CN103703473B - 通信终端装置 - Google Patents
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Abstract
在卡式器件（10）的内部设有RFIC及供电线圈（12）。在印刷布线板（22）上安装有具有开口部及缝隙部的金属制的插槽外壳（21）。通过将卡式器件（10）插入到卡插槽（42）中，卡式器件（10）的电极与印刷布线板（22）的端子进行电连接。天线线圈（31）具有辐射线圈部（31R）及耦合线圈部（31C），耦合线圈部（31C）靠近插槽外壳（21）。由此，按照通信对象一侧天线→辐射线圈部（31R）→耦合线圈部（31C）→插槽外壳（21）→卡式器件（10）内的供电线圈（12）的顺序，或者与此相反的顺序进行耦合，从而能进行通信。
Description
技术领域
本发明涉及在经由电磁场信号与对方一侧设备进行通信的RFID(RadioFrequency Identification：射频识别)系统、近距离无线通信(NFC：Near FieldCommunication)系统中所使用的通信终端装置。
背景技术
NFC是利用RFID系统的无线通信标准之一，期待装载在以移动电话终端为代表的各种各样的终端装置上。在NFC中利用13MHz频带(HF频带)的无线信号。通常，在利用HF频带RFID系统的通信终端装置中，具有读写器功能或标签功能的RFIC(Radio FrequencyIntegrated Circuit：射频集成电路)芯片内置于终端主体中，该RFIC芯片与同样内置于终端主体中的天线线圈相连接。
与之不同的是，例如，在专利文献1中示出了以下结构：即，在可拆卸的卡式器件内设置RFIC芯片，利用终端主体一侧的天线线圈来与通信对象一侧天线进行无线通信。在该结构中，预先在卡式器件中设置线圈，通过使该线圈与终端主体一侧的天线线圈进行电磁耦合，从而使RFIC芯片与终端主体一侧天线线圈进行电连接。根据该结构，无需利用卡式器件本身所具有的输入输出端子，就能对SD存储卡等卡式器件添加RFID功能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2004-56413号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在利用SD存储卡等卡式器件、并包含通信终端装置的各种电子设备中具有用于插入卡式器件的插槽外壳。由于要求该插槽外壳具有强度和耐久性，因此，该插槽外壳由金属体构成。由于金属体会妨碍天线(线圈)的磁通的通过，因此，存在以下的问题：即，卡式器件一侧的线圈与电子设备一侧的天线线圈难以以较高的耦合度进行电磁耦合。
本发明的目的在于提供一种能使设置在卡式器件上的线圈与通信终端装置外部的通信对象设备较强地进行耦合的通信终端装置。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决所述技术问题，本发明的通信终端装置具有以下的结构。
(1)本发明的通信终端装置的特征在于，包括：卡安装部，该卡安装部具有可装卸包括供电线圈的卡式器件的结构；以及天线线圈，
所述卡安装部具有与所述卡式器件的供电线圈及所述天线线圈进行电磁场耦合的耦合导体。
(2)优选为所述卡式器件的供电线圈的、与卡式器件的平面相平行的面为线圈开口面，所述卡安装部的耦合导体具有：开口部，该开口部设置在与所述供电线圈的线圈开口相对(相面对)的部分；以及缝隙部，该缝隙部连接所述开口部和所述卡安装部的外边缘。
(3)优选为所述卡安装部包括：顶面，该顶面具有多条边；以及两个侧面，该两个侧面分别与所述多条边中的至少两条边相连接，在所述顶面设有所述卡安装部的开口部及所述缝隙部，在所述侧面中的、与设有所述卡式器件的插入口的侧面不同的侧面上设有开口部。
(4)优选为所述卡式器件的供电线圈的、与卡式器件的平面相平行的面为线圈开口面，所述卡安装部的耦合导体具有形成在电路基板上的导体图案以及安装在所述电路基板上的金属构件，由所述导体图案及所述金属构件来构成将与所述卡式器件的平面相平行的面作为线圈开口面的线圈。
(5)优选为在俯视时，所述供电线圈的线圈开口与所述卡安装部的耦合导体的开口部至少一部分重合。
(6)优选为所述卡式器件的供电线圈在卡式器件的插入方向(与卡式器件的平面相平行的一个轴)上具有线圈轴，所述卡安装部的耦合导体具有形成在电路基板上的导体图案以及安装在所述电路基板上的金属构件，由所述导体图案及所述金属构件来构成将所述卡式器件的插入方向作为线圈轴的线圈。
(7)优选为在俯视时，所述天线线圈与所述卡安装部的耦合导体的外周至少一部分重合。
(8)优选为所述天线线圈包括：耦合线圈部，该耦合线圈部与所述卡安装部的耦合导体进行耦合；以及辐射线圈部，该辐射线圈部的线圈直径比所述耦合线圈部的线圈直径要大。
