CN208862187U - 天线装置以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种天线装置以及电子设备。天线装置具备:第一面状导体;第二面状导体,与第一面状导体平行地对置;以及线圈元件,将第一面状导体以及第二面状导体的平行方向作为卷绕轴,具有第一线圈开口端和与第一线圈开口端对置的第二线圈开口端。第一面状导体具有导体外缘和具有与导体外缘连接的部分的导体开口,导体开口的至少一部分在第一面状导体的俯视下位于第一面状导体和第二面状导体重叠的导体重叠区域内,线圈元件的第一线圈开口端在第一面状导体的俯视下与第二面状导体不重叠,线圈元件的第二线圈开口端在第一面状导体的俯视下与导体开口以及第二面状导体重叠。
Description
技术领域
本实用新型涉及具有线圈元件的天线装置以及具备该天线装置的电子设备。
背景技术
例如,在专利文献1示出了将电子设备具备的面状导体利用为辐射元件的一部分的天线装置。该天线装置构成为,与供电电路连接的线圈天线与由面状导体构成的环进行耦合,面状导体作为天线的辐射体而发挥作用。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-75775号公报
实用新型内容
实用新型要解决的课题
例如,在便携式终端装置、信息处理装置等电子设备中,为了提高壳体的机械强度、提高设计的自由度,多数情况下壳体的大部分由金属构件构成。因此,安装在电路基板的线圈天线被壳体的金属部覆盖的情况较多。
在将形成在电子设备的电路基板的接地导体图案等面状导体利用为辐射体的天线装置中,若安装在电路基板的线圈天线被壳体的金属部所覆盖,则穿过线圈天线的磁通量不会大幅环绕至壳体的外部,通信特性会极端地下降。发明人发现了此情况。
本实用新型的目的在于,提供一种即使是线圈天线被利用为辐射体的一部分的面状导体、其它面状导体所覆盖的构造,也抑制了天线特性的下降的天线装置以及具备该天线装置的电子设备。
用于解决课题的技术方案
(1)本实用新型的天线装置的特征在于,具备:
第一面状导体;
第二面状导体,与所述第一面状导体平行地对置;以及
线圈天线,将所述第一面状导体以及所述第二面状导体的平行方向作为卷绕轴,具有第一线圈开口端和第二线圈开口端,所述第二线圈开口端与该第一线圈开口端对置,
所述第一面状导体具有:导体外缘;以及导体开口,具有与该导体外缘连接的部分,
所述导体开口的至少一部分在所述第一面状导体的俯视下位于所述第一面状导体和所述第二面状导体重叠的导体重叠区域内,
所述线圈天线的所述第一线圈开口端在所述第一面状导体的俯视下与所述第二面状导体不重叠,
所述线圈天线的所述第二线圈开口端在所述第一面状导体的俯视下与所述导体开口以及所述第二面状导体重叠。
根据上述结构,穿过线圈天线的磁通量不会被第二面状导体所阻碍而大幅环绕,并与通信对方天线进行耦合(在第二面状导体为壳体的导电部的情况下,穿过线圈天线的磁通量大幅环绕至壳体的外部,并与通信对方天线进行耦合。)。其结果是,与通信对方天线的耦合度提高,可得到高的通信特性。
(2)本实用新型的天线装置优选为如下构造,即,还具有:线状导体部,与所述导体开口的内缘的两个点连接;以及电容器,与所述第一面状导体以及所述线状导体部一起形成环状的电流路径,所述线圈天线与所述环状的电流路径进行磁场耦合。
根据上述构造,由环状的电流路径的电感和电容器的电容构成谐振电路,谐振电路在通信信号的频率下进行谐振,由此,线圈天线与谐振电路的耦合系数提高。此外,流过该谐振电流的路径作为辐射元件而发挥作用,天线特性提高。
(3)本实用新型的电子设备的特征在于,具备:
上述结构的天线装置;和
具有接地导体图案的电路基板,
所述第一面状导体是所述接地导体图案。
根据上述结构,电子设备将原本就具备的接地导体图案兼用作天线装置的第一面状导体,因此无需另外设置第一面状导体,可谋求电子设备的小型化或天线装置的高增益化。
(4)本实用新型的电子设备的特征在于,具备:
上述结构的天线装置;和
具有导电部的壳体,
所述第二面状导体是所述壳体的所述导电部。
根据上述结构,电子设备将原本就具备的壳体的导电部兼用作天线装置的第二面状导体,因此无需另外设置第二面状导体,可谋求电子设备的小型化或天线装置的高增益化。
(5)本实用新型的电子设备的特征在于,具备:
上述结构的天线装置;和
具有屏蔽层的显示面板,
所述第二面状导体是所述屏蔽层。
