幕、人工實境應用程式之顯示螢幕或任何其他合適的界面內)將所謂的「隱私嚮導」呈現給第一使用者以輔助第一使用者指定一或多個隱私設定。該私密嚮導可顯示指令、合適的隱私相關資訊、當前隱私設定、用於接受來自第一使用者之一或多個輸入的一或多個輸入欄位,該一或多個輸入欄位指定隱私設定之改變或確認,或其任何合適組合。
與物件相關聯之隱私設定可指定經准許存取或拒絕存取之任何合適詳盡性。作為一實例而非作為限制,存取或拒絕存取可針對特定使用者(例如,僅我、我的室友、我的老闆)、在特定分隔程度內之使用者(例如,朋友、朋友的朋友)、使用者群組(例如,遊戲俱樂部、我的家人)、使用者網路(例如,特定雇主之雇員、特定大學之學生或校友)、所有使用者(「公開」)、非使用者(「私人」)、第三方系統之使用者、特定應用程式(例如,第三方應用程式、外部網站)、其他合適實體或其任何合適組合而指定。儘管本發明描述准許存取或拒絕存取之特定詳盡性,但本發明涵蓋准許存取或拒絕存取之任何合適詳盡性。
在特定具體實例中,與使用者相關聯之同一類型之不同物件可具有不同隱私設定。在特定具體實例中,一或多個預設隱私設定可針對特定物件類型之各物件來設定。
在特定具體實例中,圖1之腕帶系統100、圖2之腕帶系統200、圖18之眼鏡裝置1802、圖19之虛擬實境系統1900、圖21之頭戴式顯示器2102、圖22之擴增實境眼鏡2220可具有可出於使用者驗證或體驗個性化目的將使用者之生物識別資訊用作輸入之功能性。使用者可選擇利用此等功能性以增強其在腕帶系統及/或人工實境系統上之體驗。作為一實例而非作為限制,使用者可將生物識別資訊提供至腕帶系統及/或人工實境系統。使用者之隱私設定可指定此類資訊可僅用於特定程序,諸如驗證,且進一步指定此類資訊可不與任一第三方系統共用或可不用於與腕帶系統及/或人工實境系統相關聯之其他程序或應用程式。作為另一實例而非作為限制,腕帶系統及/或人工實境系統可提供用於使用者之功能性以將生物識別資訊提供至腕帶系統及/或人工實境系統。使用者之隱私設定可指定此類生物識別資訊可不與任一第三方系統共用或可不由與腕帶系統及/或人工實境系統相關聯之其他程序或應用程式使用。作為另一實例而非作為限制,腕帶系統及/或人工實境系統可提供用於使用者之功能性以將參考影像(例如,面部輪廓、視網膜掃描)提供至腕帶系統及/或人工實境系統。腕帶系統及/或人工實境系統可將參考影像與稍後接收之影像輸入進行比較(例如,以驗證使用者)。使用者之隱私設定可指定此類生物識別資訊可僅用於有限目的(例如,驗證),且進一步指定此類生物識別資訊可不與任一第三方系統共用或可不由與腕帶系統及/或人工實境系統相關聯之其他程序或應用程式使用。
如上文詳細描述,本發明詳述了與行動電子裝置(例如,可穿戴裝置)之天線架構相關的系統、裝置及方法。天線架構可包括實現用於行動電子裝置之無線通信的多個天線。多個天線可包括槽孔天線、貼片天線、跡線天線、分支天線及/或殼體天線。天線架構可包括阻抗調諧電路,其在行動電子裝置接近使用者時補償天線效能損耗。近接感測器可偵測行動電子裝置與使用者之接近度且使天線之阻抗與用以驅動天線之電路之阻抗匹配,進而增加天線之效能及行動電子裝置中之無線通信的效能。
本發明之具體實例可包括各種類型之人工實境系統或結合該等人工實境系統加以實施。人工實境係在呈現給使用者之前已以某一方式調整之實境形式,其可包括例如虛擬實境、擴增實境、混合實境、混雜實境或其某一組合及/或衍生物。人工實境內容可包括完全電腦產生之內容或與所捕獲之(例如,真實世界)內容組合之電腦產生之內容。人工實境內容可包括視訊、音訊、觸覺回饋或其某一組合,其中之任一者可在單一通道中或在多個通道中(諸如,對檢視者產生三維(3D)效應之立體視訊)呈現。另外,在一些具體實例中,人工實境亦可與用以例如在人工實境中產生內容及/或另外用於人工實境中(例如,在人工實境中執行活動)之應用、產品、配件、服務或其某一組合相關聯。
人工實境系統可以多種不同的外觀尺寸及組態來實施。一些人工實境系統可設計為在無近眼顯示器(NED)之情況下工作。其他人工實境系統可包括NED,其亦提供對真實世界(諸如圖18中之擴增實境系統1800)之可見性或在視覺上使使用者沉浸在人工實境(諸如圖19中之虛擬實境系統1900)中。雖然一些人工實境裝置可為自給式系統,但其他人工實境裝置可與外部裝置通信及/或協調以向使用者提供人工實境體驗。此類外部裝置之實例包括手持式控制器、行動裝置、桌上型電腦、由使用者配戴之裝置、由一或多個其他使用者配戴之裝置,及/或任何其他合適的外部系統。
轉向圖18,擴增實境系統1800可包括具有框架1810之眼鏡裝置1802,該框架經組態以將左側顯示裝置1815(A)及右側顯示裝置1815(B)固持在使用者眼睛前方。左側顯示裝置1815(A)及右側顯示裝置1815(B)可共同地或獨立地起作用以向使用者呈現影像或一系列影像。雖然擴增實境系統1800包括兩個顯示器,但本發明之具體實例可實施於具有單個NED或多於兩個NED之擴增實境系統中。
在一些具體實例中,擴增實境系統1800可包括一或多個感測器,諸如感測器1840。感測器1840可回應於擴增實境系統1800之運動而產生量測信號,且可位於框架1810之實質上任何部分上。感測器1840可表示多種不同感測機構中之一或多者,該等感測機構諸如位置感測器、慣性量測單元(IMU)、深度攝影機總成、結構化光發射器及/或偵測器,或其任何組合。在一些具體實例中,擴增實境系統1800可或可不包括感測器1840或可包括多於一個感測器。在其中感測器1840包括IMU之具體實例中,IMU可基於來自感測器1840之量測信號而產生校準資料。感測器1840之實例可包括但不限於加速計、陀螺儀、磁力計、偵測運動之其他合適類型的感測器、用於IMU之誤差校正的感測器,或其某一組合。
在一些實例中,擴增實境系統1800亦可包括具有統稱為聲音換能器1820之複數個聲音換能器1820(A)至1820(J)的麥克風陣列。聲音換能器1820可表示偵測由聲波誘發之氣壓變化的換能器。各聲音換能器1820可經組態以偵測聲音且將經偵測聲音轉換為電子格式(例如,類比或數位格式)。圖19中之麥克風陣列可包括例如十個聲音換能器:1820(A)及1820(B),其可經設計以置放在使用者之對應耳朵內部;聲音換能器1820(C)、1820(D)、1820(E)、1820(F)、1820(G)及1820(H),其可定位於框架1810上之各種位置處;及/或聲音換能器1820(I)及1820(J),其可定位於對應的頸帶1805上。
在一些具體實例中,聲音換能器1820(A)至(F)中之一或多者可用作輸出換能器(例如,揚聲器)。舉例而言,聲音換能器1820(A)及/或1820(B)可為耳塞或任何其他合適類型的頭戴式耳機或揚聲器。
麥克風陣列之聲音換能器1820的組態可不同。雖然擴增實境系統1800在圖18中展示為具有十個聲音換能器1820,但聲音換能器1820之數目可大於或小於十。在一些具體實例中,使用較高數目個聲音換能器1820可增加經收集音訊資訊之量及/或提高音訊資訊之敏感度及準確度。相比之下,使用較低數目個聲音換能器1820可降低相關聯控制器1850處理經收集音訊資訊所需之計算能力。另外,麥克風陣列之各聲音換能器1820之位置可不同。舉例而言,聲音換能器1820之位置可包括關於使用者之經界定位置、關於框架1810之經界定座標、與各聲音換能器1820相關聯之位向,或其某一組合。
