CN105141344A - 一种nfc感应装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种NFC感应装置，所述NFC感应装置包括：导体层，所述导体层为电子设备的金属壳体的部分或全部，所述金属壳体上设置有缝隙；NFC天线，所述NFC天线按照预定形状围绕成天线线圈；所述天线线圈设置在所述金属壳体内，所述缝隙的投影至少投射在满足所述预定形状的所述天线线圈的第一边；所述天线线圈通过所述缝隙辐射/接收信号。本发明同时还公开了一种电子设备。

Description

一种NFC感应装置及电子设备

技术领域

本发明涉及电子技术，尤其涉及一种近距离无线通信技术(NFC,NearFieldCommunication)感应装置及电子设备。

背景技术

为了增强产品的手感和机械强度，电子设备的后壳或电池后壳采用金属材质是一种流行的设计方式。对于金属后壳的电子设备，天线的设计面尤其是NFC天线的设计面成为一种很大的挑战，因为金属后壳或金属电池后壳限制了NFC天线的辐射，从而导致用户对电子设备的NFC功能的体验下降。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例为解决现有技术中存在的至少一个问题而提供一种NFC感应装置及电子设备，能够有效解决金属后壳或金属电池后壳的电子设备上NFC天线的辐射问题，从而提升用户体验。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种NFC感应装置，所述NFC感应装置包括：

导体层，所述导体层为电子设备的金属壳体的部分或全部，所述金属壳体上设置有缝隙；

NFC天线，所述NFC天线按照预定形状围绕成天线线圈；所述天线线圈设置在所述金属壳体内，所述缝隙的投影至少投射在满足所述预定形状的所述天线线圈的第一边；所述天线线圈通过所述缝隙辐射/接收信号。

在本发明的一种实施例中，所述满足预定形状的天线线圈为一个第一环时，所述缝隙的投影至少投射在所述第一环的第一边。

在本发明的一种实施例中，所述满足预定形状的天线线圈为多个环时，所述缝隙的投影至少投射在所述多个环中从最内环的第一边到最外环的第一边。

在本发明的一种实施例中，所述NFC感应装置还包括：

功率增强器，用于对所述天线线圈发射的功率进行增强；

控制器，用于向所述功率增强器发送控制信号，以便控制所述功率增强器对所述天线线圈发射的功率进行增强。

第二方面，本发明实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括金属壳体、NFC天线和功率增强器，其中：

所述金属壳体上设置有缝隙；

所述NFC天线按照预定形状围绕成天线线圈；所述天线线圈设置在所述金属壳体内，所述缝隙的投影至少投射在满足所述预定形状的所述天线线圈的第一边；所述天线线圈通过所述缝隙辐射/接收信号；所述缝隙的投影至少投射所述第一边；

所述功率增强器设置在所述壳体内并且与所述NFC天线连接，所述功率增强器用于对所述天线线圈发射的功率进行增强。

在本发明的一种实施例中，所述满足预定形状的天线线圈为一个第一环时，所述缝隙的投影至少投射在所述第一环的第一边。

在本发明的一种实施例中，所述满足预定形状的天线线圈为多个环时，所述缝隙的投影至少投射在所述多个环中从最内环的第一边到最外环的第一边。

在本发明的一种实施例中，所述缝隙的宽度小于0.4mm，优选地，所述缝隙的宽度小于等于0.2mm。

在本发明的一种实施例中，所述电子设备还包括：

处理器，用于当确定开启所述NFC天线时，向控制器发送开启所述NFC天线的命令；

控制器，用于接收处理器发送的开启所述NFC天线的命令，向所述功率增强器发送控制信号，以便控制所述功率增强器对所述天线线圈发射的功率进行增强。

在本发明的一种实施例中，所述电子设备还包括：

电子设备的Logo；

所述缝隙位于所述Logo与所述金属壳体之间。

本发明实施例提供的NFC感应装置及电子设备，其中，所述NFC感应装置包括：导体层，所述导体层为电子设备的金属壳体的部分或全部，所述金属壳体上设置有缝隙；NFC天线，所述NFC天线按照预定形状围绕成天线线圈；所述天线线圈设置在所述金属壳体内，所述缝隙的投影至少投射在满足所述预定形状的所述天线线圈的第一边；所述天线线圈通过所述缝隙辐射/接收信号；如此，能够有效解决金属后壳或金属电池后壳的电子设备上NFC天线的辐射问题，从而提升用户体验。

