可无线转能的透明计时装置 |
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| 申请号 | CN202010584709.6 | 申请日 | 2020-06-24 | 公开(公告)号 | CN113839470A | 公开(公告)日 | 2021-12-24 |
| 申请人 | 南京矽力微电子(香港)有限公司; | 发明人 | 张嘉麟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种可无线转能的透明计时装置，其包括一基材载体、设置有一无线转能单元的一第一基材层以及一 电子 计时单元，第一基材层设在基材载体的一侧；电子计时单元设在第一基材层的一侧且电性连接无线转能单元；其中无线转能单元包含有由多个天线单元所构成的天线总成以及一 电能 处理模组；多个天线单元包含设置于第一基材层中的一 能量 接收部、一接地部及一配线部；该电能处理模组包含有整流 滤波器 件及直流供电部，用以接收来自该天线单元 电磁波 并实施整流滤波处理而成为直流电，并输出至电子计时单元以执行时间的指示或显示。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种可无线转能的透明计时装置，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 可无线转能的透明计时装置技术领域[0001] 本发明涉及一种计时装置，特别是一种可无线转能的透明计时装置。 背景技术[0003] 既然现有的时钟结构依靠电池提供电力，当电池的电力耗尽时，就必须更换电池，以维持时钟的运转。这样需要经常性地更换电池，甚为不便。 发明内容[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可无线转能的透明计时装置，其利用天线总成接收室外或室内的电磁波，并将电磁波的电磁能转换为直流电能而储存，因此可以经常性地利用空间中的电磁波来得到电能，不需要经常更换电池。另外，本发明的可无线转能的透明计时装置具有透明的壳体，天线总成也呈透明状，可以直接贴附在透明计时装置的透明的壳体上，因而达到兼具时尚典雅及实用的功效。 [0005] 为达本发明的目的，本发明的可无线转能的透明计时装置的包括一基材载体且具有一第一透光率；一第一基材层，具有一第二透光率且设置于该基材载体的一侧，在该第一基材层设置有一无线转能单元；以及一电子计时单元，其设置在该第一基材层的一侧且电性连接该无线转能单元，该电子计时单元包含一时间指示模组或一时间显示模组，该时间指示模组用以时针、分针、秒针中的至少一种来指示时间，该时间显示模组为以电子荧幕显示文字、数字、图案中的至少一种来显执行时间的显示；其中该无线转能单元为由可发射电磁波或者接受电磁波并转能产生交流电的多个天线单元所构成的一天线总成以及一电能处理模组；该多个天线单元为排列成阵列状且包含设置于该第一基材层中的一能量接收部、一接地部、及一配线部，该能量接收部为由第一金属线路层布设而成，该接地部为设置于该能量接收部外围且由第二金属线路层布设而成；该电能处理模组包含至少一整流滤波器件及与该整流滤波器件电性连接的一直流供电部，该直流供电部为由第三金属线路层布设而成，且该整流滤波器件电性连接于该天线总成的该能量接收部，用以接收经该天线总成转换后的电磁波并对该电磁波实施整流滤波处理而成为一直流电，并经由该直流供电部输出至该电子计时单元以驱动该时间指示元件或该时间显示单元执行时间的指示或显示；该配线部为配置于该能量接收部与该接地部之间、以及该能量接收部、该接地部、该直流供电部以外的其他区域，该配线部包含多个导体元件，各该导体元件之间保持一第一间距以彼此绝缘；各该导体元件分别与该能量接收部、该接地部、该直流供电部、该整流滤波器件、该直流供电部之间保持一第二间距以彼此绝缘；该第一基材层的该第二透光率T2与该基材载体的该第一透光率T1之间符合以下关系式： [0006] -10％≦T1-T2≦+10％。 [0007] 根据本发明一实施例，其中构成该能量接收部、该接地部及该直流供电部的该第一金属线路层、该第二金属线路层以及该第三金属线路层的宽度分别为彼此相等的一固定宽度、或彼此不相等。 [0008] 根据本发明一实施例，其中构成该能量接收部、该接地部以及该直流供电部的该第一金属线路层、该第二金属线路层以及该第三金属线路层彼此纵横交错而分别形成方形网格，各该方形网格的边长彼此相同或彼此相异。 [0009] 根据本发明一实施例，其中各该导体元件间的该第一间距为自该能量接收部、该接地部以及该直流供电部的前述任一者到该基材载体的各外缘处起渐增，且以等距长度累计方式渐增。 [0010] 根据本发明一实施例，其中该天线总成包含m个该天线单元，该电能处理模组包含m个整流滤波器件，各该天线单元中的该能量接收部和该电能处理模组中的该直流供电部分别以串联形式连接各该整流滤波器件、或者各天线单元中的该能量接收部和该电能处理模组中的直流供电部分别以并联形式连接各该整流滤波器件以输出电力至该电子计时单元，而m≧2。 [0011] 根据本发明一实施例，其中该能量接收部、该接地部、该直流供电部以及该配线部为一同设置于该第一基材层内且皆分别不与该基材载体接触。 [0012] 根据本发明一实施例，其中该能量接收部、该接地部、该直流供电部以及该配线部为一同设置于该第一基材层内且皆分别与该基材载体接触。 [0013] 根据本发明一实施例，其中在该基材载体的上表面侧及下表面侧分别配置有该第一基材层，该天线单元的该能量接收部、该直流供电部以及该配线部为一同设于该上表面侧的该第一基材层内，该接地部为设于该下表面侧的该第一基材层内。 [0014] 根据本发明一实施例，其中设于该上表面侧的该能量接收部、该直流供电部以及该配线部皆分别不与该基材载体接触，而设于该下表面侧的该接地部不与该基材载体接触。 [0015] 根据本发明一实施例，其中设于该上表面侧的该能量接收部、该直流供电部以及该配线部皆分别与该基材载体接触，而设于该下表面侧的该接地部与该基材载体接触。 [0016] 根据本发明一实施例，其中该第一金属线路层、该第二金属线路层以及该第三金属线路层分别为自铟锡氧化物(ITO)、石墨稀、纳米银浆、铜线及含银合金中所选出的任一材料所制成，该基材载体和该第一基材层为选用玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚酰亚胺薄膜(PI)材质所制成，而该第一基材层是藉由光学胶(OCA)贴合于该基材载体。 [0017] 根据本发明一实施例，其中该第一基材层的厚度为分别介于0.05mm至 2mm之间，而该第一金属线路层、该第二金属线路层以及该第三金属线路层的方阻分别小于2欧姆。 [0018] 根据本发明一实施例，其中该第一基材层为玻璃材质，该第一基材层由物理或化学蚀刻方式形成多个凹槽，该第一金属线路层、该第二金属线路层以及该第三金属线路层分别由物理或化学沉积方式于该些凹槽中而对应形成该能量接收部、该接地部、及该直流供电部。 [0019] 根据本发明一实施例，其中在该第一基材层上更形成具有该第一透光率的一第二基材层，该第二基材层为满足铅笔硬度规格>5H的保护层，藉以保护该天线总成及该电能处理模组以避免遭受刮伤或磨损。 [0020] 根据本发明一实施例，其中该能量接收部更包含有一讯号馈入部，该讯号馈入部是该第一金属线路层直向延伸至该第一基材层边缘的部份。 [0022] 根据本发明一实施例，其中该滤波谐振电路为一步阶阻抗谐振腔(SIR) 的结构，用以滤除二阶谐波、或者三阶谐波能量的作用。 [0023] 根据本发明一实施例，其中该基材载体为一平板结构，该天线总成为一共平面波导(CPW)馈入的平面天线单元。 [0024] 根据本发明一实施例，其中该基材载体为一实心或空心的圆柱体、方柱体、锥状体的前述任一者，该第一基材层是配置于该基材载体的外周表面或者内周表面。 [0025] 根据本发明一实施例，其中该无线转能单元更包含一电能储存模组且其连接于该直流供电部，用以储存由该天线总成所接收电磁波后所转换的电能。 [0026] 根据本发明一实施例，其中多个排列成阵列状的该天线单元是用以接收对应电磁波的一特定频率范围，该特定频率范围为ISM频段(Industrial Scientific Medical Band，举例来说，可以是433MHz、915MHz、 1800MHz、2.4GHz、或5.8GHz。 [0027] 根据本发明一实施例，其中该时间指示模组设于该基材载体的一显示区且包含相互连接的一微控制器、一驱动组件以及一时间指示器件，该直流供电部连接该驱动组件与该微控制器以供给电力，该时间指示器件包含：一第一指针，枢设于该显示区，由该驱动组件驱动且具有一第一转速；以及一第二指针，与该第一指针共轴地枢设于该显示区，由该驱动组件驱动且具有一第二转速，第二转速大于第一转速；该驱动组件包含一步进马达、一步进马达控制器以及连接该时间指示器件的一齿轮组，通过该直流供电部提供电力给该步进马达，由该步进马达控制器控制该步进马达以驱动该齿轮组以传动该第一指针和该第二指针。 [0028] 根据本发明一实施例，其中更包含一无线供电模组，该无线供电模组包括一发射天线、一功率放大器以及一整流滤波器件，该无线供电模组连接至一电源，该电源的电能经由该整流滤波器件形成交变的电磁讯号，交变的电磁讯号经由该功率放大器放大后，经由该发射天线发射而形成电磁波，该天线总成接收电磁波并经由该直流供电部转换成电能。