电子装置及用于形成电子装置的方法
【专利摘要】本发明提供电子装置及用于形成电子装置的方法。就此而言，一代表性电子装置包含：壳体，该壳体定义空腔；显示器，置于空腔内；外盖，置于显示器上且形成电子装置外部的一部分；光学透明导电薄膜，置于空腔内；以及天线，置于空腔内，该天线至少部分由光学透明导电薄膜所定义，该光学透明导电薄膜可作为天线的接地面。
【专利说明】电子装置及用于形成电子装置的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明是有关于一种移动装置。
【背景技术】
[0002]如今，具有较小外形尺寸及金属一体成型设计的移动装置(例如，智能手机)受到使用者的喜爱。然而，较小的外形尺寸对产品设计的各种方面具有相当显著的限制，例如，天线置放、体积与效能。显而易见地，当外形尺寸较小的装置，其天线可置放的体积减少时，通常会牺牲天线的辐射效率或操作频宽效能。就此而言，于金属一体成型的移动装置，天线置放的习用设计解决方案涉及形成尺寸较小的射频(Radio Frequency, RF)孔径,其通常为在孔径中充填的塑胶。
【发明内容】
[0003]本发明提供具有由光学透明导电薄膜形成的天线的电子装置及相关方法。简述而言，在多个实施方式的一实施方式中，电子装置包含:壳体，该壳体定义空腔；显不器，置于空腔内；外盖，置于显示器上及形成电子装置外部的一部分；光学透明导电薄膜，置于空腔内；以及天线，置于空腔内，该天线至少部分由光学透明导电薄膜所定义，该光学透明导电薄膜可作为天线的接地面。
[0004]另一实施方式是一种用于形成电子装置的方法，该方法包含以下步骤:提供装置壳体；以及在装置壳体的空腔内放置光学透明导电薄膜以定义槽孔天线。
[0005]对检验过以下附图及详细描述的熟悉该项技术者而言，本发明的其他系统、方法、特征，及优势将会或可能会变得显而易见。所有这些额外系统、方法、特征，及优势意欲得以包含在此描述内、符合本发明的范畴，及受所附的权利要求书保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]可参考以下附图而更佳地理解本发明的诸多方面。附图中的元件未必按比例绘制，而是着重强调清晰地图示本发明的原理。此外，在附图中，数个视图中的对应部分以类似的兀件符号表不。
[0007]图1是一电子装置的示例性实施方式的示意图；
[0008]图2是形成电子装置的一种方法的示例性实施方式的流程图；
[0009]图3是一电子装置的另一示例性实施方式的示意图；
[0010]图4A是沿图3的线段4A-4A的代表性剖面图；
[0011]图4B是沿图3的线段4B-4B的代表性剖面图；
[0012]图5是一电子装置的再一示例性实施方式的示意图；
[0013]图6是操作电子装置的一种方法的示例性实施方式的流程图。
【具体实施方式】[0014]本发明的多种方式皆已汇总，现将详细参考附图中所示的本发明。尽管本发明将结合这些附图进行描述，但并非旨在限定法律保护范畴于本文所揭示的一或更多个实施方式。相反地，本发明的目的是涵盖如所附的权利要求书所定义的本发明的精神及范畴内所包含的所有替代方法、修改及同等物。
[0015]就此而言，本发明提供具有由光学透明导电薄膜形成的天线的电子装置及相关方法。在一些实施方式中，光学透明导电薄膜定位在电子装置的外盖与显示器之间。光学透明导电薄膜与壳体之间定义一或更多个槽孔天线，其中光学透明导电薄膜的作用为接地面。由此，可在无需形成贯穿壳体的孔径的情况下提供天线(例如，蓝芽(Bluetooth)、无线保真(Wireless Fidelity ;WiFi)、全球定位卫星(Global Positioning Satellite; GPS),或近场通信(Near Field Communication; NFC)天线)。
[0016]图1是一电子装置的示例性实施方式的示意图。如图1所示，电子装置100 (该电子装置可以多种形式提供，例如除其他装置以外还有平板电脑及智能手机)包括壳体102、显示器104、外盖106，及光学透明导电薄膜108。壳体102是由射频透明材料(例如，塑胶)或非射频透明材料(例如，金属)而构成，壳体102定义空腔110，显示器104及光学透明导电薄膜108置于空腔110中。外盖106置于显示器104之上，且外盖106形成电子装置100外部的一部分。在一或多个实施方式中，壳体102为一体成型(un1-body)壳体,然而本发明不以此为限。
