TWI777042B - 無線通訊裝置 - Google Patents

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日商東麗股份有限公司
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Abstract

無線通訊裝置包括：天線，發送接收電波；整流電路，連接於所述天線，將所述天線接收到的電波進行整流而產生電壓；內部電路，藉由在所述整流電路中產生的電壓而進行動作；以及開關電路，配置為與所述天線非接觸，基於所述內部電路的輸出訊號進行動作；所述開關電路包含耦合配線、及開關元件，藉由所述開關元件的動作，使所述天線的阻抗進行變化從而進行通訊。

Description

無線通訊裝置
本發明是有關於一種無線通訊裝置。
近年來，自無線訊號(電波)接受電力而進行動作的非接觸型無線通訊裝置在增加。其中，作為無線通訊裝置的標籤(tag)而使用無線射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術的無線通訊系統的開發正在推進。
RFID標籤具有積體電路(Integrated Circuit，IC)晶片(chip)等半導體集積電路裝置、以及用於與被稱為讀寫器(reader/writer)的無線發送接收器進行通訊的天線(antenna)。RFID標籤的設置於標籤內的天線接收自讀寫器發送的電波，將所接收的電波在整流電路中進行整流而產生內部電源電壓。所述內部電源電壓被供給至IC晶片內的內部電路，而標籤進行動作。
自RFID標籤至讀寫器間的通訊，例如，藉由使RFID標籤的輸入阻抗(impedance)進行變化，使反射至讀寫器的電波的電量進行變化而進行。此時，於RFID標籤內設置可切換短路狀態與開路狀態的開關(switch)部，藉由使所述開關的動作狀態發生變動，而使RFID標籤的天線阻抗(antenna impedance)進行變化的技術已為業界所知。
例如，在專利文獻1中，設置有與天線連接的具有電力接受匹配電路部及電力接受部的電力系統，與所述電力系統並聯連接的具有2個電容器(condenser)及金屬氧化物半導體場效應電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)的開關部，以及與所述開關部連接、檢測利用天線接收到的接收訊號的頻率的頻率檢測電路。藉由頻率檢測電路檢測利用天線接收到的接收訊號的頻率，開關的動作狀態進行變化，藉此，藉由包含天線的電路構成進行變化而天線阻抗進行變化。
又，在專利文獻2中，在RFID標籤內，將對發送至讀寫器的發送資料(data)進行調變的調變部構成為二極體開關(diode switch)，並與天線連接。藉由根據發送資料將開關切換為導通(on)/關斷(off)，而天線以利用天線阻抗被設為終端或者成為開路(open)狀態的終端的方式進行變化。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本專利特開2015-159656號公報
[專利文獻2] 日本專利特開2004-54515號公報
然而，在專利文獻1中，電容器的另一端亦與通訊電路連接，藉由將開關設為短路狀態，而將通訊系統與電力系統切離，從而消除相互施加影響。在此種技術中，有時在響應訊號的發送 處理時，將電流供給至內部電路的動作會停止。於RFID標籤，包含電容器(capacitor)等電容，當朝內部電路的電流供給降低時，儲存於電容中的電荷會供給至內部電路，但當成為內部電路的動作電壓以下時，存在內部電路的動作停止的問題。
又，在專利文獻2中，在自RFID標籤朝讀寫器發送響應訊號時，設為導通狀態的開關抽出RFID標籤的內部電路的電源電壓供給用電流。因此，因丟棄作為電源電壓而供給的電流，而有無法高效地利用來自所接收的電波的電力的問題。
