CN107453022A - 天线装置和具备其的便携式无线设备 - Google Patents
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Abstract
本发明的天线装置，即使在平面线圈图案和贯通孔之间产生平面的位置偏移的情况下，也能够抑制天线特性的变化，其包括：包含第1～第4部分(41～44)的平面线圈图案(20)和具有贯通孔(31)的金属层(101)。平面线圈图案(20)的第1和第2部分(41、42)均一部分与金属层(101)重叠，且剩余的部分与贯通孔(31)重叠。平面线圈图案(20)的第3和第4部分(43、44)均一部分或者全部与金属层(101)或者贯通孔(31)重叠。根据本发明，在平面线圈图案(20)和贯通孔(31)之间产生平面的位置偏移的情况下，平面线圈图案(20)的内径区域和贯通孔(31)的重叠量几乎不发生变动，所以，能够抑制天线特性的变化。
Description
技术领域
本发明涉及天线装置和具备其的便携式无线设备，特备涉及适合作为近距离无线通信(Near Field Communication：近场通信)用的天线装置和具备其的便携式无线设备。
背景技术
近年来在，在智能手机等的便携式无线设备搭载RFID(RadioFrequencyIdentification：基于电波的个体识别(射频识别))系统，因此，作为用于其的通信手段搭载有用于与读写器等进行近距离无线通信的天线装置。作为这种的天线装置，例如已知在专利文献1中记载的天线装置。
具备其的便携式无线设备，特备涉及适合作为近距离无线通信(Near FieldCommunication)用的天线装置和具备其的便携式无线设备。
专利文献1所记载的天线装置具备平面线圈图案和覆盖其的金属层，平面线圈图案的一部分与金属层的开口部(贯通孔)重叠。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：专利第5673854号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在专利文献1所记载的天线装置中，平面线圈图案相对于贯通孔偏移而配置，所以，在制造时在平面线圈图案和贯通孔之间产生平面的偏移时，平面线圈图案的内径区域和贯通孔重叠的面积发生变化，由此，存在天线特性大幅变化的问题。
所以、本发明的目的的目的在于提供一种即使在平面线圈图案和贯通孔之间产生平面的偏移的情况下，也能够抑制天线特性的变化的天线装置和具备其的便携式无线设备。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的天线装置，其特征在于，包括：
包含相对的第1和第2部分和相对的第3和第4部分的平面线圈图案；和
具有至少一个贯通孔的金属层，
上述平面线圈图案的上述第1和第2部分均一部分与上述金属层重叠，且剩余的部分与上述贯通孔重叠，
上述平面线圈图案的上述第3和第4部分均一部分或者全部与上述金属层或者上述贯通孔重叠。
另外，本发明的便携式无线设备，其特征在于，包括上述的天线装置。
根据本发明，即使在平面线圈图案和贯通孔之间产生平面的偏移的情况下，平面线圈图案的内径区域和贯通孔的重叠量几乎不发生变动，所以，也能够抑制天线特性的变化。
在本发明中，上述贯通孔可以包含与上述第1和第2部分的上述一部分重叠的第1贯通孔。在该情况下，上述第3和第4部分的整体可以与上述金属层重叠。该构成在设置于金属层的贯通孔为一个的情况下适合。
在本发明中，上述贯通孔可以包括：至少与上述第1和第3部分重叠的第2贯通孔；和至少与上述第2和第4部分重叠的第3贯通孔。在该情况下，上述第3部分的整体与上述第2贯通孔重叠，上述第4部分的整体与上述第3贯通孔重叠。该构成在设置于金属层具有2个以上贯通孔的情况下适合。
发明效果
如上所述，根据本发明，即使在平面线圈图案和贯通孔之间产生平面的偏移的情况下，也能够抑制天线特性的变化。
附图说明
图1是表示具备本发明的第1实施方式的天线装置10A的便携式无线设备100的构成的大致立体图。
图2是将天线装置10A的构成透视地表示的平面图。
图3是沿图2所示的A-A线的截面图。
