TWI683472B - 可攜式電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種可攜式電子裝置，包含本體及天線。本體包含第一殼體、第二殼體及樞轉鉸鍊，其中樞轉鉸鍊結合於第一殼體及第二殼體，以供第一殼體能夠相對第二殼體擺動。天線包含輻射結構及激發電路。輻射結構包含第一金屬層及第二金屬層，其中第一金屬層設置於第一殼體，且第二金屬層設置於第二殼體。第一金屬層及第二金屬層之間形成槽孔。激發電路設置於第一殼體內，且具有電磁波發射部用於朝向槽孔發射電磁波。

Description

可攜式電子裝置

本發明係關於一種可攜式電子裝置，特別係具有天線特別係具有天線的可攜式電子裝置。

現今網路技術蓬勃，網路的應用已與現代人的生活密不可分，例如透過網路得知新聞資訊、與親朋好友聯繫、記錄自己的生活等等。因應個人可攜式電子裝置的需求，上網的方式從網路線固接發展為無線上網，幾乎所有的可攜式電子裝置，不論是筆記型電腦、個人數位助理、智慧型手機、甚至數位相機，都搭載有無線上網的功能。

就無線通訊技術而言，天線為關鍵零件組件。目前內嵌於可攜式電子裝置的天線設計，例如金屬片沖壓成型天線或印刷電路板天線，在生產上都需要開發金屬加工成型模具，開模具不但貴而且時程長，對於新產品開發的成本與時程控制甚為不利。此外，當內嵌式的天線自內部發射電磁波時，其輻射場形會受到周圍金屬元件的破壞，為了避免金屬外殼包覆天線而導致訊號屏蔽的狀況，傳統的天線設置的位置及方式會在電子裝置的顯眼部位開設槽孔，縱使以非金屬材料遮覆槽孔，仍會導致所述的顯眼部位無法維持平整的全金屬表面，因而影響了電子裝置外觀上的整體性。

鑒於上述，本發明提供一種可攜式電子裝置。

依據本發明一實施例的一實施例的可攜式電子裝置，包含本體及天線。本體包含第一殼體、第二殼體及樞轉鉸鍊，其中樞轉鉸鍊結合於第一殼體及第二殼體，以供第一殼體能夠相對第二殼體擺動。天線包含輻射結構及激發電路。輻射結構包含第一金屬層及第二金屬層，其中第一金屬層設置於第一殼體，第二金屬層設置於第二殼體，且第一金屬層及第二金屬層之間形成槽孔。激發電路設置於第一殼體內，且具有電磁波發射部用於朝向槽孔發射電磁波。

藉由上述結構，本案所揭示的可攜式電子裝置，透過設置天線的金屬層分別於可攜式電子裝置的兩個殼體中靠近樞轉鉸鍊的邊緣，以兩殼體的邊緣以及樞轉鉸鍊之間所構成的間隙作為天線的槽孔，因此，在可攜式電子裝置的天線製程中，無需在金屬層上進行槽孔的蝕刻，或是設計具有槽孔的金屬圖騰以進行印刷製程，免去槽孔的製程步驟，大幅簡化整體製程。此外，由於無需在殼體上設置槽孔，可攜式電子裝置的殼體亦可以保有全金屬外表面，提升其美觀性。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參考圖1A，圖1A為依據本發明一實施例所繪示的可攜式電子裝置1的局部示意圖。可攜式電子裝置1例如是筆記型電腦、可拆式平板電腦、電子辭典或是其他具有掀蓋結構的電子裝置，包含本體2以及天線3。本體2包含第一殼體21、第二殼體22以及至少一個樞轉鉸鍊23，其中樞轉鉸鍊23結合於第一殼體21及第二殼體22，以供第一殼體21能夠相對第二殼體22擺動。於圖1A所示的實施例中，以筆記型電腦作為可攜式電子裝置1為例，本體2除了第一殼體21、第二殼體22以及兩個樞轉鉸鍊23及23b之外，亦包含一般的筆記型電腦所具有的元件，例如中央處理器、記憶體等等，該些元件的詳細內容應為本領域之通常知識，於此不予贅述。