本發明的目的在於提供一種無線通訊裝置，所述無線通訊裝置在自RFID標籤朝讀寫器發送響應訊號時，可自利用天線接收到的電波對RFID標籤內部電路穩定地供給電源電壓。
為了解決所述課題，本發明具有以下構成。
即，本發明是一種無線通訊裝置，其包括：天線，發送接收電波；整流電路，連接於所述天線，將所述天線接收到的電波進行整流而產生電壓；內部電路，藉由在所述整流電路中產生的電壓而進行動作；以及開關電路，配置為與所述天線非接觸，基於所述內部電路的輸出訊號進行動作；所述開關電路包含配線、及開關元件， 藉由所述開關元件的動作，使所述天線的阻抗進行變化。
根據本發明，在自RFID標籤朝讀寫器發送響應訊號時，可自利用天線接收到的電波對RFID標籤內部電路穩定地供給電源電壓。
1、1-1、1-2、1a、1a-1、1a-2、1a-3、1a-4、1a-5、1a-6、1a-7、1a-8、1a-9、1b:無線通訊裝置
2、2a、2a-3、2a-5、2a-6、2b:天線
3、3a、3b:整流電路
4、4a、4b:內部電路
5、5a、5b:開關元件
6、6-1、6a、6a-2、6a-4、6a-6、6a-7、6b:耦合配線(配線)
7、7-1、7-2、7a、7a-2、7a-4、7a-6、7a-7、7a-9、7b:開關電路
10:倍壓整流電路
11、12:二極體
13、14、15、16、17:電容器
20:連接著二極體的場效應型電晶體
21:源極電極
22:閘極電極
23:汲極電極
24:基板
25:絕緣層
26:半導體層
27:配線
30、40:場效應型電晶體
31、41:源極電極
32、42:閘極電極
33、43:汲極電極
34、44:基板
35、45:絕緣層
36、46:半導體層
A、B:輸入端子
C、D:輸出端子
X:最短距離
圖1是表示本發明的實施形態1的無線通訊裝置的構造的示意圖。
圖2是表示本發明的實施形態的無線通訊裝置所具有的倍壓整流電路的電路圖。
圖3是表示本發明的實施形態的無線通訊裝置所具有的連接著二極體的場效應型電晶體(transistor)的構成的剖面圖。
圖4是表示本發明的實施形態1的無線通訊裝置所具有的場效應型電晶體的構成的剖面圖。
圖5是表示本發明的實施形態1的變形例1的無線通訊裝置的構造的示意圖。
圖6是表示本發明的實施形態1的變形例2的無線通訊裝置的構造的示意圖。
圖7是表示本發明的實施形態2的無線通訊裝置的構造的示意圖。
圖8是表示本發明的實施形態2的無線通訊裝置所具有的場 效應型電晶體的構成的剖面圖。
圖9是表示本發明的實施形態2的變形例1的無線通訊裝置的構造的示意圖。
圖10A是表示本發明的實施形態2的變形例2的無線通訊裝置的構造的第1例的示意圖。
圖10B是表示本發明的實施形態2的變形例2的無線通訊裝置的構造的第2例的示意圖。
圖11A是表示本發明的實施形態2的變形例3的無線通訊裝置的構造的第1例的示意圖。
圖11B是表示本發明的實施形態2的變形例3的無線通訊裝置的構造的第2例的示意圖。
圖12是表示本發明的實施形態2的變形例4的無線通訊裝置的構造的示意圖。
圖13是表示本發明的實施形態2的變形例5的無線通訊裝置的構造的示意圖。
圖14是表示本發明的實施形態2的變形例6的無線通訊裝置的構造的示意圖。
圖15是表示本發明的實施形態2的變形例7的無線通訊裝置的構造的示意圖。
圖16是表示本發明的實施形態3的無線通訊裝置的構造的示意圖。
以下，參照附圖對用於實施本發明的形態(以下稱為「實施形態」)進行說明。再者，圖式為示意圖。又，本發明並非由以下說明的實施形態限定。
(實施形態1)
