CN221651781U - 穿戴式装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种穿戴式装置。该穿戴式装置包括：一馈入辐射部、一接地组件、一连接辐射部、一附加辐射部、一第一接地辐射部、一第二接地辐射部，以及一载体组件。馈入辐射部具有一正馈入点。接地组件具有一负馈入点。附加辐射部可经由连接辐射部耦接至馈入辐射部。第一接地辐射部是耦接至接地组件，其中第一接地辐射部是邻近于馈入辐射部。第二接地辐射部是耦接至接地组件，其中第二接地辐射部是邻近于馈入辐射部。馈入辐射部、接地组件、连接辐射部、附加辐射部、第一接地辐射部，以及第二接地辐射部是共同形成一天线结构。

Description

穿戴式装置

技术领域

本实用新型是关于一种穿戴式装置，特别是关于一种穿戴式装置及其天线结构(Antenna Structure)。

背景技术

随着移动通信技术的发达，移动装置在近年日益普遍，常见的例如：手提式计算机、移动电话、多媒体播放器以及其他混合功能的携带型电子装置。为了满足人们的需求，移动装置通常具有无线通信的功能。有些涵盖长距离的无线通信范围，例如：移动电话使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系统及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的频带进行通信，而有些则涵盖短距离的无线通信范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth系统使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通信。

依据各品牌大厂的研究方向，次世代新兴的移动装置很可能会是“穿戴式装置(Wearable Device)”。例如，手表、眼镜，甚至是身上衣物，都有机会在未来具有无线通信功能。然而，以穿戴式装置中的眼镜为例，其内部空间非常狭小，不足以容纳用于无线通信的天线。此将成为天线设计者的一大挑战。

实用新型内容

在较佳实施例中，本实用新型提出一种穿戴式装置，包括：一馈入辐射部，具有一正馈入点；一接地组件，具有一负馈入点；一连接辐射部；一附加辐射部，其中该附加辐射部是经由该连接辐射部耦接至该馈入辐射部；一第一接地辐射部，耦接至该接地组件，其中该第一接地辐射部是邻近于该馈入辐射部；一第二接地辐射部，耦接至该接地组件，其中该第二接地辐射部是邻近于该馈入辐射部；以及一载体组件，其中该馈入辐射部、该接地组件、该连接辐射部、该附加辐射部、该第一接地辐射部，以及该第二接地辐射部皆设置于该载体组件上；其中该馈入辐射部、该接地组件、该连接辐射部、该附加辐射部、该第一接地辐射部，以及该第二接地辐射部是共同形成一天线结构。

在一些实施例中，该穿戴式装置为具有无线通信功能的一智能型眼镜并包括一非导体框架组件，而该载体组件是设置于该非导体框架组件上。

在一些实施例中，该馈入辐射部是设置于该第一接地辐射部和该第二接地辐射部之间。

在一些实施例中，该接地组件还具有一缺口区域。

在一些实施例中，该天线结构涵盖一第一频带、一第二频带，以及一第三频带，该第一频带是介于2400MHz至2500MHz之间，该第二频带是介于5150MHz至5850MHz之间，而该第三频带是介于5925MHz至7125MHz之间。

在一些实施例中，该馈入辐射部、该连接辐射部，以及该附加辐射部的总长度是大致等于该第一频带的0.25倍波长。

在一些实施例中，该第一接地辐射部的长度是大致等于该第二频带的0.25倍波长。

在一些实施例中，该第二接地辐射部的长度是大致等于该第三频带的0.25倍波长。

在一些实施例中，该第一接地辐射部和该馈入辐射部之间形成一第一耦合间隙，该第二接地辐射部和该馈入辐射部之间形成一第二耦合间隙，而该第二接地辐射部和该附加辐射部之间形成一第三耦合间隙。

