TWI515542B - 穿戴式電子裝置 - Google Patents

Description

穿戴式電子裝置

本案是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種穿戴式電子裝置。

一般而言，穿戴式電子裝置(例如：智慧型手錶)的尺寸往往較為狹小，以符合方便配戴的特性。相對地，穿戴式電子裝置中可用以配置天線元件的空間也就越來越有限。因此，現有的穿戴式電子裝置大多利用其它的空間(例如：錶帶)來設置天線元件。然而，錶帶的彎曲程度會根據不同的使用者而有所不同，且錶帶的彎曲程度會影響到設置在錶帶中之天線元件的輻射特性，進而導致穿戴式電子裝置無法提供穩定的無線傳輸功能。

本案提供一種穿戴式電子裝置，利用裝置本體的導電邊框來形成環形天線。藉此，將可符合穿戴式電子裝置在小型化上的需求，並有助於提升穿戴式電子裝置的無線傳輸功能。

本案的穿戴式電子裝置，包括裝置本體與穿戴元件。裝 置本體包括導電邊框。導電邊框具有饋入點與至少一接地點，以形成第一電流路徑與第二電流路徑。此外，導電邊框透過第一電流路徑與第二電流路徑分別形成一環形天線，以操作在第一頻帶與第二頻帶。穿戴元件連接裝置本體。

在本案的一實施例中，上述的裝置本體更包括導電背蓋，且上述的穿戴式電子裝置更包括生理感測器。此外，生理感測器電性連接導電邊框與導電背蓋，且生理感測器透過導電邊框與導電背蓋感測一生理訊號。

基於上述，本案的穿戴式電子裝置可利用導電邊框來形成雙環形天線，以操作在第一頻帶與第二頻帶。藉此，將可符合穿戴式電子裝置在小型化上的需求，並可同時保有導電邊框在外觀上的完整性。再者，由導電邊框所構成的天線元件也不易受到穿戴元件之彎曲程度的影響，故有助於提升穿戴式電子裝置的無線傳輸功能。

為讓本案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。

100、200、300‧‧‧穿戴式電子裝置

110、310‧‧‧裝置本體

120‧‧‧穿戴元件

111、211‧‧‧導電邊框

112‧‧‧顯示元件

SD11‧‧‧第一邊緣

SD12‧‧‧第二邊緣

FP1‧‧‧饋入點

GP1‧‧‧接地點

PT11、PT21‧‧‧第一電流路徑

PT12、PT22‧‧‧第二電流路徑

GP21‧‧‧第一接地點

GP22‧‧‧第二接地點

320‧‧‧導電背蓋

330‧‧‧系統接地面

340‧‧‧生理感測器

350‧‧‧收發器

圖1為依據本案第一實施例之穿戴式電子裝置的平面示意圖。

圖2為依據本案第二實施例之穿戴式電子裝置的平面示意 圖。

圖3為依據本案第三實施例之穿戴式電子裝置的立體示意圖。

圖1為依據本案一實施例之穿戴式電子裝置的平面示意圖。如圖1所示，穿戴式電子裝置100包括裝置本體110與穿戴元件120。其中，穿戴元件120分別連接裝置本體110之相對的兩邊緣，且穿戴元件120具有帶狀結構。藉此，使用者將可透過穿戴元件120將穿戴式電子裝置100配戴在身上，例如：手腕或脖子。此外，圖1所列舉的穿戴式電子裝置100可例如是一智慧型手錶(smart watch)、手環、耳環或項鍊等。

裝置本體110包括導電邊框111與顯示元件112。導電邊框111環繞在顯示元件112的周圍。換言之，在一實施例中，導電邊框111可例如是顯示元件112的金屬框。此外，在另一實施例中，導電邊框111也可例如是裝置本體110的部分殼體。值得注意的是，導電邊框111除了可用以作為穿戴式電子裝置100的外觀件以外，導電邊框111更具有天線元件的功能。

具體而言，導電邊框111具有一饋入點FP1與一接地點GP1。其中，饋入點FP1可設置在導電邊框111的第一邊緣SD11，接地點GP1可設置在導電邊框111的第二邊緣SD12，且第一邊緣SD11相對於第二邊緣SD12設置。藉此，從饋入點FP1沿著一預 設方向(例如：逆時針方向)延伸至接地點GP1將可產生第一電流路徑PT11。此外，從饋入點FP1沿著預設方向的相反方向(例如：順時針方向)延伸至接地點GP1將可產生第二電流路徑PT12。換言之，導電邊框111可透過饋入點FP1與接地點GP1產生兩電流路徑PT11與PT12。