可攜式電子裝置1的天線3包含輻射結構31以及激發電路32。輻射結構31包含第一金屬層311及第二金屬層312，其中第一金屬層311設置於本體2的第一殼體21，且第二金屬層312則設置於第二殼體22，第一金屬層311及第二金屬層312之間形成槽孔313。於一實施例中，第一金屬層311及第二金屬層312分別接地，以在彼此之間形成雙端開放式的槽孔313。

於另一實施例中，第一金屬層311及第二金屬層312透過樞轉鉸鍊23彼此導電連接，此時槽孔313便形成於第一金屬層311、第二金屬層312及樞轉鉸鍊23之間。詳細來說，樞轉鉸鍊23中亦設置有金屬層以導電連接第一金屬層311及第二金屬層312，或者樞轉鉸鍊23係由金屬材料構成以導電連接第一金屬層311及第二金屬層312，再共同接地，使得第一金屬層311、第二金屬層312及樞轉鉸鍊23之間形成單端開放式的槽孔313。特別要說明的是，圖1A示例性地繪示槽孔313係自樞轉鉸鍊23往可攜式電子裝置1的中央延伸，而於其它實施例中，槽孔313亦可自樞轉鉸鍊23往可攜式電子裝置1的外側延伸。

於又一實施例中，可攜式電子裝置1的兩個樞轉鉸鍊23及23b中皆設置有金屬層或是由金屬材料構成，且導電連接第一金屬層311及第二金屬層312，並共同接地，使得第一金屬層311、第二金屬層312與兩個樞轉鉸鍊23及23b之間形成封閉式的槽孔313，也就是說，槽孔313位於兩個樞轉鉸鍊23及23b之間。至於第一金屬層311及第二金屬層312分別於第一殼體21及第二殼體22中的詳細設置位置將於後描述。

天線3的激發電路32設置於第一殼體31內，且具有電磁波發射部321用於朝向槽孔313發射電磁波。舉例來說，電磁波發射部321係金屬圖騰，本發明對於圖騰的設計樣式不予限制。此外，關於激發電路32的詳細電路架構將於後描述。於此特別要說明的是，圖1A示例性地繪示第一殼體21為筆記型電腦的上蓋，且第二殼體22為筆記型電腦的底座。然而，於其他實施例中，亦可定義筆記型電腦的底座為第一殼體21，且上蓋為第二殼體22。換句話說，天線3的激發電路32可設置於可攜式電子裝置1的任一殼體中，本發明不予限制。

接下來請一併參照圖1A及1B，其中，圖1B係依據本發明另一實施例所繪示的可攜式電子裝置1’的局部示意圖。圖1B所示的可攜式電子裝置1’類似於圖1A所示的可攜式電子裝置1，係以筆記型電腦為舉例，其本體2同樣包含第一殼體21、第二殼體22以及兩個樞轉鉸鍊23及23b，且其天線3’亦包含輻射結構31’以及激發電路32，其中，輻射結構31’與激發電路32之間的設置關係以及激發電路32與本體2之間的設置關係皆如前所述，於此不再贅述。

進一步地，以下說明圖1A所示的第一金屬層311與第二金屬層312分別於第一殼體21與第二殼體32中的設置位置，以及圖1B所示的第一金屬層311’與第二金屬層312’分別於第二殼體22中的設置位置。第一殼體21具有對闔面211、外表面212及側緣面213，其中對闔面211與外表面212彼此相對，且側緣面213連接於對闔面211與外表面212之間。詳細來說，對闔面211可以係筆記型電腦的上蓋設置有螢幕的面，在上蓋與底座之間的開闔角度為0度時覆蓋於底座；外表面212可以係上蓋的外表面；側緣面213則可以係筆記型電腦的上蓋在與底座的開闔角度為180度時鄰近於底座的面。而第二殼體22亦具有對闔面、側緣面及外表面，此三面彼此的位置關係皆類似於第一殼體21，因此不再贅述。