图4是天线装置10A的部分放大图，是用于说明在平面线圈图案20流过电流的情况的功能的图。
图5是将第2实施方式的天线装置10B的构成透视地表示的平面图。
图6是将第3实施方式的天线装置10C的构成透视地表示的平面图。
图7是将第4实施方式的天线装置10D的构成透视地表示的平面图。
图8是将第5实施方式的天线装置10E的构成透视地表示的平面图。
图9是将第6实施方式的天线装置10F的构成透视地表示的平面图。
图10是将第7实施方式的天线装置10G的构成透视地表示的平面图。
图11是将第8的实施方式的天线装置10H的构成透视地表示的平面图。
图12是将第9的实施方式的天线装置10I的构成透视地表示的平面图。
附图标记说明
10A～10I 天线装置
20 平面线圈图案
20a 横断部
21、22 端子
31～33 贯通孔
41 第1部分
42 第2部分
43 第3部分
44 第4部分
50 基板
100 便携式无线设备
101、102 金属层
I1～I3 电流
SL 缝隙
磁通。
具体实施方式
以下、参照附图对本发明的几个实施方式进行详细说明。
<第1实施方式>
图1是表示具备本发明的第1实施方式的天线装置10A的便携式无线设备100的构成的大致立体图。
图1所示的便携式无线设备100例如是智能手机，由薄型的箱状框体构成。图1是从背面侧看便携式无线设备100的图，设置有显示器等的前面朝向下方。便携式无线设备100的框体由树脂和金属的组合构成，构成背面的大部分的区域由金属层102构成。另外，从金属层102看在长边方向(y方向)的一端侧设置有金属层101。
金属层101、102彼此构成相同的xy平面，隔着缝隙SL相对。缝隙SL在框体的背面在x方向上延伸，在框体的侧面在z方向上延伸。如上所述，框体的背面宽的范围由金属层101、102构成，主要是为了提高框体的机械的强度、电磁屏蔽特性、外观性等。
在金属层101设置有外周为四边形的贯通孔31。贯通孔31是用于配置照相机的透镜、闪光灯、指纹认证装置等的部分，贯通金属层101而设置。贯通孔31的外周是闭合的，所以，贯通孔31的外周和金属层101的外周不相连。在本实施方式中，贯通孔31的外周是在x方向和y方向上延伸的四边形。
便携式无线设备100内置有螺旋状的平面线圈图案20。平面线圈图案20以一部分与贯通孔31重叠的方式覆盖于金属层101。此外，在贯通孔31配置照相机的透镜、闪光灯、指纹认证装置等的情况下，平面线圈图案20覆盖上述照相机的透镜、闪光灯、指纹认证装置等地配置，因此，实际上无法从外部目视确认平面线圈图案20。
而且，平面线圈图案20和覆盖其的金属层101构成本实施方式的天线装置10A。平面线圈图案20与内置在便携式无线设备100的未图示的RF电路连接。由此，本实施方式的天线装置10A例如能够用于以13.56MHz的频率进行发送接收的近距离无线通信。
图2是将天线装置10A的构成透视地表示的平面图。另外，图3是沿图2所示的A-A线的截面图。
在本实施方式中，平面线圈图案20的平面形状是以x方向为长边方向的矩形，其匝数例如是4匝。所以构成平面线圈图案20的导体图案包括在x方向上延伸的第1和第2部分41、42和在y方向上延伸的第3和第4部分43、44，在x方向上延伸的第1和第2部分41、42的一方比在y方向上延伸的第3和第4部分43、44长。图2所示的端子21、22是与未图示的RF电路连接的端子。其中，端子21与平面线圈图案20的外周端连接，端子22经由将导体图案横切的横断部20a与平面线圈图案20的内周端连接。如图3所示，平面线圈图案20形成在由PET树脂等形成的单一基板50上，将导体图案横切的横断部20a例如形成在基板50的背面。
如图2所示，设置在金属层101的贯通孔31具有x方向上的宽度比平面线圈图案20的x方向上的长度短且y方向上的宽度比平面线圈图案20的y方向上的长度长的形状。而且，贯通孔31设置在与平面线圈图案20的第1部分41的大致中央部和第2部分42的大致中央部重叠的位置。由此，平面线圈图案20的内径区域的一部分不被金属层101覆盖，在贯通孔31露出。另外，平面线圈图案20的第1和第2部分41、42均一部分与金属层101重叠，且剩余的部分与贯通孔31重叠。并且，平面线圈图案20的第3和第4部分43、44均全部与金属层101重叠。
