天線裝置及電子設(shè)備的制作方法
【專利摘要】天線裝置(101)具備天線線圈(31)、磁芯(39)及金屬構(gòu)件(2)。天線線圈(31)形成于撓性基材(33)。該天線線圈(31)卷繞成以卷繞中心部為線圈開口部的環(huán)狀或螺旋狀。磁芯(39)貫穿于撓性基材(33)的狹縫狀開口部。在金屬構(gòu)件(2)形成有矩形的開口(CA)，天線線圈(31)從金屬構(gòu)件(2)的開口(CA)露出。表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體(31A)位于比磁芯(39)靠開口(CA)側(cè)，因此，磁通與該表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體(31A)交鏈。
【專利說明】天線裝置及電子設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過電磁場信號與對象側(cè)設(shè)備進(jìn)行通信的RFID系統(tǒng)、近距離無線通信系統(tǒng)所使用的天線裝置及具備該天線裝置的電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在用途逐漸增多的RFID系統(tǒng)、近距離無線通信系統(tǒng)等進(jìn)行非接觸通信的系統(tǒng)中，為了在便攜電話等便攜電子設(shè)備彼此間或便攜電子設(shè)備與讀寫器之間進(jìn)行通信，在各設(shè)備上搭載通信用的天線。
[0003]這樣的非接觸通信用天線在安裝于金屬構(gòu)件的背面的情況下，磁場被金屬構(gòu)件遮蔽，因此，不能與相對于金屬構(gòu)件位于與天線相反側(cè)的讀寫器等進(jìn)行通信。
[0004]另一方面，在專利文獻(xiàn)I中公開有在金屬構(gòu)件的背面配置有天線線圈、在金屬構(gòu)件設(shè)有導(dǎo)體開口的天線裝置。
[0005]圖24(A)是具備專利文獻(xiàn)I的天線裝置的電子設(shè)備的背面圖。電子設(shè)備的背面是朝向作為通信對象側(cè)的讀寫器側(cè)天線的面。圖24(B)是所述背面?zhèn)鹊南虏靠蝮w的內(nèi)側(cè)的俯視圖。
[0006]如圖24(A)所示，在下部框體I的外表面形成有導(dǎo)體層22。導(dǎo)體層22例如是鋁等的金屬蒸鍍膜。在該導(dǎo)體層22形成有開口 CA，并且形成有將該開口 CA與外緣之間連接的狹縫SL。如圖24(B)所示，在下部框體I的內(nèi)表面，以與所述開口 CA部分重合的方式配置有天線線圈組件3。
[0007]另外，作為其他的例子，在專利文獻(xiàn)2中公開有將天線線圈配置于通信終端的端部、從通信終端的表背都能進(jìn)行通信的裝置。
[0008]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特許第4687832號公報
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本特許第4626413號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的課題
[0013]在專利文獻(xiàn)I所示的天線裝置中，由于需要在金屬構(gòu)件上設(shè)置狹縫，因此，不能應(yīng)用于具備簡單形狀的金屬構(gòu)件的情況。另外，在利用作為結(jié)構(gòu)件的金屬構(gòu)件的情況下，若與開口一起形成狹縫，則具備該天線裝置的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)上的強(qiáng)度可能受損。另外，在利用作為散熱件的金屬構(gòu)件的情況下，若與開口一起形成狹縫，則其散熱性可能降低。
[0014]另外，在專利文獻(xiàn)2公開的天線裝置的結(jié)構(gòu)中，存在將線圈配置于電子設(shè)備內(nèi)這方面的設(shè)計上的自由度降低這樣的問題。
[0015]因此，本發(fā)明的目的在于提供在將天線線圈配置于金屬構(gòu)件的背面的結(jié)構(gòu)中、減小金屬構(gòu)件所需的開口且能與隔著金屬構(gòu)件處于相反側(cè)的通信對象進(jìn)行穩(wěn)定的通信的天線裝置及具備該天線裝置的電子設(shè)備。
[0016]用于解決課題的手段
[0017]本發(fā)明的天線裝置具備天線線圈、磁芯及金屬構(gòu)件，其特征在于，
