CN202217782U - 接近型天线以及无线通信设备 - Google Patents
接近型天线以及无线通信设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202217782U CN202217782U CN201120168419.XU CN201120168419U CN202217782U CN 202217782 U CN202217782 U CN 202217782U CN 201120168419 U CN201120168419 U CN 201120168419U CN 202217782 U CN202217782 U CN 202217782U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mentioned
- conductive plate
- antenna
- seam
- antenna pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 155
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 300
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 30
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 16
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 136
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 136
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 132
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 71
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 119
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 description 48
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 42
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 26
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 22
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 14
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000005408 paramagnetism Effects 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005292 diamagnetic effect Effects 0.000 description 4
- 230000005307 ferromagnetism Effects 0.000 description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 4
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 4
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 4
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H04B5/26—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
- H01Q1/2225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
- H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
- H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
- H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
-
- H04B5/45—
Abstract
本实用新型提供一种接近型天线以及无线通信设备,该接近型天线具有:与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信的天线方向图;以及设置于该天线方向图的附近的导电板,导电板具有开口部和从该开口部到达导电板的端部的直线状的缝,开口部的至少一部分被配置于在平面观察时与天线方向图以及被天线方向图的内周包围的区域中的至少一方重合的位置处。
Description
技术领域
本实用新型涉及接近型天线以及无线通信设备,尤其涉及非接触式IC卡用的接近型天线以及搭载了非接触式IC卡的无线通信设备。
背景技术
MIFARE(注册商标)和Felica(注册商标)等被称作非接触式IC卡类型的通信设备的应用得到扩展。非接触式IC卡具有在与被称作读写器的外部通信设备之间进行近距离通信的功能,具体而言,通过接近型天线(耦合线圈)和带存储器的IC芯片构成。非接触式IC卡通过经由接近型天线的磁耦合,在与外部通信设备之间收发存储器内的数据。以往独立地构成一个通信设备的卡类型的设备是主流,然而近些年来合并搭载于移动电话等具有其他用途的设备中的情况也增加。
在合并搭载的情况下,构成非接触式IC卡的部件与不是这样的部件相邻配置。有时也会在非接触式IC卡附近配置导电体,这种情况下,产生于导电体中的涡电流会导致磁场变弱,可能导致非接触式IC卡与外部通信设备之间的耦合特性降低。作为一个例子,有时在移动电话的壳体中使用金属,若在这种移动电话中搭载非接触式IC卡的功能,则产生于壳体中的涡电流会导致磁场变弱,耦合特性降低。
专利文献1中公开了当上述情况同样在读写器的附近与存在导电体的情况下,抑制该导电体引起的耦合特性的降低的技术。在该技术中,在读写器的导电体侧面贴附有磁性体。由此使得到达导电体的磁场减少,因而能够抑制耦合特性的降低。
【专利文献1】日本特开2002-298095号公报
实用新型内容
【实用新型要解决的问题】
但是,磁性体对耦合特性降低的抑制效果算不上很有效果,期望提出一种能更为有效地抑制耦合特性降低的技术。另外,尤其对于非接触式IC卡而言,不同于读 写器而期望实现小型化,因此不优选使用磁性体这样的附加部件。
因此本实用新型的目的之一在于提供一种能够通过贴附磁性体的方法之外的方法抑制由配置于非接触式IC卡附近的导电体引起的耦合特性的降低的接近型天线以及无线通信设备。
另外,对于上述课题,本实用新型的发明人迄今为止开发了在配置于非接触式IC卡附近的导电体的端部设置缝,从而抑制该导电体引起的耦合特性的降低的技术。根据该技术,磁场所产生的涡电流会在缝中迂回流动,由于该迂回电流会产生增强在接近型天线与外部通信设备之间产生的磁场的方向的磁场,因而能抑制导电体引起的耦合特性的降低。
在本技术中,将由在缝中迂回的电流产生的磁场高效地取入到接近型天线,因而构成接近型天线的天线方向图优选配置为在平面观察时跨越缝。然而在近些年的移动电话中难以实现这种构成。即,将移动电话用作非接触式IC卡的很多人都具有将背面的上端侧抵在读写器上的倾向,因而优选上述缝设置于壳体背面的上端侧。而近些年来很多的移动电话都在壳体背面的上端侧具有相机镜头,因而为了在同一位置设置缝,有时就不得不在缝内配置相机镜头。通常而言,构成接近型天线的天线方向图的宽度小于相机镜头的宽度,因而这种情况下缝的宽度会大于天线方向图的宽度。因此难以以跨过缝的方式配置天线方向图。
因此,本实用新型的另一目的在于,提供一种当缝的宽度大于天线方向图的宽度的情况下,能高效地将由于在缝中迂回的电流而产生的磁场取入到天线方向图的接近型天线以及无线通信设备。
进而,例如以在移动电话中合并搭载非接触式IC卡的情况为例来说明,通常而言非接触式IC卡的接近型天线设置于壳体背面(设有LCD和键盘的面的相反面)侧。然而由于需要在壳体背面设置相机镜头和电池盖等各种部件,因而在将非接触式IC卡合并搭载于移动电话中时,需要考虑到不能妨碍这些部件的搭载。如上,当将非接触式IC卡合并搭载于其他设备中时,需要考虑到不能妨碍该设备固有的部件的搭载。
因此,本实用新型的又一个目的在于,提供一种能够通过贴附磁性体的方法之外的方法抑制由于配置于非接触式IC卡附近的导电体引起的耦合特性的降低,并且不会妨碍合并搭载对象设备中的固有部件的搭载的接近型天线以及无线通信设备。
【解决问题的手段】
为了达成上述目的,本实用新型第一方面的接近型天线的特征在于,具有:天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及导电板,其设置于上述天线方向图的附近,上述导电板具有开口部以及从该开口部到达上述导电板的端部的缝,上述开口部的至少一部分配置于在平面观察时与上述天线方向图以及被上述天线方向图的内周所包围的区域中的至少一方重合的位置处。
如上,在开口部周围流过会产生对在接近型天线与外部通信设备之间产生的磁场进行增强的方向的磁场的涡电流。因而能抑制由于配置于天线方向图附近的导电板引起的耦合特性降低。
另外,在上述接近型天线中,可以避开上述导电板的中央点来配置上述开口部。这样能改善耦合特性的指向性。
另外,在上述各接近型天线中,可以是上述导电板配置于上述天线方向图与上述外部通信设备之间,该接近型天线还具有隔着上述天线方向图配置于上述导电板的相反侧的磁性部件,也可以是上述导电板隔着上述天线方向图配置于上述外部通信设备的相反侧,该接近型天线还具有隔着上述导电板配置于上述天线方向图的相反侧的磁性部件。这样与不使用磁性部件的情况相比能改善耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,上述天线方向图的外形面积可以小于等于上述导电板面积的20%。这样能获得良好的耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,上述开口部的面积可以小于等于上述导电板的面积的10%。这样也能获得良好的耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,可以使上述开口部的面积大于等于上述天线方向图的内形面积的20%,而且上述开口部的面积小于等于上述天线方向图的外形面积的400%。这样也能获得良好的耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,可以使上述缝的长度小于等于上述导电板在缝方向上的长度的20%,或大于等于30%且小于等于70%。由此,在小于等于20%的情况下能保持导电板的强度,在大于等于30%且小于等于70%的情况下能获得稳定的耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,可以使上述导电板的端边中的至少设有上述缝的部分朝离开上述外部通信设备的方向弯曲。由此,当接近型天线相对于外部通信设备倾斜的情况下,也能获得良好的耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,上述导电板可以由顺磁性或反磁性且导电率大于等于1×107S/m的材料构成。这样能获得良好的耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,可以使上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,上述导电板是上述无线通信设备的壳体。由此能够抑制由于无线通信设备的壳体为导电体而造成的耦合特性的降低。
另外,在上述各接近型天线中,可以使上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,上述无线通信设备具有包括通信用电路和接地层的电路基板,上述导电板是上述接地层。由此能够抑制由于无线通信设备的电路基板包含接地层而造成的耦合特性的降低。
本实用新型的无线通信设备的特征在于,具有接近型天线,该接近型天线具有:天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及导电板,其设置于上述天线方向图的附近,上述导电板具有开口部以及从该开口部到达上述导电板的端部的缝,上述开口部的至少一部分配置于在平面观察时与上述天线方向图以及被上述天线方向图的内周所包围的区域中的至少一方重合的位置处。
另外,本实用新型第二方面的接近型天线的特征在于,具有:天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及导电板,其在与上述天线方向图绝缘的状态下设置于该天线方向图的附近,上述导电板具有开口部以及从该开口部到达上述导电板的端部的缝,上述天线方向图配置于在平面观察时不与上述开口部重合,且在平面观察时与上述缝的至少一部分重合的位置处。
本实用新型的无线通信设备的特征在于,具有接近型天线,该接近型天线具有:天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及导电板,其在与上述天线方向图绝缘的状态下设置于该天线方向图的附近,上述导电板具有开口部以及从该开口部到达上述导电板的端部的缝,上述天线方向图配置于在平面观察时不与上述开口部重合,且在平面观察时与上述缝的至少一部分重合的位置处。
另外,本实用新型第三方面的接近型天线的特征在于,具有:天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及导电板,其在与上述天线方向图绝缘的状态下设置于该天线方向图的附近,在上述导电板的端部设有固定宽度或朝向内侧变细的缝,上述天线方向图配置于在平面观察时与上述缝的至少一部分重合的位置处。
这样,在缝或开口部的周围流过会产生对在接近型天线与外部通信设备之间产生的磁场进行增强的方向的磁场的涡电流。因而能抑制由于配置于天线方向图附近的导电板引起的耦合特性降低。
在上述各接近型天线中,既可以把上述导电板配置于上述天线方向图与上述外部通信设备之间,且使该接近型天线还具有隔着上述天线方向图配置于上述导电板的相反侧的磁性部件,也可以把上述导电板隔着上述天线方向图配置于上述外部通信设备的相反侧,使该接近型天线还具有隔着上述导电板配置于上述天线方向图的相反侧的磁性部件。这样,与不使用磁性部件的情况相比,能改善耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,可以使上述缝的平面观察时与上述天线方向图重合的部分的面积大于等于上述天线方向图的外形面积的30%且小于等于110%。这样能获得良好的耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,可以使上述缝的宽度大于等于上述天线方向图的内周在上述缝的宽度方向上的长度,而且小于等于上述天线方向图的外周在上述缝的宽度方向上的长度。这样也能获得良好的耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,可以使上述导电板的端边中的至少设有上述缝的部分朝离开上述外部通信设备的方向弯曲。由此,当接近型天线相对于外部通信设备倾斜的情况下,也能获得良好的耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,上述导电板可以由顺磁性或反磁性且导电率大于等于1×107S/m的材料构成。这样能获得良好的耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,可以把上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,上述导电板是上述无线通信设备的壳体。由此能够抑制由于无线通信设备的壳体为导电体而造成的耦合特性的降低。
另外,在上述各接近型天线中,可以使上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,上述无线通信设备具有包括通信用电路和接地层的电路基板,上述导电板是上述接地层。由此能够抑制由于无线通信设备的电路基板包含接地层而造成的耦合特性的降低。
本实用新型的无线通信设备的特征在于,具有接近型天线,该接近型天线具有:天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及导电板,其在与上述天线方向图绝缘的状态下设置于该天线方向图的附近,在上述导电板的端部设有固 定宽度或朝向内侧变细的缝,上述天线方向图配置于在平面观察时与上述缝的至少一部分重合的位置处。
另外,在本实用新型第四方面的接近型天线的特征在于,具有:天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及导电板,其在与上述天线方向图绝缘的状态下设置于该天线方向图的附近,上述导电板具有设置于端部的相对较宽的第1缝和设置于该第1缝的相对较窄的第2缝,上述第2缝的宽度小于上述天线方向图的宽度,上述天线方向图配置为在平面观察时跨越上述第2缝。
