TWI821901B - 頭戴式裝置 - Google Patents

Abstract

一種頭戴式裝置，其包括：殼體及設置於殼體內的控制電路板、第一天線與第二天線；第一天線連接控制電路板，並位於控制電路板與殼體之間，第一天線用以收發WiFi 2.4G頻段信號及WiFi 5G頻段信號；第二天線連接控制電路板，並位於控制電路板與殼體之間，第二天線用以收發WiFi 2.4G頻段信號、WiFi 5G頻段信號及藍牙信號；第一天線與第二天線鄰近殼體的環境側，且基於自身的配置位置具有對應的輻射範圍；當使用者配戴頭戴式裝置時，第一天線與第二天線的輻射範圍涵蓋頭部的前方。

Description

頭戴式裝置

本申請涉及一種頭戴式裝置，特別涉及一種信號輻射範圍涵蓋使用者的頭部的前方的頭戴式裝置。

隨著科技的進步，配戴於人體上之配戴式裝置的應用也逐漸興起。其中，頭戴式裝置能夠穿戴於使用者頭部，以提供使用者對應的服務。

頭戴式裝置基於無線通訊協議向外部設備發送信號和從外部設備接收信號，以實現頭戴式裝置的功能。然而，頭戴式裝置可以將視覺資訊匯聚到使用者的視場中，讓使用者沉浸在某種情境中的體驗，在使用者體驗過程中，使用者的頭部方向的改變，同時會改變頭戴式裝置與外部設備之間的相對位置；若外部設備位於頭戴式裝置內部設置的天線的輻射涵蓋範圍以外的區域時，會降低天線的信號接收效率，進而影響頭戴式裝置為使用者提供的服務。

因此，相關業者提出設置多個天線的頭戴式裝置，但該些天線通常設置於頭戴式裝置的左右兩側或頂側，使得頭戴式裝置可收發信號的範圍有限，進而在頭戴式裝置收發無線信號時產生斷線或不穩定的問題。

本申請實施例提供一種頭戴式裝置，可解決現有技術中頭戴式裝置因可收發信號的範圍有限，存在信號接收效率較差的問題。

為了解決上述技術問題，本申請是這樣實現的：

本申請提供了一種頭戴式裝置，穿戴於使用者的頭部。頭戴式裝置包括：殼體、控制電路板、第一天線與第二天線；殼體包括：相對的頭戴側與環境側，頭戴側用以抵靠頭部；控制電路板設置於殼體內；第一天線設置於殼體內且連接控制電路板，並位於控制電路板與殼體之間，第一天線用以收發WiFi 2.4G頻段信號及WiFi 5G頻段信號；第二天線設置於殼體內且連接控制電路板，並位於控制電路板與殼體之間，第二天線用以收發WiFi 2.4G頻段信號、WiFi 5G頻段信號及藍牙信號；第一天線與第二天線鄰近殼體的環境側，且基於自身的配置位置具有對應的輻射範圍；當使用者配戴頭戴式裝置時，第一天線的輻射範圍與第二天線的輻射範圍涵蓋頭部的前方。

在本申請實施例中，頭戴式裝置通過第一天線與第二天線的配置位置以及基於自身的配置位置具有對應的輻射範圍的設計，使得第一天線與第二天線的輻射範圍涵蓋使用者的頭部的前方，達到較無死角的收發信號，可避免頭戴式裝置收發無線信號時產生斷線或不穩定的問題。此外，頭戴式裝置符合小型化、低功耗的市場需求，實現在設置有限的天線數量下提高與外部設備之間的通訊品質的技術功效。

以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明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瞭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。

以下將配合相關圖式來說明本發明的實施例。在這些圖式中，相同的標號表示相同或類似的組件或方法流程。

必須瞭解的是，使用在本說明書中的「包含」、「包括」等詞，是用於表示存在特定的技術特徵、數值、方法步驟、作業處理、組件和/或組件，但並不排除可加上更多的技術特徵、數值、方法步驟、作業處理、組件、組件，或以上的任意組合。

必須瞭解的是，當組件描述為「連接」或「耦接」至另一組件時，可以是直接連結、或耦接至其他組件，可能出現中間組件。相反地，當組件描述為「直接連接」或「直接耦接」至另一組件時，其中不存在任何中間組件。

