CN204905440U - 天线装置以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种天线装置以及电子设备。本实用新型的天线装置包括：连接供电电路的供电线圈(30)；具有向外缘方向延伸的第一狭缝(11S)的第一导体面(11)；以及具有向外缘方向延伸的第二狭缝(12S)的第二导体面(12)，供电线圈(30)设置在俯视时与第一狭缝(11S)重叠的位置，供电线圈(30)与第一导体面(11)磁场耦合，第一导体面(11)与第二导体面(12)磁场耦合，第一狭缝(11S)以及第二狭缝(12S)设置在俯视时一部分重叠的位置，第一狭缝(11S)至少其一部分在俯视时与第二导体面(12)的第二狭缝(12S)以外的部分重叠，第二狭缝(12S)至少其一部分在俯视时与第一导体面(11)的第一狭缝(11S)以外的部分重叠。
Description
技术领域
本实用新型涉及用在近距离无线通信(NFC：NearFieldCommunication)系统等的天线装置以及具备该天线装置的电子设备。
背景技术
移动电话终端或平板PC等移动通信设备中，正推进例如与NFC系统等HF频带通信系统对应的通信电路的安装。
另外，最近的移动通信设备正逐步薄型化，为了应对薄型化产生的强度不足而在树脂壳体上实施镁镀覆加工，或者采用铝机身等金属壳体，利用壳体的“金属化”来弥补强度的情况正在增加。
然而，采用金属壳体的电子设备中，由于内置的天线线圈被金属屏蔽，产生与通信对方无法通信、或通信距离显著劣化这样的问题。
于是，如例如专利文献1所公开的，已知有电子设备在其金属壳体上形成开口部以及狭缝，将该金属壳体作为发射体加以利用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4993045号公报
实用新型内容
实用新型所要解决的问题
另一方面，具备所述通信电路的电子设备中，为了应对高频电路的电磁屏蔽或平板显示器的静电屏蔽，进一步地为了使触摸屏的基准电位稳定化，具备呈面状扩展的导体面的情况较多。
然而，在壳体内具备呈面状扩展的导体面的电子设备中，壳体内部的天线线圈被所述导体面屏蔽。为了避免该屏蔽，若在所述导体面形成开口部或狭缝，则使本来的屏蔽性或电位稳定性恶化。
另外，若所述开口部或狭缝位于能从外部观察到的位置，则在设计上产生制约。
因此，本实用新型的目的在于提供一种同时确保屏蔽性或电位稳定性等电气特性以及通信性能的天线装置以及具备该天线装置的电子设备。
解决技术问题所采用的手段
本实用新型的天线装置，其特征在于，包括：供电线圈，该供电线圈连接供电电路；第一导体面，该第一导体面具有向外缘方向延伸的第一狭缝；以及第二导体面，该第二导体面具有向外缘方向延伸的第二狭缝，所述供电线圈设置在俯视时与所述第一狭缝重叠的位置，
所述供电线圈与所述第一导体面磁场耦合，
所述第一导体面与所述第二导体面磁场耦合，
所述第一狭缝以及所述第二狭缝设置在俯视时部分重叠的位置上，
所述第一狭缝的至少一部分俯视时与所述第二导体面的所述第二狭缝以外的部分重叠，
所述第二狭缝的至少一部分俯视时与所述第一导体面的所述第一狭缝以外的部分重叠。
通过所述构造，由于第一导体面以及第二导体面作为屏蔽导体或基准电位导体发挥作用，并且作为发射元件发挥作用，能确保屏蔽性或电位稳定性等电气特性以及通信性能。
所述第一狭缝以及所述第二狭缝分别具备宽幅部，优选地所述第一狭缝的宽幅部、所述第二狭缝的宽幅部以及所述供电线圈在俯视时相互重叠。由此，第一导体面、第二导体面以及供电线圈的结合度高，天线能够得到高发射效率。
优选地所述第一导体面和第二导体面电(DC：直流)导通。由此，能进一步抑制屏蔽性或电位稳定性等的降低。
本实用新型的电子设备，其特征在于，包括：上述结构的天线装置以及平板显示器，在所述平板显示器的背面设置有所述第一导体面以及第二导体面。通过该结构，在平板显示器的背面所具备的导体面能作为发射元件加以利用。
本实用新型的电子设备，其特征在于，包括：上述结构的天线装置；以及通信电路，该通信电路与所述天线装置连接。
实用新型效果
根据本实用新型，能确保屏蔽性或电位稳定性等电气特性并且确保通信性能。
