TW201603516A - 接收線圈部件及應用其的穿戴體 - Google Patents

Abstract

一種接收線圈部件，可應用於一穿戴式裝置的開放環或封閉環的穿戴體，包括一連續導電線用以構形成可以感應電流的架構。此接收線圈的導電線的若干導線段可選擇性地塗布、包覆或是設置磁性結構以屏蔽此一導線段，如此可使得應用接收線圈部件的穿戴式裝置以更有彈性的擺放方式充電。

Description

接收線圈部件及應用其的穿戴體

本案是關於一種無線充電的技術領域，特別是關於一種無線充電的接收線圈部件和其應用的技術領域。

穿戴式裝置是近年來流行的用品，尤其是具有無線充電功能的產品更是主流設計所追求的。無線充電的線圈需要環狀架構以接收較多的磁力線。以手錶的應用為例，為了將無線充電的環狀線圈整合，將接收線圈設計沿著錶帶是很直覺的方法。然而，符合使用者穿戴便利的設計是開環的錶帶或是可調整錶帶環狀大小的錶帶。因此，開環或可調整錶帶的手錶會搭配扣環設計。故，若將充電接收線圈製作於錶帶上時，會面臨開環式的錶帶無法製作環狀充電線圈；若採用封閉環的錶帶，則造成使用者不易穿戴。

有鑒於上述問題，台灣專利公開號201303739揭露一種手環飾品，其具有可接收資料或擔負無線充電接收線圈的一往返封閉式天線，如此的設計可應用於開環式的手環設計。雖然如此，但如 台灣專利公開號201303739的圖8所揭露者，當此往返封閉式天線作為無線充電接收線圈時，環狀飾品的錶帶面豎立於充電板上充電，如此將手環或手錶面豎立於充電板上的方式並不符合使用者習慣。

因此，考量使用者置放穿戴式裝置的習慣以及兼顧充電效能，有必要對於上述的線圈設計再改良。

為了解決上述問題，本案提出一種接收線圈部件，應用於穿載式裝置中，線圈設置於一長條狀覆載件中，線圈的導線段(走線段)交錯地或不交錯地往返分布於覆載件中，如此可應用於開環或閉環設計的穿戴式裝置中，並且可依據使用者放置穿戴式裝置的習慣，將其平放於發射端裝置上來進行充電。

為了解決上述問題，本案提出一種接收線圈部件，應用於穿載式裝置中，磁性結構可分布於線圈的至少一部分，阻隔無線充電時的感應電流產生的磁力，如此使得應用此線圈的穿戴式裝置的無線充電能夠兼顧使用者放置穿戴式裝置的習慣，以平放方式充電以及維持一定的無線充電效率。

為了解決上述問題，本案提出一種接收線圈部件，包括一連續導電線分布成一可因應電磁諧振或感應而產生一感應電流的架構，該接收線圈部件包括：該連續導電線包括至少一第一導線段 和至少一第二導線段，其中，就同時包括該第一導線段與該第二導線段的一截面來看，該感應電流流經該第一導線段的方向相反於該感應電流流經該第二導線段；以及至少一磁性結構，其位於該第一導線段與該第二導線段之間。

較佳地，接收線圈部件的該磁性結構形成於該第一導線段和該第二導線段兩者之一的全部或部分導線段表面上；或是該磁性結構被固定於該第一導線段和該第二導線段的全部或部分導線段表面之間。

較佳地，接收線圈部件的該磁性結構至少包括一導磁材料，該導磁材料包括錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體、鎳銅鋅鐵氧體、錳鎂鋅鐵氧體、錳鎂鋁鐵氧體、錳銅鋅鐵氧體、鈷鐵氧體、鎳鐵合金、鐵矽合金、鐵鋁合金、銅、鋁、鐵或鎳或上述至少兩者之結合。

較佳地，接收線圈部件的該連續導電線包括一金屬導線、一合金導線、一導電高分子導線、一硬式印刷電路板上的一導電走線或是一撓式電路板上的一導電走線。

依據上述，本案提出一種接收線圈體，包括如上述之接收線圈部件以及一覆載件，其中，該覆載件容置該接收線圈部件。

較佳地，接收線圈體的該磁性結構形成於該覆載件中、形成於該第一導線段和該第二導線段兩者之一的全部或部分導線 段表面上、包覆該第一導線段和該第二導線段兩者之一、或是被固定於該第一導線段和該第二導線段的全部或部分導線段表面之間或是上述之至少兩者之組合。

