CN101128957B - 便携式电子设备 - Google Patents

Abstract

一种便携式电子设备，具备电路基板(100)和搭载在电路基板(100)上的天线线圈(200)，天线线圈(200)具有磁性体芯(201)和隔着线圈非缠绕部(203)被缠绕在两侧的线圈(202)。线圈(202)隔着线圈非缠绕部(203)而缠绕方向互相不同。天线线圈构成为，设磁性体芯(201)的长度为X，将中心线投影到电路基板(100)上的虚拟线和电路基板(100)的外周之间的两个交点的距离为Y时，满足Y≥X≥0.8Y。

Description

便携式电子设备

技术领域

本发明涉及搭载有通过电磁场信号与外部设备进行通信的RFID(Radio Frequency Identification：射频识别)用的无线标签的便携式电话终端等的便携式电子设备。

背景技术

在近年来广泛普及的搭载有RFID用的无线标签的便携式电话等的便携式电子设备中，例如如专利文献1中所述那样，将无线标签的天线线圈配置在便携式电子设备内。图17为表示专利文献1中所示的便携式电子设备800的主要部分的立体图。图17中表示在便携式电子设备800的基板500上配置具有磁性体芯601且为圆筒状的天线线圈600的结构。天线线圈600按照其轴方向相对于基板500的面方向平行的方式配置，构成为与相对基板500的面方向平行的磁通交链。

此外，在图18所示的专利文献2中公开了，通过在便携式电子设备810的基板510上配置具有第一脚部611a和第二脚部611b的L型的磁性体芯611而构成的天线线圈610，而能够对与基板510的面方向平行的磁通全方位地交链的技术。

专利文献1：日本特开2003-16409号公报；

专利文献2：日本特开平10-242742号公报。

图19为表示将图17所示的便携式电子设备800罩(かざす)在RFID读写器的状态的磁通路径的例子的示意图。图中φ表示来自读写器的天线的磁通。通常，如图19所示，按照便携式电子设备800的金属壳体700的主面相对读写器的主面平行那样放置。

但是，在专利文献1中所示的结构中，由于金属壳体700等的磁屏蔽物位于天线线圈600和读写器之间，因此通过金属壳体700来屏蔽磁通，而几乎没有通过天线线圈内的磁通。还有，天线线圈600的磁性体芯601的轴方向与基板500的面方向平行。因此，存在不能与来自读写器的磁通(与磁性体芯600的轴方向正交的方向的磁通)交链，不能与读写器通信的问题。

此外，专利文献2所示的天线线圈610也同样，通过基板和金属壳体来屏蔽磁通，因此几乎没有朝向与磁性体芯611的轴方向正交的磁通量。但是，天线线圈610具有线圈在L型磁性体芯611的第一轴部611a和第二轴部611b的正交部不缠绕的部分，可认为在该正交部不与朝向与轴方向正交方向的磁通交链，但天线线圈610搭载在基板的中央部区域，因此磁性体芯611端面的磁阻变大，难以将磁通导入到天线线圈610。即存在下述问题，在专利文献2的天线线圈610中也不与来自读写器的磁通(与磁性体芯611的轴方向正交方向的磁通)交链，不能与读写器通信。

发明内容

在此，本发明的目的在于提供一种在与RFID读写器等的外部设备进行通信时，对与磁性体芯的轴方向正交的方向的磁通良好地交链，可进行高灵敏度的通信的便携式电子设备。

为了解决上述问题，本申请的各发明如以下那样构成。

发明1相关的便携式电子设备，具备电路基板和搭载在该电路基板上的天线线圈，其特征在于，天线线圈具备：磁性体芯；和一个线圈，其按照在该磁性体芯的轴方向中间部设置线圈非缠绕部的方式分割为第一线圈部和第二线圈部而缠绕，第一线圈部和第二线圈部的缠绕方向互相不同，设磁性体芯的长度为X，将磁性体芯的位于轴方向上的中心线投影到电路基板上的虚拟线与电路基板的外周的两个交点间的距离为Y时，满足Y≥X≥0.8Y。

发明2相关的便携式电子设备，基于发明1所述的便携式电子设备，其特征在于，设虚拟线与磁性体芯的端面之间的两个交点分别为x1、x2，在虚拟线与电路基板的外周之间的两个交点中靠近x1的交点为y1，靠近x2的交点为y2，x1与y1之间的距离为D1，x2与y2之间的距离为D2时，D1＝D2。

发明3相关的便携式电子设备，基于发明1或发明2所述的便携式电 子设备，其特征在于，电路基板具有矩形形状，将磁性体芯的轴方向配置在电路基板的短边方向。

发明4相关的便携式电子设备，基于发明1～发明3中任一项所述的便携式电子设备，其特征在于，在线圈非缠绕部中的磁性体芯的至少一个面形成有电极。

发明5相关的便携式电子设备，基于发明4所述的便携式电子设备，其特征在于，电极具有至少一个狭缝。

发明6相关的便携式电子设备，基于发明1～发明5中任一项所述的便携式电子设备，其特征在于，磁性体芯在线圈非缠绕部具有在磁性体芯的与电路基板相背的面上的凸部。

发明7相关的便携式电子设备，基于发明6所述的便携式电子设备，其特征在于，在凸部的外周缠绕有线圈。

发明8相关的便携式电子设备，基于发明1～发明7中任一项所述的便携式电子设备，其特征在于，在磁性体芯的线圈非缠绕部形成有至少一个缺口部。

发明9相关的便携式电子设备，基于发明8所述的便携式电子设备，其特征在于，缺口部形成在磁性体芯的与电路基板对置的面。

发明10相关的便携式电子设备，基于发明8所述的便携式电子设备，其特征在于，缺口部形成在磁性体芯的相对电路基板垂直的侧面。

发明11相关的便携式电子设备，基于发明1～发明10中任一项所述的便携式电子设备，其特征在于，第一线圈部与第二线圈部的线圈缠绕数目互相不同。

发明12相关的便携式电子设备，基于发明1～发明11中任一项所述的便携式电子设备，其特征在于，天线线圈与电路基板具有间隔而被搭载在电路基板，在磁性体芯的与电路基板对置的面形成有电极。