附图说明 [0029] 图1为显示本发明的透明计时装置的配置示意图。 [0030] 图2为显示图1的俯视结构示意图。 [0031] 图3A-3B为分别显示本发明的天线总成在不同实施例时的局部放大示意图。 [0032] 图4A至图4B为分别显示为本发明的天线单元在不同实施例中的结构示意图。 [0033] 图5A-5G为分别显示本发明的天线总成在不同实施例中的剖面结构示意图。 [0034] 图6为本发明的透明计时装置的一实施例的立体图。 [0035] 图7A及图7B为分别显示在本发明中电能处理模组与天线总成的串联及并联示意图。 [0036] 图8A-8H为分别显示本发明的透明计时装置的多种应用实施例的方块示意图。 [0037] 图9A为本发明的透明计时装置的外观结构示意图。 [0038] 图9B为本发明的透明计时装置的电能传递结构示意图。 [0039] 图10为基于图1的透明计时装置另一实施例的俯视结构示意图。 [0040] 其中：100、100a:无线转能单元；110:基材载体；112、112’:第一基材层；120、120a:天线总成；122:天线单元；1221:天线线路；1222:天线阵列线路；1223:天线；1224:能量接收部；12240:滤波谐振电路；1225:接地部；1226:配线部；1228:导体元件；124:第二基材层； 130、130a:电能处理模组；131:整流滤波器件；1227:直流供电部；140:电能储存模组；150: 电子计时单元；151:驱动组件；152:时间指示器件；153:数字显示元件；154: 第一指针(时针)；155:第二指针(分针)；156:导体层；158:导体层；210: 基站；220:遥控器；230:无线供电模组；300:电子计时单元；340:时间指示模组/时间显示模组；S1:上表面侧；S2:下表面侧；d1:第一间距；d2:第二间距；G、G’:间隙。 具体实施方式[0041] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。有关本发明的详细说明及技术内容，配合图示说明如下，然而所附图示仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者；而关于本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图示的各实施例的详细说明中，将可清楚呈现，以下实施例所提到的方向用语，例如：「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「后」等，仅是参考附加图示的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本发明；再者，在下列各实施例中，相同或相似的元件将采用相同或相似的元件标号。 [0042] 请参照图1、2与3A-3B所示，其分别示岀本发明的透明计时装置的配置示意图、俯视结构示意图以及天线总成图案示意图。在本实施例中，该透明计时装置包含有一基材载体110、无线转能单元100和电子计时单元150。该无线转能单元100包括、一天线总成120、以及一电能处理模组130；其中基材载体110的一侧配置有一第一基材层112，该无线转能单元100设置在该第一基材层112中。 [0043] 基材载体110具有一第一透光率T1且布置有一电性作用区与一非电性作用区；第一基材层112具有一第二透光率T2，该第二透光率T2为在50％～95％之间，且该第二透光率T2与该第一透光率T1符合以下关系式： [0044] -10％≦T1-T2≦+10％。 [0045] 较佳地，该第二透光率T2与该第一透光率T1符合以下关系式： [0046] -5％≦T1-T2≦+5％。 [0047] 进一步说明，无线转能单元100与一电子计时单元150以构成本发明所述的可无线转能的透明计时装置。在本实施例中，电子计时单元150包含一时间指示模组或者一时间显示模组，该时间指示模组用以时针、分针、秒针中的至少一种来指示时间，该时间显示模组为以电子荧光屏显示文字、数字、图案中的至少一种来显执行时间的显示。无线转能单元100可通过基材载体110贴合在电子计时单元150的透明壳体上，且无线转能单元100例如但不限于是以整体或局部的方式贴合于电子计时单元150的透明壳体上。 [0048] 承上所述，天线总成120为多个排列成阵列状的天线单元122，天线单元122主要设置于基材载体110上，例如天线单元122可以使用物理或化学沉积的方法形成于基材载体110上。