天线装置以及使用该天线装置的便携式电子装置.pdf

本发明在此公开一种天线装置，其包含：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在与天线线圈重叠的区域中具有恒定的宽度。

权利要求书1.  一种天线装置，包含：第一金属构件，其具有第一主面；第二金属构件，其具有与所述第一主面平行的第二主面；以及天线线圈，其具有与所述第一主面和所述第二主面垂直的线圈轴，其中，所述第一金属构件构成安装有所述天线线圈的便携式电子装置的壳体的至少一部分，至少一个狭缝形成在所述第一金属构件与所述第二金属构件之间，在平面视图中，所述天线线圈的内径部分与所述狭缝重叠，并且在平面视图中，所述狭缝在至少与所述天线线圈重叠的区域中具有恒定的宽度。2.  根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述天线线圈的内径部分包括在平面视图中与所述第一金属构件和所述第二金属构件重叠的部分。3.  根据权利要求1所述的天线装置，其中，设置有多个狭缝。4.  根据权利要求3所述的天线装置，其中，设置有两个狭缝。5.  根据权利要求1所述的天线装置，其中，还包含磁片，当从所述第一金属构件看时，所述磁片定位成比所述天线线圈更远，并且所述磁片固定于所述天线线圈。6.  根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述第二金属构件与所述第一金属构件一起构成所述壳体的一部分。7.  根据权利要求1所述的天线装置，其中，还包含由绝缘树脂制成的盖，所述第一金属构件和所述第二金属构件由形成在所述盖的表面上的金属膜构成。8.  一种便携式电子装置，包含：壳体；电路板，其设置在所述壳体内；以及天线装置，其与所述电路板一起设置在所述壳体内，其中所述天线装置包含：第一金属构件，其具有第一主面；第二金属构件，其具有与所述第一主面平行的第二主面；和天线线圈，其具有与所述第一主面和所述第二主面垂直的线圈轴，所述第一金属构件构成所述壳体的至少一部分，至少一个狭缝形成在所述第一金属构件与所述第二金属构件之间，在平面视图中，所述天线线圈的内径部分与所述狭缝重叠，并且在平面视图中，所述狭缝在至少与所述天线线圈重叠的区域中具有恒定的宽度。9.  一种天线装置，包含：第一金属构件，其具有第一主面；第二金属构件，其具有与所述第一主面平行的第二主面；以及天线线圈，其具有与所述第一主面和所述第二主面垂直的线圈轴，其中，所述第二金属构件固定于所述天线线圈，至少一个狭缝形成在所述第一金属构件与所述第二金属构件之间，并且在平面视图中，所述天线线圈的内径部分与所述狭缝重叠。10.  根据权利要求9所述的天线装置，其中，所述第二金属构件的材料与所述第一金属构件的材料不同。11.  根据权利要求9所述的天线装置，其中，在所述第一金属构件与第二金属构件之间还设置有与所述狭缝重叠的开口，并且在平面视图中，所述天线线圈的内径部分与所述开口重叠。12.  根据权利要求9所述的天线装置，其中，所述第一金属构件是构成安装有所述天线线圈的便携式电子装置的壳体的至少一部分的金属盖部分。13.  根据权利要求9所述的天线装置，其中，所述第一金属构件是安装有所述天线线圈的便携式电子装置的电池组。14.  根据权利要求9所述的天线装置，其中，还包含由绝缘树脂构成的盖，所述第一金属构件由形成在所述盖的表面上的金属膜构成。15.  根据权利要求9所述的天线装置，其中，还包含磁片，当从所述第一金属构件看时，所述磁片定位成比所述天线线圈更远，并且所述磁片固定于所述天线线圈。16.  一种天线装置，包含：天线线圈，其具有内径部分；以及金属构件，其固定于所述天线线圈并且包括与所述天线线圈的线圈轴相交的主面，所述金属构件不是覆盖所述天线线圈的一部分和所述内径部分的一部分，而是覆盖所述天线线圈的剩余部分和所述内径部分的剩余部分。17.  一种便携式电子装置，包含：壳体；电路板，其设置在所述壳体内；以及天线装置，其与所述电路板一起设置在所述壳体内，其中所述天线装置包括：第一金属构件，其具有第一主面；第二金属构件，其具有与所述第一主面平行的第二主面；以及天线线圈，其具有与所述第一主面和所述第二主面垂直的线圈轴，所述第二金属构件固定于所述天线线圈，至少一个狭缝形成在所述第一金属构件与第二金属构件之间，并且在平面视图中，所述天线线圈的内径部分与所述狭缝重叠。

说明书天线装置以及使用该天线装置的便携式电子装置
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。
本发明的天线装置优选还包含磁片，当从第一金属构件看时，该磁片的位置比天线线圈更远，并且该磁片固定于天线线圈。这种配置增加天线线圈的电感，并且引起更长的天线线圈的通信距离。
在本发明中，优选地，第二金属构件与第一金属构件一起构成壳体的一部分。这种配置使得可以通过利用便携式电子装置的壳体来形成天线装置，从而得到天线线圈的通信距离的增加。
本发明的天线装置优选地包含由绝缘树脂制成的盖，其中，第一金属构件和第二金属构件由在盖表面上形成的金属膜构成。这种配置使得可以通过利用作为便携式电子装置壳体的一部分的金属膜来形成天线装置，从而引起天线线圈的通信距离的增加。
