CN104584323B - 天线装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供在组装于电子设备时实现良好的通信特性的天线装置。在组装于电子设备并经由电磁场信号与外部设备进行通信的天线装置（1）包括：金属板（3），设置在电子设备的壳体内部，是与外部设备对置的第1导电体；天线基板（11），设置在电子设备的壳体内部，环绕有与外部设备感应耦合的天线线圈（12）；作为片状的第2导电体的金属箔（4），设置在电子设备的壳体内部，与作为第1导电体的金属板（3）重叠或接触，使至少一部分与天线基板（11）的与外部设备对置的面的相反侧的面重叠。

Description

天线装置及电子设备

技术领域

本发明涉及组装电子设备并经由电磁场信号与外部设备进行通信的天线装置以及组装了该天线装置的电子设备。

本申请以在日本于2012年8月23日申请的日本专利申请号特愿2012－184183、在日本于2013年2月6日申请的日本专利申请号特愿2013－021616、以及在日本于2013年8月6日申请的日本专利申请号特愿2013－163537为基础主张优先权，通过参照该申请，引用于本申请。

背景技术

一直以来，在便携电话机、智能电话、平板PC等的电子设备中，为了搭载近距离非接触通信的功能，采用RFID（Radio Frequency Identification）用的天线模块。

该天线模块利用感应耦合与搭载于读写器等的发送器的天线线圈进行通信。即，该天线模块中，通过使天线线圈接受来自读写器的磁场，将其转换为电力，从而能够驱动作为通信处理部发挥功能的IC。

为了可靠地进行通信，天线模块需要用天线线圈接受来自读写器的一定值以上的磁通。因此，在现有例所涉及的天线模块中，在便携电话机的壳体设置环形线圈，用该线圈接受来自读写器的磁通。

例如，专利文献1中，作为提高内置于便携终端装置的环形天线的特性的方法，提出了在内置电池的周围配置挠性电缆或扁形电缆的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005－303541号公报。

发明内容

发明要解决的课题

上述专利文献1中记载的发明，由于在壳体内的间隙配置天线，所以难以固定其形状，由于电感的变化量变大，所以存在谐振频率的变动大的问题。

特别是，在以挠性电缆形成天线的情况下，上述专利文献1记载的发明中，难以调整布线间的分布容量，因此存在谐振频率的调整需要极大的工时数的问题。

而且，环形线圈还出现这样的问题：通过环形线圈的来自读写器的磁通，在线圈的导线沿一个方向环绕的环形线圈的一侧和线圈的导线沿另一方向环绕的环形线圈的另一侧，产生相反方向的电流，无法效率良好地耦合。

本发明鉴于这样的实情而提出，目的在于提供能够在组装于电子设备时实现良好的通信特性的天线装置以及组装有该天线装置的电子设备。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题，本发明所涉及的天线装置，组装于电子设备，经由电磁场信号与外部设备进行通信，上述天线装置包括：第1导电体，设置在上述电子设备的壳体内部，与上述外部设备对置；天线线圈，设置在上述电子设备的壳体内部，与上述外部设备感应耦合；以及片状的第2导电体，设置在上述电子设备的壳体内部，与上述第1导电体重叠或接触，并且至少一部分与上述天线线圈的与上述外部设备对置的面的相反侧的面重叠。

本发明所涉及的天线装置是组装于电子设备并经由电磁场信号与外部设备进行通信的天线装置。该天线装置具备：天线线圈，设置在构成电子设备的壳体的一个部件的内表面，与外部设备感应耦合；以及导电体，以使一部分与天线线圈重叠的方式设置在一个部件。

在电子设备的一个部件，也可以在内表面设置金属层，设在内表面的金属层与导电体的一部分重叠。

另外，本发明所涉及的电子设备，组装有经由电磁场信号与外部设备进行通信的天线装置，上述天线装置包括：第1导电体，与上述外部设备对置；天线线圈，与上述外部设备感应耦合；片状的第2导电体，与上述第1导电体重叠或接触，并且至少一部分与上述天线线圈的与上述外部设备对置的面的相反侧的面重叠；以及通信处理部，在与上述外部设备之间进行通信。

另外，本发明的电子设备是组装有经由电磁场信号与外部设备进行通信的天线装置的电子设备。天线装置具备：天线线圈，设置在构成电子设备的壳体的一个部件的内表面，与外部设备感应耦合；以及导电体，以使一部分与天线线圈重叠的方式设置在上述一个部件。

在电子设备的一个部件，也可以在内表面设置金属层，设在内表面的金属层与导电体的一部分重叠。

另外，本发明所涉及的天线装置，组装于电子设备，经由电磁场信号与外部设备进行通信，上述天线装置包括：第1导电体，设置在电子设备的壳体内部，与外部设备对置；天线线圈，设置在电子设备的壳体内部，与外部设备感应耦合；以及片状的第2导电体，设置在电子设备的壳体内部，以沿着第1导电体的至少侧面的一部分方式接近或接触地配置，至少一部分与天线线圈的与外部设备对置的面的相反侧的面重叠。

