CN206180119U - 天线装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
嵌入具备具有导体层的显示装置(201)的电子设备的天线装置，包括：配置在显示装置(201)的显示面侧的相反侧的面状导体(20)；以及具有在中心有线圈开口部(CA)的螺旋状线圈导体(12)的供电线圈(10)，面状导体(20)具备缺口部(AP，SL)，供电线圈(10)配置为俯视时线圈开口部(CA)与面状导体(20)的缺口部(AP，SL)重叠，在显示装置(201)和面状导体(20)之间、且显示装置(201)和供电线圈(10)之间，配置俯视时与线圈导体(12)重叠的磁性体片材(30)。
Description
技术领域
本实用新型涉及近距离无线通信(NFC:Near Field Communication)***等中采用的天线装置及具备它的通信设备。
背景技术
在移动电话终端、平板个人电脑等小型电子设备嵌入NFC***的情况日渐增加。尤其在移动电话终端的情况下，寻求在使显示面与通信对方的天线装置相对的状态下可通信的NFC用天线。
但是，在移动电话终端的情况下，伴随着主体的小型化、高集成化，变得难以确保天线装置的安装空间。另外，显示装置(显示器)有薄型化且显示区域大型化的倾向，为了减轻外部冲击导致的破损，往往在显示面板的全部非显示面上配置兼作防护壳的金属板(导体层)。在该情况下，若将天线装置与显示装置接近配置，则产生因天线装置与金属板的无用耦合导致天线特性劣化的问题。
另一方面，专利文献1公开了通过在显示装置上用ITO等透明电极形成天线，可将显示装置的显示面用作通信面的装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2006-195802号公报
实用新型内容
实用新型所要解决的问题
ITO等透明电极与铜、铝相比，导电率非常低。因此，如专利文献1所式，若由ITO等透明电极形成天线，则导体损失大，无法获得良好的天线特性。
因而，本实用新型的目的是提供一种在嵌入具备配置了导体层的显示装置的电子设备的情况下，从显示装置的显示面侧，可基于良好的通信特性进行通信的天线装置及具备这样的天线装置的电子设备。
解决技术问题所采用的技术方案
(1)本实用新型的天线装置，是嵌入具备具有导体层的显示装置的电子设备的天线装置，其特征在于，
包括：面状导体，该面状导体配置在所述显示装置的显示面侧的相反侧；以及供电线圈，该供电线圈具有在中心有线圈开口部的环状或螺旋状的线圈导体，
所述供电线圈被配置为与所述面状导体接近，且所述线圈开口部的至少一部分在俯视时位于所述面状导体的外形端部的外侧，
在所述显示装置和所述面状导体之间、且所述显示装置和所述供电线圈之间，配置俯视时与所述线圈导体重叠的磁性体片材。
通过上述结构，即使在具备有导体层的显示装置的同时，也可以从该显示面侧基于良好的通信特性来进行通信。
(2)所述(1)中，优选的是，所述供电线圈被配置为俯视时以所述线圈导体的至少一部分与所述面状导体重叠。从而，供电线圈与面状导体产生强耦合，作为磁通的发射元件的功能提高。
(3)所述(1)或(2)中，优选的是，所述面状导体具备缺口部，俯视时所述供电线圈的所述线圈开口部的至少一部分与所述缺口部重叠。从而，线圈导体与面状导体的耦合增强，作为磁通的发射元件的功能进一步提高。
(4)所述(1)～(3)的任一项中，优选的是，所述磁性体片材被配置于俯视时显示装置与线圈的重叠区域的至少一部分。从而，供电线圈的线圈导体与显示装置的导电性构件的无用耦合被抑制，在显示装置的导电性构件中几乎不产生涡电流，维持作为磁通的发射元件的功能。
(5)所述(1)～(4)的任一项中，优选的是，俯视时，所述线圈导体的至少一部分与所述磁性体片材及所述显示装置都不重叠。从而，不仅通过线圈导体与面状导体的耦合间接地集中、发射磁通，还可以由线圈导体直接地集中、发射磁通。
(6)所述(1)～(5)的任一项中，优选的是，所述面状导体是配置在所述显示装置的显示面侧的相反侧的防护壳。从而，可以将显示装置的防护壳构件兼用作天线装置的一部分，能实现小型、低成本化。
(7)所述(1)～(6)的任一项中，优选的是，所述磁性体片材的外形比所述面状导体的外形小，且比所述线圈导体的外形大。从而，供电线圈与显示装置的无用耦合被有效抑制，且不会阻碍磁性体片材作为面状导体的发射元件的作用。