根据本发明的第二个方面，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，第二金属构件固定于天线线圈，至少一个狭缝在第一金属构件与第二金属构件之间形成，并且天线线圈的内径部分在平面视图中与狭缝重叠。
此外，本发明的天线装置包含：天线线圈，其具有内径部分；以及金属构件，其固定于天线线圈并且包含与天线线圈的线圈轴相交的主面，并且该金属构件不覆盖天线线圈的一部分和内径部分的一部分， 而是覆盖天线线圈的剩余部分和内径部分的剩余部分。
而且，本发明的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，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，其中第二金属构件固定于天线线圈，至少一个狭缝在第一金属构件和第二金属构件之间形成，并且天线线圈的内径部分在平面视图中与狭缝重叠。
在常规天线装置中，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中提前形成，并且天线线圈需要以内径部分与开口重叠的方式配置。因此，存在许多设计约束。然而，在本发明的天线装置中，与便携式电子装置的主体侧的金属层(第一金属构件)不同的金属层(第二金属构件)提前固定于天线线圈，并且第一金属构件和第二金属构件被组合使用以形成狭缝，且天线线圈以狭缝与内径部分在平面视图中重叠的方式设置。因此，狭缝以及天线线圈的位置可以自由设定。从而，天线线圈可以布置在第一金属构件的端部的任何位置，从而引起天线线圈布局中的自由度的增加。在天线线圈的内径部分中，未覆盖有金属的区域的面积小于开口形成在金属层中的常规天线装置。然而，这种配置不会引起问题，并且可以实现与常规天线装置几乎相同的天线特性。
根据本发明，第二金属构件的材料优选地与第一金属构件的材料不同。如果构成便携式电子装置或电池组的壳体的金属构件被用作第一金属构件，则由于设计约束，用于构件的材料会受限。相反，第二金属构件不特别受限，且与第一金属构件不同的材料是可用的。因此，可以改善天线特性并降低成本。
根据本发明，与狭缝重叠的开口进一步优选地设置在第一金属构件与第二金属构件之间，并且天线线圈的内径部分在平面视图中与开口重叠。这种配置使得可以在开口与天线线圈的内径部分重叠的位置处设置开口，并且使磁通的通道面积变宽。具体地，开口的位置可以与天线线圈一起移动。因此，可以增加在天线线圈布局中的自由度。
根据本发明，第一金属构件优选为构成安装有天线线圈的便携式 电子装置壳体的至少一部分的金属盖部分。这种配置使得可以通过利用金属盖部分形成天线装置，从而引起天线线圈的通信距离的增加。
根据本发明，第一金属构件优选为安装有天线线圈的便携式电子装置的电池组。这种配置使得可以通过利用电池组形成天线装置，从而引起天线线圈的通信距离的增加。
本发明的天线装置优选地包含由绝缘树脂制成的盖，其中，第一金属构件由在盖表面上形成的金属膜构成。这种配置使得可以通过利用作为便携式电子装置壳体一部分的金属膜来形成天线装置，从而引起天线线圈的通信距离的增加。
优选地，本发明的天线装置还包含磁片，当从第一金属构件看时，该磁片的位置比天线线圈更远，并且该磁片固定于天线线圈。这种配置增加天线线圈的电感，并引起更长的天线线圈的通信距离。
根据本发明，与狭缝平行的第二金属构件的宽度优选地与天线线圈的内径部分相等。根据这种配置，不必要使线圈图案与金属片重叠。因此，可以减少磁通的损失并且提高通信距离。
在本发明中，优选地设置有多个狭缝。特别优选地，设置有两个狭缝。在这种情况下，优选地，本发明的天线装置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形成在第一金属构件和第二金属构件之间的方式设置的第三金属构件，其中第三金属构件与第二金属构件一起固定于天线线圈，并且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可以比设置一个狭缝时长。
根据本发明，可以提供一种天线装置，即使不在导体层中设置开口时，该天线装置也可以增加天线线圈的通信距离。此外，根据本发明，可以提供通过使用该天线装置而形成的高性能便携式电子装置。
附图说明
基于以下结合附图的某些优选实施方式的描述，本发明的以上特征和优点将更加明显，其中：
图1A为示出本发明的第一实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的示意性前截面视图；
图1B为示出本发明的第一实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的示意性侧截面视图；
图2为用于解释盖11如何为天线线圈21所用的示意性平面图；
图3为用于解释盖11如何为天线线圈21所用的示意性截面视图；
图4A为示出天线线圈21的布局的实例的示意性平面图；
图4B为示出天线线圈21的布局的实例的示意性平面图；
图5A为示出根据本发明第二实施方式的天线装置的配置的示意性前视图；
图5B为示出根据本发明第二实施方式的天线装置的配置的示意性前视图，并且示出天线线圈21从图5A所示处移除的情形；
图5C为示出根据本发明第二实施方式的天线装置的配置的示意性侧截面视图；
