CN107546466A - 天线装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天线装置，其能够不阻碍光学读取装置等的光的透过而抑制向后方放射电波。该天线装置包括接地板、多个放射元件及导电部件。所述接地板在大致中心部设置有开口部。所述多个放射元件的各个放射元件分别配置在所述开口部的周边。所述导电部件与所述接地板电气连接地配置在所述开口部上，并不阻碍从所述开口部透过光。

Description

天线装置
本申请主张申请日为2016年06月24日、申请号为JP2016-125078的日本申请为优先权，并引用上述申请的内容，优先权的内容视为全部记载在本申请中。
技术领域
本发明的实施例涉及一种天线装置。
背景技术
目前，有使用附加在商品上的条形码、二维代码等码符号进行商品登记或库存管理的系统。在该系统中，使用光学地读取码符号的光学读取装置。
另一方面，近年来，使用安装在商品上的无线标签进行商品登记或库存管理的系统也已被实际应用。在该系统中，使用通过无线通信读取无线标签的信息的无线标签阅读器。
此外，也考虑有兼用码符号和无线标签进行商品登记或库存管理的系统。不过，在该系统中，由于安装有码符号的商品和安装有无线标签的商品进行混在一起，所以操作员需要分别使用光学读取装置和无线标签阅读器。例如，关于安装有码符号的商品，操作员将码符号对准光学读取装置的前面。关于安装有无线标签的商品使无线标签移动到无线标签阅读器的读取范围。
这样，操作员的动作根据商品而不同的情况非常繁琐。因而，提案有具有为不妨碍光学读取装置的读取的构造的天线装置的无线标签阅读器，以使能用相同动作进行码符号的读取和无线标签的读取。
作为另一例，诸如考虑有在四个元件配置成矩形的无线标签读取用的天线的基板的中央部分设置有矩形的开口部，使得光学读取装置从该开口部进行读取这样的天线装置。根据这样的构造，天线不阻碍光学读取装置的读取。
不过，上述的构造的天线装置，由于在成为地线的基板上设置开口部，所以FB比(Front to Back ratio：前后比)较差。其结果，向天线后方放射电波变强，变得易于受设置在天线后方的部件的影响。
发明内容
鉴于上述问题，本发明所要解决的技术问题是，提供一种无线标签通信装置用的天线装置，其能够不阻碍光学读取装置等的光的透过而抑制向后方放射电波。
为解决上述问题，本发明的一实施例，提供了一种天线装置，包括：接地板、多个放射元件及导电部件。所述接地板在大致中心部设置有开口部。所述多个放射元件配置在所述开口部的周边。所述导电部件与所述接地板电气连接地配置在所述开口部上，并不阻碍从所述开口部透过光。
根据这样的构成，能够不阻碍光学读取装置等的光的透过而抑制向后方放射电波。
对于天线装置，在一种可能的实施方式中，所述导电部件是透明导电膜。
根据这样的构成，能够抑制天线装置向天线后方放射电波。
对于天线装置，在一种可能的实施方式中，所述导电部件是格子状的导体。
根据这样的构成，能够更好地抑制天线装置向天线后方放射电波。
本发明的另一实施例，提供一种天线装置，是与对能够光学地读取的码符号进行读取的光学读取装置组装而使用的、与无线标签进行通信并读取所述无线标签所存储的信息的无线标签通信装置的天线装置，该天线装置包括：接地板，在中心部设置有开口部；支撑机构，以在与所述接地板的板面垂直的方向上配置所述光学读取装置的光轴的状态支撑所述光学读取装置；多个放射元件，各个放射元件分别配置在所述开口部的周边的所述光学读取装置的读取范围之外；以及导电部件，与所述接地板电气连接地配置在所述开口部上，并不阻碍所述光学读取装置的读取。
根据这样的构成，能够不阻碍光学读取装置等的光的透过而抑制向后方放射电波。
对于天线装置，在一种可能的实施方式中，所述导电部件是透明导电膜。
根据这样的构成，能够抑制天线装置向天线后方放射电波。
对于天线装置，在一种可能的实施方式中，所述导电部件是格子状的导体。
根据这样的构成，能够更好地抑制天线装置向天线后方放射电波。
对于天线装置，在一种可能的实施方式中，所述放射元件是对与所述接地板平行的板状的导体的一端进行折弯，将已折弯处的端部与所述接地板的接地层进行连接，并在从所述折弯处向顶端方向错开规定距离的位置设置有供电线的倒F型天线构造，所述倒F型天线构造的所述放射元件以在所述开口部的周边包围所述开口部的状态被配置。
根据这样的构成，通过设置这样的倒F型天线构造，能够提高天线装置的可靠性及稳定性。
对于天线装置，在一种可能的实施方式中，所述支撑机构以所述光学读取装置的光轴配置在所述接地板的开口部的中心的状态支撑所述光学读取装置。
根据这样的构成，能够适用不同形状的开口部。
对于天线装置，在一种可能的实施方式中，所述导电部件与所述接地板电气连接地配置在所述开口部的整个周边部上，并不阻碍所述光学读取装置的读取。
根据这样的构成，能够更好地抑制天线装置向天线后方放射电波。
对于天线装置，在一种可能的实施方式中，所述放射元件是环形状的导体。
