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CN107464984A - 芯片型天线及具备此的电子设备 - Google Patents

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CN107464984A
CN107464984A CN201610991800.3A CN201610991800A CN107464984A CN 107464984 A CN107464984 A CN 107464984A CN 201610991800 A CN201610991800 A CN 201610991800A CN 107464984 A CN107464984 A CN 107464984A
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tape
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洪河龙
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Abstract

本发明涉及一种芯片型天线及具备此的电子设备。根据本发明的电子设备为能够佩戴于手腕的电子设备，包括：壳体；带条，结合于所述壳体的两侧；显示单元，布置于所述壳体内，并向所述壳体的外部显示信息；以及至少一个芯片型天线，布置于所述壳体内而用于短距离通信，而且所述壳体包括用于包围所述显示单元的边缘中的至少一部分区域的金属外圈，所述芯片型天线位于与所述带条相邻的位置，且可以与所述金属外圈相隔预定距离而布置。

Description

芯片型天线及具备此的电子设备
技术领域
本发明涉及芯片型天线及包括此的电子设备。
背景技术
随着电子通信技术的发展，出现了具有多样的功能的电子设备。这些电子设备通常具有将一个或一个以上的功能复合地执行的融合(convergence)功能。
这些电子设备以将所谓的“智能手机”作为代表的移动终端(mobile terminal)为首，近期还加入了穿戴于人体的可穿戴(wearable)电子设备，在逐渐变得轻薄短小化的同时提供着多样的功能。
近期，随着各个制造公司之间的电子设备的功能差异显著地减少，为了满足消费者的购买需求而致力于增加逐渐纤薄化的电子设备的刚性，并致力于强化外观设计的层面。作为这些趋势的一部分，电子设备在由金属(metal)材料来代替其构成要素(例如，外观)而增加刚性的同时，呼吁着电子设备的高级化以及外观的美化。尤其致力于解决如下的问题：由于使用金属材料而发生的接地问题、天线辐射性能的减少问题、天线装置贴装空间的确保问题等。
[现有技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)美国公开专利第2015-0311960号
发明内容
本发明的目的在于提供一种具备芯片型天线的电子设备。
此外，本发明的另一目的在于提供一种如下的可穿戴电子设备：具有金属素材的外观，并能够最大化天线效率。
根据本发明的电子设备为能够佩戴于手腕的电子设备，包括：壳体；带条，结合于所述壳体的两侧；显示单元，布置于所述壳体内，并向所述壳体的外部显示信息；以及至少一个芯片型天线，布置于所述壳体内而用于短距离通信，而且所述壳体包括用于包围所述显示单元的边缘中的至少一部分区域的金属外圈，所述芯片型天线位于与所述带条相邻的位置，且可以与所述金属外圈相隔预定距离而布置。
此外，根据本发明的实施例的电子设备为能够佩戴于手腕的电子设备，包括：壳体；带条，结合于所述壳体的两侧；显示单元，布置于所述壳体内，并向所述壳体的外部显示信息；以及至少一个芯片型天线，布置于所述壳体内而用于短距离通信，并且所述芯片型天线可以被布置成使该芯片型天线的长度方向与所述带条的长度方向平行。
此外，根据本发明的实施例的电子设备是能够佩戴于手腕的电子设备，包括：电池，用于存储并供应电力；螺旋形天线，布置于所述电池的上部；用于无线充电的线圈，布置于所述电池的下部；以及至少一个芯片型天线，布置于所述螺旋形天线和所述用于无线充电的线圈之间。
根据本发明的电子设备将芯片型天线作为用于短距离通信的天线而使用。再加上，由于从芯片型天线产生的磁场不被壳体的金属外圈而被屏蔽，而且以包围金属外圈的形态形成，因此，即使具备金属外圈，也可提高天线的辐射性能。
