TWI692906B - 電子裝置 - Google Patents
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Abstract
本案揭示一種電子裝置，其包括導電板、開口、二饋入部及電子組件。開口設置於導電板之側邊。開口具有彼此相對的第一邊與第二邊，並且第一邊與第二邊連接於導電板之側邊。電子組件位於開口中。二饋入部分別設置於開口的第一邊與第二邊。二饋入部用於接收饋入訊號，並且饋入訊號沿著開口之第一邊傳遞至開口之第二邊並形成近場磁場。
Description
本案是關於天線技術，特別是一種電子裝置及其近場通訊天線。
隨著科技的進步與發展，電子裝置日益普及。為了滿足大眾之需求，電子裝置除了具備傳統的WIFI、藍芽等無線通訊協定之外，近場通訊(Near Field Communication，NFC)技術也逐漸成為可實際使用於電子裝置上的通訊技術。
然而，由於電子裝置的功能複雜化，現今電子裝置需在體積受限的設計下置入更多的零件。當近場通訊天線設置於電子裝置，勢必會再壓縮其他零件在電子裝置的空間，或著必須額外增加電子裝置的體積。如此一來，對於製造講究輕薄的電子裝置，設置近場通訊天線將增加許多額外的負擔。
本案提供一種電子裝置包括導電板、開口、二饋入部及電子組件。開口設置於導電板之側邊。開口具有彼此相對的第一邊與第二邊，並且第一邊與第二邊連接於導電板之側邊。電子組件位於開口中。二饋入部分別設置於開口的第一邊與第二邊。二饋入部用於接收饋入訊號，並且饋入訊號沿著開口之第一邊傳遞至開口之第二邊並形成近場磁場。
本案另提供一種近場通訊天線包括導電板、開口及二饋入部。開口設置於導電板之側邊。開口具有彼此相對的第一邊與第二邊，並且第一邊與第二邊連接於導電板之側邊。二饋入部分別設置於開口的第一邊與第二邊。二饋入部用於接收饋入訊號，並且饋入訊號沿著開口之第一邊傳遞至開口之第二邊並形成近場磁場。
綜上所述，根據本案之電子裝置及其近場通訊天線，能夠透過導電板的開口來實現近場通訊的功能。由於在電子裝置中的導電板包括開口，其中開口用於設置電子組件。藉由在開口的第一邊及第二邊設置二饋入部，因此能夠在不額外佔用電子裝置的內部空間下實現近場通訊功能，進而解決傳統大尺寸天線體積過大的問題。並在降低成本以及達到輕薄結構的同時，保有相當的近場通訊感應效能。
10:電子裝置
D:法線
100:導電板
110:側邊
200:面板
300:印刷電路板
310:控制電路
320:近場通訊晶片
340:第二天線
350:耦接點
360:饋入點
400:絕緣背板
500:開口
510:第一邊
520:第二邊
600:饋入部
610:固定槽
620:固定件
630:固定環
640:固定鎖具
650:導電接點
660:彈片
700:電子組件
800:導電邊框
810:多頻天線
820:絕緣點
830:饋地點
900:絕緣板
Sin:饋入訊號
Sout:近場磁場
L:磁力線
20:近場通訊天線
圖1是根據本案一些實施例之電子裝置的示意圖。
圖2是根據本案一些實施例之導電板的部分示意圖。
圖3是根據本案一些實施例之饋入訊號的示意圖。
圖4是根據本案一些實施例之近場磁場的示意圖。
圖5是根據本案一些實施例之控制電路的示意圖。
圖6是根據本案一些實施例之固定件的示意圖。
圖7是根據本案另一些實施例之固定件的示意圖。
圖8是根據本案一些實施例之第二天線的示意圖。
圖9是根據本案另一些實施例之近場磁場的示意圖。
圖10是根據本案一些實施例之饋入訊號的測試圖。
圖11是根據本案一些實施例之近場磁場的測試圖。
圖12是根據本案一些實施例之近場通訊天線的示意圖。
本案是關於近場通訊天線。儘管在說明書中描述了數個被認為是實施本案的較佳模式，但應理解本案仍可以諸多方式來實現，且不應限定於下述之特定實施例或實現下述特徵的特定方式。在其他情況下，公知細節將不再贅述或討論以避免模糊本案重點。
在本案中，可能使用了「耦接」一詞以及其衍生字詞。在一些實施例中，「耦接」可用以表示二個或多個元件彼此直接地物理接觸或電性接觸，或者還可能意味者二或多個元件彼此間接地電性接觸。「耦接」一詞仍可用以表示二或多個元件彼此協作或互動。
