TWI524588B - 具偵測一物體接近之功能的天線模組 - Google Patents

Description

具偵測一物體接近之功能的天線模組

本發明是有關於一種兼具天線收發功能及偵測周圍是否有一物體接近的模組。

參閱圖1，習知用來偵測是否有一物體1(例如手或人頭)接近一天線2的做法就是在該天線2的附近設置一接近感測器3(proximity sensor)。

該接近感測器3包含一金屬片31，及一電連接到該金屬片31的感測晶片32。

當該物體1靠近該金屬片31時，該金屬片31與該物體1之間所形成的一等效電容Ce的一電容值就會產生改變，也就是該金屬片31週圍的電容值產生改變，且當該電容值31小於一預設值時，該感測晶片32所輸出的一感測信號就保持在一第一邏輯準位，而當該電容值大於該預設值時，該感測晶片32所輸出的一感測信號則為另一第二邏輯準位。

藉此，就可以利用該感測晶片32來判別是否有物體接近該天線2，而當有物體1接近該天線2時，就可以 對應地調降傳送到該天線2的一射頻訊號的功率，若無物體1接近該天線2時就可以保持該射頻訊號的功率為既定的大小，而這樣設計的好處在於可以兼顧通訊品質且通過特定吸收比率(Specific Absorption Rate,SAR)的相關規範。