圖1是表示本發明的實施形態1的無線通訊裝置的示意圖。無線通訊裝置1具有：天線2、整流電路3、內部電路4、以及包含開關元件5及配線6的開關電路7。天線2連接於整流電路3的輸入側，整流電路3的輸出側連接於內部電路4的輸入側，內部電路4的輸出側連接於開關元件5。配線6是耦合配線，連接於開關元件5，與天線2為非接觸。耦合配線6是其至少一部分為非接觸地配置於天線2附近的導體，且與天線2通過靜電或感應耦合而進行高頻能量的傳遞者。進而，耦合配線6較佳為至少一部分大致平行地配置於天線2的附近。使用耦合配線6的目的在於藉由將其單側或兩端短路(short)，而使天線2的共振或阻抗特性進行變化。開關元件5與耦合配線6的連接方法可為任意方法，只要取得電性導通即可。用於連接的材料可為任意材料，只要是可通常使用的導電材料即可。連接部的寬度、厚度為任意。
天線2在其與讀寫器之間發送接收電波。天線2可為任意天線，只要為偶極天線(dipole antenna)、環形天線(loop antenna)、微帶天線(patch antenna)等可通常使用的天線即可。圖1所示的天線2呈C字狀，但這是一例，構成天線2的材料、及天線2的形狀並無特別限定。
作為天線2的形成方法並無特別限制，例如，可列舉出使用電阻加熱蒸鍍、電子線射束(beam)、濺鍍(sputtering)、鍍敷、化學氣相沈積(chemical vapor deposition，CVD)、離子鍍著(ion plating coating)、噴墨(inkjet)、印刷等周知技術的方法。
又，亦可列舉出利用包含構成天線的材料的塗佈液的塗佈法。作為塗佈法的具體例子，可列舉出利用旋轉塗佈(spin coat)法、刮刀塗佈(blade coat)法、槽模塗佈(slot die coat)法、絲網(screen)印刷法、刮條塗佈(bar coater)法、鑄模法、印刷轉印法、浸漬後上拉法等技術，將塗佈液塗佈於絕緣基板上，使用烘箱(oven)、熱板(hot plate)、紅外線等進行乾燥而形成的方法等。塗佈法自製造成本及對於大面積的適合性的觀點而言為較佳。
進而，亦可將利用所述方法製作而成的導電膜利用周知的光微影法(photolithography)等圖案化形成為所期望的形狀，或者亦可在蒸鍍或濺鍍時經由所期望的形狀的遮罩(mask)而圖案化形成。
整流電路3將天線2接收到的電波進行整流而產生電壓。所述電壓作為內部電路電源電壓被供給至內部電路4等。
整流電路3可為任意構成，只要為所謂的半波整流電路或全波整流電路等周知的整流電路即可。例如，可使用圖2所示的倍壓整流電路10。倍壓整流電路10包含：二極體11、二極體12、以及電容器13、電容器14、電容器15。於倍壓整流電路10的輸入端子A、輸入端子B連接有未圖示的天線，輸出端子C、 輸出端子D連接於未圖示的內部電路。又，在倍壓整流電路10中，連接於天線2的整流電路的輸入(A及B)與連接於內部電路4及開關元件5的整流輸出(C及D)以不同的電位進行動作。
又，二極體11、二極體12可為任意二極體，只要為周知的二極體元件即可，例如可列舉出圖3所示的連接著二極體的場效應型電晶體20。連接著二極體的場效應型電晶體20具有源極(source)電極21、閘極(gate)電極22、汲極(drain)電極23、基板24、絕緣層25、以及半導體層26。閘極電極22藉由絕緣層25與源極電極21電性絕緣，且與汲極電極23藉由例如配線27電性連接。半導體層26形成於源極電極21及汲極電極23之間。
圖3所示的連接著二極體的場效應型電晶體20是所謂的底接觸-底閘極(bottom contact bottom gate)型構造，底接觸-頂閘極(bottom contact top gate)型、頂接觸-底閘極(top contact bottom gate)型、頂接觸-頂閘極(top contact top gate)型等其他構造。各電極、基板、絕緣層的材料可為任意，各自的膜厚、寬度等為任意。
作為各電極形成方法，並無特別限制，可利用與上文所述的天線的形成方法相同的方法。