发明13相关的便携式电子设备，具备电路基板和搭载在电路基板上的天线线圈，其特征在于，天线线圈具备缠绕有线圈的第一磁性体芯及第二磁性体芯，缠绕在第一磁性体芯的第一线圈部与缠绕在第二磁性体芯的第二线圈部的缠绕方向互相不同，按照使第一线圈部的线圈轴与第二线圈部的线圈轴相同的方式第一磁性体芯和第二磁性体芯设置间隙而被并列 设置，设天线线圈的线圈轴方向的长度为X，设将天线线圈的位于线圈轴方向上的中心线投影到电路基板上的虚拟线与电路基板的外周的两个交点之间的距离为Y时，满足Y≥X≥0.8Y。

发明14相关的便携式电子设备，基于发明13所述的便携式电子设备，其特征在于，设虚拟线与天线线圈的线圈轴方向的两端面的两个交点分别为x1、x2，在虚拟线与电路基板的外周的两个交点中靠近x1的交点为y1，靠近x2的交点为y2，x1与y1之间的距离为D1，x2与y2之间的距离为D2时，D1＝D2。

发明15相关的便携式电子设备，基于发明13或发明14中所述的便携式电子设备，其特征在于，设天线线圈的线圈轴方向的长度为A，第一磁性体芯与第二磁性体芯之间的距离为B时，满足0.6A≥B≥0.4A。

发明16相关的便携式电子设备，基于发明13～发明15中任一项所述的便携式电子设备，其特征在于，电路基板具有矩形形状，将线圈轴方向配置在电路基板的短边方向。

发明17相关的便携式电子设备，基于发明13～发明16中任一项所述的便携式电子设备，其特征在于，天线线圈与电路基板具有间隔而被搭载在电路基板，在第一磁性体芯及第二磁性体芯的与电路基板对置的面形成有电极。

发明18相关的便携式电子设备，基于发明13～发明17中任一项所述的便携式电子设备，其特征在于，第一线圈部与第二线圈部通过形成在电路基板的导体连接。

发明19相关的便携式电子设备，基于发明13～发明18中任一项所述的便携式电子设备，其特征在于，第一线圈部与第二线圈部通过形成在软性基板的导体连接。

发明效果

通过该发明，能够得到以下那样的效果。

第一发明的便携式电子设备的天线线圈，具备磁性体芯和按照在磁性体芯的长边方向中间部设置线圈非缠绕部的方式分割为第一线圈部和第二线圈部而缠绕的一个线圈，线圈隔着线圈非缠绕部的缠绕方向互相不同。通过该结构，在与读写器等的外部设备进行通信时，即使将便携式电子设备的主面相对读写器的主面平行地罩上，天线线圈也能对与磁性体芯的轴方向正交的方向的磁通即来自外部设备的磁通进行交链，因此能够与读写器进行通信。此外，设磁性体芯的长度为X，将轴方向的中心线投影到电路基板上的虚拟线与电路基板的外周之间的两个交点的距离为Y时，满足Y≥X≥0.8Y。通过该结构，磁性体芯的轴方向端面接近电路基板的外周而磁性体芯的磁阻降低，在天线线圈中聚集磁通而对与磁性体芯的轴方向正交的方向的磁通良好地交链，能够进一步提高通信灵敏度。

此外，在电路基板具有矩形形状时，优选磁性体芯的轴方向配置在电路基板的短边方向。通过该结构，能够将比磁性体芯的轴方向配置在长边方向时更多的磁通聚集在天线线圈中。即在本发明的便携式电子设备中采用的天线线圈中，与磁性体芯的轴方向正交的方向的磁通即来自外部设备的一部分磁通，按照避开便携式电子设备的电路基板和金属壳体等的磁屏蔽物的方式弯曲磁通的方向而向便携式电子设备的侧面一侧迂回。此时，由于向磁阻小的电路基板的短边方向一侧迂回的磁通量一方比向磁阻大的长边方向一侧迂回的磁通量多，因此通过将磁性体芯的轴方面配置在电路基板的短边方向，从而能够将磁通量更多的电路基板的短边方向一侧的磁通聚集在天线线圈。此外，在磁性体芯的轴方向被配置在电路基板的短边方向时，由于作为天线线圈整体实现小型化，因此为优选。即由于只要磁性体芯对电路基板的短边方向满足不等式Y≥X≥0.8Y即可，因此与对长边方向满足上述不等式的情况相比，能够缩短磁性体芯的长度，还能减小磁性体芯的体积。

此外，设虚拟线与磁性体芯的端面之间的两个交点分别为x1、x2，在虚拟线与电路基板的外周之间的两个交点中靠近x1的交点为y1，靠近x2的交点为y2，x1与y1之间的距离为D1，x2与y2之间的距离为D2时，优选D1＝D2。通过该结构，由于磁性体芯的轴方向两端面的磁阻大致相等，因此能够使进入线圈非缠绕部的两侧的第一线圈部与第二线圈部的磁通量相等。

此外，优选在线圈非缠绕部中的磁性体芯的至少一个面形成有电极。通过该结构，能够防止磁通的泄漏并能将磁通向天线线圈内导入，从而能够增加天线线圈的电动势。另外，电极具有狭缝时，由于能够容易地调整 线圈的电感值，因此优选。

此外，优选磁性体芯在线圈非缠绕部具有在磁性体芯的厚度方向上延伸的凸部。通过该结构，能够提高天线线圈的集磁能力并增加电动势。还有，在凸部缠绕有线圈的情况下，能够进一步提高聚磁能力。