請參照圖1，在一些實施例，電子裝置10例如但不限於手機(cell phone)、(tablet PC)、筆記型電腦(notebook)或是任何具有近場通訊功能的裝置，後續以手機為例進行說明。
請同時參照圖1及圖2，在一些實施例中，電子裝置10包括一導電板100、一開口500、二饋入部600、一電子組件700、一面板200、一絕緣背板400及一印刷電路板300。其中電子組件700位於開口500中，開口500設置於導電板100的一側邊110，並且開口500具有彼此相對的一第一邊510與一第二邊520。而前述的第一邊510與第二邊520連接於導電板的側邊110。二饋入部600分別設置於第一邊510與第二邊520。導電板100具有一法線D，面板200、印刷電路板300及絕緣背板400分別位於導
電板100之法線D上，並且導電板100夾設於面板200與絕緣背板400之間。在一些實施例中，饋入部600其中之一者位於開口500的第一邊510與導電板100的外緣的交界處且鄰近第一邊510但不銜接導電板100的外緣及第一邊510之導電板100上。而饋入部600其中之另一者位於開口500的第二邊520與導電板100的外緣的交界處且鄰近第二邊520但不銜接導電板100的外緣及第二邊520之導電板100上。在一些實施例，印刷電路板300夾設於導電板100與絕緣背板400之間。依據一些實施例，導電板100及二饋入部600可由導電材料製成，導電材料例如但不限於：銅、銀、鐵、鋁或是其合金。
承上，在一些實施例中，電子裝置10以面板200及絕緣背板400分別作為電子裝置10的上蓋及下蓋以當作電子裝置10的前後兩面的支撐結構。而導電板100則用於作為面板200及絕緣背板400之間的支撐結構，也就是導電板100即為電子裝置10的內部骨架。依據一些實施例，前述的印刷電路板300連接導電板100以固定於電子裝置10中。
請同時參照圖2、圖3及圖4，在一些實施例，二饋入部600用於接收一饋入訊號Sin。其中，饋入訊號Sin以導電板100的本體作為訊號傳遞媒介沿著開口500的第一邊510傳遞至開口500的第二邊520並形成一近場磁場Sout。具體而言，當饋入訊號Sin在導電板100中傳遞時，由於集膚效應(skin effect)的影響，使得饋入訊號Sin在導電板100中分布不均勻。因此饋入訊號Sin主要會沿著開口500的邊緣流，而沿著開口500的邊緣流的饋入訊號Sin等同在導電板100中形成一個不封閉環狀迴路。當饋入
訊號Sin流過前述不封閉環狀迴路時會形成一近場磁場Sout，所以在開口500邊緣的不封閉環狀迴路視同為一個第一天線。
請續參照圖2，在一些實施例中，電子裝置10更包括導電邊框800及絕緣板900。其中，導電邊框800連接於導電板100，絕緣板900連接於導電邊框800與導電板100。需特別說明的是，絕緣板900是連接於設置有開口500的側邊110。在一些實施例中，導電板100可延伸為電子裝置10外觀可見的導電邊框800，並且在電子裝置10組裝完成後，導電板100則位在電子裝置10的內部(外觀不可見的)。在一些實施例中，導電邊框800用於設置3G、4G、Wi-Fi、全球導航衛星系統(GNSS)等天線以作為電子裝置10的多頻天線810(即，多段天線)。而絕緣板900用於作為前述多頻天線810的輻射區域。
承上，導電邊框800包括至少一多頻天線810、至少一絕緣點820及至少一饋地點830。其中絕緣點820能用於隔絕不同的多頻天線810之間的電性連接，並且絕緣點820也能用於隔絕多頻天線810與導電邊框800的其他導電部分之間的電性連接，因此多頻天線810能夠各自獨立操作。而饋地點830耦接於導電板100，多頻天線810以饋地點830作為接地的區域。依據一些實施例，絕緣板900例如但不限於由非金屬材料或非導電材料所組成。
請參照圖5，在一些實施例，電子裝置10更包括一控制電路310。其中，控制電路310耦接於二饋入部600，並且控制電路310用於輸出饋入訊號Sin至饋入部600。在一些實施例，控制電路310包括一近場通訊晶片320，近場通訊晶片320藉由調整饋入訊號Sin以控制近場磁場Sout。