在一些实施例中，该载体组件为一软性电路板。

附图说明

图1是显示根据本实用新型一实施例所述的穿戴式装置的平面展开图。

图2是显示根据本实用新型一实施例所述的穿戴式装置的天线结构的电压驻波比图。

图3是显示根据本实用新型一实施例所述的穿戴式装置的立体图。

附图标记：

100,300:穿戴式装置

110:馈入辐射部

111:馈入辐射部的第一端

112:馈入辐射部的第二端

120:接地组件

125:缺口区域

130:连接辐射部

140:附加辐射部

141:附加辐射部的第一端

142:附加辐射部的第二端

150:第一接地辐射部

151:第一接地辐射部的第一端

152:第一接地辐射部的第二端

160:第二接地辐射部

161:第二接地辐射部的第一端

162:第二接地辐射部的第二端

170:载体组件

380:非导体框架组件

CP1:第一连接点

CP2:第二连接点

CP3:第三连接点

CP4:第四连接点

FB1:第一频带

FB2:第二频带

FB3:第三频带

FN:负馈入点

FP:正馈入点

GC1:第一耦合间隙

GC2:第二耦合间隙

GC3:第三耦合间隙

L1,L2,L3,L4,L5,L6:长度

W1,W2,W3,W4,W5:宽度。

具体实施方式

为让本实用新型的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本实用新型的具体实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”及“包括”一词为开放式的用语，故应解释成“包含但不仅限定于”。“大致”一词则是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，达到所述基本的技术效果。此外，“耦接”一词在本说明书中包含任何直接及间接的电性连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接至一第二装置，则代表该第一装置可直接电性连接至该第二装置，或经由其它装置或连接手段而间接地电性连接至该第二装置。

以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例以实施本案的不同特征。以下的公开内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。例如，若是本申请叙述了一第一特征形成于一第二特征之上或上方，即表示其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦可能包含了有附加特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与第二特征可能未直接接触的实施例。另外，以下不同范例可能重复使用相同的参考符号及/或标记。这些重复是为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。

此外，其与空间相关用词。例如“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，是为了便于描述图中一个组件或特征与另一个(些)组件或特征之间的关系。除了在附图中绘示的方位外，这些空间相关用词意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，则在此使用的空间相关词也可依此相同解释。

图1是显示根据本实用新型一实施例所述的穿戴式装置(Wearable Device)100的平面展开图。例如，穿戴式装置100可为具有无线通信(Wireless Communication)功能的一智能型眼镜(Smart Glasses)，但亦不仅限于此。

在图1的实施例中，穿戴式装置100至少包括：一馈入辐射部(Feeding RadiationElement)110、一接地组件(Ground Element)120、一连接辐射部(Connection RadiationElement)130、一附加辐射部(Additional Radiation Element)140、一第一接地辐射部(Grounding Radiation Element)150、一第二接地辐射部160，以及一载体组件(CarrierElement)170，其中馈入辐射部110、接地组件120、一连接辐射部130、附加辐射部140、第一接地辐射部150，以及第二接地辐射部160皆可用金属材质所制成，例如：铜、银、铝、铁，或其合金。必须理解的是，虽然未显示于图1当中，但穿戴式装置100还可包括其他组件，例如：一处理器(Processor)、一扬声器(Speaker)、一摄像组件(Camera Element)，或(且)一电池组件(Battery Element)。

例如，馈入辐射部110可以大致呈现一直条形。详细而言，馈入辐射部110具有一第一端111和一第二端112，其中一正馈入点(Positive Feeding Point)FP是位于馈入辐射部110的第一端111处。在一些实施例中，馈入辐射部110是设置于第一接地辐射部150和第二接地辐射部160之间，其中馈入辐射部110、第一接地辐射部150，以及第二接地辐射部160三者可大致互相平行。

例如，接地组件120可以大致呈现一较大矩形，而一负馈入点FN可位于接地组件120的一边缘处，其中此负馈入点FN可对应于前述的正馈入点FP。在一些实施例中，接地组件120还可具有一缺口区域(Notch Region)125，其可大致呈现一较小矩形。

在一些实施例中，穿戴式装置100还包括一信号源(Signal Source)(未显示)。详细而言，前述的信号源可为一射频(Radio Frequency，RF)模块，其中信号源的一正极(Positive Electrode)可耦接至正馈入点FP，而信号源的一负极(Negative Electrode)则可耦接至负馈入点FN。在另一些实施例中，穿戴式装置100还可包括耦接至前述的信号源的一同轴电缆线(Coaxial Cable)(未显示)，其中此同轴电缆线的一中心导体(CentralConductor)可耦接至正馈入点FP，而此同轴电缆线的一导电外壳(Conductive Housing)则可耦接至负馈入点FN。

例如，连接辐射部130可以大致呈现一正方形，而附加辐射部140可以大致呈现另一直条形，其中附加辐射部140可与馈入辐射部110大致互相平行。馈入辐射部110的第二端112是耦接至连接辐射部130上的一第一连接点(Connection Point)CP1。详细而言，附加辐射部140具有一第一端141和一第二端142，其中附加辐射部140的第一端141是耦接至连接辐射部130上的一第二连接点CP2，而附加辐射部140的第二端142为一开路端(Open End)。亦即，附加辐射部140可经由连接辐射部130耦接至馈入辐射部110。在一些实施例中，连接辐射部130亦可被视为馈入辐射部110的一末端增宽组件(Terminal Widening Element)。