由此,迂回电流会在第1和第2缝双方中迂回流动。另外,由于第2缝的宽度小于天线方向图的宽度,因而能够以平面观察时跨越第2缝的方式配置天线方向图。因此,即使在第1缝的宽度大于天线方向图的宽度时,也能够高效地将通过在第1缝(和第2缝)中迂回的电流而产生的磁场取入到天线方向图。
另外,在上述接近型天线中,可以使上述导电板配置于上述天线方向图与上述外部通信设备之间,该接近型天线还具有隔着上述天线方向图配置于上述导电板的相反侧的磁性部件,也可以使上述导电板隔着上述天线方向图配置于上述外部通信设备的相反侧,该接近型天线还具有隔着上述导电板配置于上述天线方向图的相反侧的磁性部件。这样与不使用磁性部件的情况相比,能改善耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,可以使上述第2缝中的在平面观察时与上述天线方向图重合的部分的面积大于等于上述天线方向图的外形面积的30%且小于等于70%。这样能获得良好的耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,可以使上述导电板的端边中的至少设有上述第1缝的部分朝离开上述外部通信设备的方向弯曲。由此,当接近型天线相对于外部通信设备倾斜的情况下,也能获得良好的耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,上述导电板可以由顺磁性或反磁性且导电率大于等于107的材料构成。这样能获得良好的耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,可以使上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,上述导电板是上述无线通信设备的壳体。由此能够抑制由于无线通信设备的壳体为导电体而造成的耦合特性的降低。
另外,在上述各接近型天线中,可以使上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,上述无线通信设备具有包括通信用电路和接地层的 电路基板,上述导电板是上述接地层。由此能够抑制由于无线通信设备的电路基板包含接地层而造成的耦合特性的降低。
本实用新型的无线通信设备的特征在于,具有接近型天线,该接近型天线具有:天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及导电板,其在与上述天线方向图绝缘的状态下设置于该天线方向图的附近,上述导电板具有设置于端部的相对较宽的第1缝和设置于该第1缝的相对较窄的第2缝,上述第2缝的宽度小于上述天线方向图的宽度,上述天线方向图配置为在平面观察时跨越上述第2缝。
另外,本实用新型第五方面的接近型天线的特征在于,具有:天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及导电板,其在与上述天线方向图绝缘的状态下设置于该天线方向图的附近,上述导电板具有第1开口部、从该第1开口部到达上述导电板的端部的缝、整周被该导电板包围的第2开口部,上述天线方向图配置于在平面观察时与上述第1开口部的至少一部分以及上述缝的至少一部分中的至少一方重合的位置处。
这样,在第1开口部的周围流过会产生对在接近型天线与外部通信设备之间产生的磁场进行增强的方向的磁场的涡电流。因而能抑制由配置于天线方向图附近的导电板引起的耦合特性降低。另外,通过在导电板设置第2开口部,能够实现尽量不妨碍在合并搭载对象的设备上进行的固有部件的搭载的结构。
另外,在上述接近型天线中,可以使上述导电板配置于上述天线方向图与上述外部通信设备之间,该接近型天线还具有隔着上述天线方向图配置于上述导电板的相反侧的磁性部件,也可以使上述导电板隔着上述天线方向图配置于上述外部通信设备的相反侧,该接近型天线还具有隔着上述导电板配置于上述天线方向图的相反侧的磁性部件。这样,与不使用磁性部件的情况相比,能改善耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,可以使上述导电板的端边中的至少设有上述缝的部分朝离开上述外部通信设备的方向弯曲。由此,在接近型天线相对于外部通信设备倾斜的情况下,也能获得良好的耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,上述导电板可以由顺磁性或反磁性且导电率大于等于1×107S/m的材料构成的。这样能获得良好的耦合特性。
另外,在上述各接近型天线中,可以使上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,上述导电板是上述无线通信设备的壳体。由此能够 抑制由于无线通信设备的壳体为导电体而造成的耦合特性的降低。
另外,在上述各接近型天线中,可以使上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,上述无线通信设备具有包括通信用电路和接地层的电路基板,上述导电板是上述接地层。由此能够抑制由于无线通信设备的电路基板包含接地层而造成的耦合特性的降低。
本实用新型的无线通信设备的特征在于,具有接近型天线,该接近型天线具有:天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及导电板,其在与上述天线方向图绝缘的状态下设置于该天线方向图的附近,上述导电板具有第1开口部、从该第1开口部到达上述导电板的端部的缝、整周被该导电板包围的第2开口部,上述天线方向图配置于在平面观察时与上述第1开口部的至少一部分以及上述缝的至少一部分中的至少一方重合的位置处。
【实用新型的效果】
根据本实用新型的第一至第三方面,能够通过贴附磁性体的方法之外的方法抑制由配置于天线方向图附近的导电板引起的耦合特性的降低。另外,根据本实用新型第四方面,在第1缝的宽度大于天线方向图的宽度时,能高效地将通过在第1缝(以及第2缝)中迂回的电流产生的磁场取入到天线方向图。进而,根据本实用新型第五方面,能够通过贴附磁性体的方法之外的方法抑制由配置于天线方向图附近的导电板引起的耦合特性的降低。另外,还能实现尽量不妨碍在合并搭载对象的设备上进行的固有部件的搭载的结构。
附图说明
图1是表示本实用新型第1实施方式的近距离通信系统的系统构成的图。
图2(a)、(b)分别是本实用新型第1实施方式的天线部的俯视图。
图3(a)是本实用新型第1实施方式的移动电话的立体图。(b)是(a)的A-A’线剖面图。
图4(a)~(c)分别是表示开口部与天线方向图的平面位置关系的一个例子的图。
图5(a)是表示构成本实用新型第1实施方式的接近型天线的螺旋线圈与本实用新型第1实施方式的导电板的图。(b)是表示使用不具备开口部和缝的导电板时的 例子的图。
图6(a)、(b)是表示对本实用新型第1实施方式的接近型天线和导电板附近的磁场进行模拟的结果的图。
图7(a)~(e)是表示用于第1模拟的导电板的图。
图8(a)、(b)是表示第1模拟的结果的图。
图9(a)、(b)是表示第2模拟的结果的图。
图10是表示第3模拟的结果的图。
图11(a)是用于说明第4模拟中使用的角度的说明图。(b)是表示第4模拟的结果的图。
图12是表示第5模拟的结果的图。
图13是表示第6模拟的结果的图。
图14(a)是本实用新型第2实施方式的近距离通信系统中使用的移动电话的立体图。(b)是(a)的E-E’线剖面图。
图15(a)是用于说明第7模拟中使用的角度的说明图。(b)是表示第7模拟的结果的图。
图16(a)是示意性表示本实用新型第3实施方式的近距离通信系统的系统构成的图。(b)是示意性表示本实用新型第3实施方式的变形例的近距离通信系统的系统构成的图。
图17(a)、(b)都是示意性表示本实用新型第3实施方式的变形例的近距离通信系统的系统构成的图。
图18是针对开口部为正方形的情况以及为圆形的情况,确认耦合效率相对于开口部面积的变化的变化倾向的模拟结果的图。
图19(a)是表示本实用新型第1实施方式中表示的移动电话的变形例的立体图。(b)是(a)的F-F’线剖面图。
图20(a)是本实用新型第3实施方式的移动电话的立体图。(b)是(a)的A-A’线剖面图。
图21是在开口部和缝的附近对图20(a)进行放大的放大图。
图22(a)是表示构成本实用新型第3实施方式的接近型天线的螺旋线圈和本实用新型第3实施方式的导电板的图。(b)是表示使用不具备开口部和缝的导电板时 的例子的图。
图23(a)、(b)是表示对本实用新型第3实施方式的接近型天线和导电板附近的磁场进行模拟的结果的图。
图24(a)~(h)是表示在表示本实用新型第3实施方式的缝的宽度的最佳值的模拟中使用的导电板和天线方向图的图。
图25是表示用于表示本实用新型第3实施方式的缝的宽度的最佳值的模拟结果的图。
图26(a)是在本实用新型第4实施方式的近距离通信系统中使用的移动电话的立体图。(b)是(a)的D-D’线剖面图。
图27是用于说明在表示耦合特性的指向性的放大效果的模拟中使用的角度的说明图。
图28(a)是示意性表示本实用新型第5实施方式的近距离通信系统的系统构成的图。(b)是示意性表示本实用新型第5实施方式的变形例的近距离通信系统的系统构成的图。
图29(a)、(b)都是示意性表示本实用新型第5实施方式的变形例的近距离通信系统的系统构成的图。
图30(a)是表示本实用新型第3实施方式所示的移动电话的第1变形例的立体图。(b)是(a)的E-E’线剖面图。
图31(a)是表示本实用新型第3实施方式所示的移动电话的第2变形例的立体图。(b)是(a)的F-F’线剖面图。
图32(a)是本实用新型第6实施方式的移动电话的立体图。(b)是(a)的A-A’线剖面图。
图33是在第2缝的附近对图32(a)进行放大的放大图。
图34(a)是表示构成本实用新型第6实施方式的接近型天线的螺旋线圈和本实用新型第6实施方式的导电板的图。(b)是表示使用不具备第1和第2缝的导电板时的例子的图。
图35(a)、(b)是表示对本实用新型第6实施方式的接近型天线以及导电板附近的磁场进行模拟的结果的图。
图36(a)~(h)是表示在表示本实用新型第6实施方式的第2缝的宽度的最 佳值的模拟中使用的导电板和天线方向图的图。
图37是表示用于表示本实用新型第6实施方式的第2缝的宽度的最佳值的模拟的结果的图。
图38(a)是在本实用新型第7实施方式的近距离通信系统中使用的移动电话的立体图。(b)是(a)的D-D’线剖面图。
图39(a)、(b)分别是用于说明在用于表示耦合特性的指向性的放大效果的模拟中使用的角度的说明图以及表示其模拟结果的图。
图40(a)是示意性表示本实用新型第8实施方式的近距离通信系统的系统构成的图。(b)是示意性表示本实用新型第8实施方式的变形例的近距离通信系统的系统构成的图。
图41(a)、(b)都是示意性表示本实用新型第8实施方式的变形例的近距离通信系统的系统构成的图。
图42(a)是表示本实用新型第6实施方式中表示的移动电话的变形例的立体图。(b)是(a)的E-E’线剖面图。
图43(a)是本实用新型第9实施方式的移动电话的立体图。(b)是(a)的A-A’线剖面图。
图44(a)是表示构成本实用新型第9实施方式的接近型天线的螺旋线圈和本实用新型第9实施方式的导电板的图。(b)是表示使用不具备开口部和缝的导电板时的例子的图。
图45(a)、(b)是表示对本实用新型第9实施方式的接近型天线以及导电板附近的磁场进行模拟的结果的图。
图46(a)~(e)是表示在用于表示本实用新型第9实施方式的第2开口部给耦合特性带来的影响的模拟中所使用的导电板的图。
图47(a)是具有本实用新型第9实施方式的第1变形例的导电板的移动电话的立体图。(b)是(a)的D-D’线剖面图。
图48(a)是具有本实用新型第9实施方式的第2变形例的导电板的移动电话的立体图。(b)是(a)的E-E’线剖面图。
图49(a)是具有本实用新型第9实施方式的第3变形例的导电板的移动电话的立体图。(b)是(a)的F-F’线剖面图。
图50(a)是具有本实用新型第9实施方式的第4变形例的导电板的移动电话的立体图。(b)是(a)的G-G’线剖面图。
图51是用于说明在用于表示耦合特性的指向性的放大效果的模拟中使用的角度的说明图。
图52(a)是具有本实用新型第9实施方式的第5变形例的导电板的移动电话的立体图。(b)是(a)的H-H’线剖面图。
图53(a)是具有本实用新型第9实施方式的第6变形例的导电板的移动电话的立体图。(b)是(a)的I-I’线剖面图。
图54(a)是具有本实用新型第9实施方式的第7变形例的导电板的移动电话的立体图。(b)是(a)的J-J’线剖面图。
图55(a)是具有本实用新型第9实施方式的第8变形例的导电板的移动电话的立体图。(b)是(a)的K-K’线剖面图。
图56(a)是示意性表示本实用新型第10实施方式的近距离通信系统的系统构成的图。(b)是示意性表示本实用新型第10实施方式的变形例的近距离通信系统的系统构成的图。
图57(a)、(b)都是示意性表示本实用新型第10实施方式的变形例的近距离通信系统的系统构成的图。
图58(a)表示分别在图16(a)、图28(a)、图40(a)、图56(a)中示出的本实用新型第3、第5、第8、第10各实施方式的近距离通信系统中,在基板和磁性片中设置了用于通过部件的孔的变形例。图58(b)表示在(a)的例子中,在设于基板的孔中设置了磁性部件的变形例。图58(c)表示使(b)的例子中设置的磁性部件与磁性片形成为一体的变形例。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本实用新型的优选实施方式。
图1是表示本实用新型第1实施方式的近距离通信系统1的系统构成的图。如该图所示,近距离通信系统1由接近型天线11、IC芯片12、具有主体部15的移动电话10(无线通信装置)、具有接近型天线21和CPU22的读写器20(外部通信装置)构成。搭载于移动电话10上的接近型天线11和IC芯片12是非接触式IC卡的构成 要素。
近距离通信系统1例如是MIFARE(注册商标)和Felica(注册商标)等,是使用读写器20对存储于IC芯片12内的存储器(未图示)中的数据进行读写的系统。
在作为非接触式IC卡的移动电话10与读写器20之间的通信是通过基于磁耦合的近距离通信实现的。具体而言,读写器20向接近型天线21流过常时电流,通过该电流在接近型天线21周围产生磁场。当接近型天线11进入该磁场中时,由于磁耦合而在接近型天线11中产生电动势,IC芯片12以该电动势作为电源而启动。在进行读出时,IC芯片12生成与存储于内部的存储器(未图示)中的数据对应的电流并使其流到接近型天线11。由此使得磁场发生变化,流过接近型天线21的电流也发生变化。CPU22基于该电流的变化,读取存储于IC芯片12内的数据。进行写入时,CPU22根据写入数据使流到接近型天线21的电流发生变化。由此使得磁场发生变化,流到接近型天线11的电流也发生变化。IC芯片12根据该电流的变化检测写入数据,将其写入内部的存储器。
移动电话10还作为构成移动通信系统的移动站装置发挥作用。作为移动站装置的功能主要是通过主体部15实现的。主体部15具有在与未图示的基站之间进行通信的功能、音频输入输出功能、图像输入输出功能等。
如图1所示,接近型天线11构成为包含天线部13和导电板14a。
图2(a)、(b)分别是天线部13的俯视图。如这些图所示,天线部13通过基板30、形成于基板30表面的天线方向图31构成。图2示出使用3向的矩形平面螺旋线圈作为天线方向图31的例子,而天线方向图31的构成不限于此。天线方向图31的两端部31a、31b与图1所示的IC芯片12连接(未图示)。
关于天线方向图31,在本实用新型中有时使用外形面积SOUTER、内形面积SINNER这样的用语。外形面积SOUTER表示由天线方向图31的外周包围的区域的面积,内形面积SINNER表示由天线方向图31的内周包围的区域的面积。例如在图2的例子中,外周的横向长度与纵向长度分别为LOX和LOY,因此外形面积SOUTER=LOX×LOY。另外,内周的横向长度与纵向长度分别为LIX和LIY,因此内形面积SINNER=LIX×LIY。
返回图1。导电板14a是由移动电话10的壳体14的一部分构成的导电性的板,与天线部13平行设置。导电板14a与天线部13彼此绝缘。读写器20与导电板14a对置配置。
并且,在图1中,天线部13位于壳体14的内部,因此描绘成导电板14a配置于天线部13与接近型天线21之间,然而也可以将天线部13配置于壳体14的外部,构成为天线部13处于导电板14a与接近型天线21之间。另外,这里示出的是导电板14a为壳体14的一部分,然而既可以将形成于移动电话10的主板(后述)的接地层(未图示)用作导电板14a,也可以不使用移动电话10中作为移动电话的构成要素,而是设置导电板专门用于作为非接触式IC卡的功能,用作导电板14a。
图3(a)是移动电话10的立体图。另外,图3(b)是图3(a)的A-A’线剖面图。并且,虽然图3(a)并非剖面图,然而为了便于理解,对导电板14a实施了与图3(b)的剖面图相同的阴影。这点在后面的各图中也同样。
如图3(a)、(b)所示,移动电话10的壳体14大致为长方体,在其6个表面中的一个表面设有LCD50和键盘51。移动电话10的内部除了设有天线部13和IC芯片12(图3中没有示出)之外,还设有多层基板52和电池53。多层基板52构成移动电话10的主板,在其表面和内部形成有包含通信用电路和接地层的各种电子电路。除了天线部13和IC芯片12之外的各部分相当于图1所示的主体部15。