請參閱圖1至圖5，圖1為依據本申請的頭戴式裝置的一實施例組合示意圖，圖2為圖1的頭戴式裝置的部分分離示意圖，圖3為圖2的頭戴式裝置的部分結構示意圖，圖4為圖3的控制電路板、基座、第一天線與第二天線的一視角示意圖，圖5為圖3的控制電路板、基座、第一天線與第二天線的另一視角示意圖。如圖1至圖5所示，頭戴式裝置100透過可在使用者的頭部上支撐或從使用者的頭部支撐的某種其他形式（例如：眼鏡、頭盔、帽子或頭帶）穿戴於使用者的頭部，且可應用於虛擬實境（Virtual Reality，VR）、擴增實境（Augmented Reality，AR）系統及混合實境（Mixed Reality，MR）系統。

頭戴式裝置100包括：殼體110、控制電路板120、第一天線130與第二天線140，殼體110包括：相對的頭戴側110a與環境側110b，頭戴側110a用以抵靠使用者的頭部，環境側110b為頭戴式裝置100遠離使用者的一側；控制電路板120、第一天線130與第二天線140設置於殼體110內；第一天線130與第二天線140分別連接控制電路板120，並位於控制電路板120與殼體110之間，且鄰近殼體110的環境側110b，以避免受殼體110內其他元件的干擾而影響信號接收效率。其中，控制電路板120可為但不限於印刷電路板組件（printed circuit board assembly，PCBA），用以控制第一天線130與第二天線140收發無線信號。

第一天線130用以收發WiFi 2.4G頻段信號及WiFi 5G頻段信號，第二天線140用以收發WiFi 2.4G頻段信號、WiFi 5G頻段信號及藍牙信號，因此，第一天線130與第二天線140可支援頭戴式裝置100以WiFi或藍牙方式連接外部設備（例如：無線路由器或手機），以串流影音、下載遊戲或連接手把控制器。此外，將2.4GHz頻段的藍牙信號與WiFi信號採用同一個天線（即第二天線140）的設計，可降低材料的成本、容易組裝且可減少共存干擾的相關測試。需注意的是，由於第二天線140接收位於同一頻段的藍牙信號與WiFi 2.4G頻段信號的調變方式不同，因此，當第二天線140同時接收位於同一頻段的藍牙信號與WiFi 2.4G頻段信號時，可透過控制電路板120自動快速切換載波（即跳頻技術）來傳收藍牙信號，以避開WiFi 2.4G頻段信號的主要載波，避免藍牙信號與WiFi 2.4G頻段信號互相干擾。

第一天線130與第二天線140基於自身的配置位置具有對應的輻射範圍；在本實施例中，第一天線130配置於頭戴式裝置100的右側，因此，第一天線130具有對應於右側的輻射範圍（即輻射範圍偏向頭戴式裝置100的右側）；第二天線140配置於頭戴式裝置100的左側，因此，第二天線140具有對應於左側的輻射範圍（即輻射範圍偏向頭戴式裝置100的左側），但本實施例並非用以限定本申請。當使用者配戴頭戴式裝置100時，第一天線130與第二天線140分別位於頭部的前方且對應於使用者的臉部的兩側，以使第一天線130與第二天線140的輻射範圍涵蓋頭部的前方。因此，第一天線130與第二天線140的輻射範圍涵蓋使用者的頭部的前方與左右兩側，達到較無死角的輻射範圍，可避免頭戴式裝置100收發來自外部設備的無線信號時產生斷線或不穩定的問題。

在一實施例中，請參閱圖1與圖2，殼體110可包括本體112與蓋體114，蓋體114設置於環境側110b且接合本體112，以封閉本體112的開口90；第一天線130與第二天線140鄰近蓋體114，以避免受殼體110內其他元件的干擾而影響信號接收效率。

在一實施例中，請參閱圖4與圖5，頭戴式裝置100還可包括基座150，設置於殼體110內，且位於控制電路板120與殼體110之間，用以定位第一天線130與第二天線140。

在一實施例中，基座150可包括兩個槽孔152，兩個槽孔152分別對應於第一天線130與第二天線140，控制電路板120透過兩條射頻電纜線50分別穿過兩個槽孔152，以連接第一天線130與第二天線140，進而控制第一天線130與第二天線140收發無線信號。