此外，钟表形态的电子设备在便于与短距离通信设备接触的第一带条附近处布置天线，因此，在与短距离通信设备接触时，可以使通信效率最大化。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明的实施例的电子设备的立体图。
图2是部分切断图示于图1的电子设备的壳体而示出的图。
图3是沿着图1的I-I'线截取的剖面图。
图4是图3的分解立体图。
图5是示意性地示出根据本发明的实施例的芯片型天线的立体图。
图6是示意性地示出根据本发明的实施例的芯片型天线的磁场的图。
图7是示出根据本发明的实施例的电子设备的使用例的图。
图8是根据本发明的另一实施例的电子设备的分解立体图。
符号说明
1：电子设备 2：主体
3：带条 10：壳体
12：金属外圈 14：透明外盖
20：显示单元 30：电池
40：电路部 42：电路基板
44：芯片型天线 50：无线充电部
具体实施方式
在进行本发明的详细描述之前，以下说明的本说明书以及权利要求书中使用的术语或用词不能局限于通常的含义或者词典上的含义而得到解释，而是应当立足于发明人为了以最佳的方法说明其自身的发明而有可能以术语的概念来适当地定义的原则来解释为符合本发明的技术思想的含义和概念。因此，本说明书中记载的实施例和附图中示出的构成仅仅是本发明的最优选的实施例，其并不代表本发明所有的技术思想，因此需要理解从本申请的申请日开始可能会存在能够代替这些实施例的多样的等同物以及变形例。
以下，参照附图对本发明的优选实施例进行详细的说明。在此，需要注意的是，附图中的相同的构成要素尽可能由相同的附图标号来表示。此外，将省略针对可能会对本发明的主旨带来不必要的混乱的公知功能及构成的详细的说明。因同样的原因，附图中的部分构成要素被夸张、省略或者示意性地示出，而且各个构成要素的大小并不完全反映实际的大小。
以下，根据附图而详细地说明本发明的实施例。另外，在对本实施例进行说明的过程中，为了便于说明，将主体中显示器所显示的一侧称为上部，并将与用户的手腕接触的一侧称为下部。
图1是示意性地示出根据本发明的电子设备的立体图；图2是部分切断图示于图1的电子设备的壳体而示出的图，其示出主体的下部面。此外，图3是沿着图1的I-I'线截取的剖面图；图4是图3的分解立体图。
参照图1至图4，电子设备1可以是可佩戴于用户的手腕的手腕佩戴式可穿戴(wearable)电子设备。
电子设备1可以包含主体2和用于安装主体2的带条(strap)3。电子设备1可以在将主体2放置在手腕的状态下利用带条3缠绕手腕的方式佩戴。在此，作为带条3，可以选择性利用公知的多样的表带，其可以由金属、皮、橡胶、硅、聚氨酯中的至少一个材质来形成。
带条3包括分别连接于主体2的两侧的第一带条3a和第二带条3b。
第一带条3a表示在用户观察佩戴于手腕的电子设备1时、布置于外侧的部分，而第二带条3b表示布置于内侧的部分。因此，以指针式表为基准，第一带条3a表示布置于12点方向的部分，第二带条3b表示布置于6点方向的部分。
主体2包含壳体10和布置于壳体10的内部的多样的构成要素。
壳体10形成主体2的整体外形，而且从外部环境中保护收容于内部的构成要素。
壳体10可以布置有至少一个按键11。此外，壳体10可以包含用于连接带条3的结合部15。然而本发明的构成并不局限于此，例如，还可以将壳体10和带条3形成为一体。
另外，尽管未示出，在本体2可以布置有至少一个传感器。例如，可以配备心跳测量传感器等可测量用户的身体状况的多样的健康管理相关传感器。此外，传感器中的至少一个可以被配备成向壳体10的外部露出，从而与用户的身体接触。
此外，壳体10可以包含透明外盖14和作为装饰部件(decoration)使用的金属外圈12。
透明外盖14布置于下述的显示单元20上，从而向外部显示显示单元20中所显示的信息。另外，在电子设备1以可触摸输入的方式实现的情况下，透明外盖14可以包含触摸面板。
金属外圈12可以沿着显示单元20的周围而布置。
在本实施例中，金属外圈12形成为闭环(closed loop)形态或者环形(ring)。然而本发明的构成并不局限于此。例如，可以实现如下的多样的变形：以部分被切断的环形形态形成金属外圈12，或者将其形成为弧形。
在主体2的内部可以具备显示单元20、电池30、电路部40、无线充电部50。
显示单元20以使显示面朝向壳体10的透明外盖14的方式布置于壳体10的内部。显示单元20向用户显示包括时间信息的多样的信息。为此，显示单元20可以利用LCD等液晶显示器，但是并非局限于此，还可以构成为具有时针和分针的指针式。
