CN103427153B - 天线装置及无线通信装置 - Google Patents

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Abstract

构成一种天线装置以及具有该天线装置的无线通信装置，该天线装置解决了从供电电路观察到的天线装置的电感低下及发生偏差的问题。天线装置具有供电线圈3和面状导体2。供电线圈3具有磁芯32和卷绕在磁芯32上的线圈状导体31。供电线圈3与RFIC13相连接。面状导体2的面积供电线圈3的面积要大，在面状导体2上形成有自外缘的一部分向内部延伸的切口2S。供电线圈3以卷绕轴相对于面状导体2平行的方式进行配置，供电线圈3以接近切口2S、且供电线圈3的线圈开口面向切口方向的方式进行配置。

Description

天线装置及无线通信装置
技术领域
本发明涉及RFID系统、近距离无线通信系统中所使用的天线装置以及具有该天线装置的无线通信装置。
背景技术
在安装于携带终端的NFC（NearFieldCommunication：近距离无线通讯技术）等13.56MHz频带的RFID中，一般RFID用IC芯片、匹配元件主要安装于电路基板上，天线被粘贴在树脂制的终端壳体的内侧，并且通过弹簧销等将RFID用IC芯片与天线直流式地连接。
另一方面，最近的移动电话终端等无线通信装置向薄型化发展，为了应对由于薄型化而造成的强度不足，如下的情况正在增加：即，或对树脂壳体实施镁镀覆加工，或利用铝或者炭纤维等材料所形成的金属壳体，通过对壳体进行的「金属化」来弥补强度的情况。
但是，在对壳体「金属化」的情况下，因为内置于终端的天线因金属而被屏蔽，因而产生了无法与对方侧装置进行通信的问题。
因此，如专利文献1、专利文献2那样，提出了具有如下结构的天线装置：即，对于天线线圈，使面积比天线线圈面积大的金属板接近天线线圈（磁场耦合），并以金属板作为辐射体来使用的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国专利特开2011-97657号公报
专利文献2：日本国专利特开2011-249935号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，在专利文献1,2所记载的天线装置中，以下所示的问题需要解决。
图25是专利文献1中所示的天线装置的俯视图。面状导体2上形成有导体开口部CA及切口2S。线圈状导体31以该线圈开口部与导体开口部CA重叠的方式进行配置。若线圈状导体31中流通以实线箭头所示的电流，则面状导体2中感应出以虚线箭头所示的电流。图25中，A1、A2、A3、A4区域中，线圈状导体31中流通的电流与面状导体2中流通的电流的方向一致。然而，区域B中，线圈状导体31中流通的电流与面状导体2中流通的电流的方向相反。由于存在电流的方向相反的区域，因此，天线（线圈）的电感变小，存在通信特性恶化的问题。此外，由于线圈状导体31和面状导体2的粘贴位置、粘贴时线圈状导体31和面状导体2之间的距离偏差而导致感应电流的产生量产生变化，因此存在电感值容易偏差的问题。
本发明目的在于提供一种解决了从供电电路观察到的天线装置的电感下降及偏差的问题的无线天线装置、以及具有该天线装置的无线通信装置。
解决技术问题所采用的技术方案
（1）本发明的天线装置具有包括线圈状导体的供电线圈和面状地扩展的面状导体，其特征在于，
所述面状导体的面积比所述供电线圈的面积要大；
所述面状导体上形成有自外缘的一部分向内部延伸的切口，或者除了切口以外还形成有与该切口相连接的开口；
所述供电线圈以所述线圈状导体的卷绕轴方向与所述面状导体的法线方向不同的方式进行配置；
所述供电线圈以所述线圈状导体的线圈开口接近所述切口或所述开口的边缘的一部分，且所述线圈开口面向所述切口或所述开口的边缘一部分的方式进行配置。
（2）本发明的天线装置具有包括线圈状导体的供电线圈和面状导体，其特征在于，
具有多个所述面状导体，这些多个面状导体在彼此的接邻部上形成有切口，或者除了切口以外还形成有与该切口相连接的开口；
多个所述面状导体及所述切口的总面积大于所述供电线圈的面积；
所述供电线圈以所述线圈状导体的卷绕轴方向与多个所述的面状导体之中至少最接近所述供电线圈的面状导体的法线方向不同的方式进行配置；
所述供电线圈以所述线圈状导体的线圈开口接近所述切口或所述开口的边缘的一部分、且所述线圈开口以面向所述切口或所述开口的边缘一部分的方式进行配置。
所述（1）（2）的结构中，「接近」是指“相比于供电线圈单体而产生的通信距离，由供电线圈及面状导体而产生通信距离变大的范围的距离”。通过该结构，因为实质上不会产生供电用的线圈中流过的电流的方向与面状导体中流过的电流的方向相反的区域，所以不会有所述电感低下或发生偏差的问题。
（3）（2）中，优选多个所述面状导体直流式地连接，且为相同电位。通过该结构，多个面状导体起到屏蔽导体的作用。
（4）（2）中，多个所述面状导体具有相互相对的第1导体面及第2导体面，该天线装置具有：第1连接部，该第1连接部将所述第1导体面和所述第2导体面直接地电连接起来；以及第2连接部，该第2连接部通过电容将所述第1导体面和所述第2导体面连接起来。通过该结构，因为供电线圈与第1导体面耦合，第1导体面及第2导体面的间隙作为开口起作用，因此，在导体面上无需设置切口、开口，第1导体面及第2导体面可作为辐射元件利用。