发明效果

依据本发明，天线装置通过使第2导电体一部分与天线线圈重叠，反抗重叠区域中的磁场从而抑制重叠区域中的感应耦合，能够效率良好地发送未重叠的区域中产生的电流。另外，天线装置通过使第2导电体一部分与天线线圈重叠，在未重叠的区域集中磁通，能够促使该区域中的有效率的发电。而且，天线装置中，第2导电体也与第1导电体重叠，从而不会泄漏来自第1导电体的磁通，而能够感应到第2导电体未重叠的天线线圈的区域，能够进行有效率的感应耦合。

附图说明

图1是示出组装有适用本发明的天线装置的无线通信系统的概略结构的立体图；

图2是示出天线基板及金属板的立体图；

图3是示出适用本发明的电子设备的内部的一个例子的立体图，示出采用与壳体内部粘贴的金属盖作为第1导电体的情况；

图4是示出适用本发明的电子设备的内部的一个例子的立体图，示出采用电池组的金属壳体作为第1导电体的情况；

图5是示出适用本发明的电子设备的内部的一个例子的立体图，示出采用设置在液晶模块的背面的金属板作为第1导电体的情况；

图6中图6A及图6B是示出组装于电子设备内的天线装置的图，图6A是立体图，图6B是侧面图；

图7是示出金属箔在天线基板的一侧以遍及长度方向的全宽度地重叠的状态的立体图；

图8是示出与金属箔重叠的天线基板的一侧相比，未重叠的另一侧的环绕数多的天线基板的立体图；

图9是示出通过多个金属箔来重叠金属板及天线基板的天线装置的立体图；

图10是示出通过形成有开口部的金属箔来重叠金属板及天线基板的天线装置的立体图；

图11中图11A及图11B是示出插入磁性片的天线基板的图，图11A是立体图，图11B是截面图；

图12中图12A及图12B是示出插入磁性片的天线基板的图，图12A是立体图，图12B是截面图；

图13是示出将插入磁性片的天线基板的另一侧向与读写器侧相反的一侧弯曲的状态的截面图；

图14中图14A～图14D是示出图13的天线基板的弯曲方式的变化的截面图；

图15中图15A～图15C是示出在由分割为2个的壳体部件构成的壳体的一个配置天线基板的情况下，以覆盖天线线圈的一部分的方式配置金属箔的结构的图，图15A是分解立体图，图15B是截面图，图15C是示出金属箔的结构例的截面图；

图16中图16A及图16B是示出在由分割为2个的壳体部件构成的壳体的一个配置天线基板及金属盖的情况下，以覆盖天线线圈及金属盖的一部分的方式配置金属箔的结构的图，图16A是分解立体图，图16B是截面图；

图17中图17A及图17B是示出天线基板配置在由分割为2个的壳体部件构成的壳体的一个时的构成例的图，图17A示出将磁性片插入天线基板的类型，图17B示出将磁性片仅配置在天线基板的一部分的类型；

图18中图18A～图18C是示出金属箔的形状的变形例的截面图，图18A示出使金属箔沿着金属板的侧面向与读写器侧相反的一侧弯曲的情况，图18B示出使金属箔以图18A弯曲，将天线基板配置在比图18A的情况更远离读写器的位置的情况，图18C示出使金属箔沿着金属板的侧面向读写器侧弯曲的情况；

图19中图19A及图19B是示出金属箔的形状的其他变形例的截面图，图19A示出使金属箔沿着金属板的侧面弯曲后，以重叠在与读写器对置的面的方式配置的情况，图19B示出使金属箔沿着金属板的侧面向与读写器相反侧弯曲后，重叠在与读写器对置的面的相反侧的面的方式配置的情况；

图20是示出比较例所涉及的天线装置的立体图；

图21是示出比较例所涉及的耦合系数的变化的图表；

图22是示出实施例所涉及的天线装置的立体图；

图23是示出实施例所涉及的耦合系数的变化的图表；

图24是示出将天线线圈卷绕于磁性片时的构成例的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图，对适用本发明的天线装置及电子设备进行详细说明。此外，本发明并非仅限定于以下的实施方式，显然能在不脱离本发明的要点的范围内进行各种变更。另外，附图为示意性的，各尺寸的比率等有与现实不同的情况。具体的尺寸等应当参考以下说明进行判断。另外，附图相互间显然还包括互相的尺寸关系、比率不同的部分。

适用本发明的天线装置是组装于电子设备并经由电磁场信号与外部设备进行通信的装置，例如能组装于如图1所示的RFID（射频识别：Radio Frequency Identification）用的无线通信系统100而使用。

无线通信系统100包括：天线装置1；以及进行对天线装置1的访问的读写器120。在此，天线装置1和读写器120以在三维正交坐标系xyz的xy平面中互相对置的方式配置。

读写器120作为对xy平面中互相对置的天线装置1沿z轴向发送磁场的发送器起作用，具体而言，具备：向天线装置1发送磁场的天线121；以及经由天线121与感应耦合的天线装置1进行通信的控制基板122。

即，读写器120配置有与天线121电连接的控制基板122。在该控制基板122安装有一个或多个由集成电路芯片等的电子部件构成的控制电路。该控制电路基于从天线装置1接收的数据，执行各种处理。例如，控制电路在对天线装置1发送数据的情况下，将数据编码，基于编码的数据，调制既定频率（例如，13.56MHz）的载波，放大调制后的调制信号，以放大的调制信号驱动天线121。另外，控制电路在从天线装置1读出数据的情况下，放大由天线121接收的数据的调制信号，对放大的数据的调制信号进行解调，对解调的数据进行解码。此外，在控制电路中采用一般的读写器使用的编码方式及调制方式，例如，使用曼彻斯特编码方式或ASK（幅移键控：Amplitude Shift Keying）调制方式。