根据上述结构,电子设备将原本就具备的显示面板的屏蔽层兼用作天线装置的第二面状导体,因此无需另外设置第二面状导体,可谋求电子设备的小型化或天线装置的高增益化。
实用新型效果
根据本实用新型,即使是线圈天线被利用为辐射体的一部分的面状导体、其它面状导体覆盖的构造,也可得到抑制了天线特性的下降的天线装置以及具备该天线装置的电子设备。
附图说明
图1A是第一实施方式涉及的天线装置301的俯视图,图1B是该线圈元件配置部AC的俯视图。
图2是线圈元件20的安装前的线圈元件配置部的俯视图。
图3是线圈元件20的立体图。
图4是示出线圈元件20中的多层基板70的各基材层的电极图案等的分解俯视图。
图5是示出流过在线圈元件20内构成的辅助导体的电流的路径的剖视图。
图6是示出流过第一面状导体111的电流的路径的图。
图7是示出天线装置301和通信对方天线500的位置关系的立体图。
图8是示出天线装置301与通信对方天线500的耦合的方法的图。
图9是天线装置301以及与其连接的电路的电路图。
图10是对天线装置301和比较例的天线装置301X、301Y示出各自的耦合系数的仿真结果的图。
图11A是概略性地示出穿过天线装置301的线圈元件20以及通信对方天线500的磁通量的剖视图。图11B是概略性地示出穿过比较例的天线装置301Y的线圈元件20以及通信对方天线500的磁通量的剖视图。
图12A、图12B是示出第二面状导体210对磁场强度的增大效果的图。
图13是示出天线装置301与通信对方天线500的磁场耦合的情形的仿真结果的图。
图14A是示出天线装置301与通信对方天线500的磁场耦合的情形的仿真结果的图。图14B是示出比较例的天线装置301Y与通信对方天线500的磁场耦合的情形的仿真结果的图。
图15A是示出天线装置301中的线圈元件20以及第二面状导体210附近的磁场的仿真结果的图,图15B是示出比较例的天线装置301Y中的线圈元件20以及第二面状导体210附近的磁场的仿真结果的图。
图16是第二实施方式涉及的天线装置的线圈元件安装部的俯视图。
图17A是第三实施方式的天线装置303的俯视图,图17B是线圈元件的安装前的线圈元件配置部的俯视图。
图18A是第四实施方式的天线装置304的俯视图,图18B是线圈元件20以及电容器3的安装前的线圈元件配置部的俯视图。
图19是第五实施方式涉及的电子设备405A的主要部分的剖视图。
图20是第五实施方式涉及的另一个电子设备405B的主要部分的剖视图。
图21A是第六实施方式涉及的天线装置的俯视图,图21B是通过线圈元件20的线圈卷绕轴的面处的纵剖视图。
图22A是第七实施方式涉及的天线装置的俯视图,图22B是该天线装置的、通过线圈元件20的线圈卷绕轴的面处的纵剖视图。
图23A是第七实施方式涉及的另一个天线装置的俯视图,图23B是该天线装置的、通过线圈元件20的线圈卷绕轴的面处的纵剖视图。
图24A是第八实施方式涉及的天线装置的俯视图。图24B是该天线装置的、通过线圈元件20的线圈卷绕轴的面处的纵剖视图。
图25A是比较例的天线装置301X的部分俯视图,图25B是比较例的天线装置301Y的俯视图,图25C是比较例的天线装置301Z的俯视图。
图26是对(z,0,0)、(z,5,1)、(z,5,2)、(z,5,3)、(z,5,4)示出它们的位置关系的图。
具体实施方式
下面,参照图并举出几个具体的例子来示出用于实施本实用新型的多个方式。在各图中,对同一部位标注同一附图标记。考虑到要点的说明或理解的容易性,为方便起见,将实施方式分开示出,但是能够进行在不同的实施方式中示出的结构的部分置换或组合。在第二实施方式以后,省略关于与第一实施方式共同的事项的记述,仅对不同点进行说明。特别是,对于基于同样的结构的同样的作用效果,将不在每个实施方式中逐次提及。
《第一实施方式》
图1A是第一实施方式涉及的天线装置301的俯视图,图1B是该线圈元件配置部AC的俯视图。图2是线圈元件20以及电容器3的安装前的线圈元件配置部的俯视图。
天线装置301具备第一面状导体111、与该第一面状导体111平行地对置的第二面状导体210、以及线圈元件20。
像在图2所表示的那样,第一面状导体111具有第一导体开口OP1、第二导体开口OP2、导体外缘111es、以及对导体开口OP和导体外缘111es进行连接的狭缝SL。
在本实施方式中,第一面状导体111是形成在电路基板110的接地导体图案。第二面状导体210例如是壳体的金属部。