聲音換能器1820(A)及1820(B)可定位於使用者耳朵之不同部分上,諸如耳廓後方、耳屏後方及/或在耳廓或窩內。或者,除耳道內部之聲音換能器1820之外,耳朵上或周圍亦可存在額外聲音換能器1820。使聲音換能器1820緊鄰使用者之耳道定位可使得麥克風陣列能夠收集關於聲音如何到達耳道之資訊。藉由將聲音換能器1820中之至少兩者定位在使用者頭部之任一側上(例如,作為雙耳麥克風),擴增實境裝置1800可模擬雙耳聽覺且捕獲使用者頭部周圍的3D立體聲聲場。在一些具體實例中,聲音換能器1820(A)及1820(B)可經由有線連接1830連接至擴增實境系統1800,且在其他具體實例中,聲音換能器1820(A)及1820(B)可經由無線連接(例如,藍牙連接)而連接至擴增實境系統1800。在另其他具體實例中,聲音換能器1820(A)及1820(B)可根本不結合擴增實境系統1800來使用。
框架1810上之聲音換能器1820可以多種不同方式定位,包括沿著鏡腿之長度、跨越橋接件、在左側顯示裝置1815(A)及右側顯示裝置1815(B)上方或下方,或其某一組合。聲音換能器1820亦可定向成使得麥克風陣列能夠在環繞配戴擴增實境系統1800之使用者的廣泛範圍的方向上偵測聲音。在一些具體實例中,可在擴增實境系統1800之製造期間執行最佳化程序以判定麥克風陣列中之各聲音換能器1820的相對定位。
在一些實例中,擴增實境系統1800可包括或連接至外部裝置(例如,配對裝置),諸如頸帶1805。頸帶1805通常表示任何類型或形式之配對裝置。因此,頸帶1805之以下論述亦可適用於各種其他配對裝置,諸如充電箱、智慧型手錶、智慧型手機、腕帶、其他可穿戴裝置、手持式控制器、平板電腦、膝上型電腦、其他外部計算裝置等。
如所展示,頸帶1805可經由一或多個連接器而耦接至眼鏡裝置1802。連接器可為有線或無線的,且可包括電及/或非電(例如,結構)組件。在一些情況下,眼鏡裝置1802及頸帶1805可在其間無任何有線或無線連接之情況下獨立地操作。雖然圖18說明處於眼鏡裝置1802及頸帶1805上之範例性位置中之眼鏡裝置1802及頸帶1805的組件,但組件可位於其他地方及/或以不同方式分佈在眼鏡裝置1802及/或頸帶1805上。在一些具體實例中,眼鏡裝置1802及頸帶1805之組件可位於與眼鏡裝置1802、頸帶1805或其某一組合配對的一或多個額外周邊裝置上。
使諸如頸帶1805之外部裝置與擴增實境眼鏡裝置配對可使得眼鏡裝置能夠實現一副眼鏡之外觀尺寸,同時仍為擴展能力提供足夠的電池功率及計算能力。擴增實境系統1800之電池功率、計算資源及/或額外特徵中之一些或全部可由配對裝置提供或在配對裝置與眼鏡裝置之間共用,因此整體上減小眼鏡裝置之重量、熱分佈及外觀尺寸,同時仍保持所要功能性。舉例而言,頸帶1805可允許將原本包括在眼鏡裝置上之組件包括於頸帶1805中,此係因為使用者可在其肩部上承受比其將在其頭部上承受更重之重量負載。頸帶1805亦可具有較大表面積,在其上將熱擴散且分散至周圍環境。因此,頸帶1805可允許比獨立眼鏡裝置上可能另外存在的電池容量及計算能力還大的電池容量及計算能力。由於頸帶1805中所承載之重量相比於眼鏡裝置1802中所承載之重量而言對於使用者的侵害性可較小,因此使用者可承受配戴較輕眼鏡裝置且承載或配戴配對裝置之時間長度大於使用者將承受配戴較重獨立式眼鏡裝置的時間長度,由此使得使用者能夠將人工實境環境更充分地併入至其日常活動中。
頸帶1805可以通信方式與眼鏡裝置1802及/或其他裝置耦接。此等其他裝置可向擴增實境系統1800提供某些功能(例如,追蹤、定位、深度映射、處理、儲存等)。在圖18之具體實例中,頸帶1805可包括兩個聲音換能器(例如,1820(I)及1820(J)),該等聲音換能器係麥克風陣列之部分(或可能形成其自身的麥克風子陣列)。頸帶1805亦可包括控制器1825及電源1835。
頸帶1805之聲音換能器1820(I)及1820(J)可經組態以偵測聲音且將經偵測聲音轉換為電子格式(類比或數位)。在圖18之具體實例中,聲音換能器1820(I)及1820(J)可定位在頸帶1805上,由此增加在頸帶的聲音換能器1820(I)及1820(J)與定位在眼鏡裝置1802上之其他聲音換能器1820之間的距離。在一些情況下,增加在麥克風陣列之聲音換能器1820之間的距離可提高經由麥克風陣列執行之波束成形的準確度。舉例而言,若聲音係由聲音換能器1820(C)及1820(D)偵測到且在聲音換能器1820(C)與1820(D)之間的距離大於例如在聲音換能器1820(D)與1820(E)之間的距離,則經偵測聲音之經判定源位置可比聲音係由聲音換能器1820(D)及1820(E)偵測到之情況準確。
頸帶1805之控制器1825可處理由頸帶1805及/或擴增實境系統1800上之感測器產生的資訊。舉例而言,控制器1825可處理來自麥克風陣列之描述由麥克風陣列偵測到之聲音的資訊。對於各經偵測聲音,控制器1825可執行到達方向(DOA)估計以估計經偵測聲音自哪一方向到達麥克風陣列。當麥克風陣列偵測到聲音時,控制器1825可用資訊填充音訊資料集。在擴增實境系統1800包括慣性量測單元之具體實例中,控制器1825可根據位於眼鏡裝置1802上之IMU來計算所有慣性及空間計算。連接器可在擴增實境系統1800與頸帶1805之間且在擴增實境系統1800與控制器1825之間傳送資訊。該資訊可呈光學資料、電資料、無線資料或任何其他可傳輸資料形式之形式。將對藉由擴增實境系統1800產生之資訊進行的處理移動至頸帶1805可減小眼鏡裝置1802中之重量及熱,由此使該眼鏡裝置對於使用者而言更舒適。
頸帶1805中之電源1835可將電力提供至眼鏡裝置1802及/或頸帶1805。電源1835可包括但不限於鋰離子電池、鋰聚合物電池、一次鋰電池、鹼性電池或任何其他形式之電力儲存裝置。在一些情況下,電源1835可為有線電源。將電源1835包括於頸帶1805上而非眼鏡裝置1802上可有助於較佳地分佈由電源1835產生之重量及熱。
如所提及,代替將人工實境與實際實境摻合,一些人工實境系統可實質上用虛擬體驗來替換使用者對真實世界之感測感知中之一或多者。此類型系統之一個實例為頭戴式顯示系統,諸如圖19之虛擬實境系統1900,其主要或完全地覆蓋使用者之視場。虛擬實境系統1900可包括塑形成圍繞使用者頭部裝配之前剛體1902及帶1904。虛擬實境系統1900亦可包括輸出音訊換能器1906(A)及1906(B)。此外,雖然圖19中未展示,但前剛體1902可包括一或多個電子元件,其包括一或多個電子顯示器、一或多個慣性量測單元(IMU)、一或多個追蹤發射器或偵測器及/或用於產生人工實境體驗之任何其他合適裝置或系統。