此外，以下对非接触通信系统中的天线装置等进行说明，但是显然能同样适用于Qi（气）等的非接触充电系统。

[天线装置]

天线装置1组装于在通信时与读写器120在xy平面中以对置的方式配置的便携电话机等的电子设备的壳体的内部。天线装置1包括：天线模块2，组装于电子设备的壳体的内部，在与感应耦合的读写器120之间进行通信；金属板3，设置在电子设备的壳体内，成为与读写器120对置的第1导电体；以及金属箔4，设置在电子设备的壳体内，与金属板3重叠或接触，并且成为至少一部分与天线模块2的与天线线圈12的读写器120对置的面的相反侧的面重叠的片状的第2导电体。

天线模块2具备：天线基板11，安装有在与感应耦合的读写器120之间能够通信的天线线圈12；以及通信处理部13，通过流过天线线圈12的电流来驱动，在与读写器120之间进行通信。

在天线基板11，安装有通过对例如柔性扁形电缆等的挠性导线进行构图处理等而形成的天线线圈12和将天线线圈12和通信处理部13电连接的端子部14。如图2所示，天线基板11呈大致矩形状，沿着外形环绕有天线线圈12的1根导线。

天线基板11以使环绕天线线圈12的主面在通信时与读写器120在xy平面对置的方式配置。另外，天线基板11具有：以天线线圈12的中心12a为界，使电流在天线线圈12的导线沿着长度方向的朝同一个方向流动的方向为环绕方向的一侧11a；以及使电流在天线线圈12的导线沿着长度方向的朝相反方向流动的方向为环绕方向的另一侧11b。而且，天线基板11使沿着长度方向的一侧边缘朝着金属板3侧，即，一侧11a或另一侧11b朝着金属板3侧地配置。此外，天线线圈12未必一定形成在天线基板11上，显然也可以单独形成环形天线。

天线线圈12当接受从读写器120发送的磁场时，通过感应耦合而与读写器120磁耦合，接收调制的电磁波，经由端子部向通信处理部13供给接收信号。

通信处理部13利用流过天线线圈12的电流来驱动，在与读写器120之间进行通信。具体而言，通信处理部13对接收的调制信号进行解调，将解调的数据进行解码，将解码后的数据写入该通信处理部13所具有的内部存储器中。另外，通信处理部13从内部存储器读出向读写器120发送的数据，将读出的数据编码，基于编码后的数据调制载波，将经由通过感应耦合而磁耦合的天线线圈12调制的电波向读写器120发送。

此外，通信处理部13也可以通过从组装于电子设备内的电池组、外部电源等的电力供给单元供给的电力来驱动，而不是用流过天线线圈12的电力来驱动。

[金属板3]

金属板3设置在例如便携电话、智能电话或者平板PC等的电子设备的壳体内，构成天线模块2在通信时与读写器120对置的第1导电体。该第1导电体相当于例如图3所示的智能电话130的粘贴在壳体131的内表面的金属盖132，或者收纳于图4所示的智能电话133内的电池组134的金属壳体135，或者设置在图5所示的平板PC136的液晶模块的背面的金属板137等。以下，作为电子设备主要以智能电话133为例，将收纳于该智能电话133的电池组134的金属壳体135中，通信时与读写器120对置的主面作为构成第1导电体的金属板3进行说明。

天线模块2的天线基板11在组装于智能电话133时，谋求该智能电话133的小型化，并且出于在与读写器120之间实现良好的通信特性的观点，在如图6A所示的三维正交坐标系xyz的xy平面上，例如配置在设于智能电话133的外壳体141内部的电池组134和外壳体141的内周壁141a的空间142。具体而言，天线基板11配置在如图6B所示的电池组134的与金属壳体135的读写器120对置的金属板3的端部3a和外壳体141的内周壁141a之间。

在此，如图6B的截面图所示，配置在智能电话133的电池组134的构成金属壳体的金属板3，比较良好地流动电流，因此当从外部施加交流磁场时产生涡电流，会反抗磁场。若调查这样从外部施加交流磁场时的磁场分布，则有与读写器120对置的电池组134的金属板3的端部3a的磁场较强的特性。

为了利用这样的智能电话133的壳体131内部的磁场强度的特性实现良好的通信特性，天线模块2的天线基板11例如如图2所示，与z轴平行的天线线圈12的中心12a通过金属板3的端部3a与外壳体141的内周壁141a的空间142，使长度方向的一侧边缘朝向金属板3的端部3a侧，即，使一侧11a朝向金属板3的端部3a侧地配置。

此时，天线基板11也可以不与金属板3的端部3a相接，而设置在分离的位置。这样，天线装置1因电子设备的壳体内的布局上的限制而将金属板3和天线基板11分离配置的情况下，也能通过遍及金属板3和天线基板11而重叠后述的金属箔4而得到良好的通信特性。