（5）（4）中，所述供电线圈具有将形成有用于构成电感器的导体的多个绝缘体层（例如磁性体层、介质层、或混合电介质和磁性体后得到的混合层）、以及形成有用于构成电容器的导体的多个绝缘体层（例如磁性体层、介质层、或混合电介质和磁性体后得到的混合层）层叠而得到的层叠结构，所述电容是所述供电线圈所具有的所述电容。根据该结构，因为不需要连接第1导体面及第2导体面的电容元件，因此，天线尺寸不会变大，可内置电容，以在电路基板上实现空间节省。
（6）所述切口至少具有一个弯曲形状部。通过该结构，供电线圈相对于面状导体的配置位置、方向的自由度会提高。
（7）优选所述供电线圈的卷绕轴以相对于所述切口的延伸方向或所述开口的边缘的一部分正交的方式进行配置。通过该结构，供电线圈与沿着切口或者开口的边缘流动的电流所产生的磁场发生最有效率的耦合。
（8）优选所述面状导体具有主要是由所述切口或者由所述开口的边缘部所构成的谐振电路，且所述谐振电路的谐振频率与包括所述供电线圈的电路的谐振频率基本相等。通过该结构，面状导体的辐射效率将提高。
（9）优选所述面状导体至少一部分为金属壳体。通过该结构，无需设置作为面状导体的专用构件，能削减元器件个数。
（10）优选所述面状导体的至少一部分为形成在电路基板上的接地导体。通过该结构，无需设置作为面状导体的专用构件，能削减元器件个数。
（11）本发明的无线通信装置，其特征在于，具有（1）中所述的天线装置和与该天线装置连接的通信电路。
（12）本发明的无线通信装置，其特征在于，具有（2）中所述的天线装置和与该天线装置连接的通信电路。
发明效果
根据本发明，因为实质上不会产生供电用的线圈上流过的电流的方向和面状导体上流过的电流的方向相反的区域，因此，能获得没有所述电感低下或发生偏差的问题的天线装置、以及具有该天线装置的无线通信装置。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的天线装置及通信对方侧的天线线圈的立体图。
图2（A）、图2（B）、图2（C）示出了切口2S与供电线圈3的位置及方向与耦合强度之间的关系的图。
图3是第二实施方式所涉及的天线装置的立体图。
图4是第二实施方式所涉及的其它天线装置的立体图。
图5（A）、图5（B）、图5（C）与第二实施方式所涉及的另一个天线装置相关，示出了供电线圈3与面状导体2的耦合形态的图。
图6（A）、图6（B）是第三实施方式所涉及的天线装置的立体图。
图7是第四实施方式所涉及的天线装置的立体图。
图8示出了第四实施方式所涉及的天线装置的面状导体2的电感形成部的图。
图9是第四实施方式所涉及的其它天线装置的立体图。
图10是第五实施方式所涉及的天线装置的立体图。
图11（A）是第五实施方式所涉及的其它天线装置所具有的面状导体的立体图，图11（B）是该面状导体的主视图。
图12（A）、图12（B）是第六实施方式所涉及的天线装置的立体图。
图13是具有第七实施方式所涉及的天线装置的无线通信装置的壳体内部构造的俯视图。
图14为第七实施方式所涉及的模块化后的供电线圈3的立体图。
图15示出了具有第八实施方式所涉及的天线装置的无线通信装置的壳体内部构造的图，是将上部壳体91与下部壳体分离以使内部露出的状态的俯视图。
图16（A）为第九实施方式所涉及的天线装置的立体图，图16（B）是该天线装置的主视图。
图17是表示供电线圈的配置状态的其它示例的天线装置的主视图。
图18（A）是第十实施方式所涉及的天线装置的立体图，图18（B）是该天线装置的主视图。
图19为天线装置的侧视图。
图20是第十一实施方式所涉及的天线装置的立体图。
图21是第十二实施方式所涉及的天线装置中所适用供电线圈的分解立体图。
图22示出了安装第十二实施方式所涉及的供电线圈的基板的局部的图。
图23是其它示例的供电线圈的分解立体图。
图24为其它示例的供电线圈的分解立体图。
图25是专利文献1中所示的天线装置的俯视图。
具体实施方式
第一实施方式
图1是第一实施方式所涉及的天线装置及通信对方侧的天线线圈的立体图。天线装置具有供电线圈3和面状导体2。供电线圈3具有磁芯32和卷绕在磁芯32上的线圈状的导体31。该线圈状的导体31可以是卷绕在磁芯32上的导线（绕组导体），也可以是在层叠多个介质层而得到的层叠体或层叠多个磁性体层而得到的层叠体上、或者在层叠一个或多个介质层和一个或多个磁性体层而得到的层叠体所形成的导体图案。特别是，由于能够构成为小型且可安装于表面的供电线圈，因此，在层叠多个磁性体层（例如铁氧体陶瓷层）而得到的层叠体中，优选利用面内导体图案及层间导体图案来构成线圈状的导体31的片状供电线圈。
供电线圈3与作为供电电路的RFIC13相连接。即，线圈状导体31的一端及另一端分别与RFIC13的两个输入输出端子相连接。本实施方式中，RFIC13是NFC用RFIC芯片，是处理NFC用的高频信号的半导体IC芯片。
面状导体2的面积大于供电线圈3的面积。即，当从面状导体2的法线方向观察时，面状导体的外形尺寸比供电线圈的外形尺寸大。在面状导体2上形成从外缘的一部分向内部延伸的切口2S。本实施方式中，切口2S从其一端到另一端具有一定的宽度，但是，此宽度不必为一定值。
