天線裝置和通信裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及與RF-ID、NFC等IC卡、IC標(biāo)簽等無線通信介質(zhì)進(jìn)行通信的天線裝置 和通信裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有的RF_ID(RadioFrequencyIdentification)、NFC(Nearfield communication)等天線中，對接近的金屬的對策成為課題。即，在這些天線收納在通信裝置 中的情況下，天線以被例如金屬框體、電磁波屏蔽罩、液晶面板內(nèi)的金屬板、用于確保強(qiáng)度 的框架等金屬部包圍的方式配置。因此，當(dāng)天線欲進(jìn)行通信時，減弱天線的電流、磁場的渦 電流在金屬部流動，從而降低天線的通信性能。特別是在天線的通信方向上配置金屬體時， 會大幅降低通信性能。
[0003] 因此，提出有一種利用周圍的金屬板來提高環(huán)形天線的通信性能的天線裝置（例 如參考專利文獻(xiàn)1)。即，通過在金屬板上設(shè)置貫通孔（開口部）和狹縫，并使貫通孔與環(huán)形 天線的開口部重合，從而使在環(huán)形天線中流動的電流和在金屬板外周流動的渦電流的方向 相同。即，如天線那樣利用金屬板的外周。
[0004] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利第4684832號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 然而，在專利文獻(xiàn)1所述的技術(shù)中，由于使用環(huán)形天線，因此難以使天線實(shí)現(xiàn)一定 程度以上的小型化。即，若環(huán)形天線無法確保開口部的面積則難以維持通信性能，形狀在平 面上擴(kuò)展，難以兼顧小型化和通信性能的提高。另外，由于形成在金屬板上的貫通孔與環(huán)形 天線的開口部的大小大致相同，因此，需要在金屬板等上開有較大的貫通孔以降低金屬板 的強(qiáng)度，或者需要減小環(huán)形天線的開口部以降低通信性能。另外，由于如天線那樣利用金屬 板的外周，因此箱形金屬框體無法獲得該性能。
[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種天線裝置和通信裝置，使用小型化的天線，即使在天 線配置在箱形金屬框體的內(nèi)部的情況下、或者貫通孔面積比天線面積小，也能夠具備比環(huán) 形天線廣的可通信區(qū)域。
[0007] 本發(fā)明的一方式提供一種天線裝置，具備：線圈天線，卷繞有繞線；導(dǎo)電體，具備 與上述線圈天線的繞線相向的面，并以上述線圈天線的卷軸與上述面平行或傾斜相交的方 式配置；至少兩個第一絕緣區(qū)域，設(shè)置在上述導(dǎo)電體上，且在上述線圈天線的卷軸方向上分 離地配置；第二絕緣區(qū)域，將上述至少兩個第一絕緣區(qū)域之間連接，上述至少兩個第一絕緣 區(qū)域各自的長度方向分別與上述線圈天線的卷軸方向交叉，上述導(dǎo)電體的上述面上的、夾 在上述至少兩個第一絕緣區(qū)域中處于最外側(cè)的兩個上述第一絕緣區(qū)域之間的區(qū)域的至少 一部分與上述線圈天線相向。
[0008] 發(fā)明效果
[0009] 根據(jù)本發(fā)明，在小型化的天線中，即使在天線配置于箱形金屬框體的內(nèi)部的情況 下、或者貫通孔面積比天線面積小，也能夠獲得良好的通信性能。而且，能夠提供具備比環(huán) 形天線廣的可通信區(qū)域的天線裝置和通信裝置。
【附圖說明】
[0010] 圖IA是搭載有本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的便攜式終端的分解立體圖。
[0011] 圖IB是搭載有本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的便攜式終端的分解立體圖。
[0012] 圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的立體圖。
[0013] 圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的分解立體圖。