在一實施例中，基座150可包括兩個定位模組60，用以分別定位第一天線130與第二天線140於基座150上的位置。其中，每一個定位模組60可包括兩個定位單元60a、60b，兩個定位單元60a、60b 可分別根據第一天線130與第二天線140的輪廓外型設計成防呆定位塊或凹槽，用以提供定位的效果，但本實施例並非用以限定本申請。

在一實施例中，第一天線130與第二天線140可分別為偶極天線，以減少對系統接地的影響，且可涵蓋全向性的輻射範圍。

在一實施例中，請參閱圖4至圖8，圖6為圖3的第一天線諧振出WiFi 2.4G頻段信號的表面電流示意圖，圖7為圖3的第一天線在相位角0度諧振出WiFi 5G頻段信號的表面電流示意圖，圖8為圖3的第一天線在相位角270度諧振出WiFi 5G頻段信號的表面電流示意圖。如圖4至圖8所示，第一天線130可包括第一天線圖案130a，第一天線130透過第一天線圖案130a的巴倫結構（Balun）132進行匹配阻抗，並諧振出WiFi 2.4G頻段信號；第一天線130透過第一天線圖案130a在不同相位角的表面電流來諧振出頻寬較寬的WiFi 5G頻段信號。其中，巴倫結構132採用平衡與非平衡的轉換架構進行匹配阻抗（即透過阻抗轉換，將射頻電纜線50饋入連接到第一天線130時的電流不平衡進行控制並轉換至平衡）。

在一實施例中，第一天線圖案130a可包括：第一饋入點134、兩條第一連接線段136、兩個第一輻射體137、兩個第二輻射體138與巴倫結構132，第一饋入點134連接控制電路板120；兩條第一連接線段136沿第一方向F平行設置，位於第一饋入點134的兩側且分別電性連接第一饋入點134；兩個第一輻射體137呈條狀並設置於第一饋入點134的兩側，兩個第一輻射體137的一端分別電性連接兩條第一連接線段136，兩個第一輻射體137的另一端朝第一方向F彎折；兩個第二輻射體138位於兩個第一輻射體137朝第一方向F的一側，兩個第二輻射體138的結構形狀可類似梯形且分別電性連接兩條第一連接線段136的一端，每一個第二輻射體138具有漸變式阻抗；巴倫結構132位於兩個第一輻射體137相對兩個第二輻射體138的一側，巴倫結構132為折疊偶極輻射體且兩端分別連接兩條第一連接線段136的另一端。其中，呈條狀的第一輻射體137具有不等寬結構，以調整第一輻射體137的阻抗匹配；透過巴倫結構132的阻抗轉換，可縮短第一輻射體137的長度，以達到小型化的技術功效。

在一實施例中，當第一饋入點134饋電時，巴倫結構132實現兩個第一輻射體137的饋電平衡；兩個第一輻射體137的表面電流往同一方向流動，而諧振出WiFi 2.4G頻段信號（如圖6所示）。也就是說，第一天線130透過兩個第一輻射體137收發WiFi 2.4G頻段信號。其中，兩個第一輻射體137的表面電流往同一方向流動時，因兩個第一輻射體137朝第一方向F彎折的區域的電流方向相反，會互相抵消而沒有產生輻射。

另外，當第一饋入點134饋電時，折疊偶極輻射體（即巴倫結構132）在相位角0度上諧振出WiFi 5G頻段信號（如圖7所示）。更詳細地說，巴倫結構132因基於折疊式偶極（folded dipole）天線的原理進行設計，可讓相位角0度的表面電流往同一方向流動，從而諧振出WiFi 5G頻段信號。也就是說，巴倫結構132用以在相位角0度收發WiFi 5G頻段信號。

此外，當第一饋入點134饋電時，兩個第二輻射體138基於漸變式阻抗在不同相位角上讓表面電流往同一方向流動（如圖8所示），而諧振出頻寬較寬的WiFi 5G頻段信號。其中，兩個第二輻射體138基於低阻抗的設計，可讓表面電流形成渦流效應並產生漸變式阻抗。也就是說，第一天線130透過兩個第二輻射體138與巴倫結構132收發WiFi 5G頻段信號。