[0017]天线112亦置于空腔110内。在本实施方式中，天线112是槽孔天线(SlotAntenna),光学透明导电薄膜108及壳体102定义部分的天线112。应注意的是,光学透明导电薄膜108对于天线112的作用为接地面。在一些实施方式中，光学透明导电薄膜108可被提供为单独元件。在其他实施方式中，光学透明导电薄膜108可被提供为另一元件的组成元件，例如，用于一触控输入感测器的接地层(屏蔽)。在其他实施方式中，光学透明导电薄膜108可整合在例如表嵌式触控(On-Cell-Touch)或内嵌式触控(In-Cell-Touch)的显示元件中。
[0018]由于来自天线112的实际辐射是自光学透明导电薄膜108(及壳体102的对应部分)的边缘传播，因此相较于直接置于显示器104顶部的天线，天线112有可能更为有效率。另外，由于天线112置于外盖106的下，因此可提供预防因使用者接触而产生的总误调的固有保护。
[0019]尽管可使用具有各种类型及配置的光学透明导电薄膜108，但适合的光学透明导电薄膜108可为氧化铟锡(Indium Tin Oxide;ΙΤ0)薄膜，其可并入光学透明导电图案，例如，印刷金属图案。
[0020]图2是形成电子装置的一种方法的示例性实施方式的流程图。如图2所示，该方法可自方块120开始说明，在该步骤中，提供装置壳体。在方块122中，光学透明导电薄膜置于壳体的空腔内，以定义槽孔天线。在一些实施方式中，光学透明导电薄膜及壳体定义电子装置的多个天线。因此，如方块124中所绘示，电子装置的天线用以传输及/或接收射频信号。
[0021]图3、图4Α，及图4Β为电子装置的另一示例性实施方式的示意图。请参照图3、图4Α，及图4Β，电子装置130包括壳体132、显示器134 (例如，液晶显示器(Liquid CrystalDisplay, IXD)模块)、外盖136、光学透明导电薄膜138，及触控输入感测器140。具体而言，光学透明导电薄膜138置于显示器134与触控输入感测器140之间，而触控输入感测器140置于光学透明导电薄膜138与外盖136之间。
[0022]壳体132定义空腔142，空腔142中设置有电子装置130的各种元件，例如，显示器134、光学透明导电薄膜138，及触控输入感测器140，以及基板144、电池146，及天线馈入点147 (其他元件略去以便于描述)。外盖136是由壳体132的支撑结构所支撑，外盖136置于空腔142之上，且外盖136形成电子装置130外部的一部分。
[0023]在壳体132与光学透明导电薄膜138之间定义有四个狭缝(151、152、153，及154):两个长狭缝(151、153)及两个短狭缝(152、154)，也就是说，光学透明导电薄膜138具有相对的短边缘及相对的长边缘。狭缝151、153由壳体132中充当显示器134及触控输入感测器140的支撑结构的部分所覆盖。在此实施方式中，支撑结构包括突出部分156及158，突出部分156及158自壳体132的内部侧壁向内延伸至空腔142内。外盖136位于突出部分156及158上。
[0024]狭缝152、154形成天线阵列，且狭缝152、154用作辐射槽孔天线(短边缘当作辐射体)，其中，光学透明导电薄膜138的对应部分与壳体132定义部分的天线。光学透明导电薄膜138对于天线的作用为接地面。此外，支撑结构对于天线的作用为电容式负载，因此有助于天线尺寸及调谐的微型化。显而易见地，与光学透明导电薄膜138的对应部分呈支撑关系的支撑结构的长度及面积直接涉及相关天线的频率调整。在本实施方式中，狭缝152与154中仅有一者经由天线馈入点147而受电压间隙源145的激发，但在其他实施方式中，狭缝152与154皆可受激发。
[0025]在操作上，天线馈入点147的馈入线148可连接至光学透明导电薄膜138的导电图案，例如通过光学透明导电薄膜138的一短边缘电性连接至导电图案。若壳体132由导电材料(例如，金属)制成，则天线馈入点147的接地线149可连接至壳体132,从而在天线馈入点147与壳体132之间建立电位差(电压差)。此举提供电压源以激发天线。若壳体132由非导电材料(例如，塑胶)制成，则光学透明导电薄膜138的导电图案与电子装置130的接地之间的电压差可成为槽孔天线的来源。