附图说明

图1-1为本发明实施例一NFC感应装置的组成结构示意图一；

图1-2为本发明实施例一NFC感应装置的组成结构示意图二；

图2-1为本发明实施例二NFC感应装置的组成结构示意图一；

图2-2为本发明实施例中天线线圈的形状示意图；

图2-3为本发明实施例二NFC感应装置的组成结构示意图二；

图2-4为本发明实施例二NFC感应装置的组成结构示意图三；

图3为本发明实施例三NFC感应装置的组成结构示意图；

图4为本发明实施例缝隙宽度与天线线圈辐射信号和接收信号的能力之间的关系示意图；

图5为相关技术中电子设备的金属壳体与Logo之间的位置关系示意；

图6中为NFC天线和金属后壳上的电流分布示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。

实施例一

为了解决背景技术中存在的问题，本发明实施例提供一种NFC感应装置，该NFC感应装置用于电子设备中，其中，所述电子设备包括但不限于：便携式笔记本、平板电脑、手机、电子阅读器等。

图1-1为本发明实施例一NFC感应装置的组成结构示意图一，如图1-1中的a图、b图和c图所示，该NFC感应装置10包括：

导体层11，所述导体层为电子设备的金属壳体的部分或全部，所述金属壳体上设置有缝隙12；

NFC天线13，所述NFC天线按照预定形状围绕成天线线圈14；所述天线线圈设置在所述金属壳体内，所述缝隙的投影至少投射在满足所述预定形状的所述天线线圈14的第一边15；所述天线线圈通过所述缝隙辐射/接收信号。

本发明实施例中，NFC天线13可以设置在金属壳体的任何位置，例如，在图1-1中缝隙12设置在金属壳体的上部，而NFC天线位于缝隙12的中心，当然NFC天线还可以不位于缝隙12的中心。如图1-2的a图所示，缝隙12设置在金属壳体的下部，而NFC天线位于缝隙12的左侧；如图1-2的b图所示，缝隙12设置在金属壳体的中心，而NFC天线位于缝隙12的右侧。

本发明实施例中，所述导体层的完全覆盖所述线圈导体。

本发明实施例中，所述NFC感应装置包括：导体层，所述导体层为电子设备的金属壳体的部分或全部，所述金属壳体上设置有缝隙；NFC天线，所述NFC天线按照预定形状围绕成天线线圈；所述天线线圈设置在所述金属壳体内，所述缝隙的投影至少投射在满足所述预定形状的所述天线线圈的第一边；所述天线线圈通过所述缝隙辐射/接收信号；如此，能够有效解决金属后壳或金属电池后壳的电子设备上NFC天线的辐射问题，从而提升用户体验。

实施例二

为了解决背景技术中存在的问题，本发明实施例提供一种NFC感应装置，该NFC感应装置用于电子设备中，其中，所述电子设备包括但不限于：便携式笔记本、平板电脑、手机、电子阅读器等。

图2-1为本发明实施例一NFC感应装置的组成结构示意图一，如图2-1中的a图、b图和c图所示，该NFC感应装置10包括：

导体层11，所述导体层为电子设备的金属壳体的部分或全部，所述金属壳体上设置有缝隙12；

NFC天线13，所述NFC天线按照预定形状围绕成天线线圈14；所述天线线圈设置在所述金属壳体内，所述缝隙的投影至少投射在满足所述预定形状的所述天线线圈14的第一边15；所述天线线圈通过所述缝隙辐射/接收信号。

所述满足预定形状的天线线圈14为一个第一环时，所述缝隙12的投影至少投射在所述第一环的第一边15。

本发明实施例中，天线线圈的预定形状可以任何能够发送NFC信号的形状，例如预定形状可以为环状或矩形状，从图1-1的b图可以看出，所述天线线圈的预定形状为矩形状，而且，该天线线圈包括多个矩形。从图2-1的b图和c图可以看出，天线线圈14的预定形状为环状，天线线圈14仅由一个环(第一环)组成。

图2-2为本发明实施例中天线线圈的组成结构示意图，如图2-2所示，其中，图2-2的a图示出天线线圈的预定形状为矩形，图2-2的b图示出天线线圈的预定形状为环形，天线线圈包括线圈导体141、及用于与外部电路进行连接的连接部142。这里，所述外部电路包括用于连接功率增强器的电路。

当第一边为左侧的边时，在图1-1所示的实施例中，缝隙12的投影投射在所述多个矩形状中从最内矩形的第一边到最外矩形的左侧的边；在图2-1中b图所示的实施例中，缝隙12的投影投射在所述第一环左侧的边，因此，从以上实施例可以看出，缝隙12的投影至少透射在天线线圈一侧的边(即第一边)上。以环状为天线线圈的预定形状，当所述天线线圈包括多个环时，所述缝隙的投影至少投射在所述多个环中从最内环的第一边到最外环的第一边。当然，所述缝隙12的投影还可以投射在所述预定形状的第一边15和第二边。在图2-1中a图或c图所示的实施例中，缝隙12的投影投射在所述第一环左侧和右侧的边，其中左侧的边即为第一边；而右侧的边即为第二边。