此外，优选磁性体芯在线圈非缠绕部具有至少一个缺口部。通过该结构，由于能够使从与磁性体芯的轴方向垂直方向进入线圈非缠绕部的磁通的路径更容易且可靠地向磁性体芯的轴方向弯曲，因此能进一步提高通信灵敏度。作为该结构所产生的其他效果，由于因缺口部而缩小天线线圈的体积，因此能够有效地利用便携式电子设备内的空间。也可将缺口部设置在与电路基板对置的面的线圈非缠绕部，也可设置在对电路基板垂直的侧面的线圈非缠绕部中。

此外，线圈也可为隔着线圈非缠绕部的第一线圈部与第二线圈部的线圈缠绕数目互相不同。通过该结构，不仅可与方向与磁性体芯的轴方向正交的磁通，而且也可与方向为与磁性体芯的轴方向平行的磁通交链而进行通信。

此外，天线线圈也可与电路基板具有间隔而被搭载在电路基板上。通过该结构，由于天线线圈与电路基板不接触，因此对形成在电路基板上的电路性能不带来影响。

此外，第二发明的便携式电子设备的天线线圈，具备设置有间隙而并列配置的第一磁性体芯和第二磁性体芯，缠绕在第一磁性体芯的第一线圈部和缠绕在第二磁性体芯的第二线圈部的缠绕方向互相不同。通过该结构，天线线圈能够对与线圈轴方向正交的方向的磁通即来自外部设备的磁通交链，进而能够与读写器进行通信。此外，设天线线圈的长度为X，将线圈轴方向的中心线投影到电路基板上的虚拟线与电路基板的外周之间的两个交点的距离为Y时，满足Y≥X≥0.8Y。通过该结构，天线线圈的线圈轴方向端面接近电路基板的外周而天线线圈的磁阻降低，在天线线圈中聚集磁通而对与天线线圈的轴方向正交的方向的磁通良好地交链，能够进一步提高通信灵敏度。

此外，设天线线圈的线圈轴方向的长度为A，第一磁性体芯与第二磁性体芯之间的距离为B时，优选满足0.6A≥B≥0.4A。通过该结构，即使 针对第一磁性体芯和第二磁性体芯设置间隙而并列配置也不会使通信灵敏度显著劣化。

此外，连接第一线圈部与第二线圈部的导体，也可形成在电路基板，也可形成在软性基板。通过上述结构，可以采用各种方法将天线线圈安装在电路基板上。

附图说明

图1是表示第一实施方式相关的便携式电子设备的主要部分的图。

图2为表示将图1所示的便携式电子设备罩在RFID的读写器的状态的磁通路径的例子的示意图。

图3为表示在第一实施方式相关的天线线圈中使磁性体芯的长度尺寸从基准尺寸开始变化时的磁通的耦合系数和预测通信距离的变化的图。

图4为表示在第一实施方式相关的天线线圈中使磁性体芯的宽度尺寸从基准尺寸开始变化时的磁通的耦合系数和预测通信距离的变化的图。

图5为表示在第一实施方式相关的天线线圈中使磁性体芯的厚度尺寸从基准尺寸开始变化时的磁通的耦合系数和预测通信距离的变化的图。

图6为表示第一实施方式相关的天线线圈的变形例的图。

图7为表示第一实施方式相关的天线线圈的变形例的立体图。

图8为表示第一实施方式相关的天线线圈的变形例的透视立体图。

图9为表示第一实施方式相关的天线线圈的变形例的透视立体图。

图10为表示第一实施方式相关的天线线圈的变形例的透视立体图。

图11为表示第一实施方式相关的天线线圈的变形例的立体图。

图12为表示第二实施方式相关的便携式电子设备的主要部分的正面视图。

图13为表示第三实施方式相关的便携式电子设备的主要部分的图。

图14为表示第四实施方式相关的便携式电子设备的主要部分的正面视图。

图15为表示第五实施方式相关的便携式电子设备的主要部分的立体图。

图16为表示第五实施方式相关的便携式电子设备的变形例的立体图。

图17为表示现有例相关的便携式电子设备的主要部分的立体图。

图18为表示现有例相关的便携式电子设备的主要部分的立体图。

图19为表示将现有例中所示的便携式电子设备罩在RFID读写器的状态的磁通路径的例子的示意图。

图中：100、300-电路基板；200、400-天线线圈；280、480-便携式电子设备；201-磁性体芯；401a-第一磁性体芯；401b-第二磁性体芯；202-线圈；202a-第一线圈部；202b-第二线圈部；402a-第一线圈部；402b-第二线圈部；203-线圈非缠绕部；204-电极；205-凸部线圈；206-缺口部(cut-offportion)；207-狭缝(slit)；208、408-电极；350-金属壳体；460-连接导体；470-软性基板。

具体实施方式

(第一实施方式)

基于图1以及图2对第一实施方式相关的便携式电子设备进行说明。

图1为表示该第一实施方式相关的便携式电子设备的主要部分的图。图1(A)为立体图，图1(B)为俯视图。图2为表示将图1所示的便携式电子设备罩在RFID读写器的状态的磁通路径的例子的示意图。

第一实施方式的便携式电子设备280具备电路基板100和搭载在电路基板100上的天线线圈200。电路基板100采用了长边方向的长度尺寸为90mm、短边方向的宽度尺寸为45mm的矩形形状构成的电路基板。天线线圈200具备铁氧体(フェラィト)等的磁性体芯201和缠绕在磁性体芯201的外周的线圈202。作为磁性体芯201采用了长边方向的长度尺寸为45mm、短边方向的宽度尺寸为5mm、厚度尺寸为2.4mm且Q＝100的长方体的芯。线圈202是在磁性体芯201的长边方向中间部设置线圈非缠绕部203后分割为第一线圈部202a和第二线圈部202b的一个线圈，并且第一线圈部202a和第二线圈部202b的缠绕方向互相不同。此外，线圈202采用了按照使磁性体芯201的长边方向两端部分别露出1mm的方式在线圈非缠绕部203的两侧各缠绕7匝的部件。