壳体14由导电性金属构成,导电板14a是使用壳体14的背面(6个表面中设有LCD50和键盘51的表面的相反面)形成的。导电板14a具有开口部OP、从该开口部OP到达导电板14a的端部的缝SL。
以下内容中,将缝SL的长度、宽度分别表示为LSL、WSL,将开口部OP的面积表示为SOP。另外,将缝SL的延伸方向上的导电板14a的长度表示为LCP,将与缝SL的延伸方向垂直的方向上的导电板14a的长度表示为LCO。并且如图3(a)所示,缝SL的长度LSL被定义为从开口部OP的中央点到导电板14a的端部为止的长度。另外,在两侧的导电板14a不会导通,或者不会通过两侧的导电板14a形成电容器的范围内,将缝SL的宽度WSL设定得尽可能小。
并且,缝SL和开口部OP的内部既可以如图3(a)、(b)所示成为不存在任何东西的空间,也可以利用绝缘树脂等非导电性物质进行填充。如果利用非导电性物质填充,则能相应确保壳体14的强度。
如图3(a)所示,开口部OP和缝SL避开导电板14a的中央点P,配置于导电板14a的端部。中央点P是长方形的导电板14a的对角线交点。采用这种配置的作用在于扩大耦合特性的指向性。该情况将在后面参照模拟结果加以详细描述。并且,中 央点P此处为导电板14a的对角线交点,而当导电板14a为多边形或由曲线构成的任意形状或立体状的情况下,中央点P成为当假定由均质物构成朝具有开口部OP的面的法线方向投影得到的形状时的重心。
图3(a)、(b)还示出天线部13的设置位置。如图所示,天线部13配置于在俯视观察时开口部PO的至少一部分与天线方向图31以及被天线方向图31的内周所包围的区域中的至少一方相重合的位置上。
图4(a)~(c)是分别表示开口部OP与天线方向图31的平面位置关系的一个例子的图。图4(a)表示平面观察时开口部OP的全部与被天线方向图31的内周所包围的区域重合的例子。另外,图4(b)、(c)分别表示在平面观察时开口部PO的一部分与天线方向图31以及被天线方向图31的内周所包围的区域重合的例子。
通过如上构成,即使存在作为导电体的导电板14a,作为非接触式IC卡的移动电话10与读写器20之间的耦合特性也不会降低,反而与不存在导电体14a时相比耦合特性改善。下面具体进行说明。
图5(a)是表示构成接近型天线21的螺旋线圈和导电板14a的图。该图所示的带箭头的线表示流过导电板14a的涡电流。如该线所示,当靠近接近型天线21时,会在导电板14a中流过涡电流V1、V2。涡电流V1是沿着导电板14a的缘部流过的电流,涡电流V2是在开口部OP周围流过的电流。并且,V1、V2并非电流值,而是用于标识电流的标识符。
其中,作为比较例,图5(b)表示使用不具备开口部OP和缝SL的导电板14a时的例子。通过对该比较例与图5(a)进行比较可知,涡电流V2是由于存在开口部OP和缝SL才流过导电板14a的电流。即,由于具备缝SL,因而涡电流V1无法环绕导电板14a的缘部一周,而在缝SL中迂回。而且由于在迂回目的地(缝SL的内侧端)设有开口部OP,因此会产生与涡电流V1反向环绕的涡电流V2。
流过导电板14a的涡电流是通过接近型天线21产生的磁场而生成的,因而涡电流V1沿产生减弱该磁场的磁场的方向流过。对此,涡电流V2沿涡电流V1的反方向流动,因而成为产生增强由接近型天线21产生的磁场的方向的磁场的电流。因此,由于涡电流V2流过反而使得磁场被增强,不仅与在导电板14a不设置开口部OP和缝SL的情况相比耦合特性得以改善,而且与不存在导电板14a的情况相比,耦合特性也得以改善。
图6(a)、(b)是表示对接近型天线21和导电板14a附近的磁场的模拟的结果的图。图6(a)表示图5(a)的B-B’线剖面的磁场,图6(a)表示图5(b)的C-C’剖面的磁场。
在图6(a)、(b)中,颜色越淡的部分表示磁场越强。通过两个图可知,在开口部OP的周围产生了在不设置开口部OP时不曾存在的强力的磁场。这是通过上述涡电流V2而产生的,而使用设置了开口部OP与缝SL的导电板14a会改善耦合特性的原因就在于该磁场的产生。
如上所述,通过在导电板14a上设置开口部OP和缝SL,在作为非接触式IC卡的移动电话10与读写器20之间的耦合特性会改善,而其改善的程度受到天线方向图31、导电板14a、开口部OP和缝SL的各尺寸以及导电板14a的材料等的影响。于是以下参照模拟结果说明它们的最佳值。
图7(a)~(e)是表示用于第1模拟的导电板14a的图。如该图所示,在第1模拟中,使用导电板14a的与缝垂直方向的长度LCO作为变化参数,确认了耦合效率相对于导电板14a的面积(=LCO×LCP)的变化出现的变化倾向。
表1表示LCO以及其他参数的具体值。在该表中,各参数下方所示的记号(mm等)表示各参数的单位。这一点在后述各表中也都相同。虽然表1没有示出,然而关于开口部OP,设其在缝SL的延伸方向上的长度为20mm,在与缝SL的延伸方向垂直的方向上的长度为10mm。
【表1】
并且,在该模拟以及后述的各模拟中,只要没有特殊说明,接近型天线21的尺寸为110mm角,接近型天线21与天线部13之间的距离为30mm,导电板14a的厚度为35μm。另外,导电板14a和天线方向图31的配置是以接近型天线21、开口部OP和天线方向图31的内周的各中央点在平面观察时一致的方式确定的。
图8(a)、(b)是表示第1模拟的结果的图。图8(a)、(b)中,横轴都为参数 S2/S1,纵轴都为耦合效率(dB)。作为变化参数的导电板14a的面积(=LCO×40mm)为参数S1。而参数S2在图8(a)为天线方向图31的外形面积SOUTER(=LOX×LOY),在图8(b)中为开口部的面积SOP。
考察图8(a),至少在进行模拟的范围内,不管S2/S1的值如何,都能获得比不具备导电板14a时高的耦合效率。而耦合效率在S2/S1=0.2附近急剧发生变化,在S2/S1≤0.2处获得大致良好的耦合效率。另外,S2/S1≤0.15处耦合效率更为良好,在S2/S1≤0.11处可获得大致最佳的耦合效率。因此,天线方向图31的外形面积SOUTER(S2)优选小于等于导电板14a的面积(S1)的20%,更优选小于等于15%,最优选小于等于11%。
另一方面,当考察图8(b)时,耦合效率在S2/S1=0.1附近急剧变化,在S2/S1≤0.1处可获得大致良好的耦合效率。另外,在S2/S1≤0.07处可获得大致最佳的耦合效率。因此,开口部的面积SOP(S2)优选小于等于导电板14a的面积(S1)的10%,更为优选小于等于7%。
接着,图9(a)、(b)是表示第2模拟结果的图。另外,表2表示第2模拟中SOP以及其他参数的具体值。在第2模拟中,使用开口部OP的面积SOP作为变化参数,确认了耦合效率相对于面积SOP的变化出现的变化倾向。其中,开口部OP的形状为正方形。在该模拟中,还要确认天线方向图31的尺寸对耦合效率赋予的影响,因而准备了尺寸不同的2种天线方向图31(方向图1、方向图2)分别进行了模拟。表2没有图示出来,方向图1的天线方向图31中,线宽度为0.1mm,线间距为0.1mm。同样地在方向图2的天线方向图31中,线宽度为0.2mm,线间距为0.1mm。
【表2】
图9(a)、(b)都以参数S2/S1作为横轴,以耦合效率(dB)作为纵轴。作为变化参数的开口部OP的面积SOP为参数S2。参数S1在图9(a)中为天线方向图31的内形面积SINNER(=LIX×LIY),在图9(b)中为天线方向图31的外形面积SOUTER(=LOX×LOY)。并且,图9(a)仅描绘出开口部OP的面积SOP小于天线方向图31的内形面积SINNER的情况(S2/S1<1),图9(b)仅描绘出开口部OP的面积SOP大于天线方向图31的外形面积SOUTER的情况(S2/S1>1)。
考察图9(a),方向图1、2中,当S2/S1大致小于0.2时,都可以理解为耦合效率为难以进行通信的值(大约-20dB以下)。因此,可以说开口部OP的面积SOP(S2)优选大于等于天线方向图31的内形面积SINNER(S1)的20%。
另一方面,考察图9(b),至少在方向图2中,当S2/S1大致小于等于4时,可认为S2/S1越小则越能获得良好的耦合效率。而当S2/S1大致大于等于4时,也能认为不管S2/S1的值如何都能获得稳定的耦合效率。方向图1中无法获取S2/S1=4附近的数据,而根据图9(b)描绘出的2个数据的倾向加以推测,可以认为表现出与方向图2相同的倾向。因而,为了实现S2/S1越小则越能获得良好的耦合效率,开口部OP的面积SOP(S2)优选小于等于天线方向图31的外形面积SOUTER(S1)的400%, 而为了获得不依赖于S2/S1的值的耦合效率,可以说开口部OP的面积SOP(S2)优选大于等于天线方向图31的外形面积SOUTER(S1)的400%。
接着,图10是表示第3模拟的结果的图。另外,表3表示第3模拟中LSL以及其他参数的具体值。在第3模拟中,使用缝SL的长度LSL作为变化参数,确认了耦合效率相对于长度LSL的变化显现出的变化倾向。在该模拟中,还要确认导电板14a的尺寸对耦合效率施加的影响,因而准备了尺寸不同的2种导电板14a(方向图1、方向图2),分别进行了模拟。
【表3】
图10中,将参数S2/S1作为横轴,将耦合效率(dB)作为纵轴。作为变化参数的缝SL的长度LSL为参数S2。参数S1是导电板14a在缝SL的延伸方向上的长度LCP。
考察图10,方向图1、2中,当S2/S1大致大于等于0.3且小于等于0.7时,可知耦合效率稳定于较大的值(约-13dB~约-15dB)。而且,基于维持导电板14a的强度的观点而言,优选S2/S1大致小于等于0.2,根据图10可知,即使S2/S1小于等于0.2,耦合效率也不会变得太小(不会小于等于-20dB)。因此,为了使耦合效率稳定于较大的值,缝SL的长度LSL优选大于等于导电板14a的缝方向长度LCP的30%且小于等于70%,而基于维持导电板14a的强度的观点而言,优选S2/S1小于等于0.2。
接着,图11(a)是用于说明第4模拟中使用的角度θ1的说明图。该图所示的移动电话10的剖面图是将图3(b)所示的剖面图倾斜得到的。在实际使用场景中,如图11(a)所示,移动电话10与读写器20的接近型天线21不一定平行,将会存在角度θ1(≠0°)的倾斜进行配置。在第4模拟中,将该角度θ1用作变化参数,确认了耦合效率相对于角度θ1的变化显现的变化倾向。
第4模拟的目的在于,表现将开口部OP与缝SL避开导电板14a的中央点P(参见图3(a))来配置的效果。于是对于将开口部OP与中央点P重合的情况以及不重合的情况分别进行了模拟。另外,为了进行比较,对于不存在导电板14a的情况(包含相当于导电板14a的部分在内的移动电话10的壳体14由非导电性材料构成的情况)也一并进行了模拟。
表4表示第4模拟中角度θ1以及其他参数的具体值。如该表所示,通过LSL的值对开口部OP不与中央点P重合的情况以及重合的情况加以区分。在该模拟中,天线部13相对于导电板14a的配置是以平面观察时开口部OP的中央点与天线方向图31的内周中央点一致的方式确定的。在不存在导电板14a的情况下,将天线部13配置于在开口部OP不与中央点P重合的情况相同的位置处。另外,移动电话10相对于接近型天线21的配置是以平面观察时接近型天线21的中央点与天线方向图31的内周中央点一致、且它们的最小距离D1(参见图11(a))为固定值的方式确定的。
【表4】
图11(b)是表示第4模拟的结果的图。图11(b)中,以角度θ1(°)作为横轴,以耦合效率(dB)作为纵轴。考察图11(b),可知不管是否存在导电板14a,角度θ1越大则耦合效率越小。这表示耦合特性具有指向性,角度θ1越大则通信越难。
然而,根据图11(b),在缝SL的长度LSL为10mm的情况下,与其他情况相比,相对于角度θ1的增大,耦合效率的降低程度小。这表示通过将开口部OP和缝SL避开导电板14a的中央点P来配置,使得耦合特性的指向性变宽。因此,如图3(a)所示,可以说优选将开口部OP和缝SL避开导电板14a的中央点P,配置于导电板14a的端部。
接着,图12是表示第5模拟的结果的图。另外,表5表示第5模拟中WSL以及其他参数的具体值。在第5模拟中,使用缝SL的宽度WSL作为变化参数,确认了耦合效率相对于宽度WSL的变化显现的变化倾向。在该模拟中,还确认了开口部OP的尺寸给耦合效率带来的影响,因而准备了尺寸不同的2种开口部OP(方向图1、方向图2)分别进行了模拟。其中,在每个方向图中开口部OP的形状都为正方形。
【表5】
图12中,将作为变化参数的缝SL的宽度WSL(mm)作为横轴,将耦合效率(dB)作为纵轴。考察图12,可知方向图1、2中,耦合效率都不太受缝SL的宽度WSL的影响。其中,虽然在此次模拟中没有示出,但可知若宽度WSL过小则缝SL两侧的导电板14a会导通,将失去设置缝SL的意义。另外,认为并不优选通过缝SL两侧的导电板14a形成电容器。因此如上所述,可以说只要在两侧的导电板14a不导通或不会通过两侧的导电板14a形成电容器的范围内将缝SL的宽度WSL设定得尽可能小即可。
接着,图13是表示第6模拟的结果的图。另外,表6表示在第6模拟中模拟的导电板14a的材料、其导电率C14a以及其他参数的具体值。在第6模拟中,使用由各种材料构成的导电板14a,确认了耦合效率相对于各材料的导电率的不同而显现出的变化倾向。
【表6】
图13中,将作为变化参数的导电板14a的导电率C14a(107S/m)作为横轴,将耦合效率(dB)作为纵轴。考察图13,可知除去材料为Fe这一点(导电率C14a=1.030×107S/m)之外,导电率C14a越高则耦合效率越大,当导电率大于等于1×107S/m时耦合效率处于稳定。另一方面,可知材料为Fe时的耦合效率与使用大致相同的导电率的其他材料时相比大幅降低。这被认为是由于Fe属于强磁性体(其他材料为顺磁性体或反磁性体)。因此,可以说导电板14a优选使用具有顺磁性或反磁性、且导电率C14a大于等于1×107S/m的材料。
如上所述,作为非接触式IC卡的移动电话10与读写器20之间的耦合特性会受到天线方向图31、导电板14a、开口部OP、缝SL的尺寸以及导电板14a的材料的影响。只要如上所述选择它们的具体值就能获得最佳的耦合特性。
图14(a)是本实用新型第2实施方式的近距离通信系统中使用的移动电话10的立体图。另外,图14(b)是图14(a)的E-E’线剖面图。本实施方式的近距离通信系统除了移动电话10不同之外,其他都与第1实施方式相同。本实施方式的移动电话10具有导电板14b以取代导电板14a,这点与第1实施方式的移动电话10不同。以下以与第1实施方式的不同之处为中心详细说明本实施方式的移动电话10的构成等。并且,在以下的说明和附图中,对与第1实施方式相同的构成赋予同一符号。
如图14(a)、(b)所示,导电板14b不仅在背面延伸,还从背面向壳体14的各侧面延伸宽度WB的量。换言之,导电板14b的端边朝离开读写器20(图1)的方向弯曲了弯曲幅度WB的量。缝SL也在侧面延伸设置到导电板14b的端部,因此朝离开读写器20的方向弯曲。
通过如上使用弯曲了端边的导电板14b,能够使耦合特性的指向性变宽。下面参照模拟结果详细说明。
图15(a)是用于说明第7模拟中使用的角度θ2的说明图。该图所示的移动电话10的剖面图是将图14(b)所示的剖面图倾斜得到的。将图15(a)与图11(a)对比可知,第7模拟除了使用图14(a)、(b)所示的移动电话10这点外,其他与上述第4模拟相同。在第7模拟中,将角度θ2用作变化参数,确认了耦合效率相对于角度θ2的变化显现的变化倾向。
第7模拟的目的在于,表现使用弯曲了端边的导电板14b的效果。于是,对于弯曲幅度WB=0mm、3mm的情况分别进行了模拟。WB=0mm的导电板14b就是第1实施方式示出的导电板14a。而且为了进行比较,还对不存在导电板14b的情况(包含相当于导电板14b的部分在内的移动电话10的壳体14由非导电性材料构成的情况)也一并进行了模拟。
表7表示第7模拟中各参数的具体值。该模拟中,天线部13相对于导电板14b的配置是按照平面观察时开口部OP的中央点与天线方向图31的内周中央点一致的方式确定的。而在不存在导电板14b的情况下也在相同位置配置天线部13。另外,移动电话10相对于接近型天线21的配置是按照平面观察时接近型天线21的中央点与天线方向图31的内周中央点一致、且它们的最小距离D2(参见图15(a))为固定值的方式确定的。
【表7】
图15(b)是表示第7模拟的结果的图。在图15(b)中,将角度θ2(°)作为横轴,将耦合效率(dB)作为纵轴。考察图15(b),当弯曲幅度WB为3mm、尤其是角度θ2为60°以上的情况下,相比其他情况,相对于角度θ2的增大,耦合效率的降低程度变小。这表示通过使用弯曲了端边的导电板14b,耦合特性的指向性变宽。
如上所述,根据本实施方式的近距离通信系统,由于使用具备弯曲了端边的导电板14b的移动电话10,因而能够使耦合特性的指向性变宽。
图16(a)是示意性表示本实用新型第3实施方式的近距离通信系统的系统构成的图。本实施方式的近距离通信系统与第1实施方式的近距离通信系统1的不同之处在于使用磁性片40,其他部分都与第1实施方式相同。以下以与第1实施方式的不同之处为中心详细进行说明。并且在以下的说明和附图中对与第1实施方式相同的构成赋予同一符号。
如图16(a)所示,在本实施方式中,隔着天线方向图31在导电板14a的相反侧配置有磁性片40。磁性片40是将氧化铁、氧化铬、钴、铁酸盐等磁性体形成为片状构成的磁性部件,经由绝缘性的糊(未图示)贴附于天线方向图31的表面。磁性片40与天线方向图31大致同等大小或稍大,小于导电板14a。