图6A为示出根据本发明第三实施方式的天线装置的配置的示意性前视图；
图6B为示出根据本发明第三实施方式的天线装置的配置的示意性前视图，并且示出天线线圈21从图6A所示处移除的情形；
图6C为示出根据本发明第三实施方式的天线装置的配置的示意性侧截面视图；
图7A为示出根据本发明第四实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的示意性前截面视图；
图7B为示出根据本发明第四实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的示意性侧截面视图；
图8A为示出根据本发明第五实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的示意性前截面视图；
图8B为示出根据本发明第五实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的示意性侧截面视图；
图9A为示出根据本发明第六实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的示意性前截面视图；
图9B为示出根据本发明第六实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的示意性侧截面视图；
图10为示出金属盖部11a2和金属片12如何为天线线圈21所用的 示意性平面图；
图11为示出金属盖部11a2和金属片12如何为天线线圈21所用的示意性截面视图；
图12A为示出天线线圈21的布局的实例的示意性平面图；
图12B为示出天线线圈21的布局的实例的示意性平面图；
图13A为示出根据本发明第七实施方式的天线装置的配置的示意性前视图；
图13B为示出根据本发明第七实施方式的天线装置的配置的示意性前视图，并且示出天线线圈21从图13A所示处移除的情形；
图13C为示出根据本发明第七实施方式的天线装置的配置的示意性侧截面视图；
图14A为示出根据本发明第八实施方式的天线装置的配置的示意性前视图；
图14B为示出根据本发明第八实施方式的天线装置的配置的示意性前视图，并且示出天线线圈21从图14A所示处移除的情形；
图14C为示出根据本发明第八实施方式的天线装置的配置的示意性侧截面视图；
图15A为示出根据本发明第九实施方式的天线装置的配置的示意性前视图；
图15B为示出根据本发明第九实施方式的天线装置的配置的示意性前视图，并且示出天线线圈21从图15A所示处移除的情形；
图15C为示出根据本发明第九实施方式的天线装置的配置的示意性侧截面视图；
图16A为示出根据本发明第十实施方式的天线装置的配置的示意性侧截面视图；
图16B为示出当在图16A的箭头D的方向上看时，根据本发明第十实施方式的天线装置的配置的示意性后视图；
图17A为示出根据本发明第十一实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的示意性前截面视图；
图17B为示出根据本发明第十一实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的示意性侧截面视图；
图18A为示出根据本发明第十二实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的示意性前截面视图；
图18B为示出根据本发明第十二实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的示意性侧截面视图；
图19为示出根据本发明的更改的实施方式的天线装置的配置的示意性侧截面视图；
图20为示出根据本发明的更改的实施方式的天线装置的配置的示意性侧截面视图；
图21A为示出根据本发明的更改的实施方式的天线装置的配置的示意性平面图，并且示出狭缝的形状的实例；
图21B为示出根据本发明的更改的实施方式的天线装置的配置的示意性平面图，并且示出狭缝的形状的实例；以及
图21C为示出根据本发明的更改的实施方式的天线装置的配置的示意性平面图，并且示出狭缝的形状的实例。
具体实施方式
参考附图，将在以下详细地解释本发明的优选实施方式。
图1A和图1B为示出本发明第一实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的图。图1A为示意性前截面视图。图1B为示意性侧截面视图。
如图1A和图1B所示，天线装置1A包括构成便携式电子装置10的壳体并且由金属制成的盖11、以及具有与盖11的主面垂直的线圈轴的天线线圈21。尽管没有特别限制，便携式电子装置10可以为智能手机。
便携式电子装置10具有薄的长方体的外形。在便携式电子装置10内，建立主电路板30和电池组31。在便携式电子装置10的一个主面(前表面)上，设置有显示器32。在显示器32的外围部分，设置有树脂框架14。尽管没有特别限制，天线线圈21与主电路板30一起设置在便携式电子装置10的长度方向(Y-方向)的一个端侧(上部)，并且电池组31设置在另一端侧(下部)。
盖11形成便携式电子装置10的其他主面(后表面)和四个侧表 面。盖11由金属制成的原因是因为盖11可以制得更薄且更轻，且刚度和磁屏蔽性能可以增加。在盖11中，形成有开口AP。摄像头33以经由开口AP而露出的方式进行设置。