在一實施例中，為了使第一天線130可收發WiFi 2.4G頻段信號的角度範圍涵蓋較廣，兩個第一輻射體137可分別為水平極化偶極輻射元件。

在一實施例中，請參閱圖3與圖6，第一天線130還可包括第一基板139，第一天線圖案130a設置於第一基板139相對殼體110的表面，以防止第一天線圖案130a損傷或被弄髒。其中，第一基板139可為但不限於軟性印刷電路板（Flexible Printed Circuit，FPC），以適用於多頻段天線（即收發WiFi 2.4G頻段信號及WiFi 5G頻段信號的第一天線130）。

在一實施例中，請參閱圖4、圖5、圖9與圖10，圖9為圖3的第二天線諧振出WiFi 2.4G頻段信號的表面電流示意圖，圖10為圖3的第二天線諧振出WiFi 5G頻段信號的表面電流示意圖。如圖4、圖5、圖9與圖10所示，第二天線140可包括第二天線圖案140a，第二天線140透過第二天線圖案140a的耦合結構諧振出WiFi 2.4G頻段信號；第二天線140透過第二天線圖案140a的漸變式阻抗諧振出頻寬較寬的WiFi 5G頻段信號。

在一實施例中，第二天線圖案140a可包括：第二饋入點142、兩條第二連接線段144、兩個第三輻射體146與兩個第四輻射體148，第二饋入點142連接控制電路板120；兩條第二連接線段144沿第一方向F平行設置，位於第二饋入點142的兩側且分別電性連接第二饋入點142；兩個第三輻射體146設置於第二饋入點142的兩側，每一個第三輻射體146的一端分別電性連接兩條第二連接線段144的一端，每一個第三輻射體146的另一端朝與第一方向F相反的第二方向S彎折；兩個第四輻射體148設置於第二饋入點142的兩側，兩個第四輻射體148的結構形狀可類似梯形且分別電性連接兩條第二連接線段144的另一端，每一個第四輻射體148具有漸變式阻抗；兩個第三輻射體146與兩個第四輻射體148構成耦合結構。其中，第三輻射體146具有不等寬結構，以調整第三輻射體146的阻抗匹配；第三輻射體146與鄰近的第四輻射體148之間的距離較小，使得第三輻射體146與鄰近的第四輻射體148構成耦合結構，第三輻射體146可透過與第四輻射體148之間的間距所產生耦合的寄生效應而縮短長度，以達到小型化的技術功效。

在一實施例中，當第二饋入點142饋電時，兩個第三輻射體146的表面電流往同一方向流動，且兩個第三輻射體146與兩個第四輻射體148之間產生耦合（coupling），而諧振出WiFi 2.4G頻段信號（如圖9所示）。其中，兩個第三輻射體146的表面電流往同一方向流動時，因兩個第三輻射體146朝第二方向S彎折的區域的電流方向相反，會互相抵消而沒有產生輻射。

另外，當第二饋入點142饋電時，兩個第四輻射體148基於漸變式阻抗在不同相位角上讓表面電流往同一方向流動（如圖10所示），進而諧振出頻寬較寬的WiFi 5G頻段信號。其中，兩個第四輻射體148基於低阻抗的設計，可讓表面電流形成渦流效應並產生漸變式阻抗；兩個第三輻射體146的表面電流往同一方向流動時，因兩個第三輻射體146朝第二方向S彎折的區域的電流方向相反，會互相抵消而沒有產生輻射。也就是說，第二天線140透過兩個第四輻射體148收發WiFi 5G頻段信號。

在一實施例中，為了使第二天線140可收發WiFi 2.4G頻段信號的角度範圍涵蓋較廣，兩個第三輻射體146可分別為水平極化偶極輻射元件。

在一實施例中，請參閱圖3與圖9，第二天線140還可包括第二基板149，第二天線圖案140a設置於第二基板149相對殼體110的表面，以防止第二天線圖案140a損傷或被弄髒。其中，第二基板149可為但不限於FPC，以適用於多頻段天線（即收發WiFi 2.4G頻段信號、WiFi 5G頻段信號及藍牙信號的第二天線140）。

