可穿戴设备及通信系统的制作方法

1.本技术涉及电子技术领域，具体涉及一种可穿戴设备及通信系统。


背景技术：

2.随着可穿戴设备(例如：手表)的智能化发展，不同用户之间对可穿戴设备的功能性要求逐渐出现差异，因此，如何设计可穿戴设备，使得其能够满足不同用户的多样化、差异化需求成为需要解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种具有扩展功能的可穿戴设备及通信系统。
4.一方面，本技术提供了一种可穿戴设备，包括：
5.本体，所述本体包括第一显示屏和第一天线；及
6.功能带，所述功能带连接所述本体，所述功能带包括检测器和第二天线，所述检测器与所述第二天线电连接，所述检测器用于检测目标信息并将所述目标信息通过所述第二天线发送至所述第一天线，所述第一天线用于接收所述目标信息并将所述目标信息传送至所述第一显示屏，以在所述第一显示屏上显示所述目标信息；和/或，所述检测器用于检测目标信息并将所述目标信息通过所述第二天线发送至电子设备内的第三天线。
7.另一方面，本技术还提供了一种通信系统，包括电子设备及所述的可穿戴设备，所述电子设备内设有第三天线，所述功能带的第二天线与所述第三天线之间进行无线通信。
8.本技术提供的可穿戴设备通过设置功能带，功能带可检测目标信息，使得可穿戴设备除本体功能之外具有其他扩展功能，从而，可根据不同用户的需求，设计功能各不相同的可穿戴设备，满足不同用户的多样化、差异化需求。功能带的第二天线将目标信息无线传输至本体的第一天线或电子设备的第三天线，便于用户通过本体的第一显示屏或电子设备查看，即功能带无需设计显示屏，使得功能带更加轻薄，方便穿戴。
附图说明
9.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
10.图1是本技术实施例提供的一种通信系统的示意图；
11.图2是图1所示通信系统中电子设备的示意图；
12.图3是图2所示电子设备的分解示意图；
13.图4是图1所示通信系统中可穿戴设备的示意图；
14.图5是图4所示可穿戴设备包括本体与功能带的示意图；
15.图6是图4所示可穿戴设备包括本体、功能带及连接带的示意图；
16.图7是图6所示功能带设有第二天线的示意图；
17.图8是图7所示功能带的壳体的示意图；
18.图9是图7所示功能带的壳体、第二天线及检测器的示意图；
19.图10是图9所示第二天线包括馈电件及接地件的示意图；
20.图11是图10所示第二天线的辐射体设有馈电端及接地端的示意图；
21.图12是图10所示馈电件及射频单元之间设有匹配电路的示意图；
22.图13是图10所示接地件及主板之间设有选频电路的示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术所列举的实施例之间可以适当的相互结合。
24.如图1所示，图1为本技术实施例提供的一种通信系统100的示意图。本技术实施例提供的通信系统100包括电子设备20和可穿戴设备10。电子设备20可以是手机、平板电脑、桌面型计算机、膝上型计算机、电子阅读器、手持计算机、电子展示屏、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，umpc)、上网本，以及蜂窝电话、个人数字助理(personal digital assistant，pda)、增强现实(augmented reality，ar)\虚拟现实(virtual reality，vr)设备、媒体播放器等。以下实施例以手机为例。可穿戴设备10可以是手表、手环、手链、项链等。以下实施例以手表为例。
25.如图2所示，图2为本技术实施例提供的一种电子设备20的示意图。电子设备20包括第一壳体201、第二显示屏202和第三天线203。
26.请参照图2和图3，第一壳体201包括中框210和背板211。中框210与背板211可一体成型也可连接为一体。例如：中框210和背板211粘接为一体。第二显示屏202设于中框210背离背板211的一侧。第二显示屏202、中框210和背板211围设形成第一收容空间204。
27.可选的，第二显示屏202为柔性屏、硬质屏等。中框210的材质可选为金属、合金、不锈钢、碳纤维、陶瓷、玻璃、塑胶等。背板211的材质可选为金属、合金、不锈钢、碳纤维、陶瓷、玻璃、塑胶等。本技术实施例中，中框210为金属中框。背板211为玻璃背板。