(8)所述(1)～(7)的任一项中，优选的是，包括电路基板，该电路基板构成供电电路，并配置在所述面状导体的、所述显示装置侧的相反侧，所述供电线圈被配置在所述面状导体的、所述显示装置侧的相反侧的面上，所述供电线圈经由连接导体与由所述电路基板构成的供电电路连接。通过该结构，能以简单的构造容易地进行供电电路对天线装置的连接。
(9)所述(1)～(7)的任一项中，优选的是，包括构成供电电路的电路基板，供电线圈形成在所述电路基板上。从而，零件数减少，组装也变得容易。
(10)所述(1)～(7)的任一项中，优选的是，包括电路基板，该电路基板被配置在所述面状导体的所述显示装置侧的相反侧，供电线圈由基材层和在形成在该基材层上的线圈导体构成，供电线圈被配置在电路基板的面状导体侧的面上，在所述供电线圈和所述电路基板之间配置第2磁性体片材。通过该结构，供电线圈不会与在电路基板形成的接地电极等导体发生无用耦合，抑制涡电流导致的损失、特性变化。另外，能使在电路基板上形成的导体图形在设计上不受限制。
(11)本实用新型的电子设备，包括所述(1)～(10)的任一项中所述的天线装置、显示装置及收纳它们的壳体。
根据本实用新型，即使在具备具有导体层的显示装置的同时，也可以从该显示面侧基于良好的通信特性进行通信。
附图说明
图1(A)是接近显示装置的、第1实施方式所涉及的天线装置的分解立体图，图1(B)是显示装置和天线装置的层叠状态的立体图。
图2是图1(B)中的A-A部分的截面图。
图3(A)是本实施方式所涉及的天线装置101的模拟模型的截面图，图3(B)是比较例所涉及的天线装置的模拟模型的截面图。
图4是表示对图3(A)(B)所示的2个天线装置变更磁性体片材30的尺寸时，与通信对方侧天线的耦合系数的变化的图。
图5是具备第1实施方式的天线装置101的电子设备301的截面图。
图6是第2实施方式所涉及的电子设备302的截面图。
图7是第3实施方式所涉及的电子设备303的截面图。
图8是第4实施方式所涉及的电子设备304的截面图。
图9是第5实施方式所涉及的天线装置和显示装置的一体化模块的截面图。
图10(A)是具备第6实施方式所涉及的天线装置的电子设备的主要部分的平面图，图10(B)是图10(A)中的A-A部分的截面图。
图11(A)(B)是第7实施方式所涉及的天线装置的平面图。
具体实施方式
以下，参照附图举出几个具体例，对用于实施本实用新型的多个方式进行说明。各图中对同一部分标注同一标号。各实施方式只是例示，当然可以对以不同实施方式所示的结构进行部分置换或组合。在第2实施方式之后，省略与第1实施方式相同的事项的记述，对不同点进行说明。特别是不再于各实施方式中逐一提及基于同样结构产生的同样的作用效果。
《第1实施方式》
图1(A)是接近显示装置的、具备第1实施方式所涉及的天线装置的电子设备的主要部分的分解立体图，图1(B)是显示装置和天线装置的层叠状态的立体图。另外，图2是图1(B)中的A-A部分的截面图。
本实施方式的天线装置101被配置在显示装置201的显示面侧的相反侧(以下称为“背面侧”。)。天线装置101具备面状导体20、供电线圈10及磁性体片材30。在图1(A)(B)所示状态下，显示装置201中的上表面是显示面。
显示装置201是有机EL显示器或液晶显示器，在显示装置内部，具备由ITO等透明电极构成的像素电极或噪声对策用的面状电极、用于向像素电极施加电压或流过电流的驱动电极等导电性构件。
面状导体20是配置在显示装置201的显示面的相反面(背面)的、起到增强用及防护用功能的金属板。
本实用新型中的“面状导体”是指至少具有面状扩展的部分的导电性构件，可用不仅为平面形状，还可以是曲面形状、或立体形状具有的表面。
另外，在显示装置201中未配置起到增强用及防护用功能的金属板的情况下，也可以例如将电路基板的接地导体等用作面状导体20。
面状导体20被配置在显示装置201的显示面的背面侧。在面状导体20上，形成由狭缝SL及开口AP构成的缺口部。
供电线圈10由基材片材11和在该基材片材11形成的线圈导体12构成。线圈导体12形成为在中心具有线圈开口部的矩形螺旋状。上述“基材片材11”是本实用新型所涉及的“基材层”的一例。
供电线圈10与面状导体20接近，被配置为俯视时线圈开口部CA的至少一部分位于面状导体20的外形端部的外侧。本实用新型中的“面状导体的外形端部”是指，若为缺口部，则沿该缺口部的部分也是外形端部。
本实施方式中，线圈导体12的线圈开口部CA被配置为俯视时与面状导体20的开口AP及狭缝SL的一部分重叠。