本例中，面状导体2是通信终端壳体的金属壳体部（金属制盖板部），在如图1所示的状态下，供电线圈3配置在面状导体2的下面，即通信终端壳体的内侧。供电线圈3以线圈状导体31的卷绕轴方向与面状导体2的法线方向相异的方式进行配置。更具体而言，线圈状导体31的卷绕轴以与面状导体2平行的方式进行配置。另外，「平行」并非指严格的平行，只要线圈状导体的卷绕轴方向与面状导体的面所呈的角度在±45°以内即可。
另外，供电线圈3以该供电线圈3的线圈开口接近切口2S、且供电线圈3的线圈开口面向切口2S的方式进行配置。即，配置供电线圈3，以使通过面状导体2的切口2S的磁通能通过线圈开口，换而言之，使得从切口2S能看到线圈开口。
面状导体2不限于金属壳体，也可以是绝缘性基材中形成的导体膜或者绝缘性基材中形成的导体层。即，面状导体2可以是通信终端上装载的接地导体、金属底板或屏蔽外壳、电池组的金属盖板等的各种金属板，也可以是由设于柔性片材上的金属薄膜所形成的平面图案。在面状导体2为设于柔性片材上的金属薄膜图案的情况下，可通过粘接剂等粘贴于通信终端的后盖内侧。另外，面状导体2为具有面状地扩展的表面的导体即可，不必需为平面（曲面也可）。
如图1所示那样，通信对方侧的天线线圈4与RFIC14相连接。通过使面状导体2接近通信对方的天线线圈4，面状导体2上会产生感应电流，该感应电流由于边缘效应而主要沿着面状导体2的边缘流动。即电流（涡电流）在阻碍天线线圈4产生的磁通通过的方向上流动。图1中的磁通1表示的是通过天线线圈4的磁通。切口2S也是边缘的一部分，沿切口2S边缘的部分的电流密度变高。而且，切口2S的间隙越小，则切口2S附近的磁场强度越高。图1中的磁通2表示通过切口2S的磁通。供电线圈3与磁通2的一部分交链。另外，虽然沿着面状导体2的外周边缘部分流动的电流也会产生磁场，但是由于供电线圈3与面状导体2的外周边缘部分充分分离，因此，主要是与切口2S附近的磁场发生强耦合。（通过与外周边缘部分附近的磁场发生耦合，由此耦合不会被相互抵消。）
由此面状导体2起到磁场俘获元件（辐射板）的作用，供电线圈3通过面状导体2与通信对方侧天线线圈4进行磁场耦合。另外，构成供电线圈的线圈状导体的线圈开口面并非与面状导体相对，由于仅线圈状导体的一部分接近于面状导体，更进一步地说，从线圈状导体的卷绕轴方向观察，由于线圈状导体既有与面状导体之间的距离近的部分、也有远的部分，所以即使供电线圈3与面状导体2之间的相对位置关系发生变化，供电线圈3的电感值也不会发生很大的变化。因此，能够实现制造偏差小的天线装置。
虽然供电线圈3的线圈开口以面向切口2S方向的方式进行配置即可，但是，如图1所示，若供电线圈3的线圈卷绕轴与切口2S的延伸方向（由延伸而存在的方向）正交，则与切口2S部分所产生的磁通2的耦合效率是最大的。
图2示出了切口2S和供电线圈3的位置及方向与耦合强度的关系的图。图2（A）、图2（B）、图2（C）中两端箭头的实线表示供电线圈3的线圈卷绕轴方向。另外，图2（A）、图2（C）中两端箭头的虚线表示切口2S的延伸方向，图2（B）中两端箭头的虚线表示切口2S的内部端延伸的方向（切口2S整体的间隙方向）。
图2（A）与图1中所示的示例相同，示出了供电线圈3的线圈开口以面向切口2S的方向的方式进行配置、且供电线圈3的线圈卷绕轴与切口2S的延伸方向正交的示例。根据此结构，利用在切口2S部产生的磁场，供电线圈3与面状导体2发生强耦合。
图2（B）示出了供电线圈3的线圈开口以面向切口2S的内部端方向的方式进行配置、且供电线圈3的线圈卷绕轴与切口2S的内部端方向正交的示例。根据此结构，由于供电线圈3与沿切口2S的内部端流动的电流所产生的磁场发生耦合，因此，供电线圈3以弱耦合度与面状导体2耦合。
图2（C）示出了供电线圈3的2个线圈开口以面向切口2S两侧方向的方式进行配置，且供电线圈3的线圈卷绕轴与切口2S的延伸方向正交的示例。根据此结构，由于供电线圈3和沿着与切口2S相对的边缘流动的电流所产生的磁场分别在反方向发生耦合，因此耦合被相互抵消，所以供电线圈3与面状导体2不发生耦合。
因而，优选供电线圈3的线圈开口以面向切口2S方向的方式进行配置，且供电线圈3的线圈卷绕轴与切口2S的延伸方向正交。
《第二实施方式》
图3是第二实施方式所涉及的天线装置的立体图。在该示例中，面状导体2上形成的切口由沿相互正交的方向延伸的切口部2Sa、2Sb构成。即，切口具有弯曲形状部。供电线圈3a以面向切口部2Sa的方式进行配置，且供电线圈3a的线圈卷绕轴与切口部2Sa的延伸方向正交。因而，供电线圈3a与切口2Sa部分所产生的磁场发生强耦合。另外，供电线圈3b以面向切口部2Sb的方式进行配置，且供电线圈3b的线圈卷绕轴与切口部2Sb的延伸方向正交。因而，供电线圈3b与切口2Sb部分所产生的磁场发生强耦合。
本例中，虽然设置了两个供电线圈3a、3b，但也可只设置其中任意一个。另外，两个供电线圈可串联或者并联连接。当然，也可利用三个以上的供电线圈。
图4为第二实施方式所涉及的其它天线装置的立体图。本例中，面状导体2上形成了切口2S及开口2A。供电线圈3接近于开口2A，线圈开口以面向开口2A的方式进行配置。因而，供电线圈3与开口2A的边缘所产生的磁场发生强耦合。另外，因为供电线圈3的线圈卷绕轴与切口2S附近所产生磁场的磁场方向正交，因此，供电线圈3不受切口2S的影响。此外，虽然沿面状导体2的外周边缘部分流动的电流也会产生磁场，但是，因为供电线圈3较面状导体2的外周边缘部分更靠近开口2A一侧，因此，主要与开口2A附近的磁场发生强耦合。（由于与外周边缘部分附近的磁场的耦合，耦合不会被相互抵消。）