本发明实施例中，金属壳体上上的缝隙12可以采用多种开缝方式，但是需要说明的是，缝隙12的垂直投影会透射在天线线圈14上，从而被缝隙12所透射的天线线圈14的边即为第一边15。缝隙12可以横向或纵向或斜向开设，如图1-1和图1-2中，缝隙12均为横向开设，而且缝隙12在横向开设的时候，均延伸至金属壳体的两个外边缘；图2-4中，缝隙12为纵向开设的。一般来说，缝隙12一般要至少延伸至金属壳体的一条外边缘，如图2-3的a图和b图所示，缝隙12虽然都开设在金属壳体的上部，而且缝隙12仅延伸至金属外壳的一条边。图2-3中的a图与b图所不是的是，在图2-3的a图中，缝隙12透射到了天线线圈14在横向上的全部，而在图2-3的b图中，缝隙12透射到了天线线圈14在横向上的部分。

实施例三

基于前述实施例，本发明实施例提供一种NFC感应装置，该NFC感应装置用于电子设备中，其中，所述电子设备包括但不限于：便携式笔记本、平板电脑、手机、电子阅读器等。

图3的a图为NFC感应装置的主视图，其中天线线圈14的第一边未示出，图3中b图为图3中a图的侧视图，参见图1-1和图3，该NFC感应装置10包括：

导体层11，所述导体层为电子设备的金属壳体的部分或全部，所述金属壳体上设置有缝隙12；

NFC天线13，所述NFC天线按照预定形状围绕成天线线圈14；所述天线线圈设置在所述金属壳体内，所述缝隙的投影至少投射在满足所述预定形状的所述天线线圈14的第一边；所述天线线圈通过所述缝隙辐射/接收信号。

所述NFC感应装置还包括：

功率增强器17，用于对所述天线线圈发射的功率进行增强；

控制器18，用于向所述功率增强器发送控制信号，以便控制所述功率增强器对所述天线线圈发射的功率进行增强。

实施例四

基于前述的NFC天线感应装置实施例，本发明实施例再提供一种电子设备，所述电子设备包括金属壳体、NFC天线和功率增强器，其中：

所述金属壳体为所述电子设备的外壳，所述金属壳体上设置有缝隙；

所述NFC天线按照预定形状围绕成天线线圈；所述天线线圈设置在所述金属壳体内，所述缝隙的投影至少投射在满足所述预定形状的所述天线线圈的第一边；所述天线线圈通过所述缝隙辐射/接收信号；所述缝隙的投影至少投射所述第一边；

所述功率增强器设置在所述壳体内并且与所述NFC天线连接，所述功率增强器用于对所述天线线圈发射的功率进行增强。

本发明实施例中，所述满足预定形状的天线线圈为一个第一环时，所述缝隙的投影至少投射在所述第一环的第一边。

本发明实施例中，所述满足预定形状的天线线圈为多个环时，所述缝隙的投影至少投射在所述多个环中从最内环的第一边到最外环的第一边。

实施例五

基于前述的NFC天线感应装置实施例，本发明实施例再提供一种电子设备，所述电子设备包括金属壳体、NFC天线和功率增强器，其中：

所述金属壳体为所述电子设备的外壳，所述金属壳体上设置有缝隙；

所述NFC天线按照预定形状围绕成天线线圈；所述天线线圈设置在所述金属壳体内，所述缝隙的投影至少投射在满足所述预定形状的所述天线线圈的第一边；所述天线线圈通过所述缝隙辐射/接收信号；所述缝隙的投影至少投射所述第一边；

所述功率增强器设置在所述壳体内并且与所述NFC天线连接，所述功率增强器用于对所述天线线圈发射的功率进行增强。

处理器，用于当确定开启所述NFC天线时，向控制器发送开启所述NFC天线的命令；

控制器，用于接收处理器发送的开启所述NFC天线的命令，向所述功率增强器发送控制信号，以便控制所述功率增强器对所述天线线圈发射的功率进行增强。

这里，所述处理器为电子设备中主板上的处理器。

在本发明以上的实施例中，缝隙的宽度一般来说很小，一般都在1毫米(mm)，但是在本发明的实施例中，缝隙的宽度可以更小，一般在0.4mm以下，作为优选的实施例，缝隙的宽度可以在0.2mm左右。图4为本发明实施例缝隙宽度与天线线圈辐射信号和接收信号的能力之间的关系示意图，如图4所示，横坐标为缝隙的宽度，单位是毫米，纵坐标为读写能力，其中读写能力为1的时候，表示读写能力最好。当NFC发射端和NFC装置之间的距离在40mm时，从缝隙宽度与天线线圈辐射信号和接收信号的能力之间的关系可以看出，缝隙的宽度并非宽度越宽天线线圈辐射信号和接收信号就越好，当缝隙的宽度为0.2mm时，天线线圈的读写能力最强。

