本發(fā)明涉及一種穿戴式裝置(wearabledevice)，特別是涉及一種穿戴式裝置及其天線結(jié)構(gòu)。

背景技術：

隨著移動通訊技術的發(fā)達，移動裝置在近年日益普遍，常見的例如：手提式電腦、移動電話、多媒體播放器以及其他混合功能的攜帶型電子裝置。為了滿足人們的需求，移動裝置通常具有無線通訊的功能。有些涵蓋長距離的無線通訊范圍，例如：移動電話使用2g、3g、lte(longtermevolution)系統(tǒng)及其所使用700mhz、850mhz、900mhz、1800mhz、1900mhz、2100mhz、2300mhz以及2500mhz的頻帶進行通訊，而有些則涵蓋短距離的無線通訊范圍，例如：wi-fi、bluetooth系統(tǒng)使用2.4ghz、5.2ghz和5.8ghz的頻帶進行通訊。

依據(jù)各品牌大廠的研究方向，次世代新興的移動裝置很可能會是「穿戴式裝置(wearabledevice)」。例如，手表、眼鏡，甚至是身上衣物，都有機會在未來具有無線通訊功能。然而，以穿戴式裝置中的手表為例，其內(nèi)部空間非常狹小，不足以容納用于無線通訊的天線。此將成為天線設計者的一大挑戰(zhàn)。

技術實現(xiàn)要素：

在較佳實施例中，本發(fā)明提供一種穿戴式裝置，包括：一冠部元件；一身部元件；以及一底部元件；其中該冠部元件、該身部元件，以及該底部元件形成一中空結(jié)構(gòu)；其中該冠部元件和該身部元件更形成一第一天線結(jié)構(gòu)和一第二天線結(jié)構(gòu)。

在一些實施例中，該穿戴式裝置為一手表，該冠部元件為一表冠元件，該身部元件為一表身元件，而該底部元件為一表底元件。

在一些實施例中，該冠部元件、該身部元件，以及該底部元件皆由金屬 材質(zhì)所制成。

在一些實施例中，該穿戴式裝置更包括：一透明元件，由該冠部元件所包圍。

在一些實施例中，該冠部元件和該身部元件之間具有一第一分隔間隙，該身部元件和該底部元件之間具有一第二分隔間隙，而該第一分隔間隙和該第二分隔間隙中皆填充有非導體材質(zhì)。

在一些實施例中，該冠部元件包括一左半環(huán)圈部分和一右半環(huán)圈部分，而該身部元件包括一前側(cè)壁部分、一右側(cè)壁部分、一后側(cè)壁部分，以及一左側(cè)壁部分。

在一些實施例中，該右半環(huán)圈部分耦接至該右側(cè)壁部分，以形成該第一天線結(jié)構(gòu)，而該左半環(huán)圈部分耦接至該左側(cè)壁部分，以形成該第二天線結(jié)構(gòu)。

在一些實施例中，該前側(cè)壁部分或該后側(cè)壁部分作為該第一天線結(jié)構(gòu)或該第二天線結(jié)構(gòu)的一延伸部分。

在一些實施例中，該第一天線結(jié)構(gòu)和該第二天線結(jié)構(gòu)涵蓋相同的一操作頻帶。

附圖說明

圖1a是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置的側(cè)視圖；

圖1b是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置的俯視圖；

圖1c是本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置的立體圖；

圖2a是本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置的分解圖；

圖2b是本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置的組合圖；

圖3是本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置的第一天線結(jié)構(gòu)的立體圖；

圖4是本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置的第一天線結(jié)構(gòu)的電壓駐波比圖；

圖5是本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置的第二天線結(jié)構(gòu)的立體圖；以及

圖6是本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置的第二天線結(jié)構(gòu)的電壓駐波比圖。