根据这样的构成，能够以放射元件的结构简单化且装配方便的方式提高天线装置的可靠性及稳定性。
附图说明
下面，参照附图对本发明所涉及的天线装置进行说明。当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：
图1是表示使用了第一实施例所涉及的天线装置的系统的构成例的图；
图2是表示第一实施例所涉及的天线装置和光学读取装置的组装状态的截面图；
图3是第一实施例所涉及的天线装置的立体图；
图4是第一实施例所涉及的天线装置的平面图；
图5示出第一实施例所涉及的天线装置的一个放射元件的构造，其中，图5(A)是一个放射元件的立体图、图5(B)是一个放射元件的平面图、图5(C)是图5(B)的VC-VC线截面图；
图6是示出第一实施例所涉及的天线装置的特性、其中，图6(A)是表示通过电磁仿真计算出的定向性的特性图、图6(B)是表示FB比的图；
图7是第二实施例所涉及的导电部件中使用了格子状导体的天线装置的平面图；以及
图8是第三实施例所涉及的放射元件中使用了环状的导体的天线装置。
附图标记说明
100 天线装置 101 放射元件
101a 导体 101b 折弯部
102 基板 102a 第一板面
102b 第二板面 102c 使绝缘层露出的部分
102d 贯通孔 103 供电线
104 开口部 104b 开口部
105 导电部件 200 无线标签通信装置
300 无线标签 400 光学读取装置
401 光轴 402 读取范围
403 固定板 404 螺栓
405 螺母 406 分隔件
407 固定螺钉 408 螺母
410 支撑机构 411 组装单元
421 格子状导体 500 码符号
600 控制装置 1001 天线装置
1002 天线装置 1010 放射元件
d1 实线的特性曲线 d2 虚线的特性曲线
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
下面，参照图1至图6，对第一实施例进行说明。图1是表示使用本实施例所涉及的天线装置100的系统的构成例的图。图2是表示第一实施例所涉及的天线装置100和光学读取装置400的位置关系的图。
如图1所示，本实施例所涉及的天线装置100与无线标签通信装置200相连接。该无线标签通信装置200和光学读取装置400一起与控制装置600进行连接。无线标签通信装置200通过天线装置100以无线通信的方式读取无线标签300所存储的信息，并将已读取的信息发送给控制装置600。无线标签300也被称为IC标签、RFID(Radio FrequencyIDentification：射频识别)标签。光学读取装置400光学地读取条形码、QR代码(注册商标)等码符号500的信息，并将已读取的信息发送给控制装置600。此外，控制装置600向无线标签通信装置200、光学读取装置400发送读取开始等命令，进行基于无线标签装置200的无线标签300的读取、基于光学读取装置400的码符号500的读取。
本实施例所涉及的天线装置100，是在上述那样的构成的系统中与光学读取装置400组合而使用的无线标签通信装置200的天线装置100。
接着，对天线装置100进行详细地说明。图3示出天线装置100的立体图、图4示出天线装置100的平面图。天线装置100具有作为接地板的基板102、多个在本实施例中为四个的放射元件101及导电部件105。基板102诸如是树脂制或陶瓷制的矩形的基板。基板102具有表面一侧的第一板面102a、里面一侧的第二板面102b。基板102的大致中心部设置有矩形的开口部104。
四个放射元件101在基板102的第一板面102a上配置在开口部104的周边。四个放射元件101如图3所示那样以不遮挡开口部104的方式被配置。基板102的第一板面102a的大致整个区域是电位被设定为地电平的导电层(以下称为接地层)。在基板102的第二板面102b上构成有用于向放射元件101进行供电的供电部(未图示)。
接着，参照图5(A)至图5(C)，对放射元件101的构造进行说明。图5表示固定在基板102的第一板面102a上的天线装置100的一个放射元件101的构造的图。图5(A)是一个放射元件101的立体图、图5(B)是一个放射元件101的正面图、图5(C)是图5(B)的VC-VC线截面图。
一个放射元件101将与基板102平行的板状的导体101a的一端进行折弯，并将在这里所折弯的弯曲部101b的端部与第一板面102a的接地层连接。而且，导体101a的供电线103在从弯曲部101b的已折弯处向顶端方向错开规定距离的位置在图5(A)中向下延设。通过这样，一个放射元件101成形为被称为倒F天线的构造。通过这样，能够提高天线装置100的可靠性及稳定性。