天线单元122是用以收发电磁波，且天线单元122可接收电磁波并转换电磁波为电能，例如将电磁波转换成电流，反的亦然，天线单元122也可接收电能并转换电能为电磁波，将电能以电磁波的形式传送，而在另一接收端的装置也可以使用天线接收电磁波并转换成电能，如此电能可以利用这种方式进行远距离的无线传送。再者，天线单元 122包括多组天线线路且可用以接收或发射电磁波。 [0049] 在本实施例中，天线总成120中的天线单元122包含一能量接收部 1224、一接地部1225、以及一配线部1226，其中能量接收部1224为配置于电性作用区且具有一第三透光率的金属线路层；接地部1225为配置于电性作用区，且接地部1225设置于该能量接收部1224外围并具有第三透光率的第二金属线路层。并且，电能处理模组130包含至少一整流滤波器件131及与该整流滤波器件131电性连接的一直流供电部1227，该整流滤波器件131 电性连接于该天线总成120的能量接收部1224，并透过该能量接收部1224 接收来自室内或室外的电磁波并对该电磁波实施整流滤波处理而成为一直流电，再经由该直流供电部1227输出电力。直流供电部1227为配置于电性作用区且具有第三透光率的第三金属线路层，直流供电部1227连接电子计时单元150以供给电源；配线部1226为配置于非电性作用区，且该配线部 1226为配置于该收发1224与该接地部1225之间、以及该能量接收部1224、该接地部1225、该直流供电部1227以外的其他区域且具有第三透光率的多个导体元件1228，各导体元件1228之间保持一第一间距d1以彼此绝缘，且各导体元件1228与该能量接收部1224、该接地部 1225以及该直流供电部 1227之间保持一第二间距d2以彼此绝缘。其中该能量接收部1224、该接地部1225以及该直流供电部1227分别为一方形网格状的金属线路层，各该网格状的间距彼此相同，而该第一间距d1和该第二间距d2分别为一固定间距且彼此相等，如图3A所示的局部放大图。 [0050] 根据本发明另一实施例，其中该第一间距d1为一非固定间距，该第二间距d2为一固定间距；在此说明上述非固定间距的该第一间距d1主要是自该能量接收部1224、该接地部1225以及该直流供电部1227的前述任一者到该基材载体110的各外缘处形成渐增，而每次渐增的长度为相同，例如：由邻近该接地部1225的该配线部1226的该第一间距d1朝外缘处每一间隔逐渐增加1μm，如图3B所示的局部放大图；图示中的局部放大仅以水平方向表示d1渐增，同理，垂直方向的该第一间距d1亦与水平方向形成渐增，而每次渐增的长度为相同。 [0051] 承上所述，能量接收部1224、接地部1225及直流供电部1227的构成可具有特定的图案，而在能量接收部1224、接地部1225及直流供电部1227之间的区域(电性作用区)与配线部1226(非电性作用区)可具有大体上相同的透光率。对于某些特殊的外观设计的需求，能量接收部1224、接地部1225 及直流供电部1227也可以具有与配线部1226不同的透光率。在此须说明的是，在图3A～3B中，为了清楚区分电性作用区及非电性作用区，属于电性作用区的能量接收部1224、接地部1225及直流供电部1227是用较粗的线条绘示，而属于非电性作用区的配线部1226则用较细的线条绘示。但是在实际实施时，电性作用区及非电性作用区可以形成粗细相同的图案。因此图 3A-3B中不同粗细的线条只是为了清楚表示的目的，并非对本实施例产生限制。另外，能量接收部1224、接地部1225、直流供电部1227及配线部 1226 的图案也没有限定，只要能区分出电性作用区及非电性作用区即可，可以是任意形状。 [0052] 根据本发明一实施例，其中第一透光率≧第二透光率≧第三透光率，第一透光率介于50～95％，而第三透光率≧50％。 [0053] 根据本发明一实施例，其中该能量接收部1224更包含有一讯号馈入部 (图未示)，该讯号馈入部是金属网格直向延伸至基材载体110边缘的部份。 [0054] 基于上述各实施例，请再配合参考图4A-4B所示，其分别绘制本发明的天线单元在不同实施例中的配置形态示意图。该天线单元122可为一天线阵列线路1222，天线阵列线路1222为多组排列为阵列的天线线路，而这些线路整合为一体，其余相同或相似的元件不再赘述。另外，天线阵列线路 1222包括复数组排列成阵列状的天线1223，每组天线1223包括二能量接收部1224以及一接地部1225。在每个接地部1224之间形成一间隙G或G’，以此减小每个天线1223的接地部1225的面积，可以得到较佳的电磁波的转能接收效率；图4A及4B的实施例不同处在于每个天线1223形成单层的结构，即能量接收部1224与接地部1225位于同一层。 [0055] 又，本发明的天线单元122也可以是由多个偶极子天线组(Dipole antenna)所构成，各个该偶极子天线组(Dipole antenna)分别包含一对对称放置的导体，导体相互靠近的两端分别与馈电线相连。这些偶极子天线组做为发射天线时，电信号从天线中心馈入导体；而当该些偶极子天线组做为接收天线时，也在天线中心从导体中获取接收信号。天线组与二极体可通过串并联连接接受不同极性方向的电磁波，并且可通过串并联连接进而调整转换效率。 [0056] 基于上述各实施例，请配合参考5A-5C所示，其为显示本发明的天线总成中的能量接收部1224、该接地部1225、该配线部1226以及电能处理模组中的该直流供电部1227在不同实施例中的剖面结构示意图。 [0057] 如图5A所示的实施例，该基材载体110具有一上表面侧S1和相对侧的一下表面侧S2，而该第一基材层112、112’分别配置于该上表面侧S1和该下表面侧S2，天线总成120中的能量接收部1224、配线部1226以及电能处理模组130的直流供电部1227分别配置在该第一基材层112远离该基材载体 110的表面，而天线总成120中的接地部1225则配置于于该第一基材层112' 远离该基材载体110的表面；再者，该能量接收部1224、接地部1225、配线部1226、以及直流供电部1227皆不与该基材载体110接触。 [0058] 如图5B所示的实施例，该基材载体110具有该上表面侧S1和相对侧的该下表面侧S2，而该第一基材层112、112’分别配置于该上表面侧S1和该下表面侧S2，天线总成120中的能量接收部1224、配线部1226以及电能处理模组130的直流供电部1227分别配置于该第一基材层112的内部，而天线总成120中的接地部1225则配置于该第一基材层112'的内部；再者，该能量接收部1224、接地部1225、配线部1226、以及直流供电部1227皆不与该基材载体110接触。 [0059] 如图5C所示的实施例，该基材载体110具有上表面侧S1和相对侧的下表面侧S2，而该第一基材层112、112’分别配置于该上表面侧S1和该下表面侧S2，天线总成120中的能量接收部1224、配线部1226以及电能处理模组130的直流供电部1227分别配置于该第一基材层111邻近该基材载体110 的表面，而天线总成120中的接地部1225则配置于该第一基材层112'邻近该基材载体110的表面；再者，该能量接收部1224、接地部1225、配线部 1226、以及直流供电部1227皆与该基材载体110接触。 [0060] 再请参考5D-5F所示，其为显示本发明的天线总成中的能量接收部1124、该接地部1125、该配线部1126、以及该直流供电部1127在不同实施例中的剖面结构示意图： [0061] 如图5D所示的实施例，该基材载体110具有上表面侧S1和相对侧的下表面侧S2，该第一基材层112只配置于该基材载体110的该上表面侧S1，而该能量接收部1224、该接地部1225、该配线部1226以及电能处理模组130 的该直流供电部1227分别设于该第一基材层 112远离该基材载体110的表面，而该能量接收部1224、该接地部1225、该配线部1226以及该直流供电部1227皆不与该基材载体110接触。 [0062] 如图5E所示的实施例，该基材载体110具有该上表面侧S1和相对侧的该下表面侧S2，而该第一基材层112只配置于该上表面侧S1，天线总成120 中的能量接收部1224、接地部1225、配线部1226以及电能处理模组130的直流供电部1227分别配置于该第一基材层112的内部，再者，该能量接收部 1224、接地部1225、配线部1226、以及直流供电部1227皆不与该基材载体 110接触。 [0063] 如图5F所示的实施例该基材载体110具有上表面侧S1和相对侧的下表面侧S2，而该第一基材层112只配置于该上表面侧S1，天线总成120中的能量接收部1224、接地部1225、配线部1226以及电能处理模组130的直流供电部1227分别配置于该第一基材层112邻近该基材载体110的表面；再者，该能量接收部1124、该接地部1125、该配线部1126以及该直流供电部1127 皆与该基材载体110接触。 [0064] 根据本发明一实施例，其中第一基材层112、112’可拆卸地结合于基材载体110上，例如：第一基材层112、112’具有黏性而可以贴附于基材载体110上。具体地，第一基材层112、112’是透过光学胶(OCA)贴合于基材载体110的该上表面侧和相对侧的该下表面侧。 [0065] 根据本发明一实施例，其中该能量接收部1224、接地部1225、配线部 1226、以及直流供电部1227为选用铟锡氧化物(ITO)、石墨稀、纳米银浆、铜线或含银合金的前述任一者材料且经过图案化所制成的膜层；该基材载体110和该第一基材层112可分别为选用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚酰亚胺薄膜(PI)所制成，但不限于此。 [0066] 根据本发明一实施例，其中该第一基材层112的厚度介于0.05毫米至2 毫米之间，而作为该能量接收部1224和该接地部1225的金属线路层的方阻小于2欧姆，但不限于此。 [0067] 请再配合参考图5G，其以图5A的结构作举例说明本发明又一实施例的剖面结构；本实施例中与图5A所示的结构主要差异在于：在设于该基材载体的上/下表面侧的该第一基材层112上还设有具有该第一透光率的一第二基材层124，该第二基材层124分别覆盖于该第一基材层112上，以防止该天线总成120及该电能处理模组130刮伤或磨损，其中第二基材层124可以是具满足铅笔硬度规格>5H的保护层,例如氮化硅硬化涂层或PET材质制成。补充说明，图5B-5F所示的各实施例所述的结构亦可具有该第二基材层 124，以覆盖于该第一基材层112、112’上。 [0068] 上述各实施例中，配线部1226的主要包含多个导体层，各导体层可透光且各导体层之间形成电性绝缘，各导体层之间是以相隔一既定距离的方式达到电性绝缘，即各导体层之间形成断路。另外，由于上述的各导体层间的电性绝缘的结构，配线部1226本身无法收集电磁波，设置配线部1226的作用主要是在于使光线穿透本发明的天线单元122时，使各部分的透光度的差异不会太大，甚至相同。例如天线单元122形成于上述该第一基材层112 上，当光线通过上述该些透明基材与天线单元122时，其具有透光度，在没有设置配线部1226的情况下，在两个天线之间的区域由于只有该第一基材层112，因此当光线只通过该第一基材层112时的透光度，则会明显高于配置有配线部1226的透光度，这样当本发明的在视觉上天线单元122贴附在基材载体110时，则会产生亮暗不同的区域，而影响基材载体原有的视觉效果。因此，在设置透明配线部1226的情况下，当本发明的天线单元应用至基材载体 110时，设有配线部1226的区域并且由此适当地设计配线部1226 的图案，光线通过配线部 1226及该第一基材层112后，可大幅降低产生亮暗不同的区域的问题，使得即使基材载体 110贴附有本发明的天线单元也不会因而影响基材载体110原本欲呈现的视觉效果。另外，在该收发部1224、该接地部1225、该配线部1226、以及该直流供电部1227远离该第一基材层 112的表面还可以进一步设置一油墨层(未图示)，该油墨层主要用以弱化该收发部1224、该接地部1225、该配线部1226以及该供电部1227中的金属颜色，举例来说，若以银浆制成的金属线路在颜色上偏灰色，可利用相对较低的透光率的油墨暗色化起到一致性的效果。 [0069] 再请回到图2并同时配合参考图6、7A-7B所示，基材载体110为具有既定厚度的透明基材，电能处理模组130及电能储存模组140可以形成于基材载体110的侧面，而天线总成120中的能量接收部1224所捕捉的电磁波可以经由导线传送至电能处理模组130，转换成电能后储存于电能储存模组140 中。以时间指示模组为例，马达可安装于基材载体110的后表面，并穿过基材载体110连接至时针及分针，且马达可设于转轴后方而达到遮蔽的效果。关于电能处理模组130与天线总成120之间输出以及接收的连接形式在此说明；举例而言：该天线总成120中包含m组(m≧2)的该天线单元122，该电能处理模组130包含m个整流滤波器件131，各该天线单元122中的能量接收部1224和电能处理模组130的该直流供电部1227可通过以并联形式连接各该整流滤波器件，如图7A；或者各该天线单元122中的能量接收部 1224 和电能处理模组130的直流供电部1227通过以串联形式连接各该整流滤波器件以输出至该电子计时单元150。补充说明，上述连接形式也可以是串并联的组合，如图7B所示。 [0070] 根据上述各实施例中所述的可无线转能的透明计时装置，基材载体110 可以为一平板结构，该天线总成120为一共平面波导(CPW)馈入的平面天线单元；或者基材载体110为一实心或空心的圆柱体、方柱体、锥状体的前述任一者，该天线总成120通过第一基材层112可围绕着基材载体110贴附于外周表面或者内周表面。 [0071] 另外，请参考图10所示，天线是现代微波通信系统中不可或缺的器件。由于天线前端往往含有放大器等非线性器件，从而会产生大量的谐波分量。如果天线不具备谐波抑制的功能，则谐波能量会通过天线发射出去，会造成严重的电磁干扰；或者谐波能量通过接收天线进入系统，造成系统性能恶化。