作為絕緣層的形成方法，並無特別限制，例如，可列舉出將包含形成絕緣層的材料的組成物塗佈於基板，對藉由乾燥而獲得的塗佈膜根據需要進行熱處理的方法。作為塗佈方法，可列舉出旋轉塗佈法、刮刀塗佈法、槽模塗佈法、絲網印刷法、刮條 塗佈法、鑄模法、印刷轉印法、浸漬後上拉法、噴墨法等周知的塗佈方法。作為塗佈膜的熱處理溫度較佳為處於100~300℃的範圍。
又，半導體層的材料亦無特別限定，單體半導體、化合物半導體、有機半導體、奈米碳(nanocarbon)材料等任意材料皆可，但自良好的電氣特性及響應性的速度、能夠實現藉由塗佈形成帶來的低成本化而言，較佳為有機半導體或奈米碳材料。
又，本發明人進行積極研究的結果為，藉由應用本技術，即便在具有整流特性低於矽(silicon)的半導體塗佈層的整流元件中，亦可對內部電路穩定地供給電源電壓。因此，自能夠實現藉由塗佈形成而帶來的低成本化而言，較佳為整流電路3包含具有半導體塗佈層的整流元件，進而，較佳為包含具有半導體層的整流元件，所述半導體層含有在表面的至少一部分上附著有共軛型聚合物的碳奈米管(Carbon Nanotube，CNT)。所謂在CNT的表面的至少一部分上附著有共軛型聚合物的狀態是指共軛型聚合物被覆CNT的表面的一部分或全部的狀態。共軛型聚合物可被覆CNT的原因推測為藉由來源於兩者的共軛型構造的π電子雲重疊而產生相互作用。CNT是否由共軛型聚合物被覆可藉由經被覆的CNT的反射色自未經被覆的CNT的顏色接近於共軛型聚合物的顏色而進行判斷。藉由定量地進行X射線光電子光譜(X-ray photoelectron spectroscopy，XPS)等的元素分析，可對附著物的存在與附著物相對於CNT的重量比進行識別。
又，自附著於CNT的容易度而言，較佳為共軛型聚合物的重量平均分子量為1000以上。此處，共軛型聚合物是指重覆單元具有共軛構造、且聚合度為2以上的化合物。
藉由使共軛型聚合物附著於CNT的表面的至少一部分上，而可在無損CNT保有的高電氣特性下將CNT均一地分散於溶液中。又，可藉由塗佈法自均一地分散著CNT的溶液形成均一地分散的CNT膜。藉此，可實現高半導體特性。
使共軛型聚合物附著於CNT的方法可列舉出：(I)將CNT添加於經熔融的共軛型聚合物中並混合的方法；(II)使共軛型聚合物溶解於溶媒中，將CNT添加於其中並混合的方法；(III)利用超音波等預先使CNT分散於溶媒中，且將共軛型聚合物添加於其並混合的方法；(IV)將共軛型聚合物與CNT置入溶媒中，且朝所述混合物照射超音波而混合的方法等。在本發明中，可使用任一方法，亦可使多個方法進行組合。
作為共軛型聚合物，可列舉出：聚噻吩(polythiophene)系聚合物、聚吡咯(polypyrrole)系聚合物、聚苯胺(polyaniline)系聚合物、聚乙炔(polyacetylene)系聚合物、聚對亞苯(Poly-p-phenylene)系聚合物、聚對亞苯基亞乙烯(Poly-p-phenylene vinylene系聚合物等，但並無特別限定。共軛型聚合物較佳地使用排列有單一的單體單元(monomer unit)者，亦可使用將不同的單體單元進行嵌段共聚者、無規共聚者。又，亦可使用接枝共聚者。
作為半導體層的形成方法，可使用電阻加熱蒸鍍、電子線射束、濺鍍、CVD等乾式法，但自製造成本或適合於大面積的觀點而言，較佳為使用塗佈法。具體而言，可較佳地使用旋轉塗佈法、刮刀塗佈法、槽模塗佈法、絲網印刷法、刮條塗佈法、鑄模法、印刷轉印法、浸漬後上拉法、噴墨法等，可根據塗膜厚度控制或配向控制等所欲取得的塗膜特性而選擇塗佈方法。又，對於所形成的塗膜，可在大氣下、減壓下、或者氮或氬等惰性氣體環境下進行退火(annealing)處理。
電容器13、電容器14、電容器15只要為通常被使用者即可，所使用的材料、形狀並無特別限定。作為電容器的形成方法，並無特別限制，例如，可列舉出與所述電極及絕緣層的形成方法為相同的方法。又，各電容器的電容值只要可適當選擇即可。
