TWI581080B - 智慧腕錶結構 - Google Patents

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TWI581080B
TWI581080B TW105100824A TW105100824A TWI581080B TW I581080 B TWI581080 B TW I581080B TW 105100824 A TW105100824 A TW 105100824A TW 105100824 A TW105100824 A TW 105100824A TW I581080 B TWI581080 B TW I581080B
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Description

智慧腕錶結構
本發明係關於一種腕錶，特別有關一種智慧腕錶結構。
目前，將一無線天線及一功能模組設置於一腕錶中以使該腕錶成為一智慧腕錶已經越來越普遍，習知用於智慧腕錶的無線天線通常是採用一晶片天線(chip antenna)、螺旋天線(Helix or Spiral antenna)、平板天線(patch antenna)或環型天線(loop antenna)等以接收及發射信號。晶片天線等為一種電磁場天線，也就是說，晶片天線等係利用電磁場接收以及發射信號。
習知智慧腕錶結構通常包含一錶面、一錶盤、一錶殼、以及一底殼。該錶盤、該錶殼、該底殼由上而下依序組成以形成一容置空間。天線係設置於原腕錶內部之容置空間或錶殼中，然而習知智慧腕錶的錶殼、底殼、錶盤等形成容置空間之物件一般是由金屬製成，金屬具有屏蔽信號的特性，因此習知智慧腕錶的容置空間或錶殼內的天線所接收或發射的信號會受到金屬製成的錶殼、底殼、錶盤等物件之影響。
即使形成容置空間之錶盤、錶殼、底殼中至少一者為非金屬製成，或至少一者之物件其部份係由非金屬所製成，若 將天線置於容置空間或錶殼內，該天線仍會受到形成容置空間之物件，如錶盤、錶殼、底殼，或置於容置空間中之機芯、功能模組、電池之影響，導致與移動終端之無線通訊距離大幅縮短。
請參閱第1圖，第1圖顯示習知智慧腕錶的結構。傳統智慧腕錶包括一錶殼20’、一功能模組18”、一專用電池24”以及一底殼26’。專用電池24”用於提供功能模組18”所需之電力。由於專用電池24”疊加在錶殼20’及底殼26’之間，造成傳統智慧腕錶因厚度提高，導致體積大幅增加。目前市場上的智慧腕錶皆有厚度過高及體積過大的問題。
因此需要對習知技術中天線及電池構型問題提出解決辦法。
本發明的一個目的在於提供一種智慧腕錶結構，其能解決習知技術中天線接收或發射的信號，受到容置空間形成物件及機芯、功能模組或電池之影響的問題。
本發明的另一個目的在於提供一種智慧腕錶結構，其能解決習知技術中智慧手錶的電池容納的問題，以解決傳統腕錶因裝置功能模組之電池，導致厚度大幅加厚的問題。
為達成上述目的，本發明之智慧腕錶結構包括：一錶面、一錶盤、一錶殼、一底殼、一天線以及一功能模組。該錶盤、該錶殼及該底殼由上而下依序組成以形成一容置空間。該天線貼附於該錶面之一下表面。該功能模組設置於該容置空間中， 用於與一移動終端進行無線通信。
為達成上述目的，本發明之智慧腕錶結構包括：一錶面、一錶盤、一錶殼、一底殼、一天線、一機芯、一功能模組以及一專用電池。該錶盤、該錶殼及該底殼由上而下依序組成以形成一容置空間。該天線貼附於該錶面之一下表面。該機芯設置於該容置空間中。該功能模組設置於該容置空間中，用於與一移動終端進行無線通信。該專用電池設置在該機芯的周圍。
為達成上述目的，本發明之智慧腕錶結構包括：一錶面、一錶盤、一錶殼、一底殼、一天線、一機芯以及一專用電池。該錶盤、該錶殼及該底殼由上而下依序組成以形成一容置空間。該天線貼附於該錶面之一下表面。該機芯與一功能模組整合為一體。與該功能模組整合之該機芯設置於該容置空間中，用於與一移動終端進行無線通信，及驅動一指示器以提供時間功能顯示。該專用電池設置在該機芯的周圍。
本發明之智慧腕錶結構中，由於天線係貼附於錶面之下表面而不是設置於容置空間或錶殼中，因此當天線在發射或接受信號時，信號不會被金屬所形成的容置空間所屏蔽。
即使形成容置空間之物件(錶盤、錶殼及底殼)中至少一者為非金屬或部份為非金屬製成，由於天線係貼附於錶面之下表面，因此天線幾乎完全不受干擾，且由於天線遠離由錶盤、錶殼及底殼等形成之容置空間，並遠離機芯、功能模組及電池，因此天線與一移動終端進行無線通訊時，其無線通訊距離可達最 大。