28.请参照图2和图3，第二显示屏202与第三天线203电连接。具体的，电子设备20还包括位于第一收容空间204内的第一主板205和第一控制器206。第三天线203的射频单元230设于第一主板205上。第一控制器206同样设于第一主板205上。第一控制器206的一端电连接第二显示屏202，第一控制器206的另一端电连接第三天线203的射频单元230。第一控制器206用于控制第三天线203收发天线信号以及第二显示屏202的显示。
29.第三天线203可部分或全部收容于第一收容空间204内。一实施例中，第三天线203设于第一收容空间204内。例如：第三天线203为内置于第一收容空间204的陶瓷天线、fpc天线、pcb天线、钢片天线、lds天线等。另一实施例中，第三天线203部分收容于第一收容空间204内。具体的，第三天线203的射频单元230设于第一主板205上，至少部分中框210和/或背板211形成第三天线203的辐射体。例如：部分金属中框210形成第三天线203的辐射体。通过使中框210和/或背板211形成第三天线203的辐射体，可减少第三天线203的屏蔽、损耗，从而保证第三天线203与可穿戴设备10通信时的可靠性。
30.如图4所示，图4为本技术实施例提供的一种可穿戴设备10的示意图。可穿戴设备10包括本体101和功能带102。
31.其中，请参照图4和图5，本体101可以是手表的表体、手环的主体、手链的装饰体、项链的装饰体等。本技术实施例中，本体101为手表的表体。本体101包括第二壳体110、第一显示屏112和第一天线113。其中，第一显示屏112与第二壳体110连接以形成第二收容空间114。第一天线113部分或全部收容于第二收容空间114内。其中，第一显示屏112可以是柔性屏、硬质屏等。第二壳体110可以是导电材质也可以是绝缘材质。当第二壳体110为导电材质时，至少部分的第二壳体110可形成第一天线113的辐射体，第一天线113的射频单元可设于第二收容空间114内。通过使第二壳体110形成第一天线113的辐射体，可减少第一天线113的屏蔽、损耗，从而保证第一天线113与功能带102或电子设备20(参照图1)通信时的可靠性。当第二壳体110为绝缘材质时，第一天线113可全部设于第二收容空间114内，并通过第二壳体110收发天线信号。换言之，第一天线113可以是设于第二收容空间114内的内置天线，例如：第一天线113为内置于第二收容空间114的陶瓷天线、fpc天线、pcb天线、钢片天线、lds天线等。第一天线113设于第二收容空间114内，有利于简化第一天线113的安装和设计。当然，在其他实施例中，第一天线113还可以是外置天线，即第一天线113设于第二壳体110外。
32.其中，第一显示屏112与第一天线113电连接。具体的，本技术实施例中，本体101的第二收容空间114内还设有第二主板115和第二控制器116。第一天线113的射频单元设于第二主板115上。第二控制器116同样设于第二主板115上。第二控制器116的一端电连接第一显示屏112，第二控制器116的另一端电连接第一天线113的射频单元。第二控制器116用于控制第一天线113收发天线信号以及第一显示屏112的显示。
33.功能带102连接本体101。本技术实施例中，功能带102可直接连接本体101也可通过其他结构件连接本体101。换言之，功能带102与本体101之间可以设置其他结构件、装饰件、功能件、连接件等。
34.一实施例中，功能带102的一端连接本体101的一端，功能带102的另一端连接本体101的另一端。功能带102与本体101形成环形的可穿戴设备10。当可穿戴设备10佩戴于手腕时，功能带102至少部分贴合于手腕内侧，本体101贴合于手腕外侧。从而，便于实现功能带102进行心率检测、心电检测、脉搏检测等。此外，功能带102集成有佩戴、固定本体101以及功能检测多种作用，可使得可穿戴设备10除本体101功能之外具有其他扩展功能。
35.另一实施例中，如图6所示，可穿戴设备10还包括连接于功能带102与本体101之间的连接带103。具体的，连接带103包括第一子连接带130和第二子连接带131。第一子连接带130连接于功能带102的一端与本体101的一端之间。第二子连接带131连接功能带102背离第一子连接带130的一端，第二子连接带131背离功能带102的一端用于连接本体101的另一端。换言之，本体101、第一子连接带130、功能带102及第二子连接带131首尾相连，形成可穿戴设备10。