图4是天线装置10A的部分放大图，是用于说明在平面线圈图案20流过电流的情况的功能的图。
如图4所示，在平面线圈图案20流过逆时针(向左旋转)的电流I1的情况下，由此产生的磁通(参照图3)从平面线圈图案20的内径区域中的不被金属层101覆盖的部分、即与贯通孔31重叠的部分放出到外部，一边大幅迂回于金属层101一边绕金属层101旋转。由此，不被金属层101遮蔽而磁通放出到外部，并且通过迂回，磁通的到达范围变大。其结果是：能够扩大通信距离，并且，能够扩展指向性。
另一方面，在金属层101中在抵消磁通的方向上流过电流。具体来说，在由平面线圈图案20包围的内径区域，流过图4所示的电流I2，在平面线圈图案20的外侧的区域，流过图4所示的电流I3。其中，电流I2作为用于产生与通过贯通孔31的磁通相同方向的磁通(参照图3)的加速器，能够进一步扩大通信距离。
而且，在本实施方式中，在y方向上横断平面线圈图案20的x方向上的大致中央部的位置设置有贯通孔31。因此，在平面线圈图案20和贯通孔31之间产生平面的(xy方向上的)位置偏移的情况下，平面线圈图案20的内径区域和贯通孔31的重叠几乎不发生变动，所以，能够抑制天线特性的变化。所以，将本实施方式的天线装置10A用作近距离无线通信用的天线时，能够降低因制造偏差导致的通信距离的偏差。
<第2实施方式>
图5是将第2实施方式的天线装置10B的构成透视地表示的平面图。
第2实施方式的天线装置10B在贯通孔31的平面形状为圆形这方面，与第1实施方式的天线装置10A不同。其它的构成基本上与第1实施方式的天线装置10A相同，所以，对相同的要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。在贯通孔31的外周为圆形的情况下，在平面线圈图案20和贯通孔31之间产生y方向的偏移时，平面线圈图案20的内径区域和贯通孔31的重叠量稍微变化，其变化较少，所以，能够获得与第1实施方式的天线装置10A大致相同的效果。
<第3实施方式>
图6是将第3实施方式的天线装置10C的构成透视地表示的平面图。
第3实施方式的天线装置10C在设置有2个贯通孔32、33方面，与第1实施方式的天线装置10A不同。其它的构成基本上与第1实施方式的天线装置10A相同，所以，对相同的要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。
贯通孔32、33均具有在x方向上的宽度比平面线圈图案20的x方向上的长度短且在y方向上的宽度比平面线圈图案20的y方向上的长度长的形状。而且，贯通孔32、33设置在分别与平面线圈图案20的第1和第2部分41、42的各自中央部左侧和中央部右侧重叠的位置。由此，平面线圈图案20的第1和第2部分41、42均一部分与金属层101重叠且剩余的部分与贯通孔32、33重叠。另外，平面线圈图案20的第3和第4部分43、44均全部与金属层101重叠。
在这样的构成中，几乎不产生因平面的偏移导致的平面线圈图案20的内径区域和贯通孔32、33的重叠量的变动，所以，能够获得与第1实施方式的天线装置10A相同的效果。本实施方式适合于照相机的透镜、闪光灯、指纹认证装置等所需要的贯通孔存在2个且在该x方向上距离较近的情况。
<第4实施方式>
图7是将第4实施方式的天线装置10D的构成透视地表示的平面图。
第4实施方式的天线装置10D除了贯通孔32、33的位置不同之外，其它与第3实施方式的天线装置10C相同。所以、对相同的要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。
在本实施方式中，贯通孔32设置在与平面线圈图案20的第3部分43重叠的位置，贯通孔33设置在与平面线圈图案20的第4部分44重叠位置。由此，平面线圈图案20的第1和第2部分41、42均一部分与金属层101重叠且剩余的部分与贯通孔32、33重叠。另外，平面线圈图案20的第3和第4部分43、44全部各自与贯通孔32、33重叠。
