具指向性天線的顯示裝置的製作方法
2023-04-24 01:51:01
專利名稱：具指向性天線的顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無線顯示裝置，特別涉及一種具指向性天線的無線薄型顯示裝置。
背景技術：
在現今資訊時代，電視除了是一般人們接收新聞、娛樂、休閒及信息的媒介，也是家庭網路系統中的重要角色。在有線系統內設置電視機時，往往需考慮網絡線和圖像線，除了安裝不便外也容易影響環境美觀。相比較之下，無線電視機能通過內建天線直接接收多媒體信息，已逐漸成為市場主流。在無線系統中，天線是佔有較大體積的元件。傳統具有無線天線的顯示裝置(例 如電視或筆記型電腦)多半會將以金屬片形成的全向式嵌入式天線(omnidirectionalembedded antenna)設置在機身的邊框，以和附近的無線接收盒(access point)進行無線通信。但是隨著小型化發展，越來越多的薄型顯示裝置採用無邊框或窄邊框的設計，因此可能沒有足夠空間來容納傳統嵌入式天線。
發明內容
為解決現有技術中存在的小型化的薄型顯示裝置，沒有足夠空間容納嵌入式天線的問題，而提供帶有不佔用多少空間的指向性天線來完成無線通信的薄型顯示裝置。為達到上述的目的，本發明的技術方案如下—種顯不裝置，其包含一殼體；一顯不面板位於該殼體內；以及一指向性天線位於該殼體內，設置於該顯示面板後方或下方，用來發射一無線信號，其中該指向性天線的一輻射路徑和一水平面是呈一特定角度。本發明另提供一種指向性天線，其包含一基板；一傳輸線，沿一第一方向形成於該基板上，用來傳遞信號；一第一激勵元件，沿著一第二方向設置於該基板上，用來輻射出一第一頻帶的輻射場型，該第一激勵元件在遠離該傳輸線的一端包含一第一末端結構，其設置方向和該第二方向呈一第一預定角度，且該第一方向垂直於該第二方向；一第二激勵元件，沿著該第二方向設置於該基板上，用來輻射出該第一頻帶的輻射場型，該第二激勵元件在遠離該傳輸線的一端包含一第二末端結構，其設置方向和該第二方向呈一第二預定角度；一第三激勵元件，沿著該第二方向設置於該基板上，用來輻射出一第二頻帶的輻射場型並將該第一頻帶的輻射場型導向該第一方向；一第四激勵元件，沿著該第二方向設置於該基板上，用來輻射出該第二頻帶的輻射場型並將該第一頻帶的輻射場型導向該第一方向；以及一反射元件，沿著該第二方向設置於該基板上，用來將該第一頻帶的輻射場型往該第一方向反射。本發明的優點如下本發明的無線顯示裝置可為一無邊框或窄邊框的薄型電視機，一個或多個指向性多頻天線可設置在顯示面板10後方或底座80上，且輻射方向和水平面呈特定角度e，以接收周圍傳來的無線信號。或者，指向性多頻天線的無線信號能被後方障礙物反射或折射至無線顯示裝置100的前方或上方，以接收前方傳來的無線信號。因此，無論是設置在開放空間中或在障礙物之前，本發明的無線顯示裝置皆能提供高品質和高效能的無線通信。
圖IA為本發明第一實施例的無線顯示裝置的側視圖。圖IB為本發明第一實施例的無線顯示裝置的後視圖。圖2A為本發明第二實施例的無線顯示裝置的側視圖。圖2B為本發明第二實施例的無線顯示裝置的後視圖。圖3A為本發明第三實施例的無線顯示裝置的側視圖。
圖3B為本發明第三實施例的無線顯示裝置的後視圖。圖4A和圖4B為本發明無線顯示裝置在不同設置方式下運作的示意圖。圖5A為本發明第四實施例的無線顯示裝置的後視圖。圖5B為本發明第五實施例的無線顯示裝置的後視圖。圖6A為本發明第六實施例的無線顯示裝置的後視圖。圖6B為本發明第七實施例的無線顯示裝置的後視圖。圖7、8A、8B、9為本發明實施例中指向性多頻天線的示意圖。其中，附圖標記說明如下10顯示面板20 22指向性多頻天線25基板30固定座40背殼50開口60塑膠件70障礙物80底座FEED信號饋入端APl無線接收盒23A、23B反射元件24A.24B傳輸元件21A、21B、22A、22B 激勵元件100、200、300、400、500,600,700無線顯示裝置