於圖1A所示的實施例中，第一殼體21及第二殼體22之間具有間隙，第一金屬層311設置於第一殼體21的外表面212，且其邊緣貼齊第一殼體21的外表面212鄰近於第二殼體22的邊緣，第二金屬層312亦設置於第二殼體22的外表面，且其邊緣貼齊第二殼體22的外表面鄰近於第一殼體21的邊緣。舉一個上述設置方式的實用例，第一殼體21及第二殼體22例如具有全金屬殼，第一金屬層311及第二金屬層312分別為第一殼體21及第二殼體22的外表面；另一種實用例則可以是在非金屬材料構成的第一殼體21及第二殼體22外表面覆設第一金屬層311及第二金屬層312。藉由上述設置方式，天線3係以第一殼體21與第二殼體22之間的間隙作為槽孔313。透過以所述間隙作為槽孔313，可以免去槽孔313的製程步驟，簡化天線3的整體製程。此外，由於無需在殼體21的外表面212設置槽孔313，可攜式電子裝置1可以保有全金屬的外表面212，提升其美觀性。

於另一實施例中，如圖1B所示，第一金屬層311’的邊緣與第一殼體21的外表面212鄰近於第二殼體22的邊緣之間可以具有間隙d1，且第二金屬層312’的邊緣與第二殼體22的外表面鄰近於第一殼體21的邊緣之間亦可以具有間隙d2，或者可設置僅有第一金屬層311’及第二金屬層312’的其中之一者的邊緣與殼體的邊緣之間具有間隙。其中，第一金屬層311’的邊緣與第二金屬層312’的邊緣之間形成槽孔313’。

於上述二實施例中，激發電路32設置於第一殼體21內，且具有電磁波發射部321由側緣面213朝槽孔313或313’發射電磁波，以激發槽孔313產生具有另一頻段的第二電磁波。於另一實施例中，電磁波發射部321亦可以同時由第一殼體21的側緣面213朝槽孔發射電磁波且由對闔面211朝外發射電磁波，也就是說，電磁波發射部321的電磁波發射範圍可以涵蓋第一殼體21的側緣面213及對闔面211。因此，天線3或3’可以產生兩種頻段的電磁波。舉例來說，激發電路32的電磁波發射部321本身可以產生具有5G頻段的電磁波，且可以激發槽孔313或313’產生具有2.4G～2.5G頻段的第二電磁波。詳細來說，槽孔313或313’的寬度可以設計介於1～5毫米以具有較佳的激發電磁波效果。

此外，特別要說明的是，於圖1A及1B中，激發電路32於第一殼體21中的設置位置，以及電磁波發射部321於激發電路32中的設置位置皆為示例性地繪示，於其他實施例中，電磁波發射部設置於槽孔周圍，而激發電路中的其它元件可以設置於殼體中的任一處，而非限定設置於槽孔周圍。

此外，於上述實施例中，第一金屬層311或311’設置於第一殼體21的外表面212，而於其他實施例中，第一金屬層更可以設置延伸至第一殼體21的其他面。請參考圖2A～2D，其中圖2A係依據本發明又一實施例所繪示的可攜式電子裝置1a的局部示意圖；圖2B係依據本發明又一實施例所繪示的可攜式電子裝置1b的局部示意圖；圖2C係依據本發明又一實施例所繪示的可攜式電子裝置1c的局部示意圖；且圖2D係依據本發明又一實施例所繪示的可攜式電子裝置1d的局部示意圖。

於圖2A～2D所示的實施例中，可攜式電子裝置1a～1d皆類似於圖1A及1B所示的可攜式電子裝置1及1'，係以筆記型電腦為舉例，其各元件的設置關係大致如同上列實施例，因此相似之處不再贅述，以下僅針對各實施例的差異點進行描述。