[0018]所述天線線圈將卷繞中心部作為線圈開口部，以沿著所述磁芯的方式卷繞成環(huán)狀或螺旋狀，
[0019]所述磁芯貫穿于所述線圈開口部，
[0020]所述金屬構(gòu)件具備開口，
[0021]所述天線線圈中的比所述磁芯接近所述金屬構(gòu)件的部分的一部分或全部從所述金屬構(gòu)件的開口露出。
[0022]本發(fā)明的電子設(shè)備具備所述天線裝置，將所述金屬構(gòu)件作為框體的一部分。
[0023]發(fā)明效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明，從金屬構(gòu)件的開口進(jìn)入的磁通與天線線圈有效地交鏈，與通信對象的天線裝置強(qiáng)耦合，因此，形成于金屬構(gòu)件的開口較小，也能與通信對象進(jìn)行穩(wěn)定的通信。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1 (A)是第I實施方式涉及的天線裝置101的俯視圖，圖1 (B)是圖1 (A)的X-X部分的剖視圖。
[0026]圖2 (A)是形成有天線線圈31的撓性基材33及磁芯39的俯視圖，圖2⑶是將磁芯39組合于撓性基材33的狀態(tài)的俯視圖。
[0027]圖3 (A)、圖3 (B)是作為相對于第I實施方式的天線裝置101的比較對象的兩個天線裝置的模型。圖3(C)是用于通過模擬求出第I實施方式的天線裝置101的特性的模型。
[0028]圖4是表示圖3(A)、圖3(B)、圖3(C)所示的各天線裝置的耦合系數(shù)的圖。
[0029]圖5 (A)是第2實施方式涉及的天線裝置102的俯視圖，圖5 (B)是圖5 (A)的X-X部分的剖視圖。
[0030]圖6是用于通過模擬求出第2實施方式的天線裝置102的特性的模型。
[0031]圖7是表示在圖6所示的模型中、使到表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A的外緣的距離L變化時的耦合系數(shù)的變化的圖。
[0032]圖8 (A)是第3實施方式涉及的天線裝置103X的俯視圖，圖8 (B)是圖8 (A)的X-X部分的剖視圖。
[0033]圖9(A)是第3實施方式涉及的另一天線裝置103Y的俯視圖，圖9 (B)是圖9(A)的X-X部分的剖視圖。
[0034]圖10(A)是作為相對于第3實施方式的天線裝置的比較例的天線裝置的模型，圖10 (B)、圖10(C)是用于通過模擬求出第3實施方式的天線裝置的特性的模型。
[0035]圖11是表示圖10(A)、圖10 (B)、圖10(C)所示的各模型的耦合系數(shù)的圖。
[0036]圖12(A)是第4實施方式涉及的天線裝置104的俯視圖，圖12(B)是圖12(A)的X-X部分的剖視圖。
[0037]圖13(A)是作為相對于第4實施方式的天線裝置的比較例的天線裝置的模型，圖13 (B)、圖13(C)是用于通過模擬求出第4實施方式的天線裝置的特性的模型。
[0038]圖14是表示圖13(A)、圖13 (B)、圖13(C)所示的各模型的耦合系數(shù)的圖。[0039]圖15(A)是第5實施方式涉及的天線裝置105的俯視圖，圖15(B)是圖15(A)的X-X部分的剖視圖。
[0040]圖16(A)是第6實施方式的天線裝置106的俯視圖，圖16⑶是圖16(A)的X-X部分的剖視圖。
[0041]圖17是第7實施方式的天線裝置107的俯視圖。
[0042]圖18是第8實施方式的天線裝置108A的俯視圖。
[0043]圖19是第8實施方式的另一天線裝置108B的俯視圖。
[0044]圖20是第9實施方式的設(shè)于電子設(shè)備的天線裝置部分的剖視圖。 [0045]圖21是第9實施方式的設(shè)于電子設(shè)備的另一天線裝置部分的剖視圖。
[0046]圖22是第10實施方式的設(shè)于電子設(shè)備的天線裝置部分的剖視圖。
[0047]圖23是第11實施方式的設(shè)于電子設(shè)備的天線裝置部分的剖視圖。
[0048]圖24(A)是具備專利文獻(xiàn)I的天線裝置的電子設(shè)備的背面圖。圖24(B)是該電子設(shè)備的背面?zhèn)鹊南虏靠蝮w的內(nèi)側(cè)的俯視圖。
【具體實施方式】
[0049]《第I實施方式》
[0050]參照圖1~圖4說明第I實施方式涉及的天線裝置101。
[0051]圖1 (A)是第I實施方式涉及的天線裝置101的俯視圖，圖1 (B)是圖1 (A)的X-X部分的剖視圖。在圖1(A)、圖1(B)中僅表示主要部分的結(jié)構(gòu)。