具體實施例方式請參考圖IA和圖1B，圖IA為本發明第一實施例中一無線顯示裝置100的側視圖，而圖IB為無線顯示裝置100的後視圖。無線顯示裝置100包含一顯示面板10、一指向性(directional)多頻天線20、一固定座30、一背殼40，以及一底座80。固定座30固定在顯示面板10的背面，指向性多頻天線20可附著在固定座30上，如此當指向性多頻天線20發射無線信號時，其輻射方向能和水平面呈一特定角度O。背殼40可包含塑膠材料，可容納和保護顯示面板10、指向性多頻天線20、固定座30，或無線顯示裝置100內部其它元件(未顯示)O請參考圖2A和圖2B，圖2A為本發明第二實施例中一無線顯示裝置200的側視圖，而圖2B為無線顯示裝置200的後視圖。本發明第二實施例和第一實施例結構類似，不同的處在於背殼40可為金屬材料，且在無線信號行進路徑上包含一開口 50，使得指向性多頻天線20的輻射路徑不會被金屬遮蔽。請參考圖3A和圖3B，圖3A為本發明第三實施例中一無線顯示裝置300的側視圖，而圖3B為無線顯示裝置300的後視圖。本發明第三實施例和第一實施例結構類似，不同之處在於背殼40可為金屬材料，且在無線信號行進路徑上包含一塑膠件60，使得指向性多頻天線20的輻射路徑不會被金屬遮蔽。圖4A和圖4B為本發明無線顯示裝置100/200/300在不同設置方式下運作的示意 圖。在圖4A中，無線顯示裝置100/200/300是架設在開放空間，或是周圍空間內的障礙物體材質可被通信電波穿透。無線顯示裝置前後方各設置無線接收盒APl和AP2。無線顯示裝置100/200/300、無線接收盒APl和無線接收AP2的福射場型(radiation pattern)分別由RPO RP2來表示。由於無線接收盒APl的輻射路徑會被無線顯示裝置100/200/300阻隔，因此只有部分輻射場型RPl能出現在無線顯示裝置100/200/300的上方和後方。在本發明第一實施例中，指向性多頻天線20的輻射路徑和水平面呈特定角度Θ，因此輻射場型RPO和RPl能在無線顯示裝置100/200/300的後方彼此交會，讓無線顯示裝置100/200/300和無線接收盒APl能夠進行無線通信。另一方面，無線接收盒AP2的輻射場型RP2和指向性多頻天線20的輻射場型RPO也會在無線顯示裝置100/200/300的後方彼此交會，讓無線顯示裝置100/200/300和無線接收盒AP2能夠進行無線通信。在圖4B中，無線顯示裝置100/200/300是以壁掛方式架設或安置於其它結構之前，亦即無線顯示裝置100/200/300的後方會緊鄰一障礙物70 (例如牆壁)，其材質為通信電波無法穿透。無線顯示裝置100/200/300的前方設置一無線接收盒AP1，無線顯示裝置100和無線接收盒APl的輻射場型分別由RPO和RPl來表示。由於無線接收盒APl的輻射路徑信號會被無線顯示裝置100和障礙物70阻隔，因此只有部分輻射場型RPl會出現在無線顯示裝置100的上方。在本發明第二實施例中，指向性多頻天線20的輻射路徑信號和水平面呈特定角度Θ，因此輻射場型RPO能被障礙物70折射或反射至無線顯示裝置100的上方以和輻射場型RPl能彼此交會，讓無線顯示裝置100/200/300+和無線接收盒APl能夠進行無線通信。請參考圖5A和圖5B，圖5A為本發明第四實施例中一無線顯示裝置400的後視圖，而圖5B為本發明第五實施例中一無線顯示裝置500的後視圖。無線顯示裝置400/500和無線顯示裝置100/200/300結構類似，在顯示面板10的背面皆設置一指向性多頻天線20，其輻射方向和水平面呈一特定角度Θ，如第IA IB圖所示。然而，本發明第四實施例和第五實施例包含複數個指向性多頻天線，其中無線顯示裝置400另包含一指向性多頻天線21，而無線顯示裝置500另包含兩指向性多頻天線21和22。