36.其中，第一子连接带130、第二子连接带131可以是柔性带，也可以是硬质带。第一子连接带130、第二子连接带131的材质可选为金属、皮革、塑胶等。可选的，第一子连接带130、第二子连接带131与本体101可拆卸连接或不可拆卸连接。本技术实施例中，第一子连接带130、第二子连接带131与本体101的第二壳体110可拆卸连接，以便于更换第一子连接带130、第二子连接带131或本体101，节约成本。当然，第一子连接带130与功能带102之间，第二子连接带131与功能带102之间可拆卸连接或不可拆卸连接。当第一子连接带130与功
能带102之间，第二子连接带131与功能带102之间可拆卸连接时，便于更换功能带102。第一子连接带130的长度与第二子连接带131的长度可根据实际需要进行设计，例如，第一子连接带130的长度与第二子连接带131的长度可在第一子连接带130、功能部、第二子连接带131及本体101依次首尾相连形成可穿戴设备10时，实现功能部贴合于手腕内侧，本体101贴合于手腕外侧。
37.本实施例通过将功能带102连接于第一子连接带130与第二子连接带131之间，功能带102可直接接触用户手腕，实现检测，而无连接带103遮挡，且功能带102的第二天线122与第一天线113之间以及功能带102的第二天线122与第三天线203之间信号传输时可不通过连接带103，从而，可减少第一子连接带130或第二子连接带131对功能带102无线传输性能的影响。当然，在其他实施例中，功能带102可设于连接带103上，功能带102通过连接带103连接本体101。
38.如图7所示，功能带102包括第三壳体120、检测器121和第二天线122。检测器121与第二天线122至少部分设于第三壳体120内。
39.请参照图7和图8，第三壳体120包括导电边框1201、第一盖板1202及第二盖板1203。第一盖板1202与第二盖板1203相对设置。导电边框1201连接于第一盖板1202与第二盖板1203之间。第一盖板1202、导电边框1201及第二盖板1203依次相连以形成第三收容空间123。
40.请参照图7至图9，导电边框1201包括首尾相连的第一导电边框120a、第二导电边框120b和第三导电边框120c。第一导电边框120a连接第一子连接带130。第三导电边框120c连接第二子连接带131。当然，在其他实施例中，第一导电边框120a可连接本体101的一端，第三导电边框120c连接本体101的另一端。可选的，第一导电边框120a、第二导电边框120b及第三导电边框120c为金属导电边框、合金导电边框、碳纤维导电边框等。金属导电边框、合金导电边框及碳纤维导电边框具有较高的强度，在提高第二天线122性能的同时可具有较高的承载力。其中，第一导电边框120a、第二导电边框120b和第三导电边框120c可围设形成环形、矩形等多种形状。
41.检测器121用于检测目标信息。可选的，检测器121用于心率检测、血压检测、心电检测、血糖检测、脉搏检测、血氧检测、运动检测、距离检测、能量检测、睡眠检测、位置检测、温度检测、红外检测、湿度检测、高度检测、磁场检测、射频识别、指纹识别、人脸识别、声音识别中的一种或多种。检测器121设于第三收容空间123中。
42.一实施例中，请参照图7至图9，功能带102还包括设于第三收容空间123内的第三主板124。检测器121包括检测单元121a和处理单元121b。检测单元121a可以是摄像头、电极、检测灯等。处理单元121b可以为处理芯片。处理单元121b设于第三主板124上，并电连接检测单元121a。检测单元121a朝向第一盖板1202。可选的，第一盖板1202上设有通孔，检测单元121a通过第一盖板1202上的通孔获取目标信息。当然，在其他实施例中，功能带102的第三收容空间123内还可以设置电池125，电池125与第三主板124电连接，为第三主板124供电。
43.其中，目标信息可以理解为心率、血压、心电、血糖、脉搏、血氧、运动、距离、能量、睡眠、位置、温度、红外、湿度、高度、磁场、射频、指纹、人脸、声音中的一种或多种。
44.请参照图7和图9，检测器121与第二天线122电连接。具体的，检测器121的处理单
元121b与第二天线122的射频单元122b电连接，以实现目标信息的传输。检测器121与第二天线122的射频单元122b设于第三收容空间123中。
45.第二天线122用于接收目标信息，并将目标信息传输至第一天线113，以使第一显示屏112显示所述目标信息，和/或，第二天线122用于将目标信息传输至电子设备20内的第三天线203，以使电子设备20的第二显示屏202显示目标信息。换言之，功能带102的第二天线122与电子设备20内的第三天线203之间进行无线通信，和/或，功能带102的第二天线122与本体101内的第一天线113之间进行无线通信。