(9)优选为在俯视时，所述天线线圈的耦合线圈部以环绕所述卡安装部的耦合导体的开口部的周围的方式进行配置。
(10)优选为所述天线线圈包含形成在不同的层上的、彼此相对的第一天线线圈及第二天线线圈，所述第一天线线圈与所述第二天线线圈经由电容彼此进行耦合，并且因与所述卡安装部的耦合导体的耦合而产生的电流的流动方向相同。
发明的效果
根据本发明的通信终端装置，通过使卡式器件的供电线圈与插槽外壳进行电磁场耦合，进而使插槽外壳与天线线圈进行电磁场耦合，使得高频功率从卡式器件内的RFIC芯片经由供电线圈及插槽外壳传输到天线线圈。因此，无需利用卡式器件本身所具有的输入输出端子，就能对卡式器件添加RFID等通信功能。尤其是，能获得下述通信终端装置，该通信终端装置尽管使用了金属制的插槽外壳，但仍然能将高频功率高效地从卡式器件的供电线圈传输到终端主体的天线线圈，其强度和耐久性较优异，且通信特性也较优异。
附图说明
图1是表示实施方式1的通信终端装置101的结构的立体图。
图2(A)是印刷布线板22上的插槽外壳21的安装部的立体图，图2(B)是表示供电线圈12的形状的图，图2(C)是表示插槽外壳21与供电线圈12在平面上的关系的图。
图3(A)是通信终端装置101的主要部分的剖视图，图3(B)是其局部放大图。
图4(A)是表示粘贴有增益天线301的壳体41的内表面的图。图4(B)是从基材片材的第一主面一侧观察形成在基材片材30的第一主面上的辐射线圈部311R及耦合线圈部311C的图，图4(C)是从基材片材的第一主面一侧透视形成在基材片材30的第二主面上的辐射线圈部312R及耦合线圈部312C的图。
图5(A)是表示插槽外壳21与耦合线圈部31C的位置关系的立体图。图5(B)是表示插槽外壳21与耦合线圈部31C的位置关系的俯视图。
图6(A)是表示通信终端装置101与通信对象一侧天线进行耦合的情形的图。图6(B)是表示卡式器件10的供电线圈与插槽外壳及耦合线圈部进行耦合的情形的图。
图7是表示卡式器件10的供电线圈与插槽外壳及耦合线圈部进行耦合的情形的图。
图8是安装有卡式器件10的、实施方式1的通信终端装置101的等效电路图。
图9是表示实施方式2的通信终端装置的壳体内部的主要结构的立体图。
图10是表示设置在实施方式2的通信终端装置的壳体上的插槽外壳21的结构的图。
图11是表示实施方式3的通信终端装置的壳体内部的主要结构的立体图。
图12是表示设置在实施方式3的通信终端装置的壳体内的天线线圈的结构的图。
图13是表示设置在实施方式3的通信终端装置的壳体内的天线线圈的等效电路图。
图14是表示设置在实施方式3的通信终端装置的壳体内的插槽外壳与天线线圈的位置关系的图。
图15是表示实施方式4的通信终端装置的壳体内部的主要结构的立体图。
图16是表示设置在实施方式4的通信终端装置的壳体内的天线线圈的结构的图。
图17是表示设置在实施方式4的通信终端装置的壳体内的插槽外壳与天线线圈的位置关系的图。
图18是实施方式5的通信终端装置105的主要部分的剖视图。
图19(A)是通信终端装置106的外观立体图，图19(B)是表示通信终端装置106的壳体内部的主要结构的立体图。
图20(A)是印刷布线板22上的卡安装部20附近的立体图，图20(B)是卡安装部20附近的俯视图。图20(C)是表示卡安装部的金属构件与卡式器件10的供电线圈12进行耦合的情形、以及卡安装部的金属构件与天线线圈的耦合线圈部31C进行耦合的情形的图。
图21(A)是通信终端装置107的外观立体图，图21(B)是表示通信终端装置107的壳体内部的主要结构的立体图。
图22(A)是印刷布线板22上的卡安装部20附近的立体图，图22(B)是卡安装部20附近的俯视图。图22(C)是表示卡安装部的金属构件23与卡式器件10的供电线圈12进行耦合的情形、以及卡安装部的金属构件与天线线圈的耦合线圈部31C进行耦合的情形的图。
具体实施方式
《实施方式1》
本发明的通信终端装置是利用卡式器件的装置。例如，移动电话终端、笔记本PC、平板PC、手持终端(数据收集终端)等信息通信终端、或数码照相机、数码摄像机、数码录音机(digital audio recorder)等信息媒体设备等。在实施方式1中，特别举例示出具有以NFC系统为代表的HF频带的RFID系统的通信终端装置。
图1是表示实施方式1的通信终端装置101的结构的立体图。图1(A)是通信终端装置101的外观立体图，图1(B)是表示通信终端装置101的壳体内部的主要结构的立体图。
通信终端装置101的壳体41为具有长边方向和短边方向的矩形形状的壳体，具有表面FF(一个主面)、背面RF(另一个主面)、以及连接表面FF与背面RF的四个侧面。该壳体41既可以是如滑动式终端、折叠式终端那样连接两个壳体的结构，也可以是直板式结构。
在通信终端装置101的壳体41上具有插拔卡式器件10的卡插槽42。在壳体41的内部设有天线线圈31。在卡式器件10的内部设有后文所示的RFIC及供电线圈12。此外，在该卡式器件10的图1中的下表面露出多个电极。