在一實施例中，請參閱圖11，其為依據本申請的第二天線的一實施例結構示意圖。如圖11所示，第二天線240可包括第二天線圖案240a，第二天線圖案240a可包括：第三饋入點241、兩條第三連接線段242、兩個第五輻射體243、兩個第六輻射體244、折疊偶極輻射體245與傳輸線段246，第三饋入點241連接控制電路板120；兩條第三連接線段242沿第一方向F平行設置，位於第三饋入點241的兩側且分別電性連接第三饋入點241；兩個第五輻射體243呈條狀並設置於第三饋入點241的兩側，兩個第五輻射體243的一端分別電性連接兩條第三連接線段242，兩個第五輻射體243的另一端朝第一方向F彎折，兩個第五輻射體243用以收發WiFi 2.4G頻段信號；兩個第六輻射體244位於兩個第五輻射體243朝第一方向F的一側，兩個第六輻射體244分別電性連接兩條第三連接線段242的一端，每一個第六輻射體244具有漸變式阻抗；折疊偶極輻射體245位於兩個第五輻射體243相對兩個第六輻射體244的一側，折疊偶極輻射體245的兩端分別連接兩條第三連接線段242的另一端；傳輸線段246的結構形狀可類似梯形且連接折疊偶極輻射體245與兩個第五輻射體243其中之一，以使第二天線240為雙迴路天線；兩個第六輻射體244與折疊偶極輻射體245用以收發WiFi 5G頻段信號；傳輸線段246用以實現WiFi 5G頻段信號的阻抗控制。

其中，本實施例的第二天線240與圖6至圖8的第一天線130的結構與工作方式大致相同（第一連接線段136對應第三連接線段242，第一輻射體137對應第五輻射體243，第二輻射體138對應第六輻射體244，巴倫結構132對應折疊偶極輻射體245），相同的地方在此不再贅述，不同的地方在於第二天線240多了用以實現WiFi 5G頻段信號的阻抗控制的傳輸線段246，以增加第二天線240收發WiFi 5G頻段信號的效益。

請參閱圖12至圖16，圖12為圖6的第一天線在工作頻率為2.45GHz時在E面上的不同輻射方向的增益模擬曲線圖，圖13為圖9的第二天線在工作頻率為2.45GHz時在E面上的不同輻射方向的增益模擬曲線圖，圖14為圖7的第一天線在工作頻率為5.5GHz時在E面上的不同輻射方向的增益模擬曲線圖，圖15為圖10的第二天線在工作頻率為5.5GHz時在E面上的不同輻射方向的增益模擬曲線圖，圖16為圖6的第一天線與圖9的第二天線的返回損失與隔離度的模擬曲線圖。

如圖12與圖13所示，在工作頻率為2.45GHz時，第一天線130與第二天線140採用水平極化的偶極天線的設計，以在WiFi 2.4G頻段信號與藍牙信號的收發上提供較完整的覆蓋輻射範圍。如圖14與圖15所示，在工作頻率為5.5GHz時，第一天線130與第二天線140利用不同方向的結構（即不同的天線圖案），以在WiFi 5G頻段信號的收發上提供較完整的覆蓋輻射範圍。

如圖16所示，實線為第一天線130的反射係數隨工作頻率變化的模擬曲線，一點鏈線為第二天線140的反射係數隨工作頻率變化的模擬曲線，虛線為第一天線130與第二天線140的隔離度在不同工作頻率下的模擬曲線。由圖16可知，在2.33GMHz至2.63GHz與4.93 GMHz至6.34GHz的頻率範圍中，第一天線130的反射係數均小於-10分貝（dB），第一天線130的性能良好；在2.37GMHz至2.60GHz與4.93GMHz至7GHz的頻率範圍中，第二天線140的反射係數均小於-10dB，第二天線140的性能良好。此外，由圖16也可知，第一天線130與第二天線140的隔離度介於-18.7dB至-32dB之間，具有良好的隔離度。

另外，請參閱下表1與表2，表1為圖6的第一天線於不同工作頻率時實際量測的增益表，表2為圖9的第二天線於不同工作頻率時實際量測的增益表。如表1與表2所示，在WiFi 2.4G頻段中，第一天線130的輻射效率為60.73%至76.25%，第二天線140的輻射效率為69.43%至82.94%；在WiFi 5G頻段中，第一天線130的輻射效率為54.41%至74.09%，第二天線140的輻射效率為63.61%至79.54%。因此，第一天線130與第二天線140在WiFi 2.4G頻段與WiFi 5G頻段具有良好的輻射效率特性。