符號說明

100～穿戴式裝置；

110～冠部元件；

111～左半環(huán)圈部分；

112～右半環(huán)圈部分；

120～身部元件；

121～前側(cè)壁部分；

122～右側(cè)壁部分；

123～后側(cè)壁部分；

124～左側(cè)壁部分；

130～底部元件；

140～第一天線結(jié)構(gòu)；

150～第二天線結(jié)構(gòu)；

160～透明元件；

170～表帶；

181～第一連接點；

182～第二連接點；

183～第三連接點；

191～第一饋入點；

192～第一接地點；

193～第二饋入點；

194～第二接地點；

d1～第一間距；

d2～第二間距；

de～直徑；

gc1～第一分隔間隙；

gc2～第二分隔間隙；

ll1～中心線；

w1、w2～寬度。

具體實施方式

為讓本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出本發(fā)明的具 體實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

圖1a是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置(wearabledevice)100的側(cè)視圖。圖1b是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置100的俯視圖。請一并參考圖1a、圖1b。在較佳實施例中，穿戴式裝置100為一手腕穿戴式裝置(wrist-wearabledevice)，例如：一智慧型手表，或是一智慧型運動手環(huán)。

如圖1a、圖1b所示，穿戴式裝置100至少包括一冠部元件110、一身部元件120，以及一底部元件130，其中冠部元件110、身部元件120，以及底部元件130是共同形成一中空結(jié)構(gòu)(hollowstructure)，例如：一空心圓柱體或一空心四角柱體。冠部元件110、身部元件120，以及底部元件130可以皆由金屬材質(zhì)所制成，例如：銅、銀、鋁、鐵，或是其合金。冠部元件110、身部元件120，以及底部元件130的外型、花紋，以及表面處理在本發(fā)明中并不特別作限制。冠部元件110和身部元件120之間可具有一第一分隔間隙gc1，而身部元件120和底部元件130之間可具有一第二分隔間隙gc2。第一分隔間隙gc1可將冠部元件110和身部元件120完全或部分地分隔開。第二分隔間隙gc2可將身部元件120和底部元件130完全或部分地分隔開。第一分隔間隙gc1和第二分隔間隙gc2中皆可填充有非導體材質(zhì)，例如：塑膠。第一分隔間隙gc1的寬度w1和第二分隔間隙gc2的寬度w2皆須大于0mm，且較佳約為1mm。

冠部元件110和身部元件120形成穿戴式裝置100的一第一天線結(jié)構(gòu)140和一第二天線結(jié)構(gòu)150。舉例而言，冠部元件110和身部元件120的右半部可形成第一天線結(jié)構(gòu)140，而冠部元件110和身部元件120的左半部可形成第二天線結(jié)構(gòu)150。第一天線結(jié)構(gòu)140和第二天線結(jié)構(gòu)150可涵蓋相同的一操作頻帶。第一天線結(jié)構(gòu)140可作為穿戴式裝置100的一主要天線(mainantenna)，而第二天線結(jié)構(gòu)150可作為穿戴式裝置100的一輔助天線(auxiliaryantenna)，以提升穿戴式裝置100的天線分集增益(antennadiversitygain)。在一些實施例中，穿戴式裝置100更可包括一印刷電路板(printedcircuitboard，pcb)，其中印刷電路板設置于前述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，而印刷電路板上可配置有一第一信號源和一第二信號源，分別用于激發(fā)第一天線結(jié)構(gòu)140和第二天線結(jié)構(gòu)150。

在一些實施例中，冠部元件110、身部元件120，以及底部元件130所 形成的前述中空結(jié)構(gòu)為一無上蓋箱型，例如：一無上蓋空心圓柱體，其頂部具有一圓形開口。此圓形開口的直徑de可介于1吋至2吋之間，且較佳約為1.39吋。在其他實施例中，前述圓形開口也可改為正方形開口或三角形開口。詳細而言，冠部元件110包圍住此無上蓋箱型的開口，身部元件120構(gòu)成此無上蓋箱型的一側(cè)壁，而底部元件130構(gòu)成此無上蓋箱型的一底板。前述中空結(jié)構(gòu)可用于容納各種裝置零組件，例如：一電池、一時針、一分針、一秒針、一射頻模塊、一信號處理模塊、一計數(shù)器、一處理器、一溫度計，或(且)一氣壓計(未顯示)。必須理解的是，雖然未顯示于第1a、1b圖中，但穿戴式裝置100更可包括其他元件，例如：一時間調(diào)整器、一連接帶、一防水外殼，或(且)一扣環(huán)等等。