在無線顯示裝置400中，指向性多頻天線21設置於顯示面板10的一特定側邊或後方的一特定側，以和水平面呈一特定角度Θ 』的方式配置，使其輻射出的輻射場型能形成在無線顯示裝置400特定側邊的空間，通過此設計指向性天線20和21可互相彌補增強其通信效果。在無線顯示裝置500中，指向性多頻天線21和22分別設置於顯示面板10的兩側邊或後方兩側，以和水平面呈一特定角度Θ 』的方式配置，使其輻射出的輻射場型能形成在無線顯示裝置500兩側邊的空間，通過此設計指向性天線20 23可互相彌補增強其通信效果。請參考圖6Α和圖6Β，圖6Α為本發明第六實施例中一無線顯示裝置600的後視圖，而圖6Β為本發明第七實施例中一無線顯示裝置700的後視圖。無線顯示裝置600/700和第IA 3Α圖所示的實施例結構類似，皆包含顯示面板(未顯示)、固定座(未顯示)、一背殼40，以及一底座80。然而，無線顯示裝置600包含一指向性多頻天線21，而無線顯示裝置700包含兩指向性多頻天線21和22。在無線顯示裝置600中，指向性多頻天線21設置於底座80的一特定側邊或後方的一特定側，以和水平面呈一特定角度Θ 』的方式配置，使其輻射出的輻射場型能形成在無線顯示裝置600特定側邊的空間。在無線顯示裝置700中，指向性多頻天線21和22分別設置於底座80的兩側邊或後方兩側，以和水平面呈一特定角度Θ 』的方式配置，使其輻射出的輻射場型能形成在無線顯示裝置700兩側邊的空間。另外， 本發明的一實施例中，指向性多頻天線21亦可設至於顯示裝置的壁掛架內，或是底座可折迭至顯示裝置後方成為壁掛架，指向性多頻天線21仍保持在側邊的位置，因此輻射場型仍可形成在無線顯示裝置700兩側邊的空間，效果不受影響。圖7、8Α和8Β為本發明一實施例中指向性多頻天線20的示意圖。圖7為指向性多頻天線20整體結構的示意圖，圖8Α為指向性多頻天線20的上層金屬電路布局圖，而圖8Β則為指向性多頻天線20的下層金屬電路布局圖。在此實施例中，指向性多頻天線20為一雙頻天線，其包含有激勵元件2IA和2IB、激勵元件22Α和22Β、反射元件23Α和23Β、傳輸兀件24Α和24Β,以及一基板25。基板25可為一 FR4雙層玻璃纖維板,其包含有上下兩層金屬電路層。激勵兀件21Α、激勵兀件22Α、反射兀件23Α、傳輸兀件24Α是形成於上層金屬電路層，如圖8Α所示。激勵元件21Β、激勵元件22Β、反射元件23Β、傳輸元件24Β是形成於下層金屬電路層，如圖8Β所示。傳輸元件24Α和24Β耦接至一信號饋入端FEED，用來將信號傳送至激勵元件21A、21B、22A和22B。激勵元件21A和21B的長度分別為Xa和XB，其在遠離傳輸元件24A和24B的末端結構分別由21A』和21B』來表示，末端結構21A』和21B』和X軸分別呈預定角度04和ΘΒ。激勵元件21Α和21Β能形成一雙面印刷式偶極天線，用來輻射出一第一頻帶(例如2. 4GHz 2. 5GHz)的輻射場型，第一頻帶的波長為λ i，其中(ΧΑ+ΧΒ )Ν λ ι/2。反射元件23Α和23Β用來將第一頻帶λ I的輻射場型往+Y軸方向反射，其和激勵元件21Α和21Β之間的距離Dl介於(XlSA1和O. 25 λ i之間。激勵元件22A和22B分別為激勵元件21A和21B的導波元件，用來牽引第一頻帶的輻射場型往+Y軸方向輻射，其和激勵元件21A和21B之間的距離D2介於O. 15 λ i到O. 25 λ i之間。通過調整末端結構21A』和21B』和X軸之間的預定角度94和ΘΒ，可使激勵元件21A和21B的輻射場型更為指向，預定角度04和ΘΒ可介於O度和90度之間。激勵元件22k和22B的長度分別為Ya和YB，除了做為激勵元件21A和21B的導波元件外，激勵元件22A和22B本身亦能形成一雙面印刷式偶極天線，用來輻射出一第二頻帶(例如5GHz 6GHz)的輻射場型，第二頻帶的波長為λ 2，其中(YA+Yb) N λ 2/2。