卡式器件10例如如SD(Secure Digital：安全数码)卡等存储卡、SIM(SubscriberIdentity Module：用户识别模块)卡那样，是能安装到终端主体上或取下的小型的卡式器件，具有RFIC和与该RFIC相连接的供电线圈12。RFIC构成以RFID系统为代表的通信系统中的前端电路，作为具有RF电路、存储电路、逻辑电路等的半导体集成电路而构成。基本上该RFIC作为硅半导体元件而构成，既可以是裸芯片，也可以构成为封装IC。供电线圈12是与RFIC的输入输出端子相连接的线圈元件，其设置在卡式器件10的壳体内或壳体表面上。该线圈元件既可以是层叠型的线圈元件，也可以是平面螺旋状的线圈元件。
在印刷布线板22上安装有金属制的插槽外壳21。该插槽外壳21相当于本发明的“卡安装部”。插槽外壳21构成能将卡式器件10在插槽外壳21与印刷布线板22之间进行装卸的空间(插槽)。在印刷布线板22的与该插槽外壳21相对的面上设有与卡式器件10的电极抵接来进行电导通的端子。通过将卡式器件10插入卡插槽42内，从而将卡式器件10安装到插槽外壳21内，卡式器件10的电极与印刷布线板22的端子进行电连接。
详细内容将在后文中描述，天线线圈31由经由电介质层彼此相对的两层天线线圈所构成。该天线线圈31是增益天线的一部分，增益天线粘贴在壳体41的内表面上。
天线线圈31具有分别进行电连接的辐射线圈部31R及耦合线圈部31C，耦合线圈部31C靠近插槽外壳21。辐射线圈部31R的线圈直径比耦合线圈部31C的线圈直径要大。即，具有以下的结构：辐射线圈部31R主要负责与通信对象一侧的天线线圈的无线通信，耦合线圈部31C负责与插槽外壳21的电磁场耦合(主要是磁场耦合)。在此情况下，如后文所示，优选为在辐射线圈部31R的与面对通信对象一侧天线的面(背面RF)相反的面一侧设置铁氧体片材那样的磁性体层。
另外，从有效地利用终端壳体的尺寸，并能增大辐射特性这一点来看，优选辐射线圈部31R的面积(由构成辐射线圈部31R的线圈图案的最外侧图案包围的区域)为耦合线圈部31C的面积(由构成耦合线圈部31C的线圈图案的最外侧图案包围的区域)的两倍以上，更优选为四倍以上。
图2是表示所述插槽外壳21的结构以及插槽外壳21与供电线圈12的关系的图。图2(A)是印刷布线板22上的插槽外壳21的安装部的立体图，图2(B)是表示供电线圈12的形状的图，图2(C)是表示插槽外壳21与供电线圈12在平面上的关系的图。
插槽外壳21由不锈钢等金属制构件所构成，或者至少一部分由金属制构件所构成。在插槽外壳21的金属部分包括有：开口部21A，该开口部21A设置在与供电线圈12的线圈开口相对的部分；以及缝隙部21S，该缝隙部21S连接开口部21A与插槽外壳21的外边缘。
另外，开口部21A的尺寸是任意的，通常，开口部21A的宽度比缝隙部21S的宽度要大。
如图2(B)所示，供电线圈12是矩形的螺旋状线圈。供电线圈12的两端与RFIC11相连接。插槽外壳21的开口部21A设置在与供电线圈12的线圈开口相对的部分，因此，在卡式器件10安装于插槽外壳21内、且供电线圈12与插槽外壳21进行电磁耦合的状态下，如图2(A)中箭头所示，在插槽外壳21中有环绕开口部21A的电流流动。然而，由于在插槽外壳21上形成有连接开口部12A与插槽外壳21的外边缘的缝隙部21S，因此，在插槽外壳21中没有涡流流动，电流经由缝隙部21S沿着插槽外壳21的外边缘流动。
优选为插槽外壳21包括：顶面，该顶面具有多个边；以及两个侧面，该两个侧面分别与多条边中的至少两条边相连接，在顶面上设有插槽外壳21的开口部21A及缝隙部21S，在侧面中的、与设有卡式器件10的插入口CS的侧面不同的侧面上设有开口部SS。在图2所示的示例中，插槽外壳21具有俯视时呈矩形形状的顶面和分别与该顶面相连接的四个侧面，在插入卡式器件10的侧面设有插入口CS，在余下的三个侧面上分别设有开口部SS。由此，若对插槽外壳21的侧面设置开口，则能顺利地形成通过这些开口部的磁通，从而提高供电线圈12与插槽外壳21之间的耦合度、以及插槽外壳21与天线线圈31之间的耦合度。
在插槽外壳21如用于存储卡的插槽外壳那样从壳体的侧面插入的情况下，插槽外壳21的缝隙部21S的位置既可以在卡式器件10的插入口CS一侧切开，也可以朝向壳体的内侧切开。不过，由于在形成有该缝隙部21S的方向上会形成相对较大的磁通，因此，缝隙部21S优选为朝着主要与天线线圈(或天线线圈的耦合线圈部)进行耦合的方向切开。此外，由于形成有缝隙部21S的部位的机械强度或多或少会下降，因此，如图1、图2所示，缝隙部21S优选为形成在与卡式器件10的插入口CS相反的一侧。
