專利名稱：線圈天線結(jié)構(gòu)和便攜式電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含在便攜式電子設(shè)備中的線圈天線結(jié)構(gòu)以及設(shè)有這種結(jié)構(gòu)的便攜式電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來變得普及的非接觸式IC卡被配置成當(dāng)來自讀取器/寫入器的磁通穿過設(shè)置在卡中的平面線圈時與讀取器/寫入器通信。
在包含這類非接觸式IC卡的芯片的蜂窩電話等設(shè)備中，上述平面線圈被設(shè)置在蜂窩電話的殼體的任何一個表面中(在表面附近)。由于設(shè)有包含接地電極、金屬電池盒等的電路基板，因此磁通難以穿過蜂窩電話的內(nèi)部。因此產(chǎn)生通信距離減小的問題。此外還存在靈敏度隨著方向變化的問題。例如，當(dāng)將蜂窩電話在被顛倒的情況下執(zhí)于讀取器/寫入器上時，通信可能完全無法進(jìn)行。
在專利文獻(xiàn)1中公開了一種配置，其中將高磁導(dǎo)率材料片設(shè)置在線圈天線和一物體之間。
專利文獻(xiàn)1日本未審專利申請第2000-113142號公報。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題在上述專利文獻(xiàn)1中公開的信息存儲裝置具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中一薄片被固定于該物體的固定表面上。因此，當(dāng)該裝置被應(yīng)用于例如蜂窩電話時，可通過被固定于例如蜂窩電話的電池組的方式將其包含入蜂窩電話。
上述結(jié)構(gòu)對于從殼體一個方向一側(cè)到來的磁通來說是有效的。然而，它對從與之相反的另一方向一側(cè)到來的磁通是無效的。結(jié)果，問題仍未解決，由此當(dāng)將蜂窩電話在顛倒的情況下執(zhí)于讀取器/寫入器上時仍然無法進(jìn)行通信。
因此，為了克服上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種線圈天線裝置，即使當(dāng)包含非接觸式IC卡芯片的便攜式電子設(shè)備在顛倒的情況下被執(zhí)于讀取器/寫入器上時，該線圈天線裝置也能通信，并且能夠確保所要求的通信距離量；以及提供設(shè)有該裝置的便攜式電子設(shè)備。
解決這些問題的手段為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明諸方面的線圈天線和便攜式電子設(shè)備具有如下的配置(1)一線圈天線被配置成包括具有第一主表面和與之相對的第二主表面的扁平殼體，并且在該殼體中包括磁性部件和圍繞該磁性部件的線圈部件，該磁性部件至少在殼體的厚度方向上延伸并起到從第一主表面一側(cè)到第二主表面一側(cè)的磁路的作用。
(2)該線圈天線被配置成使上述磁性部件起到第一磁性部件的作用，并且與第一磁性部件磁連接的第二磁性部件被設(shè)置在上述殼體的第一主表面一側(cè)。
(3)該線圈天線被配置成使磁連接于第一磁性部件的第三磁性部件被設(shè)置在上述殼體的第二主表面一側(cè)。
(4)該線圈天線被配置成使第一、第二和第三磁性部件由一體的磁性部件構(gòu)成。
(5)上述一體的磁性部件是在上述殼體的第一主表面和第二主表面上彎曲的薄片形磁性部件。
(6)該線圈天線被配置成設(shè)有分別都是由上述第一、第二和第三磁性部件組成的多個組。
(7)該線圈天線被配置成使第二磁性部件和第三磁性部件中的至少一個與第一磁性部件分離地形成。
(8)該線圈天線被配置成使一間隙被插在第一磁性部件和與第一磁性部件分離地形成的第二或第三磁性部件之間。
(9)該線圈天線被配置成在上述殼體的表面方向上，規(guī)定第二和第三磁性部件的橫截面積大于第一磁性部件的橫截面積。
(10)該線圈天線結(jié)構(gòu)被配置成使第二和第三磁性部件具有接近薄片或薄膜的形狀。
(11)該磁性天線被配置成使第一磁性部件具有接近薄片或薄膜的形狀。
(12)該線圈天線被配置成使第一磁性部件被設(shè)置在上述殼體的端部附近。
(13)一電路基板被設(shè)置在上述殼體中，第一磁性部件被設(shè)置成穿透該電路基板，并且朝遠(yuǎn)離第一磁性部件的方向延伸的切口部分至少被設(shè)置在電路基板的圍繞第一磁性部件的部分的導(dǎo)體中。