在盖11中，一个狭缝SL1独立于开口AP而形成。狭缝SL1位于便携式电子装置10的长度方向的一个端侧。在狭缝SL1中，设置有绝缘树脂。绝缘树脂与盖11一起构成壳体的一部分。狭缝SL1在盖11的宽度方向(X-方向)上以使盖11分开的方式延伸。以这种方式，盖11被分成第一金属构件11a1和第二金属构件11b1。第一金属构件11a1与第二金属构件11b1电隔离。第二金属构件11b1的主面(第二主面)与第一金属构件11a1的主面(第一主面)齐平，并且这些主面构成便携式电子装置10的后表面。
天线线圈21为包含矩形螺旋导体的平面天线。天线线圈21在柔性基板22的主面上形成。天线线圈21覆盖有绝缘膜23。在柔性基板22的后表面上，设置有磁片24。相比天线线圈21的位置，柔性基板22和磁片24定位成距离盖11更远。磁片24构成由天线线圈21所产生的磁通的磁路。
天线线圈21配置成在第一金属构件11a1与第二金属构件11b1之间边界的附近。天线线圈21的差不多下半部在平面视图中与第一金属构件11a1重叠。同时，天线线圈21的差不多上半部在平面视图中与第一金属构件11a1不重叠，而是与第二金属构件11b1重叠。在第一金属构件11a1与第二金属构件11b1之间，具有恒定宽度的狭缝SL1以在便携式电子装置10的宽度方向上延伸的方式形成。天线线圈21的上下方向的中心区域为与第一金属构件11a1以及第二金属构件11b1两者均不重叠的区域。
对固定天线线圈21的方法没有特别限制。天线线圈21可以固定于主电路板30侧或固定于盖11侧。如果电池组31以与天线线圈21重叠的方式布置，则天线线圈21可以固定在电池组31上。配置在柔性基板22上的天线线圈21面向外。相反，天线线圈21可以以面向内的方式布置。
尽管未在图中示出，天线线圈21的两端均与主电路板30上的对应连接件连接。对连接方法没有特别限制。例如，主电路板30和天线 线圈21可以经由可拔出导体而连接在一起，该可拔出导体在柔性基板22的导线部分中形成。或者，电源引脚可以用于连接。
狭缝SL1的宽度W小于天线线圈21的内径部分21a的宽度。狭缝SL1横穿天线线圈21的内径部分。即，天线线圈21以其内径部分在平面视图中与狭缝SL1重叠的方式进行排布。优选天线线圈21的与狭缝SL1基本上平行的部分与第一金属构件11a1和第二金属构件11b1重叠。
狭缝SL1优选为在宽度方向(X-方向)上从盖11的一端延伸到另一端的具有恒定宽度的直缝。然而，狭缝SL1不必要在其整个长度上具有恒定宽度。所需的是，狭缝SL1在平面视图中在与天线线圈21的安装区域重叠的区域中具有恒定宽度。
图2和图3为用于解释盖11如何为天线线圈21所用的图。图2为示意性平面图。图3为示意性截面视图。
如图2和图3所示，当电流Ia以逆时针方向流过天线线圈21时，磁通以穿透天线线圈21的内径部分的方式产生。磁通穿过狭缝SL1并且与盖11链接(interlink)。同时，在对抗以上磁通的方向上的磁通所产生的电流流过盖11。由于边缘效应，电流转化为涡电流Ib，该涡电流Ib沿着第一金属构件11a1和第二金属构件11b1的外围行进。涡电流Ib的方向与流过天线线圈21的电流Ia的方向相同，或者是逆时针方向。
已经通过狭缝SL1的磁通不会穿透盖11。因此，磁通试图经由其内侧为盖11的狭缝SL1且其外侧为盖11的外缘的路线绕开。结果，磁通形成相对大的回路，并且变成与例如阅读者/写入者(未示出)的天线链接。即，天线装置1A与天线装置1A将要通信的天线进行磁耦合。具体地，盖11的面积大于天线线圈21的面积。因此，可以产生大回路磁场。此外，当从盖11外部看时，相比天线线圈21的位置，磁片24定位成距离盖11更远。这种配置增大天线线圈21的电感，从而引起天线特性的改善。
图4A和图4B为示出天线线圈21的布局的实例的示意性平面图。
如图4A所示，天线线圈21偏移地配置在宽度方向的右端部。开口AP配置在宽度方向的中心部，摄像头33经由该开口AP露出。开 口AP和狭缝SL1不连接，并且彼此独立。这种配置使得可以将摄像头33布置在中心，将天线线圈21与摄像头33分开，并且对天线线圈21的布局给出灵活度。即，在不受开口AP位置的限制下，可以自由地排布天线线圈21。
如图4B所示，天线线圈21偏移地配置在宽度方向的右端部。开口AP偏移地配置在宽度方向的左端部，摄像头33经由该开口AP露出。开口AP和狭缝SL1不连接，并且彼此独立。这种配置使得可以将天线线圈21与摄像头33进一步分开，并且对天线线圈21的布局给出灵活度。
如上所述，在当前实施方式的天线装置1A中，盖11形成天线线圈21的磁通的大回路。因此，从天线装置到天线装置将要通信的天线的通信距离将变得更长。此外，天线线圈21以在平面视图中与盖11的狭缝SL1重叠的方式布置，并且具体地，狭缝SL1横穿天线线圈21的内径部分21a。因此，天线线圈21可以布置在狭缝SL1延伸方向上的任何位置，从而引起天线线圈21布局中的自由度的增加。
图5A到图5C为示出根据本发明第二实施方式的天线装置的配置的图。图5A和图5B为示意性前视图。图5C为示意性侧截面视图。图5B示出天线线圈21从图5A所示处移除的情形。