然而，這種將該天線2與該偵測器3獨立分離的設計方式存在以下缺點：

1.該金屬片31額外需要一個空間，因此增加產品體積。

2.該金屬片31不屬於該天線2之輻射元件21的一部分，當該天線2設計完成後，該金屬片31有可能會影響該天線2使其阻抗值偏離原本的設計，而產生阻抗不匹配的問題。

因此，本發明之其一目的，即在提供一種具偵測一物體接近之功能的天線模組。

於是本發明具偵測一物體接近之功能的天線模組，包含一天線及一第一感測晶片。

該天線包括一接地部及一輻射單元。

該輻射單元具有一訊號饋入點，及一實體連接到該接地部的短路臂，且該輻射單元至少共振於一第一共振頻率。

該第一感測晶片實體連接於該天線的該短路臂，用以偵測一物體接近該輻射單元時，產生於該物體及該輻射單元間的一電容值的變化。

而本發明之另一目的，即在提供另一種具偵測一物體接近之功能的天線模組。

於是本發明具偵測一物體接近之功能的天線模組，包含一天線及一第一感測晶片。

該天線包括一接地部、一饋入輻射單元及一第一寄生輻射臂。

該饋入輻射單元具有一訊號饋入點，且該饋入輻射單元至少共振於一第一共振頻率及一第二共振頻率。

該第一寄生輻射臂間隔地鄰近該饋入輻射單元以相互耦合並用以共振出一第三共振頻率，且該第一寄生輻射臂包括一自由端，及一實體連接到該接地部的連接端。

該第一感測晶片實體連接於該天線的該第一寄生輻射臂，用以偵測一物體接近該饋入輻射單元時，產生於該物體及該饋入輻射單元間的一電容值的變化。

1‧‧‧物體

2‧‧‧天線

3‧‧‧接近感測器

31‧‧‧金屬片

32‧‧‧感測晶片

Ce‧‧‧等效電容

100‧‧‧天線

4‧‧‧接地部

5‧‧‧饋入輻射單元

51‧‧‧訊號饋入點

52‧‧‧短路臂

53‧‧‧輻射部

6‧‧‧第一感測晶片

C‧‧‧電容

200‧‧‧控制器

300‧‧‧功率放大器

400‧‧‧物體

7‧‧‧寄生輻射臂

71‧‧‧自由端

72‧‧‧連接端

8‧‧‧第二感測晶片

9‧‧‧第一寄生輻射臂

91‧‧‧自由端

92‧‧‧連接端

11‧‧‧第二寄生輻射臂

111‧‧‧自由端

112‧‧‧連接端

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是習知一天線及一接近感測器的配置示意圖；圖2是本發明具偵測一物體接近之功能的天線模組之第一較佳實施例的示意圖；圖3是該第一較佳實施例結合一控制器及一功率放大器的示意圖；圖4是一物體接近該第一較佳實施例而產生一電容的 示意圖；圖5是本發明具偵測一物體接近之功能的天線模組之第二較佳實施例的示意圖；圖6是本發明具偵測一物體接近之功能的天線模組之第三較佳實施例的示意圖；圖7是本發明具偵測一物體接近之功能的天線模組之第四較佳實施例的示意圖；圖8是本發明具偵測一物體接近之功能的天線模組之第五較佳實施例的示意圖；圖9是本發明具偵測一物體接近之功能的天線模組之第六較佳實施例的示意圖；圖10是本發明具偵測一物體接近之功能的天線模組之第七較佳實施例的示意圖；及圖11是該第七較佳實施例的有高度示意圖。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2，本發明具偵測一物體接近之功能的天線模組之第一較佳實施例包含一天線100及一第一感測晶片6。

該天線100包括一接地部4及一饋入輻射單元5。

該饋入輻射單元5具有一訊號饋入點51，及一實體連接到該接地部4的短路臂52，且該饋入輻射單元5 至少共振於一第一共振頻率。

於本較佳實施例，該天線100是一倒F型天線。

該第一感測晶片6實體連接於該短路臂52。該第一感測晶片6用以偵測一物體(圖未示出)接近該饋入輻射單元5時，產生於該物體及該饋入輻射單元5間的一電容值的變化。

該第一感測晶片6偵測到該電容值大於一預設值時，其所輸出的一感測信號是一第一邏輯準位，該第一感測晶片6偵測到該電容值小於該預設值時，其所輸出的該感測信號是一第二邏輯準位。

參閱圖3及圖4，該第一感測晶片6的運作原理是：當該物體400越接近該饋入輻射單元5，則該物體400與該饋入輻射單元5之間所形成的一電容C的該電容值就會越大，而該電容值大到該預設值時，即代表該物體400夠接近該饋入輻射單元5，使得該感測信號從低邏輯準位(第二邏輯準位)切換到高邏輯準位(第一邏輯準位)，而當電連接到該第一感測晶片6的一控制器200偵測到該感測信號從低邏輯準位切換到高邏輯準位時，該控制器200即控制一發射一電磁信號的功率放大器300降低該電磁信號的功率，這樣的功用在於：如果該物體400是人體的一部分，例如頭部，則頭部接近該饋入輻射單元5時該電磁信號的功率就會降低，反之，當頭部遠離該饋入輻射單元5時該電磁信號的功率就可調升回原來的設定值以維持較佳的 通訊品質。

參閱圖5，本發明具偵測一物體接近之功能的天線模組之第二較佳實施例與該第一較佳實施例近似，差異在於：還包含一寄生輻射臂7，且該第一感測晶片6還實體連接於該寄生輻射臂7。

該寄生輻射臂7間隔地鄰近該饋入輻射單元5以相互耦合並用以共振出一第二共振頻率，且該寄生輻射臂7包括一自由端71，及一實體連接到該接地部4的連接端72，於本較佳實施例，該寄生輻射臂7實質地彎折呈一L形，且該饋入輻射單元5與該寄生輻射臂7於一第一方向X上間隔地重疊，該接地部4與該饋入輻射單元5於一第二方向上Y相重疊，該接地部4與該寄生輻射臂7於該第二方向上Y相重疊，該第一方向X實質地垂直於該第二方向Y。

參閱圖6，本發明具偵測一物體接近之功能的天線模組之第三較佳實施例與該第二較佳實施例近似，差異在於：該第三較佳實施例還包含一第二感測晶片8，且該第一感測晶片6及該第二感測晶片8分別實體電連接於該饋入輻射單元5及該寄生輻射臂7，且該第二感測晶片8也用以偵測該物體接近該天線100時產生於該物體及該天線100間的該電容值的變化。