根据图16(a)所示的构成,由导电体14a生成的磁场中的产生于天线方向图31方向上的磁场在通过了天线方向图31之后,通过磁性片40被封闭于天线方向图31的方向上。由此使得耦合效率得以改善。
表8示出在用于表示磁性片40的效果的模拟中所用的近距离通信系统1的各参数。磁性片40为与天线部13的基板30相同大小的7mm×7mm的大小。表9表示针对使用磁性片40的情况与不使用磁性片40的情况,使除了磁性片40之外的构成全都相同,对耦合效率(dB)进行模拟的结果的一个例子。根据表9可知,使用磁性片40能改善耦合效率(dB)。
【表8】
LCO | LCP | SOP | WSL | LSL | LOX | LOY | LIX | LIY |
mm | mm | mm2 | mm | mm | mm | mm | mm | mm |
40 | 55 | 4x4 | 0.2 | 10 | 6 | 6 | 2.6 | 2.6 |
【表9】
耦合效率 | |
使用磁性片40的情况 | -15.00dB |
不使用磁性片40的情况 | -16.11dB |
并且,根据第1实施方式所述,天线方向图31也可以配置于移动电话10的壳体14的外部、即导电板14a的读写器20侧。图16(b)表示此时磁性片40的配置例。如该图所示,此时的磁性片40隔着导电板14a配置于天线方向图31的相反侧。这种情况下,磁性片40经由绝缘性的糊(未图示)贴附于导电板14a的表面。
根据图16(b)所示的构成,由导电体14a产生的磁场中的产生于天线方向图31的反方向上的磁场被磁性片40封入天线方向图31的方向。由此使得耦合效率得以改善。
表10表示在图16(b)的例子中,针对使用磁性片40的情况与不使用磁性片40的情况,使除了磁性片40之外的构成全都相同,对耦合效率(dB)进行模拟的结果的一个例子。在该模拟中所使用的各参数与表8所示相同。根据表10可知,在图16(b)的例子中,使用磁性片40能改善耦合效率(dB)。
【表10】
耦合效率 | |
使用磁性片40的情况 | -15.12dB |
不使用磁性片40的情况 | -16.00dB |
如上所述,根据本实施方式的近距离通信系统,由于使用磁性片40,因而与不使用磁性片40的情况相比,能改善耦合效率(dB)。
并且,在上述实施方式中,将磁性片40配置于距离读写器20最远的位置处,也可以将磁性片40配置于距离读写器20最近的位置处。图17(a)、(b)表示这种配置的具体例。图17(a)是将天线方向图31配置于导电板14a的读写器20侧时的例子,由此与图16(a)的构成同样地,由导电体14a产生的磁场中的产生于天线方向图31方向上的磁场在通过了天线方向图31之后,被磁性片40封闭于天线方向图 31的方向。因此使得耦合效率得以改善。另外,图17(b)是将导电板14a配置于天线方向图31的读写器20侧时的例子,由此与图16(b)的构成同样地,由导电体14a产生的磁场中的产生于天线方向图31的反方向上的磁场被磁性片40封闭于天线方向图31的方向。因此使得耦合效率得以改善。
以上说明了本实用新型优选的第1和第2实施方式,然而本实用新型不限于这些实施方式,本实用新型可以在不脱离其主旨的范围内通过各种方式加以实施,这是毋庸置疑的。
例如,上述各实施方式中说明的是开口部OP为矩形,然而开口部OP的形状不限于矩形,例如也可使用圆形或椭圆形的开口部OP。
图18是表示针对开口部OP为正方形的情况与为圆形的情况,确认耦合效率相对于开口部面积SOP的变化而显现的变化倾向的模拟结果的图。根据该图可知,耦合效率的值与开口部OP的形状无关而显现出同一倾向,可以说开口部OP的形状对耦合效率的值的影响小。
另外,图19(a)是表示本实用新型第1实施方式所示的移动电话10的变形例的立体图。图19(b)是图19(a)的F-F’线剖面图。在该变形例中,壳体14是塑料等绝缘体,导电板14a由嵌入到壳体14背面的金属板构成。也能如上构成导电板14a。
图20(a)是本实用新型第3实施方式的近距离通信系统中使用的移动电话10的立体图。另外,图20(b)是图20(a)的A-A’线剖面图。另外,图21是在后述的缝SL和开口部OP附近将图20(a)放大的放大图。并且,虽然图20(a)并非剖面图,然而为了便于理解,对导电板14a实施了与图20(b)的剖面图相同的阴影。关于这点在后面各图中也同样进行处理。
本实施方式的近距离通信系统除了移动电话10不同之外,其他都与第1实施方式相同。如图20(a)、(b)所示,本实施方式的移动电话10的壳体14为大致长方体,在其6个表面中的一个表面上设置有LCD50和键盘51。移动电话10的内部除了设有天线部13和IC芯片12(图20中没有示出)之外,还设有多层基板52、电池53、相机54。多层基板52构成移动电话10的主板,其表面和内部形成有包含通信用电路和接地层的各种电子电路。相机54的镜头在壳体14的背面露出。除了天线部13和IC芯片12之外的各部分相当于图1所示的主体部15。
壳体14通过导电性的金属构成,导电板14a是使用壳体14的背面(6个表面 中设有LCD50和键盘51的表面的相反面)形成的。导电板14a具有开口部OP、从该开口部OP到达导电板14a的端部的缝SL。
在以下内容中,分别用LSL、WSL表示缝SL的长度和宽度,用SOP表示开口部OP的面积。另外,用LCP表示导电板14a在缝SL的延伸方向上的长度,用LCO表示导电板14a在与缝SL的延伸方向垂直的方向上的长度。并且,如图20(a)所示,缝SL的长度LSL被定义为从开口部OP的中央点到达导电板14a的端部为止的长度。
如图20所示,开口部OP内配置有相机54的镜头。因此,开口部OP的形状和面积SOP被设定为能够在开口部OP内配置相机54的镜头。另一方面,考虑到与天线方向图31的尺寸的关系而将缝SL的宽度WSL设定为最佳。该内容将在后面详细说明。
并且,缝SL的内部既可以是如图20(a)、(b)所示没有任何东西的空间,也可以通过绝缘树脂等非导电性物质进行填充。如果用非导电性物质进行填充,则能相应确保壳体14的强度。另外,图20中描绘的是相机54的镜头与开口部OP正好为相同大小,而当镜头与导电板14a之间存在间隙的情况下,也可以用绝缘树脂等非导电性物质填充该间隙。
图20(a)、(b)和图21还示出天线部13的设置位置。尤其如图21所示,天线部13配置于平面观察时天线方向图31与缝SL的至少一部分重合的位置。
通过如上构成,即使存在作为导电体的导电板14a,作为非接触式IC卡的移动电话10与读写器20之间的耦合特性也不会降低,反而与不存在导电板14a的情况相比耦合特性得以改善。下面具体说明。
图22(a)是表示构成接近型天线21的螺旋线圈和导电板14a的图。该图所示的带箭头的线表示流过导电板14a的涡电流。如该线所示,当靠近接近型天线21时,会在导电板14a流过涡电流V1、V2。涡电流V1是沿着导电板14a的缘部流过的电流,涡电流V2是从缝SL的两边流向开口部OP周围的电流。并且,V1、V2并非电流值,而是用于识别电流的识别符号。
其中,作为比较例,图22(b)表示使用不具备开口部OP和缝SL的导电板14a时的例子。通过对该比较例与图22(a)进行比较可知,涡电流V2是由于存在开口部OP和缝SL才流过导电板14a的电流。即,由于具备缝SL,因而涡电流V1无法环绕导电板14a的缘部一周,而在缝SL中迂回。由此会产生与涡电流V1反向环绕 的涡电流V2。
流过导电板14a的涡电流是通过接近型天线21产生的磁场而生成的,因而涡电流V1向产生减弱该磁场的磁场的方向流动。对此,涡电流V2向涡电流V1的反方向流动,因而成为产生增强通过接近型天线21产生的磁场的方向的磁场的电流。因此,通过涡电流V2流过反而使得磁场被强化,不仅与不在导电板14a上设置开口部OP和缝SL的情况相比耦合特性得以改善,而且与不存在导电板14a的情况相比,耦合特性也得以改善。
图23(a)、(b)是表示对接近型天线21和导电板14a附近的磁场的模拟结果的图。图23(a)表示图22(a)的B-B’线剖面的磁场,图23(b)表示图22(b)的C-C’剖面的磁场。
在图23(a)、(b)中,颜色越淡的部分表示磁场越强。通过两个图可知,在缝SL的周围产生了在不设置开口部OP时不存在的强磁场。这是通过上述涡电流V2而产生的,而当使用设置了开口部OP与缝SL的导电板14a时会改善耦合特性的原因就在于产生了该磁场。
接下来示出在作为非接触式IC卡的移动电话10与读写器20之间产生的耦合效率的模拟结果。表11对在该模拟中使用的3个方向图(a)~(c)的导电板14a示出各参数的具体值。在该表中,在各参数之下所示的记号(mm等)表示各参数的单位。这点在后述各表中都相同。3个方向图中的方向图(a)主要是不使用导电板14a时的例子。而方向图(b)是从导电板14a中去除了开口部OP和缝SL后的例子。
【表11】
并且,在该模拟以及后述的各模拟中,只要没有特别说明,接近型天线21的尺寸为110mm角,接近型天线21与天线部13之间的距离为30mm,导电板14a的厚度为35μm。另外,导电板14a的配置是以接近型天线21的中央点与天线方向图31的内周的中央点在平面观察时一致的方式确定的。
表12按照表11所示的每个方向图表示出模拟的结果。根据该结果可知,在具有缝SL的方向图(c)中,与其他方向图相比耦合效率大幅改善。因此可认为在作为非接触式IC卡的移动电话10与读写器20之间的耦合特性改善。
【表12】
耦合效率 | |
(a) | -28.86dB |
(b) | -48.80dB |
(c) | -16.93dB |
如上所述,通过在导电板14a上设置开口部OP和缝SL,从而使得在作为非接触式IC卡的移动电话10与读写器20之间的耦合特性改善,而其改善程度受到缝SL的宽度WSL和导电板14a的材料等的影响。于是以下参照模拟结果说明它们的最佳值。
图24(a)~(h)是示出在用于表示缝SL的宽度WSL的最佳值的模拟中使用的导电板14a和天线方向图31的图。其中,关于导电板14a仅示出缝SL和开口部Op附近,关于天线方向图31仅示意性示出外周和内周。另外,设开口部OP为正方形。如该图所示,在该模拟中使用缝SL的宽度WSL作为变化参数,确认了耦合效率相对于宽度WSL的变化显现出的变化倾向。
表13表示WSL及其他参数的具体值。表中的(a)~(h)与图24(a)~(h)对应。
【表13】
图25是表示模拟结果的图。图25中,以参数S1/S2作为横轴,以耦合效率(dB)作为纵轴。参数S1是缝SL中在平面观察时与天线方向图31重合的部分的面积(=WSL×LOY。图21的阴影部分的面积),参数S2是天线方向图31的外形面积SOUTER(=LOX×LOY)。
如图25所示,耦合效率的最大值约为-22dB。耦合效率的值优选大于等于比该最大值小2dB的-24dB,更为优选的是大于等于比最大值小1dB的-23dB。基于该观点,考察图25可知,耦合效率的值在S1/S2大致大于等于0.35且小于等于11时超过-24dB,当S1/S2大致大于等于0.45且小于等于0.9时超过-23dB。因此,缝SL中在平面观察时与天线方向图31重合的部分的面积WSL×LOY优选大于等于天线方向图31的外形面积SOUTER的35%且小于等于110%,尤其优选大于等于45%且小于等于90%。另外,如果考虑到SOUTER=LOX×LOY,则缝SL的宽度WSL优选大于等于天线方向图31的外周横向长度LOX的35%且小于等于110%,更优选大于等于天线方向图31的外周横向长度LOX的45%且小于等于90%.
基于其他观点而言,缝SL的宽度WSL还优选大于等于天线方向图31内周的横向长度LIX且小于等于外周的缝宽度方向的长度LOX。图24中,(e)~(g)相当于这种情况。由此,由涡电流V2产生的磁场高效地被取入到天线方向图31,可认为耦合效率变大。
接着,表14示出在用于表示导电板14a的优选材料的模拟中进行了模拟的导电板14a的材料、其导电率C14a以及其他参数的具体值。在该模拟中,使用通过各种材料构成的导电板14a,确认了耦合效率相对于各材料的导电率的不同而显现的变化倾向。
【表14】
根据模拟的结果(未图示)可知,除去材料为Fe这一点(导电率C14a=1.030×107S/m)之外,导电率C14a越高则耦合效率越大,当导电率大于等于1×107S/m时耦合效率处于稳定。另一方面,可知材料为Fe时的耦合效率与使用大致相同的导电率的其他材料时相比大幅降低。这被认为是由于Fe属于强磁性体(其他材料为顺磁性体或反磁性体)。因此,导电板14a优选使用具有顺磁性或反磁性、且导电率C14a大于等于1×107S/m的材料。
如上所述,作为非接触式IC卡的移动电话10与读写器20之间的耦合特性受到缝SL的宽度WSL与天线方向图31的尺寸的关系以及导电板14a的材料的影响。按如上所述选择它们的具体值则能获得最佳的耦合特性。
图26(a)是在本实用新型第4实施方式的近距离通信系统所使用的移动电话10的立体图。另外,图26(b)是图26(a)的D-D’线剖面图。本实施方式的近距离通信系统除了移动电话10不同之外,其他都与第1实施方式相同。本实施方式的移动电话10具有导电板14b以取代导电板14a,这点与第3实施方式的移动电话10不同。以下以与第3实施方式的不同之处为中心详细说明本实施方式的移动电话10的构成等。并且,在以下的说明和附图中,对与第3实施方式相同的构成赋予同一符号。
如图26(a)、(b)所示,导电板14b不仅在背面延伸,还从背面向壳体14的各侧面延伸了宽度WB的量。换言之,导电板14b的端边朝离开读写器20(图1)的方向弯曲了相当于弯曲幅度WB的量。缝SL也在侧面延伸设置到导电板14b的端部,因此朝离开读写器20的方向弯曲。
通过如上使用弯曲了端边的导电板14b,能够使耦合特性的指向性变宽。下面参照模拟结果详细说明。
图27是用于说明在模拟中使用的角度θ的说明图。该图所示的移动电话10的剖面图是将图26(b)所示的剖面图倾斜得到的。在实际使用中,如图27所示,移动电话10与读写器20的接近型天线21不一定平行,存在角度θ(≠0°)的倾斜度进行配置。在该模拟中,将该角度θ用作变化参数,确认了耦合效率相对于角度θ的变化显现的变化倾向。
本模拟的目的在于,表示使用弯曲了端边的导电板14b的效果。于是,对于弯曲幅度WB=0mm、3mm的情况分别进行了模拟。WB=0mm的导电板14b就是第3实施方式示出的导电板14a。而且为了进行比较,还对不存在导电板14b的情况(包含相当于导电板14b的部分在内的移动电话10的壳体14通过非导电性材料构成的情况)也一并进行了模拟。
表15表示本模拟中各参数的具体值。该模拟中,不存在导电板14b时天线部13在移动电话10内的配置与存在导电板14b时为相同位置。另外,移动电话10相对于接近型天线21的配置是按照在平面观察时接近型天线21的中央点与天线方向图31的内周中央点一致、且它们的最小距离D1(参见图27)为固定值的方式确定的。
【表15】
根据该模拟的结果(未图示),当弯曲幅度WB为3mm、尤其是角度θ为60°以上的情况下,相比其他情况,相对于角度θ的增大,耦合效率的降低程度变小。这 表示通过使用弯曲了端边的导电板14b,耦合特性的指向性变宽。
如上所述,根据本实施方式的近距离通信系统,由于使用具备弯曲了端边的导电板14b的移动电话10,因而能够使耦合特性的指向性变宽。
图28(a)是示意性表示本实用新型第5实施方式的近距离通信系统的系统构成的图。本实施方式的近距离通信系统与第3实施方式的近距离通信系统1的不同之处在于使用磁性片40,其他部分都与第3实施方式相同。以下以与第3实施方式的不同之处为中心详细进行说明。并且在以下的说明和附图中对与第3实施方式相同的构成赋予同一符号。
如图28(a)所示,在本实施方式中,隔着天线方向图31在导电板14a的相反侧配置有磁性片40。磁性片40是将氧化铁、氧化铬、钴、铁酸盐等磁性体形成为片状构成的磁性部件,经由绝缘性的糊(未图示)贴附于天线方向图31的表面。磁性片40与天线方向图31大致同等大小或稍大,小于导电板14a。
根据图28(a)所示的构成,由导电体14a生成的磁场中的产生于天线方向图31方向的磁场在通过了天线方向图31之后,通过磁性片40被封闭于天线方向图31的方向。由此使得耦合效率得以改善。
表16示出在用于表示磁性片40的效果的模拟中所用的近距离通信系统1的各参数。磁性片40为与天线部13的基板30相同大小的7mm×7mm的大小。表17表示针对使用磁性片40的情况与不使用磁性片40的情况,使除了磁性片40之外的构成全都相同,对耦合效率(dB)进行模拟的结果的一个例子。根据表17可知,使用磁性片40能改善耦合效率(dB)。
【表16】
LCP | LCO | LSL | WSL | SOP | LOX | LOY | LIX | LIY |
mm | mm | mm | mm | mm2 | mm | mm | mm | mm |
55 | 40 | 10 | 4 | 10x10 | 6 | 6 | 2.6 | 2.6 |
【表17】
耦合效率 | |
使用磁性片40的情况 | -22.13dB |
不使用磁性片40的情况 | -22.16dB |
并且,根据第1实施方式所述,天线方向图31也可以配置于移动电话10的壳 体14的外部、即导电板14a的读写器20侧。图28(b)表示此时磁性片40的配置例。如该图所示,此时的磁性片40隔着导电板14a配置于天线方向图31的相反侧。这种情况下,磁性片40经由绝缘性的糊(未图示)贴附于导电板14a的表面。