另外，在该示例中，俯视时插槽外壳21的整个开口部21A与供电线圈12的线圈开口重合，但也可以部分重合。即，只要至少一部分重合即可。其中，如图2所示，若插槽外壳21的整个开口部21A与供电线圈12的线圈开口重合，则能提高供电线圈12与插槽外壳21之间的耦合度。
图3(A)是通信终端装置101的主要部分的剖视图，图3(B)是其局部放大图。此外，图4(A)是表示粘贴有增益天线301的壳体41的内表面的图。图4(B)及图4(C)是仅表示形成在增益天线301上的天线线圈和耦合线圈的俯视图。
如图3(A)中所表示的那样，在壳体41的背面RF(图3是将壳体的上下倒放的状态)的内表面上粘贴有增益天线301。
增益天线301由基材片材30、形成在该基材片材30的第一主面上的辐射线圈部311R、耦合线圈部311C、形成在基材片材30的第二主面上的辐射线圈部312R、耦合线圈部312C、及铁氧体片材32所构成。
图4(B)是从基材片材的第一主面一侧观察形成在基材片材30的第一主面上的辐射线圈部311R及耦合线圈部311C的图，图4(C)是从基材片材的第一主面一侧透视形成在基材片材30的第二主面上的辐射线圈部312R及耦合线圈部312C的图。
由此，天线线圈的辐射线圈部311R的卷绕方向与辐射线圈部312R的卷绕方向相反，两者进行电磁场耦合。同样，耦合线圈部311C的卷绕方向与耦合线圈部312C的卷绕方向相反。因此，当各导体图案中流过电流时，在俯视时电流朝相同的方向流动。根据这种结构，则无需形成桥接图案或通孔导体，能形成两层(或两层以上)的层叠型天线线圈，并且仅由天线线圈就能构成LC谐振电路。
铁氧体片材32覆盖辐射线圈部311R、312R。在铁氧体片材32的下方(与辐射线圈部311R、312R相反的面一侧)，有时设有印刷布线板22的接地电极GND、装载在印刷布线板22上的表面安装元器件(未图示)、还设有电池组的金属盖板等金属物(未图示)等，但铁氧体片材32会屏蔽要与所述金属物交链的磁通，因此，几乎不会产生因在金属物中出现涡流而引起的损耗，能将金属物对天线线圈的辐射特性的影响抑制在最小限度。
如在图3(B)中所表示的那样，增益天线301经由由粘接剂构成的粘接层33粘贴在壳体41的内表面上。在卡式器件10的内部设有印刷布线板13，在该印刷布线板13上形成有供电线圈12。此外，在该印刷布线板13上安装有RFIC11。
图5(A)是表示插槽外壳21与耦合线圈部31C的位置关系的立体图。图5(B)是其俯视图。如图5(A)所示，耦合线圈部31C由两个(两层)耦合线圈部311C、312C所构成。这些耦合线圈部311C、312C在靠近插槽外壳21的开口部21A的位置以环绕开口部21A的周围的方式进行配置。
另外，在该示例中，俯视时插槽外壳21的整个开口部21A与耦合线圈部31C的线圈开口重合，但也可以部分重合。即，只要至少一部分重合即可。其中，如图5(A)、图5(B)所示那样，若插槽外壳21的整个开口部21A与耦合线圈部31C的线圈开口重合，则能提高耦合线圈部31C与插槽外壳21之间的耦合度。
图6(A)是表示通信终端装置101与通信对象一侧天线进行耦合的情形的图。图6(B)是表示卡式器件10的供电线圈与插槽外壳及耦合线圈部进行耦合的情形的图。
图7是表示与图6(B)不同的、卡式器件10的供电线圈与插槽外壳及耦合线圈部进行耦合的情形的图。
图8是安装有卡式器件10的、实施方式1的通信终端装置101的等效电路图。
在图6(A)中，磁通MF3与增益天线301的辐射线圈部31R及耦合线圈部31C(主要是辐射线圈部31R)进行交链。由此，增益天线301与通信对象一侧天线进行电磁场耦合(主要是磁场耦合)。由于在辐射线圈部31R的背后存在铁氧体片材32，因此，磁通MF3透过辐射线圈部31R与铁氧体片材32之间。
图6(B)中，耦合区域CF1表示卡式器件10内的供电线圈12与插槽外壳21的耦合区域。(CF1并不表示磁通环路。)供电线圈12与插槽外壳21进行电磁场耦合(主要是磁场耦合)。此外，耦合区域CF2表示增益天线301的耦合线圈部31C与插槽外壳21的耦合区域。(CF2并不表示磁通环路。)耦合线圈部31C与插槽外壳21进行电磁场耦合(主要通过由流过插槽外壳21的开口部21A的周围附近的电流所引起的磁场进行耦合)。
若耦合线圈部31C在接近插槽外壳21的开口部21A的位置以环绕开口部21A的周围附近的方式进行配置，则插槽外壳21的开口部21A的周围与耦合线圈部31C的线圈开口以最短距离接近，与此同时，由于通过各个开口的磁通大致呈直线状，因此，磁通的形成变得顺利，能提高插槽外壳21与耦合线圈部31C之间的耦合度。
而且，优选为从背面RF方向俯视壳体41时，供电线圈12的线圈开口、插槽外壳21的开口部21A、以及耦合线圈部31C的线圈开口的至少一部分重合。在如此进行配置的情况下，由于耦合线圈部31C的线圈开口、插槽外壳21的开口部21A、及耦合线圈部31C的线圈开口以最短距离相连接，并且通过各个开口的磁通大致呈直线状，因此，磁通的形成变得顺利，能进一步提高供电线圈12、插槽外壳12及耦合线圈部31C之间的耦合度。