在电路基板110形成有与导体开口OP的内缘的两个点连接的线状导体部21A、21B。该线状导体部21A、21B是沿着第一导体开口OP1与第二导体开口OP2的边界的线状的导体图案。即,也可以说,线状导体部21A、21B是将导体开口OP划分为第一导体开口OP1和第二导体开口OP2的线状的导体图案。
此外,在电路基板110形成有连接线圈元件20的线圈元件连接焊盘14、15以及辅助线圈连接焊盘22A、22B。在电路基板110设置有与线圈元件连接焊盘14、15连接的供电电路。
线圈元件20将第一面状导体111以及第二面状导体210的平行方向作为卷绕轴,并具有第一线圈开口端E1和第二线圈开口端E2,第二线圈开口端E2与第一线圈开口端E1对置。该线圈元件20具有绕卷绕轴卷绕为螺旋状的线圈天线的线圈导体,线圈元件20的第一线圈开口端E1以及线圈元件20的第二线圈开口端E2隔着该线圈导体相互对置。在该例子中,线圈元件20的线圈天线的卷绕轴与第一面状导体111以及第二面状导体210平行,但是该“平行”,并不仅意味着完全平行。只要是实质上平行或具有平行方向分量即可。所谓“实质上平行”,意味着线圈元件20的线圈天线的卷绕轴与第一面状导体111以及第二面状导体210成0°以上且45°以下的角度范围内的角度。
导体开口OP的一部分在第一面状导体111的俯视下位于第一面状导体111和第二面状导体210重叠的导体重叠区域OA内。此外,线圈元件20的第一线圈开口端E1在第一面状导体111的俯视下与第二面状导体210不重叠,线圈元件20的第二线圈开口端E2在第一面状导体111的俯视下与导体开口OP以及第二面状导体210重叠。此外,线圈元件20的第一线圈开口端E1位于导体重叠区域OA外,线圈元件20的第二线圈开口端E2位于导体重叠区域OA内。
线圈元件20的第一线圈开口端E1在导体重叠区域OA以外的区域靠近导体外缘111es。这也可以说成,第一线圈开口端E1比第二线圈开口端E2靠近导体重叠区域OA以外的导体外缘111es。
与导体开口OP相连的狭缝SL的一端处于导体重叠区域OA内。在本实施方式中,狭缝SL的另一端与导体重叠区域OA以外的导体外缘111es相连。因此,狭缝SL在中途弯折。
像在图1B所表示的那样,连接电容器3,使得跨越(连接)狭缝SL。在该例子中,在狭缝SL向导体外缘111es开放的位置安装有两个电容器3。电容器3并不限于该位置,也可以连接在狭缝的中途。
接着,对线圈元件20的详细的构造进行说明。图3是线圈元件20的立体图。图4是示出线圈元件20中的多层基板70的各基材层的电极图案等的分解俯视图。图5是示出在线圈元件20内构成的流过辅助导体的电流的路径的剖视图。
线圈元件20是在长方体状的多层基板70形成了与线状导体部21A、21B串联连接的辅助导体和沿着方筒的螺旋状的线圈天线的元件。
在线圈元件20的底面(安装面)形成有用于与图2所示的线圈元件连接焊盘14、15连接的两个端子92A、93A和用于与辅助线圈连接焊盘22A、22B连接的两个端子94、95。
多层基板70按照图4中的(1)~(17)所示的多个基材层7a~7q的顺序层叠。在图4中,(1)是最下层,(17)是最上层。在图4中,(1)~(17)是基材层7a~7q的底面,基材层7a的底面是多层基板70的安装面。
基材层7a、7b、7c、7p、7q是长方体形状的非磁性体层,例如,是非磁性体铁氧体。基材层7d~7o是长方体状的磁性体层,例如,是磁性体铁氧体。也就是说,多层基板70是用作为非磁性体层的基材层7a、7b、7c、7p、7q夹着作为磁性体层的基材层7d~7o的结构。另外,基材层7a~7q未必一定要是磁性体层或非磁性体层,只要是绝缘体即可。此外,在此所说的非磁性体层,是指导磁率比磁性体层低的层,未必一定要由非磁性体材料形成,非磁性体层也可以是相对导磁率为1以上且比磁性体层的相对导磁率低的磁性体。
在图4中的(1)所示的基材层7a的底面,形成有端子92A、93A以及端子94、95。
在图4中的(2)所示的基材层7b的底面,形成有外部连接导体92B、93B以及线状导体71G、71H。外部连接导体92B、93B和端子92A、93A分别经由层间连接导体进行连接。线状导体71G经由层间连接导体与端子95连接,线状导体71H经由层间连接导体与端子94连接。