依據一些實施例，控制電路310設置於電子裝置10內部的印刷電路板300上。
請同時參照圖5及圖6，在一些實施例，各個饋入部600分別為一固定槽610。控制電路310是透過二固定件620連接於二固定槽610，也就是一組固定件620對應一個固定槽610。其中，饋入訊號Sin從控制電路310輸出之後，饋入訊號Sin是經由固定件620傳遞至固定槽610，並且再經由固定槽610傳遞至導電板100。依據一些實施例中，固定件620以嵌合方式結合於固定槽610中。在一些實施例中，固定件620包括一固定環630及一固定鎖具640。其中，固定環630設置於印刷電路板300上。固定鎖具640具有螺紋，而固定槽610具有相匹配固定鎖具640的螺紋。固定鎖具640以鎖固方式將固定環630固定於固定槽610。在一些實施例，固定槽610為螺絲柱。
請參照圖5及圖7，在一些實施例，各個饋入部600分別為一導電接點650，並且控制電路310是透過二彈片660連接於二導電接點650，也就是一個彈片660對應一個導電接點650。其中，饋入訊號Sin從控制電路310輸出之後，饋入訊號Sin是經由彈片660傳遞至導電接點650，並且再經由導電接點650傳遞至導電板100。彈片660的形狀例如但不限於平面式、微凸式或微凹式。在一些實施例中，彈片660設置於印刷電路板300上。依據一些實施例，由於導電板100的表面會經過陽極處理或抗氧化處理形成更厚、更緻密的氧化層，以增加表面的絕緣性、抗氧化性及抗腐蝕性，因此導電板100的表面導電性會變差。所以導電板100可透過雷雕技術製造導電接點650，以改善導電接點650的導電性。
請參照圖8，在一些實施例，電子裝置10更包括一第二天線340，第二天線340具有一耦接點350及一饋入點360。其中第二天線340的耦接點350耦接於二饋入部600的其中之一者，而控制電路310耦接於第二天線340的饋入點360以及二饋入部600的其中之另一者。第二天線340響應饋入訊號Sin產生一輔助近場磁場(圖未繪示)以搭配前述的近場磁場Sout，因此第二天線340用於強化近場磁場Sout的強度來提升電子裝置10的感應效能。需特別說明的是，電子裝置10可依據開口500的位置以設置第二天線340，藉由將開口500及第二天線340設置在電子裝置10中的不同位置，使得第二天線340與第一天線可串聯操作以強化近場磁場的強度Sout。
承上，在一些實施例，第二天線340為一具有近場通訊功能的天線。第二天線340例如但不限於軟性印刷電路板(flexible printed circuit，FPC)型態、雷射直接成型(laser direct structuring，LDS)或印刷電路板(printed circuit board，PCB)型態的平面螺旋線圈。
請參照圖1及圖9，在一些實施例中，開口500中電子組件700在法線D上的厚度與電子裝置10在法線D上的厚度接近，因此在開口500的法線D上電子裝置10沒有重疊其他導電元件，使得饋入訊號Sin產生的近場磁場Sout不會受其他導電元件遮蔽。並且電子組件700僅具有小面積的導電結構，使得電子組件700不易因為近場磁場Sout而產生渦電流(Eddy current)，所以電子裝置10不需像一般具有近場通訊天線的行動裝置要靠增加鐵氧體薄片(ferrite sheet)來強化近場磁場Sout即可具備近場通訊
的功能。在一些實施例中，電子組件700為相機模組、喇叭模組或聽筒模組，但不以此為限。
承上，在一些實施例，前述的近場磁場Sout具有多條磁力線L，其中近場磁場Sout的磁力線L通過面板200與絕緣背板400。具體而言，由於磁力線L在開口500的法線D上不受到大面積的導電元件屏蔽，因此電子裝置10的正反兩面均能提供有效的近場通訊以提升感應手感，並且增進電子裝置10在指紋辨識設計上的搭配彈性。
請參照圖10，在一些實施例，饋入訊號Sin從二饋入部600的其中之一者輸入，而沿著開口500的邊緣流的饋入訊號Sin再從二饋入部600的其中之另一者輸出。饋入訊號Sin在導電板100的訊號密度分布如圖10中所繪示，其中箭頭符號代表饋入訊號Sin，箭頭符號越密集則饋入訊號Sin的訊號越強，反之箭頭符號越稀疏則饋入訊號Sin的訊號越弱。