附图说明
图1是将第1实施方式的天线装置的结构要素进行分离排列的平面图。
图2(A)是第1实施方式的天线装置101的平面图，图2(B)是天线装置101的剖面图。
图3是表示连接供电线圈30的供电电路的结构的图。
图4是表示天线装置101的动作的分解剖视图。
图5(A)是包括天线装置的电子设备的上表面图，图5(B)是其下表面图。
图6是第2实施方式的天线装置102的分解透视图。
图7是第3实施方式的天线装置103的分解透视图。
图8是第4实施方式的天线装置104的剖面图。
图9是将第5实施方式的天线装置的结构要素进行分离排列的平面图。
图10(A)是第5实施方式的天线装置105的平面图，图10(B)是天线装置105的剖面图。
图11是将第6实施方式的天线装置的结构要素进行分离排列的平面图。
图12是将第7实施方式的天线装置的结构要素进行分离排列的平面图。
图13(A)是第7实施方式的天线装置107的平面图，图13(B)是天线装置107的剖面图。
图14是第8实施方式的天线装置108的分解透视图。
图15是第9实施方式的天线装置的分解透视图。
具体实施方式
以下，参照附图列举了几种具体的例子，表示用于实施本实用新型的多种方式。在各图中对同一部分标注同一符号。不言自明，各实施方式为示例，在不同的实施方式所表示的结构能进行部分置换或组合。
《第1实施方式》
图1是将第1实施方式的天线装置的结构要素进行分离排列的平面图。图2(A)是第1实施方式的天线装置101的平面图，图2(B)是天线装置101的剖面图。
天线装置101包括：连接供电电路的供电线圈30、第一导体面11、以及第二导体面12。供电线圈30包括磁性体片材31、以及线圈导体32。线圈导体32作为线圈图案形成在未图示的挠性基板上。该挠性基板贴付在磁性体片材31上。在磁性体片材31的中央形成开口CA，以矩形螺旋状卷绕在该开口CA的周围的方式形成线圈导体32。即，开口CA为磁性体片材31的开口且为线圈开口。RFIC连接线圈导体32的两端。
第一导体面11由矩形的金属板构成，向外缘方向延伸的第一狭缝11S形成在该金属板上。第一狭缝11S由狭缝部11SS、以及将该狭缝部11SS的端部(与第一导体面11外缘侧相反一侧的端部)扩张为圆形而形成的开口部11SA构成。该开口部11SA相当于本实用新型涉及的“宽幅部”。
第二导体面12由矩形的金属板构成，向外缘方向延伸的第二狭缝12S形成在该金属板上。第二狭缝12S由狭缝部12SS，以及将该狭缝部12SS的中央部扩张为圆形而形成的开口部12SA构成。该开口部12SA相当于本实用新型涉及的“宽幅部”。
第一导体面11和第二导体面12的外形几乎相同，确定这些开口11SA、12SA的位置，使得以第一导体面11和第二导体面12层叠的状态将所述开口部11SA、12SA重叠。
形成狭缝部11SS，使得在第一导体面11和第二导体面12层叠的状态下，第一导体面11的第一狭缝11S中的狭缝部11SS俯视时与第二导体面12的第二狭缝12S以外的部分重叠。
另外，形成狭缝部12SS，使得在第一导体面11和第二导体面12层叠的状态下，第二导体面12的第二狭缝12S中的狭缝部12SS俯视时与第一导体面11的第一狭缝11S以外的部分重叠。即，第一狭缝11S与第二狭缝12S仅开口部11SA与12SA重叠。
如图2(A)(B)所示，第一导体面11和第二导体面12经由绝缘性粘接层20接合。在该状态下，狭缝部11SS与第二导体面12重叠，狭缝部12SS与第一导体面11重叠。
供电线圈30的供电导体32与第一导体面11磁场耦合，第二导体面12与第一导体面11磁场耦合。由此，第二导体面作为发射元件发挥作用。作为发射元件的作用将在后文详述。
由于第一导体面11以及第二导体面12作为屏蔽导体或基准电位导体发挥作用，并且作为发射元件发挥作用，能确保屏蔽性或电位稳定性等电气特性以及通信性能。另外，狭缝部11SS、12SS的任一个均从外部难以观察到。另外，第一导体面11以及第二导体面12兼用作结构材料的情况下，由于各导体面中狭缝部的形成位置不同，能确保作为结构材料的强度。