整流電路3可更具有包含調節器(regulator)等的電源電壓控制電路。電源電壓控制電路是使經整流電路3整流的電壓穩定化，從而使內部電源電壓穩定化者，電路構成、材料、形狀等可為任意，只要為通常所使用者即可。
內部電路4包含：控制電路、儲存電路、以及解調電路等。藉由自整流電路3供給的電源電壓而驅動，從而進行與自讀寫器發送的命令(command)相應的動作。例如，將自讀寫器發送的各種命令等進行解調並轉換為數位(digital)訊號，且進行命令判定，根據需要自儲存電路進行資料的讀出/寫入。與所述響應資料相應而使開關元件5進行動作。
控制電路、儲存電路、解調電路等的電路構成只要為通常所使用者即可，所使用的材料、形狀並無特別限定。再者，儲存電路例如包括電子可抹除可程式化唯讀記憶體(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory，EEPROM)等非揮發性記憶體，保存有各種資料等。
開關電路7至少包含開關元件5、及耦合配線6。開關元件5設置於內部電路4與耦合配線6之間。耦合配線6除了與開關元件5連接的部位以外，如圖1所示，未與天線2或其他任意電路、配線連接或接觸。
開關元件5只要是根據內部電路4的動作切換導通狀態與關斷狀態者即可，例如由場效應型電晶體構成。圖4表示由場效應型電晶體30構成的開關元件。場效應型電晶體30具有：源極電極31、閘極電極32、汲極電極33、基板34、絕緣層35、以及半導體層36。閘極電極32藉由絕緣層35與源極電極31及汲極電極33電性絕緣。半導體層36形成於源極電極31及汲極電極33之間。閘極電極32與內部電路4的輸出側電性連接，汲極電極33與耦合配線6電性連接。源極電極31連接於基準電位。
圖4所示的場效應型電晶體30是所謂底接觸-底閘極型構造，但亦可為底接觸-頂閘極型、頂接觸-底閘極型、頂接觸-頂閘極型等其他構造。各電極、基板、絕緣層的材料可為任意，各自的膜厚、寬度等為任意。
又，半導體層36的材料亦無特別限定，單體半導體、 化合物半導體、有機半導體、奈米碳材料等任意材料皆可，但自良好的電氣特性或響應性的速度、能夠實現藉由塗佈形成帶來的低成本化等而言，較佳為有機半導體或奈米碳材料。
其他，場效應型電晶體30所使用的材料、及構成場效應型電晶體30的各層的形成方法與連接著二極體的場效應型電晶體20為共通。
耦合配線6所使用的材料可為任意材料，只要為導電材料即可。自材料的使用效率提高的觀點、或所使用的材料的種類減少的觀點而言，耦合配線6所使用的材料較佳為與天線2所使用的材料相同。
耦合配線6的形狀可列舉出例如如圖1所示的L字狀，但可進行適當調整以有效率地進行與讀寫器的通訊。此時的配線寬度、長度等亦可進行適當調整。
在本實施形態1的無線通訊裝置中，當開關元件5為導通狀態時，天線2的阻抗藉由天線2與耦合配線6之間的靜電耦合的效果等而進行變動，藉由反射至讀寫器的電波的電量進行變化而進行通訊。此時，藉由將天線2與開關電路7配置為非接觸，而可減少開關元件5自整流電路3抽出電源電壓供給用的電流，亦即減少電源電壓的降低。因此，在對讀寫器發送響應訊號時，亦可自利用天線2接收到的電波對內部電路4穩定地供給電源電壓。
此時，天線2與開關電路7的最短距離、亦即天線2與 耦合配線6的最短距離X若為所通訊的電波的半波長左右以下的距離，則對天線2的阻抗有效率地施加變化。又，自通訊靈敏度的觀點而言，最短距離X愈短愈佳。具體而言，較佳為1cm以下，更佳為5mm以下。例如，在所通訊的電波頻率為920MHz的狀況下，最短距離X若為300μm以下則為進而佳。另一方面，自天線2的受電性能的觀點而言，較佳為確保適度的距離作為最短距離X，例如，較佳為10μm以上。
(變形例1)
圖5是表示實施形態1的變形例1的構成的圖。圖5所示的無線通訊裝置1-1的狀況下，開關電路7-1的耦合配線6-1沿著天線2呈與天線2大致相似的C字狀。此時的耦合配線6-1的配線寬度、長度等為任意，可進行適當調整。