該第三較佳實施例以該第一感測晶片6及該第二感測晶片7、8同時去偵測該物體接近該天線100時所產生的該電容值的功用在於：即使該第一感測晶片6及該第 二感測晶片8是相同的晶片，但是卻分別電連接於該天線100的兩個不同的位置，因此該第一感測晶片6及該第二感測晶片8輸出的兩個感測信號的結果卻有可能不同，故本實施例同時採用該第一感測晶片6及該第二感測晶片8的好處在於：可以用兩個感測信號交互確認以提高該物體是否接近該天線100的正確性。

舉例來說，如果該第一感測晶片6及該第二感測晶片8所輸出的該等感測信號都是該第一邏輯準位，則判別該物體是接近該天線100，若是該兩個感測信號的其中一個是第一邏輯準位，另一個是第二邏輯準位，則判別該物體是遠離該該天線100。

參閱圖7，本發明具偵測一物體接近之功能的天線模組之第四較佳實施例包含一第一寄生輻射臂9、一天線100及一第一感測晶片6。

該天線100包括一接地部4及一饋入輻射單元5。

該饋入輻射單元5包括一訊號饋入點51，且該饋入輻射單元5至少共振於一第一共振頻率及一第二共振頻率。

該第一寄生輻射臂9間隔地鄰近該饋入輻射單元5以相互耦合並用以共振出一第三共振頻率，且該第一寄生輻射臂9包括一自由端91，及一實體連接到該接地部4的連接端92。

該第一寄生輻射臂9間隔地鄰近該饋入輻射單 元5以相互耦合並用以共振出一第三共振頻率，且該第一寄生輻射臂9包括一自由端91，及一實體連接到該接地部4的連接端92。

該第一感測晶片6實體電連接於該第一寄生輻射臂9，用以偵測該物體接近該天線100時，產生於該物體及該天線100間的一電容值的變化。

參閱圖8，本發明具偵測一物體接近之功能的天線模組之第五較佳實施例與該第四較佳實施例近似，差異在於：還包含一第二寄生輻射臂11，且該第一感測晶片6還實體電連接於該第二寄生輻射臂11。

該第二寄生輻射臂11間隔地鄰近該饋入輻射單元5以相互耦合並用以共振出一第四共振頻率，且該第二寄生輻射臂11包括一自由端111，及一實體連接到該接地部4的連接端112，且該第一寄生輻射臂9、該饋入輻射單元5及該第二寄生輻射臂11於該第一方向X上間隔排列，且該饋入輻射單元5是位於該第一寄生輻射臂9及該第二寄生輻射臂11之間。

參閱圖9，本發明具偵測一物體接近之功能的天線模組之第六較佳實施例與該第五較佳實施例近似，差異在於：該第六較佳實施例還包含一第二感測晶片8。

該第二感測晶片8實體電連接於該第二寄生輻射臂11，也用以偵測該物體接近該饋入輻射單元5時，產生於該物體及該天線100間的該電容值的變化。

參閱圖10，本發明具偵測一物體接近之功能的 天線模組之第七較佳實施例與該第三較佳實施例近似，差異在於：該天線100是一耦合型天線，且該饋入輻射單元5更具有一耦接於該短路臂52且向一第三方向Z延伸的輻射部53，參閱圖11，該輻射部53可用於增加輻射強度，且該饋入輻射單元5的訊號饋入點51沒有實體連接於該輻射部53與該短路臂52，而是耦合感應於該輻射部53與該短路臂52之間。

該第一感測晶片6實體電連接於該天線100與該寄生輻射臂7。該第一感測晶片6用以偵測一物體(圖未示出)接近該天線100與該寄生輻射臂7時，該物體分別對應於該天線100及該寄生輻射臂7間各自的一電容值的變化，而據以輸出一對應電容值變化的感測信號以指示該物體是否接近該天線100或該寄生輻射臂7或二者其中之一。又該第一感測晶片6的運作原理相似於上述實施例，故不再重述。