图3是表示连接所述供电线圈30的供电电路的结构的图。图3中RF-IC为由高频集成电路构成的、用于NFC的通信电路。电感L为供电线圈30的电感分量，电容C将供电线圈30的电容分量以及作为匹配电路的电容表示为一个元件。
图4是表示天线装置101的动作的分解透视图。在供电线圈30的线圈导体32中流过如图4中箭头所示的电流时，在第一导体面11的开口部11SA的周围流过如箭头所示的感应电流。该电流经由狭缝部11SS沿着第一导体面11的外周流动。利用在该第一导体面11流动的电流，在第二导体面12感应出电流。即，感应电流以箭头所示的方向流动在开口部12SA的周围以及第二导体面12的外周。该第二导体面作为发射元件发挥作用，与读写器等通信对端的天线耦合。像这样，电流沿着第二导体面的外周流动，作为发射元件发挥作用，通信距离不会大幅下降。
图5(A)是包括上述天线装置的电子设备的上表面图，图5(B)是其下表面图。该电子设备为例如移动电话终端或平板PC等的移动通信设备。显示器40设置在上表面侧。壳体90的下表面侧的一部分为金属部。该金属部由所述第一导体面11以及第二导体面12构成。设置摄像头模块60，使摄像头模块60的镜头等在第一导体面11以及第二导体面12的开口部11SA、12SA重叠的部位露出。
通过将如图5所示的电子设备的下表面罩在读写器的天线上，使第二导体面12作为发射元件发挥作用，进行通信。
《第2实施方式》
图6是第2实施方式的天线装置102的分解透视图。与第1实施方式中如图4所示的天线装置不同，第一导体面11和第二导体面12经由连接导体21A、21B、21C、21D、21E、21F在多处电(直流)导通。另外，本实施方式中，在第一导体面11形成的开口部11SA以及在第二导体面12形成的开口部12SA对应于供电线圈30的线圈导体32的形状呈矩形。
由于第一导体面11以及第二导体面12经由导体面连接导体21A～21F在多处导通，第一导体面11和第二导体面12的电位能在较广范围内稳定于一定的电位。因此，将第一导体面11以及第二导体面12作为接地电极加以利用的情况下，能使电子设备中的接地电位更加稳定化，能使各种电路的动作更加稳定化。
所述导体面连接导体21A～21F设置在远离第一导体面11以及第二导体面12的狭缝(开口部11SA、12SA、狭缝部11SS、12SS)形成位置的位置上。具体而言，导体面连接导体设置于：在流过第二导体面12的感应电流的电流密度值为最大值的80％以下的区域之外时，包夹狭缝的两侧的位置处；或者在上述区域内时，包夹狭缝的两侧其中一侧的位置处。即，最靠近狭缝的两个导体面连接导体21A、21F设置在流过第二导体面12的感应电流的电流密度值为最大值的80％以下的区域之外。如果将导体面连接导体设置在上述区域内的情况下，优选地，将其设置在包夹狭缝的两侧其中一侧的位置上(即，以狭缝不被两个导体面连接导体包夹的方式)。
在供电线圈30的线圈导体32中流过如图6中箭头所示的电流时，在第一导体面11的开口部11SA的周围流过如箭头所示的感应电流。该电流经由狭缝部11SS，沿着第一导体面11的外周、具体是上述外周中靠近狭缝(开口部11SA、12SA、狭缝部11SS、12SS)的形成位置的外周流动。利用在该第一导体面11流动的电流，在第二导体面12感应出电流。在第一导体面11以及第二导体面12的外周流动的电流主要经由导体面连接导体21A、21F流动。该第二导体面作为发射元件发挥作用，与读写器等通信对端的天线耦合。
《第3实施方式》
图7是第3实施方式的天线装置103的分解透视图。该天线装置103包括由带触摸屏的液晶显示屏形成的显示器40，将该显示器40的显示面作为通信面。该显示器40相当于本实用新型涉及的“平板显示器”。供电线圈30、第一导体面11以及第二导体面12的基本结构与第1、第2实施方式所示的相同。在显示器40的背面贴付有第二导体面12、第一导体面11，将它们一体化。利用该层叠体和供电线圈30构成天线装置103。
虽然在显示器40的液晶显示屏以及触摸屏上形成透明电极(ITO)，但由于这些透明电极不是整面连续的导体膜，因此无法屏蔽来自第二导体面12的辐射。由此，将显示器40的显示面罩在通信对端的天线上的状态下，可以进行通信。
《第4实施方式》