在图4中的(3)所示的基材层7c的底面,形成有多个线状导体73A。在图4中的(4)所示的基材层7d的底面,形成有多个线状导体73B以及线状导体71E、71F。多个线状导体73A和线状导体73B经由层间连接导体分别进行并联连接。
在图4中的(5)~(15)所示的基材层7e~7o,形成有多个端面导体81以及多个端面导体82。
在图4中的(16)所示的基材层7p的底面,形成有多个线状导体72B以及一个线状导体71B。在图4中的(17)所示的基材层7q的底面,形成有多个线状导体72A以及一个线状导体71A。多个线状导体72A和线状导体72B经由层间连接导体分别进行并联连接。此外,线状导体71A和线状导体71B经由层间连接导体进行并联连接。
多个线状导体73B经由端面导体81、82与多个线状导体72B依次串联地连接。此外,线状导体71E、71F经由端面导体71C、71D与线状导体71B连接。
由上述线状导体72A、72B、73A、73B以及端面导体81、82形成大约12匝的矩形螺旋状的线圈天线。
此外,由线状导体71A、71B、71E、71F、71G、71H以及端面导体71C、71D等形成大约1匝的矩形环状的辅助导体。
在图5中,电流i2示出流过上述辅助导体的电流的路径。例如,在从辅助线圈连接焊盘22A向辅助线圈连接焊盘22B方向流过电流的情况下,在辅助线圈连接焊盘22A→端子94→线状导体71H→线状导体71F→端面导体71D→线状导体(71B、71A)→端面导体71C→线状导体71E→线状导体71G→端子95→辅助线圈连接焊盘22B的路径中流过电流。像这样,线圈元件20在具备线圈天线的同时在该线圈天线的卷绕轴方向上的中央具备辅助导体。
图6是示出流过第一面状导体111的电流的路径的图。像该图所表示的那样,由线圈元件20的上述辅助导体、第一面状导体111、线状导体部21A、21B以及电容器3形成环状的电流路径。
在本实施方式中,线圈元件20内的辅助导体是环状的电流路径的一部分,因此与在线圈元件20未形成辅助导体的情况相比,环状的电流路径和线圈元件20的线圈导体更靠近。因此,能够增强环状的电流路径与线圈天线的耦合。此外,能够降低由线圈元件20的安装位置的偏差造成的、线圈天线与环状导体的耦合度的偏差。
图7是示出本实施方式的天线装置301和通信对方天线500的位置关系的立体图。此外,图8是示出天线装置301与通信对方天线500的耦合的方法的图。在图8中,线圈元件20的线圈天线和环状的电流路径以耦合系数k12进行耦合,环状的电流路径与通信对方天线500以耦合系数k23进行耦合。进而,线圈元件20的线圈天线与通信对方天线500以耦合系数k13进行耦合。因此,与仅是在电路基板的第一面状导体111的边缘部单纯地配置了线圈天线的天线装置相比,上述耦合系数k23的效果也增加,与通信对方天线500的耦合提高。
图9是本实施方式的天线装置301以及与其连接的电路的电路图。在此,用电感器L1表示天线装置301的线圈元件20内的线圈天线。此外,分别用L21表示线圈元件20内的辅助导体的电感器,用L22表示环状的电流路径的电感器。电容器C3相当于环状的电流路径包含的电容器3。此外,用电感器L3表示通信对方天线500。
在图9所示的例子中,由电感器L11、L12以及电容器C11、C12、C21、C22、C31、C32构成匹配电路MC。
电感器L21、L22和电容器C3构成LC谐振电路。该LC谐振电路的谐振频率是在通信中使用的频带。
电感器L1能够称为一次天线,由电感器L21、L22以及电容器C3构成的谐振电路能够称为二次天线。其中,特别是,电感器L22有助于与通信对方天线500的耦合。
在此,示出作为比较例的多个天线装置和它们的特性比较的结果。
图25A是比较例的天线装置301X的部分俯视图,图25B是比较例的天线装置301Y的俯视图,图25C是比较例的天线装置301Z的俯视图。
在天线装置301X中,线圈元件20的第一线圈开口端E1与第一面状导体111重叠,线圈元件20的第二线圈开口端E2与导体开口OP重叠。
天线装置301Y相对于天线装置301X还具备第二面状导体210,线圈元件20的第一线圈开口端E1位于第一面状导体111和第二面状导体210重叠的导体重叠区域内。
天线装置301Z是从第一实施方式的天线装置301除去了第二面状导体210的天线装置。
图10是对本实施方式的天线装置301和比较例的天线装置301X、301Y示出各自的耦合系数的仿真结果的图。天线装置301、301X、301Y的各部分的尺寸如下。
[第一面状导体111]