此外，线圈非缠绕部203中的磁性体芯201在电路基板100面对的侧面以及位于相对电路基板100垂直方向的两侧面形成由Al等金属薄膜构 成的电极204。即电极204形成在除了与线圈非缠绕部203中的磁性体芯201的与电路基板100面对的侧面相对置的侧面以外所有的侧面。另外，没有形成有电极204的侧面为用于来自后述的读写器的磁通进入的侧面。

在图2中，图中的φ表示来自读写器的磁通。通常，如图2所示，使便携式电子设备280的金属壳体350的主面侧相对读写器的主面平行地罩上。由图2可知，天线线圈200在中间部分具有线圈非缠绕部203，因此能够捕获朝向相对轴方向大致正交的磁通而交链。即因为天线线圈200的第一线圈部202a和第二线圈部202b的缠绕方向互相不同，因此进入线圈非缠绕部203的来自读写器的磁通(与磁性体芯201的轴方向正交的磁通)沿线圈202的轴方向使磁通弯曲大致90°而进入第一线圈部202a和第二线圈部202b。由此，线圈202在第一线圈部202a和第二线圈部202b的任一个中都能够捕获与磁性体芯201的轴方向正交的方向的磁通即来自读写器的磁通而交链。

在此，根据后述的试验例中记述的发明者们的研究可知以下的内容。即如图1(B)所示，设磁性体芯的长边方向的长度为X，设将磁性体芯的轴方向的中心线投影到电路基板上的虚拟线和电路基板的外周之间的两个交点的距离为Y时，在满足Y≥X≥0.8Y的情况下，可知天线线圈对于与磁性体芯的轴方向正交的方向的磁通即来自读写器的磁通良好地交链，而能与读写器进行高灵敏度的通信。可知将本实施方式套用在上述不等式时，满足上述不等式。因此，天线线圈200对于与磁性体芯的轴方向正交的方向的磁通即来自读写器的磁通良好地交链，而能与读写器进行高灵敏度的通信。

此外，如图1(B)所示，在设虚拟线和磁性体芯201的端面之间的两个交点分别为x1、x2，在虚拟线和电路基板100的外周之间的两个交点中离x1较近的交点为y1，离x2较近的交点为y2，x1和y1之间的距离为D1，x2和y2之间的距离为D2时，将本实施方式的天线线圈200配置在D1＝D2的位置。因此，能使磁性体芯201的轴方向的端面中的磁阻大致相等。此外，能够使进入线圈非缠绕部203的两侧的线圈202的磁通量相等。

还有，由于本实施方式的天线线圈200，由于磁性体芯201的轴方向被配置在电路基板100的短边方向，因此与磁性体芯201的轴方向配置在 长边方向时相比能够使更多的磁通聚集到天线线圈。即在本实施方式中，与磁性体芯201的轴方向正交的磁通即来自外部设备的磁通中的一部分其磁通方向被弯曲且向便携式电子设备280的侧面侧迂回，以使可避开便携式电子设备280的电路基板100、金属壳体350等的磁屏蔽物。此时，磁通向磁阻小的电路基板100的短边方向侧迂回的磁通量一方比向磁阻大的长边方向侧迂回的磁通量多，因此通过将磁性体芯的轴方向配置在电路基板100的短边方向，能够聚集磁通量多的短边方向侧的磁通。此外，此时能够实现作为天线线圈整体的小型化。即磁性体芯201对电路基板100的短边方向满足不等式Y≥X≥0.8Y即可，因此与对长边方向满足上述不等式的情况相比，能够缩短磁性体芯201的长度，磁性体芯201的体积也变小。

(试验例)图3～图5为表示关于第一实施方式的天线线圈200，使磁性体芯201的长度尺寸、宽度尺寸、厚度尺寸从基准尺寸开始变化时的天线线圈200和来自读出器的磁通之间的耦合系数以及所预测的通信距离的变化的图。图3表示使长度尺寸变化时的耦合系数和预测通信距离的变化，图4表示使宽度尺寸变化时的耦合系数和预测通信距离的变化，图5表示使厚度尺寸变化时的耦合系数和预测通信距离的变化。本试验例的天线线圈200准备了磁性体的基准尺寸为长边方向的长度尺寸为45mm、短边方向的宽度尺寸为5mm、厚度尺寸为2.4mm、Q＝100的部件。线圈202按照对磁性体芯201的长边方向两端部分别露出1mm的方式在线圈非缠绕部203的两侧各缠绕7匝而构成。电路基板100采用长边方向的长度尺寸为90mm、短边方向的宽度尺寸为45mm、导电率σ＝0.60×10⁶的电路基板。天线线圈200配置为其轴方向相对电路基板100的短边方向大致平行。

在此，已确定了当采用具有搭载在上述电路基板100的基准尺寸的天线线圈200且其与读写器之间的距离为100mm而进行通信时，天线线圈200对于与磁性体芯201的轴方向正交的磁通即来自读写器的磁通良好地交链，并能实现高灵敏度的通信。因此本实施例是可明确使天线线圈200从基准尺寸开始减小而谋求小型化时的耦合系数以及预测通信距离的变化的实施例。另外，在本实施例中所谓高灵敏度的通信是指满足市场要求的水平以上的通信灵敏度，具体地来说指天线线圈200和读写器之间的距 离为100mm时磁通的耦合系数为0.18％以上时所进行的通信。即在磁通的耦合系数为0.18％以上时，天线线圈能够确保通信距离100mm。