图5与第二实施方式所涉及的另一个天线装置相关，示出了供电线圈3与面状导体2的耦合形态的图。该天线装置的面状导体上形成有彼此宽度不同的切口2S及开口2A。图5（A）、图5（B）、图5（C）中，两端箭头的实线表示供电线圈3的线圈卷绕轴方向。此外，图5（A）、图5（C）中，两端箭头的虚线表示切口2S的延伸方向，图5（B）中，两端箭头的圆弧状虚线表示沿开口2A流动的电流的方向。
图5(A)的示例中，供电线圈3与切口2S附近所生成的磁场发生强耦合。图5(B)的例中，供电线圈3与开口2A附近所产生的磁场之中、靠近供电线圈3的磁场发生强耦合。图5（C）的例中，由于供电线圈3和沿着与切口2S相对的边缘流动的电流所产生的磁场分别在反方向上发生耦合，耦合被相互抵消。此外，由于供电线圈3的线圈卷绕轴与开口2A附近所产生的磁场之中、靠近供电线圈3的磁场正交，因此，供电线圈3与面状导体2仍然不耦合。
另外，图4、图5中所示的开口2A可看作为切口的一部分比其它部分宽。利用该结构，如果使开口部或者切口的较宽部分与例如相机模块的镜头部相对应，则可以在包含相机模块的范围内设置面状导体。开口2A不仅可以利用于相机模块的镜头部，也可作为容纳扬声器、麦克风等各种功能部的孔来利用。
第三实施方式
图6（A）、图6（B）是第三实施方式所涉及的天线装置的立体图。图6（A）、图6（B）所示的所有示例都具有两个面状导体2a，2b。而且，面状导体2a和2b在彼此的接邻部上形成有切口2S。两个面状导体2a，2b及切口2S的总面积大于供电线圈3的面积。即，当从各面状导体2a，2b的法线方向进行观察时，各面状导体2a，2b的外形尺寸的总面积大于供电线圈3的外形尺寸大。
供电线圈3以接近面状导体2a的方式进行配置，供电线圈3的线圈开口以面向切口2S的方式进行配置，且供电线圈3的线圈卷绕轴与切口2S的延伸方向正交。因此，与第一实施方式中所示的天线装置相同，供电线圈与面状导体2a发生耦合。由于面状导体2b通过切口2S与面状导体2a发生耦合，结果是，面状导体2a，2b起到磁场俘获元件（辐射板）的作用，供电线圈3通过面状导体2a，2b与通信对方侧的天线线圈4进行磁场耦合。在本实施方式中，各面状导体2a，2b的主面为同一面，供电线圈3以该供电线圈3的线圈状导体的卷绕轴方向与各面状导体平行的方式进行配置。
所述的例中，设有两个面状导体，但也可设三个以上的多个面状导体。此外，本实施方式中，各面状导体是电独立的，但也可相互连接。
第四实施方式
图7是第四实施方式所涉及的天线装置的立体图。与第一实施方式中图1所示的天线装置不同，在切口2S的外侧端部附近，连接有跨过切口2S的电容器5。电容器5例如为片状电容器。
图8示出了第四实施方式所涉及的天线装置的面状导体2的电感形成部分的图。在切口2S的外侧端部附近，跨过切口2S而连接有电容器5，在此情况下，主要产生与切口2S的内周边缘部2SP（图中虚线）的电长度相当的电感，由该电感与电容器5的电容来构成LC谐振电路。另外，相对于图1～图6中面状导体中流动的电流主要是利用流过导体的边缘部的效果，图7中是利用面状导体使其发生谐振，因此动作原理不同。即，显示利用谐振的情况下，电流以切口2S为中心环状地进行环流。但是，无论是何种使用方法，均能利用面状导体来改善天线特性，可以是图1～6所示的使用方式，也可以是图7所示的使用方式。
另一方面，供电线圈3具有线圈状导体的电感分量和与线圈状导体的线间容量相当的电容分量，且与外部连接的RFIC13主要由电容来构成谐振电路。由面状导体2及电容器5所构成的谐振电路的谐振频率被设定在供电线圈3的谐振频率附近。这些谐振频率被设定在载波频率附近。由此，供电线圈3与面状导体2进行强电磁场耦合。其结果是，能够从面状导体2以高效率来辐射电磁场。
所述面状导体侧的谐振电路的谐振频率可由电容器5的电容及切口2S的长度来设定。此外，即使麦克风、扬声器等具有磁性体的元件和金属壳体接近除面状导体的切口2S以外的部位，面状导体侧的谐振频率也几乎不会变化。因此，能够得到不受天线装置的组装环境的影响而具有稳定特性的天线。
例如，在通信中运用13.56MHz频带的载波信号，在此情况下，将供电线圈3一侧的谐振频率（由供电线圈3及RFIC13构成的电路单体的谐振频率）设为13.56MHz，将面状导体两侧的谐振频率设为13.8MHz。通过使供电线圈3与面状导体2接近，供电线圈3的谐振频率变为13.1MHz，面状导体侧的谐振频率变为14.2MHz。即，由于两个谐振电路发生耦合而产生耦合模式的两个谐振频率，遍及这两个耦合模式的谐振频率的频带能够获得增益。即，通过使面状导体2一侧的谐振频率与供电线圈3一侧的谐振频率互不同，由此对于可通信的频带能够实现宽频带化。
图9是第四实施方式所涉及的其它天线装置的立体图。面状导体2的结构及供电线圈3与图4中所示的相同。图9的示例中，基板1上安装有电容器5，电容器5通过弹簧销6以跨过切口2S的方式进行连接。有助于面状导体2的谐振的电感分量由切口2S、开口2A的内边缘、流过弹簧销6的电流的电长度所来决定。根据该结构，面状导体2上无需设置电容器，因此具有制造工艺简单的优点。另外，图9中，供电线圈3可配置在面状导体2上，也可与电容器5一样配置在基板1上。供电线圈3和电容器5安装于基板1上，在此情况下，可利用多层基板等将供电线圈3和电容器5一体化。
第五实施方式