[0052]圖2 (A)是形成有天線線圈31的撓性基材33及磁芯39的俯視圖，圖2⑶是將磁芯39組合于撓性基材33的狀態(tài)下的俯視圖。
[0053]該天線裝置101具備天線線圈31、磁芯39及金屬構(gòu)件2。天線線圈31形成于撓性基材33。該天線線圈31將卷繞中心部作為線圈開口部，以沿著磁芯39的方式卷繞成環(huán)狀或螺旋狀，兩端作為連接部32而被取出。
[0054]如圖2(A)所示，在撓性基材33的線圈開口部內(nèi)形成有狹縫狀開口部34。磁芯39貫穿于狹縫狀開口部34。
[0055]如圖1(A)、圖1(B)所示，在金屬構(gòu)件2形成有矩形的開口 CA，天線線圈31從金屬構(gòu)件2的開口 CA露出。在該例中，為了能從開口 CA看見天線線圈31的主要部分整體，將天線線圈31與金屬構(gòu)件2的開口 CA接近地配置。另外，磁芯39的外形沿著金屬構(gòu)件2的開口 CA的內(nèi)周。
[0056]所述撓性基材33例如為聚酰亞胺薄膜，天線線圈31例如為將銅箔圖案化而成。磁芯39例如是成形為片狀的鐵氧體。另外，所述金屬構(gòu)件2例如是鋁板，是電子設(shè)備的框體的一部分、散熱用的框架等。
[0057]天線線圈31具備比磁芯39接近金屬構(gòu)件2的開口 CA的表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A和相對于磁芯39位于金屬構(gòu)件2的開口 CA的相反側(cè)的背面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31B。而且，表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A和背面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31B以俯視下彼此不重合的方式卷繞。
[0058]在圖1(B)中，虛線箭頭(pa、(pi表示從作為通信對象的讀寫器的天線發(fā)出的磁通。表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A位于比磁芯39靠開口 CA側(cè)，因此，磁通(pa與該表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A交鏈。另一方面，背面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31B位于磁芯39的背面?zhèn)?，因此，磁通?不與該背面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31B交鏈。因此，磁通(pa、φ?雙方的耦合不抵消，天線線圈31與作為通信對象的讀寫器的天線進(jìn)行磁場耦合。
[0059]在所述天線線圈31的連接部32，通過抵接等方法電連接有例如從電子設(shè)備內(nèi)的電路基板突設(shè)的連接用銷。
[0060]在電路基板側(cè)具備與所述連接部32并聯(lián)連接的電容器。而且，利用由天線線圈31及磁芯39確定的電感和所述電容器的電容來確定共振頻率。例如，在利用中心頻率
13.56MHz的HF帶的情況下，將所述共振頻率確定為13.56MHz。但是，將天線線圈31及磁芯39與金屬構(gòu)件2不接近的狀態(tài)下的共振頻率預(yù)先設(shè)定為比利用頻帶的中心頻率低。若使天線線圈31與金屬構(gòu)件2接近，則天線線圈31的電感值變小，因此，天線裝置101的共振頻率上升。因此，在將天線裝置101組入電子設(shè)備內(nèi)的狀態(tài)下，設(shè)計為使該天線裝置101的共振頻率與利用頻帶的中心頻率大致一致即可。
[0061]圖3(C)是用于通過模擬求出第I實施方式的天線裝置101的特性的模型。但是，各部分的尺寸比例與圖1、圖2所示的例子不同。圖3(A)、圖3(B)是作為比較對象的兩個天線裝置的模型。圖3(B)是在形成有平面狀且為螺旋狀的天線線圈的撓性基材的背面配置磁芯的模型。圖3 (A)是具備圖3(B)所示類型的天線線圈及磁芯、且在金屬構(gòu)件2未形成開口 CA的模型。
[0062]所述模型的各部分的尺寸如下。
[0063]開口CA 的尺寸:25.9mm X 20.1mm
[0064]天線線圈的形成區(qū)域的寬度:2.9mm
[0065]天線線圈的匝數(shù):6匝
[0066]天線線圈的導(dǎo)體圖案的間距:
[0067]0.5mm(線寬 0.4mm、線間隔 0.1mm)
[0068]天線線圈的外形尺寸:25.5mmX 19.7mm