此外，天线基板11也可以与金属板3相接。进而，天线基板11也可以与金属板3重叠。此时，天线基板11使后述的金属箔4重叠的一侧11a与金属板3重叠即可，不使另一侧11b也与金属板3重叠地设置。另一侧11b和金属板3重叠时反而有另一侧11b和读写器120的磁通的感应耦合受阻碍的担忧。

[金属箔4]

在天线基板11和金属板3之间，设有金属箔4，其与金属板3（第1导电体）重叠或接触，并且成为至少一部分与天线基板11的与读写器120对置的面的相反侧的面重叠的片状的第2导电体。金属箔4与天线基板11的一部分重叠，从而在重叠的天线基板11的一部分中反抗磁场，由此抑制重叠的区域中的感应耦合，另外，促使磁通集中到未重叠的区域，谋求提高通信性能。

即，天线基板11使通过环绕基板的主面的天线线圈12的来自读写器的磁通在线圈的导线沿一个方向环绕的一侧11a和线圈的导线沿另一方向环绕的另一侧11b，产生相反方向的电流，其结果是，不能效率良好地耦合。

因此，天线装置1使金属箔4一部分与天线基板11的与读写器120对置的面的相反侧的面重叠，从而反抗重叠区域中的磁场而抑制重叠区域中的感应耦合，能够效率良好地发送在未重叠的区域中产生的电流。另外，天线装置1通过使金属箔4一部分与天线基板11的与读写器120对置的面的相反侧的面重叠，使磁通集中到未重叠的区域，能够促使该区域有效率地发电。

另外，天线装置1中，金属箔4也与金属板3重叠或接触，从而不会泄漏来自金属板3的磁通，能够感应到金属箔4不重叠的天线基板11的区域，能够有效率地进行感应耦合。另外，天线装置1中，金属箔4也与金属板3重叠，从而由于来自金属板3的泄漏磁通，能够防止在金属箔4重叠的一部分中感应耦合产生电流。

金属箔4优选使用例如铜箔等的良导体，但未必一定为良导体。另外，金属箔4根据天线装置1和读写器120的通信频率决定适当厚度，例如通信频率13.56MHz中，能够使用20μm～30μm厚的金属箔。

此外，金属箔4只要与金属板3或天线基板11重叠，就未必一定要相接。但是，金属箔4越接近金属板3或天线基板11，对耦合系数来说越有利，因此优选接近或者接触。

如图7所示，金属箔4优选从天线基板11的一侧11a的端部重叠到天线线圈12的中心12a。由此，金属箔4抑制天线基板11的一侧11a中的耦合，相对降低与在另一侧11b产生的电流相反的方向的电流量，并且使磁通从天线基板11的一侧11a感应到另一侧11b，促进另一侧11b中的耦合，从而能够谋求提高通信特性。

另外，如图7所示，金属箔4优选具有天线基板11的一侧11a的长度方向以上的宽度，使天线基板11的一侧11a遍及长度方向全部重叠。由此，金属箔4也抑制天线基板11的一侧11a中的感应耦合，相对降低与在另一侧11b产生的电流相反的方向的电流量，并且使磁通从天线基板11的一侧11a感应到另一侧11b，促进另一侧11b中的耦合，从而能够谋求提高通信特性。

此外，如图8所示，天线基板11也可以使金属箔4未重叠的另一侧11b中的天线线圈12的根数（例如4根）多于金属箔4重叠的一侧11a中的天线线圈12的根数（例如3根）的方式环绕。即，通过使1根天线线圈的导线的始端和终端在另一侧11b，能够夹着天线线圈12的中心12a，以使天线基板11的另一侧11b比一侧11a环绕更多的线圈导线的方式形成。由此，能够增加与来自读写器120的磁通感应耦合的线圈的根数，并能实现良好的通信特性。

另外，如图9所示，天线装置1也可以在金属板3与天线基板11之间使多个金属箔4重叠。由此，例如在金属板3与天线基板11之间配置照相机模块的透镜镜筒等，无法设置金属箔4的情况下，也能通过在避开透镜镜筒等的其他部件的位置设置金属箔4，谋求提高通信特性。同样地，如图10所示，天线装置1也可以使用形成与透镜镜筒等的其他部件对应的开口部21或切口部（未图示）的金属箔4。

另外，如图11A、图12A所示，天线模块2也可以向天线基板11插入磁性片20。该天线基板11在天线线圈12的中心12a遍及长度方向而形成开口部，向该开口部插入磁性片20。

图11A所示的天线基板11中，如图11B所示，以在一侧11a使磁性片20位于比天线线圈12靠近读写器120侧、在另一侧11b使天线线圈12位于比磁性片20靠近读写器120侧的方式，磁性片20插入形成在天线线圈12的中心12a的开口部。

另外，图12A所示的天线基板11，如图12B所示，以在一侧11a使天线线圈12位于比磁性片20靠近读写器120侧、在另一侧11b使磁性片20位于比天线线圈12靠近读写器120侧的方式，磁性片20插入形成在天线线圈12的中心12a的开口部。

[天线基板的形状的变形例]

如图13所示，通过金属箔4覆盖天线基板11的一侧11a（从一侧的端部到中心为止），进而，从天线线圈12的中心12a使另一侧11b向更远离读写器120的方向弯曲时，能够更有效率地将集中于金属箔4的端部4a的磁场导向另一侧11b的磁性片20。通过引导到另一侧11b的磁场，在天线线圈12产生较大的电动势，因此能够进一步提高通信特性。