較佳地，接收線圈體的該連續導電線包括一金屬導線、一合金導線、一導電高分子導線、一硬式印刷電路板上的一導電走線或是一撓式電路板上的一導電走線。

一種包括如上述接收線圈部件的穿戴式裝置，包括上述的接收線圈部件、一處理電路以及一覆載件，該覆載件容置該接收線圈部件，以及該連續導電線的兩端連接該處理電路。

一種接收線圈部件，可應用於一穿戴式裝置的開放環或封閉環的穿戴體，一連續導電線用以構形成無線充電的接收線圈，此接收線圈的導電線的若干導線段可選擇性地塗布、包覆或是設置磁性結構以屏蔽此一導線段，如此可使得應用接收線圈部件的穿戴式裝置以更有彈性的擺放方式充電。

為了能進一步了解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明的詳細說明及附圖。本發明的目的、特徵或特點，當可由此得到一深入且具體的瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用以對本發明加以限制者。

2‧‧‧接收線圈體

12‧‧‧電路或電子元件

23、33‧‧‧覆載件

24‧‧‧連續導線

34‧‧‧第一導線段

36‧‧‧第二導線段

241、242‧‧‧端點

3‧‧‧發射端裝置

37、47‧‧‧磁性結構

57‧‧‧磁性材料

67‧‧‧磁性層

5‧‧‧充電手錶

51、52‧‧‧穿戴部

6‧‧‧眼鏡

62‧‧‧攝像件

63‧‧‧鏡框

圖1為本案之第一接收線圈體實施例的內部正面示意圖。

圖2為本案之接收線圈體實施例的磁性材料/物質/結構的第一種分布方式的剖面示意圖。

圖3為本案之接收線圈體實施例的磁性材料/物質/結構的第二種分布方式的剖面示意圖。

圖4為本案之接收線圈體實施例的磁性材料/物質/結構的第三種分布方式的剖面示意圖。

圖5為本案之接收線圈體實施例的磁性材料/物質/結構的第四種分布方式的剖面示意圖。

圖6為本案之接收線圈體應用於穿戴式裝置上的充電立體示意圖。

本案以下所稱的長條狀結構，若以正交的X-Y-Z座標軸為參考，X軸方向上的延伸長度遠大於Y、Z兩軸，Z軸方向上的延伸長度則大於Y軸方向，但本案不限於此，亦可以應用於外觀上非長條形狀的結構，例如正方形、圓形或其他不規則形狀。

本案的接收線圈的分布，為了清楚說明，若干實施例中以導線段說明，若干導線段大致上在X軸方向上延伸，其他導線 段大致上在Z軸方向上延伸，導線段的連續處可以成一角度或弧狀。其次，此些導線段可為交錯或不交錯的直線或曲線，作為線圈的連續導電線的兩端可連接至一電路或電子元件或其他。再者，本案的圖式中的此些導線段之間保留的間隙僅為了清楚說明，實際體現於穿戴式裝置時，只要不影響無線充電的功能表現，此些導線段之間的間隙可以很小或甚至彼此接觸。

又，本案的接收線圈結構，其可以為一般的金屬或合金線或導電高分子所形成的導線，此時金屬或合金導線可以直接被容置於穿載式裝置的一包覆體內。接收線圈結構亦可以是一硬式(PCB)或軟式電路板(FPC)上的導電走線，此時導電走線先形成於一載材(硬式或軟式電路板的基材)上，再為包覆體所包覆。依據上述，當本案的線圈的截面以特定形狀表示，例如矩形，其僅用以說明，實際體現時可以是圓柱狀或梯形等其他形狀。