电池30作为电源供应单元，可以利用可反复充电的电池30，在此情况下，可以从外部通过有线或无线的方式接收电力而进行充电。
为此，在主体2的一侧(例如，后面)可以具备与供应电力的充电装置(未图示)的引脚(pin)电接触、物理接触的多个充电端子(未图示)。
此外，为了对电池30进行无线充电，在主体2的内部可以配备有无线充电部50。
电路部40可以以在电路基板42上贴装多样的元件(为示出)的形态构成，用于使电子设备1运行，并通过显示单元20显示信息。
而且，电路部40具备至少一个芯片型天线44。
芯片型天线44是用于短距离通信的天线，其贴装在电路部40的电路基板42上。具体而言，本实施例的芯片型天线44可以执行射频识别(Radio Frequency Identification：RFID)、近场通信(Near Field Communication：NFC)、磁性安全传输(Magnetic securetransmission：MST)中的至少一种功能。
图5是示意性地示出根据本发明的实施例的芯片型天线的立体图。
参照图5，根据本实施例的芯片型天线44包含芯100、线圈200以及端子部300。
芯100可以由铁氧体(ferrite)材质来构成，或者可以由铁氧体混合材质来构成。例如，芯100通过将铁氧体粉末烧结而形成，或者可以通过将含有铁氧体粉末的树脂混合物注塑成型而制作。
此外，芯100可以通过将以铁氧体为主要成分的多个陶瓷片层叠之后加压/烧结而配备。
芯100整体上可以形成为四边形截面的杆状，但是并非局限于此，其可以根据结构、设计上的需求而配备为多样的形状。
根据本实施例的芯100可以被区分为：绕线部110，供线圈200缠绕；端子部120，在绕线部110的两端形成为截面积被扩大的形态。
端子部120厚度形成为大于绕线部110的厚度。因此，在芯100的端子部120和绕线部110所连接的部分形成有阶梯差，并且端子部120的下部面以相比绕线部110的下部面向下部更加突出的方式布置。
在芯100的端子部120的下部面分别布置有利用于与电路基板42之间的接合的端子焊盘300。
端子焊盘300由导电性材质形成，并可以将焊料等导电性粘接剂作为媒介物而接合于电路基板42。
芯100的绕线部110缠绕有线圈200。例如，线圈200可以沿着芯100的长度方向而缠绕为螺旋形(helical)形态或者螺旋管(solenoid)形态。但是并非局限于此。
线圈200由电线形态构成，并缠绕于芯100。但是并非局限于此，还可以由平角线(扁立缠绕线圈(edgewise coil),平板型线圈(flat type coil),矩形线(Rectangularwire))的形态形成。
线圈200的两个端部分别连接到布置于芯100的两端的端子焊盘300。
在线圈200上可以布置有保护树脂400。
保护树脂400执行使线圈200绝缘的同时保护线圈200的功能，其可以涂覆于芯100的整个面，也可以如同本实施例那样使保护树脂400只涂覆在芯100的一面。
保护树脂400可以通过涂覆液态的树脂之后将其硬化而形成。作为保护树脂400的材质，可以利用环氧树脂等树脂，或者可以将具有磁性的铁氧体粉末混合到树脂而利用。但是并非局限于此。
另外，如上所述，根据本实施例的电子设备1包含金属外圈12。金属外圈12可能会因其材质的特性而降低天线的辐射性能。
因此，根据本实施例的芯片型天线44为了最小化金属外圈12所导致的辐射性能的降低，可以布置于从金属外圈12相隔预定距离的位置，并且以使芯100的长度方向与带条3的长度方向平行的方式布置于电路基板42上。此外，芯片型天线44可以在相邻于带条3的位置上贴装在电路基板42。
在芯片型天线44布置于电路基板42的中心的情况下，芯片型天线44所产生的磁场被金属外圈12屏蔽，从而辐射性能可能会大幅度地降低。因此，为了使产生于芯片型天线44的磁场能够容易地形成磁路，根据本实施例的芯片型天线44将布置于与电路基板42的外廓相邻的位置，而并非布置于电路基板42的中心或内侧。进而，布置成使芯片型天线44的长度方向横穿金属外圈12的形态。
随着芯片型天线44贴装于上述的位置，芯片型天线44所产生的磁场的磁路将会通过金属外圈12的外部空间和金属外圈12的内部孔等而形成。
图6是示意性地示出根据本发明的实施例的芯片型天线的磁场的图，其中，箭头表示由芯片型天线产生的磁场的磁路。参照图6，芯片型天线44所产生的磁场以包围金属外圈12的形态形成。