在这样的构成的情况下，当产生x方向上的偏移时，平面线圈图案20的内径区域和贯通孔32、33的重叠量发生变动，其变动成为互补。即，因x方向上的偏移而平面线圈图案20的内径区域和贯通孔32的重叠量减少时，平面线圈图案20的内径区域和贯通孔33的重叠量增加。反之亦然。所以、因几乎不产生因平面的位置偏移导致的平面线圈图案20的内径区域和贯通孔32、33的整体的重叠量的变动，所以能够获得与第3实施方式的天线装置10C相同的效果。本实施方式适合于照相机的透镜、闪光灯、指纹认证装置等所需要的贯通孔存在2个且在该x方向上距离远离的情况。
<第5实施方式>
图8是将第5实施方式的天线装置10E的构成透视地表示的平面图。
第5实施方式的天线装置10E除贯通孔32、33的尺寸彼此不同之外，与第3实施方式的天线装置10C相同。所以、对相同的要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。如上所述，即使在贯通孔32、33的尺寸彼此不同的情况下，也能够获得与第3实施方式的天线装置10C相同的效果。本实施方式适合于照相机的透镜、闪光灯、指纹认证装置等所需要的贯通孔存在2个且该尺寸彼此不同的情况。
<第6实施方式>
图9是将第6实施方式的天线装置10F的构成透视地表示的平面图。
第6实施方式的天线装置10F除贯通孔32、33的形状不同之外，与第3实施方式的天线装置10C相同。所以，对相同的要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。本例中，贯通孔32的平面形状是四边形，贯通孔33的平面形状是圆形。如上所述，即使在贯通孔32、33的平面形状彼此不同的情况下，也能够获得与第3实施方式的天线装置10C大致相同的效果。本实施方式适合于照相机的透镜、闪光灯、指纹认证装置等所需要的贯通孔存在2个且该平面形状彼此不同的情况。
<第7实施方式>
图10是将第7实施方式的天线装置10G的构成透视地表示的平面图。
第7实施方式的天线装置10G除贯通孔32、33的位置不同之外，与第4实施方式的天线装置10D相同。所以、对相同的要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。
在本实施方式中，贯通孔32设置在平面线圈图案20的第1和第3部分41、43重叠的角部，贯通孔33设置在平面线圈图案20的第2和第4部分42、44重叠的角部。由此，平面线圈图案20的第1和第2部分41、42均一部分与金属层101重叠且剩余的部分分别与贯通孔32、33重叠。另外，平面线圈图案20的第3和第4部分43、44均一部分与金属层101重叠且剩余的部分与各自与贯通孔32、33重叠。
在这样的构成的情况下，产生平面的偏移使，平面线圈图案20的内径区域和贯通孔32、33的重叠量发生变动，其变动成为互补。即，当因x方向或者y方向上的偏移而平面线圈图案20的内径区域和贯通孔32的重叠量减少时，平面线圈图案20的内径区域和贯通孔33的重叠量增加。反之亦然。所以，因几乎不产生平面位置偏移导致的平面线圈图案20的内径区域和贯通孔32、33的整体的重叠量的变动，所以，能够获得与第4实施方式的天线装置10D相同的效果。本实施方式适合于照相机的透镜、闪光灯、指纹认证装置等所需要的贯通孔存在2个且该y方向上的位置不同的情况。
<第8实施方式>
图11是将第8实施方式的天线装置10H的构成透视地表示的平面图。
第8实施方式的天线装置10H在设置有3个贯通孔31～33这方面，与第1和第3实施方式的天线装置10A、10C不同。其它的构成基本上与第1和第3实施方式的天线装置10A、10C相同，所以，对相同的要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。
在本实施方式中，贯通孔31～33均设置在与平面线圈图案20的第1和第2部分41、42重叠的位置，平面线圈图案20的第3和第4部分43、44全部被金属层101覆盖。
在这样的构成中，因几乎不产生平面的偏移导致的平面线圈图案20的内径区域和贯通孔31～33的重叠量的变动，所以能够获得与第1和第3实施方式的天线装置10A、10C相同的效果。本实施方式适合于照相机的透镜、闪光灯、指纹认证装置等所需要的贯通孔存在3个且该x方向上的距离近的情况。
<第9实施方式>
图12是将第9实施方式的天线装置10I的构成透视地表示的平面图。