根据图28(b)所示的构成,由导电体14a产生的磁场中的产生于天线方向图31反方向的磁场被磁性片40封闭于天线方向图31的方向。由此使得耦合效率得以改善。
表18表示在图28(b)的例子中,针对使用磁性片40的情况与不使用磁性片40的情况,使除了磁性片40之外的构成全都相同,对耦合效率(dB)进行模拟的结果的一个例子。在该模拟中所使用的各参数与表16所示相同。根据表18可知,在图28(b)的例子中,使用磁性片40能改善耦合效率(dB)。
【表18】
耦合效率 | |
使用磁性片40的情况 | -21.85dB |
不使用磁性片40的情况 | -22.09dB |
如上所述,根据本实施方式的近距离通信系统,由于使用磁性片40,因而与不使用磁性片40的情况相比,能改善耦合效率(dB)。
并且,在上述实施方式中,将磁性片40配置于距离读写器20最远的位置处,也可以将磁性片40配置于距离读写器20最近的位置处。图29(a)、(b)表示这种配置的具体例。图29(a)是将天线方向图31配置于导电板14a的读写器20侧时的例子,由此与图28(a)的构成同样地,由导电体14a产生的磁场中的产生于天线方向图31方向的磁场在通过了天线方向图31之后,被磁性片40封闭于天线方向图31的方向。因此使得耦合效率得以改善。另外,图29(b)是将导电板14a配置于天线方向图31的读写器20侧时的例子,由此与图28(b)的构成同样地,由导电体14a产生的磁场中的产生于天线方向图31反方向的磁场被磁性片40封闭于天线方向图31的方向。因此使得耦合效率得以改善。
以上说明了本实用新型的优选第3至第5实施方式,然而本实用新型不限于这些实施方式,本实用新型可以在不脱离其主旨的范围内通过各种方式加以实施,这是毋庸置疑的。
例如,图30(a)是表示本实用新型第3实施方式所示的移动电话10的第1变 形例的立体图。图30(b)是图30(a)的E-E’线剖面图。在该变形例中,移动电话10不具有相机。导电板14a也随之不具有开口部OP,仅具有缝SL。这种情况下,由于存在缝SL,会流过上述涡电流V2,因此能够抑制导电板14a的耦合特性的降低。
另外,图31(a)是表示本实用新型第3实施方式所示的移动电话10的第2变形例的立体图。图31(b)是图31(a)的F-F’线剖面图。在该变形例中,壳体14是塑料等绝缘体,导电板14a通过嵌入到壳体14的背面的金属板构成。也能如上地构成导电板14a。
图32(a)是本实用新型第6实施方式的近距离通信系统中使用的移动电话10的立体图。另外,图32(b)是图32(a)的A-A’线剖面图。另外,图33是在后述的第2缝SL2附近将图32(a)放大的放大图。并且,虽然图32(a)并非剖面图,然而为了便于理解,对导电板14a实施了与图32(b)的剖面图相同的阴影。关于这点在后面各图中也同样进行处理。
本实施方式的近距离通信系统除了移动电话10不同之外,其他也都与第1实施方式相同。如图32(a)、(b)所示,本实施方式的移动电话10的壳体14为大致长方体,在其6个表面中的一个表面设置有LCD50和键盘51。移动电话10的内部除了设有天线部13和IC芯片12(图32中没有示出)之外,还设有多层基板52、电池53、相机54。多层基板52构成移动电话10的主板,在其表面和内部形成有包含通信用电路和接地层的各种电子电路。相机54的镜头在壳体14的背面露出。除了天线部13和IC芯片12之外的各部分相当于图1所示的主体部15。
壳体14通过导电性的金属构成,导电板14a是使用壳体14的背面(6个表面中设有LCD50和键盘51的表面的相反面)形成的。导电板14a具有设置于端部的第1缝SL1、设置于第1缝SL1的底边(最内侧边)的第2缝SL2。
在以下内容中,分别用LSL1、WSL1表示第1缝SL1的长度和宽度(图32(a)),用LSL2、WSL2表示第2缝SL2的长度和宽度(图33)。另外,用LOL表示第2缝SL2中在平面观察时与天线方向图31重合的部分的长度(图33)。另外,用LCP表示导电板14a在第1缝SL1的延伸方向上的长度,用LCO表示导电板14a在与第1缝SL1的延伸方向垂直的方向上的长度(图32(a))。
如图32所示,在第1缝SL1内配置有相机54的镜头。因此,第1缝SL1的宽度WSL1被设定为大于相机镜头的宽度(直径)。另一方面,考虑到与天线方向图31 的尺寸的关系将第2缝SL2的宽度WSL2设定为最佳。该内容将在后面详细说明。
并且,第1和第2缝SL1、SL2的内部(除去相机镜头部分之外)既可以是如图32(a)、(b)所示没有任何东西的空间,也可以通过绝缘树脂等非导电性物质进行填充。如果用非导电性物质进行填充,则能相应确保壳体14的强度。
图32(a)、(b)和图33还示出天线部13的设置位置。尤其如图33所示,天线部13配置成在平面观察时天线方向图31跨越第2缝SL2。
通过如上构成,虽然第1缝SL1的宽度大于天线方向图31的宽度,然而尽管如此,也能够将通过在第1缝SL1(和第2缝SL2)中迂回的电流而产生的磁场高效地取入到天线方向图31。其结果,即使存在作为导电体的导电板14a,在作为非接触式IC卡的移动电话10与读写器20之间的耦合特性也不会降低,耦合特性反而比不存在导电板14a时改善。下面具体说明。
图34(a)是表示构成接近型天线21的螺旋线圈和导电板14a的图。该图所示的带箭头的线表示流过导电板14a的涡电流。如该线所示,当靠近接近型天线21时,会在导电板14a中流过涡电流V1。涡电流V1是沿着导电板14a的缘部流过的电流,并且在具有第1和第2缝SL1、SL2的部分成为在它们之中迂回流动的迂回电流V2。并且,V1、V2并非电流值,而是用于识别电流的识别符号。
作为比较例,图34(b)表示使用不具备第1和第2缝SL1、SL2的导电板14a时的例子。在该比较例中,涡电流V1当然不会在具有第1和第2缝SL1、SL2的部分迂回流动,不会流过迂回电流V2。
涡电流V1是通过由接近型天线21产生的磁场而生成的,因而原则上会流向产生减弱该磁场的磁场的方向。在图34(b)所示的比较例中,在导电板14a上的所有位置处,涡电流V1流向的方向都是该方向。对此,在图34(a)所示的实施例中,迂回电流V2流动的方向是与之相反的方向、即产生对由接近型天线21产生的磁场进行增强的方向的磁场的方向。因此,当以跨越第2缝SL2的方式配置天线方向图31时,通过在第2缝SL2周围流动的迂回电流V2而取入到天线方向图31的磁场反而会增加,不但与在导电板14a上不设置缝的情况相比耦合特性得以改善,即便与不存在导电板14a的情况相比耦合特性也得以改善。
图35(a)、(b)是表示对接近型天线21和导电板14a附近的磁场进行模拟的结果的图。图35(a)表示图34(a)的B-B’线剖面的磁场,图35(a)表示图34(b) 的C-C’线剖面的磁场。
在图35(a)、(b)中,颜色越淡的部分表示磁场越强。通过两个图可知,在第2缝SL2周围产生了在没有设置第1和第2缝SL1、SL2时不存在的强磁场。这是由上述迂回电流V2生成的,因此通过以跨越第2缝SL2的方式配置天线方向图31使得耦合特性得以改善的原因就在于产生了该磁场。
接下来示出在作为非接触式IC卡的移动电话10与读写器20之间产生的耦合效率的模拟结果。表19对在该模拟中使用的3个方向图(a)~(c)的导电板14a表示出各参数的具体值。在该表中,在各参数下方所示的记号(mm等)表示各参数的单位。这点在后述各表中都相同。3个方向图中的方向图(a)主要是不使用导电板14a时的例子。而方向图(b)是从导电板14a去除了第1和第2缝的例子。
【表19】
并且,在该模拟以及后述的各模拟中,只要没有特别说明,接近型天线21的尺寸为110mm角,接近型天线21与天线部13之间的距离为30mm,导电板14a的厚度为35μm。另外,导电板14a的配置是以接近型天线21的中央点与天线方向图31的内周的中央点在平面观察时一致的方式确定的。
表20针对表19所示的每个方向图示出模拟的结果。根据该结果可知,在具有第1和第2缝SL1、SL2的方向图(c)中,耦合效率比其他方向图大幅改善。因此可认为在作为非接触式IC卡的移动电话10与读写器20之间的耦合特性改善。
【表2】
耦合效率 | |
(a) | -28.86dB |
(b) | -48.80dB |
(c) | -17.09dB |
如上所述,通过在导电板14a设置第2缝SL2,以跨越第2缝SL2的方式配置天线方向图31,从而使得在作为非接触式IC卡的移动电话10与读写器20之间的耦 合特性改善,而其改善程度受到第2缝SL2的宽度WSL2和导电板14a的材料等的影响。于是以下参照模拟结果说明它们的最佳值。
图36(a)~(h)是示出在用于表示第2缝SL2的宽度WSL2的最佳值的模拟中所使用的导电板14a和天线方向图31的图。其中,关于导电板14a仅示出第2缝SL2附近,关于天线方向图31仅示意性示出外周和内周。如该图所示,在该模拟中使用第2缝SL2的宽度WSL2作为变化参数,确认了耦合效率相对于宽度WSL2的变化显现出的变化倾向。
表21表示WSL2及其他参数的具体值。表中的(a)~(h)与图36(a)~(h)对应。
【表21】
图37(a)、(b)是表示模拟结果的图。图37(a)、(b)中都以参数S1/S2作为横轴,以耦合效率(dB)作为纵轴。关于参数S1、S2,在图37(a)中,参数S1为第2缝SL2中在平面观察时与天线方向图31重合的部分的面积(=WSL2×LOL。图33的阴影部分的面积),参数S2为天线方向图31的外形面积SOUTER(=LOX×LOY)。另外,在图37(b)中,参数S1为第2缝SL2的宽度WSL2,参数S2为天线方向图31的外周的横向长度LOX。
如图37(a)、(b)所示,耦合效率的最大值约为-17dB。耦合效率的值优选大于等于比该最大值小2dB的-19dB。基于该观点,首先考察图37(a)可知,在S1/S2大致大于等于0.3且小于等于0.7时,耦合效率的值超过-19dB。因此,第2缝SL2中在平面观察时与天线方向图31重合的部分的面积WSL2×LOL优选大于等于天线方向图31的外形面积SOUTER的30%且小于等于70%。
接着,考察图37(b),在S1/S2大致大于等于0.4且小于等于1.0时,耦合效 率的值超过-19dB。因此,第2缝SL2的宽度WSL2优选大于等于天线方向图31的外周的横向长度LOX的40%且小于等于100%。
基于其他观点而言,第2缝SL2以及天线方向图31的尺寸以及它们的配置优选被确定为第2缝SL2的底边和两侧这3条边被天线方向图31覆盖。在图36中,(a)~(g)就相当于这种情况。在图36(h)中,仅第2缝SL2的底边被天线方向图31覆盖住,两侧的2条边没有被覆盖。这样就使得由迂回电流V2产生的磁场高效地被取入到天线方向图31,可知耦合效率变小。
接着,表22示出在用于表示导电板14a的优选材料的模拟中进行了模拟的导电板14a的材料、其导电率C14a以及其他参数的具体值。为了便于制表而在表22中没有表示出来,LOX、LOY、LIX、LIY分别为6mm、6mm、2.6mm、2.6mm。在该模拟中,使用通过各种材料构成的导电板14a,确认了耦合效率相对于各材料的导电率的不同而显现的变化倾向。
【表22】
根据模拟的结果(未图示)可知,除去材料为Fe这一点(导电率C14a=1.030×107S/m)之外,导电率C14a越高则耦合效率越大,当导电率大于等于1×107S/m时耦合效率处于稳定。另一方面,可知材料为Fe时的耦合效率与使用大致相同的导电率的其他材料时相比大幅降低。这被认为是由于Fe属于强磁性体(其他材料为顺磁性体或反磁性体)。因此,导电板14a优选使用具有顺磁性或反磁性、且导电率C14a大于等于1×107S/m的材料。
如上所述,作为非接触式IC卡的移动电话10与读写器20之间的耦合特性受到 第2缝SL2的宽度WSL2与天线方向图31的尺寸的关系以及导电板14a的材料的影响。如果按如上所述选择它们的具体值则获得最佳的耦合特性。
图38(a)是在本实用新型第7实施方式的近距离通信系统中所使用的移动电话10的立体图。另外,图38(b)是图38(a)的D-D’线剖面图。本实施方式的近距离通信系统除了移动电话10不同之外,其他都与第1实施方式相同。本实施方式的移动电话10具有导电板14b以取代导电板14a,这点与第6实施方式的移动电话10不同。以下以与第6实施方式的不同之处为中心详细说明本实施方式的移动电话10的构成等。并且,在以下的说明和附图中,对与第6实施方式相同的构成赋予同一符号。
如图38(a)、(b)所示,导电板14b不仅在背面延伸,还从背面向壳体14的各侧面延伸了宽度WB的量。换言之,导电板14b的端边朝离开读写器20(图1)的方向弯曲了弯曲幅度WB的量。第1缝SL1也在侧面延伸设置到导电板14b的端部,因此朝离开读写器20的方向弯曲。
通过使用如上所述弯曲了端边的导电板14b,能够使耦合特性的指向性变宽。下面参照模拟结果详细说明。
图39(a)是用于说明在模拟中使用的角度θ的说明图。该图所示的移动电话10的剖面图是将图38(b)所示的剖面图倾斜得到的。在实际使用情况中,如图39(a)所示,移动电话10与读写器20的接近型天线21不一定平行,存在角度θ(≠0°)的倾斜度进行配置。在该模拟中,将该角度θ用作变化参数,确认了耦合效率相对于角度θ的变化而显现的变化倾向。
本模拟的目的在于,表示使用弯曲了端边的导电板14b的效果。于是,对于弯曲幅度WB=0mm、3mm的情况分别进行了模拟。WB=0mm的导电板14b就是第6实施方式示出的导电板14a。而且为了进行比较,还对不存在导电板14b的情况(包含相当于导电板14b的部分在内的移动电话10的壳体14通过非导电性材料构成的情况)也一并进行了模拟。
表23表示本模拟中各参数的具体值。为了便于制表而在表23中没有表示出来,LOX、LOY、LIX、LIY分别为6mm、6mm、2.6mm、2.6mm。该模拟中,不存在导电板14b时的天线部13在移动电话10内的配置与存在导电板14b时为相同位置。另外,移动电话10相对于接近型天线21的配置是按照在平面观察时接近型天线21的中央 点与天线方向图31的内周的中央点一致、且它们的最小距离D1(参见图39(a))为固定值的方式确定的。
【表23】
图39(b)是表示本模拟的结果的图。在图39(b)中,以角度θ2为横轴,以耦合效率(dB)为纵轴。观察图39(b),当弯曲幅度WB为3mm时、尤其是角度θ为60°以上的情况下,相比其他情况,相对于角度θ的增大,耦合效率的降低程度变小。这表示出通过使用弯曲了端边的导电板14b,耦合特性的指向性变宽。
如上所述,根据本实施方式的近距离通信系统,由于使用具备弯曲了端边的导电板14b的移动电话10,因而能够使耦合特性的指向性变宽。
图40(a)是示意性表示本实用新型第8实施方式的近距离通信系统的系统构成的图。本实施方式的近距离通信系统与第6实施方式的近距离通信系统1的不同之处在于使用磁性片40,其他内容都与第6实施方式相同。以下以与第6实施方式的不同之处为中心详细进行说明。并且在以下的说明和附图中对与第6实施方式相同的构成赋予同一符号。
如图40(a)所示,在本实施方式中,隔着天线方向图31在导电板14a的相反 侧配置有磁性片40。磁性片40是将氧化铁、氧化铬、钴、铁酸盐等磁性体形成为片状构成的磁性部件,经由绝缘性的糊(未图示)贴附于天线方向图31的表面。磁性片40与天线方向图31大致同等大小或稍大,小于导电板14a。
根据图40(a)所示的构成,由导电体14a生成的磁场中的产生于天线方向图31方向的磁场在通过了天线方向图31之后,通过磁性片40被封闭于天线方向图31的方向。由此使得耦合效率得以改善。
表24示出在用于表示磁性片40的效果的模拟中所用的近距离通信系统1的各参数。磁性片40为与天线部的基板30相同大小的7mm×7mm的大小。表25表示针对使用磁性片40的情况与不使用磁性片40的情况,使除了磁性片40之外的构成全都相同,对耦合效率(dB)进行模拟的结果的一个例子。根据表25可知,使用磁性片40能改善耦合效率(dB)。
【表24】
LCP | LCO | LSL1 | WSL1 | LSL2 | WSL2 | LOL | LOX | LOY | LIX | LIY |
mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm |
55 | 40 | 10 | 10 | 7 | 4 | 5 | 6 | 6 | 2.6 | 2.6 |
【表25】
耦合效率 | |
使用磁性片40的情况 | -16.44dB |
不使用磁性片40的情况 | -17.03dB |
并且,根据第1实施方式所述,天线方向图31也可以配置于移动电话10的壳体14的外部、即导电板14a的读写器20侧。图40(b)表示此时磁性片40的配置例。如该图所示,此时的磁性片40隔着导电板14a配置于天线方向图31的相反侧。这种情况下,磁性片40经由绝缘性的糊(未图示)贴附于导电板14a的表面。
根据图40(b)所示的构成,由导电体14a产生的磁场中的产生于天线方向图31反方向的磁场被磁性片40封闭于天线方向图31的方向。由此使得耦合效率得以改善。
表26表示在图40(b)的例子中,分别针对使用磁性片40的情况与不使用磁性片40,使除了磁性片40之外的构成全都相同,对耦合效率(dB)进行模拟的结果的一个例子。在该模拟中所使用的各参数与表24所示相同。根据表26可知,在图 40(b)的例子中,使用磁性片40能改善耦合效率(dB)。
【表26】
耦合效率 | |
使用磁性片40的情况 | -16.07dB |
不使用磁性片40的情况 | -17.09dB |