为了如上所述地形成磁场，芯片型天线44需要与金属外圈12相隔而布置。例如，芯片型天线44被布置成使从芯的两端延伸的延长线不接触于金属外圈12。进一步具体而言，芯片型天线44被布置成使将电路基板42和芯片型天线44的接合面延伸的平面与金属外圈12相隔离。
此外，芯片型天线44的至少一部分布置于金属外圈12的下部区域内。在此，下部区域表示将金属外圈12向下部垂直投影的区域。
在此基础上，根据本实施例的芯片型天线44布置于与第一带条32和第二带条3b中的第一带条3a邻接的位置。通常如图7所示，用户将电子设备1佩戴于手腕的状态下，使电子设备1位于与其他短距离通信设备9相邻的位置而执行彼此之间的短距离通信时，由于身体结构，第一带条3a和主体2的连接部分容易布置在与短距离通信设备9最靠近的位置。
因此，如同本实施例，在将芯片型天线44布置在第一带条3a侧的情况下，由于芯片型天线44被布置为与短距离通信设备9最为靠近，所以可以提高通信性能。
无线通信部50可以在壳体10的内部布置于最下部。这样的构成是因为，在对电子设备1进行充电时，提供电力的无线充电装置(未示出)布置于电子设备1的下部。因此，无线充电部50的位置可以对应于无线充电装置所布置的位置而改变。
无线充电部50包含与电路部40电连接的薄膜基板52和形成于薄膜基板52的螺旋形线圈图案54。作为薄膜基板52，可以使用膜基板等柔性基板，但是并非局限于此。
在本实施例中，无线充电部50和芯片型天线44均可布置于电路基板42的下部面。此外，无线充电部50和芯片型天线44可以布置于大约相同的平面上。但是本发明的构成并不局限于此，可以进行多样的变形，例如将无线充电部50布置在芯片型天线44的下部等。
通过上述的方式构成的根据本实施例的电子设备1将芯片型天线44作为用于短距离通信的天线而使用。进而，将芯片型天线44在与第一带条3a相邻的位置上与第一带条3a平行地布置。因此，芯片型天线44所产生的磁场并不会被壳体10的金属外圈12屏蔽，而是以包围金属外圈12的形态形成，因此，即使配备金属外圈12，也能够提高天线的辐射性能。
此外，钟表形态的电子设备1将芯片型天线44布置于与短距离通信设备9容易接触的第一带条3a的附近，因此，在与短距离通信设备9接触时，可以将通信效率最大化。
另外，本发明并不局限于上述的实施例，本发明可以实现多样的变形。
图8是根据本发明的另一实施例的电子设备的分解立体图。
参照图8，除了上述的芯片型天线44(下文中，称之为第一天线)以外还包括用于短距离通信的螺旋形天线60(下文中，称之为第二天线)。
第二天线60形成为具有螺旋形图案64的软性基板62的形态，并布置于显示单元20和透明外盖14之间。此外，以使显示单元20的显示面向上部露出的方式沿着显示单元20的边缘而布置。但是本发明并不局限于此，可以布置于显示单元20和电池30之间等多样的位置，只要布置于电池30的上部即可。
第二天线60可以与第一天线44类似地用于短距离通信。例如，第一天线44可以作为近场通信(Near Field Communication：NFC)天线而使用，且第二天线60可以作为磁性安全传输(Magnetic secure transmission：MST)天线而使用。但是并非局限于此。
此外，本实施例的电子设备具备用于无线充电的无线充电部50。如同上述的实施例，无线充电部50布置于电池30的下部。因此，第二天线60和无线充电部50分别布置于电池30的两侧。而且，第一天线44布置于第二天线60和无线充电部50之间。
据此，根据本实施例的电子设备具备第一天线44、第二天线60和无线充电部50而分别与外部进行无线通信。
此外，在无线充电部50和第二天线60可以分别具备有磁片55、65。
配备于无线充电部50的第一磁片55可以布置于无线充电部50的薄膜基板52和电池30之间，具体而言，布置于薄膜基板52和电路基板42之间。据此，在对电子设备进行无线充电时，无线充电装置所产生的磁场的磁路将沿着第一磁片55而形成，从而可以提高充电效率。
此外，配备于第二天线60的第二磁片65可以布置于第二天线60和电池30之间，具体而言，可以布置于显示单元20和电池30之间。据此，从第二天线60辐射的磁场的磁路将沿着第二磁片65而形成，从而可以提高辐射效率。
由于上述的构成，无线充电部50通过主体的下部方向而与外部进行通信，而且利用第二天线60的短距离通信可以通过主体的上部方向而与外部进行通信。
然而，作为另一种短距离通信用天线的第一天线44布置于第一磁片55和第二磁片65之间，所以第一天线44所产生的磁场因第一磁片55和第二磁片65的存在而难以辐射到电子设备1的上部或者下部。尤其，在使第一天线44如第二天线60和用于无线充电的线圈图案54那样形成为螺旋形图案的天线的情况下，这些问题将会更加严重。