(14)上述殼體設(shè)有液晶顯示面板所用的導(dǎo)電框架，并且前述第一磁性部件被設(shè)置在由該導(dǎo)電框架形成的環(huán)路的外側(cè)。
(15)在上述導(dǎo)電框架的外側(cè)形成一收縮部分，并且上述第一磁性部件被設(shè)置在該收縮部分中。
(16)用于限制磁通經(jīng)由不同于包括上述第一磁性部件的上述磁路的路線通過的一磁壘部件被設(shè)置在上述第一磁性部件附近。
(17)用于限制磁通經(jīng)由不同于包括上述第一磁性部件的上述磁路的路線通過的一磁壘部件被設(shè)置在第二和第三磁性部件的相對表面中的至少一個上或設(shè)置在相對表面內(nèi)。
(18)該線圈天線被配置成使上述殼體作為主殼體，設(shè)置與主殼體一起構(gòu)成蛤殼(clamshell)結(jié)構(gòu)的次殼體，并且將第一磁性部件設(shè)置在主殼體的用于連接次殼體的連接樞軸部分。
(19)該線圈天線被配置成使上述殼體作為主殼體，設(shè)置能相對于主殼體自由打開或合攏的次殼體，并在次殼體中設(shè)置第四磁性部件，該第四磁性部件至少在次殼體的厚度方向上延伸，并起到從次殼體的第一主表面至第二主表面的磁路的作用，并在次殼體相對于主殼體被合攏時，被磁連接于第一磁性部件。
(20)該線圈天線被配置成使磁連接于第四磁性部件的第五磁性部件被設(shè)置在次殼體的第一主表面一側(cè)，而磁連接于第四磁性部件的第六磁性部件被設(shè)置在次殼體的第二主表面一側(cè)。
(21)該線圈天線被配置成使第五和第六磁性部件與第四磁性部件一起被一體地形成。
(22)上述一體的磁性部件是在上述次殼體的第一主表面和第二主表面上彎曲的薄片形磁性部件。
(23)該線圈天線被配置成設(shè)有分別都是由上述第四、第五和第六磁性部件組成的多個組。
(24)該線圈天線被配置成使第五磁性部件和第六磁性部件中的至少一個與第四磁性部件分離地形成。
(25)該線圈天線被配置成使一間隙被插在第四磁性部件和與第四磁性部件分離地形成的第五或第六磁性部件之間。
(26)該線圈天線被配置成在次殼體的表面方向上，規(guī)定第五和第六磁性部件的橫截面積大于第四磁性部件的橫截面積。
(27)該線圈天線被配置成使第五和第六磁性部件具有接近薄片或薄膜的形狀。
(28)該線圈天線被配置成使第四磁性部件具有接近薄片或薄膜的形狀。
(29)該線圈天線被配置成使第四磁性部件被設(shè)置在次殼體的一個端部的附近。
(30)一電路基板被設(shè)置在前述次殼體內(nèi)，第四磁性部件被設(shè)置成穿透該電路基板，并且朝遠(yuǎn)離第四磁性部件的方向延伸的切口部分至少被設(shè)置在電路基板的圍繞第四磁性部件的部分的導(dǎo)體中。
(31)上述次殼體設(shè)有液晶顯示面板所用的導(dǎo)電框架，并且前述第四磁性部件被設(shè)置在由該導(dǎo)電框架形成的環(huán)路的外側(cè)。
(32)在前述導(dǎo)電框架的外側(cè)形成一收縮部分，并且前述第四磁性部件被設(shè)置在該收縮部分中。
(33)用于限制磁通經(jīng)由不同于包括上述第四磁性部件的上述磁路的路線通過的一磁壘部件被設(shè)置在上述第四磁性部件附近。
(34)用于限制磁通經(jīng)由不同于包括上述第四磁性部件的上述磁路的路線通過的一磁壘部件被設(shè)置在前述第五和第六磁性部件的相對表面中的至少一個上，或設(shè)置在由相對表面所包夾的空間中。
(35)前述殼體設(shè)有液晶顯示面板所用的導(dǎo)電框架，該框架圍繞前述磁路，并且設(shè)有非導(dǎo)電部分作為該導(dǎo)電框架的一部分。
(36)一線圈天線被配置成包括磁性部件，該磁性部件被設(shè)置成使磁通穿過以繞過或穿透具有相對較低磁導(dǎo)率的區(qū)域；以及圍繞該磁性部件的線圈部件。
(37)該線圈天線被配置成使前述磁性部件作為第一磁性部件，磁連接于第一磁性部件的第二磁性部件被設(shè)置在第一磁性部件的至少一端一側(cè)上，并且在與第一磁性部件的延伸方向垂直的方向上，規(guī)定第二磁性部件的橫截面積大于第一磁性部件的橫截面積。
(38)根據(jù)本發(fā)明一個方面的便攜式電子設(shè)備被配置成包括諸前述線圈天線結(jié)構(gòu)中的任何一種。