圖1c是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置100的立體圖。在圖1c的實施例中，穿戴式裝置100為一手表，其中冠部元件110為一表冠元件，身部元件120為一表身元件，而底部元件130為一表底元件。在此設計下，穿戴式裝置100更可包括一透明元件160和一表帶170。舉例來說，透明元件160可以是一表面玻璃或是一透明塑膠板。透明元件160可以設置于冠部元件110中，并可由冠部元件110所包圍。其他手表元件，例如：一時針、一分針，以及一秒針，皆可設置于透明元件160的下方，以利一使用者進行觀察。表帶170可以連接至身部元件120的相對二側(cè)，以利一使用者可通過表帶170來配掛穿戴式裝置100于其手腕上。

圖2a是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置100的分解圖。圖2b是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置100的組合圖。請一并參考圖2a、圖2b。在圖2a、圖2b的實施例中，冠部元件110包括一左半環(huán)圈部分111和一右半環(huán)圈部分112，而身部元件120包括一前側(cè)壁部分121、一右側(cè)壁部分122、一后側(cè)壁部分123，以及一左側(cè)壁部分124。以上前、后、左、右的方位僅用于舉例說明各元件的相對位置，使讀者易于理解，而非用于限制本發(fā)明的元件配置方式。冠部元件110和身部元件120皆可大致為線對稱結(jié)構(gòu)。詳細而言，冠部元件110的左半環(huán)圈部分111和右半環(huán)圈部分112大致沿一中心線ll1呈現(xiàn)左右對稱，而身部元件120的左側(cè)壁部分124和右側(cè)壁部分122也大致沿中心線ll1呈現(xiàn)左右對稱。冠部元件110的左半環(huán)圈部分111和右半環(huán)圈部分112可皆大致為180度的圓弧形，而身部元件120的左側(cè)壁部分124和右側(cè)壁部分122可皆大致為小于但接近180度的圓弧形 (例如：介于145度至180度的圓弧形)。在一些實施例中，左半環(huán)圈部分111、右半環(huán)圈部分112、前側(cè)壁部分121、右側(cè)壁部分122、后側(cè)壁部分123，以及左側(cè)壁部分124的其中任二相鄰者之間皆各自具有一分隔間隙，而每一分隔間隙中皆填充有非導體材質(zhì)，例如：塑膠。

圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置100的第一天線結(jié)構(gòu)140的立體圖。在圖3的實施例中，冠部元件110的右半環(huán)圈部分112分別耦接至身部元件120的右側(cè)壁部分122和后側(cè)壁部分123，以形成第一天線結(jié)構(gòu)140。詳細而言，右半環(huán)圈部分112經(jīng)由一第一連接點181耦接至右側(cè)壁部分122，且更經(jīng)由一第二連接點182耦接至后側(cè)壁部分123，其中右側(cè)壁部分122和后側(cè)壁部分123之間則由一分隔間隙所完全斷開。第一連接點181可為一金屬焊接點或一金屬突起物，其可位于右半環(huán)圈部分112和右側(cè)壁部分122的間隙中。第二連接點182可為另一金屬焊接點或另一金屬突起物，其可位于右半環(huán)圈部分112和后側(cè)壁部分123的間隙中。右側(cè)壁部分122具有一第一饋入點191和一第一接地點192。第一饋入點191可經(jīng)由一頂針(pogopin)或一彈片(metalspring)耦接至印刷電路板上的一第一信號源，而第一接地點192可經(jīng)由另一頂針或另一彈片耦接至印刷電路板上的一接地面。在一些實施例中，前側(cè)壁部分121或后側(cè)壁部分123作為第一天線結(jié)構(gòu)140的一延伸部分。為了最佳化第一天線結(jié)構(gòu)140的阻抗匹配，第一饋入點191和第一接地點192之間的一第一間距d1可介于10mm至20mm之間，且較佳約為14.5mm。

圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置100的第一天線結(jié)構(gòu)140的電壓駐波比(voltagestandingwaveratio，vswr)圖，其中橫軸代表操作頻率(mhz)，而縱軸代表電壓駐波比。如圖4所示，第一天線結(jié)構(gòu)140的操作頻帶是由699mhz至960mhz、由1561至2700mhz。第一天線結(jié)構(gòu)140可視為一平面倒f字形天線(planarinvertedfantenna，pifa)的一立體變化形，其至少可支援lte(longtermevolution)、gps(globalpositioningsystem)、wlan(wirelesslocalareanetwork)、bluetooth的多頻帶寬頻操作。

圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置100的第二天線結(jié)構(gòu)150的立體圖。在圖5的實施例中，冠部元件110的左半環(huán)圈部分111耦接至身部元件120的左側(cè)壁部分124，以形成第二天線結(jié)構(gòu)150。詳細而言，左半環(huán)圈部分111經(jīng)由一第三連接點183耦接至左側(cè)壁部分124。第三連接 點183可為一金屬焊接點或一金屬突起物，其可位于左半環(huán)圈部分111和左側(cè)壁部分124的間隙中。左側(cè)壁部分124具有一第二饋入點193和一第二接地點194。第二饋入點193可經(jīng)由一頂針或一彈片耦接至印刷電路板上的一第二信號源，而第二接地點194可經(jīng)由另一頂針或另一彈片耦接至印刷電路板上的接地面。在一些實施例中，前側(cè)壁部分121或后側(cè)壁部分123作為第二天線結(jié)構(gòu)150的一延伸部分。為了最佳化第二天線結(jié)構(gòu)150的阻抗匹配，第二饋入點193和第二接地點194之間的一第二間距d2可介于10mm至20mm之間，且較佳約為13mm。

圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的穿戴式裝置100的第二天線結(jié)構(gòu)150的電壓駐波比圖，其中橫軸代表操作頻率(mhz)，而縱軸代表電壓駐波比。如圖6所示，第二天線結(jié)構(gòu)150的操作頻帶是由699mhz至960mhz、由1561至2700mhz。第二天線結(jié)構(gòu)150可視為另一平面倒f字形天線的一立體變化形，其至少可支援lte、gps、wlan、bluetooth的多頻帶寬頻操作。

本發(fā)明提出一種新穎的穿戴式裝置，相較于傳統(tǒng)設計方式，其至少具有下列優(yōu)點：(1)利用穿戴式裝置的外觀金屬部來形成天線結(jié)構(gòu)；(2)不會額外占用穿戴式裝置的內(nèi)部空間；(3)同時提供主要天線和輔助天線以提升通訊品質(zhì)；(4)縮小整體天線尺寸；以及(5)降低整體制造成本。因此，本發(fā)明很適合應用于各種小型化且具有通訊功能的穿戴式裝置當中。

值得注意的是，以上所述的元件尺寸、元件形狀、以及頻率范圍均非為本發(fā)明的限制條件。天線設計者可以根據(jù)不同需要調(diào)整這些設定值。另外，本發(fā)明的穿戴式裝置及天線結(jié)構(gòu)并不僅限于圖1a-圖6所圖示的狀態(tài)。本發(fā)明可以僅包括圖1a-圖6的任何一或多個實施例的任何一或多項特征。換言之，并非所有圖示的特征均須同時實施于本發(fā)明的穿戴式裝置及天線結(jié)構(gòu)當中。

在本說明書以及權利要求中的序數(shù)，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之間并沒有順序上的先后關系，其僅用于標示區(qū)分兩個具有相同名字的不同元件。

雖以較佳實施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟悉此技術者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可做些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應以附上的權利要求所界定的為準。