磁性体片材30被配置在显示装置201和面状导体20之间、且显示装置201和供电线圈10之间，被配置为俯视时与线圈导体12重叠。
磁性体片材30的外形比面状导体20的外形小，比线圈导体12的外形大。
供电电路连接在供电线圈10的线圈导体12。供电线圈10被配置为俯视时其线圈开口部CA与面状导体20的开口AP及狭缝SL的一部分重叠，因此，供电线圈10的线圈导体12与面状导体20磁场耦合。
根据本实施方式，由于利用开口AP及狭缝SL形成缺口部，因此，线圈导体12的外边缘和面状导体20重叠的部分较多。因此，线圈导体12与面状导体20产生强耦合，作为磁通的发射元件的功能提高。
将天线装置101用作发送天线的情况下，通过线圈导体12产生的磁场，在面状导体20中以图1中箭头所示的通路流过感应电流，面状导体20用作发射磁通的发射元件。因此，能和与显示装置201的显示面侧接近的通信对方的天线磁场耦合，进行通信。
反之，将天线装置101用作接收天线的情况下，面状导体20通过和与显示装置201的显示面侧接近的通信对方的天线耦合，以图1中箭头所示的通路流过感应电流，通过面状导体20形成的磁场，在供电线圈10的线圈导体12中感应电流。
图2中，若磁性体片材30不存在，则供电线圈10的线圈导体12与显示装置201的导电性构件进行无用耦合，在显示装置201的区域R1产生涡电流。根据本实施方式的天线装置101，由于在供电线圈10的线圈导体12和显示装置201之间配置磁性体片材30，因此，抑制了供电线圈10的线圈导体12与显示装置201的导电性部件的无用耦合。
另外，图2中，若磁性体片材30不存在，则显示装置201的区域R1与其相对的面状导体20的区域R2进行无用耦合，在区域R2产生涡电流。根据本实施方式的天线装置101，由于在面状导体20和显示装置201之间配置磁性体片材30，因此，抑制了显示装置201的金属板与面状导体20的无用耦合。
这样，显示装置201的金属板被屏蔽于电流密度高即磁场强度高的线圈导体12，而且，面状导体20被屏蔽于线圈导体12部分相对的显示装置201的金属板，因此，显示装置201接近天线装置101导致的天线的特性劣化小。
这里，对本实施方式所涉及的天线装置101的特性及作为比较例的天线装置的特性进行说明。
图3(A)是本实施方式所涉及的天线装置101的模拟模型的截面图，图3(B)是比较例所涉及的天线装置的模拟模型的截面图。图3(A)所示模型中，在显示装置201的背面，磁性体片材30、线圈导体12及面状导体20依次层叠配置。图3(B)所示比较例的模型中，在显示装置201的背面，面状导体20、线圈导体12及磁性体片材30依次层叠配置。图3(A)(B)中，各部分的参数如下。
线圈导体12的外径：20mm四方形
线圈导体12的内径：12mm四方形
面状导体20的外形：65mm×120mm
面状导体20的开口AP：12mm四方形(与线圈导体12的内径相同)
显示装置201的外形：65mm×120mm(与面状导体20的外形相同)
图4是表示对图3(A)(B)所示的2个天线装置变更磁性体片材30的尺寸时，与通信对方侧天线的耦合系数的变化的图。图4中(A)是本实施方式所涉及的天线装置101的特性，(B)是比较例所涉及的天线装置的特性。
例如，磁性体片材30的尺寸为与供电线圈的线圈导体12的外形相同的20mm×20mm时，与比较例的天线装置比，本实施方式的天线装置101可获得较高的耦合系数。
对于上述2个天线装置中的任一种，均有磁性体片材30的尺寸越大，耦合系数越大，但是，与比较例的天线装置相比，本实施方式的天线装置101通过增大磁性体片材30使耦合系数的增大率更大。即，本实施方式的天线装置101利用磁性体片材30使线圈导体12与显示装置的导电性构件的无用耦合的抑制效果更高。随着磁性体片材30的尺寸增大，作为面状导体20的发射元件的作用减小，因此，磁性体片材30的尺寸优选设定在不超过显示装置201的外形的范围内。优选地，特别是设定在随着磁性体片材的尺寸增大而耦合系数开始减少的范围内。
图5是具备本实施方式的天线装置101的电子设备301的截面图。电子设备301具备上部壳体51、下部壳体52、显示装置201、供电线圈10、磁性体片材30、面状导体20及电路基板40。
该例中，磁性体片材30和供电线圈10经由粘接层层叠而一体化。面状导体20是在壳体内固定各种零件和构件，并且进行整体增强的金属底板。所述磁性体片材30和供电线圈10的层叠体也可以粘贴在显示装置201的内表面。另外，也可以粘贴在面状导体20。
在电路基板40中设置与供电线圈10连接的供电电路。