然而，根据本实施例的电子设备由芯片型天线来构成第一天线44，并如同上述的实施例，通过将芯片型天线44在与第一带条3a相邻的位置上以平行于第一带条3a的方式布置，从而可以解决上述的问题。
据此，由于芯片型天线44所产生的磁场沿着电子设备1的侧面形成磁路，所以可以使布置于芯片型天线44的上部和下部的第一磁片55、第二磁片65所带来的影响最小化。
另外，在本实施例中，将仅利用一个芯片型天线44的情况作为了一例，但是根据需求，还可以利用多个芯片型天线44。此时，多个芯片型天线44可以分别用于彼此不同的短距离通信。
由于上述的构成，根据本实施例的第一天线即使布置于第一磁片和第二磁片之间，也可顺利地与外部进行无线通信。此外，对根据本实施例的电子设备1而言，即使具有可佩带于手腕的较小的尺寸的同时配置有至少三个用于与外部进行无线通信的天线和线圈，也能够最小化彼此之间的干扰。
以上说明的根据本发明的电子设备将金属外圈以包围显示单元的形态布置的情况作为了一例，但是本发明的构成并不局限于此。例如，配备有由金属材质形成的并非电子设备的外观结构的内部构件的情况下，也同样能够采用本发明。
此外，本发明中示出了手腕佩戴式可穿戴电子设备，并对配置有采用为装饰部件(decoration)的金属外圈和芯片型天线的构成进行了描述，但是并非局限于此。例如，除了可穿戴电子设备以外，显然还可对具备有金属结构物且与此对应地具备芯片型天线的多样的、普通的用于通信的电子设备采用本发明。

Claims (14)

1.一种电子设备，该电子设备能够佩戴于手腕，包括：
壳体；
带条，结合于所述壳体的两侧；
显示单元，布置于所述壳体内，并向所述壳体的外部显示信息；以及
至少一个芯片型天线，布置于所述壳体内而用于短距离通信，
所述壳体包括用于包围所述显示单元的边缘中的至少一部分区域的金属外圈，
所述芯片型天线位于与所述带条相邻的位置，且与所述金属外圈相隔预定距离而布置。
2.如权利要求1所述的电子设备，其中，
所述带条包括：第一带条，在佩戴于手腕时布置于外侧；第二带条，在佩戴于手腕时布置于内侧，
所述芯片型天线布置于与所述第一带条相邻的位置。
3.如权利要求2所述的电子设备，其中，
所述芯片型天线包括杆状的芯和缠绕于所述芯的线圈，并且被布置成所述芯的长度方向与所述第一带条的长度方向平行。
4.如权利要求2所述的电子设备，其中，
所述芯片型天线包括杆状的芯和缠绕于所述芯的线圈，并且被布置成所述芯的长度方向横穿所述金属外圈的形态。
5.如权利要求1所述的电子设备，还包括：
布置于所述显示单元下部的电路基板，所述芯片型天线贴装于所述电路基板。
6.如权利要求5所述的电子设备，还包括：
无线充电部，布置于所述电路基板的下部，以无线的方式接收电力。
7.如权利要求6所述的电子设备，其中，
所述无线充电部包括形成有螺旋形线圈图案的薄膜基板。
8.如权利要求7所述的电子设备，其中，
所述无线充电部包括布置于所述薄膜基板和所述电路基板之间的第一磁片。
9.如权利要求8所述的电子设备，还包括：
第二天线，配备有螺旋形线圈图案并布置于所述显示单元上，用于另一短距离通信。
10.如权利要求9所述的电子设备，还包括：
第二磁片，布置于所述显示单元和所述电路基板之间。
11.如权利要求6所述的电子设备，其中，
所述芯片型天线被布置成，使延伸接合面的平面与所述金属外圈相隔离，所述接合面由所述芯片型天线接合于所述电路基板而形成。
12.一种电子设备，该电子设备能够佩戴于手腕，包括：
壳体；
带条，结合于所述壳体的两侧；
显示单元，布置于所述壳体内，并向所述壳体的外部显示信息；以及
至少一个芯片型天线，布置于所述壳体内而用于短距离通信，
所述芯片型天线被布置成使该芯片型天线的长度方向与所述带条的长度方向平行。
13.一种电子设备，该电子设备能够佩戴于手腕，包括：
电池，用于储藏并供应电力；
螺旋形天线，布置于所述电池的上部；
用于无线充电的线圈，布置于所述电池的下部；以及
至少一个芯片型天线，布置于所述螺旋形天线和所述用于无线充电的线圈之间。
14.如权利要求13所述的电子设备，包括：
第一磁片，布置于所述电池和所述用于无线充电的线圈之间；
第二磁片，布置于所述螺旋形天线和所述电池之间，
所述芯片型天线布置于所述第一磁片和所述第二磁片之间。
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