於圖2A所示的實施例中，天線3a的輻射結構31a的第一金屬層311a設置於第一殼體21的外表面212以及側緣面213，且位於外表面212的部分第一金屬層311a及位於側緣面213的部分第一金屬層311a彼此導電連接。第一金屬層311a於側緣面213具有開口3111a以暴露出激發電路32的電磁波發射部321。舉例來說，第一殼體21上對應於第一金屬層311a的開口3111a的區塊係由非導電材質所構成。激發電路32的電磁波發射部321可以由第一殼體21的側緣面213透過第一金屬層311a的開口3111a發射電磁波至槽孔313，如此一來，電磁波得以避免遭第一金屬層311a所屏蔽。

於圖2B及2C所示的實施例中，天線3b/3c的輻射結構31b/31c的第一金屬層311b/311c除了設置於第一殼體21的外表面212以及側緣面213，更設置於第一殼體21的對闔面211。位於外表面212的部分第一金屬層311b/311c、及位於側緣面213的部分第一金屬層311b/311c以及位於對闔面211的部分第一金屬層311b/311c彼此導電連接。類似於圖2A所示的輻射結構31a，圖2B及2C所示的輻射結構31b/31c的第一金屬層311b/311c於側緣面213具有開口3111b/3111c以暴露出激發電路32’的電磁波發射部321。

如前所述，電磁波發射部321除了由第一殼體21的側緣面213朝槽孔313發射電磁波，亦可由對闔面211朝外發射電磁波。因此，位於第一殼體21的對闔面211的部分第一金屬層311b/311c上需形成開口以提供電磁波發射部321發射電磁波的通道。舉例來說，於圖2B所示的實施例中，第一金屬層311b的開口3111b自第一殼體21的側緣面213延伸至對闔面211；而於圖2C所示的實施例中，第一金屬層311c於第一殼體21的側緣面213及對闔面211上則分別具有開口3111c及3112。

此外，如圖2B及2C所示，激發電路32’更可以包含第二電磁波發射部321b，用於由第一殼體21的對闔面211朝第一殼體21外發射另一電磁波。進一步地說，第二電磁波發射部321b可以自第一殼體21內沿著垂直於對闔面211的方向，透過圖2B所示的開口3111b或是圖2C所示的開口3112發射電磁波至第一殼體21外。於此實施例中，第二電磁波發射部321b所發射的電磁波與電磁波發射部321所發射的電磁波具有不同的頻段。舉例來說，電磁波發射部321可以產生具有5G頻段的電磁波，且第二電磁波發射部321b可以產生具有2.4G～2.5G頻段的電磁波，又或者電磁波發射部321可產生一2G或5G的電磁波段，且透過此電磁波段與槽孔響應形成一新的應用波段。

於圖2D所示的實施例中，第一殼體21’的側緣面213’為一弧面。類似於上列各實施例所述，當第一金屬層311d於第一殼體21’所分布的區域會屏蔽激發電路32的電磁波發射部321所發射的電磁波時，則第一金屬層311d上需形成開口3111d以供電磁波自第一殼體21’內傳遞至第一殼體21’外。於圖2D中，開口3111d的位置及大小僅為示例性地繪示，本發明不予限制。

特別要說明的是，圖1A、1B、2A～2D皆示例性地繪示第一金屬層與第二金屬層分別位於第一殼體與第二殼體的外表面的部分區域。然而，第一金屬層及第二金屬層的面積以及設置位置可以依據實際製程所需來設計，第一金屬層及第二金屬層亦可以分別佈滿整個第一殼體及第二殼體，例如為筆記型電腦或其他可攜式電子裝置的上蓋的金屬外層及底座的金屬外層。此外，第一金屬層亦可以設置於上蓋的外表面及對闔面之間，第二金屬層可以設置於底座的外表面與對闔面之間。藉由上述設置方式，第一及第二金屬層可以避免受到外界環境的破壞，電子裝置的外表面材質亦可設計為金屬以外的材質。