如上所述,根据本实施方式的近距离通信系统,由于使用磁性片40,因而与不使用磁性片40的情况相比,能改善耦合效率(dB)。
并且,在上述实施方式中,将磁性片40配置于距离读写器20最远的位置处,也可以将磁性片40配置于距离读写器20最近的位置处。图41(a)、(b)表示这种配置的具体例。图41(a)是将天线方向图31配置于导电板14a的读写器20侧时的例子,因而与图40(a)的构成同样地,由导电体14a产生的磁场中的产生于天线方向图31方向的磁场在通过了天线方向图31之后,被磁性片40封闭于天线方向图31的方向。因此使得耦合效率得以改善。另外,图41(b)是将导电板14a配置于天线方向图31的读写器20侧时的例子,因而与图40(b)的构成同样地,由导电体14a产生的磁场中的产生于天线方向图31反方向的磁场被磁性片40封闭于天线方向图31的方向。因此使得耦合效率得以改善。
以上说明了本实用新型优选的第6至第8实施方式,然而本实用新型不限于这些实施方式,本实用新型可以在不脱离其主旨的范围内通过各种方式加以实施,这是毋庸置疑的。
例如,图42(a)是表示本实用新型第6实施方式所示的移动电话10的变形例的立体图。图42(b)是图42(a)的E-E’线剖面图。在该变形例中,壳体14是塑料等绝缘体,导电板14a通过嵌入到壳体14的背面的金属板构成。也能够这样构成导电板14a。
另外,在上述各实施方式中举出了将第2缝设置于第1缝的底边的例子,然而只要把第2缝设置于第1缝中即可。即,例如可以将第2缝设置于第1缝的横侧的边上。
图43(a)是本实用新型第9实施方式的近距离通信系统所使用的移动电话10的立体图。另外,图43(b)是图43(a)的A-A’线剖面图。并且,虽然图43(a)并非剖面图,然而为了便于理解,对于一部分构成施加了与图43(b)的剖面图相同 的阴影。这点在后面的各图中也同样进行了处理。
本实施方式的近距离通信系统除了移动电话10不同之外,其他都与第1实施方式相同。如图43(a)、(b)所示,本实施方式的移动电话10的壳体14为大致长方体,在其6个表面中的一个上设置有LCD50和键盘51。移动电话10的内部除了设有天线部13和IC芯片12(图43中没有示出)之外,还设有多层基板52、电池53、相机54。多层基板52构成移动电话10的主板,在其表面和内部形成有包含通信用电路和接地层的各种电子电路。在壳体14的背面(6个表面中的设有LCD50和键盘51的表面的相反面)设有电池盖53a,通过设置该电池盖53a而能够卸下电池53。另外,相机54的镜头在壳体14的背面露出。除了天线部13和IC芯片12之外的各部分相当于图1所示的主体部15。
壳体14通过导电性的金属构成,导电板14a是使用壳体14的背面形成的。导电板14a具有第1开口部OP1、从该第1开口部OP1到达导电板14a的端部的缝SL、全周被导电板14a包围的第2开口部OP2。位于壳体14背面的相机54的镜头和电池盖53a设置于第2开口部OP2内。反言之,通过在导电板14a设置第2开口部OP2,从而能够在移动电话10中搭载相机54和电池盖53a等在背面露出的各种部件。即,能实现一种尽量不妨碍在合并搭载对象的移动电话10上搭载固有部件的结构。
在以下内容中,分别使用LSL、WSL表示缝SL的长度、宽度,分别用SOP1、SOP2表示第1和第2开口部OP1、OP2的面积。另外,用LCP表示导电板14a在缝SL的延伸方向上的长度,用LCO表示导电板14a在与缝SL的延伸方向垂直的方向上的长度。如图43(a)所示,缝SL的长度LSL被定义为从第1开口部OP1的中央点到达导电板14a的端部为止的长度。另外,缝SL的宽度WSL在两侧的导电板14a不会导通或两侧的导电板14a不会形成电容器的范围内被设定得尽可能小。
并且,第2开口部OP2内的间隙(导电板14a与相机54的镜头等之间的区域)通过绝缘性部件14b进行填充。图43(a)、(b)示出了对缝SL和第1开口部OP1的内部没有填充任何东西的例子,然而也可以与第2开口部OP2内同样通过绝缘树脂等非导电性物质进行填充。如果用非导电性物质进行填充,则能相应确保壳体14的强度。
图43(a)、(b)还示出天线部13的设置位置。如图所示,天线部13配置于在平面观察时第1开口部OP1的至少一部分与天线方向图31重合的位置。
通过如上构成,即使存在作为导电体的导电板14a,作为非接触式IC卡的移动电话10与读写器20之间的耦合特性也不会降低,反而耦合特性与不存在导电板14a的情况相比得以改善。下面具体说明。
图44(a)是表示构成接近型天线21的螺旋线圈和导电板14a的图。该图所示的带箭头的线表示流过导电板14a的涡电流。如该线所示,当靠近接近型天线21时,在导电板14a流过涡电流V1、V2。涡电流V1是沿着导电板14a的缘部流过的电流(在第2开口部OP2的周围流过的电流),涡电流V2是在第1开口部OP1周围流过的电流。并且,V1、V2并非电流值,而是用于识别电流的识别符号。
其中,作为比较例,图44(b)表示使用不具备第1开口部OP1和缝SL的导电板14a时的例子。通过对该比较例与图44(a)进行比较可知,涡电流V2是由于存在第1开口部OP1和缝SL才在导电板14a中流过的电流。即,由于具备缝SL,因而涡电流V1无法环绕导电板14a的缘部一周,而在缝SL中进行迂回。而且由于在迂回目的地(缝SL的内侧端)设有第1开口部OP1,因此产生与涡电流V1反向环绕的涡电流V2。
在导电板14a中流过的涡电流是通过接近型天线21产生的磁场而生成的,因而涡电流V1向产生减弱该磁场的磁场的方向流过。对此,涡电流V2向涡电流V1的反方向流动,因而成为产生对通过接近型天线21产生的磁场进行增强的方向的磁场的电流。因此,通过流过涡电流V2反而使得磁场被增强,不仅与不在导电板14a设置第1开口部OP1和缝SL的情况相比耦合特性得以改善,而且与不存在导电板14a的情况相比,耦合特性也得以改善。
图45(a)、(b)是表示对接近型天线21和导电板14a附近的磁场的模拟的结果的图。图45(a)表示图44(a)的B-B’线剖面的磁场,图45(b)表示图44(b)的C-C’剖面的磁场。
在图45(a)、(b)中,颜色越淡的部分表示磁场越强。通过两个图可知,在第1开口部OP1的周围产生了在不设置第1开口部OP1时不存在的强磁场。这是通过上述涡电流V2而产生的,而使用设置了第1开口部OP1与缝SL的导电板14a会改善耦合特性的原因就在于产生了该磁场。
如上所述,通过在导电板14a设置第1开口部OP1和缝SL,从而使得作为非接触式IC卡的移动电话10与读写器20之间的耦合效率得以改善。
接着,示出对在作为非接触式IC卡的移动电话10与读写器20之间产生的耦合效率进行模拟的结果来说明第2开口部OP2对耦合特性带来的影响。在该模拟中,使用第2开口部OP2的尺寸作为变化参数,确认了耦合效率相对于第2开口部OP2的尺寸变化显现出的变化倾向。
并且,在该模拟以及后述的各模拟中,只要没有特别说明,接近型天线21的尺寸为110mm角,接近型天线21与天线部13之间的距离为30mm,导电板14a的厚度为35μm。另外,导电板14a和天线方向图31的配置是以接近型天线21、第1开口部OP1和天线方向图31的内周的各中央点在平面观察时一致的方式确定的。
表27对于在模拟中使用的6个方向图的导电板14a示出各参数的具体值。在该表中,在各参数下方所示的记号(mm等)表示各参数的单位。这一点在后述各表中也相同。6个方向图中的方向图(x)主要是不使用导电板14a时的例子。图46(a)~(e)分别示出其他方向图(a)~(e)所涉及的导电板14a的平面图。方向图(a)是从导电板14a去除了开口部和缝的例子。在方向图(b)~(d)中第2开口部OP2的面积SOP2按该顺序变大。方向图(c)、(d)中第2开口部OP2的尺寸是按照在导电板14a的外周与第2开口部OP2的外周之间残留的导电体的宽度为1mm的方式确定的。尤其在方向图(d)中,在除去缝SL部分之后的导电板14a的4条边,使导电体的宽度为1mm。由此能够降低用作导电板14a的导电体的量,还能将第2开口部OP2的面积取得较大,因此能确保移动电话10中用于搭载固有部件的更大区域。另外,如后面参照图52说明的第5实施方式那样,在通过将导电图形嵌入到绝缘性的壳体14中来形成导电板14的情况下,如果按照方向图(d)进行处理,则可以沿着壳体14的背面的缘部设置导电板14a,因此能获得不会有损外观性的优点。方向图(e)是与方向图(d)相比增大了缝SL的宽度WSL,使其与第1开口部OP1的宽度相同的例子。方向图(e)中,与方向图(d)相比在耦合效率方面差一些,然而由于形状简单而易于加工。并且,方向图(a)中LCP为其他方向图的2倍的值,而这仅为便于模拟设置的,不会对结果产生大的影响。
【表27】
表28示出针对表27所示的每种方向图的模拟的结果。根据该结果可知,方向图(b)中耦合特性最佳,方向图(a)中耦合特性最差。该结果表示出在导电板14a中设置第1开口部OP1和缝SL的效果。考察设置了第2开口部OP2的方向图(b)~(d)可知,第2开口部OP2越大则耦合特性越差。另外,在增大了宽度WSL的方向图(e)中,耦合特性比方向图(b)~(d)中任一种情况都差。虽然如此,方向图(e)与不存在导电板14a的方向图(x)相比具有良好的耦合特性。
【表28】
耦合效率 | |
(x) | -28.86dB |
(a) | -48.80dB |
(b) | -16.31dB |
(c) | -16.66dB |
(d) | -16.85dB |
(e) | -17.77dB |
根据以上结果可知,即使设置第2开口部OP2也能充分获得由于设置第1开口部OP1和缝SL而获得的耦合特性的改善效果。其中,第2开口部OP2最好不要很大。其原因在于,如果第2开口部OP2过大,则认为用于使涡电流V1流动的导电体的宽度会变得过窄,会妨碍涡电流V1的流动。换言之,优选形成第2开口部OP2的导电体宽度较粗。
另外,出现方向图(c)比方向图(d)更好的结果的原因被认为是方向图(d)中第1开口部OP1附近的导电体面积过小,妨碍了涡电流V2的流动。因此,为了在第1开口部OP1附近确保某种程度的导电体面积,优选第2开口部OP2与第1开口 部OP1尽可能远离。
接着说明导电板14a的优选材料。
表29示出在用于表示导电板14a的优选材料的模拟中模拟的导电板14a的材料、其导电率C14a以及其他参数的具体值。在该模拟中,使用通过各种材料构成的导电板14a,确认了耦合效率相对于各材料的导电率的不同而显现出的变化倾向。
【表29】
根据模拟结果(未图示)可知,除去材料为Fe这一点(导电率C14a=1.030×107S/m)之外,导电率C14a越高则耦合效率越大,当导电率大于等于1×107S/m时耦合效率处于稳定。另一方面,可知材料为Fe时的耦合效率与使用大致相同的导电率的其他材料时相比大幅降低。这被认为是由于Fe属于强磁性体(其他材料为顺磁性体或反磁性体)。因此,导电板14a优选使用具有顺磁性或反磁性、且导电率C14a大于等于1×107S/m的材料。
以下列举本实施方式的导电板14a的变形例。
图47(a)是具有第1变形例的导电板14a的移动电话10的立体图。而图47(b)是图47(a)的D-D’线剖面图。在第1变形例的导电板14a中,第2开口部OP2被分割为与电池盖53a对应的第2开口部OP2-1和与相机54的镜头对应的第2开口部OP2-2。从其他观点而言,可以看做第1变形例的导电板14a除了第2开口部OP2(与电池盖53a对应的开口部)之外,还具有第3开口部(与相机54的镜头对应的开口部)。由此,无需使用绝缘性部件14b,能减小第2开口部OP2的总面积SOP2。并且,虽然这里是将第2开口部OP2分割为2个,然而第2开口部OP2的分割数可以按照配置于壳体14的背面的部件数量适当确定。另外,分割后的第2开口部OP2 的形状可以按照其中所配置的部件的形状确定。
图48(a)是具有第2变形例的导电板14a的移动电话10的立体图。而图48(b)是图48(a)的E-E’线剖面图。本变形例的导电板14a在具有第2开口部OP2-1、OP2-2这一点上与第1变形例的导电板14a相同,而与第1变形例的导电板14a的不同之处在于第2开口部OP2-2是四边形。本实施方式中,相机54的镜头是圆形的,因而会在第2开口部OP2内产生间隙,该间隙被绝缘性部件14b所填充。通过如上使用填充间隙的绝缘性部件14b,能够在不必考虑到配置于第2开口部OP2内的部件的形状的情况下制造导电板14a。因此能简化导电板14a的制造工序。
图49(a)是具有第3变形例的导电板14a的移动电话10的立体图。而图49(b)是图49(a)的F-F’线剖面图。比较图49(a)和图43(a)可知,在本变形例中,第2开口部OP2的面积SOP2比图43(a)的例子大。根据对图46(c)和图46(d)中分别示出的导电板14a进行上述模拟的结果可知,即使如图49(a)那样增大了第2开口部OP2的面积SOP2,与不存在导电板14a的情况相比也能获得良好的耦合特性。因此能够如本变形例的导电板14a那样,采用具有较大的第2开口部OP2的导电板14a。
图50(a)是具有第4变形例的导电板14a的移动电话10的立体图。而图50(b)是图50(a)的G-G’线剖面图。本变形例的导电板14a不仅在背面延伸,还从背面向壳体14的各侧面延伸了宽度WB的量。换言之,导电板14a的端边朝离开读写器20(图1)的方向弯曲了弯曲幅度WB的量。缝SL也在侧面延伸设置到导电板14a的端部,因此朝离开读写器20的方向弯曲。
通过使用如上弯曲了端边的导电板14a,从而如图50(a)、(b)所示,能够将电池盖53a扩展至侧面。因此能改善移动电话10的设计自由度。还能获得耦合特性的指向性扩大的效果。下面详细说明后者的效果。
图51是用于说明模拟中使用的角度θ的说明图。该图所示的移动电话10的剖面图是将图50(b)所示的剖面图倾斜得到的。在实际使用中,如图51所示,移动电话10与读写器20的接近型天线21不一定平行,存在角度θ(≠0°)的倾斜度进行配置。在该模拟中,将该角度θ用作变化参数,确认了耦合效率相对于角度θ的变化显现的变化倾向。
本模拟的目的在于,表示使用弯曲了端边的导电板14a的效果。于是,对于弯 曲幅度WB=0mm、3mm的情况分别进行了模拟。而且为了进行比较,还对不存在导电板14a的情况(包含相当于导电板14a的部分在内的移动电话10的壳体14通过非导电性材料构成的情况)也一并进行了模拟。
表30表示本模拟中各参数的具体值。为了便于制表而在表31中没有表示出来,LOX、LOY、LIX、LIY分别为6mm、6mm、2.6mm、2.6mm的情况。该模拟中,天线部13相对于导电板14a的配置是以平面观察时第1开口部OP1的中央点与天线方向图31的内周的中央点一致的方式确定的。不存在导电板14a时也在相同位置配置天线部13。另外,移动电话10相对于接近型天线21的配置是按照平面观察时接近型天线21的中央点与天线方向图31的内周的中央点一致、且它们的最小距离D1(参见图51)为固定值的方式确定的。
【表30】
根据模拟结果(未图示)可知,当弯曲幅度WB为3mm、尤其是角度θ为60°以上的情况下,与其他情况相比,相对于角度θ的增大,耦合效率的降低程度变小。这表示出通过使用弯曲了端边的导电板14a,耦合特性的指向性变宽。
并且,本变形例的第2开口部OP2-1是跨越壳体14的背面和侧面设置的,而移动电话10可以具有仅设置于侧面的第2开口部OP2。这样就可以在壳体14的背面设置插口和充电端子等。
图52(a)是具有第5变形例的导电板14a的移动电话10的立体图。而图52(b)是图52(a)的H-H’线剖面图。另外,图53(a)是具有第6变形例的导电板14a的移动电话10的立体图,图53(b)是图53(a)的I-I’线剖面图。在第5和第6变形例以及后述的第7和第8变形例中,壳体14是通过绝缘性材料构成的,导电板14a通过嵌入到壳体14的背面的导体图形构成。
第5和第6实施例的导电板14a的结构分别与第3和第1变形例的导电板14a相同。即,当壳体14通过绝缘性材料构成的情况下,通过在壳体14的背面嵌入导体图形,从而能获得与壳体14由导电性材料构成时相同的结构。并且,当然还可以通过贴附导体图形来取代嵌入来实现该结构。
图54(a)是具有第7变形例的导电板14a的移动电话10的立体图。而图54(b)是图54(a)的J-J’线剖面图。本变形例表示出相机54的镜头位置与以往例子相比靠近移动电话10的上侧,因而无法获得以上说明的形成第1开口部OP1的空间时的例子。
如图54(a)、(b)所示,在第7变形例中,在第1开口部OP1内设置相机54的镜头。另外,天线部13配置于在平面观察时缝SL的至少一部分与天线方向图31重合的位置。上述涡电流V2还会流过缝SL的两侧,这样也能够抑制导电板14a的耦合特性的降低。
图55(a)是具有第8变形例的导电板14a的移动电话10的立体图。而图55(b)是图55(a)的K-K’线剖面图。本变形例表示出相机54的镜头位置与以往例子相比更为靠近移动电话10的上侧,因而甚至无法获得以上说明的形成缝SL的空间时的例子。
如图55(a)、(b)所示,在第8变形例中,在缝SL内设置有相机54的镜头。这样能使缝SL的宽度WSL成为与相机54的镜头的宽度同等程度的宽度,然而根据图46(e)所示有关导电板14a的模拟结果可知,即使缝SL的宽度WSL变大,也能抑制导电板14a引起的耦合特性的降低。
图56(a)是示意性表示本实用新型第10实施方式的近距离通信系统的系统构成的图。本实施方式的近距离通信系统与第9实施方式的近距离通信系统1的不同之处在于使用磁性片40,其他部分都与第9实施方式相同。以下以与第9实施方式的不同之处为中心详细进行说明。并且在以下的说明和附图中对与第9实施方式相同的 构成赋予同一符号。