(變形例2)
圖6是表示實施形態1的變形例2的構成的圖。圖6所示的無線通訊裝置1-2的狀況下，於開關電路7-2的開關元件5與耦合配線6之間插入有電容器16。此時的配線寬度、長度等為任意，可進行適當調整。又，電容器16只要為電容成分即可，並不限於通常所使用者，所使用的材料、形狀亦無特別限定。作為電容器的形成方法，並無特別限制，例如，可列舉出與所述電極及絕緣層的形成方法為相同的方法。又，被插入的電容器並不限於1個，亦可為2個以上，只要適當選擇其電容值即可。
所述情況只不過是一例，耦合配線的形狀為任意，只要 為除了與開關元件5連接的一個部位以外，未與天線2或其他任意電路或配線連接或接觸的構成即可。
(實施形態2)
本發明的實施形態2的無線通訊裝置具有圖7所示的構造。圖7所示的無線通訊裝置1a包括：天線2a、整流電路3a、內部電路4a、以及開關電路7a。開關電路7a具有開關元件5a、及耦合配線6a。整流電路3a及內部電路4a的構成是與在實施形態1中所說明的整流電路3及內部電路4的構成分別相同的構成。
在無線通訊裝置1a中，開關電路7a的耦合配線6a的形狀為環狀。即，耦合配線6a的兩端皆與開關元件5a連接。再者，耦合配線6a除了開關元件5a以外，未與呈C字狀的天線2a或其他任意電路、配線連接或接觸。
開關元件5a只要是根據內部電路4a的動作切換導通狀態與關斷狀態者即可，例如由場效應型電晶體構成。圖8表示由場效應型電晶體40構成的開關元件5a。場效應型電晶體40具有：源極電極41、閘極電極42、汲極電極43、基板44、絕緣層45、以及半導體層46。閘極電極42藉由絕緣層45與源極電極41及汲極電極43電性絕緣。半導體層46形成於源極電極41及汲極電極43之間。閘極電極42與內部電路4a的輸出側電性連接，汲極電極43與耦合配線6a電性連接。耦合配線6a的另一端與源極電極41電性連接。
圖8所示的場效應型電晶體40是所謂底接觸-底閘極型 構造，但亦可為底接觸-頂閘極型、頂接觸-底閘極型、頂接觸-頂閘極型等其他構造。
(變形例1)
圖9是表示實施形態2的變形例1的構成的圖。圖9所示的無線通訊裝置1a-1的狀況下，開關電路的耦合配線6a的邊中與天線2a相向的2條邊與天線2a的距離為最短距離X。再者，耦合配線6a的配線寬度、長度等為任意，可進行適當調整。再者，天線或耦合配線的形狀並不限於圖9。例如，亦可為耦合配線具有3條邊以上，其中與天線相向的邊的數目為3條以上的狀況。在此種狀況下，只要與天線相向的邊與天線的距離為最短距離X即可。
(變形例2)
圖10A、圖10B是表示實施形態2的變形例2的構成的圖。圖10A所示的無線通訊裝置1a-2的狀況下，開關電路7a-2的耦合配線6a-2呈橢圓形。進而，更佳為如圖10B所示的無線通訊裝置1a-3般：天線2a-3的內側面的一部分以呈與耦合配線6a-2同樣的橢圓形的一部分的方式穿設，耦合配線6a-2沿著其內側面的一部分相向。再者，耦合配線6a-2的配線寬度、長度等為任意，可進行適當調整。
(變形例3)
圖11A、圖11B是表示實施形態2的變形例3的構成的圖。圖11A所示的無線通訊裝置1a-4的狀況下，開關電路7a-4的耦合配線6a-4呈三角形。進而，更佳為如圖11B所示的無線通訊裝置 1a-5般：天線2a-5的內側面的一部分以呈與耦合配線6a-4同樣的三角形的一部分的方式穿設，耦合配線6a-4沿著其內側面的一部分相向。再者，耦合配線6a-4的配線寬度、長度等為任意，可進行適當調整。
(變形例4)
圖12是表示實施形態2的變形例4的構成的圖。圖12所示的無線通訊裝置1a-6的狀況下，開關電路7a-6的耦合配線6a-6呈沿著天線2a-6所具有的鋸齒形狀的一邊的蜿蜒(meander)狀。耦合配線6a-6的配線寬度、長度等為任意，可進行適當調整。