優(yōu)點(1)一線圈天線被配置成在扁平殼體內(nèi)包括磁性部件和圍繞該磁性部件的線圈部件，該磁性部件在殼體的厚度方向上延伸，并起到從第一主表面至第二主表面的磁路的作用。從而，該磁性部件起到磁通從第一主表面到第二主表面一側(cè)行或與之相反的方向行進(jìn)的磁路的作用，并且該線圈部件被設(shè)置在該磁路中，由此當(dāng)例如非接觸式IC卡與該線圈天線連接時，可通過將殼體執(zhí)于讀取器/寫入器之上來進(jìn)行通信，而不管是第一主表面一側(cè)或第二主表面一側(cè)的哪個表面對著讀取器/寫入器。
(2)磁連接于在殼體厚度方向上延伸的第一磁性部件的第二磁性部件被設(shè)置在殼體的第一主表面一側(cè)。由此，磁路的磁壘降低，磁通匯聚的效果得以提高，并且穿過線圈部件的磁通密度增大，由此距離讀取器/寫入器的通信距離得以增加。
(3)第三磁性部件被磁連接于第一磁性部件。由此，使磁通在第一磁性部件上會聚的效果進(jìn)一步提高。
(4)第二和第三磁性部件與例如第一磁性部件一起形成一體。由此可防止磁通泄漏，并且能提高磁通在第一磁性部件上的匯聚效果。
(5)該一體的磁性部件由在殼體的第一主表面和第二主表面上彎曲的薄片形磁性部件組成。由此可在有限的空間內(nèi)構(gòu)造磁路，并且可不增大殼體尺寸地構(gòu)造便攜式電子設(shè)備。
(6)設(shè)置分別都包括第一、第二和第三磁性部件的多個組。由此可提高其通信靈敏性和穩(wěn)定性。
(7)第二磁性部件和第三磁性部件中的至少一個與第一磁性部件分離地形成。由此，可方便地將其包含于殼體內(nèi)。
(8)可通過在第一磁性部件以及與第一磁性部件分離地形成的第二或第三磁性部件之間插入間隙來起到相似效果。
(9)在殼體表面方向上，規(guī)定第二和第三磁性部件的橫截面積大于第二磁性部件的橫截面積。由此，能有效地提高磁通在第一磁性部件上會聚的效果，同時殼體中由線圈部件圍繞的第一磁性部件的體積被保持為很小。
(10)第二和第三磁性部件被規(guī)定為接近薄片或薄膜的形狀。由此，可減少殼體中第二和第三磁性部件所占的體積，并可使整個設(shè)備小型化。
(11)可通過規(guī)定第一磁性部件為接近薄片或薄膜的形狀來進(jìn)一步增進(jìn)小型化的效果。
(12)第一磁性部件被設(shè)置在殼體的端部附近。由此，可防止殼體中的基板布置的沖突，并且能有效地利用空間。
(13)第一磁性部件被設(shè)置成穿透殼體中的電路基板，并且一切口部分被設(shè)置在電路基板的圍繞第一磁性部件的部分中。由此，當(dāng)磁通通過第一磁性部件時在電路基板中產(chǎn)生的渦電流造成的反電動勢被抑制，并且第一磁性部件的有效磁導(dǎo)率的降低可被抑制。
(14)上述第一磁性部件被設(shè)置在由包含在上述殼體內(nèi)的、液晶顯示面板所用導(dǎo)電框架形成的環(huán)路的外側(cè)。由此，當(dāng)磁通通過第一磁性部件時，沒有渦電流流過該導(dǎo)電框架，因此不產(chǎn)生渦電流引起的反電動勢，并且能避免第一磁性部件的有效磁導(dǎo)率的降低。
(15)收縮部分被形成在液晶顯示面板所用的導(dǎo)電框架外側(cè)上，并且第一磁性部件被設(shè)置在該收縮部分中。由此，可將第一磁性部件設(shè)置在由該導(dǎo)電框架形成的環(huán)路的外側(cè)而不減小該導(dǎo)電框架的尺寸。
(16)用于限制磁通經(jīng)由不同于包含第一磁性部件的磁路的路線通過的磁壘部件被設(shè)置在第一磁性部件附近。由此能進(jìn)一步匯聚與線圈部件相互鏈接的磁通。
(17)用于限制磁通經(jīng)由不同于包含第一磁性部件的磁路的路線通過的磁壘部件被設(shè)置在第二和第三磁性部件的相對表面中的至少一個上，或設(shè)置在由相對表面包夾的空間中。由此，可使與線圈部件相互鏈接的磁通進(jìn)一步匯聚。
(18)第一磁性部件被設(shè)置在用于將次殼體連接于設(shè)有磁性部件和線圈部件的主殼體的連接樞軸部分。結(jié)果，可防止由次殼體引起的干擾。
(19)在包含主殼體和能夠相對主殼體自由打開或合攏的次殼體的結(jié)構(gòu)中，設(shè)置起到從次殼體的第一主表面至第二主表面的磁路的作用第四磁性部件，并且該第四磁性部件被磁連接于主殼體一側(cè)的第一磁性部件。由此可構(gòu)建穿透主殼體和次殼體的磁路，并且即使當(dāng)次殼體相對主殼體被合攏時，仍能執(zhí)行作為線圈天線的功能。
(20)磁連接于第四磁性部件的第五和第六磁性部件被設(shè)置在上述次殼體的第一和第二主表面上。結(jié)果可減少次殼體中的磁路的磁阻，并提高磁通匯聚的效果。
(21)當(dāng)?shù)谖搴偷诹判圆考c第四磁性部件一起被一體地形成時，部件數(shù)得以減少并且能進(jìn)一步減少磁通泄漏。