如图5A到图5C所示，天线装置2A的特征在于，在盖11中形成两个狭缝SL1和SL2。该配置的其余部分与第一实施方式相同。尽管没有特别限制，狭缝SL1的宽度W1优选地与狭缝SL2的宽度W2相等。
为形成两个狭缝SL1和SL2，在第一金属构件11a1与第二金属构件11b1之间设置第三金属构件11c1。第三金属构件11c1具有与狭缝SL1和SL2平行的细长线形形状。第三金属构件11c1在宽度上优选地大于狭缝SL1和SL2。然而，如果第三金属构件11c1在宽度上太大，则不可能将狭缝SL1和SL2布置在天线线圈21的内径部分内。因此，第三金属构件11c1的宽度需要恰当地设定。从狭缝SL1到狭缝SL2的宽度W0需要比天线线圈21的内径部分21a窄。
狭缝SL1在盖11的宽度方向(X-方向)上延伸并且将盖11分开。狭缝SL2在盖11的宽度方向上延伸并且将盖11分开。结果，盖11被 分成第一金属构件11a1、第二金属构件11b1、和第三金属构件11c1。第一金属构件11a1到第三金属构件11c1彼此电隔离。
当前实施方式的天线装置2A的优点等同于或高于第一实施方式的天线装置1A的优点。即，盖11形成天线线圈21的磁通的大回路。因此，从天线装置到天线装置将要通信的天线的通信距离变得更长。特别地，当设置两个狭缝时，天线线圈的通信距离比设置一个狭缝时更长。此外，天线线圈21以在平面视图中与盖11的狭缝SL1以及SL2重叠的方式布置，并且具体地，狭缝SL1和SL2横穿天线线圈21的内径部分21a。因此，天线线圈21可以布置在狭缝SL1和SL2延伸方向上的任何位置，从而引起天线线圈21布局中的自由度的增加。
图6A到图6C为示出根据本发明第三实施方式的天线装置的配置的图。图6A和图6B为示意性前视图。图6C为示意性侧截面视图。
如图6A到图6C所示，天线装置3A的特征在于，在盖11中形成三个狭缝SL1、SL2和SL3。该配置的其余部分与第一实施方式相同。尽管没有特别限制，狭缝SL1的宽度W1、狭缝SL2的宽度W2、和狭缝SL3的宽度W3优选为相等。
为形成三个狭缝SL1、SL2和SL3，在第一金属构件11a1与第二金属构件11b1之间设置第三金属构件11c1和第四金属构件11d1。第三金属构件11c1和第四金属构件11d1各自具有与狭缝SL1、SL2和SL3平行的细长线形形状。第三金属构件11c1和第四金属构件11d1在宽度上优选大于狭缝SL1、SL2和SL3。然而，如果第三金属构件11c1和第四金属构件11d1在宽度上太长，则不可能将所有狭缝SL1到SL3布置在天线线圈21的内径部分内。因此，需要恰当地设定第三金属构件11c1和第四金属构件11d1的宽度。从狭缝SL1到狭缝SL3的宽度W0需要比天线线圈21的内径部分窄。
狭缝SL1在盖11的宽度方向上延伸并且将盖11分开。狭缝SL2在盖11的宽度方向上延伸并且将盖11分开。狭缝SL3在盖11的宽度方向上延伸并且将盖11分开。结果，盖11被分成第一金属构件11a1、第二金属构件11b1、第三金属构件11c1和第四金属构件11d1。第一金属构件11a到第四金属构件11d彼此电隔离。
当前实施方式的天线装置3A可以实现与第一实施方式的天线装 置1A相同的有利效果。即，盖11形成天线线圈21的磁通的大回路。因此，从天线装置到天线装置将要通信的天线的通信距离变得更长。此外，天线线圈21以在平面视图中与盖11的狭缝SL1到SL3重叠的方式布置，并且具体地，狭缝SL1到SL3横穿天线线圈21的内径部分21a。因此，天线线圈21可以布置在狭缝SL1到SL3延伸方向上的任何位置，从而引起天线线圈21布局中的自由度的增加。
图7A和图7B为示出本发明第四实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的图。图7A为示意性前截面视图。图7B为示意性侧截面视图。
如图7A和图7B所示，天线装置4A的特征在于，盖11由绝缘树脂制成，并且金属膜13在盖11的后表面上形成。盖11构成便携式电子装置10的相对主面(后表面)和四个侧表面。金属膜13在宽范围内覆盖盖11的主面的大部分。金属膜13实质上为壳体的一部分。
在盖11和金属膜13中，形成开口AP。摄像头33以经由开口AP而露出的方式设置。在金属膜13中，一个狭缝SL1独立于开口AP而形成。狭缝SL1位于便携式电子装置10的长度方向的一个端侧。狭缝SL1以将金属膜13分开的方式在金属膜13的宽度方向(X-方向)上延伸。以这种方式，金属膜13被分成第一金属构件13a和第二金属构件13b。第一金属构件13a与第二金属构件13b彼此电隔离。第二金属构件13b的主面(第二主面)与第一金属构件13a的主面(第一主面)齐平，并且这些主面与便携式电子装置10的后表面平行。
当前实施方式的天线装置4A可以实现与第一实施方式的天线装置1A相同的有利效果。即，金属膜13形成天线线圈21的磁通的大回路。因此，从天线装置到天线装置将要通信的天线的通信距离变得更长。此外，天线线圈21以在平面视图中与金属膜13的狭缝SL1重叠的方式布置，并且具体地，狭缝SL1横穿天线线圈21的内径部分21a。因此，天线线圈21可以布置在狭缝SL1延伸方向上的任何位置，从而引起天线线圈21布局中的自由度的增加。
图8A和图8B为示出本发明第五实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的图。图8A为示意性前截面视图。图8B为示意性侧截面视图。