此外，本發明之智慧腕錶結構中，由於供給電力給功能模組的電池，是以特殊構型的設計圍繞於習知腕錶原有的機芯周圍，所需的錶殼厚度得與習知腕錶的機芯高度相當，或可降低錶殼需增加的厚度。
10‧‧‧錶面
12、12A~12D‧‧‧天線
14‧‧‧錶盤
16、16’‧‧‧機芯
18、18’、18”‧‧‧功能模組
20、20’‧‧‧錶殼
22‧‧‧錶冠
24‧‧‧電池
24’、24”‧‧‧專用電池
26、26’‧‧‧底殼
28‧‧‧容置空間
30‧‧‧移動終端
32‧‧‧無線信號收發器
34‧‧‧指示器
40、42‧‧‧導電薄膜
140‧‧‧時間刻度
180‧‧‧電性連接基板
182‧‧‧控制單元
1820‧‧‧處理器單元
1822‧‧‧感測器
1824‧‧‧無線通訊單元
1826‧‧‧記憶單元
第1圖顯示習知智慧腕錶的結構。
第2圖顯示根據本發明一第一實施例之智慧腕錶結構的上視圖。
第3圖顯示第2圖之智慧腕錶結構的爆炸圖。
第4圖顯示第2圖之智慧腕錶結構的剖面圖。
第5圖顯示本發明的控制單元與移動終端進行無線通信的示意圖。
第6圖顯示根據本發明一第一實施例之天線貼附於錶面之示意圖。
第7圖顯示根據本發明一第二實施例之天線貼附於錶面之示意圖。
第8圖顯示根據本發明一第三實施例之天線貼附於錶面之示意圖。
第9圖顯示根據本發明一第四實施例之天線貼附於錶面之示意圖。
第10圖顯示根據本發明一第二實施例之智慧腕錶結構內部的示意圖。
第11圖顯示專用電池及功能模組之示意圖。
第12圖顯示專用電池圍繞機芯之示意圖。
為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照圖式並舉實施例對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，本發明說明書所使用的詞語“實施例”意指用作實例、示例或例證，並不用於限定本發明。此外，本發明說明書和所附申請專利範圍中所使用的冠詞「一」一般地可以被解釋為意指「一個或多個」，除非另外指定或從上下文可以清楚確定單數形式。並且，在所附圖式中，結構、功能相似或相同的元件是以相同元件標號來表示。
請參閱第2圖、第3圖和第4圖，第2圖顯示根據本發明一第一實施例之智慧腕錶結構的上視圖，第3圖顯示第2圖之智慧腕錶結構的爆炸圖，第4圖顯示第2圖之智慧腕錶結構的剖面圖。
本發明之智慧腕錶結構包括一錶面10、一天線12、一錶盤14、一機芯16、一功能模組18、一錶殼20、一錶冠22、一電池24以及一底殼26。錶盤14、錶殼20及底殼26由上而下依序組成以形成一容置空間28。
錶面10為透明之材質(例如玻璃件)，本案之主要特徵在於天線12設置並貼附於錶面10之下表面而不是設置於智慧腕 錶結構之錶殼20或容置空間28的內部，因此當天線12在發射或接受信號時，信號不會被錶殼20所屏蔽。較佳而言，天線12為可透光。
錶盤14上設有實體的時間刻度140(如一點至十二點)，指示器34(如實體的時針、分針和秒針)設置於錶盤14上方，指示器34由機芯16驅動，進而與錶盤14上的時間刻度140配合來顯示時間，用戶透過透明的錶面10及天線12可看到指示器34所指示的位置資訊(即時間資訊)。
錶盤14、錶殼20和底殼26係用以保護腕錶結構內部的機械及/或電子元件。
智慧腕錶結構的側面具有錶冠22，用戶可以透過旋轉錶冠22上的旋鈕來調整時間或設定鬧鈴時間。
電池24可以提供機芯16及/或功能模組18所需的電力，可以為一次性電池或可充式電池。機芯16及功能模組18設置於容置空間28中，用於與一移動終端配合，更明確地說，功能模組18可與該移動終端進行無線通信。要說明的是，功能模組18也可設置於智慧腕錶結構之錶帶。
在本發明的實施例中，電池24可以供電給機芯16和功能模組18，也就是說，機芯16和功能模組18(和腕錶結構內的其他元件)可以同時使用電池24儲存的電力。在其他實施例中，機芯16和功能模組18也可以具有相互獨立的電池和供電系統，亦即機芯16和功能模組18由不同的電池供電。