人工實境系統可包括各種類型之視覺回饋機構。舉例而言,擴增實境系統1800及/或虛擬實境系統1900中之顯示裝置可包括一或多個液晶顯示器(LCD)、發光二極體(LED)顯示器、有機LED(OLED)顯示器、數位光投影(DLP)微型顯示器、矽上液晶(LCoS)微型顯示器,及/或任何其他合適類型之顯示螢幕。此等人工實境系統可包括用於兩隻眼睛之單個顯示螢幕或可為每隻眼睛提供顯示螢幕,此可允許用於變焦調整或用於校正使用者之屈光不正的額外靈活性。此等人工實境系統中之一些亦可包括具有一或多個透鏡(例如,慣用的凹透鏡或凸透鏡、菲涅耳透鏡、可調整液體透鏡等)之光學子系統,使用者可經由該等透鏡來檢視顯示螢幕。此等光學子系統可用於各種目的,包括使光準直(例如,使物件出現在比其實體距離更大的距離處)、放大光(例如,使物件看起來比其實際大小大)及/或中繼光(將光中繼至例如檢視者之眼睛)。此等光學子系統可用於非直視型架構(諸如直接使光準直但產生所謂的枕形畸變之單透鏡組態)及/或直視型架構(諸如產生所謂的桶形畸變以消除枕形畸變之多透鏡組態)中。
除了使用顯示螢幕或代替使用顯示螢幕,本文中所描述之一些人工實境系統亦可包括一或多個投影系統。舉例而言,擴增實境系統1800及/或虛擬實境系統1900中之顯示裝置可包括微型LED投影儀,其(使用例如波導)將光投影至顯示裝置中,該等顯示裝置諸如允許環境光穿過之清晰的組合器透鏡。顯示裝置可將經投影光朝向使用者瞳孔折射且可使得使用者能夠同時檢視人工實境內容及真實世界兩者。顯示裝置可使用多種不同光學組件中之任一者來實現此情形,該等光學組件包括波導組件(例如,全像、平面、繞射、偏振及/或反射波導元件)、光操控表面及元件(諸如繞射、反射及折射元件以及光柵)、耦合元件等。人工實境系統亦可經組態成具有任何其他合適類型或形式之影像投影系統,諸如用於虛擬視網膜顯示器中之視網膜投影儀。
本文中所描述之人工實境系統亦可包括各種類型之電腦視覺組件及子系統。舉例而言,擴增實境系統1800及/或虛擬實境系統1900可包括一或多個光學感測器,諸如二維(2D)或3D攝影機、結構化光傳輸器及偵測器、飛行時間深度感測器、單束或掃掠雷射測距儀、3D LiDAR感測器及/或任何其他合適類型或形式之光學感測器。人工實境系統可處理來自此等感測器中之一或多者之資料以識別使用者之位置、繪製真實世界、向使用者提供關於真實世界環境之情境及/或執行各種其他功能。
本文中所描述之人工實境系統亦可包括一或多個輸入及/或輸出音訊換能器。輸出音訊換能器可包括音圈揚聲器、帶式揚聲器、靜電揚聲器、壓電揚聲器、骨傳導換能器、軟骨傳導換能器、耳屏振動換能器及/或任何其他合適類型或形式的音訊換能器。類似地,輸入音訊換能器可包括電容式麥克風、動態麥克風、帶式麥克風及/或任何其他類型或形式之輸入換能器。在一些具體實例中,單個換能器可用於音訊輸入及音訊輸出兩者。
在一些具體實例中,本文中所描述之人工實境系統亦可包括觸感(亦即,觸覺)回饋系統,其可併入至頭飾、手套、連體套裝、手持式控制器、環境裝置(例如,椅子、地墊等)及/或任何其他類型之裝置或系統中。觸覺回饋系統可提供各種類型之皮膚回饋,包括振動、力、牽引力、紋理及/或溫度。觸覺回饋系統亦可提供各種類型之動覺回饋,諸如運動及順應性。觸覺回饋可使用馬達、壓電致動器、流體系統及/或各種其他類型之回饋機構來實施。觸覺回饋系統可獨立於其他人工實境裝置、在其他人工實境裝置內及/或結合其他人工實境裝置來實施。
藉由提供觸覺感覺、聽覺內容及/或視覺內容,人工實境系統可在多種情境及環境中產生整個虛擬體驗或增強使用者之真實世界體驗。舉例而言,人工實境系統可在特定環境內輔助或延伸使用者之感知、記憶或認知。一些系統可增強使用者與真實世界中之其他人的互動或可實現與虛擬世界中之其他人的更具沉浸式之互動。人工實境系統亦可用於教學目的(例如,用於在學校、醫院、政府組織、軍事組織、商業企業等中進行教學或訓練)、娛樂目的(例如,用於播放視訊遊戲、聽音樂、觀看視訊內容等)及/或用於無障礙性目的(例如,作為助聽器、視覺輔助物等)。本文中所揭示之具體實例可在此等情境及環境中之一或多者中及/或在其他情境及環境中實現或增強使用者的人工實境體驗。
一些擴增實境系統可使用被稱為「同時位置及映射」(SLAM)之技術來繪製使用者及/或裝置的環境。SLAM映射及位置識別技術可涉及多種硬體及軟體工具,其可產生或更新環境之地圖,同時追蹤使用者在經繪製環境內之位置。SLAM可使用許多不同類型之感測器以產生地圖且判定使用者在地圖內之位置。
SLAM技術可例如實施光學感測器以判定使用者之位置。包括WiFi、藍牙、全球定位系統(GPS)、蜂巢式或其他通信裝置之無線電亦可用於判定使用者相對於無線電收發器或收發器之群組(例如,WiFi路由器或GPS衛星之群組)的位置。諸如麥克風陣列或2D或3D聲納感測器之聲音感測器亦可用於判定使用者在環境內之位置。擴增實境裝置及虛擬實境裝置(諸如分別為圖18及圖19之系統1800及1900)可併入任何或所有此等類型之感測器以執行SLAM操作,諸如產生且連續地更新使用者之當前環境之地圖。在本文中所描述之具體實例中之至少一些中,由此等感測器產生的SLAM資料可被稱為「環境資料」且可指示使用者之當前環境。此資料可儲存在本地端或遠端資料儲存器(例如,雲端資料儲存器)中且可按需提供至使用者之AR/VR裝置。
當使用者在給定環境中配戴擴增實境頭戴裝置或虛擬實境頭戴裝置時,使用者可與其他使用者或用作音訊源之其他電子裝置互動。在一些情況下,可能需要判定音訊源相對於使用者之位置且接著向使用者呈現音訊源,如同其來自音訊源之位置。判定音訊源相對於使用者之位置的程序可被稱作「定位」,且將播放音訊源信號顯現為如同其來自特定方向之程序可被稱作「空間化」。
定位一音訊源可以多種不同方式來執行。在一些情況下,擴增實境或虛擬實境頭戴裝置可起始DOA分析以判定聲音源之位置。DOA分析可包括分析人工實境裝置處之各聲音的強度、頻譜及/或到達時間以判定聲音源自的方向。DOA分析可包括用於分析人工實境裝置所位於的周圍聲學環境之任何合適演算法。
舉例而言,DOA分析可經設計以自麥克風接收輸入信號,且將數位信號處理演算法應用於輸入信號以估計到達方向。此等演算法可包括例如輸入信號經取樣之延遲相加演算法,且經取樣信號之所得經加權及延遲版本共同地經平均化以判定到達方向。亦可實施最小均方(least mean squared;LMS)演算法以產生自適應濾波器。此自適應濾波器可接著用於識別例如信號強度之差或到達時間之差。此等差接著可用於估計到達方向。在另一具體實例中,可藉由將輸入信號轉換為頻域且在時頻(time-frequency;TF)域內選擇特定區間來處理而判定DOA。各選定的TF區間可經處理以判定彼區間是否包括具有直接路徑音訊信號之音訊頻譜的一部分。具有直接路徑信號之一部分的彼等區間接著可經分析以識別麥克風陣列接收直接路徑音訊信號之角度。經判定角度接著可用於識別用於經接收輸入信號之到達方向。上文未所列之其他演算法亦可單獨或與以上演算法組合使用以判定DOA。