如图8A和图8B所示，天线装置5A的特征在于，金属膜13在由绝缘树脂制成的盖11的后表面上形成，并且设置有固定于天线线圈21的金属片12。在盖11侧的金属膜(第一金属构件)13和在天线线圈21侧的金属片(第二金属构件)12被组合使用来形成狭缝SL1。金属片12的主面(第二主面)与金属膜13的主面(第一主面)平行。该配置的其余部分与第四实施方式相同。
当前实施方式的天线装置5A可以实现与第一实施方式的天线装置1A相同的有利效果。即，金属膜13和金属片12形成天线线圈21的磁通的大回路。因此，从天线装置到天线装置将要通信的天线的通信距离变得更长。此外，天线线圈21以在平面视图中与位于金属膜13与金属片12之间的狭缝SL1重叠的方式布置，并且具体地，狭缝SL1横穿天线线圈21的内径部分21a。因此，天线线圈21可以布置在狭缝SL1延伸方向上的任何位置，从而引起天线线圈21布局中的自由度的增加。此外，壳体本身不是必须具有狭缝SL1。因此，壳体设计中的自由度可得以增加。
图9A和图9B为示出本发明第六实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的图。图9A为示意性前截面视图。图9B为示意性侧截面视图。
如图9A和图9B所示，天线装置1B包括：金属盖部分11a2，其为构成便携式电子装置10的壳体的盖11的一部分；天线线圈21，其具有与金属盖部分11a2的主面的平面方向垂直的线圈轴；和金属片12，其固定于天线线圈21。尽管没有特别限制，便携式电子装置10可以为智能手机。
便携式电子装置10具有薄的长方体的外形。在便携式电子装置10内，建立主电路板30和电池组31。在便携式电子装置10的一个主面(前表面)上，设置有显示器32。在显示器32的外围部分，设置有树脂框架14。尽管没有特别限制，天线线圈21与主电路板30一起设置在便携式电子装置10的长度方向(Y-方向)的一个端侧(上部)，并且电池组31设置在另一端侧(下部)。
盖11构成便携式电子装置10的其他主面(后表面)和四个侧表面。便携式电子装置10的后表面主要由金属盖部分11a2构成。然而， 不是所有后表面均由金属制成。在长度方向的两个端部，设置有由绝缘树脂制成的树脂盖部分11b2和11c2。此外，便携式电子装置10的四个侧表面通过与金属盖部分11a2相同的金属材料制成的侧表面盖部分11d2、11e2、11f2和11g2形成。盖11的主要部分由金属制成的原因是因为盖11可以制得更薄且更轻，并且刚度和磁屏蔽性能可以提高。盖11的一些部分由树脂制成的原因是为防止内置天线被金属完全屏蔽，并且防止无线电波的传送和接收被阻断。
天线线圈21为包含矩形螺旋导体的平面天线。天线线圈21在柔性基板22的主面上形成。天线线圈21覆盖有绝缘膜23。在柔性基板22的后表面上，设置有磁片24。相比天线线圈21的位置，柔性基板22和磁片24定位成距离盖11更远。磁片24构成由天线线圈21所产生的磁通的磁路。
天线线圈21配置成在金属盖部分11a2与树脂盖部分11b2之间边界的附近。天线线圈21的差不多下半部在平面视图中与金属盖部分11a2重叠。天线线圈21的差不多上半部在平面视图中与金属盖部分11a2不重叠，而是与树脂盖部分11b2重叠。在天线线圈21与树脂盖部分11b2之间，金属片12以覆盖天线线圈21的差不多上半部的方式设置。在金属盖部分11a2(第一金属构件)与金属片12(第二金属构件)之间，具有恒定宽度的狭缝SL1以在便携式电子装置10的宽度方向上延伸的方式形成。天线线圈21的上下方向的中心区为与金属盖部分11a2以及金属片12不重叠的区域。金属片12和金属盖部分11a2通过狭缝SL1而彼此电隔离。
金属片12可以由与金属盖部分11a2相同的材料制成，或由不同的材料制成。盖11的材料被选择以实现其基本功能，因此不可以随意选择。然而，金属片12的材料可以随意选择。因此，在改善天线特性为目的的情况下，金属片12可以由与金属盖部分11a2不同的材料制成。
树脂盖部分11b2和11c2与金属盖部分11a2一起构成便携式电子装置10的壳体。在长度方向(Y-方向)的两个端部，树脂盖部分11b2和11c2分别在盖11的后表面的宽度方向(X-方向)上横穿基本上整个表面而设置。在树脂盖部分11b2中，形成一个开口。摄像头33以经由开口露出的方式设置。摄像头33以在平面视图中与天线线圈21不重 叠的方式在宽度方向的一个端部设置。
对固定天线线圈21的方法没有特别限制。天线线圈21可以固定于主电路板30侧或固定于盖11侧。如果电池组31以与天线线圈21重叠的方式布置，则天线线圈21可以固定于电池组31。配置在柔性基板22上的天线线圈21面向外。相反，天线线圈21可以以面向内的方式布置。
尽管未在图中示出，天线线圈21的两端与主电路板30上的对应连接件连接。对连接方法没有特别限制。例如，主电路板30和天线线圈21可以经由可拔出的导体而连接在一起，可拔出的导体在柔性基板22的导线部分中形成。或者，电源引脚可以用于该连接。
狭缝SL1的宽度W小于天线线圈21的内径部分21a的宽度。狭缝SL1横穿天线线圈21的内径部分。即，天线线圈21以其内径部分在平面视图中与狭缝SL1重叠的方式排布。优选的是，天线线圈21的与狭缝SL1基本平行的部分与金属盖部分11a2以及金属片12重叠。