如图56(a)所示,在本实施方式中,隔着天线方向图31在导电板14a的相反侧配置有磁性片40。磁性片40是将氧化铁、氧化铬、钴、铁酸盐等磁性体形成为片状构成的磁性部件,经由绝缘性的糊(未图示)贴附于天线方向图31的表面。磁性片40与天线方向图大致同等大小或稍大,小于导电板14a。
根据图56(a)所示的构成,由导电体14a生成的磁场中的产生于天线方向图31方向的磁场在通过了天线方向图31之后,通过磁性片40被封闭于天线方向图31的方向。由此使得耦合效率得以改善。
表31示出在用于表示磁性片40的效果的模拟中所用的近距离通信系统1的各参数。磁性片40为与天线部的基板30相同大小的7mm×7mm的大小。表32表示针对使用磁性片40的情况与不使用磁性片40的情况,使除了磁性片40之外的构成全都相同,对耦合效率(dB)进行模拟的结果的一个例子。根据表32可知,使用磁性片40能改善耦合效率(dB)。
【表31】
LCP | LCO | SOP1 | WSL | LSL | SOP2 | LOX | LOY | LIX | LIY |
mm | mm | mm2 | mm | mm | mm2 | mm | mm | mm | mm |
55 | 40 | 4x4 | 0.2 | 10 | 30x30 | 6 | 6 | 2.6 | 2.6 |
【表32】
耦合效率 | |
使用磁性片40的情况 | -15.18dB |
不使用磁性片40的情况 | -16.3dB |
并且,根据第1实施方式所述,天线方向图31也可以配置于移动电话10的壳体14的外部、即导电板14a的读写器20侧。图56(b)表示此时磁性片40的配置例。如该图所示,此时的磁性片40隔着导电板14a配置于天线方向图31的相反侧。这种情况下,磁性片40经由绝缘性的糊(未图示)贴附于导电板14a的表面。
根据图56(b)所示的构成,由导电体14a产生的磁场中的产生于天线方向图31反方向的磁场被磁性片40封闭于天线方向图31的方向。由此使得耦合效率得以改善。
表33表示在图56(b)的例子中,针对使用磁性片40的情况与不使用磁性片 40的情况,使除了磁性片40之外的构成全都相同,对耦合效率(dB)进行模拟的结果的一个例子。在该模拟中所使用的各参数与表31所示的相同。根据表33可知,在图56(b)的例子中,使用磁性片40能改善耦合效率(dB)。
【表33】
耦合效率 | |
使用磁性片40的情况 | -14.96dB |
不使用磁性片40的情况 | -16.31dB |
如上所述,根据本实施方式的近距离通信系统,由于使用磁性片40,因而与不使用磁性片40的情况相比,能改善耦合效率(dB)。
并且,在上述实施方式中,将磁性片40配置于距离读写器20最远的位置处,也可以将磁性片40配置于距离读写器20最近的位置处。图57(a)、(b)表示这种配置的具体例。图57(a)是将天线方向图31配置于导电板14a的读写器20侧时的例子,因而与图56(a)的构成同样地,由导电体14a产生的磁场中的产生于天线方向图31方向的磁场在通过了天线方向图31之后,被磁性片40封闭于天线方向图31的方向。因此使得耦合效率得以改善。另外,图57(b)是将导电板14a配置于天线方向图31的读写器20侧时的例子,因而与图56(a)的构成同样地,由导电体14a产生的磁场中的产生于天线方向图31反方向的磁场被磁性片40封闭于天线方向图31的方向。因此使得耦合效率得以改善。
以上说明了本实用新型的优选第1至第10实施方式,然而本实用新型不限于这些实施方式,本实用新型可以在不脱离其主旨的范围内通过各种方式加以实施,这是毋庸置疑的。
例如,导电板14a可以通过在作为绝缘体的壳体贴附或印刷导电箔或导电板来制作出来。
另外,在上述第1至第10实施方式中,作为缝的例子举出了一定宽度的直线状结构,然而缝SL并不一定必须为一定宽度的直线状结构。例如既可以是曲线状,也可以是按照场所不同而具有不同宽度的形状(梯形形状、楔形形状、梭柱形状等)。
另外,在上述第1至第10实施方式中,导电板14a与天线部13彼此绝缘,而在导电板14a通过接地层构成的情况下,也可以经由接地端将导电板14a与天线部13电连接起来。
另外,还可以在平面观察时与天线方向图31重合的位置处配置相机模块或芯片部件等各种部件。这种情况下,根据所配置的部件的尺寸等,基板30和磁性片40可能会妨碍配置,然而此时可以在基板30和磁性片40中分别设置用于使部件通过的孔。
图58(a)表示在图16(a)、图28(a)、图40(a)、图56(a)分别所示的本实用新型第3、第5、第8、第10各实施方式的近距离通信系统中,在基板30和磁性片40中分别设置了用于使部件55通过的孔30a、40a的变形例。孔30a设置于被天线方向图31的内周包围的区域。图58(a)所示的部件55配置于多层基板52(参见图3(b)等)上,如该图所示,其具有能嵌入到磁性片40和基板30中的程度的尺寸。然而在图58(a)的例子中,通过设置孔30a、40a,能够很好地配置这种部件55。
并且,在图58(a)中,在基板30的两个面上设置平面螺旋线圈,通过设置于基板30中的通孔导体(未图示)将这些平面螺旋线圈连接起来,从而构成1个天线方向图31。天线方向图31还可以如上使用基板30的两个面来构成。
另外,图58(b)表示虽然部件55没有能嵌入到基板30中的程度的尺寸,然而具有能嵌入到磁性片40中的程度的尺寸的例子。如该图所示,这种情况下优选在孔30a内设置磁性部件40b,而不去除基板30的孔30a。由此,能够将在开口部(或缝)中产生的磁场通过磁性部件40b高效地引入至天线方向图31,因此能期待对于耦合效率的改善效果。
并且,在图58(b)中,磁性部件40b中也设置了孔40c。孔40c设置于平面观察时与开口部(或缝)重合的位置。在不希望堵塞开口部(或缝)的情况下,可以这样在磁性部件40b中设置孔40c。在堵塞开口部(或缝)也不要紧的情况下,则无需设置孔40c。
图58(c)是图58(b)的变形例。在该例子中,如图所示,使磁性部件40b与磁性片40形成为一体。根据部件55的尺寸和形状能够实现这种方式,这种情况下与图58(b)的例子同样能期待对于耦合效率的改善效果。
另外,在上述第1至第10实施方式中,说明了在移动电话中搭载非接触式IC卡的例子,然而本实用新型不仅能用于移动电话,还能广泛应用于包含无线通信设备在内的通信设备。
Claims (45)
1.一种接近型天线,其特征在于,具有:
天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及
导电板,其设置于上述天线方向图的附近,
上述导电板具有开口部以及从该开口部到达上述导电板的端部的缝,
上述开口部的至少一部分配置于在平面观察时与上述天线方向图以及被上述天线方向图的内周所包围的区域中的至少一方重合的位置处。
2.根据权利要求1所述的接近型天线,其特征在于,避开上述导电板的中央点来配置上述开口部。
3.根据权利要求1所述的接近型天线,其特征在于,
上述导电板配置于上述天线方向图与上述外部通信设备之间,
该接近型天线还具有隔着上述天线方向图配置于上述导电板的相反侧的磁性部件。
4.根据权利要求1所述的接近型天线,其特征在于,
上述导电板隔着上述天线方向图配置于上述外部通信设备的相反侧,
该接近型天线还具有隔着上述导电板配置于上述天线方向图的相反侧的磁性部件。
5.根据权利要求1所述的接近型天线,其特征在于,上述天线方向图的外形面积小于等于上述导电板的面积的20%。
6.根据权利要求1所述的接近型天线,其特征在于,上述开口部的面积小于等于上述导电板的面积的10%。
7.根据权利要求5所述的接近型天线,其特征在于,上述开口部的面积大于等于上述天线方向图的内形面积的20%,而且上述开口部的面积小于等于上述天线方向图的外形面积的400%。
8.根据权利要求1所述的接近型天线,其特征在于,上述缝的长度小于等于上述导电板在缝方向上的长度的20%,或大于等于30%且小于等于70%。
9.根据权利要求1所述的接近型天线,其特征在于,上述导电板的端边中的至少设有上述缝的部分朝离开上述外部通信设备的方向弯曲。
10.根据权利要求1所述的接近型天线,其特征在于,上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,上述导电板是上述无线通信设备的壳体。
11.根据权利要求1所述的接近型天线,其特征在于,
上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,
上述无线通信设备具有包括通信用电路和接地层的电路基板,
上述导电板是上述接地层。
12.一种无线通信设备,其特征在于,具有接近型天线,该接近型天线具有:
天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及
导电板,其设置于上述天线方向图的附近,
上述导电板具有开口部以及从该开口部到达上述导电板的端部的缝,
上述开口部的至少一部分配置于在平面观察时与上述天线方向图以及被上述天线方向图的内周所包围的区域中的至少一方重合的位置处。
13.一种接近型天线,其特征在于,具有:
天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及
导电板,其在与上述天线方向图绝缘的状态下设置于该天线方向图的附近,
上述导电板具有开口部以及从该开口部到达上述导电板的端部的缝,
上述天线方向图配置于在平面观察时不与上述开口部重合,且在平面观察时与上述缝的至少一部分重合的位置处。
14.根据权利要求13所述的接近型天线,其特征在于,
上述导电板配置于上述天线方向图与上述外部通信设备之间,
该接近型天线还具有隔着上述天线方向图配置于上述导电板的相反侧的磁性部件。
15.根据权利要求13所述的接近型天线,其特征在于,
上述导电板隔着上述天线方向图配置于上述外部通信设备的相反侧,
该接近型天线还具有隔着上述导电板配置于上述天线方向图的相反侧的磁性部件。
16.根据权利要求13所述的接近型天线,其特征在于,上述缝中的平面观察时与上述天线方向图重合的部分的面积大于等于上述天线方向图的外形面积的35%且小于等于110%。
17.根据权利要求13所述的接近型天线,其特征在于,上述缝的宽度大于等于上述天线方向图的内周在上述缝的宽度方向上的长度,且小于等于上述天线方向图的外周在上述缝的宽度方向上的长度。
18.根据权利要求13所述的接近型天线,其特征在于,上述导电板的端边中的至少设有上述缝的部分朝离开上述外部通信设备的方向弯曲。
19.根据权利要求13所述的接近型天线,其特征在于,上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,上述导电板是上述无线通信设备的壳体。
20.根据权利要求13所述的接近型天线,其特征在于,
上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,
上述无线通信设备具有包括通信用电路和接地层的电路基板,
上述导电板是上述接地层。
21.一种无线通信设备,其特征在于,具有接近型天线,该接近型天线具有:
天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及
导电板,其在与上述天线方向图绝缘的状态下设置于该天线方向图的附近,
上述导电板具有开口部以及从该开口部到达上述导电板的端部的缝,
上述天线方向图配置于在平面观察时不与上述开口部重合,且在平面观察时与上述缝的至少一部分重合的位置处。
22.一种接近型天线,其特征在于,具有:
天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及
导电板,其在与上述天线方向图绝缘的状态下设置于该天线方向图的附近,
在上述导电板的端部设有固定宽度或朝向内侧变细的缝,
上述天线方向图配置于在平面观察时与上述缝的至少一部分重合的位置处。
23.根据权利要求22所述的接近型天线,其特征在于,
上述导电板配置于上述天线方向图与上述外部通信设备之间,
该接近型天线还具有隔着上述天线方向图配置于上述导电板的相反侧的磁性部件。
24.根据权利要求22所述的接近型天线,其特征在于,
上述导电板隔着上述天线方向图配置于上述外部通信设备的相反侧,
该接近型天线还具有隔着上述导电板配置于上述天线方向图的相反侧的磁性部件。
25.根据权利要求22所述的接近型天线,其特征在于,上述缝的在平面观察时与上述天线方向图重合的部分的面积大于等于上述天线方向图的外形面积的35%且小于等于110%。
26.根据权利要求22所述的接近型天线,其特征在于,上述缝的宽度大于等于上述天线方向图的内周在上述缝的宽度方向上的长度,而且小于等于上述天线方向图的外周在上述缝的宽度方向上的长度。
27.根据权利要求22所述的接近型天线,其特征在于,上述导电板的端边中的至少设有上述缝的部分朝离开上述外部通信设备的方向弯曲。
28.根据权利要求22所述的接近型天线,其特征在于,上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,上述导电板是上述无线通信设备的壳体。
29.根据权利要求22所述的接近型天线,其特征在于,
上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,
上述无线通信设备具有包括通信用电路和接地层的电路基板,
上述导电板是上述接地层。
30.一种无线通信设备,其特征在于,具有接近型天线,该接近型天线具有:
天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及
导电板,其在与上述天线方向图绝缘的状态下设置于该天线方向图的附近,
在上述导电板的端部设有固定宽度或朝向内侧变细的缝,
上述天线方向图配置于在平面观察时与上述缝的至少一部分重合的位置处。
31.一种接近型天线,其特征在于,具有:
天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及
导电板,其在与上述天线方向图绝缘的状态下设置于该天线方向图的附近,
上述导电板具有设置于端部的相对较宽的第1缝和设置于该第1缝的相对较窄的第2缝,
上述第2缝的宽度小于上述天线方向图的宽度,
上述天线方向图配置为在平面观察时跨越上述第2缝。
32.根据权利要求31所述的接近型天线,其特征在于,
上述导电板配置于上述天线方向图与上述外部通信设备之间,
该接近型天线还具有隔着上述天线方向图配置于上述导电板的相反侧的磁性部件。
33.根据权利要求31所述的接近型天线,其特征在于,
上述导电板隔着上述天线方向图配置于上述外部通信设备的相反侧,
该接近型天线还具有隔着上述导电板配置于上述天线方向图的相反侧的磁性部件。
34.根据权利要求31所述的接近型天线,其特征在于,上述第2缝中的在平面观察时与上述天线方向图重合的部分的面积大于等于上述天线方向图的外形面积的30%且小于等于70%。
35.根据权利要求31所述的接近型天线,其特征在于,上述导电板的端边中的至少设有上述第1缝的部分朝离开上述外部通信设备的方向弯曲。
36.根据权利要求31所述的接近型天线,其特征在于,上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,上述导电板是上述无线通信设备的壳体。
37.根据权利要求31所述的接近型天线,其特征在于,
上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,
上述无线通信设备具有包括通信用电路和接地层的电路基板,
上述导电板是上述接地层。
38.一种无线通信设备,其特征在于,其具有接近型天线,该接近型天线具有:
天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及
导电板,其在与上述天线方向图绝缘的状态下设置于该天线方向图的附近,
上述导电板具有设置于端部的相对较宽的第1缝和设置于该第1缝的相对较窄的第2缝,
上述第2缝的宽度小于上述天线方向图的宽度,
上述天线方向图配置为在平面观察时跨越上述第2缝。
39.一种接近型天线,其特征在于,具有:
天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及
导电板,其在与上述天线方向图绝缘的状态下设置于该天线方向图的附近,
上述导电板具有第1开口部、从该第1开口部到达上述导电板的端部的缝、整周被该导电板包围的第2开口部,
上述天线方向图配置于在平面观察时与上述第1开口部的至少一部分以及上述缝的至少一部分中的至少一方重合的位置处。
40.根据权利要求39所述的接近型天线,其特征在于,
上述导电板配置于上述天线方向图与上述外部通信设备之间,
该接近型天线还具有隔着上述天线方向图配置于上述导电板的相反侧的磁性部件。
41.根据权利要求39所述的接近型天线,其特征在于,
上述导电板隔着上述天线方向图配置于上述外部通信设备的相反侧,
该接近型天线还具有隔着上述导电板配置于上述天线方向图的相反侧的磁性部件。
42.根据权利要求39所述的接近型天线,其特征在于,上述导电板的端边中的至少设有上述缝的部分朝离开上述外部通信设备的方向弯曲。
43.根据权利要求39所述的接近型天线,其特征在于,上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,上述导电板是上述无线通信设备的壳体。