图10是第五实施方式所涉及的天线装置的立体图。面状导体2上形成有切口2S及开口2A。切口2S形成为蜿蜒线状。即，导体部形成有相互进入的梳形状。因此，该切口2S的电容分量增大。另一方面，在开口2A的内边缘产生了电感分量，利用该电感分量与切口2S的电容分量来构成谐振电路。根据该结构，就无需片状电容器等其它元器件。所述蜿蜒线状的切口2S是利用包含蚀刻的图案形成法制作而成的，因此，能够以高精度获得所需的电容。
另外，供电线圈3以面向开口2A的边缘一部分的方式进行配置。因而，供电线圈3与开口2A所产生的磁场发生强耦合。
图11（A）是第五实施方式所涉及的其它天线装置所具有的面状导体的立体图，图11（B）是该面状导体的主视图。本例中，柔性片材状的基板1的上表面形成有面状导体2，且在其下表面形成有电容形成用电极7。该电容形成用电极7形成在与面状导体2的切口2S两侧的导体部相对的位置。根据该结构，就无需片状电容器等其它元器件。
第六实施方式
图12（A）、图12（B）是第六实施方式所涉及的天线装置的立体图。图12（A）、图12（B）所示的示例均具有两个面状导体2a，2b。然后，在面状导体2a和2b相互的接邻部形成有切口2S。该切口2S的端部附近分别与电容5a，5b相连接。有助于确定面状导体2a，2b的谐振频率的电感分量由切口2S的内周边缘来决定。由该电感分量与两个电容5a、5b来构成谐振电路。其它与第三实施方式中图6所示的天线装置相同。
由此，即使是在多个面状导体的接邻部形成有切口的结构中，也能够决定面状导体侧的谐振频率。
另外，若将面状导体2a，2b设为具有相同的直流电位，则面状导体2a，2b也能作为屏蔽导体来利用。
第七实施方式
图13是示出了具有第七实施方式所涉及的天线装置的无线通信装置的壳体内部构造的俯视图。该无线通信装置是以智能手机为代表的通信终端装置，在壳体91的内部收纳有电路基板71、81、电池组83等。电路基板71上安装有包括通信电路的ＲＦＩＣ60、供电线圈3、电容5等。该电路基板71中装载有UHF频带天线72、相机模块76等。此外，电路基板81中装载有UHF频带天线82等。电路基板71与电路基板81通过同轴电缆84相连接。
在电路基板71上形成的接地导体作为面状导体来起作用，且在该电路基板71上形成有切口2S及开口2A。电容器5以跨过切口2S的方式安装在该切口2S外侧的端部。此外，供电线圈3安装在开口2A内。供电线圈3以接近开口2A边缘的一部分、且供电线圈3的线圈开口面向开口2A边缘的一部分的方式进行配置。因而，供电线圈3与开口2A所产生的磁场发生强耦合。
图13所表示的示例中，无需设置作为面状导体的专用构件，因而能削减元器件数量。此外，无线通信装置的壳体两面的任一面均能实现通信。此外，若将电容器5的电容设定为能在UHF频带中作为旁路电容器来起作用的较大的值，则由于来自UHF频带天线的高频电流不会通过供电线圈3的附近，因此不会出现UHF频带天线因受到供电线圈3（的材质）的影响而发生特性恶化的情况。
图14是第七实施方式所涉及的模块化后的供电线圈3的立体图。该供电线圈3将通过层叠陶瓷层、树脂层而得到的层叠体作为材料体。层叠体由磁性体层叠部11和该磁性体层叠部11上下方向上的非磁性体（电介质）层叠部12来构成。第1线圈导体21以环绕磁性体层叠部11的方式来形成。在该磁性体层叠部11的内部形成有第2线圈导体。层叠体的上表面装载有RFIC60，例如像片状电感、片状电容那样的其它片状元器件61。介质层叠部12上利用电极图案构成有谐振频率设定用的电容器。由此，能够对供电电路侧的元器件实现模块化。
第八实施方式
图15是示出了具有第八实施方式所涉及的天线装置的无线通信装置的壳体内部构造的图，是将上部壳体91与下部壳体92分离以使内部露出的状态的俯视图。本例中，下部壳体92为树脂制，在下部壳体92的内表面形成有由金属膜构成的面状导体2。可将面状导体粘贴于柔性基板上，也可用激光直接成型技术（LDS）在下部壳体的内表面进行绘制。面状导体2上形成有切口2S部2Sa，2Sb及开口2A。在与开口2A对应的壳体的部分上也形成有开口，并以在该部分上使相机模块76的镜头光学式地露出的方式进行配置。
供电线圈3以面向切口部2Sb的前端（离开口2A较远一侧）的方式进行配置，且是供电线圈3的线圈卷绕轴与切口2Sb的前端正交的示例。根据该结构，供电线圈3与沿着切口2Sb的内部端而流动的电流所产生的磁场发生耦合。即，供电线圈3与面状导体2发生耦合。上部壳体91一侧的其它结构与图13所表示的相同。
第九实施方式
图16（A）是第九实施方式所涉及的天线装置的立体图，图16（B）是该天线装置的主视图。本例中，具有两个面状导体2a、2b。面状导体2a是例如形成于电路基板上的接地导体，面状导体2b是构成通信终端的壳体一部分的金属壳体部。面状导体2b具有两个面状的壁部和各个壁部之间的主面部。面状导体2a为接地导体，其设置于电路基板的表层或内层。电路基板的表层上安装有作为片状元器件的供电线圈3。电路基板是印刷布线板，虽未图示，但是装载有蜂窝用RF电路、显示装置的驱动电路等各种安装元器件。
面状导体2a与面状导体2b之间设置有切口2Sa，2Sb。即，面状导体2a的端部与面状导体2b的端部通过切口2Sa，切口2Sb而相对。更具体而言，面状导体2b一个壁部与面状导体2a之间形成有切口2Sa，面状导体2b的另一个壁部与面状导体2a之间形成有切口2Sb。面状导体2a与面状导体的各个壁部以各自的法线几乎正交的方式进行配置。