如图14所示，天线基板的弯曲方式有几种变化。如图14A所示，使插入磁性片20的天线线圈12的中心12a的位置偏移，从而改变一侧11a和另一侧11b的长度也可。进而，如图14B所示，在另一侧11b的弯曲位置12b进一步远离读写器120地弯曲、或做成圆弧（曲面）状也可。如图14C所示，也可以将磁性片20仅在天线基板11的另一侧11b配置，如图14D所示，将磁性片20仅在天线基板11的一侧11a配置也可。

[天线基板对装置的盖部的搭载例]

如图15A所示，智能电话130的壳体131包括：在内表面130a搭载天线基板11的一个壳体部件131a；以及搭载包括液晶面板131c、CPU等的主体的控制电路、电池等的另一个壳体部件131b。壳体131以覆盖一个壳体部件131a的方式，与包含主体控制电路等的壳体部件131b结合而构成。壳体部件131a、131b彼此通过螺旋夹或卡合爪和卡合孔的组合等众所周知的方法来能够拆下地结合。在壳体部件131a，除了天线基板11之外，还可以预先单独或复合地搭载照相机模块等其他功能模块。搭载天线基板11等的功能模块的壳体部件131a，通过智能电话130的用户，从壳体部件131b拆下，以安装搭载其他功能模块的壳体部件也可。

在以盖状使用的壳体部件131a，预先搭载有天线基板11，天线基板11以使包含天线线圈12的平面经由壳体部件131a而与读写器120对置的方式配置。优选的是，天线基板11配置在壳体部件131a的外周壁附近。如图15B所示，金属箔4以覆盖天线线圈12的一部分的方式配置。金属箔4优选以从天线线圈12的中心12a朝着面向壳体部件131a的内部的一侧覆盖内壁部的方式配置。金属箔4朝着面向壳体部件131a的内部的一侧几乎覆盖内壁部也可。

例如如图15C所示，金属箔4也可以包括通过对Cu等的高导电率金属4c的一个面涂敷粘接剂而形成的粘接剂层4b和形成在另一个面的由树脂等构成的绝缘层4d。通过粘接剂层4b，金属箔4以与天线基板11及壳体部件131a的内壁部相接的方式粘贴。作为粘接剂层4b所使用的粘接剂，优选绝缘性的粘接剂，通过使用绝缘性粘接剂，金属箔4与天线线圈12的导线等的金属布线绝缘。而且，金属箔4具有绝缘层4d，从而也与搭载于壳体部件131b内部的控制电路等的金属部分绝缘。

壳体部件131a出于电子设备自身呈现美观的设计上的目的或补充壳体的薄型化的强度不足，增加了用复合性组合镁合金等的金属材料和树脂材料的复合材料形成的情况。即，壳体部件131a包含由金属材料构成的金属盖部132a和由树脂材料构成的树脂部分132b。如图16A所示，金属箔4以覆盖天线线圈12的一部分及金属盖132a的一部分的方式配置。如图16B所示，与图15的的情况同样，金属箔4优选从天线线圈12的中心12a朝着面向金属盖132a的内部的一侧而配置。此外，为了谋求基体材料的强度或美观的提高，用树脂等来形成壳体部件131a的全体基体材料，通过金属覆盖其内表面或者外表面来构成金属盖部132a也可。在这种情况下也同样，金属箔4以覆盖天线线圈12的一部分及金属盖132a部的一部分的方式配置。

作为天线模块2的结构，如图17A所示，也可以采用磁性片20在粘贴金属箔4的一侧，配置在相对于天线线圈12与金属箔4相反的一侧，在与金属箔4的端部分离的一侧，配置在与金属箔4相同的一侧的类型。另外，如图17B所示，也可以采用在从金属箔4的端部分离的一侧，对于天线线圈12仅在与金属箔4相同的一侧配置磁性片的结构。

此外，关于金属箔4，要适合薄型化、重量轻化、低成本化，但是未必一定要使用薄的箔状的金属，只要形状等允许，当然也可以使用更厚的金属板等。例如，在使用13.56MHz的载波频率的非接触通信的情况下，金属箔4的金属部分的厚度为1μ左右以上即可。通过使厚度更厚的金属箔4（或金属板），能够进行更低频的通信或非接触充电系统的电力传输。

以覆盖配置在壳体部件131a的内壁部的天线线圈12的一部分的方式粘贴金属箔4，从而能够使天线基板11的位置和金属箔4的位置最佳，并且不依赖电子设备的内部构造，而能够使天线的性能最佳。

另外，通过准备这样由两面加工的金属箔4构成的带，后着手地在天线附近、周边附加金属箔4，由此能够将天线的接收灵敏度调整为最佳。

此外，在如图15及图16那样的天线的安装状态的情况下，如图13及图14那样，显然将未重叠金属箔4的、天线基板11的另一侧向与读写器120对置的方向相反方向（z的正方向）弯曲也可。

[金属箔4的形状的变形例]

在上述的实施方式中，金属箔4的主面以对与金属板3的读写器120对置的面平行的方式重叠或者接触地配置。在此，金属板3并不限于如板状、箔状这样的厚度比较薄的金属板，也有如电池组的金属罐那样金属部具有相当程度的厚度的情况，为了利用金属板3和金属箔4的磁通的屏蔽效应，在天线的既定位置集中磁场，利用如电池组那样的金属板3的侧面部分也可。