[0069]磁芯的外形尺寸:25.5mmX 19.7mm
[0070]天線線圈與金屬構(gòu)件的厚度方向的間隔:0.1mm
[0071]圖4是表示圖3(A)、圖3(B)、圖3(C)所示的各天線裝置的耦合系數(shù)的圖。圖4中的“A”是圖3(A)所示的天線裝置的耦合系數(shù)，“B”是圖3(B)所示的天線裝置的耦合系數(shù)，“C”是圖3(C)所示的本發(fā)明的第I實施方式涉及的天線裝置的耦合系數(shù)。通信對象的天線裝置由直徑70mm、線圈的阻數(shù)4阻、線圈的線寬1.5mm、線間隔0.3mm的天線線圈構(gòu)成,從下述位置求出耦合系數(shù)的最大值，該位置在垂直方向上離開金屬構(gòu)件22.5mm、且使金屬構(gòu)件2與通信對象的天線裝置的天線線圈平行。
[0072]若在金屬構(gòu)件2未形成開口 CA，則如圖4中的“A”所示，完全不耦合。在圖3(B)所示的比較對象的天線裝置中，由于將螺旋狀的天線線圈整體配置于磁芯的表面，因此，即使在金屬構(gòu)件2形成有開口 CA，·由于磁通在天線線圈的各部交鏈，因此，耦合抵消。即，相當(dāng)于圖1(B)的磁通φ(?、(pi的磁通均與天線線圈交鏈，因此，耦合抵消。因此，如圖4中的“B”所示，不能獲得較高的耦合系數(shù)。與此相對，根據(jù)本發(fā)明的第I實施方式涉及的天線裝置，如圖4中的“C”所示，能獲得比圖3(B)所示的比較對象的天線裝置高的耦合系數(shù)。
[0073]《第2實施方式》
[0074]參照圖5~圖7說明第2實施方式涉及的天線裝置102。[0075]圖5 (A)是第2實施方式涉及的天線裝置102的俯視圖，圖5⑶是圖5 (A)的X-X部分的剖視圖。但是，在圖5(A)、圖5(B)中，僅表示主要部分的結(jié)構(gòu)。
[0076]該天線裝置102具備天線線圈31、磁芯39及金屬構(gòu)件2。天線線圈31形成于撓性基材33。該天線線圈31卷繞成將卷繞中心部作為線圈開口部的環(huán)狀或螺旋狀。
[0077]天線線圈31、磁芯39及金屬構(gòu)件2的結(jié)構(gòu)與在第I實施方式所示的結(jié)構(gòu)相同。不同的是天線線圈31及磁芯39相對于金屬構(gòu)件2的開口 CA的位置。在第2實施方式中，天線線圈31及磁芯39整體向使天線線圈31中的表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A接近開口 CA的中央的方向偏移(移動)。即，從金屬構(gòu)件2的開口 CA的邊緣到表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A的外緣的距離L成為在一定程度上較大的值。另外，天線線圈31中的背面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31B在俯視下從開口 CA突出。即，背面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31B在俯視下被金屬構(gòu)件2隱蔽。
[0078]圖6是用于通過模擬求出第2實施方式的天線裝置102的特性的模型。但是，各部分的尺寸比例與圖5所示的例子不同。
[0079]圖7是表示在圖6所示的模型中、使到表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A的外緣的距離L發(fā)生變化時的耦合系數(shù)的變化的圖。求出耦合系數(shù)的條件與第I實施方式的情況相同。在圖7中，A?I與所述距離L的關(guān)系如下。
[0080]A:L = Omm
[0081]B:L = Imm
[0082]C:L = 2mm
[0083]D:L = 3mm
[0084]E:L = 4mm
[0085]F:L = 5mm
[0086]G:L = 6mm
[0087]H:L = 7mm
[0088]I:L = 8mm
[0089]在此，L = 7mm的狀態(tài)是表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A的內(nèi)緣位于開口 CA的中央的狀態(tài)。另外，L = 8mm的狀態(tài)是表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A位于開口 CA的中央的狀態(tài)。