(22)一體的磁性部件由在次殼體的第一主表面和第二主表面上彎曲的薄片形磁性部件組成。由此，可在有限空間內(nèi)構(gòu)建磁路，并且可構(gòu)造便攜式電子設(shè)備而不使其殼體尺寸增加。
(23)設(shè)置分別都是由第四、第五和第六磁性部件組成的多個組。由此，可提高其通信靈敏性和穩(wěn)定性。
(24)第五磁性部件和第六磁性部件中的至少一個與第四磁性部件分離地形成。由此，可容易地增加次殼體中這些磁性部件的布置的靈活性。
(25)可通過在第四磁性部件以及與第四磁性部件分離地形成的第五或第六磁性部件之間插入一間隙來實現(xiàn)相似的效果。
(26)在殼體表面方向上，規(guī)定第五和第六磁性部件的橫截面積大于第四磁性部件的橫截面積。由此，可減少包含在次殼體內(nèi)的第四磁性部件的體積，并使整個設(shè)備小型化。
(27)第五和第六磁性部件被規(guī)定為接近薄片或薄膜的形狀。由此，殼體中由第五和第六磁性部件占據(jù)的體積得以減少，并且能使整個設(shè)備小型化。
(28)通過規(guī)定第四磁性部件具有接近薄片或薄膜的形狀而進(jìn)一步提高小型化效果。
(29)第四磁性部件被設(shè)置在殼體的端部附近。由此可防止殼體中基板布置的沖突，并且能有效地利用空間。
(30)第四磁性部件被設(shè)置成穿透次殼體中的電路基板，并且切口部分被設(shè)置在電路基板的圍繞第四磁性部件的部分中。由此可抑制由渦電流產(chǎn)生的反電動勢，并且可抑制有效磁導(dǎo)率的降低。
(31)第四磁性部件被設(shè)置成穿透次殼體的電路基板，并且將切口部分設(shè)置在電路基板的圍繞第四磁性部件的部分中。由此當(dāng)磁通通過第四磁性部件時由電路基板中產(chǎn)生的渦電流造成的反電動勢被抑制，并且可抑制第四磁性部件中的有效磁導(dǎo)率的降低。
(32)收縮部分被形成在液晶顯示面板所用的導(dǎo)電框架的外側(cè)，并且第四磁性部件被設(shè)置在該收縮部分中。由此，可將第四磁性部件設(shè)置在由該導(dǎo)電框架形成的環(huán)路的外側(cè)而不會減小該導(dǎo)電框架的尺寸。
(33)用于限制磁通經(jīng)由不同于包含第四磁性部件的磁路的路線通過的磁壘部件被設(shè)置在第四磁性部件的附近。由此，可使與線圈部件相互鏈接的磁通進(jìn)一步匯聚。
(34)用于限制磁通經(jīng)由不同于包含第四磁性部件的磁路的路線通過的磁壘部件被設(shè)置在第五和第六磁性部件的相對表面中的至少一個上，或設(shè)置在由相對表面包夾的空間中。由此可使與線圈部件相互鏈接的磁通進(jìn)一步匯聚。
(35)設(shè)置不導(dǎo)電部分作為液晶顯示面板所用的導(dǎo)電框架的一部分，該框架圍繞磁路。由此，可防止渦電流通過該導(dǎo)電框架，因此不產(chǎn)生由渦電流引起的反電動勢，并且能夠避免第一和/或第四磁性部件的有效磁導(dǎo)率的降低。
(36)磁性部件和圍繞該磁性部件的線圈部件被設(shè)置成使磁通通過以繞過或穿透具有相對較低的磁導(dǎo)率的區(qū)域。由此，可通過將設(shè)有此線圈天線的便攜式電子設(shè)備執(zhí)于讀取器/寫入器上以與設(shè)有線圈天線的非接觸式IC芯片通信，而不管是正面還是背面的表面對著讀取器/寫入器。
(37)磁連接于第一磁性部件的第二磁性部件被設(shè)置在第一磁性部件的至少一端一側(cè)上，并且在與第一磁性部件的延伸方向垂直的方向上，規(guī)定第二磁性部件的橫截面積大于第一磁性部件的橫截面積。由此能有效地提高磁通在第一磁性部件上的匯聚效果，同時殼體中由線圈部件圍繞的第一磁性部件的體積可被小型化。
(38)根據(jù)本發(fā)明的便攜式電子設(shè)備，可通過在扁平殼體的任何一個表面對著讀取器/寫入器的情況下將其執(zhí)于讀取器/寫入器上來進(jìn)行與讀取器/寫入器的通信。


圖1是示出根據(jù)第一實施例的線圈天線結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是示出設(shè)有根據(jù)第二實施例的線圈天線結(jié)構(gòu)的蜂窩電話的配置的圖。
圖3是示出設(shè)有根據(jù)第三實施例的線圈天線結(jié)構(gòu)的蜂窩電話的配置的圖。
圖4是示出設(shè)有根據(jù)第四實施例的線圈天線結(jié)構(gòu)的蜂窩電話的配置的圖。
圖5是示出將根據(jù)本發(fā)明第四實施例的蜂窩電話執(zhí)于讀取器/寫入器上的一些狀態(tài)的圖。