另外要特別說明的是，上列圖1A、1B、2A～2D皆示例性地繪示第一殼體為筆記型電腦的上蓋，且第二殼體為筆記型電腦的底座。然而，於其他實施例中，亦可定義筆記型電腦的底座為第一殼體，且上蓋為第二殼體。換句話說，天線的激發電路可設置於可攜式電子裝置的任一殼體中，本發明不予限制。

關於前述實施例中的激發電路32的詳細電路架構，請參考圖3，圖3係依據本發明另一實施例所繪示的可攜式電子裝置的激發電路32的功能方塊圖。如圖3所示，激發電路32除了前述的電磁波發射部321之外，亦包含訊號輸入埠322、換衡器323及調節電路324，其中訊號輸入埠322、換衡器323、調節電路324及電磁波發射部321依序彼此電性連接。

訊號輸入埠322用於電性連接於同軸電纜，同軸電纜至少包含導線、圍繞包覆導線的絕緣層以及絕緣層外的導電層。換衡器323例如為平衡不平衡轉換器（Balun transformer），透過訊號輸入埠322以自同軸電纜的導線接收饋入訊號，並自導電層接收接地訊號，據以產生平衡訊號再傳送至調節電路324。調節電路324例如包含阻抗匹配電路，用於調整接收到的訊號，使激發電路32的訊號端的特徵阻抗與負載端的阻抗相互匹配。換句話說，激發電路32的阻抗匹配電路可以使連接於換衡器323的該側的特徵阻抗匹配於連接於電磁波發射部321的該側的負載阻抗。舉例來說，阻抗匹配電路係π型、T型或L型電路。調節電路324將調整後的訊號饋入電磁波發射部321。電磁波發射部321例如係金屬圖騰，依據來自調節電路324的訊號產生並發射電磁波，本發明對於圖騰的設計樣式不予限制。

藉由上述結構，本案所揭示的可攜式電子裝置，透過設置天線的金屬層分別於可攜式電子裝置的兩個殼體中靠近樞轉鉸鍊的邊緣，以兩殼體的邊緣以及樞轉鉸鍊之間所構成的間隙作為天線的槽孔，因此，在可攜式電子裝置的天線製程中，無需在金屬層上進行槽孔的蝕刻，或是設計具有槽孔的金屬圖騰以進行印刷製程，免去槽孔的製程步驟，大幅簡化整體製程。此外，由於無需在殼體上設置槽孔，可攜式電子裝置的殼體亦可以保有全金屬外表面，提升其美觀性。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1、1’、1a～1d                  可攜式電子裝置 2、2’                                本體 21、21’                             第一殼體 22                                      第二殼體 23、23b                            樞轉鉸鍊 211                                    對闔面 212                                    外表面 213                                    側緣面 3、3’ 、3a～3c                 天線 31、31’、31a～31c          輻射結構 311、311’、311a～311d   第一金屬層 312、312’、312a～312c   第二金屬層 313、313’                         槽孔 32、32’                             激發電路 321                                    電磁波發射部 321b                                  第二電磁波發射部 3111a～3111d、3112        開口 322                                    訊號輸入埠 323                                    換衡器 324                                    調節電路 d1、d2                              間隙

圖1A係依據本發明一實施例所繪示的可攜式電子裝置的局部示意圖。 圖1B係依據本發明另一實施例所繪示的可攜式電子裝置的局部示意圖。 圖2A係依據本發明又一實施例所繪示的可攜式電子裝置的局部示意圖。 圖2B係依據本發明又一實施例所繪示的可攜式電子裝置的局部示意圖。 圖2C係依據本發明又一實施例所繪示的可攜式電子裝置的局部示意圖。 圖2D係依據本發明又一實施例所繪示的可攜式電子裝置的局部示意圖。 圖3係依據本發明另一實施例所繪示的可攜式電子裝置的激發電路的功能方塊圖。