在一些具體實例中,不同使用者可將聲音源感知為來自稍微不同的位置。此可為各使用者具有唯一頭部相關傳遞函數(head-related transfer function;HRTF)之結果,此可由使用者之解剖結構決定,該解剖結構包括耳道長度及耳鼓膜之定位。人工實境裝置可提供對準及位向引導,使用者可遵循該對準及位向引導以基於其唯一HRTF來定製呈現給使用者之聲音信號。在一些具體實例中,人工實境裝置可實施一或多個麥克風以聽使用者之環境內的聲音。擴增實境或虛擬實境頭戴裝置可使用多種不同陣列傳遞函數(例如,以上所識別之DOA演算法中之任一者)以估計聲音之到達方向。一旦已經判定到達方向,人工實境裝置則可根據使用者之唯一HRTF向使用者播放聲音。因此,使用陣列傳遞函數(array transfer function;ATF)產生之DOA估計可用於判定聲音自哪一方向播放。播放聲音可進一步基於彼特定使用者如何根據HRTF聽到聲音來改進。
除了執行DOA估計或作為執行DOA估計之替代方案,人工實境裝置亦可基於自其他類型的感測器接收之資訊來執行定位。此等感測器可包括攝影機、IR感測器、熱感測器、運動感測器、GPS接收器,或在一些情況下,偵測使用者之眼球運動的感測器。舉例而言,如上文所提及,人工實境裝置可包括判定使用者正在查看何處之眼睛追蹤器或凝視偵測器。通常,使用者之眼睛將查看聲音源,即使僅短暫地。由使用者之眼睛提供的此類線索可進一步輔助判定聲音源之位置。諸如攝影機、熱感測器及IR感測器之其他感測器亦可指示使用者之位置、電子裝置之位置或另一聲音源之位置。任何或所有以上方法可個別地或組合地使用以判定聲音源之位置,且可進一步用於隨時間推移更新聲音源之位置。
一些具體實例可實施經判定DOA以為使用者產生更加定製的輸出音訊信號。舉例而言,「聲音傳遞函數」可特性化或界定如何自給定位置接收聲音。更特定而言,聲音傳遞函數可界定在聲音之源位置處的聲音之參數與偵測聲音信號(例如,由麥克風陣列偵測到或由使用者之耳朵偵測到)所據以之參數之間的關係。人工實境裝置可包括偵測裝置之範圍內之聲音的一或多個聲音感測器。人工實境裝置之控制器可估計經偵測聲音之DOA(使用例如上文所識別之方法中之任一者),且基於經偵測聲音之參數,可產生特定針對於裝置之位置的聲音傳遞函數。此經定製聲音傳遞函數因此可用於產生經空間化輸出音訊信號,其中該聲音經感知為來自特定的位置。
實際上,一旦一或多個聲音源之位置係已知的,則人工實境裝置可再顯現(亦即,空間化)聲音信號,以聽起來好像來自彼聲音源之方向。人工實境裝置可應用更改聲音信號之強度、頻譜或到達時間的濾波器或其他數位信號處理。數位信號處理可以一定方式應用,使得聲音信號經感知為源自經判定位置。人工實境裝置可放大或抑制某些頻率或改變信號到達各耳朵之時間。在一些情況下,人工實境裝置可產生聲音傳遞函數,其特定針對於裝置之位置及聲音信號之經偵測到達方向。在一些具體實例中,人工實境裝置可在立體聲裝置或多揚聲器裝置(例如,環繞聲裝置)中再顯現源信號。在此類情況下,可將單獨且不同的音訊信號發送至各揚聲器。此等音訊信號中之各者可根據使用者之HRTF且根據使用者之位置及聲音源之位置的量測予以更改,以聽起來好像其來自聲音源之經判定位置。因此,以此方式,人工實境裝置(或與裝置相關聯之揚聲器)可再顯現音訊信號以聽起來好像源自特定的位置。
如所提及,人工實境系統1800及1900可與多種其他類型的裝置一起使用以提供更令人信服的人工實境體驗。此等裝置可為具有換能器之觸覺界面,該等換能器提供觸覺回饋及/或收集關於使用者與環境之互動的觸覺資訊。本文中所揭示之人工實境系統可包括各種類型之觸覺界面,該等觸覺界面偵測或傳送各種類型之觸覺資訊,包括觸感回饋(例如,使用者經由皮膚中之神經偵測之回饋,其亦可被稱作皮膚回饋)及/或動覺回饋(例如,使用者經由位於肌肉、關節及/或肌腱中之受體偵測之回饋)。
觸覺回饋可由定位在使用者之環境(例如,椅子、桌子、地板等)內的界面及/或物品(例如,手套、腕帶(例如,上文所描述的腕帶系統100及200)等)上之界面提供,該等物品可由使用者配戴或攜帶。作為一實例,圖20說明呈可穿戴手套(觸覺裝置2010)及腕帶(例如,圖1之腕帶系統100、觸覺裝置2020)之形式的振動觸感系統2000。觸覺裝置2010及觸覺裝置2020經展示為可穿戴裝置之實例,該等可穿戴裝置包括可撓性、可穿戴的紡織物材料2030,其經塑形且經組態以用於分別地抵靠使用者之手及手腕定位。本發明亦包括振動觸感系統,其可經塑形及經組態以用於抵靠其他人體部位,諸如手指、手臂、頭部、軀幹、腳或腿定位。作為實例而非限制,除了其他可能性,根據本發明之各種具體實例之振動觸感系統亦可呈腕帶、錶帶、手套、頭帶、臂帶、袖套、頭罩、襪子、襯衫或褲子之形式。在一些實例中,術語「紡織物」可包括任何可撓性可穿戴材料,包括編織品、非編織品、皮革、織布、可撓性聚合物材料、複合材料等。
一或多個振動觸感裝置2040可至少部分地安置在形成於振動觸感系統2000之紡織物材料2030中之一或多個對應凹部內。振動觸感裝置2040可定位於向振動觸感系統2000之使用者提供振動感覺(例如,觸覺回饋)之位置中。舉例而言,振動觸感裝置2040可抵靠使用者之手指、拇指或手腕定位,如圖20中所展示。在一些實例中,振動觸感裝置2040可具有足夠可撓性以貼合使用者之對應身體部位或與該身體部位一起彎曲。
用於將電壓施加至振動觸感裝置2040以用於啟動該振動觸感裝置的電源2050可諸如經由導電佈線2052電耦接至振動觸感裝置2040。在一些實例中,振動觸感裝置2040中之各者可獨立地電耦接至用於個別啟動之電源2050。在一些具體實例中,處理器2060可操作性地耦接至電源2050且經組態以(例如,經程式化以)控制振動觸感裝置2040之啟動。
振動觸感系統2000可以多種方式實施。在一些實例中,振動觸感系統2000可為獨立系統,其具有用於獨立於其他裝置及系統操作之一體式子系統及組件。作為另一實例,振動觸感系統2000可經組態以用於與另一裝置或系統2070互動。舉例而言,在一些實例中,振動觸感系統2000可包括用於接收信號及/或將信號發送至另一裝置或系統2070之通信介面2080。另一裝置或系統2070可為手錶本體300、行動裝置、遊戲控制台、人工實境(例如,虛擬實境、擴增實境、混合實境)裝置、個人電腦、平板電腦、網路裝置(例如,數據機、路由器等)、手持式控制器等。通信介面2080可經由無線鏈路或有線鏈路實現在振動觸感系統2000與另一裝置或系統2070之間的通信。若存在,通信介面2080可與處理器2060通信,以便將信號提供至處理器2060以啟動或去啟動振動觸感裝置2040中之一或多者。
振動觸感系統2000可視情況包括其他子系統及組件,諸如觸敏襯墊2090、壓力感測器、運動感測器、位置感測器、照明元件及/或使用者介面元件(例如,接通/斷開按鈕、振動控制元件等)。在使用期間,振動觸感裝置2040可經組態以出於多種不同原因而被啟動,諸如回應於使用者與使用者介面元件之互動、來自運動或位置感測器之信號、來自觸敏襯墊2090之信號、來自壓力感測器之信號、來自另一裝置或系統2070之信號等。
儘管電源2050、處理器2060及通信介面2080在圖20中經說明為定位於觸覺裝置2020中,但本發明不限於此。舉例而言,電源2050、處理器2060或通信介面2080中之一或多者可定位在觸覺裝置2010內或定位在另一可穿戴紡織物內。