44.根据权利要求39所述的接近型天线,其特征在于,
上述接近型天线构成搭载于无线通信设备上的非接触式IC卡的一部分,
上述无线通信设备具有包括通信用电路和接地层的电路基板,
上述导电板是上述接地层。
45.一种无线通信设备,其特征在于,具有接近型天线,该接近型天线具有:
天线方向图,其与外部通信设备进行基于磁耦合的无线通信;以及
导电板,其在与上述天线方向图绝缘的状态下设置于该天线方向图的附近,
上述导电板具有第1开口部、从该第1开口部到达上述导电板的端部的缝、整周被该导电板包围的第2开口部,
上述天线方向图配置于在平面观察时与上述第1开口部的至少一部分以及上述缝的至少一部分中的至少一方重合的位置处。
Applications Claiming Priority (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010-118760 | 2010-05-24 | ||
JP2010-118762 | 2010-05-24 | ||
JP2010-118763 | 2010-05-24 | ||
JP2010-118761 | 2010-05-24 | ||
JP2010118761A JP2011249936A (ja) | 2010-05-24 | 2010-05-24 | 近接型アンテナ及び無線通信機器 |
JP2010118760A JP5593834B2 (ja) | 2010-05-24 | 2010-05-24 | 近接型アンテナ及び無線通信機器 |
JP2010118763A JP5527013B2 (ja) | 2010-05-24 | 2010-05-24 | 近接型アンテナ及び無線通信機器 |
JP2010118762A JP5712506B2 (ja) | 2010-05-24 | 2010-05-24 | 近接型アンテナ及び無線通信機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN202217782U true CN202217782U (zh) | 2012-05-09 |
Family
ID=44972869
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201120168419.XU Expired - Lifetime CN202217782U (zh) | 2010-05-24 | 2011-05-24 | 接近型天线以及无线通信设备 |
CN201110135858.5A Active CN102299412B (zh) | 2010-05-24 | 2011-05-24 | 接近型天线以及无线通信设备 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201110135858.5A Active CN102299412B (zh) | 2010-05-24 | 2011-05-24 | 接近型天线以及无线通信设备 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8412276B2 (zh) |
CN (2) | CN202217782U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102299412A (zh) * | 2010-05-24 | 2011-12-28 | Tdk株式会社 | 接近型天线以及无线通信设备 |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9397729B2 (en) * | 2010-11-15 | 2016-07-19 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Through chip coupling for signal transport |
JP5772868B2 (ja) * | 2012-05-21 | 2015-09-02 | 株式会社村田製作所 | アンテナ装置および無線通信装置 |
CN103918125B (zh) | 2012-09-26 | 2017-03-08 | 株式会社村田制作所 | 天线装置及具备天线装置的电子设备 |
WO2014125927A1 (ja) * | 2013-02-13 | 2014-08-21 | 株式会社村田製作所 | アンテナ装置および電子機器 |
US10211537B2 (en) | 2013-02-22 | 2019-02-19 | Nokia Technologies Oy | Apparatus and methods for wireless coupling |
WO2014156285A1 (ja) | 2013-03-25 | 2014-10-02 | 株式会社村田製作所 | アンテナ装置および通信装置 |
US10096903B2 (en) * | 2013-04-12 | 2018-10-09 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Antenna, antenna device and communication device |
JP5686232B1 (ja) * | 2013-06-14 | 2015-03-18 | 株式会社村田製作所 | アンテナ装置および通信端末装置 |
US20160254589A1 (en) * | 2013-07-17 | 2016-09-01 | AQ Corporation | Near field communication antenna and smartphone having same antenna |
US10186753B2 (en) | 2014-01-31 | 2019-01-22 | Tdk Corporation | Antenna device and portable electronic device using the same |
JP2016111455A (ja) * | 2014-12-04 | 2016-06-20 | Tdk株式会社 | アンテナ装置及びこれを用いた携帯電子機器 |
US10014588B2 (en) * | 2014-12-05 | 2018-07-03 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Near-field antenna apparatus using eddy current and electronic device including the same |
FR3030908B1 (fr) * | 2014-12-18 | 2016-12-09 | Stmicroelectronics Rousset | Antenne pour dispositif electronique |
JP2016140026A (ja) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | Tdk株式会社 | アンテナ装置 |
US10477713B2 (en) | 2015-02-04 | 2019-11-12 | Motorola Mobility Llc | Single-piece metal housing with integral antennas |
CN104993215B (zh) * | 2015-06-01 | 2019-06-07 | 瑞声精密制造科技(常州)有限公司 | Nfc天线结构 |
KR102388353B1 (ko) * | 2015-06-29 | 2022-04-19 | 삼성전자주식회사 | 근거리 무선 통신 안테나, 근거리 무선 통신 장치 및 이를 포함하는 모바일 장치 |
US20170117630A1 (en) * | 2015-10-21 | 2017-04-27 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Single loop near field communications antenna |
CN107437650A (zh) * | 2016-05-25 | 2017-12-05 | 三星电子株式会社 | 包括nfc天线在内的电子设备 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0693635B2 (ja) * | 1986-12-19 | 1994-11-16 | 日本電気株式会社 | 小型無線機 |
JP3591761B2 (ja) * | 1998-07-06 | 2004-11-24 | アイシン精機株式会社 | 遠隔制御装置 |
JP3481575B2 (ja) * | 2000-09-28 | 2003-12-22 | 寛児 川上 | アンテナ |
DE60120089T2 (de) * | 2000-11-22 | 2007-01-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma | Antenne und drahtloses Gerät mit einer solchen Antenne |
JP3830358B2 (ja) * | 2001-03-23 | 2006-10-04 | 日立電線株式会社 | 平板アンテナおよびそれを備えた電気機器 |
JP2002298095A (ja) | 2001-04-02 | 2002-10-11 | Nec Tokin Corp | 非接触型icカードリーダ/ライタ及び非接触型icカードリーダ |
US6459406B1 (en) * | 2001-05-24 | 2002-10-01 | The Aerospace Corporation | GPS patch antenna attitude reference system |
US6452543B1 (en) * | 2001-05-24 | 2002-09-17 | Aerospace Corporation | GPS patch antenna attitude reference method |
JP3622959B2 (ja) * | 2001-11-09 | 2005-02-23 | 日立電線株式会社 | 平板アンテナの製造方法 |
JP4063729B2 (ja) * | 2003-07-17 | 2008-03-19 | 株式会社日立製作所 | アンテナ及び無線端末 |
JP2006050265A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Sony Corp | アンテナモジュール用磁芯部材、アンテナモジュールおよびこれを備えた携帯情報端末 |
EP1868261B1 (en) * | 2005-04-01 | 2016-07-20 | Nissha Printing Co., Ltd. | Transparent antenna for vehicle and vehicle glass with antenna |
JP4814223B2 (ja) * | 2005-04-01 | 2011-11-16 | 日本写真印刷株式会社 | ディスプレイ用透明アンテナ及びアンテナ付きディスプレイ用透光性部材並びにアンテナ付き筺体用部品 |
JP4555787B2 (ja) * | 2005-07-12 | 2010-10-06 | 日立電線株式会社 | アンテナ |
JP4328783B2 (ja) * | 2006-05-17 | 2009-09-09 | 日本電気株式会社 | 折り曲げ広帯域アンテナ及びその使用方法 |
KR100765653B1 (ko) * | 2006-07-10 | 2007-10-10 | 현대자동차주식회사 | 자동차용 글래스 안테나 잭 |
CN101197464B (zh) * | 2006-12-05 | 2012-11-21 | 松下电器产业株式会社 | 天线装置和无线通信装置 |
CN201215827Y (zh) * | 2008-07-08 | 2009-04-01 | 英华达(上海)电子有限公司 | 一种手持设备的nfc天线以及包含该nfc天线的手持设备 |
US8376236B2 (en) * | 2008-11-14 | 2013-02-19 | Toppan Printing Co., Ltd. | Contactless IC label |
US8412276B2 (en) * | 2010-05-24 | 2013-04-02 | Tdk Corporation | Proximity type antenna and radio communication device |
WO2012004930A1 (ja) * | 2010-07-05 | 2012-01-12 | パナソニック株式会社 | アンテナ装置及び無線通信装置 |
-
2011
- 2011-05-24 US US13/114,839 patent/US8412276B2/en active Active
- 2011-05-24 CN CN201120168419.XU patent/CN202217782U/zh not_active Expired - Lifetime
- 2011-05-24 CN CN201110135858.5A patent/CN102299412B/zh active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102299412A (zh) * | 2010-05-24 | 2011-12-28 | Tdk株式会社 | 接近型天线以及无线通信设备 |
CN102299412B (zh) * | 2010-05-24 | 2014-08-13 | Tdk株式会社 | 接近型天线以及无线通信设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102299412B (zh) | 2014-08-13 |
US8412276B2 (en) | 2013-04-02 |
CN102299412A (zh) | 2011-12-28 |
US20110287715A1 (en) | 2011-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN202217782U (zh) | 接近型天线以及无线通信设备 | |
ES2686772T3 (es) | Bobina en placa de circuito impreso de baja resistencia en serie equivalente y alta circulación de corriente para aplicación de transferencia de potencia | |
CN103703473B (zh) | 通信终端装置 | |
CN105390815A (zh) | 天线装置以及通信终端装置 | |
JP4883125B2 (ja) | アンテナ | |
CN103620868B (zh) | 天线装置及通信终端装置 | |
CN101882711B (zh) | 天线装置 | |
JP2011139533A (ja) | 電子機器 | |
CN205429169U (zh) | 天线装置及电子设备 | |
CN107039153B (zh) | 线圈部件及具备该线圈部件的电路基板 | |
JP2010200309A (ja) | 近接型アンテナ及び無線通信機 | |
CN105975889A (zh) | 天线装置及通信终端装置 | |
CN105048096A (zh) | 天线装置 | |
JP2012105451A (ja) | アンテナ並びに送電装置および受電装置 | |
CN105375952A (zh) | 近场通信装置及采用该近场通信装置的电子设备 | |
JP2010252402A (ja) | アンテナ | |
JP5593834B2 (ja) | 近接型アンテナ及び無線通信機器 | |
CN107039768A (zh) | 天线结构和天线设备 | |
CN105518932A (zh) | 天线装置及电子设备 | |
US20160111795A1 (en) | Antenna and electronic equipment | |
JP2011249936A (ja) | 近接型アンテナ及び無線通信機器 | |
CN108292644B (zh) | 螺线管电感器 | |
CN205160519U (zh) | 近场通信装置及采用该近场通信装置的电子设备 | |
KR101927955B1 (ko) | 안테나 모듈 및 이를 포함하는 휴대용 단말기 | |
JP2011071814A (ja) | アンテナコイル、アンテナ装置及び携帯端末 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20120509 |
|
CX01 | Expiry of patent term |