金属壳体部是由例如镁、铝、碳纤维等导电材料构成的。面状导体2a也是由导电材料构成的，除了印刷布线板的接地导体以外，也可利用终端内配置的金属底板、屏蔽外壳、电池组的金属盖板等各种金属体。
供电线圈3以比面状导体2b更靠近面状导体2a的方式进行配置。即，供电线圈3接近地配置于面状导体2a，以使该供电线圈3的卷绕轴平行于面状导体2a。由此，在多个面状导体的接邻部分作为切口来利用的情况下，供电线圈以该供电线圈的卷绕轴方向与最接近的面状导体的法线方向相异的方式配置即可。
图16（A）中，虚线的箭头表示在面状导体2a，2b的边缘部分流动的电流路径。此外，图16（B）中，箭头表示通过切口2Sa，2Sb的磁通。例如，通过使面状导体2b接近通信对方的天线线圈，面状导体2b中会产生感应电流，该感应电流因边缘效应而主要沿着面状导体2b的边缘流动。然后，通过切口2Sa，2Sb而接邻的面状导体2a中发生感应而产生电流，该电流由于边缘效应而主要沿着面状导体2a的边缘流动。并且，供电线圈3通过穿过切口2Sa的磁场与面状导体2a，2b发生耦合。
另外，若面状导体2a，2b设为具有相同的直流电位，则面状导体2a，2b也能作为屏蔽导体来利用。即，面状导体2a和面状导体2b可在电气上独立，也可通过供电针等来连接。
由此，即使两个面状导体不在同一平面而是在不同平面上，也可以设置在具有切口2Sa，2Sb为不同的面的面状导体之间，也可实现同样的作用效果。特别地，根据本实施方式，因为在金属壳体部自身上不需要形成与供电线圈3进行耦合用的切口、开口，所以金属壳体部的强度不会大幅地降低，且壳体的设计自由度提高。
另外，供电线圈3的配置状态并不仅限于图16（A）及图16(b)中说明的情况。图17是表示供电线圈3的配置状态的其它示例的天线装置的主视图。如图17所示的那样，面状导体2a是接地导体，设置于绝缘性基板2c的表层（或者内层）。供电线圈3安装在绝缘性基板2c中未设置面状导体2a的区域。供电线圈3可配置在线圈卷绕轴与绝缘性基板2c正交、且线圈开口部的一部分与切口2Sa重叠的位置。即使在这种情况下，供电线圈3通过穿过切口2Sa的磁场与面状导体2a，2b发生耦合。
第十实施方式
图18（A）是第十实施方式所涉及的天线装置的立体图、图18（B）是该天线装置的主视图。图19是天线装置的侧视图。在该示例中，与第九实施方式相同具有两个面状导体2a，2b，横跨切口2Sa，2Sb且设置有连接部2b1，2b2，2b3，2b4，在将面状导体2a与面状导体2b一部分连接起来这一点上，与第九实施方式不同。
电路基板2c上形成有面状导体2a、及与面状导体2a不导通的电极图案2a1，2a2。与第九实施方式相同，面状导体2a是例如电路基板2c上形成的接地导体，面状导体2b是金属壳体的一部分。在电路基板2c与面状导体2b之间设置有切口2Sa，2Sb。另外，作为面状导体2a，除了接地导体以外，可利用金属底板、屏蔽外壳、电池组的金属盖板等各种金属体。
在切口2Sa的长度方向的两端部附近，面状导体2b通过连接部2b1，2b2与电路基板2c连接，以使面状导体2b与电极图案2a1，2a2导通。如上所述，因为电极图案2a1，2a2与面状导体2a是不导通的，因此，在切口2Sa一侧，面状导体2a与面状导体2b是不导通的。
此外，在切口2Sb的长度方向的两端部附近，面状导体2b通过连接部2b3，2b4与电路基板2c连接，以使面状导体2b与面状导体2a导通。另外，也可使面状导体2b与电路基板2c连接，而不形成切口2Sb。
另外，连接部2ｂ1，2ｂ2，2ｂ3，2ｂ4可以是金属的螺钉，也可以是焊料，导电糊料等。此外，面状导体2b也可以是嵌入面状导体2a中的结构。
与第九实施方式相同，供电线圈3安装于电路基板2c的切口2Sa一侧。
电路基板2c上设置有连接电极图案2a1和面状导体2a的电容器5c。面状导体2a与面状导体2b利用连接部2b1，2b3及电容器5c而导通，如图18（B）所示的那样，由面状导体2a，2b所形成的开口A构成电感。该电感与电容器5c构成LC谐振电路。电容器5c的LC谐振电路由在通信信号的载波频率带内或者载波频率带附近发生谐振的电容所确定。
在图18(A)及图18(B)中，磁通2表示通过供电线圈3及切口2Sa的磁通。由此，利用通过切口2Sa的磁通，在面状导体2a中发生感应而产生了电流。其结果是，面状导体2a，2b中电流沿着开口A流动。即，在开口A的周围形成环，电流以该开口A为中心环状地流动。由此，开口A会有磁通进出，在天线装置中，如图19的箭头所示，开口A起到辐射部的作用。
另外，如虚线箭头所示的那样，在面状导体2a之中比开口A靠近外侧的部分，流过涡流以抵消从开口A所辐射的磁通。因此，从开口A所辐射的磁场在面状导体2b一侧弯曲而易于辐射。
第十实施方式中，优选面状导体2b在长边方向的长度比面状导体2a要短的结构。通过上述结构，使得来自开口A的磁通向面状导体2b一侧辐射，面状导体2b面向对方侧天线进行通信，由此能实现更好的通信效果。此外，电容器5c作为可变的电容元件，谐振频率也可变。
（图20中添加了电容器5d）
第十一实施方式
图20是第十一实施方式所涉及的天线装置的立体图。在该例中，电路基板2c上进一步形成有与面状导体2a非导通的电极图案2a3，2a4。电极图案2a2，2a3与面状导体2a通过电感器8a，8b而导通。此外，电极图案2a4与面状导体2a通过电容器5d而导通。