例如，如图18A～图18C所示，在对天线线圈12的一侧11a重叠而配置的金属箔4中，也可以在弯曲部4b弯曲，使从弯曲部4b到端部4c为止的面沿着金属板3的端部3a侧的侧面3b接近地配置。

图18A中，示出金属箔4的端部4c沿远离读写器120的方向（Z方向的正方向）大致直角弯曲的状态。如图18A所示，弯曲部4b也可以在比金属板3的与读写器120对置的面3c更靠近读写器120侧的位置。在此，磁性片20在天线线圈12的一侧11a比天线线圈12更靠近读写器120侧，在另一侧11b，天线线圈12比磁性片20更靠近读写器120的一侧配置，这与上述的实施方式的情况同样。

另外，如图18B所示，金属箔4的弯曲部4b也可以在比金属板3的与读写器120对置的面3c更远离读写器120的位置。或者，虽然未图示，但是弯曲部4b显然也可以在与金属板3的与读写器120对置的面3c相同的平面上。

如图18C所示，金属箔4的端部4c也可以向读写器120的一侧以大致直角弯曲。

进而，如图19A所示，金属箔4不限于仅沿着金属板3的侧面而接近配置，也可以从金属板3的端部3a的侧面3b延伸到金属板3的与读写器120对置的面3c而顺着面3c，即，金属箔4也可以使端部4c在弯曲部4b向读写器120的方向弯曲，进而，在弯曲部4d中，以与读写器120对置的面3c重叠的方式弯曲。

如图19B所示，也可以将金属箔4配置成使弯曲部4b中弯曲的方向朝着与读写器120对置的面3c相反侧的面3d的一侧而弯曲，并与面3d重叠。

这样，以使金属箔4的主面沿着包含金属板3的侧面的面的方式，接近地配置，也能通过磁通的屏蔽效应使磁场集中于天线的中心12a附近。若使金属箔4弯曲而以使主面与金属板3的侧面平行的方式接近配置，则有这样优点，即，例如在金属板3为电池组134的金属罐部的情况下，从装置主体卸下电池组134时金属箔4不会成为妨碍而很方便。

此外，金属箔4不限于沿着金属板3的至少侧面接近配置的情况，显然与包含金属板的侧面的面接触也可。另外，金属箔4的弯曲角度如图示那样90°也可，但是也可为其他角度，并且也可以对照金属板3的端部形状而以任意的角度、形状沿着端部的面的方式接近配置或接触。

磁性片20不限于以与天线线圈12的一侧11a及另一侧11b双方重叠的方式配置的情况，也可以仅在一侧11a配置，或者仅在另一侧11b配置。

[实施例]

接着，对比较使用金属箔4的本发明所涉及的天线装置1和未使用金属箔4的天线装置的实施例进行说明。

＜比较例＞

比较例所涉及的天线装置中，如图20所示，使金属板3和读写器120对置，对改变金属板3与天线基板11的相对位置关系时的通信特性进行了评价。

作为具体的评价条件如下。即，读写器120的天线121将以xy轴向规定的外形设为66mm×100mm的2匝线圈。另外，金属板3是以xyz轴向规定的尺寸为100mm×50mm×0.3mm的不锈钢。天线基板11的天线线圈12是以xy轴向规定的外形为40mm×10mm的构造，且为4匝的线圈。而且，以z轴向规定的、从金属板3的表面到天线线圈12的表面为止的距离为1mm。

在此，作为表示金属板3与天线基板11的相对位置关系的值，使用以下的a。即，a是从金属板3的中心部分3b到天线基板11的另一侧11b的端部11c为止的以y轴向规定的距离。

在以上那样的条件下，模拟求出将a的值从15mm变化到40mm时的、天线线圈12的耦合系数。将耦合系数的变化示于图21。

在此，由于金属板3的宽度为50mm，因此当a的值为25mm时，金属板3的端部3a和天线基板11的另一侧11b的端部11c一致。另外，由于天线基板11的宽度为10mm，因此当a的值为35mm时，天线基板11的一侧11a的端部11d与金属板3的端部3a一致。

如图21所示，在a的值为30mm的情况下，即天线基板11的短边方向的中心和金属板3的端部3a大致一致的情况下，耦合系数最高，a的值随着从30mm远离而减少。另外，在a的值为25mm、35mm的情况下，耦合系数示出大致相同的特性。这样将天线线圈12配置在金属板3的端部3a附近时耦合系数变高的原因是在金属板3的端部3a周边磁通密度高的缘故。另外，金属板3接受从读写器120发送的磁场而产生涡电流，这是因为与中心部分3b相比端部3a的磁场的强度更大，能够有效率地向天线线圈12侧传输从读写器120接受的磁能量。

此外，比较a的值以小于25mm地变化的情况和以大于35mm地变化的情况时，耦合系数都减少，但是相对于a的值的变化，35mm以上的情况的耦合系数的减少宽度较小。例如，当比较a的值为22mm、38mm的情况时，a的值为38mm的20％左右耦合系数高。另外，比较a的值为20mm、40mm的情况时，a的值为40mm的40％左右耦合系数高。