觸覺可穿戴裝置,諸如在圖20中展示且結合圖20描述之觸覺可穿戴裝置,可實施於多種類型的人工實境系統及環境中。圖21展示包括一個頭戴式虛擬實境顯示器及兩個觸覺裝置(亦即,手套)之範例性人工實境環境2100,且在其他具體實例中,任何數目個此等組件及其他組件及/或此等組件與其他組件之任一組合可包括在人工實境系統中。舉例而言,在一些具體實例中,可存在多個頭戴式顯示器,其各自具有相關聯觸覺裝置,其中各頭戴式顯示器及各觸覺裝置與同一控制台、攜帶型計算裝置或其他計算系統通信。
頭戴式顯示器2102大體上表示任何類型或形式的虛擬實境系統,諸如圖19中之虛擬實境系統1900。觸覺裝置2104大體上表示由人工實境系統之使用者配戴的任何類型或形式的可穿戴裝置,其將觸覺回饋提供至使用者以給予使用者他或她與虛擬物件以物理方式聯結之感知。在一些具體實例中,觸覺裝置2104可藉由將振動、運動及/或力施加至使用者來提供觸覺回饋。舉例而言,觸覺裝置2104可限制或擴增使用者之移動。以特定實例而言,觸覺裝置2104可限制使用者之手向前移動,使得使用者具有他或她的手與虛擬壁實體接觸之感知。在此特定實例中,觸覺裝置內之一或多個致動器可藉由將流體泵送至觸覺裝置之可充氣氣囊中來實現物理移動限制。在一些實例中,使用者亦可使用觸覺裝置2104以將動作請求發送至控制台。動作請求之實例包括但不限於啟動應用程式及/或結束應用程式的請求及/或執行應用程式內之特定動作的請求。
雖然觸覺界面可與虛擬實境系統一起使用,如圖21中所展示,但觸覺界面亦可與擴增實境系統一起使用,如圖22中所展示。圖22為使用者2210與擴增實境系統2200互動之透視圖。在此實例中,使用者2210可配戴一副擴增實境眼鏡2220,其可具有一或多個顯示器2222且與觸覺裝置2230配對。在此實例中,觸覺裝置2230可為腕帶(例如,上文所描述的腕帶系統100及腕帶系統200),其包括複數個帶元件2232及使帶元件2232彼此連接之張緊機構2234。
帶元件2232中之一或多者可包括任何類型或形式的適於提供觸覺回饋之致動器。舉例而言,帶元件2232中之一或多者可經組態以提供各種類型的皮膚回饋中之一或多者,該等皮膚回饋包括振動、力、牽引力、紋理及/或溫度。為了提供此類回饋,帶元件2232可包括各種類型的致動器中之一或多者。在一個實例中,帶元件2232中之各者可包括振感致動器(例如振動觸感致動器),該振感致動器經組態以共同或獨立地振動以向使用者提供各種類型的觸覺感覺中之一或多者。替代地,僅單個帶元件或帶元件之子集可包括振感致動器。
觸覺裝置2010、2020、2104及2230可包括任何合適數目個及/或任何合適類型的觸覺換能器、感測器及/或回饋機構。舉例而言,觸覺裝置2010、2020、2104及2230可包括一或多個機械換能器、壓電換能器及/或流體換能器。觸覺裝置2010、2020、2104及2230亦可包括不同類型及形式的換能器的各種組合,其共同或獨立地工作以增強使用者之人工實境體驗。在一個實例中,觸覺裝置2230之帶元件2232中之各者可包括振感致動器(例如振動觸感致動器),其經組態以共同或獨立地振動以向使用者提供各種類型的觸覺感覺中之一或多者。
藉助於非限制性實例,以下具體實例包括於本發明中。
實施例1:一種智慧型手錶,其包括:一手錶本體;一錶帶,其經組態以可拆離地支撐該手錶本體;該手錶本體中之至少一個天線,該至少一個天線經組態以輻射電磁信號;該手錶本體中之一射頻收發器;及一動態調諧器,其可操作地耦接至該射頻收發器及該手錶本體中之一接地平面,其中該射頻收發器經組態以至少基於該手錶本體與該錶帶之一接近度來控制該動態調諧器以調整該至少一個天線之一中心頻率。
實施例2:如實施例1之智慧型手錶,其中該射頻收發器進一步經組態以至少基於該手錶本體與該手錶本體之一使用者的一接近度來控制該動態調諧器以調整該至少一個天線之一中心頻率。
實施例3:如實施例2之智慧型手錶,其進一步包含一近接感測器,其中該近接感測器判定該使用者與該手錶本體之該接近度。
實施例4:如實施例3之智慧型手錶,其中該近接感測器包含一心率監測感測器。
實施例5:如實施例1至4中任一項之智慧型手錶,其中該動態調諧器進一步經組態以藉由在該射頻收發器與該至少一個天線之間切換一阻抗調諧元件來調整該至少一個天線之該中心頻率。
實施例6:如實施例5之智慧型手錶,其中該阻抗調諧元件包含一可變電感元件或一可變電容元件中之至少一者。
實施例7:如實施例5之智慧型手錶,其中該阻抗調諧元件包含一電感器、一電容器、一短路或一開路中之至少一者。
實施例8:如實施例7之智慧型手錶,其中該阻抗調諧元件包含該短路,且該動態調諧器經組態以藉由在該至少一個天線與該接地平面之間切換該短路來將該至少一個天線自一單極天線轉換為一環形天線。
實施例9:如實施例8之智慧型手錶,其進一步包含一印刷電路板,其中該接地平面包含該印刷電路板之一導電層。
實施例10:如實施例1至9中任一項之智慧型手錶,其進一步包含該手錶本體之一導電殼體及沿著該導電殼體定位之至少兩個不導電隔離器,其中該至少一個天線包含該導電殼體之界定於該至少兩個不導電隔離器之間的一部分。
實施例11:如實施例1至10中任一項之智慧型手錶,其進一步包含該手錶本體之一導電殼體及定位於該導電殼體之一周邊上的至少兩個不導電隔離器,其中該導電殼體之界定於該至少兩個不導電隔離器之間的一第一部分形成用於在一第一無線通信頻帶中之無線通信的一第一天線之至少一部分,且該導電殼體之界定於該至少兩個不導電隔離器之間的一第二部分形成用於在不同於該第一無線通信頻帶之一第二無線通信頻帶中的無線通信之一第二天線。
實施例12:如實施例1至11中任一項之智慧型手錶,其進一步包含:一分支天線,其處於該手錶本體內且選擇性地耦接至該至少一個天線;一托架,其包含一導電材料、經組態以用於將該手錶本體之一殼體安裝至該錶帶;及一托架間隙,其安置於該托架與該殼體之間,其中由該分支天線輻射之電磁信號輻射通過該托架間隙。
實施例13:如實施例12中任一項之智慧型手錶,其中該托架間隙包含安置於該托架與該殼體之間的一不導電材料,且該托架間隙之一厚度大於或等於約1 mm。
實施例14:如實施例1至13中任一項之智慧型手錶,其進一步包含用於在該手錶本體上顯示內容之一顯示器及安置於該顯示器與該接地平面之間的一顯示器屏蔽件,其中該接地平面在分佈於該顯示器屏蔽件之一區域上方的複數個位置處電耦接至該顯示器屏蔽件,且該顯示器屏蔽件經組態以藉由阻止由該至少一個天線傳輸之輻射被該顯示器吸收來改良該至少一個天線之一傳輸效率。
實施例15:如實施例1至14中任一項之智慧型手錶,其進一步包含用於在該手錶本體上顯示內容之一顯示器及安置於該顯示器與該接地平面之間的一顯示器屏蔽件,其中該至少一個天線包含一單極天線,該接地平面沿著該顯示器屏蔽件之一單側電耦接至該顯示器屏蔽件,且該顯示器屏蔽件經組態以藉由增加該接地平面之一面積來改良該單極天線之一傳輸效率。