图7是表示与图6(B)所示的示例不同的、卡式器件10的供电线圈与插槽外壳及耦合线圈部进行耦合的情形的图。在图6(B)所示的示例中，耦合线圈部31C在接近插槽外壳21的开口部21A的位置以环绕开口部21A的周围的方式进行配置，但在图7所示的示例中，以在俯视时插槽外壳21的外周与耦合线圈部31C的形成区域至少一部分重合的方式进行配置。若插槽外壳21的外周在俯视时与耦合线圈部31C的线圈的形成区域重合，则插槽外壳21与耦合线圈部31C容易通过由流过插槽外壳21的外周的电流所引起的磁场进行电磁场耦合(主要是磁场耦合)。由此，能提高插槽外壳21与耦合线圈部31C之间的耦合度。
在图8中，电感器L1、L2是用记号表示的由耦合线圈部311C、312C所引起的电感，电感器L3、L4是用记号表示的由辐射线圈部311R、312R所引起的电感。用记号M1表示在耦合线圈部的耦合。此外，用记号M2表示在辐射线圈部的耦合。电容器C1、C2是用集中参数的记号来表示的在第一天线线圈(耦合线圈部311C及辐射线圈部311R)与第二天线线圈(耦合线圈部312C及辐射线圈部312R)之间产生的电容。由此，天线线圈31构成LC电路。
在图8中，电感器Lb是用记号表示的由在插槽外壳21中流动的电流的路径所产生的电感，电容器Cb是在插槽外壳21的缝隙部21S部分产生的电容。由该电感器Lb和电容器Cb构成LC谐振电路。用记号Mb－1表示电感器Lb与电感器L1的耦合。此外，用记号Mb－2表示电感器Lb与电感器L2的耦合。
在图8中，电感器La是用记号表示的由卡式器件10的供电线圈12所引起的电感。电容器CIC是用记号表示的RFIC11的寄生电容等与供电线圈12相连的电容。电感器La和电容器CIC进行LC谐振。由此，RFIC11与插槽外壳21所形成的所述LC电路在阻抗匹配状态下进行耦合。用Ma－b表示电感器La与插槽外壳21的电感器Lb的耦合。
通过以上所示的结构，在通信时，按照通信对象一侧天线→辐射线圈部31R→耦合线圈部31C→插槽外壳21→卡式器件10内的供电线圈12→RFIC11的顺序、或者与此相反的顺序进行耦合来传输高频功率及高频信号。
另外，也可使由天线线圈31形成的谐振电路与由插槽外壳形成的谐振电路产生多谐振。然后，该多谐振既可利用于用于提高卡式器件10内的供电线圈12与插槽外壳21之间的能量传输、以及天线线圈31与插槽外壳21之间的能量传输的效率，也可利用于宽频带化。
由此，无需利用卡式器件10所具有的输入输出端子，卡式器件10就能具有RFID等通信功能。尤其是能获得下述通信终端装置，该通信终端装置尽管使用了金属制的插槽外壳21，但仍然能将高频功率高效地从卡式器件10的供电线圈12传输给通信终端装置主体的天线线圈31，其强度和耐久性较优异，且通信特性也较优异。
《实施方式2》
图9是表示实施方式2的通信终端装置的壳体内部的主要结构的立体图。
如图9所示，在印刷布线板22上安装有金属制的插槽外壳21。该插槽外壳21构成能将卡式器件10在插槽外壳21与印刷布线板22之间进行装卸的空间(插槽)。在印刷布线板22的与该插槽外壳21相对的面上设有与卡式器件10的电极抵接来进行电导通的端子。通过将卡式器件10安装到插槽外壳21中，卡式器件10的电极与印刷布线板22的端子进行电连接。
天线线圈31具有辐射线圈部31R及耦合线圈部31C，耦合线圈部31C靠近插槽外壳21。天线线圈31的结构与实施方式1所示的结构相同。该天线线圈31是增益天线的一部分，增益天线例如粘贴在壳体的内表面上。
图10是表示设置在实施方式2的通信终端装置的壳体上的插槽外壳21的结构的图。插槽外壳21包括：开口部21A，该开口部21A设置在与图9所示的卡式器件10内的供电线圈12的线圈开口相对的部分；以及缝隙部21S，该缝隙部21S连接开口部21A与插槽外壳21的外边缘。
由此，只要根据卡式器件10内的供电线圈12的位置来确定插槽外壳21的开口部21A的位置即可。此外，只要将缝隙部21S设置在开口部21A与插槽外壳21的外边缘之间的距离较短的位置即可。由此，能使对耦合不直接作贡献的缝隙部21S的比例较小，而且能确保机械强度。
《实施方式3》
图11是表示实施方式3的通信终端装置的壳体内部的主要结构的立体图。图12是表示设置在其壳体内的天线线圈的结构的图。图13是其天线线圈的等效电路图。图14是表示插槽外壳与天线线圈的位置关系的图。
如图11所示，在印刷布线板22上安装有金属制的插槽外壳21。该插槽外壳21构成能将卡式器件10在插槽外壳21与印刷布线板22之间进行装卸的空间(插槽)。在印刷布线板22的与该插槽外壳21相对的面上设有与卡式器件10的电极抵接来进行电导通的端子。通过将卡式器件10安装到插槽外壳21中，卡式器件10的电极与印刷布线板22的端子进行电连接。