＜实施例＞

在本实施例中，如图22所示，使金属板3和读写器120对置，在金属板3和天线基板11的与读写器120相反侧，使金属箔4与金属板3和天线基板11重叠。天线基板11与金属板3的端部3a邻接。在该状态下，对改变金属箔4与天线基板11的相对位置关系时的通信特性进行了评价。

作为具体的评价条件，读写器120、天线121、金属板3、天线基板11及天线线圈12的各外形尺寸、构造及配置与比较例相同。金属箔4采用外形为50mm×10mm的铜箔，以覆盖天线基板11的长度方向的全宽度的方式重叠。

在此，作为表示天线基板11和与天线基板11重叠的金属箔4的相对位置关系的值，采用以下的b。即，b是从天线基板11的一侧11a的端部11d到金属箔4的天线基板11侧的端部4a为止的以y轴向规定的重叠距离。

在以上那样的条件下，模拟求出将b的值从0mm变化到10mm时的、天线线圈12的耦合系数。将耦合系数的变化示于图23。

由于天线基板11的宽度为10mm，因此当b的值为5mm时，金属箔4遍及隔着天线线圈12的中心12a的一侧11a整体而重叠。另外，当b的值为0mm时，金属箔4与天线基板11完全不重叠，而当b的值为10mm时，金属箔4与天线基板11整体重叠。

如图23所示，当b的值为5mm时，即当金属箔4遍及隔着天线基板11的天线线圈12的中心12a的一侧11a整体而重叠时，耦合系数最高，此时的值与比较例所涉及的天线装置中的耦合系数相等（耦合系数：0.0053）。

即，依据天线装置1，通过使金属箔4遍及金属板3和天线基板11而重叠，反抗重叠区域中的磁场而抑制感应耦合，能够有效率地发送在未重叠的区域产生的电流，另外，不会泄漏来自金属板3的磁通，而能够感应到金属箔4未重叠的天线基板11的区域，能够进行有效率的感应耦合。其结果是，能够实现与比较例所涉及的天线装置中的耦合系数相等的耦合系数，并且，能够提高天线基板11对于金属板3的配置自由度。

此外，上述描述中对使天线线圈12环绕天线基板11上而形成的天线装置进行了说明，但是显然也能在不在天线基板11上形成天线线圈12这样的天线装置适用。

例如，如图24所示，也可以向磁性片20卷绕天线线圈12，在以使一部分与金属板3重叠的方式配置的金属箔4，以使天线线圈12的一部分重叠的方式配置。另外，也可以在上述的各种实施方式适用这种构成的天线线圈12。

标号说明

1天线装置；2天线模块；3金属板；3a端部；3b中心部分；4金属箔；4a端部；4b粘接剂层；4c高导电率金属；4d绝缘层；11天线基板；11a一侧；11b另一侧；12天线线圈；12a中心；12b弯曲位置；13通信处理部；14端子部；20磁性片；100无线通信系统；120读写器；121天线；141外壳体；141a内周壁；142空间。

Claims (26)

1.一种天线装置，组装于电子设备，经由电磁场信号与外部设备进行通信，其中包括：

第1导电体，设置在所述电子设备的壳体内部，与所述外部设备对置；

天线线圈，设置在所述电子设备的壳体内部，与所述外部设备感应耦合；以及

片状的第2导电体，设置在所述电子设备的壳体内部，与所述第1导电体重叠或接触，并且使至少一部分与所述天线线圈的与所述外部设备对置的面的相反侧的面重叠，

所述第1导电体，沿所述电子设备的壳体的长度方向具有比所述天线线圈的长度方向的整个宽度长的边缘，

所述天线线圈设置在所述第1导电体的所述边缘与所述电子设备的壳体之间，

所述第2导电体具有所述天线线圈的一侧的长度方向的长度以上的宽度。

2.如权利要求1所述的天线装置，其中，所述第2导电体与所述天线线圈的导线沿一个方向环绕的一侧重叠，而与所述天线线圈的所述导线沿另一方向环绕的另一侧不重叠。

3.如权利要求2所述的天线装置，其中，所述第2导电体遍及所述天线线圈的所述一侧的全宽度而重叠。

4.如权利要求2或3所述的天线装置，其中，所述天线线圈的重叠所述第2导电体的所述一侧的匝数少于不重叠所述第2导电体的所述另一侧的匝数。

5.如权利要求1所述的天线装置，其中，多个所述第2导电体重叠于所述天线线圈。

6.如权利要求1所述的天线装置，其中，所述第2导电体形成有避开所述电子设备内的其他构造物的开口部或切口部。

7.如权利要求1所述的天线装置，其中，所述第2导电体为金属箔。

8.如权利要求1所述的天线装置，其中，还包括：

磁性片，向所述天线线圈引入从所述外部设备发送的磁场，

所述磁性片插入所述天线线圈的中心部分，从而以满足在与所述外部设备对置的壳体面的中心侧使该磁性片位于比所述天线线圈更靠近所述外部设备侧的配置条件、和在该壳体面的外周侧使该天线线圈位于比该磁性片更靠近该外部设备侧的配置条件这两个配置条件的方式，互相重叠该天线线圈和该磁性片。

9.如权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述天线线圈使所述另一侧朝着与所述外部设备对置的一侧相反的方向弯曲。