表1

頻率（MHz）	2400	2450	2483.5	2500	5150
效率（dBm）	-1.6	-1.18	-1.8	-2.17	-2.17
峰值等效全向輻射功率（dBm）	4.49	4.77	4.32	4.09	6.27
指向性（dBi）	6.08	5.95	6.12	6.26	8.44
效率（%）	69.23	76.25	66.04	60.73	60.63
視軸水平的（Theta）角度（degree）	30	30	45	45	60
視軸垂直的（Phi）角度（degree）	60	60	75	75	120
頻率（MHz）	5250	5350	5500	5725	5850
效率（dBm）	-2.64	-2.45	-1.49	-1.3	-1.87
峰值等效全向輻射功率（dBm）	6.23	6.6	8.15	7.92	7.34
指向性（dBi）	8.87	9.04	9.64	9.22	9.21
效率（%）	54.41	56.95	70.96	74.09	65.04
視軸水平的（Theta）角度（degree）	60	75	75	75	75
視軸垂直的（Phi）角度（degree）	105	105	105	105	105

表2

頻率（MHz）	2400	2450	2483.5	2500	5150
效率（dBm）	-1.19	-0.81	-1.33	-1.58	-1.56
峰值等效全向輻射功率（dBm）	5.27	5.18	4.52	4.01	3.65
指向性（dBi）	6.46	5.99	5.85	5.6	5.21
效率（%）	76.07	82.94	73.57	69.43	69.79
視軸水平的（Theta）角度（degree）	15	30	30	30	45
視軸垂直的（Phi）角度（degree）	105	90	90	90	255
頻率（MHz）	5250	5350	5500	5725	5850
效率（dBm）	-1.79	-1.96	-1.4	-0.99	-1.43
峰值等效全向輻射功率（dBm）	3.84	4.18	5.71	5.43	5.14
指向性（dBi）	5.63	6.15	7.11	6.43	6.58
效率（%）	66.16	63.61	72.43	79.54	71.86
視軸水平的（Theta）角度（degree）	15	15	15	45	45
視軸垂直的（Phi）角度（degree）	225	300	300	315	315

綜上所述，在本申請實施例中，頭戴式裝置通過第一天線與第二天線的配置位置以及基於自身的配置位置具有對應的輻射範圍的設計，使得第一天線與第二天線的輻射範圍涵蓋使用者的頭部的前方，達到較無死角的收發信號，可避免頭戴式裝置收發無線信號時產生斷線或不穩定的問題。此外，頭戴式裝置符合小型化、低功耗的市場需求，實現在設置有限的天線數量下提高與外部設備之間的通訊品質的技術功效。

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。

50:射頻電纜線 60:定位模組 60a,60b:定位單元 90:開口 100:頭戴式裝置 110:殼體 110a:頭戴側 110b:環境側 112:本體 114:蓋體 120:控制電路板 130:第一天線 130a:第一天線圖案 132:巴倫結構 134:第一饋入點 136:第一連接線段 137:第一輻射體 138:第二輻射體 139:第一基板 140,240:第二天線 140a,240a:第二天線圖案 142:第二饋入點 144:第二連接線段 146:第三輻射體 148:第四輻射體 149:第二基板 150:基座 152:槽孔 241:第三饋入點 242:第三連接線段 243:第五輻射體 244:第六輻射體 245:折疊偶極輻射體 246:傳輸線段 F:第一方向 S:第二方向

圖1為依據本申請的頭戴式裝置的一實施例組合示意圖； 圖2為圖1的頭戴式裝置的部分分離示意圖； 圖3為圖2的頭戴式裝置的部分結構示意圖； 圖4為圖3的控制電路板、第一天線與第二天線的一視角示意圖； 圖5為圖3的控制電路板、第一天線與第二天線的另一視角示意圖； 圖6為圖3的第一天線諧振出WiFi 2.4G頻段信號的表面電流示意圖； 圖7為圖3的第一天線在相位角0度諧振出WiFi 5G頻段信號的表面電流示意圖； 圖8為圖3的第一天線在相位角270度諧振出WiFi 5G頻段信號的表面電流示意圖； 圖9為圖3的第二天線諧振出WiFi 2.4G頻段信號的表面電流示意圖； 圖10為圖3的第二天線諧振出WiFi 5G頻段信號的表面電流示意圖； 圖11為依據本申請的第二天線的一實施例結構示意圖； 圖12為圖6的第一天線在工作頻率為2.45GHz時在E面上的不同輻射方向的增益模擬曲線圖； 圖13為圖9的第二天線在工作頻率為2.45GHz時在E面上的不同輻射方向的增益模擬曲線圖； 圖14為圖7的第一天線在工作頻率為5.5GHz時在E面上的不同輻射方向的增益模擬曲線圖； 圖15為圖10的第二天線在工作頻率為5.5GHz時在E面上的不同輻射方向的增益模擬曲線圖；以及 圖16為圖6的第一天線與圖9的第二天線的返回損失與隔離度的模擬曲線圖。