[0090]由圖7明確可知，表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A越接近金屬構(gòu)件2的開口 CA的中央，耦合系數(shù)越高。但是，當(dāng)表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A的內(nèi)緣超過開口 CA的中央(圖7中的I的狀態(tài))時，耦合系數(shù)存在降低的傾向。這是由于:表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A越遠(yuǎn)離金屬構(gòu)件2，因磁通
與金屬構(gòu)件2沖突而阻礙磁通φ3.與表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31Α交鏈的影響越少。由此可知,磁通與表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31Α的交鏈對與通信對象的天線的耦合有效，以及通過將表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31Α配置于開口 CA的中央，能抑制金屬構(gòu)件2的存在帶來的影響，獲得較高的耦合系數(shù)。
[0091]《第3實施方式》
[0092]參照圖8?圖11說明第3實施方式涉及的天線裝置。
[0093]圖8 (A)是第3實施方式涉及的天線裝置103Χ的俯視圖，圖8 (B)是圖8 (A)的X-X部分的剖視圖。圖9(A)是第3實施方式涉及的另一天線裝置103Υ的俯視圖，圖9(B)是圖9(A)的X-X部分的剖視圖。
[0094]圖8(A)、圖8(B)所示的天線裝置103Χ與圖5所示的天線裝置102不同的是磁芯39的形狀。在第3實施方式中，在從天線線圈中的比磁芯39接近金屬構(gòu)件2的部分(表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A)的外緣到金屬構(gòu)件2的開口 CA的內(nèi)緣的區(qū)域也延伸有磁芯39。
[0095]圖9 (A)、圖9 (B)所示的天線裝置103Y以在俯視下將天線線圈31及磁芯39收納于金屬構(gòu)件2的開口 CA的內(nèi)部的方式形成天線線圈31及磁芯39。
[0096]圖10(B)、圖10(C)是用于通過模擬求出第3實施方式的天線裝置的特性的模型。但是，各部分的尺寸比例與圖5所示的例子不同。圖10(A)是作為比較例的天線裝置的模型，是在第2實施方式中圖6所示的天線裝置。圖10(B)是圖8所示的天線裝置的模型，在圖10(A)所示的模型中，磁芯39如前述那樣延伸。圖10(C)是圖9所示的天線裝置的模型。
[0097]圖11是表示圖10(A)、圖10 (B)、圖10(C)所示的各模型的耦合系數(shù)的圖。求出耦合系數(shù)的條件與第I實施方式的情況相同。
[0098]對圖11中的“A”和“B”進(jìn)行比較明確可知，通過一直到金屬構(gòu)件2的開口 CA的內(nèi)緣的區(qū)域都延伸有磁芯39，耦合系數(shù)進(jìn)一步提高。另外，通過對圖11中的“B”和“C”進(jìn)行比較明確可知，背面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31B在開口 CA內(nèi)露出時，耦合系數(shù)稍微降低，但與圖10(A)所示的類型相比，仍能獲得較高的耦合系數(shù)。
[0099]《第4實施方式》
[0100]參照圖12?圖14說明第4實施方式涉及的天線裝置。
[0101]圖12(A)是第4實施方式涉及的天線裝置104的俯視圖，圖12⑶是圖12(A)的X-X部分的剖視圖。
[0102]圖12(A)、圖12⑶所示的天線裝置104與圖9所示的天線裝置103Y不同的是天線線圈31及磁芯39的尺寸。在圖9所示的天線裝置103Y中，天線線圈31整體在金屬構(gòu)件2的開口 CA的內(nèi)部露出，但在圖12所示的天線裝置104中，天線線圈31的與磁芯39的貫穿方向(軸向)平行的導(dǎo)體部分31S位于開口 CA的外側(cè)。
[0103]圖13 (B)、圖13(C)是用于通過模擬求出第4實施方式的天線裝置的特性的模型。圖13(A)是作為比較例的天線裝置的模型，與圖10(C)所示的天線裝置相同。圖13(B)是圖12所示的天線裝置104的模型。圖13(C)是在圖13(B)所示的天線裝置中去掉了磁芯39的比開口 CA的邊緣向外側(cè)突出的部分的天線裝置的模型。在此，各部的尺寸如下。
[0104]圖13(B) (C)的模型的外形尺寸:31.5mmX 11.3mm
[0105]圖13⑶的模型的磁芯39的外形尺寸:31.5_X19.7_