如第3圖所示，功能模組18包括一電性連接基板180和設置在電性連接基板180上之一控制單元182。請參閱第5圖，第5圖顯示本發明的控制單元182與移動終端30進行無線通信的示意圖。本發明之控制單元182包括一處理器單元1820、一感測器1822及一無線通訊單元1824。處理器單元1820、感測器1822及無線通訊單元1824在電性連接基板180上可封裝成一單一(monolithic)封裝結構，例如系統級封裝(System in Package；SiP)結構，也可單獨封裝或任兩者整合封裝，而後透過相同或不同的電性連接基板上的佈線結構完成電信號的傳遞。電性連接基板180可為軟性或硬性多層基板，具有複數個金屬層以及複數個介電層，金屬層分布於各個介電層間、用以傳遞電信號，介電層例如以聚醯亞胺(polyimide)為材料，以旋轉塗佈法(spin coating)形成。功能模組18還可包含一記憶單元1826，記憶單元1826用於儲存處理器單元1820所需之相關資料，記憶單元1826亦可整合於處理器單元1820。移動終端30具有一無線信號收發器32，用以接收和發送無線信號，無線信號收發器32例如可為藍芽(Bluetooth)收發器或NFC(Near Field Communication，近場通訊)收發器。
請參閱第6圖，第6圖顯示根據本發明一第一實施例之天線12A貼附於錶面10之示意圖。
於本實施例中，天線12A僅貼附於錶面10之下表面的一部分且為一單極天線(monopole antenna)，單極天線為金屬網格(metal mesh)、金屬薄膜(metal thin film，或稱為金屬奈米薄 膜)、奈米金屬線(nano metal wire)、或石墨烯(graphene)製成之導電薄膜。
於本實施例中，天線12A之穿透率(transmittance)可大於70%以上，因此用戶透過第2圖之錶面10觀看時間時受到天線12A的影響極小。
請參閱第7圖，第7圖顯示根據本發明一第二實施例之天線12B貼附於錶面10之示意圖。
於本實施例中，天線12B僅貼附於錶面10之下表面的一部分且為一雙極天線(dipole antenna)，雙極天線為金屬網格、金屬薄膜、奈米金屬線、或石墨烯製成之導電薄膜。
於本實施例中，天線12B之穿透率可大於70%以上，因此用戶透過第2圖之錶面10觀看時間時受到天線12B的影響極小。
請參閱第8圖，第8圖顯示根據本發明一第三實施例之天線12C貼附於錶面10之示意圖。
於本實施例中，天線12C僅貼附於錶面10之下表面的一部分且為一單極天線，錶面10之下表面的其他部分(即未貼附天線12C的部分)貼附一導電薄膜40，天線12C與導電薄膜40為可導電之材質。單極天線12C與導電薄膜40為金屬網格、金屬薄膜、奈米金屬線、或石墨烯製成之導電薄膜。
天線12C與導電薄膜40的製作方式可以先在錶面10之下表面形成一完整的導電薄膜，然後再經由雷射圖案化(laser patterning)將該完整的導電薄膜分割成天線12C與導電薄膜40，此導電薄膜40藉由微小之縫隙與該天線12C區分，天線12C與導電薄膜40兩者為電性斷開且天線12C發射或接受信號時不會受到導電薄膜40的影響。
於本實施例中，由於天線12C與導電薄膜40為可導電之材質(具有相同或相近的穿透率)，因此用戶透過第2圖之錶面10觀看時間時不會感受到天線12C的影響。
請參閱第9圖，第9圖顯示根據本發明一第四實施例之天線12D貼附於錶面10之示意圖。
於本實施例中，天線12D僅貼附於錶面10之下表面的一部分且為一雙極天線，錶面10之下表面的其他部分(即未貼附天線12D的部分)貼附一導電薄膜42，天線12D與導電薄膜42為可導電之材質。雙極天線與導電薄膜42為金屬網格、金屬薄膜、奈米金屬線、或石墨烯製成之導電薄膜。
天線12D與導電薄膜42的製作方式可以先在錶面10之下表面形成一完整的導電薄膜，然後再經由雷射圖案化將該完整的導電薄膜分割成天線12D與導電薄膜42，此導電薄膜42藉由微小之縫隙與該天線12D區分，天線12D與導電薄膜42兩者為電性斷開且天線12D發射或接受信號時不會受到導電薄膜42的影響。
於本實施例中，由於天線12D與導電薄膜42為可導電之材質(具有相同或相近的穿透率)，因此用戶透過第2圖之錶面10觀看時間時不會感受到天線12D的影響。
要說明的是，第6至9圖之天線12A~12D以不同標號表示代表不同實施例，天線12A~12D皆可應用至第3圖之天線12。
請參閱第10圖至第12圖，第10圖顯示根據本發明一第二實施例之智慧腕錶結構內部的示意圖，第11圖顯示專用電池24’及功能模組18’之示意圖，第12圖顯示專用電池24’圍繞機芯16’之示意圖。專用電池24’用於提供功能模組18’所需之電力。