90:開口

112:本體

120:控制電路板

130:第一天線

140:第二天線

150:基座

Claims (19)

1. 一種頭戴式裝置，配戴於一使用者的一頭部，該頭戴式裝置包括：一殼體，包括：相對的一頭戴側與一環境側，該頭戴側用以抵靠該頭部；一控制電路板，設置於該殼體內；一第一天線，設置於該殼體內且連接該控制電路板，並位於該控制電路板與該殼體之間，該第一天線用以收發一WiFi 2.4G頻段信號及一WiFi 5G頻段信號；以及一第二天線，設置於該殼體內且連接該控制電路板，並位於該控制電路板與該殼體之間，該第二天線用以收發該WiFi 2.4G頻段信號、該WiFi 5G頻段信號及一藍牙信號；其中，該第一天線與該第二天線鄰近該殼體的該環境側，且基於自身的配置位置具有對應的一輻射範圍；當該使用者配戴該頭戴式裝置時，該第一天線的該輻射範圍與該第二天線的該輻射範圍涵蓋該頭部的一前方；其中，該第二天線包括一第二天線圖案，該第二天線透過該第二天線圖案的一耦合結構諧振出該WiFi 2.4G頻段信號；該第二天線透過該第二天線圖案的一漸變式阻抗諧振出頻寬較寬的該WiFi 5G頻段信號。
2. 如請求項1所述的頭戴式裝置，其中，該頭戴式裝置還包括一基座，設置於該殼體內，且位於該控制電路板與該殼體之間，用以定位該第一天線與該第二天線。
3. 如請求項2所述的頭戴式裝置，其中，該基座包括兩個槽孔，該兩個槽孔分別對應於該第一天線與該第二天線，該控制電路板透過兩條射頻電纜線分別穿過該兩個槽孔，以連接該第一天線與該第二天線。
4. 如請求項2所述的頭戴式裝置，其中，該基座包括兩個定位模組，用以分別定位該第一天線與該第二天線於該基座上的位置。
5. 如請求項1所述的頭戴式裝置，其中，該殼體包括一本體與一蓋體，該蓋體設置於該環境側且接合該本體，以封閉該本體的一開口，該第一天線與該第二天線鄰近該蓋體。
6. 如請求項1所述的頭戴式裝置，其中，該第一天線與該第二天線分別為一偶極天線。
7. 如請求項1至6項中任一項所述的頭戴式裝置，其中，該第一天線包括一第一天線圖案，該第一天線透過該第一天線圖案的一巴倫結構(Balun)進行匹配阻抗，並諧振出該WiFi 2.4G頻段信號；該第一天線透過該第一天線圖案在不同相位角的表面電流來諧振出頻寬較寬的該WiFi 5G頻段信號。
8. 如請求項7所述的頭戴式裝置，其中，該第一天線圖案包括： 一第一饋入點，連接該控制電路板；兩條第一連接線段，沿一第一方向平行設置，位於該第一饋入點的兩側且分別電性連接該第一饋入點；兩個第一輻射體，呈條狀並設置於該第一饋入點的兩側，該兩個第一輻射體的一端分別電性連接該兩條第一連接線段，該兩個第一輻射體的另一端朝該第一方向彎折；兩個第二輻射體，位於該兩個第一輻射體朝該第一方向的一側，該兩個第二輻射體分別電性連接該兩條第一連接線段的一端，該兩個第二輻射體的每一個具有一漸變式阻抗；以及該巴倫結構，位於該兩個第一輻射體相對該兩個第二輻射體的一側，該巴倫結構為一折疊偶極輻射體且兩端分別連接該兩條第一連接線段的另一端。
9. 如請求項8所述的頭戴式裝置，其中，當該第一饋入點饋電時，該巴倫結構實現該兩個第一輻射體的饋電平衡；該兩個第一輻射體的表面電流往同一方向流動，而諧振出該WiFi 2.4G頻段信號；該折疊偶極輻射體在相位角0度上諧振出該WiFi 5G頻段信號；該兩個第二輻射體基於該漸變式阻抗諧振出頻寬較寬的該WiFi 5G頻段信號，且在不同相位角上讓表面電流往同一方向流動。