[0106]圖13 (C)的模型的磁芯39的外形尺寸:25.3mmX 19.7mm
[0107]圖14是表示圖13(A)、圖13 (B)、圖13(C)所示的各模型的耦合系數(shù)的圖。求出耦合系數(shù)的條件與第I實施方式的情況相同。
[0108]對圖14中的“A”和“B”進(jìn)行比較明確可知，磁芯39的與貫穿方向(軸向)平行的導(dǎo)體部分31S被金屬構(gòu)件2隱蔽，從而耦合系數(shù)進(jìn)一步提高。另外，對圖14中的“B”和“C”進(jìn)行比較明確可知，即使去掉磁芯39的比開口 CA的邊緣向外側(cè)突出的部分，對耦合系數(shù)也幾乎沒有影響。
[0109]《第5實施方式》
[0110]在第5實施方式中，表示在金屬構(gòu)件2的兩面方向上具有增益的天線裝置。圖15(A)是第5實施方式涉及的天線裝置105的俯視圖，圖15(B)是圖15㈧的X_X部分的剖視圖?；镜慕Y(jié)構(gòu)與圖9所示的天線裝置103Y相同。第5實施方式明示了在天線線圈31及磁芯39的、與金屬構(gòu)件2相反側(cè)的面未設(shè)置與金屬構(gòu)件2不同的其他金屬構(gòu)件(也包含印刷基板等)的結(jié)構(gòu)。
[0111]在圖15(B)中，虛線箭頭Cpas、(pis表示從作為通信對象的讀寫器的天線發(fā)出的磁通中的從開口 CA進(jìn)入的磁通。另外，虛線箭頭ipab、<pib表示從作為通信對象的讀寫器的天線發(fā)出的磁通中的從背面?zhèn)冗M(jìn)入的磁通。
[0112]表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A位于比磁芯39靠開口 CA偵彳，因此，磁通q>aS與該表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A交鏈。另一方面，背面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31B位于磁芯39的背面?zhèn)?，因此，磁?pis不與該背面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31B交鏈。因此，天線線圈31利用從開口 CA進(jìn)入的磁通與作為通信對象的讀寫器的天線磁場耦合。
[0113]另外，背面?zhèn)染€圈導(dǎo)體3IB從天線線圈的背面?zhèn)瓤次挥诖判?9的背面?zhèn)?，因此，從背面?zhèn)冗M(jìn)入的磁通(pab與該背面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31B交鏈。另一方面，表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A從天線線圈的背面?zhèn)瓤次挥诖判?9的背面?zhèn)?，因此，磁?pit)不與該表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31A交鏈。因此，天線線圈31利用從背面?zhèn)冗M(jìn)入的磁通與作為通信對象的讀寫器的天線磁場耦合。
[0114]這樣，通過在天線線圈31及磁芯39的、與金屬構(gòu)件2相反側(cè)的面不設(shè)置與金屬構(gòu)件2不同的其他金屬構(gòu)件(也包含印刷基板等)，與從天線線圈的兩面的任一面進(jìn)入的磁通都耦合。因此，在天線裝置105中，能從天線裝置105的兩面與作為通信對象的讀寫器進(jìn)行通信。
[0115]《第6實施方式》
[0116]圖16(A)是第6實施方式的天線裝置106的俯視圖，圖16⑶是圖16(A)的X-X部分的剖視圖。與以上的各實施方式中所示的天線裝置不同，天線裝置106所具備的金屬構(gòu)件2的開口 CA為非矩形。在該例子中，開口 CA是橢圓形。開口 CA只要是供磁通透過的窗即可，因此，也可以這樣為非矩形。
[0117]《第7實施方式》
[0118]圖17是第7實施方式的天線裝置107的俯視圖。與以上的各實施方式中所示的天線裝置不同，天線裝置107所具備的磁芯39具備開口部MA。該結(jié)構(gòu)對于在電子設(shè)備的框體內(nèi)內(nèi)置相機(jī)組件(未圖不)、使相機(jī)組件的透鏡從金屬構(gòu)件2的開口 CA露出的情況有效。即，能將磁芯39的開口部MA利用為相機(jī)組件的拍攝用的窗或供相機(jī)組件的透鏡插入的筒。
[0119]《第8實施方式》