圖6是示出設(shè)有根據(jù)第五實施例的線圈天線結(jié)構(gòu)的蜂窩電話的配置的圖。
圖7是示出設(shè)有根據(jù)第六實施例的線圈天線結(jié)構(gòu)的蜂窩電話的配置的圖。
圖8是示出根據(jù)第六實施例的蜂窩電話的配置的截面圖。
圖9是示出根據(jù)第六實施例的蜂窩電話內(nèi)的基板配置的部分平面圖。
圖10是示出根據(jù)第六實施例的蜂窩電話內(nèi)的配置的部分立體圖。
圖11是示出根據(jù)第七實施例的蜂窩電話的配置的圖。
圖12是示出根據(jù)第八實施例的蜂窩電話的配置的圖。
圖13是示出根據(jù)第九實施例的蜂窩電話的配置的截面圖。
圖14是示出根據(jù)第十實施例的蜂窩電話的配置的圖。
圖15是示出根據(jù)第十實施例的蜂窩電話的磁性部件的配置的立體圖。
圖16是示出根據(jù)第十一實施例的蜂窩電話的配置的截面圖。
圖17是示出根據(jù)第十一實施例的蜂窩電話的配置的圖。
圖18是示出根據(jù)第十二實施例的線圈天線的配置的圖。
圖19是示出根據(jù)第十三實施例的線圈天線的配置的圖。
圖20是示出設(shè)有根據(jù)第十四實施例的線圈天線結(jié)構(gòu)的蜂窩電話的配置的圖。
圖21是設(shè)置在根據(jù)第十五實施例的線圈天線中的磁壘部件37的平面圖。
參考標(biāo)號1第一磁性部件(磁性部件)2第二磁性部件3第三磁性部件4第四磁性部件5第五磁性部件6第六磁性部件10 導(dǎo)體11 線圈部件12 天線13 基板14 殼體
15、16 基板17 主殼體18 次殼體19 連接樞軸20 接頭21 非接觸式IC芯片22 復(fù)合磁性材料天線31 電池組32、33 液晶面板34 導(dǎo)電框架35 非導(dǎo)電部分36 磁壘部件37 磁壘部件(銅帶)38 磁壘部件(鍍銅膜)41 讀取器/寫入器天線50 蜂窩電話100 讀取器/寫入器123、456 磁性材料薄片S 切口部分C 收縮部分H 開口部分N 凹口部分Av 有效區(qū)域Ai 無效區(qū)域具體實施方式
下面將結(jié)合圖1對根據(jù)第一實施例的線圈天線進(jìn)行說明。
圖1是示出兩種類型線圈天線的截面圖。在(A)所示的例子中，設(shè)置了具有預(yù)定厚度和在表面方向上延展并表現(xiàn)出相對很低的磁導(dǎo)率的導(dǎo)體10，并且在導(dǎo)體10的端部處設(shè)置了在導(dǎo)體10的厚度方向上延伸的第一磁性部件1。在導(dǎo)體10的第一主表面(圖中的上表面)一側(cè)，第二磁性部件2被磁連接于第一磁性部件1。此外，磁連接于第一磁性部件1的第三磁性部件3被設(shè)置在導(dǎo)體10的第二主表面(圖中的下表面)一側(cè)。
以此方式，將第一磁性部件1沿導(dǎo)體10的端部設(shè)置，并且將第二磁性部件2和第三磁性部件3分別沿導(dǎo)體10的第一主表面和第二主表面的表面方向設(shè)置。由此，允許第二磁性部件2和第三磁性部件的橫截面積在導(dǎo)體10的第一和第二主表面的表面方向上變得大于第一磁性部件的橫截面積。
相對磁導(dǎo)率大約為15的鐵氧體為第一磁性部件1、第二磁性部件2和第三磁性部件3每一個所用。相對磁導(dǎo)率越高越好，并且在10或以上尤佳。將相對磁導(dǎo)率規(guī)定為30或以上是理想的。在磁性部件被設(shè)置在蜂窩電話的插座附近的情形下，充電時由電流引起的渦電流可能會通過該磁性部件并產(chǎn)生損耗。因此，材料具有1010[Ω·cm]或以上(如果可能，在1011[Ω·cm]以上)的電阻率是理想的。
第一磁性部件1設(shè)有線圈部件11(拾取線圈)，其中導(dǎo)體導(dǎo)體被纏繞以圍繞第一磁性部件1。當(dāng)從圖中的底部向上施加磁場時，磁通φ向上經(jīng)過第三磁性部件3→第一磁性部件1→第二磁性部件2的路線。此時，由于第二磁性部件2和第三磁性部件3沿導(dǎo)體10的第一和第二主表面的表面方向延展，所以磁通匯聚效果很高。由此，通過第一磁性部件1的磁通密度增加。
由于磁通φ如上所述地以繞過導(dǎo)體10的方式通過設(shè)有線圈部件11的第一磁性部件，所以當(dāng)所施加的磁場是已調(diào)制的時候，可將它作為信號或電功率從線圈部件11中取出。
上述結(jié)構(gòu)起到線圈天線的作用，當(dāng)簡單地將第二磁性部件2一側(cè)或第三磁性部件3一側(cè)上的表面執(zhí)于或置于適合將磁場定向到導(dǎo)體10厚度方向上的區(qū)域上時，所述線圈天線建立磁場連接。當(dāng)發(fā)射器信號通過連接于線圈部件11的電路作用而通過線圈部件11時，與外部讀取器/寫入器等的電路的通信就變得可行。