1                           可攜式電子裝置 2                           本體 21                         第一殼體 22                         第二殼體 23、23b               樞轉鉸鍊 211                       對闔面 212                       外表面 213                       側緣面 3                           天線 31                         輻射結構 311                       第一金屬層 312                       第二金屬層 313                       槽孔 32                         激發電路 321                       電磁波發射部

Claims (15)

1. 一種可攜式電子裝置，包含：一本體，包含一第一殼體、一第二殼體及一樞轉鉸鍊，該樞轉鉸鍊結合於該第一殼體及該第二殼體，以供該第一殼體能夠相對該第二殼體擺動；以及一天線，包含：一輻射結構，包含一第一金屬層及一第二金屬層，該第一金屬層設置於該第一殼體，該第二金屬層設置於該第二殼體，且該第一金屬層及該第二金屬層之間形成一槽孔；以及一激發電路，設置於該第一殼體內，且具有一換衡器、一調節電路及一電磁波發射部，其中該調節電路電性連接於該換衡器與該電磁波發射部，該換衡器用於接收一饋入訊號及一接地訊號以產生一平衡訊號，該調節電路用於調整該平衡訊號，使連接於該換衡器的一側的特徵阻抗匹配於連接於該電磁波發射部的一側的負載阻抗，並將調整後的該平衡訊號饋入該電磁波發射部，且該電磁波發射部用於依據調整後的該平衡訊號朝向該槽孔發射一電磁波。
2. 如請求項1所述的可攜式電子裝置，其中該第一金屬層及該第二金屬層透過該樞轉鉸鍊彼此導電連接，且該槽孔形成於該第一金屬層、該第二金屬層及該樞轉鉸鍊之間。
3. 如請求項1所述的可攜式電子裝置，其中該第一殼體及該第二殼體之間具有一間隙，且該間隙作為該槽孔。
4. 如請求項2所述的可攜式電子裝置，更包含另一樞轉鉸鍊結合於該第一殼體及該第二殼體，導電連接該第一金屬層及該第二金屬層，且該槽孔位於該二樞轉鉸鍊之間。
5. 如請求項1所述的可攜式電子裝置，其中該第一殼體具有一對闔面、一外表面及一側緣面，該對闔面與該外表面彼此相對，該側緣面連接於該對闔面與該外表面之間，該第一金屬層設置於該第一殼體的該外表面，且該激發電路的該電磁波發射部由該側緣面朝該槽孔發射該電磁波。
6. 如請求項5所述的可攜式電子裝置，其中該激發電路的該電磁波發射部更由該對闔面朝該第一殼體外發射該電磁波。
7. 如請求項5所述的可攜式電子裝置，其中該第一金屬層更設置於該第一殼體的該側緣面，且該第一金屬層於該側緣面具有一開口，以暴露出該激發電路的該電磁波發射部。
8. 如請求項7所述的可攜式電子裝置，其中該第一金屬層更設置於該第一殼體的該對闔面。
9. 如請求項5所述的可攜式電子裝置，其中該激發電路更包含一第二電磁波發射部，用於由該對闔面朝該第一殼體外發射另一電磁波。
10. 如請求項8所述的可攜式電子裝置，其中該激發電路的該電磁波發射部更由該對闔面朝該第一殼體外發射該電磁波，且該第一金屬層的該開口更延伸至該對闔面。
11. 如請求項8所述的可攜式電子裝置，其中該激發電路的該電磁波發射部更由該對闔面朝該第一殼體外發射該電磁波，且該第一金屬層於該對闔面更具有另一開口。
12. 如請求項1所述的可攜式電子裝置，其中該槽孔的寬度介於1~5毫米。
13. 如請求項1所述的可攜式電子裝置，其中該激發電路透過該電磁波發射部發射該電磁波至該槽孔，以激發該槽孔產生一第二電磁波。
14. 如請求項13所述的可攜式電子裝置，其中該激發電路激發該槽孔產生具有2.4G~2.5G頻段的該第二電磁波。
15. 如請求項1所述的可攜式電子裝置，其中該激發電路用於產生具有5G頻段的該電磁波。

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