[0120]圖18是第8實施方式的天線裝置108A的俯視圖。與在以上的各實施方式中所示的天線裝置不同，在天線裝置108A所具備的天線線圈31中，金屬構(gòu)件2的開口 CA具有在開口面內(nèi)沿平面方向正交的兩個軸(X軸與Y軸)，使天線線圈31的卷繞中心從開口 CA的中心向兩個軸(X軸與Y軸)的任一方向都偏移。在天線裝置108A中，與平行于磁芯39的貫穿方向(軸向)的導(dǎo)體部分的一方31AS處于對置關(guān)系的導(dǎo)體部分及與垂直于磁芯39的貫穿方向(軸向)的導(dǎo)體部分的一方31AA處于對置關(guān)系的導(dǎo)體部分在俯視下被金屬構(gòu)件2隱蔽。
[0121]因此，天線線圈31中的導(dǎo)體部分31AA和導(dǎo)體部分31AS均作為磁通有效交鏈部起作用。其結(jié)果是，天線的指向方向從X軸傾斜，指向由圖18中箭頭所示的方向。這樣，利用天線線圈31的偏移方向也能控制指向性。
[0122]圖19是第8實施方式的另一天線裝置108B的俯視圖。與在以上的各實施方式中所示的天線裝置不同，天線裝置108B所具備的天線線圈31在與金屬構(gòu)件2的開口 CA垂直的方向看(俯視看)，在開口 CA的內(nèi)部具備彎曲部31C。該彎曲部31C與開口 CA的任一邊均不平行。
[0123]天線線圈31只要具備磁通有效交鏈部即可，因此，也可以這樣天線線圈31的一部分或全部由彎曲部構(gòu)成。
[0124]《第9實施方式》
[0125]在第9實施方式中，表示設(shè)于電子設(shè)備的天線裝置的安裝結(jié)構(gòu)及電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0126]圖20、圖21是設(shè)于電子設(shè)備的天線裝置部分的剖視圖。在圖20的例子中，將磁芯39的外周部借助粘著材料(例如兩面帶)41粘貼于金屬構(gòu)件2的開口 CA的外周部。在圖21的例子中，將由形成有天線線圈的撓性基材33及磁芯39構(gòu)成的天線組件利用粘著材料(例如兩面帶)41粘貼于樹脂片材42，并將該樹脂片材42粘貼于金屬構(gòu)件2的開口 CA的周圍。
[0127]這樣，可以將包含金屬構(gòu)件2的各構(gòu)成構(gòu)件一體化。
[0128]《第10實施方式》
[0129]在第10實施方式中，表示未與金屬構(gòu)件2—體化的天線裝置的安裝結(jié)構(gòu)及電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0130]圖22是設(shè)于電子設(shè)備的天線裝置部分的剖視圖。在該例子中，將由形成有天線線圈的撓性基材33及磁芯39構(gòu)成的天線主體搭載于作為與金屬構(gòu)件2不同的金屬構(gòu)件的印刷布線板43上。金屬構(gòu)件2是電子設(shè)備的框體的一部分，通過將印刷布線板43收納于該框體內(nèi)，從而所述天線主體與開口 CA對置。
[0131]這樣，可以將金屬構(gòu)件2與天線主體分體設(shè)置。
[0132]需要說明的是，搭載天線主體的構(gòu)件不限于印刷布線板。例如也可以配置于在印刷布線板上配置的支承臺上等。
[0133]《第11實施方式》
[0134]在第11實施方式中，表示相對于天線線圈31的特殊的供電結(jié)構(gòu)及電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0135]圖23是設(shè)于電子設(shè)備的天線裝置部分的剖視圖。在圖23中，在印刷布線板43上搭載有由磁芯13及勵磁線圈12構(gòu)成的供電組件。勵磁線圈12沿以圖23的左右方向為卷繞軸的方向卷繞于磁芯13。該供電組件的磁芯13接近天線線圈31的背面?zhèn)染€圈導(dǎo)體31B，從而彼此電磁場耦合(主要是磁場耦合)。
[0136]天線線圈31基本上為與上述所示的天線裝置的天線線圈相同的結(jié)構(gòu)，但沒有連接部32，構(gòu)成閉環(huán)。而且，由該天線線圈31構(gòu)成LC并聯(lián)共振電路。該LC并聯(lián)共振電路的電容成分是在天線線圈的導(dǎo)體圖案之間產(chǎn)生的電容。另外，根據(jù)需要，也可以與天線線圈31一起設(shè)置形成電容用的電極。
[0137]《其他實施方式》
[0138]本發(fā)明涉及的金屬構(gòu)件(金屬構(gòu)件2)不限于金屬板，例如在使框體的外表面的一部分從設(shè)計上考慮為金屬的情況下，可以通過蒸鍍等在框體的外表面形成金屬膜，也可以將該金屬膜兼用為所述金屬構(gòu)件。