在该结构的情况下，切口2Sa的内周边缘部产生了电感，该电感同电容器5c的电容构成了LC谐振电路。此外，与仅利用由切口2Sa的内周边缘部所产生的电感的情况相比，通过利用电感器8a更容易设定电感，以使LC谐振电路在通信信号的载波频率带内或载波频率带附近发生谐振。同样地，磁通通过切口2Sb，由此在切口2Sb的内周边缘部在图中箭头方向上也发生感应而产生了电流。即，使得从切口2Sb也辐射出磁通。
第十二实施方式
图21是第十二实施方式所涉及的天线装置中所利用供电线圈的分解立体图。第十二实施方式所涉及的供电线圈3c具有电感分量与电容分量。具体而言，如图21所示，供电线圈3c具有形成有线圈图案的一部分即面内导体321ａ，321ｂ的非磁性体层311ａ和磁性体层311ｂ，以及多个的磁性体层312，且该供电线圈3c由多个磁性体层312夹在非磁性体层311a及磁性体层311b中间而得到的层叠结构。虽未图示，但是在多个磁性体层312的侧面形成有连接非磁性体层311a和磁性体层311b的面内导体321a，321b的侧面通孔。
此外，多个磁性体层312之中，在位于线圈卷绕中心部的两个磁性体层上，与层叠方向相对地形成用于构成电容分量的平面导体图形312a，312b。由线圈图案所产生的磁场在面内导体321ａ，321ｂ附近最强，随着靠近卷绕中心部其强度逐渐减弱。因此，即使在卷绕中心部附近形成电容，也几乎不会给天线特性带来影响。
在非磁性体层311a的下侧层叠了形成有输入输出端子331ａ，331ｂ，331ｃ，331ｄ的非磁性体层313。另外，输入输出端子331ａ，331ｂ，331ｃ，331ｄ，可在与形成有非磁性体层311a的面内导体321a面的相反面上形成，也可在非磁性体层311a下表面形成面内导体321a，以非磁性体层311a作为磁性体层。
输入输出端子331ａ，331ｃ分别连接了线圈图案的端部。即，输入输出端子331ａ，331ｃ成为了供电线圈3c的线圈输入输出端子。此外，输入输出端子331ｂ上连接有平面导体图案312ｂ，输入输出端子331d上连接平面导体图案312a。即，输入输出端子331ｂ，331ｄ成为了电容器的输入输出端子。
图22示出了安装第十二实施方式所涉及的供电线圈的基板的局部的图。图22所示电路基板2c及形成于电路基板2c上的面状导体2a与第十、第十一实施方式中的相同。图22の101ａ，101ｂ，101ｃ是不与面状导体2a导通的端子用电极图案。供电线圈3c以输入输出端子331ａ与端子用电极图案101ａ导通、输入输出端子331b与面状导体2a导通、输入输出端子331c与端子用电极图案101b导通、且输入输出端子331d与端子用电极图案101c导通的方式进行配置。端子用电极图案101ａ，101ｂ与ＲＦＩＣ15相连接。端子用电极图案101ｂ通过连接部2ｂ1（参照图18(A)）与第十及第十一的实施方式所示的面状导体2b相连接。
通过该结构，由于供电线圈3c具有电感分量与电容分量，因此，不需要第十、第十一实施方式中所说明的电容器5c来作为其它的元器件。其结果是，天线尺寸无需很大，且可内置电容，以在电路基板上实现节省空间。
另外，供电线圈3c上形成的电容器可形成在层叠方向上，也可形成在与层叠方向正交的方向上，即沿各层的面的方向。此外，供电线圈3c上也可设置多个电容器。
下面示出第十二实施方式所涉及的供电线圈的变形例。
图23是其它示例的供电线圈的分解立体图。本示例的供电线圈3d具有将形成有平面导体图形312ａ，312ｂ的磁性体层312层叠在形成有线圈图案的一部分即面内导体321ａ，321ｂ的非磁性体层311a，磁性体层311b的下侧而得到的结构。即，通过供电线圈3d的线圈与所安装的面状导体2a之间形成有电容器，能够获得从面状导体2a到线圈为止的距离，因此，可以减轻因面状导体2a而产生的影响。
另外，非磁性体层311ｂ也可是磁性体层。此外，图23中，虽然配置了多个磁性体层312，但其中除了配置于线圈用导体图案321ａ的正上方的磁性体层311b以外的磁性体层也可由非磁性体层来代替。另外，各层的磁性、非磁性可根据其目的来适当地选择。
图24是其它示例的供电线圈的分解立体图。本例的供电线圈3ｅ与图23相同，具有在供电线圈3ｅ的线圈与所安装的面状导体2a之间利用平面导体图案312ａ，312ｂ来形成电容器的构成。而且，在形成有线圈图案一部分即面内导体321ａ，321ｂ的非磁性体层311ａ及磁性体层311ｂ之间所夹着的多个的磁性体层312之中的一个磁性体层上，形成有形成为弯曲状的电极图案312ｃ。电极图案312ｃ通过未图示的侧面通孔，将其一端与平面导体图案312ｂ导通，将其另一端与输入输出端子331ｂ导通。平面导体图案312ｂ与输入输出端子331d导通。另外，多个磁性体层312及磁性体层311ｂ可以是非磁性体层，而非磁性体层311ａ，311ｂ也可以是磁性体层。
由此，在输入输出端子331ｂ，331ｄ之间连接有LC串联谐振电路，该LC串联谐振电路利用由平面导体图案312ａ，312ｂ所形成的电容器和由平面导体图案312ｂ形成的电感器来构成。利用由平面导体图案312ｂ形成的电感器，如图18（A）等中说明的那样，能弥补因开口A所造成的电感分量的不足的情况，能实现在通信信号的载波频率带内或载波频率带附近发生谐振的LC谐振电路。