[0026]天线阵列的辐射场型可通过改变天线之间的电性长度(例如，通过改变两个辐射槽或两个连续边缘轮廓之间的电性距离)而塑形。在此，狭缝152可为第一天线，而狭缝154可为第二天线。例如，若第一天线与第二天线为同相位，则所得的辐射场型通常将覆盖外盖136上的半球面体积(即定向角度覆盖(Directional Angular Coverage))。显而易见地，此配置可为GPS天线的视界的首选。然而，若第一天线与第二天线并非同相位，则所得的辐射场型的方位角可能为全向(即全向角度覆盖(Omn1-Directional Angular Coverage)),此配置例如可为无线区域网络(Wireless Local Area Network;WLAN)应用的首选。
[0027]为变更天线之间的电性长度，可增加光学透明导电薄膜138的非辐射边缘的实际长度。在一些实施方式中，此举可通过使用非辐射边缘的弯延形状而实现，从而有效地变更电性长度。在此条件下，天线可以操作在13.56MHz的近场通信(Near FieldCommunication;NFC)天线，以与其他电子设备或手持式装置作通信。或者,可将被动或主动阻抗调整元件置于光学透明导电薄膜138的非辐射边缘与接地点之间，以便进行天线阻抗调整及/或相位位移。
[0028]在一些实施方式中，光学透明导电薄膜138可用以提供近场近接感测器(Near-Field Proximity Sensor),例如,近场近接感测器可用以决定装置何时位于与使用者接近之处。例如，此种感测器可用以在当使用者回应电话期间，决定移动装置(例如，智能手机)何时已经置于与使用者面部接近之处。众所熟知，使用者的接近可能影响天线的效能。并入此种感测器的装置的实施方式是通过图5而描述。
[0029]如图5所示，电子装置160包含处理装置(处理器)170、输入/输出接口 172、显示装置174、触控屏幕界面176、网络/通信接口 178、记忆体180，及操作系统182，其中每一者皆通过区域数据总线184而通信。此外，电子装置160并入光学透明导电薄膜186及近接侦测系统190，近接侦测系统190与光学透明导电薄膜186电性通信。
[0030]处理装置170可包含定制或市售处理器、中央处理单元(Central ProcessingUnit, CPU)，或在数个处理器之间的辅助处理器、基于半导体的微处理器(采用微芯片形式)、一或更多个特定应用集成电路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)、多个经适当配置的数位逻辑门，及包含单独或多种组合的分散元件以协调系统整体操作的其他电性配置。
[0031]记忆体180可包含挥发性记忆体元件(例如，随机存取记忆体(Random-AccessMemory, RAM,例如动态随机存取记忆体(Dynamic Random-Access Memory, DRAM),及静态随机存取记忆体(Static Random-Access Memory; SRAM)等))及非挥发性记忆体元件中的任一者或组合。记忆体180通常包含本体操作系统182、一或更多个本体应用、仿真系统，或用于多种操作系统及/或仿真硬件平台、仿真操作系统等中的任一者的仿真应用程序。例如，应用程序可包含特定应用软件，该特定应用软件可包含一些或全部的系统元件。依据这些实施方式，这些元件储存在记忆体180中，且这些元件由处理装置170执行。
[0032]触控屏幕界面176用以侦测显示器174的显示区域内的接触，及触控屏幕界面176提供诸如屏幕上按钮、选单、键盘、软键等的功能，触控屏幕界面176允许使用者经由触控而在使用者界面中导航。在一或多个实施方式中，电子装置160可为智能手机、平板电脑或任何一种可携式装置。可携式装置允许在使用者与电子装置160之间进行使用者输入以互动。
[0033]一般技术者将了解，记忆体180可能，及通常将会，包含其他元件，本文已以简明为目的而略去这些元件。请注意，在本发明的上下文中，非暂态计算机可读取媒体储存供指令执行系统、设备，或装置使用，或与上述各者结合使用的一或更多个顺序。