狭缝SL1不必要在其整个长度上具有恒定的宽度。所需的是，在平面视图中，狭缝SL1在与天线线圈21的安装区重叠的区域中具有恒定宽度。通过利用在金属盖部分11a2与金属片12之间的高度差，狭缝SL1可以以在高度方向上具有恒定宽度的方式形成，而不是以在平面视图中具有恒定宽度的方式形成。
图10和图11为示出金属盖部分11a2和金属片12如何为天线线圈21所用的图。图10为示意性平面图。图11为示意性截面视图。
如图10和图11所示，当电流Ia以逆时针方向流过天线线圈21时，磁通以穿透天线线圈21的内径部分的方式产生。磁通穿过狭缝SL1并且与金属盖部分11a2以及金属片12链接。同时，在对抗以上磁通的方向上的磁通所产生的电流流过金属盖部分11a2和金属片12。由于边缘效应，电流转化为涡电流Ib，该涡电流Ib沿着金属盖部分11a2和金属片12的外围行进。涡电流Ib的方向与流过天线线圈21的电流Ia的方向相同，或者是逆时针方向。
已经通过狭缝SL1的磁通不会穿透金属盖部分11a2和金属片12。因此，磁通试图经由其内侧为金属盖部分11a2和金属片12的狭缝SL1且其外侧为盖11的外缘的路线绕开。因此，磁通形成相对大的 回路，并且变成与例如阅读者/写入者(未示出)的天线链接。即，天线装置1B与天线装置1B将要通信的天线进行磁耦合。具体地，金属盖部分11a2和金属片12的整个面积大于天线线圈21的面积。因此，可以产生大回路磁场。此外，当从盖11外部看时，相比天线线圈21的位置，磁片24定位成距离盖11更远。这种配置增大天线线圈21的电感，从而引起天线特性的改善。
图12A和图12B为示出天线线圈21的布局的实例的示意性平面图。
如图12A所示，天线线圈21配置在宽度方向上的左端部，并且摄像头33配置在宽度方向上的右端部。这种配置使得可以将天线线圈21的安装位置与摄像头33分开，从而对天线线圈21的布局给出灵活度。
如图12B所示，天线线圈21配置在宽度方向的左端部，并且摄像头33配置在宽度方向的中心部。这种配置使得可以将摄像头33布置在中心，并且天线线圈21可以以与摄像头33不重叠的方式配置。
根据当前的实施方式，壳体本身不是必须具有狭缝SL1，从而帮助改善壳体设计中的自由度。
图13A到图13C为示出根据本发明第七实施方式的天线装置的配置的图。图13A和图13B为示意性前视图。图13C为示意性侧截面视图。图13B示出天线线圈21从图13A所示处移除的情形。
如图13A到图13C所示，当前实施方式的天线装置2B的特征在于，金属片12的平面形状不是矩形，并且具有凹陷的样式。因此，在与天线线圈21的内径部分重叠的部分中，可以形成比狭缝SL1宽的开口H1。该配置的其余部分与第六实施方式相同。
在当前实施方式的天线装置2B中，金属盖部分11a2(第一金属构件)和金属片12(第二金属构件)形成天线线圈21的磁通的大回路。因此，从天线装置到天线装置将要通信的天线的通信距离变得更长。此外，在天线装置2B中，天线线圈21以在平面视图中与定位在金属盖部分11a2与金属片12之间的狭缝SL1重叠的方式布置。因此，可以改善在天线线圈21的布局中的自由度。此外，开口H1以与天线线圈21的内径部分重叠的方式定位。因此，磁通的通道面积可以变宽。
图14A到图14C为示出根据本发明第八实施方式的天线装置的配 置的图。图14A和图14B为示意性前视图。图14C为示意性侧截面视图。图14B示出天线线圈21从图14A所示处移除的情形。
如图14A到图14C所示，当前实施方式的天线装置3B的特征在于，狭缝SL2在金属片12中形成，并且天线线圈21的内径部分21a因而在平面视图中与两个狭缝SL1和SL2重叠。该配置的其余部分与第六实施方式相同。尽管没有特别限制，优选两个狭缝SL1和SL2在宽度上相等。
为形成另外的狭缝SL2，金属片12被分成第一金属片部分12a和第二金属片部分12b。第二金属片部分12b具有与狭缝SL1和SL2平行的细长线形形状。第二金属片部分12b优选为在宽度上大于狭缝SL1和SL2。然而，如果第二金属片部分12b在宽度上太大，无法将狭缝SL1和SL2布置在天线线圈21的内径部分内。因此，需要恰当地设定第二金属片部分12b的宽度。从狭缝SL1到狭缝SL2的宽度W0需要比天线线圈21的内径部分21a窄。
当前实施方式的天线装置3B的优点等同于或大于第六实施方式的天线装置1B的优点。即，金属盖部分11a2和金属片12的组合形成天线线圈21的磁通的大回路。因此，从天线装置到天线装置将要通信的天线的通信距离变得更长。特别地，当设置有两个狭缝时，天线线圈的通信距离比设置一个狭缝时更长。此外，天线线圈21以在平面视图中与狭缝SL1和SL2重叠的方式布置，并且具体地，狭缝SL1和SL2横穿天线线圈21的内径部分21a。因此，天线线圈21可以布置在狭缝SL1和SL2延伸方向上的任何位置，从而引起在天线线圈21布局中的自由度的增加。
图15A到图15C为示出根据本发明第九实施方式的天线装置的配置的图。图15A和图15B为示意性前视图。图15C为示意性侧截面视图。图15B示出天线线圈21从图15A所示处移除的情形。