在图3相关的天线线圈200中，设磁性体芯201的长度尺寸为10mm～45mm、宽度尺寸为5mm、厚度尺寸为2.4mm。

在图4相关的天线线圈200中，设磁性体芯201的长度尺寸为45mm、宽度尺寸为2mm～5mm、厚度尺寸为2.4mm。

在图5相关的天线线圈200中，设磁性体芯201的长度尺寸为45mm、宽度尺寸为5mm、厚度尺寸为1.2mm～2.4mm。

由图3可知如果缩短磁性体芯201的长度尺寸，则可与长度尺寸成比例地减小耦合系数。例如如果将磁性体芯201的长度尺寸缩短到30mm，则耦合系数为0.12％，预测通信距离只能确保为87mm。因此，如果将磁性体芯201的长度尺寸缩短到30mm，则不能得到满足市场要求的程度的通信灵敏度。

与此相对，图4表示即使缩短磁性体芯201的宽度尺寸，耦合系数也不会较大地变化，能确保良好的通信。可知例如即使将宽度尺寸设定为2mm，也可得到0.28％的耦合系数，可确保通信距离在100mm以上。

此外，图5表示即使磁性体芯201的厚度尺寸变薄而高度降低，耦合系数也不会较大地变化，可确保良好的通信。可知即使将厚度尺寸设定为1.2mm，也可得到0.30％的耦合系数，可得到能确保预测通信距离为100mm以上的耦合量。

根据上述图3～图5所示的试验结果，可明确磁性体芯201的长度尺寸、宽度尺寸、厚度尺寸中对天线线圈200和读写器的磁通的耦合量带来最大影响的尺寸为长度尺寸。在此，可明确如果将磁性体芯201的长度设定为至少36mm以上，则天线线圈200得到0.18％以上的耦合系数，能够进行满足读写器和市场要求的程度以上的高灵敏度的通信。

此外，根据该试验结果，在设磁性体芯201的轴方向的中心线和磁性体芯201的端面之间的两个交点的距离为X，将中心线投影到电路基板100上的虚拟线和电路基板100的外周之间的两个交点的距离为Y时，如果满足Y≥X≥0.8Y，则表明天线线圈200对来自读写器的磁通(与磁性体芯201的轴方向正交的方向的磁通)良好地交链，能够进行高灵敏度的通信。 上述不等式中X的下限(X≥0.8Y)表示为了确保从图中求出的耦合系数为0.18％以上所必需的磁性体芯的最短长度尺寸，X的上限(Y≥X)为与电路基板100的短边方向的长度相同的长度。

关于对磁通的耦合量带来最大影响的尺寸为长度尺寸这一点，发明者们如下那样进行考察。即能够说明如本试验例那样在读写器和天线线圈200之间构成屏蔽来自读出器的磁通的电路基板100和金属壳体350等的磁屏蔽物的情况下，通过加长磁性体芯201的轴方向的长度而使磁性体芯201的轴方向两端部接近电路基板100的外周，从而磁性体芯201的轴方向两端部中的磁阻减小而使磁通容易通过，天线线圈200和读写器的磁通的耦合量增加。

此外，本发明者们得到如下的结果：对于本试验例的磁性体芯201的宽度尺寸以及厚度尺寸减小到例如基准尺寸的一半以下时，通信灵敏度的劣化较小且能够实现以所要求的通信灵敏度进行的通信。即如果为相同体积的天线线圈200，则通过加长磁性体芯201的长度尺寸并减小宽度尺寸以及厚度尺寸，从而能够得到灵敏度进一步提高的天线线圈200，如果为相同灵敏度的天线线圈200，则通过加长磁性体芯201的长度尺寸并减小宽度尺寸和厚度尺寸，从而能得到体积减小且谋求小型化的天线线圈200。

另外，在第一实施方式中，电极204形成在除了在线圈非缠绕部203中与面向电路基板100的侧面相对置的侧面以外的所有的侧面，即与电路基板面对的侧面和对电路基板100垂直方向的两侧面，但本发明并不限定于该实施方式。在本发明的天线线圈200中，只要在线圈非缠绕部203的磁性体芯201中除了用于磁通进入的至少一个侧面以外的其他侧面形成电极204即可。但是，在本发明中也可不形成电极204，但从提高通信灵敏度的角度来看优选形成电极204。

此外，如图6(A)、(B)所示，电极204也可为由多个梯蹬(rung)和连接多个梯蹬(rung)部204a的竿状部204b构成的梯子状的部件。该梯子状的电极204中形成有多个狭缝207。此时，如图6(B)所示，通过由修剪来削取竿状部204b从而可使电流路径长度变化，由此能够容易地调整线圈202的电感值。另外，由于电极204在具有至少一个狭缝207时，通过修剪使电流路径长度变化而可使线圈202的电感值容易地变化，因此 优选。

此外，在第一实施方式中，磁性体芯201为长方体状，但本发明并不限于该实施方式，也可为圆柱状、三角柱状等其他形状。此外，如图7所示，磁性体芯201也可在线圈非缠绕部203中具有厚度尺寸方向的凸部203a，该凸部203a也可缠绕有凸部线圈205。通过该结构，由于能够提高磁性体芯201的集磁能力而将更多的磁通导入到天线线圈200内，因此可提高电动势而更进一步提高通信灵敏度。

此外，如图8所示，本发明的天线线圈200的与电路基板对置的侧面的磁性体芯201也可具有缺口部206。图8中，磁性体芯201设置有切割为三角柱状而构成的缺口部206，通过该结构能够使进入线圈非缠绕部203的与磁性体芯201的轴方向正交的方向的磁通更容易且可靠地朝向磁性体芯201的轴方向弯曲，因此可更进一步提高通信灵敏度。

此外，如图9或图10所示，磁性体芯201也可设置切割为长方体状而构成的缺口部206。图9为将缺口部206设置在与电路基板对置的侧面的构造。通过该结构在天线线圈200的中央部中，在天线线圈200和电路基板之间形成间隙，并且能够有效地利用由此所形成的空间。图10为将缺口部206设置在相对电路基板垂直方向的侧面的构造。通过该结构，在天线线圈200的中央部，形成基板部上没有形成磁性体芯的中间细的部分，由于在该部分中设置在电路基板上的其他物品也可突出，因此安装天线线圈200的电路基板的设计上的自由度增加。