第9实施方式的天线装置10I在设置有3个贯通孔31～33这方面，与第1和第4实施方式的天线装置10A、10D不同。其它的构成基本上与第1和第4实施方式的天线装置10A、10D相同，所以，对相同的要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。
在本实施方式中，贯通孔31～33均设置在与平面线圈图案20的第1和第2部分41、42重叠的位置，平面线圈图案20的第3和第4部分43、44的整体各自与贯通孔32、33重叠。
在这样的构成中，因几乎不产生平面的位置偏移导致的平面线圈图案20的内径区域和贯通孔31～33的重叠量的变动，所以能够获得与第1和第4实施方式的天线装置10A、10D相同的效果。本实施方式适合于照相机的透镜、闪光灯、指纹认证装置等所需要的贯通孔存在3个且其x方向上距离稍微远离的情况。
以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述实施昂视，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更，它们当然也包含于本发明的范围内。
例如平面线圈图案20的形状不限于上述各实施方式所示的形状，可以为六边形、八边形等的多边形形状，可以为椭圆形。另外，构成平面线圈图案20的导体图案的匝数无特别限定。
Claims (14)
1.一种天线装置，其特征在于：
具备：
包含相对的第1和第2部分及相对的第3和第4部分的平面线圈图案；和
具有至少一个贯通孔的金属层，
所述平面线圈图案的所述第1和第2部分均以一部分与所述金属层重叠、且剩余的部分与所述贯通孔重叠的方式形成，
所述平面线圈图案的所述第3和第4部分均以一部分或者全部与所述金属层或者所述贯通孔重叠的方式形成。
2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：
所述贯通孔包括与所述第1和第2部分的所述一部分重叠的第1贯通孔。
3.如权利要求2所述的天线装置，其特征在于：
所述第3和第4部分的整体与所述金属层重叠。
4.如权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于：
所述贯通孔包含至少与所述第1和第3部分重叠的第2贯通孔和至少与所述第2和第4部分重叠的第3贯通孔。
5.如权利要求4所述的天线装置，其特征在于：
所述第3部分的整体与所述第2贯通孔重叠，所述第4部分的整体与所述第3贯通孔重叠。
6.一种便携式无线设备，其特征在于，包括：
权利要求1至5中任一项所述的天线装置。
7.如权利要求6所述的便携式无线设备，其特征在于：
所述金属层构成框体的一部分。
8.一种天线装置，其特征在于：
具备：
包围内径区域的线圈图案，所述线圈图案具有在第1方向上延伸的第1和第2部分、以及在与所述第1方向交叉的第2方向上延伸的第3和第4部分，所述内径区域在所述第2方向上介于所述第1和第2部分之间并且在所述第1方向上介于所述第3和第4部分之间，所述第1和第2部分的各个长于所述第3和第4部分的各个；以及
覆盖所述线圈图案的金属层，所述金属层具有与所述第1部分的一部分、所述第2部分的一部分、以及所述内径区域的一部分重叠且不与所述第3部分重叠的第1孔。
9.如权利要求8所述的天线装置，其特征在于：
所述金属层覆盖所述第3和第4部分。
10.如权利要求9所述的天线装置，其特征在于：
所述金属层进一步具有与所述第1部分的另一部分、所述第2部分的另一部分、以及所述内径区域的另一部分重叠的第2孔。
11.如权利要求10所述的天线装置，其特征在于：
所述第1孔和所述第2孔在尺寸上互相不同。
12.如权利要求10所述的天线装置，其特征在于：
所述第1孔和所述第2孔在形状上互相不同。
13.如权利要求9所述的天线装置，其特征在于：
所述第1孔进一步与所述第4部分重叠。
14.如权利要求13所述的天线装置，其特征在于：
所述金属层进一步具有与所述第1部分的另一部分、所述第2部分的另一部分、所述第3部分、以及所述内径区域的另一部分重叠的第2孔。
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