TWM538608U - 穿戴式電子裝置 - Google Patents

Description

穿戴式電子裝置

本創作是關於一種穿戴式電子裝置。

隨著無線通訊技術的發展，無線通訊傳輸速度已相當迅速，不僅可以進行語音通訊，也可以在短時間內進行龐大的資料交換。此外，無訊通訊裝置本身也愈來愈小型化而可以整合至許多現有的電子裝置中，包括可穿戴式的電子裝置。

然而穿戴式電子裝置的體積往往不大，例如手錶，其本身的尺寸往往只相當於一般人的手腕寬度，因此在空間有限的情況下，要將天線和電子裝置整合在一起，有很大的難度，特別是LTE天線這種波長較長、尺寸較大的天線。此外，手錶本身的殼體多是使用金屬材質，因此會對無線訊號傳輸造成屏蔽作用，導致通訊能力受限。

本案提供一種穿戴式電子裝置，包含裝置本體、穿戴體、電路板、天線系統及導通延伸部。裝置本體包含上殼體與下殼體，上殼體為導通材質，下殼體具有內表面。穿戴體連接於裝置本體。電路板設置於上殼體與下殼體之間，電路板之周緣設置有饋入部、第一接地部與第二接地部，第二接地部電性連接於上殼體。天線系統設置於下殼體之內表面，天線系統具有饋入端與接地端，天線系統之饋入端電性連接於電路板之饋入部，天線系統之接地端電性連接於電路板之第一接地部。導通延伸部之一端電性連接於上殼體，另一端延伸入穿戴體中。

請參照圖1與圖2，分別為本創作一具體實施例之爆炸圖與組合圖，其繪示出一可攜式電子裝置10（例如智慧型手錶），包含裝置本體11、穿戴體12、電路板13、天線系統14及導通延伸部15。裝置本體11包含導通材質的上殼體111與非導通材質的下殼體112，其中導通材質可為金屬。為方便說明，圖1與圖2中的下殼體112係採局部透視，以顯露出天線系統14。下殼體112具有一內表面1121。穿戴體12連接於裝置本體11而具有類似錶帶的結構與外觀。電路板13設置於上殼體111與下殼體112之間，其周緣設置有饋入部131、第一接地部132與第二接地部133，第二接地部133電性連接於金屬材質之上殼體111。天線系統14設置於下殼體112之內表面1121，其具有饋入端141與接地端142。天線系統14之饋入端141電性連接於電路板13之饋入部131，天線系統14之接地端142電性連接於電路板13之第一接地部132。導通延伸部15之一端電性連接於上殼體111，另一端則延伸入穿戴體12之凹槽129中，其中導通延伸部15的材質可為金屬。

本實施例的天線系統14是完全設置於可攜式電子裝置10之裝置本體11中而沒有延伸入穿戴體12內，因而可以確保電路板13與天線系統14之間不會因為穿戴體12與裝置本體11之間因為使用者配戴時的相互拉扯扭轉，或者是穿戴體12與裝置本體11之間頻繁地拆卸分離，而導致電性連接不穩定的情況發生。除此之外，本實施例之電路板13之第二接地部133係電性連接於上殼體111，導通延伸部15則是直接電性連接於上殼體111，也就是電路板13本身的地（ground）會電性連接於上殼體111與導通延伸部15。如此一來，透過改變導通延伸部15的長度或寬度及/或改變電路板13之第二接地部133與上殼體111相連接的位置，便可以達到控制電流路徑長短的目的，藉此改變天線系統14的共振頻率。舉例而言，本實施例之天線系統14可以是操作於第一頻帶（例如LTE Band 4, 1710-2155 MHz）與第二頻帶（例如LTE Band 13, 746-787 MHz），透過改變導通延伸部15的長度或寬度及/或第二接地部133與上殼體111相連接的位置，便可以改變天線系統14在電路板13上的電流路徑長度，使天線系統14可操作於其他所需的頻帶。因此，本實施例之可攜式電子裝置10本身可以獨立收發2/3/4G訊號，無須透過智慧型手機或其他電子裝置來對外發送或接收資訊。