例如，第一接地辐射部150可以大致呈现一较长直条形。详细而言，第一接地辐射部150具有一第一端151和一第二端152，其中第一接地辐射部150的第一端151是耦接至接地组件120上的一第三连接点CP3，而第一接地辐射部150的第二端152为一开路端。第一接地辐射部150的第二端152可大致朝靠近连接辐射部130的方向作延伸。在一些实施例中，第一接地辐射部150是邻近于馈入辐射部110，其中第一接地辐射部150和馈入辐射部110之间可形成一第一耦合间隙(Coupling Gap)GC1。必须注意的是，本说明书中所谓“邻近”或“相邻”一词可指对应的二组件间距小于一既定距离(例如：10mm或更短)，但通常不包括对应的二组件彼此直接接触的情况(亦即，前述间距缩短至0)。

例如，第二接地辐射部160可以大致呈现一较短直条形(相较于第一接地辐射部150来说)。详细而言，第二接地辐射部160具有一第一端161和一第二端162，其中第二接地辐射部150的第一端161是耦接至接地组件120上的一第四连接点CP4，而第二接地辐射部160的第二端162为一开路端。第二接地辐射部160的第二端162和附加辐射部140的第二端142两者可大致朝互相靠近的方向作延伸。在一些实施例中，第二接地辐射部160是邻近于馈入辐射部110，其中第二接地辐射部160和馈入辐射部110之间可形成一第二耦合间隙GC2。另外，第二接地辐射部160和附加辐射部140之间则可形成一第三耦合间隙GC3。例如，在接地组件120当中，其负馈入点FN可大致位于第三连接点CP3和第四连接点CP4两者之间。

载体组件170的形状和式样在本实用新型中并不特别作限制。例如，馈入辐射部110、接地组件120、连接辐射部130、附加辐射部140、第一接地辐射部150，以及第二接地辐射部160皆可设置于载体组件170的同一表面上。在一些实施例中，载体组件170可为一软性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)。在另一些实施例中，载体组件170亦可为一FR4(Flame Retardant 4)基板或一印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)。

在较佳实施例中，馈入辐射部110、接地组件120、连接辐射部130、附加辐射部140、第一接地辐射部150，以及第二接地辐射部160可共同形成穿戴式装置100的一天线结构(Antenna Structure)，使得穿戴式装置100将能提供无线通信的功能。

图2是显示根据本实用新型一实施例所述的穿戴式装置100的天线结构的电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表电压驻波比。根据图2的测量结果，穿戴式装置100的天线结构可涵盖一第一频带(Frequency Band)FB1、一第二频带FB2，以及一第三频带FB3。例如，第一频带FB1可介于2400MHz至2500MHz之间，第二频带FB2可介于5150MHz至5850MHz之间，而第三频带FB3可介于5925MHz至7125MHz之间。因此，穿戴式装置100的天线结构将可同时支持传统WLAN(Wireless Local Area Network)和新世代Wi-Fi 6E的宽带操作。

在一些实施例中，穿戴式装置100的天线结构的操作原理可如下列所述。馈入辐射部110、连接辐射部130，以及附加辐射部140可共同激发产生前述的第一频带FB1。第一接地辐射部150可由馈入辐射部110所耦合激发，以产生前述的第二频带FB2。第二接地辐射部160亦可由馈入辐射部110所耦合激发，以产生前述的第三频带FB3。根据实际测量结果，连接辐射部130的增宽设计可用于微调前述的第一频带FB1的阻抗匹配(ImpedanceMatching)，而第一耦合间隙GC1和第二耦合间隙GC2则可用于微调前述的第二频带FB2和第三频带FB3的阻抗匹配。另外，接地组件120的缺口区域125还可用于容纳各种电子零件(Electronic Component)，从而能降低穿戴式装置100的组装复杂度。

在一些实施例中，穿戴式装置100的组件尺寸可如下列所述。馈入辐射部110、连接辐射部130，以及附加辐射部140的总长度L1可以大致等于穿戴式装置100的天线结构的第一频带FB1的0.25倍波长(λ/4)。第一接地辐射部150的长度L2可以大致等于穿戴式装置100的天线结构的第二频带FB2的0.25倍波长(λ/4)。第二接地辐射部160的长度L3可以大致等于穿戴式装置100的天线结构的第三频带FB3的0.25倍波长(λ/4)。连接辐射部130的宽度W2可为馈入辐射部110的宽度W1的至少3倍以上。另外，馈入辐射部110的宽度W1皆可大于第一接地辐射部150和第二接地辐射部160的每一者的宽度W3。接地组件120的长度L4可介于18mm至20mm之间，而接地组件120的宽度W4可介于10mm至13mm之间。缺口区域125的长度L5可介于5mm至7mm之间，而缺口区域125的宽度W5可介于4mm至6mm之间。附加辐射部140的长度L6可介于3mm至4mm之间。第一耦合间隙GC1的宽度可介于0.5mm至0.6mm之间。第二耦合间隙GC2的宽度可介于0.5mm至0.6mm之间。第三耦合间隙GC3的宽度可介于0.7mm至0.9mm之间。以上组件尺寸的范围是根据多次实验结果而得出，其有助于优化穿戴式装置100的天线结构的操作带宽(Operational Bandwidth)和阻抗匹配，同时还能降低穿戴式装置100的整体制造困难度。