實施例16:一種行動電子裝置,其包括:一導電殼體;一動態調諧器;至少兩個不導電隔離器,其定位於該導電殼體之一周邊上,其中該導電殼體之界定於該至少兩個不導電隔離器之間的一第一部分形成一第一天線,且該導電殼體之界定於該至少兩個不導電隔離器之間的一第二部分形成一第二天線;及至少一個近接感測器,其經組態以判定該行動電子裝置與該行動電子裝置之一使用者的一接近度,其中該動態調諧器經組態以基於來自該至少一個近接感測器之資料來調整該第一天線或該第二天線中之至少一者的一中心頻率。
實施例17:如實施例16之行動電子裝置,其中該第一天線經組態以運用約1500 MHz至約2500 MHz之一頻帶中的至少一個頻率進行輻射。
實施例18:如實施例16或實施例17之行動電子裝置,其中該第二天線經組態以運用約698 MHz至約960 MHz之一頻帶中之至少一個頻率進行輻射。
實施例19:一種可穿戴裝置,其包括:一導電殼體;一射頻收發器;至少一個天線,其由該導電殼體之定位於該導電殼體之一周邊上的一部分界定,該至少一個天線經組態以輻射電磁信號;一分支天線,其包含一實質上平坦的導體;及一動態調諧器,其可操作地耦接至該射頻收發器,其中該射頻收發器經組態以至少基於該可穿戴裝置與該可穿戴裝置之一使用者的一接近度來控制該動態調諧器以調整該分支天線或該至少一個天線中之至少一者的一中心頻率。
實施例20:如實施例19之可穿戴裝置,其中該分支天線選擇性地電耦接至該至少一個天線,且相較於僅使用該至少一個天線來輻射該等電磁信號,當使用該分支天線及該至少一個天線之一組合長度來輻射該等電磁信號時,該等電磁信號之一總輻射功率會增加。
實施例21:一種行動電子裝置,其包括:一顯示器;一殼體,其支撐該顯示器且包含一導電部分;一接地平面,其定位在該殼體內,其中界定於該殼體之該導電部分與該接地平面之間的一間隙形成經組態以將第一電磁信號輻射通過該顯示器之一部分的一槽孔天線,由該槽孔天線輻射之該等第一電磁信號用於一第一無線通信頻帶中之無線通信;及一貼片天線,其包含一實質上平坦的導體,該貼片天線經組態以輻射第二電磁信號,由該貼片天線輻射之該等第二電磁信號用於不同於該第一無線通信頻帶之一第二無線通信頻帶中之無線通信。
實施例22:如實施例21之行動電子裝置,其中該貼片天線之該實質上平坦的導體平行且安置為接近於該殼體之一不導電部分,且該貼片天線經由該殼體之該不導電部分之至少一外周邊進行輻射。
實施例23:如實施例21或實施例22之行動電子裝置,其進一步包含一印刷電路板,其中該行動電子裝置之該接地平面包含該印刷電路板之一導電層。
實施例24:如實施例21至23中任一項之行動電子裝置,其中在該殼體之該導電部分與該接地平面之間的該間隙包含具有大於或等於約1 mm之一寬度的一自由空間氣隙。
實施例25:如實施例24之行動電子裝置,其中該自由空間氣隙沿著該行動電子裝置之該殼體的一周邊延伸。
實施例26:如實施例21至25中任一項之行動電子裝置,其進一步包含:一托架,該托架包含一導電材料、經組態以用於安裝該殼體;及一托架間隙,其包含一不導電材料、在該殼體安裝在該托架上時安置於該托架與該殼體之間,其中由該槽孔天線輻射之該等第一電磁信號亦輻射通過該托架間隙。
實施例27:如實施例21至26中任一項之行動電子裝置,一射頻(RF)收發器及一動態調諧器經組態以藉由在該RF收發器與該槽孔天線之間切換一阻抗調諧元件來調整該槽孔天線之一中心頻率,且藉由在該接地平面與該貼片天線之間切換該阻抗調諧元件來調整該貼片天線之一中心頻率。
實施例28:如實施例27之行動電子裝置,其進一步包含至少一個近接感測器,該至少一個近接感測器經組態以判定該行動電子裝置與該行動電子裝置之一使用者的一接近度,其中該動態調諧器經組態以基於該至少一個近接感測器之一狀態來調整該槽孔天線或該貼片天線中之至少一者之該中心頻率。
實施例29:如實施例21至28中任一項之行動電子裝置,其進一步包含一電池,該電池包含一導電外機殼,其中界定於該殼體之該導電部分與該電池之該導電外機殼之間的一間隙形成該槽孔天線,該槽孔天線經組態以將該等第一電磁信號輻射通過該顯示器之該部分。
實施例30:如實施例21至29中任一項之行動電子裝置,其中該殼體進一步包含安置於該殼體之一下部部分處的一不導電部分,且該槽孔天線進一步經組態以將該等第一電磁信號輻射通過該殼體之該不導電部分。
實施例31:如實施例21至30中任一項之行動電子裝置,其進一步包含安置於該顯示器與該接地平面之間的一顯示器屏蔽件,其中該顯示器屏蔽件經組態以藉由阻止該等第一電磁信號被該顯示器吸收而改良該槽孔天線之一傳輸效率。
實施例32:如實施例21至31中任一項之行動電子裝置,其進一步包含安置於該顯示器與該接地平面之間的一顯示器屏蔽件,其中該顯示器屏蔽件經組態以使該顯示器與來自該槽孔天線之輻射絕緣。
實施例33:如實施例21至32中任一項之行動電子裝置,其進一步包含一印刷電路板、一感測器基板、在該貼片天線與該感測器基板之間的一隔離間隙及安置於該隔離間隙中而將該印刷電路板連接至該感測器基板的一軟性纜線,其中該隔離間隙經組態以使該貼片天線與該感測器基板電隔離。
實施例34:如實施例21至33中任一項之行動電子裝置,其進一步包含一印刷電路板、一感測器基板及包含一導電外機殼之一電池,其中該電池安置於該印刷電路板與該感測器基板之間,且該電池之該導電外機殼經組態以在該感測器基板與該印刷電路板之間產生一低阻抗路徑以抑制對該貼片天線之接地迴路干擾效應。
實施例35:如實施例21至34中任一項之行動電子裝置,其進一步包含接近於該殼體之一內部部分所安置的一跡線饋送元件,其中該跡線饋送元件經組態以產生一電場,該電場將該跡線饋送元件電容性地耦接至該殼體。
實施例36:如實施例21至35中任一項之行動電子裝置,其中該槽孔天線經組態以運用約1500 MHz至約2500 MHz之一頻帶中之至少一個頻率進行輻射。
實施例37:如實施例21至36中任一項之行動電子裝置,其中該貼片天線經組態為一單極天線,以運用約698 MHz至約960 MHz之一頻帶中之至少一個頻率進行輻射。
實施例38:如實施例21至37中任一項之行動電子裝置,其進一步包含一控制器,該控制器經組態以判定一頻帶且基於經判定頻帶來控制該等第一電磁信號及該等第二電磁信號之輻射。
實施例39:一種行動電子裝置,其包括:一槽孔天線,其包含由在該行動電子裝置之一殼體的一導電部分與該行動電子裝置之一接地平面之間的一間隙界定之一輻射槽;一貼片天線,其包含一實質上平坦的導體;及一動態阻抗調諧器,其經組態以至少基於該行動電子裝置與一物件之一接近度來調整該槽孔天線或該貼片天線中之至少一者的一中心頻率。
實施例40:一種製造一可穿戴裝置之方法,其包括:將一接地平面定位在一殼體內以在該殼體之一導電部分與該接地平面之間界定一槽孔天線;將包含一實質上平坦的導體之一貼片天線安置在該殼體內且使其與該接地平面在實體上分離;及將一印刷電路板上之一動態調諧器安置在該殼體內,其中該動態調諧器經組態以至少基於該可穿戴裝置與一物件之一接近度來調整該槽孔天線或該貼片天線中之至少一者的一中心頻率。