[0014] 圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的導(dǎo)體配置部和調(diào)整圖案的圖。
[0015] 圖5是在與圖1不同的位置搭載有本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的便攜式終端的分解 立體圖。
[0016] 圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的電感調(diào)整的圖。
[0017] 圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的制造工序的例子的圖。
[0018] 圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的天線和金屬體的配置關(guān)系的圖。
[0019] 圖9是表示電流在本發(fā)明的實(shí)施方式的天線中流動時的電流和磁通量的關(guān)系的 圖。
[0020] 圖10是表示圖9的電流流動時在金屬體中流動的渦電流的圖。
[0021] 圖11是表示產(chǎn)生在金屬體中流動的電流的磁場的圖。
[0022] 圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的金屬體的狹縫的圖。
[0023] 圖13是本發(fā)明的實(shí)施方式的便攜式終端的背面罩側(cè)的立體圖。
[0024] 圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的天線與第一狹縫和第二狹縫的位置關(guān)系的立體 圖。
[0025] 圖15A是表示圖14中的天線所產(chǎn)生的磁通量的圖。
[0026] 圖15B是表示圖14中的天線所產(chǎn)生的磁通量的圖。
[0027] 圖16是表示通過圖15中的磁通量在背面罩流動的渦電流的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面，參考附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。
[0029] 本發(fā)明的實(shí)施方式的天線裝置的特征在于，具備：線圈天線，卷繞有繞線；導(dǎo)電 體，具備與上述線圈天線的繞線相向的面，并以上述線圈天線的卷軸與上述面平行或傾斜 相交的方式配置；至少兩個第一絕緣區(qū)域，設(shè)置在上述導(dǎo)電體上，并在上述線圈天線的卷軸 方向上分離地配置；及第二絕緣區(qū)域，將上述至少兩個第一絕緣區(qū)域之間連接；上述至少 兩個第一絕緣區(qū)域各自的長度方向分別與上述線圈天線的卷軸方向交叉，上述導(dǎo)電體的上 述面上的、夾在上述至少兩個第一絕緣區(qū)域中的最外側(cè)的兩個上述第一絕緣區(qū)域之間的區(qū) 域的至少一部分與上述線圈天線相向。由此，在本實(shí)施方式的天線裝置中，在小型化的天線 中，即使在天線配置于箱形金屬框體的內(nèi)部的情況下、或者貫通孔面積比天線面積小，也能 夠獲得良好的通信性能。而且，能夠提供具備比環(huán)形天線廣的可通信區(qū)域的天線裝置和通 信裝置。
[0030] (實(shí)施方式）
[0031] 圖1是搭載有本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的便攜式終端的分解立體圖。圖IA是形 成有U字形狹縫的圖，圖IB是形成有L字形狹縫的圖。便攜式終端1由顯示面板2、背面罩 3、收納在顯示面板2和背面罩3之間的蓄電池4、相機(jī)5、電子電路基板6等構(gòu)成。如圖1 所示，有時顯示面板2為觸摸面板方式而不存在操作用按鈕，但顯示面板2有觸摸面板方式 的情況和不是觸摸面板方式的情況，也可以具備另外的操作用按鈕。顯示面板2為液晶面 板，并具備面板罩2a。在金屬的背面罩3上通過膠帶粘貼或螺釘固定等方式搭載有本發(fā)明 的一實(shí)施方式的線圈天線即天線8。在本實(shí)施方式中，將天線8固定在背面罩3上，但也可 以固定在框架上。另外，框架可以是金屬制，也可以是樹脂制。天線8利用如該背面罩3那 樣從天線8觀察配置在通信方向上的金屬體（導(dǎo)電體）進(jìn)行通信。導(dǎo)電體優(yōu)選為金屬體， 但也可以使用其它材質(zhì)。