图3是显示根据本实用新型一实施例所述的穿戴式装置300的立体图。在图3的实施例中，穿戴式装置300为具有无线通信功能的一智能型眼镜并包括一非导体框架组件(Nonconductive Frame Element)380，其中前述的载体组件170或天线结构是设置于此非导体框架组件380上。例如，前述的载体组件170或天线结构可设计于穿戴式装置300的一显示器(Display Device)或一镜片(Lens)的下方，但亦不仅限于此。图3的穿戴式装置300的其余特征皆与图1的穿戴式装置100类似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。

本实用新型提出一种新颖的穿戴式装置。相较于传统设计方式，其至少具有涵盖宽带操作、整合天线结构、缩小整体天线尺寸，以及降低整体制造成本等优势。因此，本实用新型很适合应用于各种小型化且具有通信功能的装置当中。

值得注意的是，以上所述的组件尺寸、组件形状，以及频率范围皆非为本实用新型的限制条件。天线设计者可以根据不同需要调整这些设定值。本实用新型的穿戴式装置并不仅限于图1-3所示的状态。本实用新型可以仅包括图1-3的任何一或多个实施例的任何一或多项特征。换言之，并非所有图示的特征均须同时实施于本实用新型的穿戴式装置当中。

在本说明书以及权利要求中的序数，例如“第一”、“第二”、“第三”等等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同组件。

本实用新型虽以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本实用新型的范围，任何熟悉此项技术者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视前附的权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种穿戴式装置，其特征在于，包括：

一馈入辐射部，具有一正馈入点；

一接地组件，具有一负馈入点；

一连接辐射部；

一附加辐射部，其中该附加辐射部是经由该连接辐射部耦接至该馈入辐射部；

一第一接地辐射部，耦接至该接地组件，其中该第一接地辐射部是邻近于该馈入辐射部；

一第二接地辐射部，耦接至该接地组件，其中该第二接地辐射部是邻近于该馈入辐射部；以及

一载体组件，其中该馈入辐射部、该接地组件、该连接辐射部、该附加辐射部、该第一接地辐射部，以及该第二接地辐射部皆设置于该载体组件上；

其中该馈入辐射部、该接地组件、该连接辐射部、该附加辐射部、该第一接地辐射部，以及该第二接地辐射部是共同形成一天线结构。

2.如权利要求1所述的穿戴式装置，其特征在于，该穿戴式装置为具有无线通信功能的一智能型眼镜并包括一非导体框架组件，而该载体组件是设置于该非导体框架组件上。

3.如权利要求1所述的穿戴式装置，其特征在于，该馈入辐射部是设置于该第一接地辐射部和该第二接地辐射部之间。

4.如权利要求1所述的穿戴式装置，其特征在于，该接地组件还具有一缺口区域。

5.如权利要求1所述的穿戴式装置，其特征在于，该天线结构涵盖一第一频带、一第二频带，以及一第三频带，该第一频带是介于2400MHz至2500MHz之间，该第二频带是介于5150MHz至5850MHz之间，而该第三频带是介于5925MHz至7125MHz之间。

6.如权利要求5所述的穿戴式装置，其特征在于，该馈入辐射部、该连接辐射部，以及该附加辐射部的总长度是大致等于该第一频带的0.25倍波长。

7.如权利要求5所述的穿戴式装置，其特征在于，该第一接地辐射部的长度是大致等于该第二频带的0.25倍波长。

8.如权利要求5所述的穿戴式装置，其特征在于，该第二接地辐射部的长度是大致等于该第三频带的0.25倍波长。

9.如权利要求1所述的穿戴式装置，其特征在于，该第一接地辐射部和该馈入辐射部之间形成一第一耦合间隙，该第二接地辐射部和该馈入辐射部之间形成一第二耦合间隙，而该第二接地辐射部和该附加辐射部之间形成一第三耦合间隙。

10.如权利要求1所述的穿戴式装置，其特征在于，该载体组件为一软性电路板。