例如，當(dāng)設(shè)置了連接于線圈部件11的非接觸式IC芯片時，通過簡單地將導(dǎo)體10的第一主表面或第二主表面中的任何一個執(zhí)于讀取器/寫入器上，就能使非接觸式IC芯片實現(xiàn)與讀取器/寫入器的通信。
在圖1(B)所示的例子中，具有預(yù)定厚度和在表面方向延展并表現(xiàn)出相對較低的磁導(dǎo)率的導(dǎo)體(導(dǎo)體10)被設(shè)置，并且第一磁性部件1被設(shè)置成穿透導(dǎo)體10的內(nèi)部。相對于第一磁性部件1，第二磁性部件2被設(shè)置在導(dǎo)體10的第一主表面(圖中的上表面)一側(cè)，而第三磁性部件3被設(shè)置在導(dǎo)體10的第二主表面(圖中的下表面)一側(cè)，并且第二和第三磁性部件2和3磁連接于第一磁性部件1。
在導(dǎo)體10的第一和第二主表面的表面方向上，規(guī)定第二磁性部件2和第三磁性部件3的橫截面積大于第一磁性部件1的橫截面積。即將第一磁性部件1設(shè)置成穿透導(dǎo)體10的一部分，并且將第二磁性部件2和第三磁性部件3設(shè)置成分別在導(dǎo)體10的第一主表面和第二主表面的表面方向上延展。
第一磁性部件1設(shè)有線圈部件11(拾取線圈)，其中導(dǎo)體以圍繞第一磁性部件1的方式被纏繞。當(dāng)從圖中的底部向上施加磁場時，磁通φ向上經(jīng)過第三磁性部件3→第一磁性部件1→第二磁性部件2的路線。此時，由于第二磁性部件2和第三磁場部件3沿導(dǎo)體10的第一和第二主表面的表面方向延展，因此磁通匯聚的效果高。由此，通過第一磁性部件1的磁通密度增大，并且另外還能確保進(jìn)入被連接于上述讀取器/寫入器的天線部分的狀態(tài)的更寬的位置關(guān)系。
在圖1所示的例子中，第二磁性部件2和第三磁性部件3每一個都磁連接于第一磁性部件1。然而在它們中間，可簡單地將第二和第三磁性部件中的任何一個磁連接于第一磁性部件1。可單獨設(shè)置在導(dǎo)體10厚度方向上延伸的第一磁性部件1。在每種情形下，匯聚磁通的效果都會降低。然而，由于簡化了構(gòu)成要素，將有利于小型化和成本削減。
下面將結(jié)合圖2對根據(jù)第二實施例的蜂窩電話進(jìn)行說明。
圖2(A)是蜂窩電話的關(guān)鍵部分的截面圖。蜂窩電話50的殼體14整體而言是扁平形狀。構(gòu)成電路的電路基板13(此后被簡稱為“基板”)被設(shè)置在殼體14內(nèi)。第一磁性部件1被設(shè)置在殼體14的端部。該第一磁性部件1設(shè)有線圈部件11，其中導(dǎo)體線圈以圍繞通過第一磁性部件的磁通的方式被纏繞。磁連接于第一磁性部件1的第二磁性部件2被設(shè)置在殼體14的第一主表面(圖中的上表面)S1一側(cè)。此外，磁連接于第一磁性部件1的第三磁性部件3被設(shè)置在殼體14的第二主表面(圖中的下表面)S2一側(cè)。在殼體14表面方向(基板13的第一和第二主表面的表面方向)上，規(guī)定第二磁性部件2和第三磁性部件3的橫截面積大于第一磁性部件1的橫截面積。
在殼體14內(nèi)的上述基板13延伸至其端部附近。因此，包含第一磁性部件1、第二磁性部件2和第三磁性部件3的磁路被設(shè)置成繞過基板13。
當(dāng)從圖中的底部向上施加磁場時，磁通φ向上經(jīng)過第三磁性部件3→第一磁場部件1→第二磁場部件2的路線。此時，由于第二磁性部件2和第三磁性部件3沿殼體14的第一和第二主表面的表面方向(即垂直于磁場方向的方向)延展，因此磁場匯聚效果高。由此通過第一磁性部件1的磁通密度增大。
此外，蜂窩電話所用的天線12被設(shè)置在與設(shè)置殼體14的第一磁性部件1的端部相對的端部處。
非接觸式IC芯片被連接于上述線圈部件11。非接觸式IC芯片、線圈部件11以及第一至第三磁性部件1-3構(gòu)成用于RFID(射頻識別(非接觸式數(shù)據(jù)識別技術(shù)))的數(shù)據(jù)載體。
圖2(B)和圖2(C)示出將蜂窩電話執(zhí)于在RFID的讀取器/寫入器上的狀態(tài)。在圖(B)所示的狀態(tài)中，蜂窩電話的表面(鍵控制部分表面)向上，而后表面對著讀取器/寫入器100。相反，在圖(C)示出的狀態(tài)中，蜂窩電話的表面對著讀取器/寫入器100。