本實施例與第一實施例之差異在於本實施例之智慧腕錶結構包括外加的專用電池24’，於第一實施例中，電池24供給電力給機芯16和功能模組18。於本實施例中，專用電池24’用於專門提供功能模組18’所需之電力。如上所述，習知技術中功能模組所需的外加電池疊加在底殼上(如第1圖所示)，造成習知智慧腕錶厚度過高導致體積太大的問題。於本實施例中，專用電池24’及功能模組18’分別設置於機芯16’的周圍，更明確地說，專用電池24’及功能模組18’分別圍繞在機芯16’的周圍且均位於第3圖之錶盤14的下方。由於專用電池24’及功能模組18’圍繞在機芯16’的周圍，因此三者大致佔據類似的厚度，本實施例之智慧腕錶結構與習知技術中外加電池疊加在底殼內的智慧腕錶相比，所需的錶殼20的厚度得與機芯16’的厚度相當，或可降低錶殼20需增加的厚度。此外，功能模組18’可與機芯16’整合為一體，因此僅有專用電池24’設置於機芯16’(與功能模組18’整合)的周圍。
此外，要說明的是，本實施例也可使用第一實施例之天線12及第6至9圖之天線12A~12D，且本實施例之其他元件與 第一實施例相同，此不多加贅述。
本發明之智慧腕錶結構中，由於天線係貼附於錶面之下表面而不是設置於容置空間或錶殼的內部，因此當天線在發射或接受信號時，信號不會被錶殼所屏蔽或影響。此外，本發明之智慧腕錶結構可採用專用電池圍繞在機芯周圍的結構，可解決習知技術中智慧腕錶因為外加電池造成體積過大及厚度過高的問題。
本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧錶面
12‧‧‧天線
14‧‧‧錶盤
16‧‧‧機芯
18‧‧‧功能模組
20‧‧‧錶殼
22‧‧‧錶冠
24‧‧‧電池
26‧‧‧底殼
28‧‧‧容置空間
34‧‧‧指示器
140‧‧‧時間刻度
180‧‧‧電性連接基板
182‧‧‧控制單元

Claims (7)

  1. 一種智慧腕錶結構，包括：一錶面；一錶盤；一錶殼；一底殼，該錶盤、該錶殼及該底殼由上而下依序組成以形成一容置空間，該錶面固定設置於該錶盤上方；一天線，形成於該錶面之一下表面，該天線之穿透率大於70%且僅形成於該錶面之該下表面的一部分，該錶面之該下表面的其他部分形成一導電薄膜，該導電薄膜藉由一縫隙與該天線區分；以及一功能模組，設置於該容置空間中，用於與一移動終端進行無線通信。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之智慧腕錶結構，其中該天線為一單極天線，該天線與該導電薄膜為可導電之材質。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之智慧腕錶結構，其中該單極天線與該導電薄膜為金屬網格、金屬薄膜、奈米金屬線、或石墨烯製成之導電薄膜。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之智慧腕錶結構，其中該天線為一雙極天線，該天線與該導電薄膜為可導電之材質。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之智慧腕錶結構，其中該雙極天線與該導電薄膜為金屬網格、金屬薄膜、奈米金屬線、或石墨烯製成之導電薄膜。
  6. 一種智慧腕錶結構，包括一錶面；一錶盤；一錶殼；一底殼，該錶盤、該錶殼及該底殼由上而下依序組成以形成一容置空間，該錶面固定設置於該錶盤上方；一天線，形成於該錶面之一下表面，該天線之穿透率大於70%且僅形成於該錶面之該下表面的一部分，該錶面之該下表面的其他部分形成一導電薄膜，該導電薄膜藉由一縫隙與該天線區分；一機芯，設置於該容置空間中；一功能模組，設置於該容置空間中，用於與一移動終端進行無線通信；以及一專用電池，設置在該機芯的周圍。
  7. 一種智慧腕錶結構，包括一錶面；一錶盤；一錶殼；一底殼，該錶盤、該錶殼及該底殼由上而下依序組成以形成一容置空間，該錶面固定設置於該錶盤上方； 一天線，形成於該錶面之一下表面，該天線之穿透率大於70%且僅形成於該錶面之該下表面的一部分，該錶面之該下表面的其他部分形成一導電薄膜，該導電薄膜藉由一縫隙與該天線區分；一機芯，與一功能模組整合為一體，與該功能模組整合之該機芯設置於該容置空間中，用於與一移動終端進行無線通信，及驅動一指示器以提供時間功能顯示；以及一專用電池，設置在該機芯的周圍。
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