图8是第4实施方式的天线装置104的剖面图。其中，为了使层结构明确化而夸大了厚度方向。该天线装置104包括利用有机EL显示屏形成的显示器50，将该显示器50的显示面作为通信面。该显示器50相当于本实用新型涉及的“平板显示器”。
显示器50为玻璃基板51、阳极(anode)52、有机EL层53、以及阴极(cathode)54的层叠结构。有机EL层53由例如空穴传输层、发光层、以及电子传输层等构成。
显示器50的背面贴付有第一导体面11。第一导体面11的形状与第3实施方式中图7所示的第一导体面11相同。阴极54相当于本实用新型涉及的“第二导体面”。该阴极54的形状与第3实施方式中图7所示的第二导体面12相同。阴极54为例如Mg/Al电极膜，在有机EL层53形成阴极54时形成狭缝图案。
供电线圈30设置在俯视时与阴极54以及第一导体面11上形成的狭缝的开口部重叠的位置附近。
阳极52为例如透明电极(ITO)，以不是整面连续的方式形成(例如，线状的透明电极设置为数十μm间距)。因此，该阳极52不产生较大的涡电流，不屏蔽来自阴极54的辐射。由此，将显示器50的显示面罩在通信对端的天线状态下，能够进行通信。
《第5实施方式》
图9是将第5实施方式的天线装置的结构要素进行分离排列的平面图。图10(A)是该天线装置105的平面图，图10(B)是天线装置105的剖面图。
该天线装置包括：连接供电电路的供电线圈30、第一导体面11、以及第二导体面12。该例子中，第一导体面11以及第二导体面12的狭缝11S、12S没有开口部(宽幅部)、仅由一定宽度的狭缝部构成。供电线圈30包括磁性体片材31；以及线圈导体32，该线圈导体32由在该磁性体片材上卷绕成矩形螺旋状的线圈导体32形成。与图1所示的供电线圈30不同，在磁性体片材31的中央不形成开口。RFIC连接在线圈导体32的两端。供电线圈30被设置成使得线圈开口在俯视时与狭缝11S与狭缝12S的交错位置相重叠。
如图10(A)(B)所示，第一导体面11与第二导体面12经由绝缘性粘接层20接合。在该状态下，狭缝部11SS与第二导体面12重叠，狭缝部12SS与第一导体面11重叠。
像这样，第一导体面11以及第二导体面12的狭缝11S、12S也可没有开口。特别是，第二导体面12一侧的狭缝图案越是简单，在设计上的自由度越高。
《第6实施方式》
图11是将第6实施方式的天线装置的结构要素进行分离排列的平面图。该天线装置包括：连接供电电路的供电线圈30、第一导体面11、以及第二导体面12。该例子中，第一导体面11的狭缝11S由开口部11SA和狭缝部11SS构成，狭缝部11SS在中间分岔为T字形。供电线圈30以开口CA在俯视时与开口部11SA、12SA重叠的方式进行设置。
《第7实施方式》
图12是将第7实施方式的天线装置的结构要素进行分离排列的平面图。图13(A)是该天线装置107的平面图，图13(B)是天线装置107的剖面图。
天线装置107包括连接供电电路的供电线圈30、以及多个导电性面。该例子中，包括第一导体面11、第二导体面12以及第三导体面13。供电线圈30的结构与第一实施方式等所示的相同。
第一导体面11由矩形的金属板构成，第一狭缝11S形成在该金属板上。第一狭缝11S由狭缝部11SS，以及将该狭缝部11SS的端部扩张为圆形而形成的开口部11SA构成。第二导体面12由矩形的金属板构成，第二狭缝12S形成在该金属板上。第二狭缝12S由狭缝部12SS，以及将该狭缝部12SS的中央部扩张为圆形而形成的开口部12SA构成。同样地，第三导体面13由矩形的金属板构成，第三狭缝13S形成在该金属板上。第三狭缝13S由狭缝部13SS，以及将该狭缝部13SS的端部扩张为圆形而形成的开口部13SA构成。
关于第一导体面11的狭缝部11SS，在第一导体面11、第二导体面12以及第三导体面13层叠的状态下，以俯视时同第二导体面12的第二狭缝12S以外的部分重叠的方式、并且同第三导体面13的第三狭缝13S以外的部分重叠的方式，形成狭缝部11SS。第二导体面12的狭缝部12SS、第三导体面13的狭缝部13SS也同样地，以同其它导体面的狭缝以外的部分重叠的方式，构成这些狭缝部12SS、13SS。