再者，本案以下所稱的磁性結構，其可與磁性材料、材質或磁性層交替地出現於本案說明中，無論是磁性結構、材料、材質或磁性層，皆可以以適當的方式附著、塗覆、塗布、黏著、植入於構成本案接收線圈的導線段表面或是接近表面的導線段中。而對於每一導線段而言，磁性結構可分佈於整個導線段的整個或至少一部份表面，即本案的磁性結構可依據設計或需求製作於每一導線段的整個或 特定一部份的段面，如此可更精確地增加感應或電磁諧振無線充電的效率。磁性結構包括的導磁材料，舉例但不限地，包括錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體、鎳銅鋅鐵氧體、錳鎂鋅鐵氧體、錳鎂鋁鐵氧體、錳銅鋅鐵氧體、鈷鐵氧體、鎳鐵合金、鐵矽合金、鐵鋁合金、銅、鋁、鐵或鎳或上述至少兩者之結合。又，除了上述導磁材料外，本案的磁性結構、材料、材質或層更可包括其他非導磁材料。

本案之接收線圈可應用於一穿戴式裝置，該穿戴式裝置係可固定於使用者身體或肢體上，並可提供使用者攜帶以及於固定於身體或肢體上時使用。穿戴式裝置，舉例但不限地，可以是手錶、手環、指環、臂環或眼鏡等等。

再者，本案以下配合接收線圈和處理電路或電子部件於長條狀結構中說明，處理電路，舉例但不限地，包括；接收電路或其他電路、電子元件，或是結合穿載式裝置中的其他部件，例如晶片、攝像部件、控制板等等，當本案中以單一部件表示處理電路或電子元件時，其可以是複數個分離的部份或是整合為單一的部份，而不限於本案顯示的圖式中所表示。

圖1為本案之第一接收線圈體實施例的內部正面示意圖；圖2至圖5為本案之接收線圈體實施例的磁性材料/物質/結構的不同分布方式的剖面示意圖，但本案的磁性材料/物質/結構的分布方 式以及接收線圈的佈線方式皆不以圖式為限。

請參考圖1，接收線圈體2包括一覆載件23和一線圈部件，於第一實施例中，線圈部件包括一連續導電線24的兩端點241、242並且該兩端點連接一電路或電子元件12，其中，電路或電子元件12亦可和線圈部件一起被包覆於覆載件23中。電路或電子元件12可包括一處理電路與其他電子元件，並且設置於覆載件23上的一適當位置，例如中間區域或兩端。連續導電線24以往復的方式分佈數條導線段於覆載件23中，此些導線段可交錯或不交錯地分布於覆載件23中。其次，覆載件23雖為開環狀，但可以配合其他的扣件或其他設計而形成一閉環；或是本身可為一閉環狀，其中材料可以為各種適合穿戴式裝置的材料，例如與線圈部件絕緣的材料。

圖2為本案接收線圈體的第一截面實施例配合一發射端裝置截面的示意圖。圖1的B-B’剖面可以是圖2中接收線圈體的截面之一，亦可應用於圖1中第一實施例的接收線圈體的接收線圈部件中。參考圖2，覆載件33中包括連續導電線的複數條第一導線段34和複數條第二導線段36的配置方式，圖2中以圓形和矩形表示感應電流的不同方向，並非用以限制導線段的截面形狀。其次，第一導線段34和第二導線段36可以並排或偏置地不規則排列，圖2中的排列方式與數量僅用以說明而非限制本案的導線段排列。無論導線段如 何分布，本案的特徵之一，在於相同電流方向的導線段的至少一導線段表面上形成一磁性結構/材料/材質/層。於圖2中，磁性結構37包覆或形成於第一導線段34的周圍，例如同時完全覆蓋兩條第一導線段34、或僅覆蓋單一第一導線段34等等。

圖3、圖4、圖5分別為本案接收線圈體的第二、第三和第四截面實施例配合一發射端裝置截面的示意圖。與圖2比較，圖3中的每一磁性結構47包覆或形成於每一條的第一導線段34的周圍；圖4則是以一連續的磁性材料57包覆覆載件33中所有的第一導線段34；圖5中則以兩磁性層67相互黏貼，並將覆載件33中所有的第一導線段34包覆於兩磁性層67之間。上述各種分布態樣皆不脫離本案之接收線圈以磁性結構分布於相反電流的導線段之間以達到屏蔽磁力線的方式。

可以理解的，上述的磁性結構亦可僅應用於第二導線段36而非第一導線段34上，只要可於感應電流相反的導線段之間形成磁屏障的磁性結構/材料/材質/層，其不脫離本案之接收線圈以磁性結構分布於相反電流的導線段之間以達到屏蔽磁力線的方式。是以，本案的磁性結構的大小、位置和分布以能夠抵銷無線感應電流產生時的不同電流方向所生的感應磁場為考量。因此，以本案的接收線圈體作為穿戴式裝置的無線充電接收線圈，因為有此磁性結構/材料/材質/ 層的存在，可以提供使用者便於充電的放置方式。