如图12所示，天线线圈31由上层的天线线圈311和下层的天线线圈312所构成。具体而言，在基材片材的第一主面上形成有天线线圈311，在基材片材的第二主面上形成有天线线圈312。天线线圈311、312形成为矩形的螺旋状，天线线圈311的卷绕方向与天线线圈312的卷绕方向相反，两者进行电磁场耦合。与实施方式1、2所示的天线线圈不同，实施方式3中没有区别辐射线圈部与耦合线圈部，整个天线线圈31作为辐射线圈发挥作用，且一部分作为耦合线圈发挥作用。该天线线圈31是增益天线的一部分，增益天线粘贴在壳体的内表面上。
图13是天线线圈31的等效电路图。在图13中，电感器L1、L2是用记号表示的由天线线圈311、312所引起的电感。用记号M表示天线线圈311与312的耦合。电容器C1、C2是用集中参数的记号来表示的在第一天线线圈311与第二天线线圈312之间所产生的电容。由此，天线线圈31构成LC电路。
如图14所示，将天线元件31配置成使得其矩形螺旋状线圈的角部沿着插槽外壳21的外周的两条边。由于有电流沿着插槽外壳21的外周流动，因此，插槽外壳21与天线线圈31进行电磁场耦合(主要是磁场耦合)。而且，天线线圈31既作为辐射线圈发挥作用，也与通信对象一侧天线进行耦合。
《实施方式4》
图15是表示实施方式4的通信终端装置的壳体内部的主要结构的立体图。图16是表示设置在其壳体内的天线线圈的结构的图。图17是表示插槽外壳与天线线圈的位置关系的图。
如图15所示，在印刷布线板22上安装有金属制的插槽外壳21。该插槽外壳21构成能将卡式器件10在插槽外壳21与印刷布线板22之间进行装卸的空间(插槽)。在印刷布线板22的与该插槽外壳21相对的面上设有与卡式器件10的电极抵接来进行电导通的端子。通过将卡式器件10安装到插槽外壳21中，卡式器件10的电极与印刷布线板22的端子进行电连接。
如图16所示，天线元件31由上层的天线线圈311和下层的天线线圈312所构成。上层的天线线圈311具有耦合线圈部311C及辐射线圈部311R。同样，下层的天线线圈312具有耦合线圈部312C及辐射线圈部312R。在该示例中，耦合线圈部311C、312C形成在辐射线圈部311R、312R的卷绕区域的内部。具体而言，在基材片材的第一主面上形成有天线线圈311，在基材片材的第二主面上形成有天线线圈312。天线线圈311、312形成为矩形的螺旋状，天线线圈的辐射线圈部311R的卷绕方向与辐射线圈部312R的卷绕方向相反，两者进行电磁场耦合。同样，耦合线圈部311C的卷绕方向与耦合线圈部312C的卷绕方向相反，两者进行电磁场耦合。该天线线圈31是增益天线的一部分，增益天线例如粘贴在壳体的内表面上。
如图17所示，天线线圈的耦合线圈部311C、312C在靠近插槽外壳21的开口部21A的位置以环绕开口部21A的方式进行配置。在图17中，仅表示了天线线圈中上层的辐射线圈部311R及耦合线圈部311C的图案。插槽外壳21与耦合线圈部311C、312C进行耦合的方式如实施方式1所示。
因此，耦合线圈部311C、312C也可配置在辐射线圈部311R、312R的环绕范围的内侧。由此，耦合线圈部311C、312C也能有效地对辐射(即，与通信对象一侧天线的耦合)发挥作用。
《实施方式5》
图18是实施方式5的通信终端装置105的主要部分的剖视图。如在该图中所表示的那样，增益天线301粘贴在壳体41的背面RF的内表面上。增益天线301的结构与实施方式1所示的结构相同。与实施方式1的图3所示的通信终端装置的不同之处在于插槽外壳21及卡式器件10的位置。插槽外壳21隔着印刷布线板22设置在增益天线301的相反一侧。该插槽外壳21及卡式器件10的结构与实施方式1所示的结构相同。此外，为了使该插槽外壳21及卡式器件10与增益天线301的耦合线圈部311C、312C之间不存在导体图案，在接地电极GND上形成有“去除区域”VOG。
在这种结构中，插槽外壳21也与卡式器件10的供电线圈进行电磁场耦合，且插槽外壳21与天线线圈的耦合线圈部311C、312C进行电磁场耦合。
《实施方式6》
实施方式6中卡式器件的供电线圈的线圈轴的朝向与实施方式1～5不同。以下，示出与实施方式1～5中所示的结构的不同点。
图19是表示实施方式6的通信终端装置106的结构的图。图19(A)是通信终端装置106的外观立体图，图19(B)是表示通信终端装置106的壳体内部的主要结构的立体图。
在通信终端装置106的壳体41上具有插拔卡式器件10的卡插槽42。在壳体41的内部设有天线线圈31。在卡式器件10的内部设有后文所示的RFIC及供电线圈12。此外，在该卡式器件10的图19中的下表面露出多个电极。
在印刷布线板22上设有卡安装部20。该卡安装部20具有金属构件23。该金属构件23通过焊接等安装在印刷布线板22上的安装用连接盘上。金属构件23构成能将卡式器件10在金属构件23与印刷布线板22之间进行装卸的空间。在印刷布线板22的与该金属构件23相对的面上设有与卡式器件10的电极抵接来进行电导通的端子。