另外，以上所示的第一～第九实施方式中对天线装置接受信息的情况进行了说明，但是由于天线的可逆性，对起发送天线作用的情况也同样会发生耦合。即，由于供电线圈所产生磁场而在面状导体中流过感应电流，利用由该感应电流所发生的磁场与通信对方的天线发生耦合。
此外，本发明的天线装置因为使用面状导体来起辐射体的作用，因此，面状导体的任意一个主面面向对方侧天线都能实现通信。
此外，面状导体可配置于供电线圈与对方侧天线之间，也可将供电线圈配置于面状导体与对方侧天线之间。
标号说明
1基板
2面状导体
2A开口
2a面状导体（第1导体面）
2a面状导体（第2导体面）
2ｂ1连接部（第1连接部）
2ｂ3连接部（第2连接部）
2Ｓ切口
2Ｓａ，2Ｓｂ切口（切口部）
2ＳＰ内周边缘部
3，3ａ，3ｂ，3ｃ供电线圈
4天线线圈
5，5ａ，5ｂ，5ｃ，5ｄ电容器
6弹簧销
7电容形成用电极
11磁性体层叠部
12层叠部
13，14ＲＦＩＣ
21第1线圈导体
31线圈状导体
32磁芯
60ＲＦＩＣ
61片状器件
71、81电路基板
72ＵＨＦ频带天线
76相机模块
82ＵＨＦ频带天线
83电池组
84同轴电缆
91壳体（上部壳体）
92下部壳体

Claims (14)

1.一种天线装置，该天线装置具有包括线圈状导体的供电线圈和面状地扩展的面状导体,其特征在于，
所述面状导体的面积比所述供电线圈的面积要大；
所述面状导体上形成有自外缘的一部分向内部延伸的切口，或者除了切口以外还形成有与该切口相连接的开口；
所述供电线圈以所述线圈状导体的卷绕轴方向与所述面状导体的法线方向不同的方式进行配置；
所述供电线圈以所述线圈状导体的线圈开口接近所述切口或所述开口的边缘的一部分、且所述线圈开口面向所述切口或所述开口的边缘一部分的方式进行配置。
2.如权利要求1中所述天线装置，其特征在于，
所述切口具有至少一个弯曲形状部。
3.一种天线装置，该天线装置具有包括线圈状导体的供电线圈和面状导体,其特征在于，
具有多个所述面状导体，这些多个面状导体在彼此的接邻部上形成有切口，或者除了切口以外还形成有与该切口相连接的开口；
多个所述面状导体及所述切口的总面积大于所述供电线圈的面积；
所述供电线圈以所述线圈状导体的卷绕轴方向与多个所述面状导体之中至少最接近所述供电线圈的面状导体的法线方向不同的方式进行配置；
所述供电线圈以所述线圈状导体的线圈开口接近所述切口或所述开口的边缘的一部分、且所述线圈开口面向所述切口或所述开口的边缘一部分的方式进行配置。
4.如权利要求3中所述的天线装置，其特征在于，多个所述面状导体直流式地连接，且为相同电位。
5.如权利要求3中所述天线装置，其特征在于，
多个所述面状导体具有相互相对的第1导体面及第2导体面；
该天线装置具有：第1连接部，该第1连接部将所述第1导体面和所述第2导体面直接地电连接起来；以及
第2连接部，该第2连接部通过电容将所述第1导体面和所述第2导体面连接起来。
6.如权利要求5所述的天线装置，其特征在于，
所述供电线圈具有将形成有用于构成电感器的导体的多个绝缘体层、以及形成有用于构成电容器的导体的多个绝缘体层层叠而得到的层叠结构，
所述电容是所述供电线圈所具有的所述电容。
7.如权利要求1～6中任一所述天线装置，其特征在于，
所述供电线圈的卷绕轴以相对于所述切口的延伸方向或者所述开口边缘的一部分正交的方式进行配置。
8.如权利要求1～6中任一所述天线装置，其特征在于，
所述面状导体具有主要由所述切口或者所述开口的边缘部构成的谐振电路，所述谐振电路的谐振频率与包括所述供电线圈的电路的谐振频率基本相等。
9.如权利要求1～6中任一所述天线装置，其特征在于，
所述面状导体的至少一部分为金属壳体。
10.如权利要求1～6中任一所述天线装置，其特征在于，
所述面状导体的至少一部分为形成在电路基板上的接地导体。
11.如权利要求1～6中任一所述天线装置，其特征在于，
所述供电线圈与所述面状导体进行磁场耦合。
12.如权利要求1～6中任一所述天线装置，其特征在于，
所述天线装置用于近距离无线通信系统。
13.一种无线通信装置，该无线通信装置具有天线装置及与该天线装置连接的通信电路,其特征在于，
所述天线装置具有包括线圈状导体的供电线圈和面状导体；
所述面状导体的面积比所述供电线圈的面积要大；
所述面状导体上形成有自外缘的一部分向内部延伸的切口，或者除了切口以外还形成有与该切口相连接的开口；
所述供电线圈以所述线圈状导体的卷绕轴方向与所述面状导体的法线方向不同的方式进行配置；
所述供电线圈以所述线圈状导体的线圈开口接近所述切口或所述开口的边缘的一部分、且所述线圈开口面向所述切口或所述开口的边缘一部分的方式进行配置。
14.一种无线通信装置，其特征在于，
该无线通信装置具有天线装置及与该天线装置连接的通信电路,其特征在于，
所述天线装置具有包括线圈状导体的供电线圈和面状导体；
具有多个所述面状导体，这些多个面状导体在彼此的接邻部上形成有切口，或者除了切口以外还形成有与该切口相连接的开口；
多个所述面状导体及所述切口的总面积大于所述供电线圈的面积；
所述供电线圈以所述线圈状导体的卷绕轴方向与多个所述面状导体之中至少最接近所述供电线圈的面状导体的法线方向不同的方式进行配置；
所述供电线圈以所述线圈状导体的线圈开口接近所述切口或所述开口的边缘的一部分、且所述线圈开口以面向所述切口或所述开口的边缘一部分的方式进行配置。
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