讀取器/寫入器100以使磁場被定向于垂直于其表面(蜂窩電話執(zhí)于其上的表面)的方向的方式輻射磁通。由于包含第一至第三磁性部件1-3的磁路被設(shè)置在蜂窩電話50的殼體14內(nèi)部，因此磁通φ從讀取器/寫入器100輻射出、通過該磁路并從殼體14的上表面出來。在圖(B)所示的例子中，磁通φ通過第三磁性部件3→第一磁性部件1→第二磁性部件2的路線，而在圖(C)所示的例子中，磁通φ通過第二磁性部件2→第一磁性部件1→第三磁性部件3的路線。
自然，由于磁力線形成封閉的環(huán)路，因此向上出來的磁通通過周圍環(huán)境返回到讀取器/寫入器100的天線部分。
以此方式，包含纏繞有線圈部件11的第一磁性部件1的整個磁路被配置成呈U形。由此，可通過利用由第二磁性部件2和第三磁性部件3匯聚的磁通所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)來向IC芯片提供電功率并與其進(jìn)行通信。因此，不管是蜂窩電話50的正面還是背面，均能實現(xiàn)與讀取器/寫入器100的雙向通信。
一電容器被連接于上述線圈部件11以構(gòu)成諧振電路。其諧振頻率被允許與從讀取器/寫入器100發(fā)射的電磁波的諧振頻率一致，并被設(shè)置為例如13.56MHz。非接觸式IC芯片的諧振電路通過上述諧振電路的諧振作用從讀取器/寫入器100接收電磁場，將接收到的電磁場轉(zhuǎn)換成電信號，并將該電信號提供給IC芯片。IC芯片執(zhí)行對內(nèi)存的寫入或讀出，并隨后通過IC芯片中的FET(場效應(yīng)晶體管)的切換操作在外部設(shè)備的讀取器/寫入器一側(cè)感生電壓變化，由此實現(xiàn)非接觸式通信。
上述第一至第三磁性部件1-3通過模壓由鐵氧體粉末和樹脂的混合材料而形成?；蛘?，通過將鐵氧體樹脂漿涂覆于蜂窩電話內(nèi)壁部分而形成第一至第三磁性部件1-3。當(dāng)?shù)谝恢恋谌判圆考?-3由如上所述的包含鐵氧體粉末的混合材料構(gòu)成時，能使第一至第三磁性部件實現(xiàn)耐沖擊性和重量減小，并且可使天線變得能夠抵抗由于蜂窩電話掉落而導(dǎo)致的斷裂。由于設(shè)有使磁通在其上匯聚的線圈部件11的第一磁性部件1具有小的橫截面積，所以通過使用高磁導(dǎo)率鐵氧體粉末、增加鐵氧體粉末的混合體積比、或是增大鐵氧體粉末的粒徑來使其磁導(dǎo)率相比第二和第三磁性部件而言增大是理想的。因此第一磁性部件可簡單地由燒結(jié)的磁性材料構(gòu)成。
下面將結(jié)合圖3對根據(jù)第三實施例的蜂窩電話進(jìn)行說明。
在本例中，構(gòu)建所謂的蛤殼結(jié)構(gòu)，其中次殼體18用連接樞軸19連接于主殼體17以便于能夠自由打開或合攏。在該例中，在主殼體17的厚度方向上延伸的第一磁性部件1被設(shè)置在連接于次殼體18的主殼體17的連接樞軸19部分中，并且第一磁性部件1設(shè)有線圈部件11。磁連接于第一磁性部件1的第二磁性部件2被設(shè)置在主殼體17的第一主表面(圖3(A)中的上表面)一側(cè)。此外，磁連接于第一磁性部件1的第三磁性部件3被設(shè)置在主殼體17的第二主表面(圖中的下表面)一側(cè)。
圖3(A)示出這樣一種狀態(tài)，其中上表面是次殼體18一側(cè)而下表面是主殼體17一側(cè)。相反，(B)示出這樣一種狀態(tài)，其中下表面是次殼體18一側(cè)而上表面是主殼體17一側(cè)。
讀取器/寫入器100以使磁場被定向在垂直于其表面(將蜂窩電話執(zhí)于其上的表面)的方向的方式來輻射磁通。該磁通通過包含蜂窩電話的第一至第三磁性部件1-3的磁路并從上面出來。在圖(A)所示的例子中，磁通φ通過第三磁性部件3→第一磁性部件1→第二磁性部件2的路線，而在圖(B)所示例子中，磁通φ通過第二磁性部件2→第一磁性部件1→第三磁性部件3的路線。
以此方式，包含纏繞有線圈部件11的第一磁性部件1的整個磁路被配置成呈U形。由此，可通過利用由第二磁性部件2和第三磁性部件3匯聚的磁通所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)來向IC芯片提供電功率并與其進(jìn)行通信。因此，不管是蜂窩電話50的正面還是背面，均能與讀取器/寫入器100雙向通信。
下面將結(jié)合圖4對根據(jù)第四實施例的蜂窩電話進(jìn)行說明。
蜂窩電話50也具有所謂的蛤殼結(jié)構(gòu)，其中次殼體18被連接于主殼體17的連接樞軸19以便于自由打開或合攏。在第三實施例中，包含第一至第三磁性部件的U形磁路被構(gòu)建在其連接樞軸部分中。然而，在本第四實施例中，將磁路構(gòu)建在當(dāng)此殼體18相對于主殼體17被合攏時彼此交疊的端部。