此時，激勵元件21A和21B分別為激勵元件22A和22B的反射元件，用來將第二頻帶的輻射場型往+Y軸方向反射，其和激勵元件22A和22B之間的距離D2介於O. 15 λ 2和O. 25 λ 2之間。圖9為本發明另一實施例中指向性多頻天線20的示意圖。在此實施例中，指向性多頻天線20為一雙頻天線，其包含有激勵元件21Α和21Β、激勵元件22Α和22Β、反射元件23、傳輸元件24Α和24Β，以及一基板25。基板25可為一 FR4單層玻璃纖維板，其包含一層金屬電路層。激勵元件21Α、21Β、22Α和22Β、反射元件23、傳輸元件24Α和24Β皆形成於同一層金屬電路層。傳輸元件24Α和24Β耦接至一信號饋入端FEED，用來將信號傳送至激勵元件 21A、21B、22A 和 22B。激勵元件2IA和2IB的長度分別為Xa和Xb，其在遠離傳輸元件24A和24B的末端結構分別由21A』和21B』來表示，末端結構21A』和21B』和X軸分別呈預定角度04和θ B。激勵元件21A和21B能形成一單面印刷式偶極天線,用來福射出一第一頻帶(例如2. 4GHz 2.5GHz)的輻射場型，第一頻帶的波長為X1，其中(XA+XB) =反射元件23用來將第 一頻帶的輻射場型往+Y軸方向反射，其和激勵元件21A和21B之間的距離D I介於O. MA1和O. 25 λ i之間。激勵元件22A和22B分別為激勵元件21A和21B的導波元件，用來牽引第一頻帶的輻射場型往+Y軸方向輻射，其和激勵元件21A和21B之間的距離D2介於(XlSA1和O. 25 X1之間。通過調整末端結構21A』和21B』和X軸之間的預定角度04和ΘΒ，可使激勵元件21Α和21Β的輻射場型更為指向，預定角度04和ΘΒ可介於O 90度。激勵元件22k和22B的長度分別為Ya和YB，除了做為激勵元件21A和21B的導波元件外，激勵元件22A和22B本身亦能形成一單面印刷式偶極天線，用來輻射出一第二頻帶(例如5GHz 6GHz)的輻射場型，第二頻帶的波長為λ2，其中(ΥΑ+ΥΒ) = λ2/2。此時，激勵元件21Α和21Β分別為激勵元件22Α和22Β的反射元件，用來將第二頻帶的輻射場型往+Y軸方向反射，其和激勵元件22Α和22Β之間的距離D2介於O. 15 λ 2和O. 25 λ 2之間。依據基板25的介電係數或饋入信號的傳輸路徑，指向性多頻天線20可採用非對稱布局(Xa幸Xb和Ya幸ΥΒ，如第8、8Α、8Β圖所示)或對稱布局(XA = Xb和Ya = Yb,如第10圖所示)。圖7、8Α、8Β、9僅為本發明的實施例，並不限定本發明的範疇。同時，指向性多頻天線21和22亦可採用圖7、8Α、8Β、9所示的實施例。本發明的無線顯示裝置可為一無邊框或窄邊框的薄型電視機，一個或多個指向性多頻天線可設置在顯示面板10後方或底座80上，且輻射方向和水平面呈特定角度Θ，以接收周圍傳來的無線信號。或者，指向性多頻天線的無線信號能被後方障礙物反射或折射至無線顯示裝置100的前方或上方，以接收前方傳來的無線信號。因此，無論是設置在開放空間中或在障礙物之前，本發明的無線顯示裝置皆能提供高品質和高效能的無線通信。以上所述僅為本發明的優選實施例，凡依本發明權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種顯示裝置，其包含 一殼體; 一顯不面板位於該殼體內；以及 一第一指向性天線位於該殼體內，設置於該顯示面板後方或下方，用來發射一無線信號，其中該第一指向性天線的一第一輻射路徑和一水平面是呈一第一特定角度。
2.如權利要求I所述的顯示裝置，其特徵為，還包含 一固定座，固定於該顯示面板的一背面，用來乘載該第一指向性多頻天線使該第一輻射路徑和該水平面呈現該第一特定角度。
3.如權利要求I所述的顯示裝置，其特徵為，該殼體包含 一顯示面板殼體,用來容納該顯示面板；及 一支撐座，用以承載及固定該顯示面板殼體，並容納該第一指向性多頻天線。