此外，本发明的天线线圈200，介于线圈非缠绕部203的第一线圈部202a和第二线圈部202b的线圈缠绕数目也可互相不同。如图11所示，线圈202设置为介于线圈非缠绕部203的两侧的第一线圈部202a、第二线圈部202b的线圈缠绕数目之比为例如1∶2时，天线线圈200不仅能与方向与磁性体芯201的轴方向正交的磁通，而且能与方向与磁性体芯201的轴方向平行的磁通交链。即与磁性体芯201的轴方向正交方向的磁通通过天线线圈200的情况下，如图11(A)所示，第一线圈部202a、第二线圈部202b中分别产生同方向的电流A、电流B。此外，与磁性体芯201的轴方向平行方向的磁通通过天线线圈200的情况下，如图11(B)所示，第一线圈部202a、第二线圈部202b中分别产生反方向的电流A、电流B。在 此，由于介于线圈非缠绕部203的第一线圈部202a和第二线圈部202b的线圈缠绕数目之比为1∶2而不同，因此所产生的互相反方向的电流A和电流B的电流量也互相不同，相互不能完全抵消。因此，例如即使在便携式电子设备的主面从相对读写器的主面平行的位置开始偏移而来自读写器的磁通的方向与磁性体芯201的轴方向平行时，天线线圈200能可靠地得到来自读写器的磁通，可进行通信。另外，线圈缠绕数目之比并不限定于1∶2，也可为第一线圈部202a和第二线圈部202b互相不同。

另外，本发明的天线线圈200的第一线圈部202a和第二线圈部202b也可并联连接。

(第二实施方式)

基于图12对第二实施方式相关的便携式电子设备进行说明。

图12为第二实施方式相关的便携式电子设备的正面视图。另外，在图12中，在与表示第一实施方式的图1相同或对应的部分中适当省略说明。

如图12所示，第二实施方式的便携式电子设备280具备电路基板100、搭载在电路基板100上的天线线圈200。如图12所示，天线线圈200与电路基板100具有规定的间隙，并且搭载在电路基板100。天线线圈200，通过例如与设置在电路基板100的上方的壳体粘接，由此与电路基板100具有规定的间隙并搭载。由此，通过在电路基板100和天线线圈200之间形成规定的间隙，从而天线线圈200与电路基板100不接触，对电路性能没有影响。此外，由于与电路基板100不接触，因此搭载场所的自由度增加。

另外，天线线圈200具有磁性体芯201，如图12所示，在与磁性体芯201的电路基板100对置的面按照覆盖整个面的方式形成有电极208。电极208，按照与第一线圈部202a以及第二线圈部202b不连接的方式，在磁性体芯201的与电路基板100对置的面涂敷非导电性粘接剂后形成电极208。由此，通过在磁性体芯201的与电路基板100对置的面形成电极208，从而能使进入磁性体芯201的磁通在磁性体芯201和电路基板100之间的间隙中不泄漏。因此，即使在电路基板100和天线线圈200之间形成规定的间隙，也能抑制通信灵敏度降低。

在第二实施方式中，按照覆盖磁性体芯201的与电路基板100对置的整个面的方式形成有电极208，但也可形成为覆盖一部分。其中，形成电极208的面较大一方，能够容易防止进入磁性体芯201的磁通泄漏到磁性体芯201和电路基板100之间的间隙中，因此更优选。

(第三实施方式)

基于图13对本发明的第三实施方式相关的便携式电子设备进行说明。

图13为表示第三实施方式相关的便携式电子设备的主要部分的图。图13(A)为立体图，图13(B)为俯视图。

如图13(A)所示，第三实施方式的便携式电子设备480具备电路基板300和搭载在电路基板300上的天线线圈400。电路基板300，采用例如由长边方向的长度尺寸为90mm、短边方向的宽度尺寸为45mm的矩形状构成的电路基板。天线线圈400按照其线圈轴方向与电路基板300的短边方向相同的方式，配置在电路基板300。另外，在此天线线圈的天线轴方向与后述的磁性体芯的线圈轴方向相同。并且，天线线圈400具备由铁氧体等形成的第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b。

第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b分别采用例如长边方向的长度尺寸10mm、短边方向的宽度尺寸为7mm、厚度尺寸为1.5mm且Q＝100的长方体的磁性体芯。第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b按照线圈轴相同的方式并列配置，在第一磁性体芯401a和第二磁性体芯之间设置有间隙。本实施例中设置26mm的间隙。

第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b缠绕有线圈，分别构成第一线圈部402a和第二线圈部402b。第一线圈部402a按照使第一磁性体芯的线圈轴方向的两端部分别露出1mm的方式缠绕6匝。关于第二线圈部402b也同样。第一线圈部402a和第二线圈部402b的缠绕方向相反。另外，在本实施例中，按照使磁性体芯的短边方向成为线圈轴方向的方式，在各个磁性体芯401a、401b缠绕线圈。

如上那样构成的天线线圈400，第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b设置有未形成有线圈的间隙而并列设置，因此能够捕获与线圈轴方向大致正交的方向的磁通并交链。即由于第一线圈部402a和第二线圈部402b的缠绕方向互相不同，因此进入到第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b 之间的间隙的来自读写器的磁通(方向与线圈轴方向正交的磁通)沿第一磁性体芯401a以及第二磁性体芯401b的线圈轴方向使磁通大致弯曲90度。由此，在第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b的任一个中也能捕获与线圈轴方向正交的来自读写器的磁通而交链。还有，本实施方式的天线线圈400，在第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b之间形成有间隙，因此设置在电路基板300的物品也可突出，因此搭载有天线线圈400的电路基板300的设计上的自由度增加。