綜上所述，前述較佳實施例的該第一感測晶片6及該第二感測晶片8都是實體電連接到該天線100，所以能避免先前技術需另外加入該金屬片31所產生的缺點，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

100‧‧‧天線

52‧‧‧短路臂

4‧‧‧接地部

6‧‧‧第一感測晶片

5‧‧‧饋入輻射單元

200‧‧‧控制器

51‧‧‧訊號饋入點

300‧‧‧功率放大器

Claims (10)

1. 一種具偵測一物體接近之功能的天線模組，包含：一天線，包括：一接地部；及一饋入輻射單元，具有一訊號饋入點，及一實體連接到該接地部的短路臂，且該饋入輻射單元至少共振於一第一共振頻率；一第一感測晶片，實體電連接於該天線的該短路臂，用以偵測該物體接近該天線時，產生於該物體及該天線間的一電容值的變化；及一寄生輻射臂，間隔地鄰近該饋入輻射單元以相互耦合並用以共振出一第二共振頻率，且該寄生輻射臂包括一自由端，及一實體連接到該接地部的連接端。
2. 如請求項1所述的具偵測一物體接近之功能的天線模組，其中，該第一感測晶片偵測到該電容值大於一預設值時，其所輸出的一感測信號是一第一邏輯準位，該第一感測晶片偵測到該電容值小於該預設值時，其所輸出的該感測信號是一第二邏輯準位。
3. 如請求項1所述的具偵測一物體接近之功能的天線模組，其中，該第一感測晶片還實體電連接於該寄生輻射臂。
4. 如請求項1所述的具偵測一物體接近之功能的天線模組，還包含：一第二感測晶片，實體電連接於該天線的該寄生輻 射臂，也用以偵測該物體接近該饋入輻射單元時，產生於該物體及該天線間的該電容值的變化。
5. 如請求項4所述的具偵測一物體接近之功能的天線模組，其中，該第二感測晶片偵測到該電容值大於一預設值時，該第二感測晶片所輸出的一感測信號是該第一邏輯準位，該第二感測晶片偵測到該電容值小於該預設值時，該第二感測晶片所輸出的該感測信號是該第二邏輯準位。
6. 如請求項1所述的具偵測一物體接近之功能的天線模組，其中，該饋入輻射單元更具有一用於增加輻射強度且耦接於該短路臂的輻射部，且該訊號饋入點耦合感應於該輻射部與該短路臂之間。
7. 一種具偵測一物體接近之功能的天線模組，包含：一天線，包括：一接地部；一饋入輻射單元，具有一訊號饋入點，且該饋入輻射單元至少共振於一第一共振頻率及一第二共振頻率；及一第一寄生輻射臂，間隔地鄰近該饋入輻射單元以相互耦合並用以共振出一第三共振頻率，且該第一寄生輻射臂包括一自由端，及一實體連接到該接地部的連接端；及一第一感測晶片，實體電連接於該第一寄生輻射臂 ，用以偵測該物體接近該天線時，產生於該物體及該天線間的一電容值的變化。
8. 如請求項7所述的具偵測一物體接近之功能的天線模組還包括：一第二寄生輻射臂，間隔地鄰近該饋入輻射單元以相互耦合並用以共振出一第四共振頻率，且該第二寄生輻射臂包括一自由端，及一實體連接到該接地部的連接端，且該第一寄生輻射臂、該饋入輻射單元及該第二寄生輻射臂於一第一方向上間隔排列，且該饋入輻射單元是位於該第一寄生輻射臂及該第二寄生輻射臂之間。
9. 如請求項8所述的具偵測一物體接近之功能的天線模組，其中，該第一感測晶片還實體電連接於該天線的該第二寄生輻射臂。
10. 如請求項8所述的具偵測一物體接近之功能的天線模組，還包含：一第二感測晶片，實體電連接於該天線的該第二寄生輻射臂，也用以偵測該物體接近該天線時，產生於該物體及該天線間的該電容值的變化。