因此，基于上述各实施例的天线单元，该能量接收部1224更包含有一滤波谐振电路12240，该滤波谐振电路12240是配置在具有该第二透光率的金属线路层中，将滤波谐振电路和能量接收部1224在结构上融合设计，使天线单元在辐射能量的同时起到滤除谐波能量的作用。在本实施例中，在天线单元中嵌入的滤波谐振电路 12240可以是一U型谐振结构，该谐振结构长度满足谐振频率的四分之一波长就可构成的特定频率的带阻滤波效果，能有效抑制二阶谐波、或者三阶谐波能量的作用，提升电磁波转直流转能效率。 [0072] 再请参考图8A所示，其根据本发明的可无线转能的透明计时装置应用在无线传能系统上的不同实施例。首先说明，无线传能系统包括上述各实施例所述的无线转能单元(100、100a…)以及电子计时单元300；无线转能单元(100、100a…)包含天线总成(120、120a…)、电能处理模组130以及电子计时单元300。电子计时单元300包括时间指示模组/时间显示模组340，时间指示模组/时间显示模组340可接收来自于无线转能单元100与无线转能单元100a的电能而运作，因此时间指示模组/时间显示模组340在室内的任何位置都可以以无线传输的方式接收无线转能单元100与无线转能单元100a 传送的电能而运转。例如接收室外基站210所发射的电磁波或室内可发射电磁波的电子装置220，例如遥控器、行动电话或无线网路的发射器等。电能处理模组130包含至少一整流滤波器件131及与该整流滤波器件131电性连接的一直流供电部1227，该整流滤波器件131电性连接该直流供电部1227，用以接收经该天线总成接收后的电磁波并对该电磁波实施整流滤波处理而成为一直流电，并经由该直流供电部输出至该电子计时单元300以驱动时间指示模组/时间显示模组340执行时间的指示或显示。 [0073] 在本实施例中，本发明的天线总成120中的天线阵列线路1222具有波束成型(beam forming)的作用，即天线阵列线路1222中的每个天线可以调整发射电磁波的相位及振幅，使得电磁波的波前可以集中地到达某一特定装置所在的位置，而增加对某一装置传输电能的效率。由于根据法规，对于有人员存在的环境，电磁波的辐射量不能超过某一数值，以避免伤害人体，因此本发明的天线阵列线路1222可以预先发出一较微弱的电磁波来侦测空间中有无人员存在，当人员离开空间后，天线阵列线路1222才对特定装置进行电力传送，以避免对人员造成健康的危害。并且，在电子计时单元300运作时，电子计时单元300还可与遥控器220进行无线通讯。例如：时间指示模组/时间显示模组340与遥控器220之间可互相传送讯号。 [0074] 另外，请再参阅图8B至图8D，其为分别表示其他的应用实施例，其包括具透明天线的无线转能单元100、100a可安装在透明钟面上，可收集室内外的电磁波而产生电力，例如无线转能单元100收集来自室外的电磁波发射源发出的电磁波，而无线转能单元100a可收集来自室内的电磁波发射源发出的电磁波，无线转能单元100可以是多天线单元也可以是天线阵列，如图 8A至8D所示，同样地，无线转能单元100a可以是多天线单元也可以是天线阵列。再者，无线转能单元100的天线总成120是用于收集室外的电磁波，而天线总成120a是用于收集室内的电磁波，在本实施例中，天线总成120 具有多天线单元，而天线总成120a为天线阵列，天线总成120与天线总成 120a可以接收多个频率范围的电磁波，如图1所示的可无线转能的透明计时装置具有三个天线单元，例如可接收915MHz、1800MHz以及2.4GHz的不同波段的电磁波。而天线总成120与天线总成120a接收的电磁波分别经过电能处理模组130与130a将电磁波转换成电能，将交变的电磁讯号经整流滤波器件 131转换成直流电，并将电能储存在电能储存模组140中，电能储存模组140 可包括电池及超级电容，时钟本身不需要安装电池，电能储存模组140储存的电能可供应给时钟的驱动组件(电动马达)，驱动第一指针(时针)及第二指针(分针)旋转而指示时间。 [0075] 天线线路1221及天线阵列线路1222可以建构成接收不同频带的电磁波，例如ISM频段(Industrial Scientific Medical Band)的电磁波，像是 433MHz、915MHz、1800MHz、2.4GHz、或5.8GHz。天线线路1221可以是多天线的结构，例如可以组合两种接收相同或不同频带的电磁波的天线线路。