在此，与上述的试验例相同，通过发明者们的研究，可明确以下的内容。即如图13(B)所示，可明确设天线线圈的线圈轴方向的长度为X，设将天线线圈的线圈轴方向的中心线投影到电路基板上的虚拟线和电路基板的外周之间的两个交点的距离为Y时，在满足Y≥X≥0.8Y的情况下，天线线圈对于其方向与磁性体芯的轴方向正交的磁通即来自读写器的磁通良好地交链，能与读写器进行高灵敏度的通信。

本实施方式的天线线圈400满足上述不等式时，天线线圈400的线圈轴方向的长度X为40mm，将天线线圈400的线圈轴方向的中心线投影到电路基板上的虚拟线和电路基板的外周之间的两个交点的距离Y为45mm，因此可知满足上述不等式。从而，天线线圈400对于其方向与天线线圈400的线圈轴方向正交的磁通即来自读写器的磁通良好地交链，能与读写器进行高灵敏度的通信。

此外，如图12(B)所示，在设虚拟线和天线线圈400的端面之间的两个交点分别为x1、x2，在虚拟线和电路基板300的外周之间的两个交点中离x1较近的交点为y1，离x2较近的交点为y2，x1与y1之间的距离为D1，x2与y2之间的距离为D2时，将本实施方式的天线线圈400配置在D1＝D2的位置。因此，能使天线线圈400的线圈轴方向的端面中的磁阻大致相等。此外，能够使进入第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b之间的间隙的磁通量相等。

还有，由于本实施方式的天线线圈400将天线线圈400的线圈轴方向配置在电路基板300的短边方向，因此能够将比天线线圈400的线圈轴方向配置在电路基板300的长边方向时更多的磁通聚集在天线线圈中。

如上所述，在本实施方式的便携式电子设备480中，第一磁性体芯401a 和第二磁性体芯401b设置间隙而被并列设置，但如果将间隙设置地较大，则磁通不易导入第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b而且通过第一线圈部402a和第二线圈部402b的线圈轴的磁通量减少，相反如果减小间隙，则由于磁通进入的地方减小，因此天线线圈可获取的磁通量减少。因此将第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b之间的距离优选设定为规定的距离。根据本发明者的研究，设天线线圈的线圈轴方向的长度为A，第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b之间的距离为B时，满足0.6A≥B≥0.4A的情况下，天线线圈400对于与天线线圈400的线圈轴方向正交的磁通即来自读写器的磁通良好地交链，能与读写器进行高灵敏度的通信。因此，优选根据该条件设定第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b之间的距离。

在本实施方式中，可知由于天线线圈400的线圈轴方向的长度A为40mm，第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b之间的距离B为26mm，因此满足上述条件。从而，天线线圈400对于方向与天线线圈400的线圈轴方向正交的磁通即来自读写器的磁通良好地交链，能与读写器进行高灵敏度的通信。

另外，在本实施方式中，第一线圈部402a的缠绕数目和第二线圈部402b的缠绕数目相等，但缠绕数目也可不同。如果使第一线圈部402a的缠绕数目和第二线圈部402b的缠绕数目不同，则不仅与方向与天线线圈400的线圈轴方向正交的磁通，而且也可与方向与天线线圈400的线圈轴方向平行的磁通也交链。

(第四实施方式)

基于图14对第四实施方式相关的便携式电子设备进行说明。

图14为第四实施方式相关的便携式电子设备的正面视图。另外，在图14中，对与表示第三实施方式的图13相同或对应的部分适当省略说明。

如图14所示，第四实施方式的便携式电子设备480具备电路基板300和搭载在电路基板300的天线线圈400。天线线圈400与基板300具有规定的间隙，并搭载在电路基板300上。天线线圈400，通过例如与设置在电路基板300的上方的壳体粘接，与电路基板具有规定的间隙并搭载。由此，通过在电路基板300和天线线圈400之间形成规定的间隙，从而天线 线圈400与电路基板300不接触，对形成在电路基板300上的电路性能没有影响。此外，由于与电路基板300不接触，因此搭载场所的自由度增加。

另外，天线线圈400具有第一磁性体芯401a以及第二磁性体芯401b，如图14所示，在与第一磁性体芯401a以及第二磁性体芯401b的与电路基板300对置的面形成有电极408。电极408，按照与第一线圈部402a以及第二线圈部402b不连接的方式，在第一磁性体芯401a以及第二磁性体芯401b的与电路基板300对置的面涂敷非导电性粘接剂后形成电极408。由此，通过在第一磁性体芯401a以及第二磁性体芯401b的与电路基板300对置的面形成电极408，能够使进入第一磁性体芯401a以及第二磁性体芯401b的磁通不泄漏到天线线圈400和电路基板300之间所形成的间隙。因此，即使在电路基板300和第一磁性体芯401a以及第二磁性体芯402b之间形成规定的间隙，也能抑制通信灵敏度降低。

(第五实施方式)

基于图15对第五实施方式相关的便携式电子设备进行说明。

图15为第五实施方式相关的便携式电子设备的局部放大图。另外，在图15中，对与表示第三实施方式的图13相同或对应的部分适当省略说明。

如图15所示，第五实施方式的便携式电子设备480，第一线圈部402a和第二线圈部402b通过形成在电路基板300的连接导体460连接。通过形成在电路基板300的连接导体460连接，从而只要将天线线圈400安装在电路基板300，就能连接第一线圈部402a和第二线圈部402b，因此便携式电子设备480的制造变得简易。另外，连接导体460也可形成在所安装的电路基板300以外的电路基板。