請參照圖3A、圖3B與圖4，分別為本實施例之電路板的放大圖（一）、放大圖（二）與放大圖（三），分別繪示出電路板13的第二接地部133設置於不同位置處，饋入部131與第一接地部132的位置則保持不變。圖中的直線L1是一條虛擬直線，其通過電路板13之第一接地部132的位置與第二接地部133的位置，進而將電路板13的表面區分為一第一部分13a與一第二部分13b。本實施例之第一部份13a與第二部分13b的面積比實質上係在1:5至1:1之範圍間。如圖3A所示，第一部份13a與第二部分13b的面積比大致上係為1:1，也就是第一接地部132的位置與第二接地部133的位置係分別位在靠近電路板13之表面134的對角線二端，此時第一接地部132的位置與第二接地部133的位置係分別位在電路板13之相對二平行邊135、137上。如圖3B所示，當第一部份13a與第二部分13b的面積比大致上係為1:1時，第一接地部132的位置與第二接地部133的位置也可以是分別位在電路板13之二個相鄰邊135、136上。如圖4所示，第一部份13a與第二部分13b的面積比係大致上為1:5，也就是第一接地部132與第二接地部133的位置係分別位在電路板13之二個相鄰邊135、136上。需特別說明的是，隨著第一部份13a與第二部分13b的面積比的改變，天線系統14在電路板13上的電流路徑也會隨之改變，當第一部份13a與第二部分13b的面積比為1：1時，電流路徑會達到最長。

請參照圖5與圖6，分別為本創作另一實施例之系統電路板的放大圖（一）與放大圖（二），分別繪示出外觀為圓形之電路板23的第二接地部233設置於不同位置處，饋入部231與第一接地部232的位置則保持不變。圖中的直線L2是一條虛擬直線，其通過電路板23之第一接地部232的位置與第二接地部233的位置，進而將電路板23之表面區分為一第一部分23a與一第二部分23b。如圖5所示，第一部份23a與第二部分23b的面積比大致上係為1:1，第二接地部233的位置與第一接地部232的位置大體上係分別位在電路板23之直徑的二端。再如圖6所示，第一部份13a與第二部分13b的面積比係大致上為1:5，也就是相較於圖5來說，圖6之第二接地部133的位置會更靠近第一接地部132的位置。同樣地，隨著第一部份23a與第二部分23b的面積比的改變，天線系統14在電路板13上的電流路徑也會隨之改變，當第一部份23a與第二部分23b的面積比為1：1時，電流路徑達到最長。

電路板除了可以是圖3A至圖6所繪示之矩形與圓形外，亦可以是八邊形、橢圓形或者其他形狀，取決於可攜式電子裝置之裝置本體的外觀設計。然而無論是何種形狀，如上面實施例所述，當一虛擬直線L1、L2通過電路板13、23之第一接地部131、232的位置與第二接地部133、233的位置而將電路板13、23之表面區分為第一部分13a、23a與第二部分13b、23b時，第一部份13a、23a與第二部分13b、23b的面積比實質上係在1:5至1:1之範圍間。

請參照圖7，為本創作之實施例之天線系統的放大圖，繪示出一天線系統14，其除了具有饋入端141以及接地端142外，更包含第一區段143、第二區段144、第三區段145與第四區段146，其中第一區段143與第二區段144的長度大於第三區段145與第四區段146的長度。第一區段143與第二區段144相互平行且等長，第三區段145的二端分別連接於第一區段143之一端與第二區段144之一端。第四區段146之一端連接於第一區段143的二端之間，第四區段146之另一端則是連接於第二區端144的二端之間。其中本實施例之天線系統14的低高頻共振頻率比，可以藉由第四區段146與第一區段143和第二區段144所連接的位置而改變。舉例而言，本實施例之天線系統14可以是操作於第一頻帶（高頻，例如LTE Band 4, 1710-2155 MHz）與第二頻帶（低頻，例如LTE Band 13, 746-787 MHz）。

上述各實施例之下殼體112的材質可以選用雷射直接成型材料（Laser Direct Structuring Material），如此一來天線系統14便可以透過雷射直接成型技術（Laser Direct Structuring, LDS）而直接形成於下殼體112的內表面1121上。一種常見的雷射直接成型材料是一種內含有機金屬複合物的改性塑膠，其在特定波長的雷射照射下，由於光電耦合效應可使有機金屬複合物活化而釋放出金屬原子，如此一來後續便可透過化學電鍍的方式將金屬鍍在已被雷射活化的部位上。因此本實施例天線可以利用LDS成型於具有曲面結構的下殼體，可以更靈活運用在有限的穿戴式電子空間中。