20mm×20mm
[第二面状导体210]
60mm×60mm
[导体开口OP]
4mm×4mm
[通信对方天线的线圈直径]
70mm
[线圈元件20与通信对方天线的间隔]
25mm
关于环状的电流路径与通信对方天线500的耦合系数k23、线圈元件20的线圈天线与通信对方天线500的耦合系数k13,均是本实施方式的天线装置301最高,比较例的天线装置301Y最低。
接着,关于本实施方式的天线装置301与比较例的天线装置的特性的差别示出具体例。
表1表示本实施方式的天线装置301的基于NFC的特性。在表1中,括弧内的三个参数示出被测定对象的天线装置(本实施方式的天线装置)与通信对方的天线装置的各位置关系。此外,表1内的各数值的单位为[mV]。
若用(z,r,θ)来表示上述括弧内的三个参数,则这些参数的意思如下。
z:垂直方向上的间隔
r:水平方向上的间隔
θ:r的方位
z=0 0mm
z=5 5mm
r=0 0mm
r=5 5mm
r=10 10mm
θ=1 3点方向
θ=2 0点方向
θ=3 9点方向
θ=4 6点方向
图26是对(z,0,0)、(z,5,1)、(z,5,2)、(z,5,3)、(z,5,4)示出它们的位置关系的图。
[表1]
表1(A)是将本实施方式的天线装置301的特性和比较例的天线装置301Z的特性进行了对比的图。天线装置301和天线装置301Z的不同仅在于第二面状导体210的有无。表1(B)是将比较例的天线装置301X的特性和比较例的天线装置301Y的特性进行了对比的图。天线装置301X和天线装置301Y的不同仅在于第二面状导体210的有无。
在表1中,对于测定值不足3.9的条件,进行阴影显示。将本实施方式的天线装置301和比较例的天线装置301Z进行对比可明确,由第二面状导体210的有无造成的特性劣化少,反而还有提高的条件。另一方面,将比较例的天线装置301X和301Y进行对比可明确,若是与和导体开口重叠的线圈开口端(第二线圈开口端E2)相反侧的线圈开口端(第一线圈开口端E1)被第二面状导体210覆盖的构造,则由于该第二面状导体210的存在,特性会极端劣化。
另外,之所以比较例的天线装置301X的特性比本实施方式的天线装置301良好,是因为线圈元件载置部附近的接地导体图案的不同。
下面,参照几个图对本实施方式的天线装置的耦合系数k23、k13高的理由进行说明。
图11A是概略性地示出穿过本实施方式的天线装置301的线圈元件20以及通信对方天线500的磁通量的剖视图。图11B是概略性地示出穿过比较例的天线装置301Y的线圈元件20以及通信对方天线500的磁通量的剖视图。
在比较例的天线装置301Y中,像图11B所表示的那样,从线圈元件20的第二线圈开口端E2出来的磁通量描绘小的磁通量环,并返回到线圈元件20的中途。因此,线圈元件20与通信对方天线500的磁场耦合非常弱。
相对于此,根据本实施方式的天线装置301,像图11A所表示的那样,从线圈元件20的第二线圈开口端E2出来的磁通量穿过导体开口OP而绕过第一面状导体111的外侧,并穿过通信对方天线500的线圈开口而返回到线圈元件20的第一线圈开口端E1。由此,线圈元件20与通信对方天线500进行磁场耦合。
图12A、图12B是示出第二面状导体210对磁场强度的增大效果的图。图12A是概略性地示出与线圈元件20耦合而流过第二面状导体210的涡流的图。图12B是示出线圈元件20与第二面状导体210的耦合关系的剖视图。
通过从线圈元件20出来的磁通量中的朝向第二面状导体210的磁通量,在第二面状导体210感应出涡流,通过该涡流,从第二面状导体210向增强线圈元件20的磁场的方向产生磁通量该磁通量是使从线圈元件20向导体开口OP方向出来的磁通量增强的方向,因此可得到第二面状导体210对磁场强度的增大效果。
图13、图14A是示出本实施方式的天线装置301与通信对方天线500的磁场耦合的情形的仿真结果的图。图14B是示出比较例的天线装置301Y和通信对方天线500的磁场耦合的情形的仿真结果的图。图15A是示出本实施方式的天线装置301中的线圈元件20以及第二面状导体210附近的磁场的仿真结果的图,图15B是示出比较例的天线装置301Y中的线圈元件20以及第二面状导体210附近的磁场的仿真结果的图。在各图中,许多的微小的箭头均表示磁通量的方向。