例如，在想要跨越配置得比天線8更靠顯示面板2側(cè)的金屬體而 與天線8進(jìn)行通信的情況下，通過在該金屬體上開有狹縫而能夠進(jìn)行通信，此時，即使背面 罩3不是金屬也沒有關(guān)系。此外，在本實(shí)施方式中，天線8接近背面罩3的上部周緣部（靠 近遠(yuǎn)離蓄電池4的相機(jī)5的周緣部）而配置，配置在相機(jī)5和背面罩3的上部周緣部之間。 第一狹縫IOa和第二狹縫IOb與天線8相同，配置在相機(jī)用貫通孔和背面罩3的上部周緣 部之間。天線8也可以以與蓄電池4重疊的方式配置，但以與更薄的電子電路基板6重疊 的方式配置更能夠減薄整個便攜式終端1。此外，在本實(shí)施方式中，背面罩3為較為平坦的 形狀，但背面罩3也可以是曲面。
[0032] 在天線8的與電子電路基板6的相向面上設(shè)置有用于通過與電子電路基板6連接 而形成天線裝置的外部連接端子8a和8b。電子電路基板6與天線8的連接考慮有引腳的 接觸、連接器連接、導(dǎo)線的焊接等。在本實(shí)施方式中，在電子電路基板6中具備天線輸入輸 出用引腳7a、7b。如通常公知的那樣，天線輸入輸出用引腳7a和7b與配置有匹配電路和控 制IC等的電子電路基板6上的天線控制部9連接。而且，通過該天線輸入輸出用引腳7a、 7b與線圈部連接而形成天線裝置，該線圈部將設(shè)于天線8上的外部連接端子8a和8b作為 兩端部。此外，在背面罩3和顯示面板2之間形成的空間內(nèi)，除RF-ID用1C、匹配電路之外， 還配置有其它頻率用天線、揚(yáng)聲器、RF模塊等元件。
[0033] 在圖IA中，在背面罩3上設(shè)置有呈U字形狀的狹縫。該狹縫具備：與天線8的卷 軸（為線圈軸，以線圈軸為中心來卷繞天線8的導(dǎo)線）大致平行的兩條第一狹縫IOa和將 兩條第一狹縫IOa之間連接的第二狹縫10b。第一狹縫IOa和第二狹縫IOb可以為曲線、彎 折線，因此，通過第一狹縫IOa和第二狹縫10b，可以形成U字、H字、Z字、S字、數(shù)字2、5等 各種形狀。另外，在圖IB中，在背面罩3上設(shè)置有呈L字形狀的狹縫。即，第一狹縫IOa為 1條，第二狹縫IOb為1條。但是，由圖IB可知，將背面罩3的端部（邊緣）作為第二條第 一狹縫IOa來使用。這樣一來，在背面罩3這樣的金屬體上，只要具備相當(dāng)于至少兩條第一 狹縫IOa和一條第二狹縫IOb的貫通孔、端部、缺口等即可。
[0034] 天線8配置在第一狹縫IOa和第二狹縫IOb附近。即，整個天線8或者其大部分 面向背面罩3 (金屬體），可以接觸也可以分離。
[0035] 圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的立體圖。另外，圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式的天 線的分解立體圖。另外，圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的導(dǎo)體配置部和設(shè)置在導(dǎo)體 配置部的線圈圖案及調(diào)整圖案的圖。
[0036] 如圖2所示，本實(shí)施方式的天線8具備：芯材11，由鐵氧體、非晶質(zhì)、硅鋼、坡莫合 金、軟磁性材料等磁性體形成；及柔性基板12,以包裹芯材周圍的方式配置，且在主要由樹 脂組成的支撐體上形成有線圈圖案（導(dǎo)線）等。在本實(shí)施方式中，芯材11由鐵氧體構(gòu)成，在 本實(shí)施方式中尺寸為13. 7X33. 5X0. 3mm，因燒成尺寸偏差可能成為13. 4?14mmX33. 2? 33. 8mmX0. 27?0. 33mm左右。芯材11的形狀是平行六面體，尤其可以說成是長方體的板 狀。此處提到的線圈圖案是指產(chǎn)生用于與未圖示的IC卡、IC標(biāo)簽等無線通信介質(zhì)進(jìn)行通 信的磁力線的圖案。在圖2和圖3中，形成有將具有箭頭的直線S作為線圈軸（線圈的卷 軸）的線圈圖案。線圈圖案和后面說明的調(diào)整圖案一般由銅箔形成，該銅箔形成于例如柔 性基板12具有的、聚酰亞胺薄膜和覆蓋膜或保護(hù)膜這兩層樹脂層之間。線圈軸S為大致以 該線圈軸S為中心卷繞有線圈圖案的軸，其與柔性基板12的線圈圖案大致垂直。對于包含 該線圈圖案且形成在柔性基板12上的導(dǎo)體圖案，后面會在圖4中詳細(xì)說明。此外，導(dǎo)線不 限于基于導(dǎo)體圖案的導(dǎo)