图20是表示卡安装部20附近的结构的图。图20(A)是印刷布线板22上的卡安装部20附近的立体图，图20(B)是卡安装部20附近的俯视图。图20(C)是表示卡安装部的金属构件与卡式器件10的供电线圈12进行耦合的情形、以及卡安装部的金属构件与天线线圈的耦合线圈部31C进行耦合的情形的图。
在卡式器件10中形成有在插入方向上具有线圈轴的供电线圈12。该供电线圈12的两端与RFIC11相连接。
卡安装部20例如由不锈钢制的金属构件23和形成在印刷布线板22上的导体图案24所构成。导体图案24形成在印刷布线板22的上表面、下表面或内层中。由金属构件23和导体图案24构成线圈状的耦合导体。该线圈状的耦合导体与电容器Co相连接。即，由线圈状的耦合导体和电容器Co构成LC谐振电路。
在金属构件23与印刷布线板22之间构成插入并安装卡式器件10的空间。在安装了卡式器件10的状态下，卡式器件10的供电线圈12的线圈轴与由卡安装部20的线圈状耦合导体形成的线圈的线圈轴实际上成为同轴。因此，卡式器件10的供电线圈12与卡安装部20的线圈状耦合导体进行电磁场耦合。在图20(C)中，磁通φ1表示卡式器件10的供电线圈12与卡安装部20的线圈状耦合导体双方进行交链的磁通。
在所述卡安装部20的线圈状耦合导体的附近配置有天线线圈的耦合线圈部31C。如图20(B)所示，在俯视时，天线线圈的耦合线圈部31C接近与卡安装部20的金属构件23完全不重合的位置。因此，天线线圈的耦合线圈部31C与卡安装部20的线圈状耦合导体进行电磁场耦合。在图20(C)中，磁通φ2表示天线线圈的耦合线圈部31C与卡安装部20的线圈状耦合导体双方进行交链的磁通。
《实施方式7》
实施方式7的卡安装部的结构不同于实施方式1～6。以下，示出与实施方式1～6中所示的结构的不同之处。
图21是表示实施方式7的通信终端装置107的结构的图。图21(A)是通信终端装置107的外观立体图，图21(B)是表示通信终端装置107的壳体内部的主要结构的立体图。
通信终端装置107的壳体41具有插拔卡式器件10的卡插槽42。在壳体41的内部设有天线线圈31。在卡式器件10的内部设有后文所示的RFIC及供电线圈12。此外，在该卡式器件10的图21中的下表面露出多个电极。
在印刷布线板22上设有卡安装部20。该卡安装部20具有金属构件23。该金属构件23构成能将卡式器件10在金属构件23与印刷布线板22之间进行装卸的空间。在印刷布线板22的与该金属构件23相对的面上设有与卡式器件10的电极抵接来进行电导通的端子。
图22是表示卡安装部20附近的结构的图。图22(A)是印刷布线板22上的卡安装部20附近的立体图，图22(B)是卡安装部20附近的俯视图。图22(C)是表示卡安装部的金属构件23与卡式器件10的供电线圈12进行耦合的情形、以及卡安装部的金属构件与天线线圈的耦合线圈部31C进行耦合的情形的图。
在卡式器件10中形成有与其平面平行的面成为线圈开口面的供电线圈12。该供电线圈12的两端与RFIC11相连接。
卡安装部20例如由不锈钢制的金属构件23和形成在印刷布线板22上的导体图案24所构成。由该金属构件23和导体图案24构成线圈状的耦合导体。该线圈状的耦合导体与电容器Co相连接。即，由线圈状的耦合导体和电容器Co构成LC谐振电路。
在金属构件23与印刷布线板22之间构成插入并安装卡式器件10的空间。在安装了卡式器件10的状态下，卡式器件10的供电线圈12与卡安装部20的线圈状耦合导体进行电磁场耦合(参照图22(C))。
在所述卡安装部20的线圈状耦合导体的附近配置有天线线圈的耦合线圈部31C。在安装了卡式器件10的状态下，以使卡式器件10的供电线圈12的线圈开口与卡安装部20的线圈状耦合导体的线圈开口重合的方式进行配置。由此，天线线圈的耦合线圈部31C与卡安装部20的线圈状耦合导体进行电磁场耦合。在图22(C)中，磁通φ1表示卡式器件10的供电线圈12与卡安装部20的线圈状耦合导体双方进行交链的磁通。
在所述卡安装部20的线圈状耦合导体的附近配置有天线线圈的耦合线圈部31C。如图22(B)中所示的那样，俯视时，天线线圈的耦合线圈部31C的线圈开口与由卡安装部20的线圈状耦合导体形成的线圈的线圈开口重合。由此，天线线圈的耦合线圈部31C与卡安装部20的线圈状耦合导体进行电磁场耦合。在图22(C)中，磁通φ2表示天线线圈的耦合线圈部31C与卡安装部20的线圈状耦合导体双方进行交链的磁通。
《其它实施方式》
在以上所示的各实施方式中，在壳体41内部的印刷布线板22上设置插槽外壳21，并将卡式器件10设置成能自由地在该插槽外壳21中装卸，但也可以是以下的结构：将插槽外壳设置在壳体的外表面上，能将卡式器件10安装在通信终端装置的壳体的外部。
