[发明专利]天线装置以及使用该天线装置的便携式电子装置

说明书

技术领域

本发明涉及天线装置，并且具体涉及适用于NFC(近场通信)的天线装置。本发明也涉及安装有该天线装置的便携式电子装置。

背景技术

近年来，在诸如智能手机的便携式电子装置中，安装有RFID(无线射频识别)系统。作为用于该系统的通信方式，安装天线来执行与阅读者/撰写者等的近场通信。

同时，在便携式电子装置中，为保护内部电路免受外部噪音并且防止在装置内部产生的不必要的噪音辐射，提供金属护罩。具体地，为使主体更薄、更轻，并且诸如当主体掉落时更耐冲击，以及为改善设计以及其他因素，最近的便携式电子装置本身的壳体越来越多地由金属而非树脂制成，其中该壳体兼作金属护罩。然而，一般而言，金属护罩阻挡无线电波。当设置天线时，天线需要以与金属护罩不重叠的方式进行布置。如果在较宽范围内设置金属护罩，则如何配置天线就成了问题。

为解决以上问题，例如，在日本专利申请公开第4,687,832号、日本专利申请公开第2002-111363号、或日本专利申请公开第2013-162195号所公开的天线装置中，在导体层中形成开口，并且狭缝以将该开口与外缘连接的方式形成；天线线圈以内径部分与开口重叠的方式配置。在天线装置中，电流以阻挡由经过线圈导体的电流流动所产生的磁场的方式流过导体层；并且绕导体层的开口流动的电流绕狭缝流动，且由于边缘效应，电流也绕导体层流动。因此，从导体层产生磁场，并且该导体层形成磁通的大回路，从而引起天线装置与天线装置正在通信的天线之间的较长的通信距离。即，导体层起帮助增加天线线圈的通信距离的促进装置的作用。

然而，在上述的常规天线装置中，开口和狭缝需要在导体层中形成。因此，存在的问题是，这种配置限制天线线圈的布局。例如，如果由于设计约束，开口不能在期望的部分形成，或者如果即使开口能形成，而狭缝不允许形成，则存在的问题是，不能配置天线装置。当用于露出摄像头模块的镜头的开口无法用作天线线圈的开口时，出现类似的问题。

本发明的目的是提供一种天线装置，即使不在设置于便携式电子装置中的导体层中设置开口，该天线装置仍能够增加天线线圈的通信距离。此外，本发明的目的是提供一种通过使用该天线装置而形成的高性能便携式电子装置。

发明内容

为解决以上问题，根据本发明的第一个方面，天线装置包含：第一金属构件，其具有第一主面；第二金属构件，其具有与第一主面平行的第二主面；以及天线线圈，其具有与第一主面和第二主面垂直的线圈轴。其中，第一金属构件构成安装有天线线圈的便携式电子装置的壳体的至少一部分，至少一个狭缝在第一金属构件与第二金属构件之间形成，天线线圈的内径部分在平面视图中与狭缝重叠，并且狭缝在平面视图中在至少与天线线圈重叠的区域中具有恒定的宽度。

此外，根据本发明，便携式电子装置包含：壳体；电路板，其设置在壳体内；以及天线装置，其与电路板一起设置在壳体内。其中，该天线装置包含具有第一主面的第一金属构件、具有与第一主面平行的第二主面的第二金属构件、和具有与第一主面和第二主面垂直的线圈轴的天线线圈，其中，第一金属构件构成壳体的至少一部分，至少一个狭缝在第一金属构件与第二金属构件之间形成，天线线圈的内径部分在平面视图中与狭缝重叠，并且狭缝在平面视图中在至少与天线线圈重叠的区域中具有恒定的宽度。

在常规的天线装置中，在尺寸上几乎与天线线圈的内径部分相等的开口在便携式电子装置的金属层上提前形成，并且天线线圈需要配置在形成有开口的位置。因此，存在许多设计约束。然而，在本发明的天线装置中，无需设置开口，仅设置有在宽度上比天线线圈的内径部分狭窄很多的狭缝，并且天线线圈以在一个方向上延伸的狭缝与内径部分重叠的方式布置。因此，天线线圈可以布置在狭缝延伸方向上的任何位置，从而引起天线线圈布局中的自由度的增加。

在本发明中，天线线圈的内径部分优选包括在平面视图中与第一金属构件以及第二金属构件重叠的部分。在天线线圈的内径部分中，与金属构件不重叠的区域的面积小于在金属层上形成开口的常规天线装置。然而，这种配置不会引起问题，并且能够实现与常规天线装置几乎相同的天线特性。

在本发明中，优选设置有多个狭缝。特别优选地，设置有两个狭缝。在这种情况下，本发明的天线装置优选还包含在第一金属构件与第二金属构件之间的以两个狭缝在第一金属构件与第二金属构件之间形成的方式而设置的第三金属构件，其中，天线线圈的内径部分在平面视图中与第一狭缝和第二狭缝重叠。当两个狭缝设置在第一金属构件与第二金属构件之间时，天线线圈的通信距离比设置一个狭缝时更长。