10.一种电子设备，组装有经由电磁场信号与外部设备进行通信的天线装置，其中，

所述天线装置具备：

第1导电体，与所述外部设备对置；

天线线圈，与所述外部设备感应耦合；

片状的第2导电体，与所述第1导电体重叠或接触，并且至少一部分与所述天线线圈的与所述外部设备对置的面的相反侧的面重叠；以及

通信处理部，在与所述外部设备之间进行通信，

所述第1导电体具有比所述天线线圈的长度方向的整个宽度长的边缘，

所述天线线圈设置在所述第1导电体的所述边缘与所述电子设备的壳体之间，

所述第2导电体具有所述天线线圈的一侧的长度方向的长度以上的宽度。

11.一种天线装置，组装于电子设备，经由电磁场信号与外部设备进行通信，其中包括：

天线线圈，设置在构成所述电子设备的壳体的一个部件的内表面，与所述外部设备感应耦合；以及

导电体，以使一部分与所述天线线圈重叠的方式设置在所述一个部件的内表面，

所述导电体具有所述天线线圈的一侧的长度方向的长度以上的宽度，

所述一个部件包含构成其一部分的金属部，

所述金属部与所述导电体的一部分重叠。

12.如权利要求11所述的天线装置，其中，所述导电体与所述天线线圈的导线沿一个方向环绕的一侧重叠，而与该天线线圈的该导线沿另一方向环绕的另一侧不重叠。

13.如权利要求12所述的天线装置，其中，所述导电体遍及所述天线线圈的所述一侧的全宽度而重叠。

14.如权利要求12或13所述的天线装置，其中，所述天线线圈的重叠所述导电体的所述一侧的匝数少于不重叠该导电体的所述另一侧的匝数。

15.如权利要求11所述的天线装置，其中，多个所述导电体重叠于所述天线线圈。

16.如权利要求11所述的天线装置，其中，所述导电体形成有避开所述电子设备内的其他构造物的开口部或切口部。

17.如权利要求11所述的天线装置，其中，所述导电体为金属箔。

18.如权利要求11所述的天线装置，其中，还包括：

磁性片，向所述天线线圈引入从所述外部设备发送的磁场，

所述磁性片插入所述天线线圈的中心部分，从而以满足在与所述外部设备对置的壳体面的中心侧使该磁性片位于比所述天线线圈更靠近所述外部设备侧的配置条件、和在该壳体面的外周侧使该天线线圈位于比该磁性片更靠近该外部设备侧的配置条件这两个配置条件的方式，互相重叠该天线线圈和该磁性片。

19.如权利要求12所述的天线装置，其特征在于，所述天线线圈使所述另一侧朝着与所述外部设备对置的一侧相反的方向弯曲。

20.如权利要求19所述的天线装置，其中，多个所述导电体重叠于所述天线线圈。

21.如权利要求19所述的天线装置，其中，所述导电体形成有避开所述电子设备内的其他构造物的开口部或切口部。

22.如权利要求19所述的天线装置，其中，所述导电体为金属箔。

23.如权利要求19所述的天线装置，其中，还包括：

磁性片，向所述天线线圈引入从所述外部设备发送的磁场，

所述磁性片插入所述天线线圈的中心部分，从而以满足在与所述外部设备对置的壳体面的中心侧使该磁性片位于比所述天线线圈更靠近所述外部设备侧的配置条件、和在该壳体面的外周侧使该天线线圈位于比该磁性片更靠近该外部设备侧的配置条件这两个配置条件的方式，互相重叠该天线线圈和该磁性片。

24.一种电子设备，组装有经由电磁场信号与外部设备进行通信的天线装置，其中，

所述天线装置具备：

天线线圈，设置在构成所述电子设备的壳体的一个部件的内表面，与所述外部设备感应耦合；以及

导电体，以使一部分与所述天线线圈重叠的方式设置在所述一个部件的内表面，

所述导电体具有所述天线线圈的一侧的长度方向的长度以上的宽度，

所述一个部件包含构成其一部分的金属部，

所述金属部与所述导电体的一部分重叠。

25.一种天线装置，组装于电子设备，经由电磁场信号与外部设备进行通信，其中包括：

第1导电体，设置在所述电子设备的壳体内部，与所述外部设备对置；

天线线圈，设置在所述电子设备的壳体内部，与所述外部设备感应耦合；以及

片状的第2导电体，设置在所述电子设备的壳体内部，以沿着所述第1导电体的至少侧面的一部分的方式接近或接触地配置，至少一部分与所述天线线圈的与所述外部设备对置的面的相反侧的面重叠，

所述第1导电体具有比所述天线线圈的长度方向的整个宽度长的边缘，

所述天线线圈设置在所述第1导电体的所述边缘与所述电子设备的壳体之间，

所述第2导电体具有所述天线线圈的一侧的长度方向的长度以上的宽度。

26.如权利要求25所述的天线装置，其中，还包括：

磁性片，向所述天线线圈引入磁场，

所述磁性片插入所述天线线圈的中心部分，从而以满足在与所述外部设备对置的壳体面的中心侧使该磁性片位于比所述天线线圈更靠近所述外部设备侧的配置条件、和在该壳体面的外周侧使该天线线圈位于比该磁性片更靠近该外部设备侧的配置条件这两个配置条件的方式，互相重叠该天线线圈和该磁性片。