此外，在以上所示的各个实施方式中，示出了天线线圈构成为由两层天线线圈形成的层叠型天线线圈的示例，但也可以由单体的耦合线圈部及辐射线圈部来构成天线线圈。此外，也可不单独设置耦合线圈，仅用单体的辐射线圈部来构成天线线圈。在由单体的辐射线圈部构成天线线圈的情况下，也可使天线线圈与电容器相连接。即，也可由天线线圈的电感和电容器的电容来决定谐振频率。
此外，天线线圈也可以是由三层以上的导体图案所形成的层叠型天线线圈。
此外，也可通过在树脂制的壳体上形成导体图案，将天线线圈一体地设置在壳体上。
另外，天线线圈并不限于具有大直径线圈部(辐射线圈部)和小直径线圈部(耦合线圈部)的结构，也可以是将环状导体卷绕一匝以上而成的单个大面积天线线圈(平面线圈)。插槽外壳只要接近该天线线圈的一部分即可。此外，插槽外壳并不限于在终端壳体的侧面具有插入口的类型，例如，也同样适用于配置在终端壳体的内部的插槽外壳(较多使用于SIM卡用的插槽的类型)。
标号说明
CS…插入口
FF…表面
GND…接地电极
MF…磁通
RF…背面
SS…开口部
10…卡式器件
11…RFIC
12…供电线圈
12A…开口部
13…印刷布线板
20…卡安装部
21…插槽外壳
12A…开口部
21S…缝隙部
22…印刷布线板
23…卡安装部的金属构件
24…导体图案
30…基材片材
31…天线线圈
31C…耦合线圈部
31R…辐射线圈部
32…铁氧体片材
33…粘接层
41…壳体
42…卡插槽
101、105～107…通信终端装置
301…增益天线
311…第一天线线圈
311C…耦合线圈部
311R…辐射线圈部
312…第二天线线圈
312C…耦合线圈部
312R…辐射线圈部
Claims (10)
1.一种通信终端装置，其特征在于，包括：
卡安装部，该卡安装部具有可装卸包括供电线圈的卡式器件的结构；以及天线线圈，
所述卡安装部具有与所述卡式器件的供电线圈及所述天线线圈进行电磁场耦合的耦合导体，
所述天线线圈和所述耦合导体是不同的构件，
所述卡式器件的供电线圈的、与卡式器件的平面相平行的面为线圈开口面，
所述卡安装部的耦合导体具有形成在电路基板上的导体图案以及安装在所述电路基板上的金属构件，由所述导体图案及所述金属构件来构成将与所述卡式器件的平面相平行的面作为线圈开口面的线圈。
2.如权利要求1所述的通信终端装置，其特征在于，
所述卡安装部的耦合导体具有：开口部，该开口部设置在与所述供电线圈的线圈开口相对的部分；以及缝隙部，该缝隙部连接所述开口部和所述卡安装部的外边缘。
3.如权利要求2所述的通信终端装置，其特征在于，
所述卡安装部包括：顶面，该顶面具有多条边；以及两个侧面，该两个侧面分别与所述多条边中的至少两条边相连接，在所述顶面设有所述卡安装部的开口部及所述缝隙部，在所述侧面中的、与设有所述卡式器件的插入口的侧面不同的侧面上设有开口部。
4.如权利要求2或3所述的通信终端装置，其特征在于，
在俯视时，所述供电线圈的线圈开口与所述卡安装部的耦合导体的开口部至少一部分重合。
5.如权利要求1所述的通信终端装置，其特征在于，
在俯视时，所述天线线圈与所述卡安装部的耦合导体的外周至少一部分重合。
6.如权利要求1所述的通信终端装置，其特征在于，
所述天线线圈包括：耦合线圈部，该耦合线圈部与所述卡安装部的耦合导体进行耦合；以及辐射线圈部，该辐射线圈部的线圈直径比所述耦合线圈部的线圈直径要大。
7.如权利要求6所述的通信终端装置，其特征在于，
在俯视时，所述天线线圈的耦合线圈部以环绕所述卡安装部的耦合导体的开口部的周围的方式进行配置。
8.一种通信终端装置，其特征在于，包括：
卡安装部，该卡安装部具有可装卸包括供电线圈的卡式器件的结构；以及天线线圈，
所述卡安装部具有与所述卡式器件的供电线圈及所述天线线圈进行电磁场耦合的耦合导体，
所述天线线圈和所述耦合导体是不同的构件，
所述卡式器件的供电线圈在卡式器件的插入方向上具有线圈轴，
所述卡安装部的耦合导体具有形成在电路基板上的导体图案以及安装在所述电路基板上的金属构件，由所述导体图案及所述金属构件来构成将所述卡式器件的插入方向作为线圈轴的线圈。
9.如权利要求8所述的通信终端装置，其特征在于，
所述天线线圈包括：耦合线圈部，该耦合线圈部与所述卡安装部的耦合导体进行耦合；以及辐射线圈部，该辐射线圈部的线圈直径比所述耦合线圈部的线圈直径要大。
10.一种通信终端装置，其特征在于，包括：
卡安装部，该卡安装部具有可装卸包括供电线圈的卡式器件的结构；以及天线线圈，
所述卡安装部具有与所述卡式器件的供电线圈及所述天线线圈进行电磁场耦合的耦合导体，
所述天线线圈包含形成在不同的层上的、彼此相对的第一天线线圈及第二天线线圈，所述第一天线线圈与所述第二天线线圈经由电容彼此进行耦合，并且因与所述卡安装部的耦合导体的耦合而产生的电流的流动方向相同，
所述天线线圈和所述耦合导体是不同的构件。
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