[0034]请进一步参照图5，网络/通信接口 178可包含多种元件，这些元件用以在网络环境中传输及/或接收数据。举例而言，这些元件可包含无线通信接口。当这些元件作为应用程序以实施时，一或更多个的这些元件可储存在非暂态计算机可读取媒体上，且可由处理装置170所执行。
[0035]光学透明导电薄膜186可为单独一层或属于另一元件的组成层，光学透明导电薄膜186向近接侦测系统190提供电输入以作为近场近接感测器。显而易见地，为使光学透明导电薄膜186提供上述的输入，可执行光学透明导电薄膜186自天线模式至感测模式的切换动作。具体而言，相较于在天线模式下的操作期间，光学透明导电薄膜186连接至收发器元件，光学透明导电薄膜186可选择性连接至近接侦测系统190。
[0036]在操作上，近接侦测系统190监测一或多种参数，诸如天线阻抗、功率比与反射功率，例如，以便决定天线是否受近接效应(Proximity Effect)影响。[0037]图6为一示例性实施方式的电子装置所执行的功能的流程图，其中可如图5的实施方式所示，其为利用一光学透明导电薄膜以实施近接感测器的电子装置。如图6所示，该功能(或方法)可自方块200开始以建构，方块200中提供一电子装置。具体而言，该电子装置与一光学透明导电薄膜合并，其中光学透明导电薄膜用以定义电子装置的天线。在方块202中，电子装置的光学透明导电薄膜在一天线模式下操作，在天线模式中，天线用以传输及/或接收射频信号。然后，如方块204中所绘示，决定装置是否将切换操作模式。具体而言，该决定涉及光学透明导电薄膜是在天线模式下操作还是在感测模式下操作。
[0038]在方块204中，若决定电子装置将在感测模式下操作，则流程前进至方块206，在方块206中，监测一或更多个参数。举例而言，可监测天线阻抗、功率比，及/或反射功率。在方块208中，决定是否侦测到近接效应。如若侦测到此效应，例如此效应可能与使用者邻近电子装置的天线的身体部位相关连，则流程可前进至方块210。在方块210中，光学透明导电薄膜再次在天线模式下操作；然而，此操作利用已修正后的参数来执行，以便缓和因感测到的近接效应所使用的参数，而造成天线效能的降低。然后，流程可返回方块208。然而，若在方块204及方块208中的决定为否定，则流程可返回方块202。
[0039]若以软件方式呈现，则应注意，图6的流程图(或其他流程图中的任一者)中绘示的每一方块表示一代码模块、代码片段，或代码的部分，上述各者包括储存在非暂态计算机可读取媒体中以用于实施指定逻辑功能的顺序指令。就此而言，这些程序指令可以原始码或机器码的形式呈现，其中原始码包含以程序语言编写的语句，机器码包含可由适合的执行系统辨识的数值指令。机器码可自原始码等转换而来。若以硬件方式呈现，则每一方块可表示用以实施指定逻辑功能的电路或多个互连电路。此外，尽管流程图显示特定的执行顺序，但应理解的是，执行顺序可有不同。
[0040]应强调的是，上述实施方式仅为可能实施的实例。在不脱离本发明的原理的前提下，可对上述实施方式进行诸多变化及修改。例如，本文所述的系统可在硬件、软件或上述的组合。所有这些修改及变化的目的皆为在符合本发明的范畴的情况下包含于本文，及受所附权利要求书的保护。
【权利要求】
1.一种电子装置，其特征在于，包含: 一壳体，该壳体定义一空腔； 一显示器，置于该空腔内； 一外盖，置于该显示器上，并形成该电子装置外部的一部分； 一光学透明导电薄膜，置于该空腔内；以及 一天线，置于该空腔内，该天线至少部分由该光学透明导电薄膜所定义，该光学透明导电薄膜可作为该天线的一接地面。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该天线为一槽孔天线，该槽孔天线更由该壳体的一部分所定义。
3.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于: 该天线为一第一天线；以及 该电子装置还包含一第二天线，该第二天线至少部分由该壳体及该光学透明导电薄膜所定义。
4.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于，该第一天线及该第二天线相隔一距离以达到电性上同相位，用以实现定向角度覆盖。
5.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于，该第一天线及该第二天线相隔一距离以达到电性上非同相位，用以实现全向角度覆盖。