像在图15B所表示的那样,在比较例的天线装置301Y中,从线圈元件20的第二线圈开口端(按图的方向为右端)出来的磁通量不能穿过第二面状导体210,从而描绘小的磁通量环而返回到线圈元件20的中途。此外,像在图14B所表示的那样,磁通量向通信对方天线500的中心方向扩张,难以与通信对方天线500进行交链。因此,与通信对方天线500的磁场耦合非常弱。
相对于此,像在图15A、图14A以及图13所表示的那样,从线圈元件20的第二线圈开口端(按图15A的方向为左端)出来的磁通量大幅环绕而穿过通信对方天线500的线圈开口,并返回到线圈元件20的第一线圈开口端(右端)。由此,线圈元件20和通信对方天线500进行磁场耦合。
根据本实施方式,导体开口OP的一部分在第一面状导体111的俯视下位于第一面状导体111和第二面状导体210重叠的导体重叠区域OA内,线圈元件20的第一线圈开口端E1在第一面状导体111的俯视下与第二面状导体210不重叠,线圈元件20的第二线圈开口端E2在第一面状导体111的俯视下与导体开口OP以及第二面状导体210重叠,因此穿过线圈元件的磁通量在外部大幅环绕,与通信对方天线强烈地耦合。
虽然在本实施方式中,示出了第一面状导体111以及线状导体部21A、21B为形成在电路基板110的同一面的导体图案的例子,但是第一面状导体111和线状导体部21A、21B也可以形成在不同的面、不同的层。此外,它们中的一者或两者也可以形成在与电路基板不同的面。
此外,虽然在本实施方式中示出了第二面状导体210覆盖导体开口OP的一部分的例子,但是第二面状导体210也可以覆盖导体开口OP的整体。
《第二实施方式》
在第二实施方式中,示出具备没有辅助导体的线圈元件的天线装置。
图16是第二实施方式涉及的天线装置的、线圈元件安装部的俯视图。线圈元件20用双点划线表示。
像在图16所表示的那样,第一面状导体111具有第一导体开口OP1、第二导体开口OP2、导体外缘111es、以及将导体开口OP和导体外缘111es进行连接的狭缝SL。
在本实施方式中,在线圈元件20内,没有由图4所示的线状导体71A、71B、71E、71F、71G、71H以及端面导体71C、71D等构成的大约1匝的矩形环状的辅助导体。导体开口OP内的线状导体部21与线圈元件20内的线圈导体进行磁场耦合。
也可以像本实施方式那样,是通过电路基板上的线状导体部与线圈元件的线圈导体靠近而进行磁场耦合的结构。
《第三实施方式》
在第三实施方式中,示出在导体开口内没有线状导体部的天线装置。
图17A是第三实施方式的天线装置303的俯视图,图17B是线圈元件的安装前的线圈元件配置部的俯视图。在该天线装置303中,第一面状导体111具有导体开口OP、导体外缘111es、以及将导体开口OP和导体外缘111es进行连接的狭缝SL。
导体开口OP的一部分在第一面状导体111的俯视下位于第一面状导体111和第二面状导体210重叠的导体重叠区域内。此外,线圈元件20的第一线圈开口端E1在导体重叠区域以外的区域靠近导体外缘111es。而且,在第一面状导体111的俯视下,线圈元件20的第二线圈开口端E2在导体重叠区域内与导体开口OP重叠。
在本实施方式的天线装置303中,线圈元件20的第二线圈开口端E2在俯视下位于导体开口OP内,因此线圈元件20与第一面状导体111进行磁场耦合,在第一面状导体111流过在图17B中用箭头示出的那样的电流。其它结构与在第二实施方式中示出的天线装置相同。
在像本实施方式那样没有与导体开口OP的内缘的两个点连接的线状导体部(图2中的线状导体部21A、21B)的情况下,也能够应用本实用新型,此外,本实用新型也能够应用于没有与第一面状导体111以及线状导体部一起形成环状的电流路径的电容器的构造的天线装置。
《第四实施方式》
在第四实施方式中,示出第一面状导体111的狭缝SL的开放端的位置与到此为止示出的实施方式不同的例子。
图18A是第四实施方式的天线装置304的俯视图,图18B是线圈元件20以及电容器3的安装前的线圈元件配置部的俯视图。在该天线装置304中,第一面状导体111具有导体开口OP、导体外缘111is、以及将导体开口OP和导体外缘111is进行连接的狭缝SL。
从导体开口OP延伸的狭缝SL被开放的导体外缘111is在俯视下位于第一面状导体111和第二面状导体210重叠的导体重叠区域内。其它结构与第一实施方式中示出的天线装置相同。
在像本实施方式那样狭缝SL的开放端位于第一面状导体111和第二面状导体210重叠的导体重叠区域内的情况下,也能够应用本实用新型,并达到同样的效果。