本文中所描述及/或說明的程序參數及步驟序列僅作為實例給出且可按需要變化。舉例而言,儘管本文中所說明及/或描述之步驟可以特定次序展示或論述,但此等步驟未必需要以所說明或論述之次序執行。本文中所描述及/或所說明之各種範例性方法亦可省略本文中所描述或所說明的步驟中之一或多者或包括除所揭示彼等步驟之外的額外步驟。
先前描述已經提供以使得所屬技術領域中具有通常知識者能夠最佳利用本文中所揭示之範例性具體實例的各種態樣。此範例性描述並不意欲為詳盡的或限於所揭示之任何精確形式。在不脫離本發明之精神及範圍之情況下,許多修改及變化係可能的。本文所揭示之具體實例應在所有態樣視為說明性而非限制性的。在判定本發明之範圍時應參考隨附申請專利範圍及其等效物。
除非另外指出,否則如說明書及申請專利範圍中所使用的術語「連接至(connected to)」及「耦接至(coupled to)」(及其衍生詞)被解釋為准許直接及間接(亦即,經由其他元件或組件)連接兩者。另外,如說明書及申請專利範圍中使用之術語「一(a或an)」被視為意謂「中之至少一者」。最終,為易於使用,如說明書及申請專利範圍中所使用的術語「包括」及「具有」(及其衍生詞)可與詞「包含」互換並具有與詞「包含」相同之含義。
100:腕帶系統
102:顯示螢幕
104:手錶本體
106:耦接機構
108:感測按鈕
110:錶帶耦接機構
112:錶帶
113:保持機構
114:感測感測器
115:感測神經肌肉感測器
116:觸覺裝置
200:腕帶系統
203:前臂
204:手錶本體
206:腕帶
211:RF電路
304:手錶本體
305:使用者手指
400:手錶本體
406:近接感測器
408:處理器
410:RF收發器
411:RF電路
412:動態調諧器
414(1)~414(n):天線
500:RF電路
506:近接感測器
550:天線匹配網路
552:雙工器
554:GPS RF引擎
556:WiFi/BT RF引擎
558:MCU
560:GPS/WiFi/BT饋線
561:LTE RF引擎
562:LTE天線匹配網路
564:LTE跡線饋線
566:調諧器饋線
568:調諧器開關
570:電感器
574:電阻器
576:開路
578:電容器
579:短路
600:手錶總成
602:殼體
604:不導電底座
606:感測器圓頂
608:托架
609:手錶本體
610:近接感測器
612:托架間隙
700:手錶本體
701:顯示玻璃
704:殼體
705:輻射槽
706:感測器圓頂
707:槽孔天線
708:接地平面
710:電池
711:RF電路
712:托架間隙
713:印刷電路板
714:貼片天線
715:不導電底座
716:感測器基板
718:托架
720:屏蔽件
727:額外槽孔天線
728:輻射槽
730:導電電池罩殼
768:調諧器開關
809:印刷電路板
811:RF電路
814:貼片天線
816:感測器基板
820:貼片饋線
822:跡線天線
824:跡線饋線
825:殼體饋線
868:調諧器開關
914:貼片天線
916:感測器基板
918:下部外殼
919:不導電底座
920:貼片饋線
922:跡線天線
924:跡線饋線
925:殼體饋線
1000:手錶本體
1004:殼體
1009:印刷電路板
1014:貼片天線
1016:感測器基板
1020:貼片饋線
1032:軟性纜線
1034:隔離間隙
1100:手錶本體
1101:透明面板
1104:殼體
1105:輻射槽
1107:槽孔天線
1108:接地平面
1109:NFC天線
1110:顯示器屏蔽件
1111:顯示器
1200:手錶本體
1210:顯示器屏蔽件
1213:印刷電路板
1220:可撓性導電部分
1221:金屬片部分
1223:接地點
1224:接地點
1225:導電屏蔽件
1226:區域
1230:導電黏著劑
1235:手錶本體殼體
1300:手錶本體
1310:顯示器屏蔽件
1313:印刷電路板
1320:可撓性導電部分
1321:金屬片部分
1323:接地點
1324:接地點
1325:導電屏蔽件
1326:重疊區域
1330:導電黏著劑
1331:接地點
1332:接地點
1333:接地點
1335:手錶本體殼體
1400:手錶本體
1409:印刷電路板
1411:RF電路
1414:殼體天線
1415:殼體天線
1416:隔離器
1417:隔離器
1418:接地點
1420:RF饋送點
1421:RF饋送點
1423:RF饋送點
1468:調諧器開關
1510(1)~1510(n):切口
1520:連接器
1524:分支天線
1525:長度
1530:連接器柄腳
1600:手錶本體
1611:RF電路
1614:殼體天線
1615:殼體天線
1616:隔離器
1617:隔離器
1620:連接器
1624:分支天線
1700:方法
1710:操作
1720:操作
1730:操作
1800:擴增實境系統
1802:眼鏡裝置
1805:頸帶
1810:框架
1815(A):左側顯示裝置
1815(B):右側顯示裝置
1820(A)~1820(J):聲音換能器
1825:控制器
1830:有線連接
1835:電源
1840:感測器
1850:控制器
1900:虛擬實境系統
1902:前剛體
1904:帶
1906(A)~1906(B):輸出音訊換能器
2000:振動觸感系統
2010:觸覺裝置
2020:觸覺裝置
2030:紡織物材料
2040:振動觸感裝置
2050:電源
2052:導電佈線
2060:處理器
2070:另一裝置或系統
2080:通信介面
2090:觸敏襯墊
2100:人工實境環境
2102:頭戴式顯示器
2104:觸覺裝置
2200:擴增實境系統
2210:使用者
2220:擴增實境眼鏡
2222:顯示器
2230:觸覺裝置
2232:帶元件
2234:張緊機構
D:間隙寬度
D1:間隙寬度
D2:間隙寬度
隨附圖式說明數個範例性具體實例且為本說明書之一部分。連同以下描述,此等圖式展現及解釋本發明之各種原理。
[圖1]為根據本發明之至少一個具體實例之範例性腕帶系統的透視圖。
[圖2]為根據本發明之至少一個具體實例之使用者配戴範例性腕帶系統之透視圖。
[圖3]為根據本發明之至少一個具體實例之使用者手持範例性腕帶系統之手錶本體的平面視圖。
[圖4]為根據本發明之至少一個具體實例之手錶本體的範例性射頻電路之高階架構圖。
[圖5]為根據本發明之至少一個具體實例之手錶本體的範例性射頻電路之方塊圖。
[圖6A]為根據本發明之至少一個具體實例的範例性手錶總成之仰視平面圖。
[圖6B]為根據本發明之至少一個具體實例之圖6A的範例性手錶總成之透視圖。
[圖7]為根據本發明之至少一個具體實例之範例性手錶總成的組件之橫截面側視圖。
[圖8]為根據本發明之至少一個具體實例之範例性手錶本體的天線元件之透視圖。
[圖9]為根據本發明之至少一個具體實例之範例性手錶本體的下部外殼內的天線元件之透視圖。
[圖10]為根據本發明之至少一個具體實例之範例性手錶本體的感測器基板及互連元件之透視圖。
[圖11]為根據本發明之至少一個具體實例之範例性手錶本體的槽孔天線及顯示器屏蔽件之部分橫截面視圖。
[圖12A]為根據本發明之至少一個具體實例之具有範例性手錶本體的一或多個接地位置的顯示器屏蔽件之平面視圖。