4.如權利要求3所述的顯示裝置，其特徵為，該支撐座為一底座或一壁掛架。
5.如權利要求I所述的顯示裝置，其特徵為，還包含 一第二指向性多頻天線，設置於該顯示面板的一特定側邊或該顯示面板後方的一特定偵U，用來發射一無線信號，其中該第二指向性天線的一第二輻射路徑和該水平面是呈一第二特定角度。
6.如權利要求I所述的顯示裝置，其特徵為，該第一指向性天線包含 一基板； 一傳輸線，沿著一第一方向形成於該基板上，用來傳遞信號； 一第一激勵元件，沿著一第二方向設置於該基板上，用來產生一第一頻帶的輻射場型，其中該第一方向垂直於該第二方向； 一第二激勵元件，沿著該第二方向設置於該基板上，用來產生該第一頻帶的輻射場型； 一第三激勵元件，沿著該第二方向設置於該基板上，用來產生一第二頻帶的輻射場型並將該第一頻帶的輻射場型導向該第一方向； 一第四激勵元件，沿著該第二方向設置於該基板上，用來產生該第二頻帶的輻射場型並將該第一頻帶的輻射場型導向該第一方向；以及 一第一反射元件，沿著該第二方向設置於該基板上，用來將該第一頻帶的輻射場型往該第一方向反射。
7.如權利要求6所述的顯示裝置，其特徵為，該基板是為一雙層基板且包含一第一金屬電路層和一第二金屬電路層，且該第一激勵元件、該第三激勵元件和該第一反射元件是設置於該第一金屬電路層上，而該第二激勵元件和該第四激勵元件是設置於該第二金屬電路層上，該基板更包含一第二反射元件設置於該第二金屬電路層上。
8.如權利要求7所述的顯示裝置，其特徵為，該第一和第三激勵元件之間的距離、該第二和第四激勵元件之間的距離、該第一激勵元件和該第一反射元件之間的距離，以及該第三激勵元件和該第二反射元件之間的距離皆介於該第一頻帶的0. 15波長和0. 25波長之間，且該第一和第三激勵元件之間的距離以及該第二和第四激勵元件之間的距離皆介於該第二頻帶的0. 15波長和0. 25波長之間。
9.如權利要求6所述的顯示裝置，其特徵為，該第一激勵兀件在遠離該傳輸線的一端包含一第一末端結構，其設置方向和該第二方向呈一第一預定角度；而 該第二激勵兀件在遠離該傳輸線的一端包含一第二末端結構，其設置方向和該第二方向呈一第二預定角度。
10. 一種指向性天線，其包含 一基板； 一傳輸線，沿一第一方向形成於該基板上，用來傳遞信號； 一第一激勵元件，沿著一第二方向設置於該基板上，用來產生一第一頻帶的輻射場型，該第一激勵兀件在遠離該傳輸線的一端包含一第一末端結構，其設置方向和該第二方向呈一第一預定角度，且該第一方向垂直於該第二方向； 一第二激勵元件，沿著該第二方向設置於該基板上，用來產生該第一頻帶的輻射場型，該第二激勵兀件在遠離該傳輸線的一端包含一第二末端結構，其設置方向和該第二方向呈一第二預定角度； 一第三激勵元件，沿著該第二方向設置於該基板上，用來產生一第二頻帶的輻射場型並將該第一頻帶的輻射場型導向該第一方向； 一第四激勵元件，沿著該第二方向設置於該基板上，用來產生該第二頻帶的輻 射場型並將該第一頻帶的輻射場型導向該第一方向；以及 一反射元件，沿著該第二方向設置於該基板上，用來將該第一頻帶的輻射場型往該第一方向反射。
全文摘要
本發明公開了一種具指向性天線的顯示裝置，包含一顯示面板和一指向性天線。指向性天線設置於顯示面板後方或下方，用來發射或接收一無線信號。指向性天線的輻射路徑和一水平面是呈一特定角度，以接收薄型顯示裝置周圍傳來的無線信號。或者，指向性天線的無線信號能被後方障礙物反射或折射至指向性天線的前方或上方，若後方障礙物非強力電磁波衰減材質，無線信號也可穿透後方障礙物，以接收薄型顯示裝置前後方傳來的無線信號。
文檔編號G09F9/00GK102800248SQ201110136740
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月25日 優先權日2011年5月25日
發明者梁嘉豪, 尤文平 申請人:瑞軒科技股份有限公司