此外，導電邊框111更可透過兩電流路徑PT11與PT12 分別形成一環形天線(loop antenna)，進而可操作在第一頻帶與第二頻帶。例如，導電邊框111可透過第一電流路徑PT11產生一激發模態，進而可操作在第一頻帶。此外，導電邊框111可透過第二電流路徑PT12產生另一激發模態，進而可操作在第二頻帶。其中，第一頻帶的頻率範圍可例如是從2400MHz至2484MHz，且第二頻帶的頻率範圍可例如是從5100MHz至5825MHz。換言之，穿戴式電子裝置100可透過導電邊框111應用在藍芽(Bluetooth)以及無線相容認證(wireless fidelity，簡稱WiFi)之2.4G/5G的操作頻帶。此外，第一電流路徑PT11的長度約為第一頻帶之中心共振頻率的1倍波長，且第二電流路徑PT12的長度約為第二頻帶之中心共振頻率的1倍波長。換言之，由導電邊框111所構成的雙環形天線可例如是全波長環形天線(one-wavelength loop antenna)，並具有平衡式結構(balanced structure)天線的特性，系統接地面上之天線感應電流小，天線共振頻率較不易受系統電路板大小影響。

總而言之，穿戴式電子裝置100是利用裝置本體110的導電邊框111來形成天線元件(亦即，雙環形天線)，因此可有效地 減少天線元件所耗費的硬體空間，進而符合穿戴式電子裝置100在小型化上的需求。同時，天線元件與裝置本體110具有高度的整合性，並可保有導電邊框111在外觀上的完整性與美感。亦即，導電邊框111保有完整的閉迴路。再者，由導電邊框111所構成的天線元件也不易受到穿戴元件120之彎曲程度的影響，故有助於提升穿戴式電子裝置100的無線傳輸功能。

此外，圖1中的導電邊框111是利用饋入點FP1與單一接地點GP1來形成兩電流路徑PT11與PT12。然而，在另一實施例中，導電邊框111也可利用饋入點FP1與兩接地點來形成兩電流路徑。舉例來說，圖2為依據本案第二實施例之穿戴式電子裝置的平面示意圖。其中，圖2實施例為圖1實施例的延伸，且兩實施例主要不同之處在於，圖2之穿戴式電子裝置200中的導電邊框211具有第一接地點GP21與第二接地點GP22。

具體而言，從饋入點FP1沿著一預設方向(例如：逆時針方向)延伸至第一接地點GP21將可產生第一電流路徑PT21。此外，從饋入點FP1沿著預設方向的相反方向(例如：順時針方向)延伸至第二接地點GP22將可產生第二電流路徑PT22。換言之，導電邊框211可透過饋入點FP1與兩接地點GP21與GP22產生兩電流路徑PT21與PT22，且兩接地點GP21與GP22可分別獨立選擇適當位置來調整PT21與PT22的電流路徑長短，用以獨立控制天線所激發的兩激發模態。

此外，與圖1實施例相似地，導電邊框211可透過兩電 流路徑PT21與PT22產生兩激發模態，以操作在第一頻帶與第二頻帶。換言之，導電邊框211除了可用以作為外觀件以外，還同時具有天線元件的功能。藉此，將可以符合穿戴式電子裝置200在小型化上的需求，並同時保有導電邊框211的完整性，並有助於提升穿戴式電子裝置200的無線傳輸功能。至於圖2實施例之其餘元件的說明，已包含在上述實施例中，在此不與贅述。

值得一提的是，無論導電邊框是採用單一接地點還是雙接地點，穿戴式電子裝置都可再利用導電邊框來形成生理感測器的感測電極。舉例來說，圖3為依據本案第三實施例之穿戴式電子裝置的立體示意圖。其中，圖3實施例為圖1實施例的延伸，且兩實施例主要不同之處在於，圖3之穿戴式電子裝置300中的裝置本體310更包括導電背蓋320，且穿戴式電子裝置300更包括系統接地面330、生理感測器340與收發器350，其中，生理感測器340連接導電邊框111及導電背蓋320用以作為量測生理訊號之兩電極。

具體而言，裝置本體310具有一容置空間，且系統接地面330、生理感測器340與收發器350設在裝置本體310的容置空間內，導電邊框111的饋入點FP1電性連接至收發器350，且導電邊框111的接地點GP1電性連接至系統接地面330。藉此，收發器350將可透過導電邊框111接收或是發射電磁波。