[圖12B]為根據本發明之至少一個具體實例之在圖12A中之線A-A處截取的具有範例性手錶本體之一或多個接地位置的顯示器屏蔽件之橫截面視圖。
[圖13A]為根據本發明之至少一個具體實例之具有範例性手錶本體的多個接地位置的顯示器屏蔽件之平面視圖。
[圖13B]為根據本發明之至少一個具體實例之在圖13A中之線B-B處截取的具有範例性手錶本體之多個接地位置的顯示器屏蔽件之橫截面視圖。
[圖14]為根據本發明之至少一個具體實例之範例性手錶本體的至少一個導電殼體天線之橫截面平面視圖。
[圖15]為根據本發明之至少一個具體實例之範例性手錶本體的分支天線之透視圖。
[圖16]為根據本發明之至少一個具體實例之安置於範例性手錶本體中的分支天線之透視圖。
[圖17]為根據本發明之至少一個具體實例之說明製造天線系統的範例性方法之流程圖。
[圖18]為可結合本發明之具體實例使用的例示性擴增實境眼鏡之圖示。
[圖19]為可結合本發明之具體實例使用的例示性虛擬實境頭戴裝置之圖示。
[圖20]為可結合本發明之具體實例使用的例示性觸覺裝置之圖示。
[圖21]為根據本發明之具體實例的例示性虛擬實境環境之圖示。
[圖22]為根據本發明之具體實例的例示性擴增實境環境之圖示。
貫穿圖式,相同參考標號及描述指示類似但未必相同之元件。雖然本文中所描述之範例性具體實例易受各種修改及替代性形式之影響,但在圖式中已藉助於實例展示特定具體實例且將在本文中詳細描述。然而,本文中所描述之範例性具體實例並不意欲限於所揭示之特定形式。實情為,本發明涵蓋屬於所附申請專利範圍之範圍內之全部修改、等效物及替代方式。
100:腕帶系統
102:顯示螢幕
104:手錶本體
106:耦接機構
108:感測按鈕
110:錶帶耦接機構
112:錶帶
113:保持機構
114:感測感測器
115:感測神經肌肉感測器
116:觸覺裝置
Claims (20)
- 一種行動電子裝置,其包含: 顯示器; 殼體,其支撐該顯示器且包含導電部分; 接地平面,其定位在該殼體內,其中界定於該殼體之該導電部分與該接地平面之間的間隙形成槽孔天線,該槽孔天線經組態以將第一電磁信號輻射通過該顯示器之一部分,由該槽孔天線輻射之該第一電磁信號用於第一無線通信頻帶中之無線通信;以及 貼片天線,其包含實質上平坦的導體、經組態以輻射第二電磁信號,由該貼片天線輻射之該第二電磁信號用於不同於該第一無線通信頻帶之第二無線通信頻帶中之無線通信。
- 如請求項1之行動電子裝置,其中: 該貼片天線之該實質上平坦的導體平行且安置為接近於該殼體之不導電部分;且 該貼片天線經由該殼體之該不導電部分之至少一外周邊進行輻射。
- 如請求項1之行動電子裝置,其進一步包含印刷電路板,其中該接地平面包含該印刷電路板之導電層。
- 如請求項1之行動電子裝置,其中在該殼體之該導電部分與該接地平面之間的該間隙包含具有大於或等於約1 mm之寬度之自由空間氣隙。
- 如請求項4之行動電子裝置,其中該自由空間氣隙沿著該殼體之周邊延伸。
- 如請求項1之行動電子裝置,其進一步包含: 托架,其包含導電材料、經組態以用於安裝該殼體;及 托架間隙,其包含不導電材料、在該殼體安裝在該托架上時安置於該托架與該殼體之間,其中由該槽孔天線輻射之該第一電磁信號亦輻射通過該托架間隙。
- 如請求項1之行動電子裝置,其進一步包含: 射頻(RF)收發器;及 動態調諧器,其經組態以: 藉由在該RF收發器與該槽孔天線之間切換阻抗調諧元件來調整該槽孔天線之中心頻率;及 藉由在該接地平面與該貼片天線之間切換該阻抗調諧元件來調整該貼片天線之中心頻率。
- 如請求項7之行動電子裝置,其進一步包含至少一個近接感測器,該至少一個近接感測器經組態以判定該行動電子裝置與該行動電子裝置之使用者之接近度,其中該動態調諧器經組態以基於該至少一個近接感測器之狀態來調整該槽孔天線或該貼片天線中之至少一者之該中心頻率。
- 如請求項1之行動電子裝置,其進一步包含電池,該電池包含導電外機殼,其中界定於該殼體之該導電部分與該電池之該導電外機殼之間的間隙形成該槽孔天線,該槽孔天線經組態以將該第一電磁信號輻射通過該顯示器之該部分。
- 如請求項1之行動電子裝置,其中: 該殼體進一步包含安置於該殼體之下部部分處之不導電部分;且 該槽孔天線進一步經組態以將該第一電磁信號輻射通過該殼體之該不導電部分。
- 如請求項1之行動電子裝置,其進一步包含安置於該顯示器與該接地平面之間的顯示器屏蔽件,其中該顯示器屏蔽件經組態以藉由阻止該第一電磁信號被該顯示器吸收來改良該槽孔天線之傳輸效率。
- 如請求項1之行動電子裝置,其進一步包含安置於該顯示器與該接地平面之間的顯示器屏蔽件,其中該顯示器屏蔽件經組態以藉由阻止該第一電磁信號被該顯示器吸收來改良該貼片天線之傳輸效率。
- 如請求項1之行動電子裝置,其進一步包含: 印刷電路板; 感測器基板; 隔離間隙,其在該貼片天線與該感測器基板之間;以及 軟性纜線,其安置於該隔離間隙中、將該印刷電路板連接至該感測器基板,其中該隔離間隙經組態以使該貼片天線與該感測器基板電隔離。
- 如請求項1之行動電子裝置,其進一步包含: 印刷電路板; 感測器基板;以及 電池,其包含導電外機殼,其中: 該電池安置於該印刷電路板與該感測器基板之間;且 該電池之該導電外機殼經組態以在該感測器基板與該印刷電路板之間產生低阻抗路徑以抑制對該貼片天線之接地迴路干擾效應。
- 如請求項1之行動電子裝置,其進一步包含接近於該殼體之內部部分所安置的跡線饋送元件,其中該跡線饋送元件經組態以產生電場,該電場將該跡線饋送元件電容性地耦接至該殼體。
- 如請求項1之行動電子裝置,其中該槽孔天線經組態以運用約1500 MHz至約2500 MHz之頻帶中之至少一個頻率進行輻射。
- 如請求項1之行動電子裝置,其中該貼片天線經組態為單極天線,以運用約698 MHz至約960 MHz之頻帶中之至少一個頻率進行輻射。
- 如請求項1之行動電子裝置,其進一步包含控制器,該控制器經組態以: 判定該槽孔天線經組態據以進行輻射之該第一無線通信頻帶; 基於該第一無線通信頻帶來控制該第一電磁信號之該輻射; 判定該貼片天線經組態據以進行輻射之該第二無線通信頻帶;以及 基於所判定之該第二無線通信頻帶來控制該第二電磁信號之該輻射。
- 一種可穿戴裝置,其包含: 射頻收發器; 槽孔天線,其包含由在導體與接地平面之間的間隙界定之輻射槽; 貼片天線,其包含實質上平坦的導體;以及 動態調諧器,其中該射頻收發器經組態以控制該動態調諧器至少基於該可穿戴裝置與物件之接近度來調整該槽孔天線或該貼片天線中之至少一者之中心頻率。
- 一種製造可穿戴裝置之方法,其包含: 將接地平面定位於殼體內以在該殼體之導電部分與該接地平面之間界定槽孔天線; 將包含實質上平坦的導體之貼片天線安置於該殼體內且使該貼片天線與該接地平面實體上分離;以及 將動態調諧器安置於該殼體內,其中該動態調諧器經組態以至少基於該可穿戴裝置與物件之接近度來調整該槽孔天線或該貼片天線中之至少一者之中心頻率。
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