請參照圖11，在一些實施例，近場磁場Sout藉由通過開口500使得導電板100的正反兩面皆有近場磁場Sout的訊號。近場磁場Sout的訊號密度分布如圖11中所繪示，其中箭頭符號代表近場磁場Sout，箭頭符號越密集則近場磁場Sout的訊號越強，反之箭頭符號越稀疏則近場磁場Sout的訊號越弱。
請參照圖12，在一些實施例，一種近場通訊天線20包括導電板100、開口500及二饋入部600。開口500設置於導電板100之側邊110。開口500具有彼此相對的第一邊510與第二邊520，其中第一邊510與第二邊520連接於導電板100之側邊110。二饋入部600分別設置於第一邊510與第二邊520。二饋入部600用於接收饋入訊號Sin，其中饋入訊號Sin
沿著開口500之第一邊510傳遞至開口500之第二邊520並形成近場磁場Sout。
綜上所述，根據本案之電子裝置10及其近場通訊天線20，能夠透過導電板100的開口500來實現近場通訊的功能。由於在電子裝置10中的導電板100包括開口500，其中開口500原本即用於設置電子組件700。藉由在開口500的第一邊510及第二邊520設置二饋入部600，並且開口500在法線D上僅重疊具有小面積的導電結構的電子組件700，因此能夠在不額外佔用電子裝置10的內部空間下實現近場通訊功能，進而解決傳統大尺寸天線體積過大的問題。並在降低成本以及達到輕薄結構的同時，保有相當的近場通訊感應效能。在一些實施例中，本案之電子裝置10能連接另一具有近場通訊功能的天線，以增強近場磁場Sout的強度。
雖然本案的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本案，任何熟習此技藝者，在不脫離本案之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本案的範疇內，因此本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10:電子裝置
D:法線
100:導電板
200:面板
300:印刷電路板
400:絕緣背板
500:開口
700:電子組件
800:導電邊框
900:絕緣板
Claims (8)
- 一種電子裝置，包括：一導電板；一開口，設置於該導電板之一側邊，該開口具有彼此相對的一第一邊與一第二邊，其中該第一邊與該第二邊連接於該導電板之該側邊；二饋入部，分別設置於該開口的該第一邊與該第二邊，以接收一饋入訊號，其中該饋入訊號沿著該開口之該第一邊傳遞至該開口之該第二邊並形成一近場磁場；一電子組件，位於該開口中；及一面板與一絕緣背板，該面板與該絕緣背板分別位於該導電板之法線上，且該導電板夾設於該面板與該絕緣背板之間，其中該近場磁場之磁力線通過該面板與該絕緣背板。
- 如請求項1所述的電子裝置，更包含：一導電邊框，連接於該導電板；及一絕緣板，連接於該導電邊框與該導電板，其中該絕緣板係連接於設置有該開口之該側邊。
- 如請求項1所述的電子裝置，更包括一第二天線，該第二天線耦接於該二饋入部的其中之一。
- 如請求項1所述的電子裝置，更包含一控制電路，耦接於該二饋入部，並輸出該饋入訊號。
- 如請求項4所述的電子裝置，其中各該饋入部為一固定槽，該控制電路係透過二固定件連接於該二固定槽，且該饋入訊號係經由該固定件傳遞至該固定槽。
- 如請求項4所述的電子裝置，其中各該饋入部分別為一導電接點，該控制電路係透過二彈片連接於該二導電接點，且該饋入訊號係經由該彈片傳遞至該導電接點。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中該二饋入部鄰近於該導電板之該側邊，且分別鄰近於該開口之該第一邊與該第二邊。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中該電子組件為相機模組、聽筒模組或喇叭模組。
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