另一方面，系統接地面330與導電背蓋320之間，系統接地面330與導電邊框111之間均為直流絕緣(DC blocked)，兩兩 之間可藉由二極體(diode)或高頻電容連接，以達到直流絕緣、交流導通(AC feed)之效果。

生理感測器340電性連接導電邊框111與導電背蓋320， 對生理感測器340而言，導電邊框111將相當於一正電極，且導電背蓋320將相當於一負電極。因此，生理感測器340可透過導電邊框111與導電背蓋320來感測一生理訊號。舉例來說，當使用者將穿戴式電子裝置300配戴在手腕上時，裝置本體310的導電背蓋320將貼附在使用者的皮膚上。此時，倘若使用者利用另一隻手接觸到導電邊框111時，生理感測器340將可透過導電邊框111與導電背蓋320來感測使用者的生理訊號，例如：心電圖(electrocardiogram，簡稱ECG)訊號。藉此，生理感測器340將可利用所感測到的生理訊號來監測使用者的生理狀態，例如：心跳。

詳細而言，本實施例中在量測心電圖訊號之操作頻帶 時，系統接地面330與導電背蓋320之間為直流絕緣，但在天線之操作頻帶時，系統接地面330與導電背蓋320之間為交流導通。 同理，在量測心電圖訊號之操作頻帶時，系統接地面330與導電邊框11之間亦為直流絕緣，但在天線之操作頻帶時，系統接地面330與導電邊框11之間為交流導通。

綜上所述，本案的穿戴式電子裝置可利用導電邊框來形 成環形天線，以操作在第一頻帶與第二頻帶。換言之，導電邊框除了可用以作為穿戴式電子裝置的外觀件，導電邊框更具有天線元件的功能。藉此，將可符合穿戴式電子裝置在小型化上的需求， 並可同時保有導電邊框在外觀上的完整性。再者，由導電邊框所構成的天線元件也不易受到穿戴元件之彎曲程度的影響，故有助於提升穿戴式電子裝置的無線傳輸功能。

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

100‧‧‧穿戴式電子裝置

110‧‧‧裝置本體

120‧‧‧穿戴元件

111‧‧‧導電邊框

112‧‧‧顯示元件

SD11‧‧‧第一邊緣

SD12‧‧‧第二邊緣

FP1‧‧‧饋入點

GP1‧‧‧接地點

PT11‧‧‧第一電流路徑

PT12‧‧‧第二電流路徑

Claims (9)

1. 一種穿戴式電子裝置，包括：一裝置本體，包括一導電邊框，其中該導電邊框具有一饋入點與至少一接地點，以形成一第一電流路徑與一第二電流路徑，且該導電邊框透過該第一電流路徑與該第二電流路徑分別形成一環形天線，以操作在一第一頻帶與一第二頻帶；以及一穿戴元件，連接該裝置本體。
2. 如申請專利範圍第1項所述的穿戴式電子裝置，其中該至少一接地點包括一接地點，該第一電流路徑是從該饋入點沿著一預設方向延伸至該接地點，該第二電流路徑是從該饋入點沿著該預設方向的相反方向延伸至該接地點。
3. 如申請專利範圍第1項所述的穿戴式電子裝置，其中該至少一接地點包括一第一接地點與一第二接地點，該第一電流路徑是從該饋入點沿著一預設方向延伸至該第一接地點，該第二電流路徑是從該饋入點沿著該預設方向的相反方向延伸至該第二接地點。
4. 如申請專利範圍第1項所述的穿戴式電子裝置，其中該第一電流路徑的長度為該第一頻帶之中心共振頻率的1倍波長。
5. 如申請專利範圍第1項所述的穿戴式電子裝置，其中該第二電流路徑的長度為該第二頻帶之中心共振頻率的1倍波長。
6. 如申請專利範圍第1項所述的穿戴式電子裝置，其中該裝置本體更包括一顯示元件，且該導電邊框環繞在該顯示元件的周 圍。
7. 如申請專利範圍第1項所述的穿戴式電子裝置，其中該裝置本體更包括一導電背蓋，且該穿戴式電子裝置更包括：一生理感測器，電性連接該導電邊框與該導電背蓋，且該生理感測器透過該導電邊框與該導電背蓋感測一生理訊號。
8. 如申請專利範圍第7項所述的穿戴式電子裝置，更包括：一系統接地面，與該導電背蓋及該導電邊框為直流絕緣。
9. 如申請專利範圍第8項所述的穿戴式電子裝置，其中該導電邊框及該導電背蓋係透過一二極體或一電容電性連接該系統接地面。