依據上述，本案的充電接收線圈的導線(走線)可被選擇性地分布磁性結構以阻隔某一導線上的感應電流產生的磁力線，以避免影響到另一有相反方向電流的導線上的電流，如此可使得應用此充電接收線圈的穿戴式裝置的充電放置位置較符合使用者使用穿戴式裝置的習慣。其次，本案的充電線圈的繞法，不但可以應用於開環式的穿戴式裝置上，可接收等同環狀架構的磁力線，維持充電效率。

圖6為本案之接收線圈體應用於穿戴式裝置上的充電立體示意圖。請參考圖6，本案的接收線圈體2應用於一充電手錶5的整個開環狀態的穿戴部51或閉環狀態的穿戴部52，也應用於一眼鏡6的攝像件62的一部分，或是眼鏡6的鏡框63上，一般使用者放置充電手錶5或眼鏡6的方式即如同圖6中所示。故，當發射端裝置3平放於X-Y平面上時，應用本案接收線圈體2的充電手錶5和眼鏡6即可以一般放置穿戴式裝置的平放方式放置於發射端裝置3上，如此的平放放置方式可以使得穿戴式裝置能夠更穩固地放置於發射端裝置3上，並且維持一定的充電效率。

以上所述僅為本案的較佳實施例，並非用以限定本案的權利要求範圍，因此凡其他未脫離本案所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含于本案的範圍內。

3‧‧‧發射端裝置

33‧‧‧覆載件

34‧‧‧第一導線段

36‧‧‧第二導線段

37‧‧‧磁性結構

Claims (9)

1. 一種接收線圈部件，包括一連續導電線形成一可因應電磁諧振或感應而產生一感應電流的架構，該接收線圈部件包括：該連續導電線包括至少一第一導線段和至少一第二導線段，其中，就同時包括該第一導線段與該第二導線段的一截面來看，該感應電流流經該第一導線段的方向相反於該感應電流流經該第二導線段；以及至少一磁性結構，其位於該第一導線段與該第二導線段之間。
2. 如請求項1所述的接收線圈部件，其中，該磁性結構形成於該第一導線段和該第二導線段兩者之一的全部或部分導線段表面上；或是該磁性結構被固定於該第一導線段和該第二導線段的全部或部分導線段表面之間。
3. 如請求項1或2所述的接收線圈部件，其中，該磁性結構至少包括一導磁材料，該導磁材料包括錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體、鎳銅鋅鐵氧體、錳鎂鋅鐵氧體、錳鎂鋁鐵氧體、錳銅鋅鐵氧體、鈷鐵氧體、鎳鐵合金、鐵矽合金、鐵鋁合金、銅、鋁、鐵或鎳或上述至少兩者之結合。
4. 如請求項1或2所述的接收線圈部件，其中，該連續導電線包括一金屬導線、一合金導線、一導電高分子導線、一硬式印刷電路板上 的一導電走線或是一撓式電路板上的一導電走線。
5. 一種接收線圈體，包括如請求項1所述的接收線圈部件以及一覆載件，其中，該覆載件容置該接收線圈部件。
6. 如請求項5所述的接收線圈體，其中，該磁性結構形成於該覆載件中、形成於該第一導線段和該第二導線段兩者之一的全部或部分導線段表面上、包覆該第一導線段和該第二導線段兩者之一或是被固定於該第一導線段和該第二導線段的全部或部分導線段表面之間或是上述之至少兩者之組合。
7. 如請求項5所述的接收線圈體，其中，該連續導電線包括一金屬導線、一合金導線、一導電高分子導線、一硬式印刷電路板上的一導電走線或是一撓式電路板上的一導電走線。
8. 一種穿戴式裝置，包括如請求項1所述的接收線圈部件、一覆載件以及一處理電路，其中，該覆載件容置該接收線圈部件，該連續導電線的兩端連接該處理電路。
9. 如請求項8所述的穿戴式裝置，其中該處理電路容置於該覆載件中。