如图15A到图15C所示，当前实施方式的天线装置4B的特征在于，与狭缝SL1平行的金属片12的水平宽度W1设定成与天线线圈21的内径部分的宽度基本上相等。该配置的其余部分与第六实施方式相同。如果金属片12的水平宽度W1与天线线圈21的内径部分的宽度基本上相等，则金属片12可以仅设置在与天线线圈21的磁通链接的 区域中。线圈图案不必要与金属片12重叠。因此，可以减少磁通的损失并增加通信距离。
图16A和图16B为示出根据本发明第十实施方式的天线装置的配置的图。图16A为示意性侧截面视图。图16B为在图16A的箭头D的方向看时的天线装置的示意性后视图。
如图16A和图16B所示，当前实施方式的天线装置5B的特征在于，设置有在柔性基板22的后表面上形成的金属层22a，而不是设置金属片12。狭缝SL1在金属盖部分11a2与金属层22a之间形成。该配置的其余部分与第六实施方式相同。
尽管没有特别限制，金属层22a可以与天线线圈21在柔性基板22上形成的相同的方式来形成。金属层22a可以通过提前形成在柔性基板22的整个后表面上的金属层的图案化来形成。即使当金属层22a在柔性基板22的后表面上设置时，也可以实现与第一实施方式相同的有利效果。此外，由于使用在柔性基板22上的金属层，不需要添加金属片。以这种方式，在天线线圈21侧的金属构件可以容易且可靠地形成。
图17A和图17B为示出本发明第十一实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的图。图17A为示意性前截面视图。图17B为示意性侧截面视图。
如图17A和图17B所示，天线装置6B的特征在于，盖11由绝缘树脂制成，并且金属膜13在盖11的后表面上形成。盖11构成便携式电子装置10的相对主面(后表面)和四个侧表面。金属膜13在宽范围内覆盖盖11的主面的大部分。金属膜13实质上为壳体的一部分。该配置的其余部分与第六实施方式相同。
天线线圈21以部分地与金属膜13的上端部重叠的方式布置。天线线圈21的差不多下半部在平面视图中与金属膜13重叠。同时，天线线圈21的差不多上半部在平面视图中与金属膜13不重叠。在天线线圈21的差不多上半部与盖11之间，设置有金属片12。在金属膜13(第一金属构件)与金属片12(第二金属构件)之间，具有恒定宽度的狭缝SL1以在便携式电子装置10的宽度方向上延伸的方式形成。天线线圈21的上下方向的中心区为与金属膜13以及金属片12不重叠的区域。金属片12和金属膜13通过狭缝SL1而彼此电隔离。
当前实施方式的天线装置6B可以实现与第六实施方式的天线装置1B相同的有利效果。即，金属膜13(第一金属构件)与金属片12(第二金属构件)形成天线线圈21的磁通的大回路。因此，从天线装置到天线装置将要通信的天线的通信距离变得更长。此外，在天线装置6B中，天线线圈21以在平面视图中与定位在金属膜13和金属片12之间的狭缝SL1重叠的方式布置。因此，可以增加在天线线圈21布局中的自由度。
图18A和图18B为示出根据本发明第十二实施方式的包含天线装置的便携式电子装置的配置的图。图18A为示意性前截面视图。图18B为示意性侧截面视图。
如图18A和图18B所示，天线装置7B的特征在于，盖11由绝缘树脂制成，并且狭缝SL1通过将固定于天线线圈21的金属片12与电池组31的金属壳体进行组合而形成。因此，天线线圈21以在平面视图中部分地与电池组31重叠的方式配置在便携式电子装置10的长度方向的几乎中心处。金属片12的主面与电池组31的主面平行。该配置的其余部分与第六实施方式相同。
天线线圈21以部分地与电池组31的上端部重叠的方式布置。天线线圈21的差不多下半部在平面视图中与电池组31重叠。同时，天线线圈21的差不多上半部在平面视图中与电池组31不重叠。在天线线圈21的差不多上半部与盖11之间，设置有金属片12。在电池组31(第一金属构件)与金属片12(第二金属构件)之间，具有恒定宽度的狭缝SL1以在便携式电子装置10的宽度方向上延伸的方式形成。天线线圈21的上下方向的中心区为与电池组31以及金属片12不重叠的区域。金属片12和电池组31通过狭缝SL1而彼此电隔离。
根据当前实施方式，可以实现与第六实施方式相同的有利效果。即，在当前实施方式的天线装置7B中，电池组31(第一金属构件)和金属片12(第二金属构件)形成天线线圈21的磁通的大回路。因此，从天线装置到天线装置将要通信的天线的通信距离变得更长。此外，在天线装置7B中，天线线圈21以在平面视图中与定位在电池组31和金属片12之间的狭缝SL1重叠的方式布置。因此，可以增加在天线线圈21布局中的自由度。
显然，本发明不限于以上实施方式，反而可以在不背离本发明范围和精神的情况下进行修改和变化。
例如，在上述实施方式中，使用平面线圈作为天线线圈。然而，本发明不限于平面线圈。例如，如图19或图20所示，可以使用卷绕型的天线线圈25。在第一到第五实施方式的情况下，完全直的直狭缝被描述为实例。然而，本发明并不限于此。例如，可以使用如图21A所示的弯曲样式，或者可以使用如图21B所示的梳齿样式，或者可以使用如图21C所示的波形样式。此外，在上述实施方式中，当从柔性基板看时，天线线圈面向外。可替代地，天线线圈可以以面向内的方式安装。也可以组合各个实施方式。
在上述实施方式中，主电路板以在平面视图中与天线线圈重叠的方式布置。或者，电池组可以以在平面视图中与天线线圈重叠的方式设置。