10. 如請求項8所述的頭戴式裝置，其中，該兩個第一輻射體分別為一水平極化偶極輻射元件。
11. 如請求項7所述的頭戴式裝置，其中，該第一天線還包括一第一基板，該第一天線圖案設置於該第一基板相對該殼體的一表面。
12. 如請求項1至6項中任一項所述的頭戴式裝置，其中，在2.33GMHz至2.63GHz與4.93GMHz至6.34GHz的頻率範圍中，該第一天線的一反射係數均小於-10分貝(dB)；在2.37GMHz至2.60GHz與4.93GMHz至7GHz的頻率範圍中，該第二天線的一反射係數均小於-10dB。
13. 如請求項1至6項中任一項所述的頭戴式裝置，其中，該第一天線與該第二天線的一隔離度介於-18.7dB至-32dB之間。
14. 如請求項1至6項中任一項所述的頭戴式裝置，其中，在WiFi 2.4G頻段中，該第一天線的一輻射效率為60.73%至76.25%，該第二天線的一輻射效率為69.43%至82.94%；在WiFi 5G頻段中，該第一天線的該輻射效率為54.41%至74.09%，該第二天線的該輻射效率為63.61%至79.54%。
15. 如請求項1所述的頭戴式裝置，其中，該第二天線圖案包括：一第二饋入點，連接該控制電路板； 兩條第二連接線段，沿一第一方向平行設置，位於該第二饋入點的兩側且分別電性連接該第二饋入點；兩個第三輻射體，設置於該第二饋入點的兩側，該兩個第三輻射體的每一個的一端分別電性連接該兩條第二連接線段的一端，該兩個第三輻射體的每一個的另一端朝與該第一方向相反的一第二方向彎折；以及兩個第四輻射體，設置於該第二饋入點的兩側，該兩個第四輻射體分別電性連接該兩條第二連接線段的另一端，該兩個第四輻射體的每一個具有該漸變式阻抗；其中，該兩個第三輻射體與該兩個第四輻射體構成該耦合結構。
16. 如請求項15所述的頭戴式裝置，其中，當該第二饋入點饋電時，該兩個第三輻射體的表面電流往同一方向流動，且該兩個第三輻射體與該兩個第四輻射體之間產生耦合，而諧振出該WiFi 2.4G頻段信號；該兩個第四輻射體基於該漸變式阻抗在不同相位角上讓表面電流往同一方向流動，而諧振出頻寬較寬的該WiFi 5G頻段信號。
17. 如請求項15所述的頭戴式裝置，其中，該兩個第三輻射體分別為一水平極化偶極輻射元件。
18. 如請求項15所述的頭戴式裝置，其中，該第二天線還包括一第二基板，該第二天線圖案設置於該第二基板相對該殼體的一表面。
19. 如請求項1所述的頭戴式裝置，其中，該第二天線包括一第二天線圖案，該第二天線圖案包括：一第三饋入點，連接該控制電路板；兩條第三連接線段，沿一第一方向平行設置，位於該第三饋入點的兩側且分別電性連接該第三饋入點；兩個第五輻射體，呈條狀並設置於該第三饋入點的兩側，該兩個第五輻射體的一端分別電性連接該兩條第三連接線段，該兩個第五輻射體的另一端朝該第一方向彎折，該兩個第五輻射體用以收發該WiFi 2.4G頻段信號；兩個第六輻射體，位於該兩個第五輻射體朝該第一方向的一側，該兩個第六輻射體分別電性連接該兩條第三連接線段的一端，該兩個第六輻射體的每一個具有一漸變式阻抗；一折疊偶極輻射體，位於該兩個第五輻射體相對該兩個第六輻射體的一側，該折疊偶極輻射體的兩端分別連接該兩條第三連接線段的另一端；以及一傳輸線段，連接該折疊偶極輻射體與該兩個第五輻射體其中之一，以使該第二天線為一雙迴路天線； 其中，該兩個第六輻射體與該折疊偶極輻射體用以收發該WiFi 5G頻段信號；該傳輸線段用以實現該WiFi 5G頻段信號的阻抗控制。