一般来说，电子设备的壳体上尤其是后壳上都设置有电子设备的Logo，如图5所示，Logo101可以通过嵌入金属壳体11中，这样在Logo与金属壳体11之间会有会有缝隙，因此本发明实施例中缝隙12可以利用Logo与金属壳体11之间的缝隙。

在本发明以上的实施例中，当电子设备采用全金属壳体时，由于涡旋电流的影响，NFC天线的辐射性能被极大地减弱，因此需要对金属后壳进行一定的处理，来减弱或者抵消涡旋电流的影响。为了解决这一技术问题，本发明实施例提供的技术方案中，仅需要在电子设备的壳体开一条缝隙，而且该缝隙可以开设在壳体的任何位置，为了美观，本发明实施例中的缝隙可以借助于Logo与金属壳体之间的缝隙。图6中的a图示出了为壳体上未开缝时NFC天线和金属后壳上的电流分布，图6中的b图为本发明实施例在壳体上开缝时NFC天线和金属后壳上的电流分布，从图6可以看出，未在金属壳体上开缝隙的时候，NFC天线上电流的分布和金属壳体上电流的分布是相反的，即一个上面的电流流向为正时针，而另一个方面的电流流向为逆时针。当在金属壳体上开缝隙的时候，NFC天线上电流的分布和金属壳体上电流的分布是一致的。

需要说明的是，由于本发明实施例中仅开一条缝隙，而且缝隙的宽度非常小，因此NFC天线的有效辐射面积可能会减少，当NFC天线的性能不能满足认证要求时，可以添加功率增加器，以提高NFC天线的读写距离。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ReadOnlyMemory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种NFC感应装置，其特征在于，所述NFC感应装置包括：

导体层，所述导体层为电子设备的金属壳体的部分或全部，所述金属壳体上设置有缝隙；

NFC天线，所述NFC天线按照预定形状围绕成天线线圈；所述天线线圈设置在所述金属壳体内，所述缝隙的投影至少投射在满足所述预定形状的所述天线线圈的第一边；所述天线线圈通过所述缝隙辐射/接收信号。

2.根据权利要求1所述的NFC感应装置，其特征在于，所述满足预定形状的天线线圈为一个第一环时，所述缝隙的投影至少投射在所述第一环的第一边。

3.根据权利要求1所述的NFC感应装置，其特征在于，所述满足预定形状的天线线圈为多个环时，所述缝隙的投影至少投射在所述多个环中从最内环的第一边到最外环的第一边。

4.根据权利要求1至3任一项所述的NFC感应装置，其特征在于，所述NFC感应装置还包括：

功率增强器，用于对所述天线线圈发射的功率进行增强；

控制器，用于向所述功率增强器发送控制信号，以便控制所述功率增强器对所述天线线圈发射的功率进行增强。

5.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括金属壳体、NFC天线和功率增强器，其中：

所述金属壳体上设置有缝隙；

所述NFC天线按照预定形状围绕成天线线圈；所述天线线圈设置在所述金属壳体内，所述缝隙的投影至少投射在满足所述预定形状的所述天线线圈的第一边；所述天线线圈通过所述缝隙辐射/接收信号；所述缝隙的投影至少投射所述第一边；

所述功率增强器设置在所述壳体内并且与所述NFC天线连接，所述功率增强器用于对所述天线线圈发射的功率进行增强。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述满足预定形状的天线线圈为一个第一环时，所述缝隙的投影至少投射在所述第一环的第一边。

7.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述满足预定形状的天线线圈为多个环时，所述缝隙的投影至少投射在所述多个环中从最内环的第一边到最外环的第一边。

8.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述缝隙的宽度小于0.4mm，优选地，所述缝隙的宽度小于等于0.2mm。

9.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：

处理器，用于当确定开启所述NFC天线时，向控制器发送开启所述NFC天线的命令；

控制器，用于接收处理器发送的开启所述NFC天线的命令，向所述功率增强器发送控制信号，以便控制所述功率增强器对所述天线线圈发射的功率进行增强。

10.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：

电子设备的Logo；

所述缝隙位于所述Logo与所述金属壳体之间。