在基板102的第一板面102a上，有在与供电线103对应的部分剥下诸如形成接地层的铜箔的一部分铜箔后使树脂或陶瓷等绝缘层露出的部分102c。在该部分102c中设置有贯通孔102d，并使供电线103贯通该贯通孔102d。供电线103不与第一板面102a的接地层连接，而贯通基板102。而且，供电线103与第二板面102b所形成的、通过诸如微波传输线(微带线)等供电图案形成的供电部连接。该供电部也可以安装有用于与无线标签通信装置200通过同轴电缆连接的连接器，从而构成从连接器向各供电线103分配电力的电路。此外，也可以是对应每个供电线103安装有用于连接同轴电缆的连接器的构成。通过这样，通过供电线103从供电部向放射元件101进行供电，放射元件101进行励磁并放射电磁波。
图2是表示第一实施例所涉及的天线装置100和光学读取装置400的组装状态的截面图。光学读取装置400诸如通过由螺栓404和螺母405构成的多个固定部被固定在固定板403上。此外，固定板403的光学读取装置400的安装面侧，竖直设置有多个诸如四根棒状的分隔件406。这些各个分隔件406的上下两端部分别突出设置有固定螺钉407。分隔件406的上端部一侧的固定螺钉407，通过基板102所形成的贯通孔延伸出到基板102的第一板面102a一侧(天线装置100的放射元件101的安装面一侧)。而且，通过向该固定螺钉407螺旋安装螺母408，从而分隔件406的上端部一侧被固定在基板102上。
此外，各分隔件406的下端部一侧的固定螺钉407，通过固定板403所形成的贯通孔延伸出到固定板403的图2中的下面侧。而且，通过向该固定螺钉407螺旋安装螺母408，从而分隔件406的下端部一侧被安装在固定板403上。因此，天线装置100和光学读取装置400之间的组装位置被固定。通过这样，形成有以在与天线装置100的基板102大致垂直的方向上配置光学读取装置400的光轴401的状态支撑光学读取装置400的支撑机构410。通过该支撑机构410形成有将天线装置100和光学读取装置400一体地进行了组装的组装单元411。
在这里，光学读取装置400的光轴401配置在基板102的开口部104的大致中心。通过这样，能够适用不同形状的开口部。该光学读取装置400的读取范围402在图2中以向上渐渐地扩展开的状态形成。在图2中，光学读取装置400的读取范围402以剖面线(影线)示出。而且，天线装置100的四个放射元件101被设置在光学读取装置400的读取范围402的范围外。另外，开口部404的形状不限定于方形(矩形)，也可以是圆形或非对称的形状。
接着，对导电部件105进行说明。在本实施例中，导电部件105具有导电性，并由层压有透光的透明导电膜(例如ITO(氧化铟锡)膜或银纳米线膜)的薄膜形成为矩形框状。而且，如图3和图4所示，该导电部件105以覆盖开口部104的整个周边部的方式被配置，并通过诸如焊接或导电胶带与第一板面102a的接地层电气连接。通过这样，能够更好地抑制天线装置向天线后方放射电波。另外，导电部件105也可以覆盖开口部104的一部分的方式被配置。此外，导电部件105，也可以与和第一板面102a的接地层通过通孔等电气连接的第二板面102b的接地层连接。通过这样，能够抑制天线装置100向天线后方放射电波。
接着，对上述构成的天线装置100的作用、效果进行说明。在本实施例的天线装置100中，以覆盖基板102的开口部104的整个周边部的方式配置有导电部件105。通过这样，能够抑制天线装置100向天线后方放射电波。
图6(A)和图6(B)是将以覆盖基板102的开口部104的整个周边部的方式设置有导电部件105时的本实施例的天线装置100和在基板102上未安装有导电部件105的比较例的天线装置(无导电部件105)进行了比较的结果的图。在这里，图6(A)是表示电磁仿真计算出的定向性的特性图。另外，在图6(A)中实线的特性曲线d1是本实施例的天线装置100(有导电部件105)的数据、在图6(A)中虚线的特性曲线d2是比较例的天线装置(无导电部件105)的数据。
此外，图6(B)示出有FB比(0度方向和180度方向的定向增益比)。在这里，在本实施例的天线装置100(有导电部件105)中，FB比是8.86dB，在比较例的天线装置(无导电部件105)中，FB比是5.35dB。
在本实施例的天线装置100中，通过以覆盖基板102的开口部104的整个周边部的方式配置导电部件105，如上述图6(A)和图6(B)所示那样使FB比提高，并能够抑制天线装置100向后方(180度方向)放射电波。因此，即使当在天线装置100的后方配置有光学读取装置400和固定光学读取装置400的部件等时，也不受到这些的影响，能够防止天线特性的变化。其结果，能够提供一种不阻碍光学读取装置400等的光的透过，而抑制天线装置100向后方放射电波的无线标签通信装置用天线装置。
另外，在本实施例中，虽然对象图3及图4所示那样将放射元件101配置有四个元件的天线装置100进行了说明，但是放射元件也可以配置有一个至3个元件或大于等于5个元件。
而且，在本实施例中，虽然将基板102的第一板面102a的大致整个区域作为了接地层，但是也可以在第一板面102a上不设置包含有接地层的导电层，而将导电部件105安装在基板102的第一板面102a的大致整个区域并作为接地层。