6.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于: 该电子装置还包含一触控输入感测器，置于该显示器与该外盖之间；以及 该光学透明导电薄膜置于该显示器与该触控输入感测器之间。
7.根据权利要求6所述的电子装置，其特征在于，该光学透明导电薄膜作为该触控输入感测器的一接地层。
8.根据权利要求6所述的电子装置，其特征在于，该光学透明导电薄膜电容耦接至该触控输入感测器。
9.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于: 该电子装置还包含一触控输入感测器，置于该显示器与该外盖之间；以及 该光学透明导电薄膜为该触控输入感测器的一接地层。
10.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于: 该电子装置还包含一支撑结构，该支撑结构自该壳体延伸至该空腔内，该支撑结构支撑该外盖；以及 该支撑结构以电容方式载入该天线。
11.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该壳体为一体成型壳体。
12.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于: 该电子装置还包含一近接侦测系统，该近接侦测系统与该光学透明导电薄膜电性通信；以及 该光学透明导电薄膜可操作以向该近接侦测系统提供电输入，用以作为一近场近接感测器。
13.根据权利要求12所述的电子装置，其特征在于，该近接侦测系统可操作以分析与该天线相关的反射功率。
14.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该电子装置为一智能手机、一平板电脑或任何一种可携式装置，而允许在一使用者与该电子装置之间进行使用者输入以互动。
15.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于: 该天线经配置为一蓝芽天线、一无线保真天线、一全球定位卫星天线，或一近场通信天线中的任一者；以及 该天线与两个辐射槽之间或连续边缘轮廓之间的一电距离相关连。
16.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包含一天线馈入点，该天线馈入点具有一馈入线，电性连接至该光学透明导电薄膜。
17.根据权利要求16所述的电子装置，其特征在于: 该光学透明导电薄膜具有相对的短边缘及相对的长边缘； 该馈入线电性连接至所述短边缘中的一第一者；以及 所述长边缘中的一第一者对应于该天线。
18.根据权利要求16所述的电子装置，其特征在于: 该壳体的材质为导电材料；以及 该天线馈入点具有一接 地线，电性连接至该壳体。
19.根据权利要求16所述的电子装置，其特征在于: 该壳体的材质为非导电材料；以及 该天线馈入点具有一接地线，电性连接至该接地面。
20.一种用于形成电子装置的方法，其特征在于，该方法包含: 提供一装置壳体；以及 将一光学透明导电薄膜置于该装置壳体的一空腔内，以定义一槽孔天线。
21.根据权利要求20所述的用于形成电子装置的方法，其特征在于，还包含: 在一天线模式下操作该光学透明导电薄膜，使得该槽孔天线用以传输及/或接收射频信号。
22.根据权利要求20所述的用于形成电子装置的方法，其特征在于，还包含: 在一感测模式下操作该光学透明导电薄膜，使得该槽孔天线用以决定一近接效应的存在。
23.根据权利要求20所述的用于形成电子装置的方法，其特征在于，还包含: 选择性地在一天线模式下操作该光学透明导电薄膜，在该天线模式中，该槽孔天线用以传输及/或接收射频信号，以及在一感测模式下操作该光学透明导电薄膜，在该感测模式中，该槽孔天线用以决定一近接效应的存在。
【文档编号】H01Q1/48GK104009279SQ201410036563
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2013年2月25日
【发明者】托尔伯特·威廉·海伍德, 威廉·罗德尼·欧文, 邓可·葛瑞格利·Ａ, 梁太荣, 玛瑞诺·杰森·唐纳 申请人:宏达国际电子股份有限公司