如图13(A)(B)所示，第一导体面11和第二导体面12经由绝缘性粘接层20接合。同样地，第二导体面12和第三导体面13经由绝缘性粘接层20接合。
在供电线圈30的线圈导体32中流过如图12中箭头所示的电流时，在第一导体面11的开口部11SA的周围流过如箭头所示的感应电流。该电流经由狭缝部11SS沿着第一导体面11的外周流动。利用该第一导体面11上流过的电流，在开口部12SA的周围以及第二导体面12的外周流过如箭头所示的感应电流。利用该第二导体面12上流过的电流，在开口部13SA的周围以及第三导体面13的外周流过如箭头所示的感应电流。
由于像这样在表面(外表面)的第三导体面13上流过电流，第三导体面13作为发射元件发挥作用，与读写器等通信对端的天线耦合。
像这样，导体面也可为三面(三层)以上。
《第8实施方式》
图14是第8实施方式的天线装置108的分解透视图。该天线装置108包括：连接供电电路的供电线圈30、第一导体面11、以及第二导体面12。第一导体面11比第二导体面12的尺寸小。在第一导体面11通过开口部11SA以及狭缝部11SS形成狭缝。在第二导体面12形成开口部12SA。第二导体面12的开口部12SA与第一导体面11的开口11SA重叠。第二导体面12的狭缝部12SS俯视时与第一导体面11重叠。第一导体面11和第二导体面12经由导体面连接导体21A、21B导通。
像这样，即使第一导体面11和第二导体面12的尺寸不同，也能构成天线装置。
《第9实施方式》
图15是将第9实施方式的天线装置的结构要素进行分离排列的平面图。与第1实施方式中图1所示的天线装置不同，狭缝部11SS、12SS的前端未达到导体面的外缘。像这样，即使狭缝部的前端不开放，狭缝部的长度越长，在该狭缝部的前端迂回使电流强度降得越低，沿着导体面的外缘流动的电流强度提得越高。因此，通过与上述各实施方式中所述的作用同样的作用、作为天线装置进行动作。
《其它实施方式》上文所示的各实施方式中，虽然示例出在导体面形成的狭缝部为直线，但狭缝部也可为曲线。另外，也可在一部分含有曲线。
另外，上文所示的各实施方式中，虽然示例出导体面为平面，但各导体面也可为曲面。另外，也可在一部分含有曲面。
标号说明
CA开口
11第一导体面
12第二导体面
13第三导体面
11S第一狭缝
12S第二狭缝
13S第三狭缝
11SA、12SA、13SA开口部
11SS、12SS、13SS狭缝部
20绝缘性粘接层
21A、21B、21C、21D、21E、21F导体面连接导体
30供电线圈
31磁性体片材
32线圈导体
40、50显示器
51玻璃基板
52阳极
53有机EL层
54阴极
60摄像头模块
90壳体
101～105、107、108天线装置
Claims (5)
1.一种天线装置，其特征在于，包括：
供电线圈，该供电线圈连接供电电路；
第一导体面，该第一导体面具有向外缘方向延伸的第一狭缝；以及
第二导体面，该第二导体面具有向外缘方向延伸的第二狭缝，
所述供电线圈设置在俯视时与所述第一狭缝重叠的位置，
所述供电线圈与所述第一导体面磁场耦合，
所述第一导体面与所述第二导体面磁场耦合，
所述第一狭缝以及所述第二狭缝设置在俯视时部分重叠的位置上，
所述第一狭缝的至少一部分俯视时与所述第二导体面的所述第二狭缝以外的部分重叠，
所述第二狭缝的至少一部分俯视时与所述第一导体面的所述第一狭缝以外的部分重叠。
2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一狭缝以及所述第二狭缝分别具备宽幅部，
所述第一狭缝的宽幅部、所述第二狭缝的宽幅部以及所述供电线圈在俯视时相互重叠。
3.如权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，所述第一导体面和第二导体面电导通。
4.一种电子设备，包括平板显示器，以及如权利要求1～3中任一项所述的天线装置，
在所述平板显示器的背面设置有所述第一导体面以及所述第二导体面。
5.一种电子设备，包括如权利要求1～3中任一项所述的天线装置；以及通信电路，该通信电路与所述天线装置连接。
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