上述實施例之穿戴體12可以是如圖1與圖2所示的二件式錶帶，分別結合於裝置本體11的相對二側，配戴時僅需將穿戴體12的其中一件與相對應的另一件相互結合即可。穿戴體12也可以是單一件帶體（例如橡膠或矽膠材質），其一端固定結合於裝置本體11的一側，配置時只需將另一段結合於裝置本體11的另一側即可。

1‧‧‧穿戴式電子裝置 11‧‧‧裝置本體 111‧‧‧上殼體 112‧‧‧下殼體 1121‧‧‧內表面 12‧‧‧穿戴體 129‧‧‧凹槽 13、23‧‧‧電路板 131、231‧‧‧饋入部 132、232‧‧‧第一接地部 133、233‧‧‧第二接地部 134‧‧‧表面 135、136、137‧‧‧邊 13a、23a‧‧‧第一部分 13b、23b‧‧‧第二部分 14‧‧‧天線系統 141‧‧‧饋入端 142‧‧‧接地端 15‧‧‧導通延伸部 143‧‧‧第一區段 144‧‧‧第二區段 145‧‧‧第三區段 146‧‧‧第四區段

圖1為本創作一具體實施例之爆炸圖。 圖2為本創作一具體實施例之組合圖。 圖3A為本創作一具體實施例之電路板的放大圖（一）。 圖3B為本創作一具體實施例之電路板的放大圖（二）。 圖4為本創作一具體實施例之電路板的放大圖（三）。 圖5為本創作另一具體實施例之電路板的放大圖（一）。 圖6為本創作另一具體實施例之電路板的放大圖（二）。 圖7為本創作一具體實施例之天線系統的放大圖。

1‧‧‧穿戴式電子裝置

111‧‧‧上殼體

112‧‧‧下殼體

1121‧‧‧內表面

12‧‧‧穿戴體

129‧‧‧凹槽

13‧‧‧電路板

131‧‧‧饋入部

132‧‧‧第一接地部

133‧‧‧第二接地部

14‧‧‧天線系統

141‧‧‧饋入端

142‧‧‧接地端

15‧‧‧導通延伸部

Claims (10)

1. 一種穿戴式電子裝置，包含： 一裝置本體，包含一上殼體與一下殼體，該上殼體為導通材質，該下殼體具有一內表面； 一穿戴體，連接於該裝置本體； 電路板，設置於該上殼體與該下殼體之間，該電路板之周緣設置有一饋入部、一第一接地部與第二接地部，該第二接地部電性連接於該上殼體； 一天線系統，設置於該下殼體之內表面，該天線系統包含一饋入端與一接地端，該饋入端電性連接於該電路板之饋入部，該接地端電性連接於該電路板之第一接地部；及 一導通延伸部，一端電性連接於該上殼體，另一端延伸入該穿戴體中。
2. 如請求項1所述之穿戴式電子裝置，其中該第一接地部之位置與該第二接地部之位置的連線將該電路板區分為一第一部分與一第二部分，該第一部份與該第二部分的面積比係在1:5至1:1之範圍間。
3. 如請求項2所述之穿戴式電子裝置，其中該第一接地部與該第二接地部的位置係分別位在該系統電路板之二相鄰邊。
4. 如請求項2所述之穿戴式電子裝置，其中該第一部份與該第二部分的面積比係為1:1。
5. 如請求項4所述之穿戴式電子裝置，其中該第一接地部與該第二接地部的位置係分別位在該系統電路板之二平行邊。
6. 如請求項4所述之穿戴式電子裝置，其中該系統電路板係呈圓形，該第一接地部與該第二接地部的位置係分別位在該系統電路板之直徑的二端。
7. 如請求項1所述之穿戴式電子裝置，其中該天線系統更包含一第一區段、一第二區段、一第三區段與一第四區段，該第一區段與該第二區段平行且等長，該第三區段的二端分別連接於該第一區段之一端與該第二區段之一端，該第四區段之一端連接於該第一區段之二端之間，該第四區段之另一端連接於該第二區端之二端之間。
8. 如請求項7所述之穿戴式電子裝置，其中該天線系統係操作於一第一頻帶與一第二頻帶。
9. 如請求項1所述之穿戴式電子裝置，其中該下殼體的材質為雷射直接成型材料。
10. 如請求項9所述之穿戴式電子裝置，其中該天線系統係以雷射直接成型的方式形成於該下殼體之內表面。