46.一实施例中，第二天线122接收到检测器121检测的目标信息，并将接收到的目标信息无线传输至第一天线113，第一天线113接收到第二天线122传输的目标信息后，在第一控制器206的控制下将该目标信息显示于第一显示屏112上。
47.另一实施例中，第二天线122接收到检测器121检测的目标信息，并将接收到的目标信息无线传输至第三天线203，第三天线203接收到第一天线113传输的目标信息后，在第二控制器116的控制下将该目标信息显示于第二显示屏202上。
48.再一实施例中，第二天线122接收到检测器121检测的目标信息，并将接收到的目标信息无线传输至第一天线113和第三天线203，第一天线113接收到第二天线122传输的目标信息后，在第一控制器206的控制下将该目标信息显示于第一显示屏112上，第三天线203接收到第二天线122传输的目标信息后，在第二控制器116的控制下将该目标信息显示于第二显示屏202上。
49.本技术提供的可穿戴设备10通过设置功能带102，功能带102可检测目标信息，使得可穿戴设备10除本体101功能之外具有其他扩展功能，从而，可根据不同用户的需求，设计功能各不相同的可穿戴设备10，满足不同用户的多样化、差异化需求。功能带102的第二天线122将目标信息无线传输至本体101的第一天线113或电子设备20的第三天线203，便于用户通过本体101的第一显示屏112或电子设备20的第二显示屏202查看，即功能带102无需设计显示屏，使得功能带102更加轻薄，方便穿戴。
50.其中，请参照图9和图10，第二天线122包括辐射体122a、射频单元122b、馈电件122c及接地件122d。可选的，至少部分功能带102的第三壳体120形成第二天线122的辐射体122a。例如：第一导电边框120a、第二导电边框120b及第三导电边框120c形成第二天线122的辐射体122a。第二天线122的辐射体122a用于收发电磁波以将目标信息传输至第一天线113(参照图7)和/或第三天线203(参照图2)。
51.通过使功能带102的第三壳体120形成第二天线122的辐射体122a，可减少第二天线122收发天线信号时的损耗，提高第二天线122的性能。此外，功能带102的第三壳体120形成第二天线122相较于第二天线122全部内置于第三收容空间123的方案，可节省第三收容空间123的空间，提高第三收容空间123的空间利用率。
52.可选的，请参照图10和图11，第二天线122的辐射体122a包括馈电端1220和接地端1221。其中，馈电端1220用于电联接第二天线122的射频单元122b。接地端1221用于电联接第三主板124上的参考地。
53.一实施例中，请参照图7和图11，馈电端1220设于第二导电边框120b。通过将馈电端1220设于第二导电边框120b，因第二导电边框120b未与连接带103或本体101直接相连，因此可减少连接带103或本体101对第二天线122收发信号的影响。接地端1221可设于第一
导电边框120a、第二导电边框120b或第三导电边框120c上。一实施例中，接地端1221设于第一导电边框120a上，馈电端1220与接地端1221之间的辐射体122a长度大于或等于辐射体122a的工作频率所对应的二分之一波长。通过使馈电端1220与接地端1221之间的辐射体122a长度大于或等于所述辐射体122a的工作频率所对应的二分之一波长可增加辐射体122a的中心频率，第二天线122的输入阻抗，从而，增加带宽、提高第二天线122的效率。可选的，第二天线122为蓝牙天线，第二天线122的频率为2.4～2.5ghz。
54.第二天线122的射频单元122b设于第三主板124的边缘并靠近第二天线122的辐射体122a。一实施例中，第三主板124呈矩形。第三主板124的第一边124a与第三壳体120的第二导电边框120b相对设置。第二天线122的射频单元122b靠近第三主板124的第一边124a设置。通过将第二天线122的射频单元122b设于第三主板124的边缘并靠近第二天线122的辐射体122a，减少第二天线122的射频单元122b与辐射体122a之间距离，可减少第二天线122的射频单元122b与第二天线122的辐射体122a之间信号传输时的路径损耗。