(變形例5)
圖13是表示實施形態2的變形例5的構成的圖。圖13所示的無線通訊裝置1a-7的狀況下，開關電路7a-7的耦合配線6a-7呈沿著天線2a的環狀，且其外觀呈大致L字形狀。藉由使用此種形狀的耦合配線6a-7，而可降低開關電路7a-7的面積。耦合配線6a-7的配線寬度、長度等為任意，可進行適當調整。
(變形例6)
圖14是表示實施形態2的變形例6的構成的圖。圖14所示的無線通訊裝置1a-8的狀況下，開關電路7a-7的耦合配線6a-7的邊中與天線2a相向的2條邊與天線2a的距離為最短距離X。再者，天線或耦合配線的形狀並不限於圖14。例如，可為耦合配線具有3條邊以上，其中與天線相向的邊的數目為3條以上的狀況。在此種狀況下，只要與天線相向的邊與天線的距離為最短距 離X即可。
(變形例7)
圖15是表示實施形態2的變形例7的構成的圖。圖15所示的無線通訊裝置1a-9的狀況下，於開關電路7a-9的開關元件5a與耦合配線6a之間插入有電容器16、電容器17。此時的配線寬度、長度等為任意，可進行適當調整。又，電容器16、電容器17只要為電容成分即可，並不限於通常所使用者，所使用的材料、形狀亦無特別限定。作為電容器的形成方法，並無特別限制，例如，可列舉出與所述電極及絕緣層的形成方法相同的方法。又，被插入的電容器並不限於2個，亦可為1個或3個以上，只要適當選擇其電容值即可。
所述變形例只不過是一例，耦合配線的形狀為任意，只要為除了與開關元件5a連接的2個部位以外未與天線及其他任一電路或配線連接或接觸的構成即可。在所述變形例中，由於在耦合配線上存在以與天線接近的距離而大致平行地延伸的部分，因此藉由感應耦合的效果等更易於使天線的阻抗進行變動。
根據以上所說明的本發明的實施形態2，可獲得與實施形態1相同的效果。
又，在實施形態1中，高頻電流的回傳通道(return pass)在內部電路中通過，但在實施形態2中，由於高頻電流通道在環路內完結，因此可將基準電位或內部電路的配線圖案的設計簡易化。自以上所述可知，實施形態2為更佳。
再者，自通訊靈敏度的觀點而言，如實施形態2的變形例1般，天線2a與耦合配線6a的距離為大致最短距離X的長度的部分較佳為長，如實施形態2的變形例6般，若具有可降低開關電路7a-7的面積的構成則更佳。具體而言，耦合配線的長度較佳為所通訊的電波的1/64波長以上的長度，在耦合配線中最短距離X下，與天線大致並行地延伸的部分的長度較佳為所通訊的電波的1/64波長以上的長度。又，所述各長度若各自為1/16波長以上的長度則為更佳。另一方面，自天線的受電性能的觀點而言，所述各長度較佳為不過於長，例如，較佳為所通訊的電波的1/4波長以下的長度。
作為所通訊的電波的較佳波長區域為高頻(High Frequency，HF)帶、特高頻(Very High Frequency，VHF)帶及超高頻(Ultra High Frequency，UHF)帶，進而，UHF帶為更佳。
(實施形態3)
本發明的實施形態3的無線通訊裝置具有圖16所示的構造。圖16所示的無線通訊裝置1b包括：天線2b、整流電路3b、內部電路4b、及開關電路7b。天線2b呈適宜於HF帶的線圈狀。開關電路7b具有開關元件5b、及耦合配線6b。整流電路3b、內部電路4b、及開關電路7b的構成為與實施形態1、或實施形態2中所說明的任一無線通訊裝置中的整流電路、內部電路、及開關電路的構成分別相同的構成。圖16中，耦合配線6b呈環形形狀，其中的2條邊以沿著天線2b的最內周的2條邊相隔最短距離X的方 式配置。再者，耦合配線6b的形狀為任意，只要為除了與開關元件5b連接的部位以外未與天線2b及其他任一電路或配線連接或接觸的構成即可。又，自通訊靈敏度的觀點而言，天線2b與耦合配線6b的距離為大致最短距離X的長度的部分的長度較佳為天線2b的長度的10%左右。
根據以上所說明的本發明的實施形態3，可獲得與實施形態1、實施形態2相同的效果。