多天线的结构包括可接收915MHz及2.4GHz两种不同波段的电磁波的天线线路；举例来说，在图8E的结构中，两个可接收915MHz的电磁波的天线成对设置，两个可接收2.4GHz的电磁波的天线成对设置；而在图8F的结构中，可接收915MHz的电磁波的天线与另一可接收2.4GHz的电磁波的天线成对设置，而另一对天线的结构也是一可接收 915MHz的电磁波的天线与另一可接收2.4GHz的电磁波的天线成对设置；而图8G所示的多天线单元则是两对均为可接收2.4GHz的电磁波的天线成对设置。 [0076] 另外，请参阅图8H，其表示本发明的可无线转能的透明计时装置的另一实施例。本实施例的结构与图8A的实施例大致相同，因此相同的元件给予相同的符号并省略其说明。本实施例与图8A的实施例的差异在于本实施例的电磁波来源除了基站210与室内外的可发射电磁波的电子装置220的外，电磁波来源还包括无线供电模组230，无线供电模组230包括一发射天线231、一整流滤波单元232以及一功率放大器233。无线供电模组230可连接至一电源，此电源可以是市电的交流电源或电池等电力储存装置的直流电源，电源的电力经过整流滤波单元232转换成交变的电磁讯号后，由功率放大器233将电磁讯号放大，然后由发射天线231将电磁波发射至外部。发射天线231发射的电磁波由无线转能单元100的天线总成120接收后，经由电能处理模组130将电磁波转换成电能并储存于电能储存模组140中。当本发明的可无线转能的透明计时装置设置的位置无法补捉到足够的电磁波时，本实施例的无线供电模组230可以持续地对透明计时装置进行供电，以维持透明计时装置持续运转。 [0077] 请再同时参考图9A-9B所示，本发明的可无线转能的计时装置包括该基材载体110、该电子计时单元150、多个天线总成120与120a、多个电能处理模组130与130a以及该电能储存模组140。基材载体110具有显示区，天线总成120与天线总成120a设置于显示区上，而电能处理模组130及电能储存模组140(电池或超级电容)等电路可以制作于电子计时单元150上，例如不透明的表示小时的数字上、制作于分针或时针上(转轴处可设置保持电性接触的导体件)或者是制作于钟面的侧边，并无特别的限定。 [0078] 图9A是以时间指示模组做举例说明：电子计时单元150包含相互连接的微控制器(图未示出)、驱动组件151以及时间指示器件152，上述直流供电部1227连接该驱动组件与该微控制器以供给电力，在本实施例中，该驱动组件151可包含步进马达(图未示出)、步进马达控制器(图未示出)以及连接该时间指示器件152的齿轮组(图未示出)，时间指示器件152；时间指示器件152包括多个数字显示元件153、一第一指针(时针)154以及一第二指针 (分针)155，数字显示元件153固定于显示区，可包括1至12的数字图案，排列在一圆周，第一指针(时针)154及一第二指针(分针)155共轴地枢设于显示区，驱动组件151通过该直流供电部1227提供电力给该步进马达，由该步进马达控制器控制该步进马达以驱动该齿轮组以传动第一指针(时针)154 以及第二指针(分针)旋转，而指示出时间。 [0079] 在本实施例中，电能处理模组130及电能储存模组140设置于电子计时单元150的第一指针154或第二指针155上，在第一指针154或第二指针155 的枢接处设有电性连接结构，例如在第一指针154或第二指针155的内表面形成一导体层156，在显示区上的一轴部的外表面形成另一导体层158，导体层156电性连接于电能处理模组130及电能储存模组140，而导体层158 电性连接于天线总成120与120a，当第一指针154或第二指针155旋转时，导体层156与导体层158保持接触，使得天线总成120与120a与电能处理模组130及电能储存模组140得以保持电性连接。在另一实施例中，电能处理模组130及电能储存模组140可设置于数字显示元件153上，由于数字显示元件153是固定在显示区，因此只须单纯地在显示区形成导线并连接于在数字显示元件153上的电能处理模组130及电能储存模组140即可。 [0080] 另外，除了上述使用指针的时间指示模组的外，本发明的计时装置也可以是以数字显示的数位化时间显示方式、应用于具透明显示区的穿透式显示器或者是低功耗的液晶显示时钟(LCD)或电子纸显示荧光屏，时间显示方式可以是在显示器的透明屏幕上显示指针的图案或直接显示时间的数值，而天线总成120与天线总成120a可以贴附在穿透式显示器的透明屏幕上。 [0081] 虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神所作若干的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。 |
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