图7示出第二实施例。本实施例是将第一实施例(参照图1至图6)的天线装置100的构成如下那样进行了变更的变形例。本实施例的天线装置1001是使用了将导体配置成了格子状的格子状导体421替代第一实施例的导电部件105的天线装置。通过这样，能够更好地抑制天线装置100向天线后方放射电波。
在本实施例中，在基板102的大致中心部设置有与第一实施例的开口部104相比开口面积小的矩形的开口部104b。该开口部104b，至少形成为与光学读取装置400的读取范围402的范围相比开口面积变大的尺寸(大小)。
本实施例的格子状导体421以覆盖该基板102的开口部104b的整个周边部的方式被配置。通过这样，格子状导体421为不遮蔽光学读取装置400的读取范围402的形状。而且，格子状导体421通过焊接与第一板面102a的接地层电气连接。通过这样，本实施例的天线装置1001不阻碍光学读取装置400读取码符号500。
图8示出第三实施例。本实施例是将第一实施例(参照图1至图6)的天线装置100的构成如下那样进行了变更的变形例。本实施例的天线装置1002设置有使用了环形形状的导体的放射元件1010替代第一实施例的倒F天线构造的四个放射元件101的例子。该环形的放射元件1010与基板102的开口部104相比设置有较大的开口。通过这样，能够以放射元件1010的结构简单化且装配方便的方式提高天线装置1001的可靠性及稳定性。在本实施例中也以覆盖基板102的开口部104的整个周边部的方式配置有导电部件105。通过这样，能够抑制天线装置1002向天线后方放射电波。
根据这些的实施例，能够提供一种不阻碍光学读取装置等的光的透过而抑制了向后方放射电波的无线标签通信装置用天线装置。
虽然对本发明的几个实施例进行了说明，但是这些实施例是作为例子提出的，并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施例可以用其他的各种形式来实施，在不脱离发明要旨的范围内可以进行各种省略、替换、变更。这些实施例及其变形均被包含在发明的范围或要旨中，而且，包含在权利要求的范围所记载的发明和其均等的范围内。

Claims (10)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：
接地板，在中心部设置有开口部；
多个放射元件，各个放射元件分别配置在所述开口部的周边；以及
导电部件，与所述接地板电气连接地配置在所述开口部上，并不阻碍从所述开口部透过光。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，
所述导电部件是透明导电膜。
3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，
所述导电部件是格子状的导体。
4.一种天线装置，是与对能够光学地读取的码符号进行读取的光学读取装置组装而使用的、与无线标签进行通信并读取所述无线标签所存储的信息的无线标签通信装置的天线装置，该天线装置的特征在于，包括：
接地板，在中心部设置有开口部；
支撑机构，以在与所述接地板的板面垂直的方向上配置所述光学读取装置的光轴的状态支撑所述光学读取装置；
多个放射元件，各个放射元件分别配置在所述开口部的周边的所述光学读取装置的读取范围之外；以及
导电部件，与所述接地板电气连接地配置在所述开口部上，并不阻碍所述光学读取装置的读取。
5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，
所述导电部件是透明导电膜。
6.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，
所述导电部件是格子状的导体。
7.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，
所述放射元件是对与所述接地板平行的板状的导体的一端进行折弯，将已折弯处的端部与所述接地板的接地层进行连接，并在从所述折弯处向顶端方向错开规定距离的位置设置有供电线的倒F型天线构造，
所述倒F型天线构造的所述放射元件以在所述开口部的周边包围所述开口部的状态被配置。
8.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，
所述支撑机构以所述光学读取装置的光轴配置在所述接地板的开口部的中心的状态支撑所述光学读取装置。
9.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，
所述导电部件与所述接地板电气连接地配置在所述开口部的整个周边部上，并不阻碍所述光学读取装置的读取。
10.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，
所述放射元件是环形状的导体。
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