再者，圖16中天線2b呈四方環狀，與此相伴，耦合配線6b亦呈四方形狀，但更通常而言，天線亦可呈多邊形的環狀。此時，耦合配線的形狀亦根據天線的形狀而決定。具體而言，只要耦合配線所具有的邊中，與天線相向的邊與天線的距離成為最短距離X即可。
(其他實施形態)
如上文所述般，列舉了幾個例子進行了說明，但本發明的實施形態並不限於所述形態，天線的形狀、耦合配線的形狀、開關電路的配置位置為任意。
又，將天線與耦合配線記載於同一平面上，但無需一定在同一平面上，即便為立體的位置關係亦可。例如，可為在含有天線的層上設置有絕緣層、或絕緣基板、並在其上方配置開關電路的耦合配線的構成等。此時，可為在自上表面側(圖1等所示的側)觀察無線通訊裝置時天線與耦合配線的位置的至少一部分為重疊的構成。藉由絕緣層、或絕緣基板的存在，而可確保兩者 為非接觸。
再者，所述的實施形態或變形例的構成圖可更包含未記載於此處的電容器、電阻、二極體、電感(inductor)、電晶體等各種元件、或使所述元件進行組合的電路等。
1a:無線通訊裝置
2a:天線
3a:整流電路
4a:內部電路
5a:開關元件
6a:耦合配線
7a:開關電路
X:最短距離

Claims (10)

  1. 一種無線通訊裝置，其包括：天線，發送接收電波；整流電路，連接於所述天線，將所述天線接收到的電波進行整流而產生電壓；內部電路，藉由在所述整流電路中產生的電壓而進行動作；以及開關電路，配置為與所述天線非接觸，基於所述內部電路的輸出訊號進行動作；所述開關電路包含配線、及開關元件，藉由所述開關元件的動作，所述配線通過靜電或感應耦合以非接觸的方式使所述天線的共振或阻抗進行變化。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的無線通訊裝置，其中所述開關電路所含的所述配線為耦合配線，所述耦合配線與所述開關元件連接，且其至少一部分非接觸地配置於所述天線的附近。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的無線通訊裝置，其中所述耦合配線的至少一部分與所述天線大致平行地配置。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的無線通訊裝置，其中所述天線與所述開關電路的最短距離為1cm以下。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的無線通訊裝置，其中所述開關電路所含的所述配線的長度為所通訊的電波的1/64波長以上。
  6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的無線通訊裝置，其中所述開關電路所含的所述配線為環狀。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的無線通訊裝置，其中所述開關電路所含的環狀的所述配線的長度為所通訊的電波的1/64波長以上。
  8. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的無線通訊裝置，其中所述整流電路為倍壓整流電路。
  9. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的無線通訊裝置，其中所述整流電路包含具有半導體塗佈層的整流元件。
  10. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的無線通訊裝置，其中所述整流電路包含具有半導體層的整流元件，所述半導體層包含碳奈米管，所述碳奈米管的表面的至少一部分上附著有共軛型聚合物。
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