《第五实施方式》
在第五实施方式中,示出电子设备以及设置在该电子设备的天线装置的结构。
图19是第五实施方式涉及的电子设备405A的主要部分的剖视图。电子设备405A例如是智能电话等便携式电子设备,具备壳体金属部220、壳体树脂部240、显示/操作面板60。壳体金属部220处于与显示/操作面板60的形成面相反的一侧。在壳体的内部容纳有电路基板110、电池50。在电路基板110形成有作为第一面状导体111的接地导体图案。此外,在电路基板110安装有线圈元件20、电子部件31、32等。上述壳体树脂部240设置为用导体覆盖线圈元件20的一部分以及第一面状导体111的一部分。
在电子设备405A中,壳体金属部220相当于本实用新型中的“第二面状导体”。作为第二面状导体的壳体金属部220、第一面状导体111、导体开口OP的位置关系与第一实施方式~第四实施方式中示出的天线装置相同。
图20是第五实施方式涉及的另一个电子设备405B的主要部分的剖视图。电子设备405B例如也是智能电话等的便携式电子设备,具备壳体树脂部240、显示/操作面板60。显示/操作面板60具备屏蔽层用以及加强用的背面金属板61。在壳体的内部容纳有电路基板110、电池50。在电路基板110形成有作为第一面状导体111的接地导体图案。此外,在电路基板110安装有线圈元件20、电子部件31、32等。
在电子设备405B中,背面金属板61相当于本实用新型中的“第二面状导体”。作为第二面状导体的背面金属板61、第一面状导体111、导体开口OP的位置关系与第一实施方式~第四实施方式中示出的天线装置相同。
另外,除了壳体金属部、显示装置的背面金属板以外,也可以将电子设备的内部的机壳、电池等的金属部用作第二面状导体。
《第六实施方式》
在第六实施方式中,示出第一面状导体与第二面状导体的大小的关系与到此为止示出的例子不同的天线装置的结构。
图21A是第六实施方式涉及的天线装置306的俯视图,图21B是通过线圈元件20的线圈卷绕轴的面处的纵剖视图。与图12A、图12B所示的例子不同,第二面状导体210的面积小于第一面状导体111。其它与图12A、图12B所示的天线装置相同。
在本实施方式中,磁通量大幅环绕,使得绕过第二面状导体210,因此与通信对方天线500强烈地耦合。
在本实施方式中,也与图12A、图12B所示的天线装置同样地,通过从线圈元件20出来的磁通量中的朝向第二面状导体210的磁通量在第二面状导体210感应出涡流,通过该涡流,从第二面状导体210向增强线圈元件20的磁场的方向产生磁通量该磁通量是使从线圈元件20向导体开口OP方向出来的磁通量增强的方向,因此可得到第二面状导体210对磁场强度的增大效果。
此外,在本实施方式中,磁通量在第二面状导体210的周围大幅环绕,因此与通信对方天线500强烈地耦合。
《第七实施方式》
在第七实施方式中,示出与第二面状导体并列地存在其它面状导体的天线装置的结构。
图22A是第七实施方式涉及的天线装置307A的俯视图,图22B是该天线装置307A的、通过线圈元件20的线圈卷绕轴的面处的纵剖视图。此外,图23A是第七实施方式涉及的另一个天线装置307B的俯视图,图23B是该天线装置307B的、通过线圈元件20的线圈卷绕轴的面处的纵剖视图。
与图12A、图12B所示的例子不同,本实施方式的天线装置还具备壳体金属部230。另外,在本实施方式中,第二面状导体210也是壳体金属部的一部分。
也可以像本实施方式那样,存在俯视下与第一线圈开口端E1不重叠的导体(壳体金属部230)。在本实施方式中,也通过从线圈元件20出来的磁通量中的朝向第二面状导体210的磁通量,在第二面状导体210感应出涡流,并通过该涡流从第二面状导体210向增强线圈元件20的磁场的方向产生磁通量该磁通量是使从线圈元件20向导体开口OP方向出来的磁通量增强的方向,因此可得到第二面状导体210对磁场强度的增大效果。
《第八实施方式》
在第八实施方式中,示出第二面状导体的结构与到此为止示出的例子不同的天线装置的结构。
图24A是第八实施方式涉及的天线装置308的俯视图。图24B是该天线装置308的、通过线圈元件20的线圈卷绕轴的面处的纵剖视图。该天线装置308具备第二面状导体210L。第二面状导体的结构与图1B所示的天线装置不同。在本实施方式的天线装置308中,具备由闭环状的导体图案构成的第二面状导体210L。第二面状导体210L是形成在电路基板120的导体图案。