根据本实施方式，供电线圈10的线圈导体与显示装置201的导电性构件的无用耦合被磁性体片材30抑制，因此可以获得良好的天线特性。
另外，磁性体片材30的外形比面状导体20的外形小，因此，磁性体片材30不会阻碍面状导体20作为发射元件的作用。
另外，磁性体片材30形成为至少覆盖线圈导体12即可，但是，若将磁性体片材30配置为覆盖面状导体20的开口AP，则也可以防止来自显示装置201的噪声经由开口AP向外部泄漏。
图1(A)(B)、图2所示的例中，配置磁性体片材30使其覆盖供电线圈10的整体，但是，磁性体片材30也可以仅仅设置在与供电线圈10的线圈导体12相对的位置。即，也可以在磁性体片材30形成与线圈开口部CA重叠的开口。
《第2实施方式》
图6是第2实施方式所涉及的电子设备302的截面图。电子设备302具备壳体50、显示装置201、供电线圈10、磁性体片材30、面状导体20及电路基板40。
不同于第1实施方式中图2等所示的结构，供电线圈10配置在面状导体20的下表面(显示装置201侧的相反侧的面)。在电路基板40中构成供电电路。该供电电路经由弹簧销端子41与线圈导体12的两端连接。
图6所示的结构中，供电线圈10的线圈导体12与显示装置201的无用耦合也被磁性体片材30抑制。
根据本实施方式，供电线圈10和供电电路的连接变得容易。
《第3实施方式》
图7是第3实施方式所涉及的电子设备303的截面图。电子设备303具备壳体50、显示装置201、磁性体片材30、面状导体20及电路基板40。
不同于第1、第2实施方式，供电线圈的线圈导体12形成在电路基板40的非接地区域NGR。线圈导体12例如形成为矩形螺旋状图案。另外，在该电路基板40中构成与线圈导体12连接的供电电路。
根据本实施方式，可减少零件数，安装也变得容易。
《第4实施方式》
图8是第4实施方式所涉及的电子设备304的截面图。电子设备304具备壳体50、显示装置201、供电线圈10、磁性体片材30、面状导体20及电路基板40。
不同于以上所示的各实施方式，在电路基板40侧搭载供电线圈10。另外，在供电线圈10和电路基板40之间隔着磁性体片材13。
根据本实施方式，供电线圈10和电路基板40之间的磁性体片材13抑制供电线圈10的线圈导体12与电路基板40的接地导体的无用耦合。因此，供电线圈10即使搭载于电路基板40的接地区域，也能防止在接地导体中产生涡电流。即，不必在电路基板40中设置供电线圈10搭载用的非接地区域。
《第5实施方式》
图9是将第5实施方式所涉及的天线装置和显示装置一体化的模块的截面图。显示装置201在图9所示的状态中，上表面是显示面。本实施方式的天线装置在显示装置201的背面一体化。磁性体片材30和供电线圈10层叠一体化。该层叠体粘贴在显示装置201的背面。另外，在显示装置201的背面粘贴面状导体20。在面状导体20，形成凹部用于收纳磁性体片材30和供电线圈10的层叠体。
这样，通过在面状导体20的厚度内收纳供电线圈10及磁性体片材30，也可以整体构成为平板状的模块。
《第6实施方式》
图10(A)是具备第6实施方式所涉及的天线装置的电子设备的主要部分的平面图，图10(B)是图10(A)中的A-A部分的截面图。
本实施方式的天线装置配置在显示装置201的背面侧。本实施方式的天线装置具备面状导体20、供电线圈10及磁性体片材30。
设置于供电线圈10的线圈导体12的一部分向面状导体20的外边缘的外侧露出。磁性体片材30配置在线圈导体12和显示装置201之间。在图10(B)中，如磁通φ所示，磁通通过供电线圈10。
不同于图1所示的例，在面状导体20不形成狭缝或开口。这样，也可以利用未形成狭缝或开口的面状导体。另外，供电线圈10也可以配置在面状导体的短边或长边的任一处。
根据本实施方式，不必在面状导体20形成缺口部，因此可以维持防护壳的功能和强度。特别是，在边框部分较大的平板个人电脑等中，本实施方式的结构的适用性较高。另外，也可以在与显示装置201重叠的部分以外不配置磁性体片材30，因此，特备是在没有缺口的情况下，由于磁性体片材不重叠，因此，不仅可以通过线圈导体12与面状导体20的耦合而间接地集中、发射磁通，还可以由线圈导体12直接地集中、发射磁通。
《第7实施方式》
图11(A)(B)是第7实施方式所涉及的天线装置的平面图。任一种天线装置的缺口部的形状都不同于图1所示的天线装置。
图11(A)的例中，在面状导体20不形成狭缝SL但形成开口AP。图11(B)的例中，在面状导体20不形成开口AP但形成狭缝SL。