55.一实施例中，请参照图10和图11，第二天线122的射频单元122b与辐射体122a的馈电端1220通过馈电件122c连接。具体的，第二天线122的馈电件122c设于第二天线122的辐射体122a与第二天线122的射频单元122b之间，馈电件122c的一端电联接辐射体122a，馈电件122c的另一端电联接射频单元122b。其中，馈电件122c与辐射体122a的馈电端1220之间的电联接可以是耦合连接也可以是直接电连接。馈电件122c与射频单元122b之间的电联接可以是耦合连接也可以是直接电连接。本技术实施例中，馈电件122c可选为导电弹片。例如：金属弹片。馈电件122c的一端抵接辐射体122a的馈电端1220，馈电端1220的另一端抵接第二天线122的射频单元122b。馈电件122c与辐射体122a的馈电端1220抵接可保证接触的稳定性，提高天线信号传输的可靠性。
56.进一步的，如图12所示，第二天线122还包括电连接于馈电件122c与射频单元122b之间的匹配电路。其中，匹配电路可以是l形、π形、t形混合匹配电路、单分支匹配电路、双分支匹配电路、多级匹配电路等。匹配电路可串联于馈电件122c与第二天线122的射频单元122b之间，也可并联于馈电件122c与第二天线122的射频单元122b之间。匹配电路可用于调节品质因素、第二天线122的带宽、频率等，从而优化天线的回波损耗、提高第二天线122的整体性能。
57.其中，辐射体122a的接地端1221与第三主板124上的参考地可通过接地件122d连接。具体的，第二天线122的接地件122d设于第二天线122的辐射体122a与第三主板124之间，且接地件122d与馈电件122c相间隔。接地件122d的一端电联接辐射体122a，接地件122d的另一端电联接第三主板124上的参考地。其中，接地件122d与辐射体122a的接地端1221之间的电联接可以是耦合连接也可以是直接电连接。接地件122d与第三主板124上的参考地之间的电联接可以是耦合连接也可以是直接电连接。本技术实施例中，接地件122d可选为导电弹片。例如：金属弹片。接地件122d的一端抵接辐射体122a的接地端1221，接地件122d的另一端抵接第三主板124上的参考地。接地件122d与辐射体122a的接地端1221抵接可保证接触的稳定性，提高天线信号传输的可靠性。
58.进一步的，如图13所示，第二天线122还包括电连接于接地件122d与第三主板124上的参考地之间的选频电路。选频电路可选出需要的频率分量并滤除不需要的频率分量。换言之，通过设置选频电路可减小第二天线122对第一天线113(参照图7)的干扰，使得第二
天线122在特定频率范围内产生谐振。其中，选频电路可串联于接地件122d与第三主板124上的参考地之间，也可并联于接地件122d与第三主板124上的参考地之间。选频电路可以为带通选频电路也可以为带阻选频电路。例如：l型振荡电路、c型振荡电路、rc有源带通滤波电路、陶瓷滤波器电路、石英品体滤波器电路和声表面波滤波器电路等。
59.本技术申请人通过将第三壳体120的导电边框1201作为第二天线122的辐射体122a，并在第二导电边框120b设置馈电端1220，使馈电端1220与接地端1221之间的辐射体122a长度大于或等于辐射体122a的工作频率所对应的二分之一波长，以及设置匹配电路和选频电路，使得可穿戴设备10在佩戴于手腕的情况下，对第二天线122的性能进行测试，其测试结果如表1所示。
60.表1：对应频率下第二天线122的效率与回波损耗
61.频率(mhz)效率(db)回波损耗(db)2400-10.913.32410-10.913.92420-10.815.62430-10.815.12440-10.816.12450-10.915.62460-11.115.42470-1115.52480-10.914.52490-10.914.82500-11.213.4
62.基于表1数据可以看出可穿戴设备10在佩戴状态下第二天线122效率平均在-11db左右，回波损耗在13db以上，具有较好的辐射性能。
63.本技术提供一种功能带102，可以配合本体101或者电子设备20实时监测用户的健康状况或者实现其他扩展功能，并且为功能带102设计了一种天线结构，该天线结构集成在了功能带102的壳体上，使得可穿戴设备10在佩戴情况下，天线依然有着良好的天线性能，保证功能带102与本体101或者电子设备20进行稳定的数据传输。
64.以上是本技术的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本技术的保护范围。