第二面状导体210L与到此为止示出的实施方式的第二面状导体210不同,不是连续地呈面状扩展的导体,而是沿着面形成闭环的导体。即使是这样的第二面状导体210L,也会遮挡欲与该闭环进行交链的磁通量,因此与到此为止示出的第二面状导体210同样地发挥作用。
形成闭环的第二面状导体不限于由导体图案构成,例如,也可以是某种金属框架等构造体。
在本实用新型中,所谓“第二面状导体”,并不限于在整个面呈面状连续地扩展的导体,是“呈面状(即,使得构成面)占据空间,使得遮挡磁通量的穿过的导体”的意思。如图24A所示,沿着一个面形成闭环的导体图案也包含于“第二面状导体”。
虽然在各实施方式中示出了安装在电路基板等的部件为芯片电容器等芯片部件的例子,但是本实用新型并不限定于此。例如,也可以是引线端子类型的部件、形成在柔性基材的元件等。
虽然在各实施方式中,例示了狭缝SL的宽度小于导体开口OP的宽度的构造的图,但是本实用新型并不限定于此。狭缝SL的宽度例如可以宽至导体开口OP的宽度的同等以上,此外,导体开口OP的宽度也可以窄至狭缝SL的宽度的同等以下。此外,也可以由导体开口OP和狭缝SL形成例如“コ”字型等一体的缺口形状部。
最后,上述的实施方式的说明在所有的方面均为例示,而不是限制性的。对本领域技术人员而言,能够适当地进行变形以及变更。本实用新型的范围不是由上述的实施方式示出,而是由权利要求书示出。进而,本实用新型的范围包括对与权利要求书等同的范围内的实施方式的变更。
附图标记说明
AC:线圈元件配置部;
E1:第一线圈开口端;
E2:第二线圈开口端;
MC:匹配电路;
OA:导体重叠区域;
OP:导体开口;
OP1:第一导体开口;
OP2:第二导体开口;
SL:狭缝;
3:电容器;
7a~7q:基材层;
14、15:线圈元件连接焊盘;
20:线圈元件(线圈天线);
21、21A、21B:线状导体部;
22A、22B:辅助线圈连接焊盘;
31、32:电子部件;
50:电池;
60:显示/操作面板;
61:背面金属板;
70:多层基板;
71A、71B、71E、71F、71G、71H:线状导体;
71C、71D:端面导体;
72A、72B、73A、73B:线状导体;
81、82:端面导体;
92A、93A:端子;
92B、93B:外部连接导体;
94、95:端子;
110、120:电路基板;
111:第一面状导体;
11les、111is:导体外缘;
210、210L:第二面状导体;
220、230:壳体金属部;
240:壳体树脂部;
301、301X、301Y、301Z:天线装置;
303、304、306、307A、307B、308:天线装置;
405A、405B:电子设备;
500:通信对方天线。
Claims (5)
1.一种天线装置,其特征在于,具备:
第一面状导体;
第二面状导体,与所述第一面状导体平行地对置;以及
线圈天线,将所述第一面状导体以及所述第二面状导体的平行方向作为卷绕轴,具有第一线圈开口端和第二线圈开口端,所述第二线圈开口端与该第一线圈开口端对置,
所述第一面状导体具有:导体外缘;以及导体开口,具有与该导体外缘连接的部分,
所述导体开口的至少一部分在所述第一面状导体的俯视下位于所述第一面状导体和所述第二面状导体重叠的导体重叠区域内,
所述线圈天线的所述第一线圈开口端在所述第一面状导体的俯视下与所述第二面状导体不重叠,
所述线圈天线的所述第二线圈开口端在所述第一面状导体的俯视下与所述导体开口以及所述第二面状导体重叠。
2.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,还具有:
线状导体部,与所述导体开口的内缘的两个点连接;以及
电容器,与所述第一面状导体以及所述线状导体部一起形成环状的电流路径,
所述线圈天线与所述环状的电流路径进行磁场耦合。
3.一种电子设备,其特征在于,具备:
权利要求1或2所述的天线装置;和
具有接地导体图案的电路基板,
所述第一面状导体是所述接地导体图案。
4.一种电子设备,其特征在于,具备:
权利要求1或2所述的天线装置;和
具有导电部的壳体,
所述第二面状导体是所述壳体的导电部。
5.一种电子设备,其特征在于,具备:
权利要求1或2所述的天线装置;和
具有屏蔽层的显示面板,
所述第二面状导体是所述屏蔽层。
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