[0139]需要說明的是，天線線圈31的卷繞數(shù)(匝數(shù))由外形尺寸和必要的電感決定即可。若為單匝，則為簡單的環(huán)狀的線圈導(dǎo)體。
[0140]符號說明
[0141]CA ….開口
[0142]MA...磁芯的開口部
[0143]2...金屬構(gòu)件
[0144]12...勵磁線圈
[0145]13...磁芯
[0146]31...天線線圈
[0147]31A...表面?zhèn)染€圈導(dǎo)體
[0148]31B...背面?zhèn)染€圈導(dǎo)體
`[0149]31C...彎曲部
[0150]31AA...與磁芯貫穿方向垂直的導(dǎo)體部分的一方
[0151]31AS...與磁芯貫穿方向平行的導(dǎo)體部分的一方
[0152]31S...與磁芯貫穿方向平行的導(dǎo)體部分
[0153]32.…連接部
[0154]33...撓性基材
[0155]34...狹縫狀開口部
[0156]39...磁芯
[0157]42.…樹脂片材
[0158]43...印刷布線板
[0159]101,102...天線裝置
[0160]103X, 103Y...天線裝置
[0161]104~107...天線裝置
[0162]108A, 108B...天線裝置
【權(quán)利要求】
1.一種天線裝置，其具備天線線圈、磁芯及金屬構(gòu)件， 所述天線裝置的特征在于， 所述天線線圈將卷繞中心部作為線圈開口部，以沿著所述磁芯的方式卷繞成環(huán)狀或螺旋狀， 所述磁芯貫穿于所述線圈開口部， 所述金屬構(gòu)件具備開口， 所述天線線圈中的比所述磁芯接近所述金屬構(gòu)件的部分的一部分或全部從所述金屬構(gòu)件的開口露出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，其中， 所述天線線圈的卷繞中心在所述天線線圈中的比所述磁芯接近所述金屬構(gòu)件的部分靠近所述金屬構(gòu)件的開口中央的方向上自所述開口的中心偏移。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線裝置，其中， 所述磁芯的外形沿著所述金屬構(gòu)件的開口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的天線裝置，其中， 在與所述金屬構(gòu)件的開口垂直的方向上觀察，在從所述天線線圈中的比所述磁芯接近所述金屬構(gòu)件的部分的外緣到所述金屬構(gòu)件的開口的內(nèi)緣的區(qū)域也延伸有所述磁芯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的天線裝置，其中， 所述天線線圈中的與所述磁芯的貫穿方向平行的導(dǎo)體部分位于所述開口的外側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項所述的天線裝置，其中， 在所述天線線圈及所述磁芯的與所述金屬構(gòu)件相反側(cè)的面上未設(shè)置與所述金屬構(gòu)件不同的其他金屬構(gòu)件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項所述的天線裝置，其中， 在從與所述金屬構(gòu)件的開口垂直的方向看到的所述線圈開口部內(nèi)，在所述磁芯形成有孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項所述的天線裝置，其中， 在所述天線線圈中的、從與所述金屬構(gòu)件的開口垂直的方向看與所述開口重合的位置處具備彎曲部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?8中任一項所述的天線裝置，其中， 所述金屬構(gòu)件的開口在開口面內(nèi)具有沿平面方向正交的兩個軸，使所述天線線圈的卷繞中心從所述開口的中心向所述兩個軸的任一軸都偏移。
10.一種天線裝置，其具備權(quán)利要求1?9中任一項所述的天線線圈、磁芯及金屬構(gòu)件， 所述天線線圈構(gòu)成共振電路的至少一部分， 在所述天線線圈設(shè)有進(jìn)行電磁場耦合的勵磁線圈。
11.一種電子設(shè)備，其具備權(quán)利要求1?10中任一項所述的天線裝置，所述金屬構(gòu)件為框體的一部分。
【文檔編號】G06K19/07GK103797642SQ201280044961
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月7日
【發(fā)明者】伊藤宏充 申請人:株式會社村田制作所