图11(A)(B)所示的任一种天线装置中，供电线圈10与面状导体20接近，被配置为俯视时线圈开口部CA的至少一部分位于面状导体20的外形端部的外侧。
图11(A)(B)中，省略显示装置和磁性体片材的图示。在显示装置和面状导体20之间、且显示装置和供电线圈10之间，磁性体片材被配置于俯视与线圈导体12重叠的位置。
如本实施方式所示，在面状导体20形成的缺口部不必由狭缝SL和开口AP构成，也可以是宽度无实质变化的缺口部。优选的是，至少线圈导体12的外边缘与面状导体20重叠。从而，由于线圈导体12与面状导体20产生强耦合，因此作为磁通的发射元件的功能提高。但是，线圈导体12和面状导体20即使仅仅接近也会一定程度耦合，因此，线圈导体12的外缘和面状导体20即使不重叠，接近也会产生效果。这里，“接近”是指线圈导体12与面状导体20的间隔接近线圈开口CA的大小以下。
标号说明
AP…开口
CA…线圈开口部
NGR…非接地区域
SL…狭缝
10…供电线圈
11…基材片材
12…线圈导体
13…磁性体片材
20…面状导体
30…磁性体片材
40…电路基板
41…弹簧销端子
50…壳体
51…上部壳体
52…下部壳体
101…天线装置
201…显示装置
301～304…电子设备
Claims (11)
1.一种天线装置，是嵌入具备具有导体层的显示装置的电子设备的天线装置，其特征在于，
包括：面状导体，该面状导体配置在所述显示装置的显示面侧的相反侧；以及
供电线圈，该供电线圈具有在中心有线圈开口部的环状或螺旋状的线圈导体，
所述供电线圈被配置为与上述面状导体接近，且所述线圈开口部的至少一部分在俯视时位于所述面状导体的外形端部的外侧，
在所述显示装置和所述面状导体之间、且所述显示装置和所述供电线圈之间，配置俯视时与所述线圈导体重叠的磁性体片材。
2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，
所述供电线圈被配置为俯视时以所述线圈导体的至少一部分与所述面状导体重叠。
3.如权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，
所述面状导体具备缺口部，
俯视时所述供电线圈的所述线圈开口部的至少一部分与所述缺口部重叠。
4.如权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，
所述磁性体片材被配置于俯视时显示装置与线圈的重叠区域的至少一部分。
5.如权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，
俯视时，所述线圈导体的至少一部分与所述磁性体片材及所述显示装置都不重叠。
6.如权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，
所述面状导体是配置在所述显示装置的显示面侧的相反侧的防护壳。
7.如权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，
所述磁性体片材的外形比所述面状导体的外形小，且比所述线圈导体的外形大。
8.如权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，
包括电路基板，该电路基板构成供电电路，并配置在所述面状导体的、所述显示装置侧的相反侧，
所述供电线圈被配置在所述面状导体的、所述显示装置侧的相反侧的面上，所述供电线圈经由连接导体与由所述电路基板构成的供电电路连接。
9.如权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，
包括构成供电电路的电路基板，所述供电线圈在所述电路基板上。
10.如权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，
包括电路基板，该电路基板被配置在所述面状导体的所述显示装置侧的相反侧，
所述供电线圈由基材层和形成在该基材层上的线圈导体构成，
所述供电线圈被配置在所述电路基板的所述面状导体侧的面上，在所述供电线圈和所述电路基板之间配置第2磁性体片材。
11.一种电子设备，其特征在于，
包括权利要求1～10的任一项所述的天线装置及显示装置以及收纳所述天线装置及所述显示装置的壳体。
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