图16为第五实施方式相关的便携式电子设备480的变形例，如图16所示，第一线圈部402a和第二线圈部402b也可通过形成在软性(flexible)基板470上的连接导体460连接。在软性基板470上，可采用聚酰亚胺(ポリィミド)薄膜或环氧玻璃(ガラスェポキシ)薄膜等的树脂薄膜等的可弯曲的电绝缘薄膜。软性基板470形成有用于连接第一线圈部402a和第二线圈部402b的连接导体460。另外，用于与输入端子连接的连接导体和用于与输出端子连接的连接导体也形成在软性基板470。如果用于与输入 端子连接的连接导体和用于与输出端子连接的连接导体形成在软性基板470，则将软性基板470与输入输出端子连接即可，因此能够容易地与输入输出端子连接。在软性基板470，通过粘接剂对缠绕有第一线圈部402a的第一磁性体芯401a和缠绕有第二线圈部402b的第二磁性体芯401b进行粘接，在连接导体460通过焊接(半田付け)将第一线圈部402a和第二线圈部402b粘接。由此，第一线圈402a和第二线圈402b通过连接导体460连接。通过上述结构，即使天线线圈400由第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b两个磁性体芯形成，通过与软性基板470粘接而第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b也能够在软性基板470上成为一体，因此能够容易地安装在电路基板300上。此外，如果预先在软性基板470上使第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b成为一体，则在电路基板300上不需要调整第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b之间的距离。换句话说，第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b之间的距离所引起的天线线圈400的天线灵敏度不会产生变化。

另外，形成在软性基板470的连接导体460的端部也可具有固定的宽度。通过连接导体460的端部具有一定的宽度，连接导体460和第一线圈部402a以及第二线圈部402b的连接位置，能够在连接导体460的端部的宽度范围内任意地选择，因此在软性基板470上能够容易地调整第一磁性体芯401a和第二磁性体芯401b之间的距离。

Claims (19)

1.一种便携式电子设备，具备电路基板和搭载在该电路基板上的天线线圈，其特征在于，

上述天线线圈具备：磁性体芯；和一个线圈，其按照在该磁性体芯的轴方向中间部设置线圈非缠绕部的方式分割为第一线圈部和第二线圈部而缠绕，

上述第一线圈部和上述第二线圈部的缠绕方向互相不同，

设上述磁性体芯的长度为X，将上述磁性体芯的位于轴方向上的中心线投影到上述电路基板上的虚拟线与上述电路基板的外周的两个交点间的距离为Y时，满足Y≥X≥0.8Y。

2.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其特征在于，

设上述虚拟线与上述磁性体芯的端面之间的两个交点分别为x1、x2，在上述虚拟线与上述电路基板的外周之间的两个交点中靠近x1的交点为y1，靠近x2的交点为y2，x1与y1之间的距离为D1，x2与y2之间的距离为D2时，D1＝D2。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的便携式电子设备，其特征在于，

上述电路基板具有矩形形状，将上述磁性体芯的轴方向配置在上述电路基板的短边方向。

4.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其特征在于，

在上述线圈非缠绕部中的上述磁性体芯的至少一个面形成有电极。

5.根据权利要求4所述的便携式电子设备，其特征在于，

上述电极具有至少一个狭缝。

6.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其特征在于，

上述磁性体芯在上述线圈非缠绕部具有在上述磁性体芯的与上述电路基板相背的面上的凸部。

7.根据权利要求6所述的便携式电子设备，其特征在于，

在上述凸部的外表面缠绕有线圈。

8.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其特征在于，

在上述磁性体芯的上述线圈非缠绕部形成有至少一个缺口部。

9.根据权利要求8所述的便携式电子设备，其特征在于，

上述缺口部形成在上述磁性体芯的与上述电路基板对置的面。

10.根据权利要求8所述的便携式电子设备，其特征在于，

上述缺口部形成在上述磁性体芯的相对上述电路基板垂直的侧面。

11.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其特征在于，

上述第一线圈部与上述第二线圈部的线圈缠绕数目互相不同。

12.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其特征在于，

上述天线线圈与上述电路基板具有间隔而被搭载在上述电路基板，在上述磁性体芯的与上述电路基板对置的面形成有电极。

13.一种便携式电子设备，具备电路基板和搭载在该电路基板上的天线线圈，其特征在于，

上述天线线圈具备缠绕有线圈的第一磁性体芯及第二磁性体芯，

缠绕在上述第一磁性体芯的第一线圈部与缠绕在上述第二磁性体芯的第二线圈部的缠绕方向互相不同，

使上述第一线圈部的线圈轴与上述第二线圈部的线圈轴相同地将上述第一磁性体芯和上述第二磁性体芯设置间隙而并列设置，

设上述天线线圈的线圈轴方向的长度为X，设将上述天线线圈的位于线圈轴方向上的中心线投影到上述电路基板上的虚拟线与上述电路基板的外周的两个交点之间的距离为Y时，满足Y≥X≥0.8Y。

14.根据权利要求13所述的便携式电子设备，其特征在于，

设上述虚拟线与上述天线线圈的线圈轴方向的两端面的两个交点分别为x1、x2，在上述虚拟线与上述电路基板的外周的两个交点中靠近x1的交点为y1，靠近x2的交点为y2，x1与y1之间的距离为D1，x2与y2之间的距离为D2时，D1＝D2。

15.根据权利要求13或14中任一项所述的便携式电子设备，其特征在于，

设上述天线线圈的线圈轴方向的长度为A，上述第一磁性体芯与上述第二磁性体芯之间的距离为B时，满足0.6A≥B≥0.4A。

16.根据权利要求13所述的便携式电子设备，其特征在于，

上述电路基板具有矩形形状，将上述线圈轴方向配置在上述电路基板的短边方向。

17.根据权利要求13所述的便携式电子设备，其特征在于，

上述天线线圈与上述电路基板具有间隔而被搭载在上述电路基板，在上述第一磁性体芯及上述第二磁性体芯的与上述电路基板对置的面形成有电极。

18.根据权利要求13所述的便携式电子设备，其特征在于，

上述第一线圈部与上述第二线圈部通过形成在上述电路基板的导体连接。

19.根据权利要求13所述的便携式电子设备，其特征在于，

上述第一线圈部与上述第二线圈部通过形成在软性基板的导体连接。

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