在主殼體17的端部，第二磁性部件2被設(shè)置在主殼體17的第一主表面(圖中的上表面)中，而第三磁性部件3被設(shè)置在主殼體17的第二主表面(圖中的下表面)中。在次殼體18的端部設(shè)有第四磁性部件4，它在此殼體18相對于主殼體17被合攏時被磁連接于上述第一磁性部件1，磁連接于第四磁性部件4的第五磁性部件5被設(shè)置在次殼體18的第一主表面(圖中的上表面)一側(cè)上，并且磁連接于第四磁性部件4的第六磁性部件6被設(shè)置在次殼體18的第二主表面(圖中的下表面)一側(cè)。
在主殼體17的第一和第二主表面的表面方向上，規(guī)定第二磁性部件2和第三磁性部件3的橫截面積大于第一磁性部件1的橫截面積。類似地，在次殼體18的第一和第二主表面的表面方向上，規(guī)定第五磁性部件5和第六磁性部件6的橫截面積大于第四磁性部件4的橫截面積。
包含主殼體17一側(cè)上的第一至第三磁性部件1-3的磁路被配置成呈U形，并繞過主殼體17內(nèi)部的基板15的端部。類似地，包含次殼體18一側(cè)的第四至第六磁性部件4-6的磁路被配置成呈U形，并繞過次殼體18一側(cè)上的基板16的端部。
如圖4所示，當(dāng)次殼體18相對于主殼體17合攏時，主殼體17一側(cè)上的上述磁路磁連接于次殼體18上的上述磁路。由此，如磁通φ指示的那樣，磁通在殼體(17和18)的厚度方向上通過這些磁路，并且可確保有所需量的磁通密度通過線圈部件11部分。
圖5示出將蜂窩電話執(zhí)于RFID讀取器/寫入器上的一些狀態(tài)。在圖(A)所示的狀態(tài)下，在次殼體18相對于主殼體17合攏的情況下主殼體17一側(cè)對著讀取器/寫入器100。相反，在圖(B)所示狀態(tài)下，在次殼體18相對于主殼體17合攏的情況下次殼體18一側(cè)對著讀取器/寫入器100。在圖(C)所示狀態(tài)下，在次殼體18相對于主殼體17半打開的情況下鍵控制表面和液晶面板表面被執(zhí)于讀取器/寫入器100上方。在(D)所示的狀態(tài)下，在次殼體18相對于主殼體17半打開的情況下液晶面板的后表面一側(cè)被執(zhí)于讀取器/寫入器100上方，。
在圖5(A)所示的例子中，磁通φ通過第三磁性部件3→第一磁性部件1→第二磁性部件2→第六磁性部件6→第四磁性部件4→第五磁性部件5的路線，而在圖(B)所示的例子中，磁通φ沿與之相反的方向通過。在每種情形下，磁通φ都通過設(shè)置在第一磁性部件1上的線圈部件。
在圖5(C)所示的例子中，磁通φ通過第二磁性部件2→第一磁性部件1→第三磁性部件3的路線，而在圖(D)所示的例子中，磁通φ沿與之相反的方向通過。在每種情形下，磁通φ都通過設(shè)置在第一磁性部件1上的線圈部件。
以此方式，即使是在各種形式的蜂窩電話被執(zhí)于讀取器/寫入器100上方時，也能與讀取器/寫入器100進(jìn)行通信。
下面將結(jié)合圖6對根據(jù)第五實施例的蜂窩電話的配置進(jìn)行說明。
圖6是其鍵部分的截面圖。在第四實施例中，主殼體17和次殼體18每一個都設(shè)有與殼體被合攏時相同的方向來定向的U形磁路。然而，在本第五實施例中，主殼體17和次殼體18的U形磁路的方向彼此相反。一復(fù)合介電材料天線22被設(shè)置在包含主殼體17的第一至第三磁性部件1-3的U形磁路之間。在主殼體17和次殼體18被合攏的情況下，由讀取器/寫入器產(chǎn)生的磁通φ通過第五磁性部件5→第四磁性部件4→第六磁性部件6→第二磁性部件2→第一磁性部件1→第三磁性部件3的路線。設(shè)置在第一磁性部件1上的線圈部件11的兩端均連接于非接觸式IC芯片21。
通常，RFID和蜂窩電話使用彼此完全不同的頻率，并且因此它們對另一方的信號幾乎不具靈敏性，然而當(dāng)在讀取器/寫入器近程范圍處進(jìn)行通信時，蜂窩電話的通信可能受到讀取器/寫入器的不利影響。然而，在頻率很高，并且很難用由包含磁性部件1-3的U形磁路圍繞的方式來使用天線的磁性材料和設(shè)置的蜂窩電話中，可通過將由例如介電材料粉末和樹脂構(gòu)成的復(fù)合介電材料天線作為這一蜂窩電話所用的主天線來防止蜂窩電話的通信受到讀取器/寫入器的不利影響。即，在RFID通信期間，讀取器/寫入器的強電磁場被施加于蜂窩電話。然而，前述U形磁路使蜂窩電話的主天線被被從讀取器/寫入器的強電磁場屏蔽，并因此可防止該電磁場進(jìn)入蜂窩電話所用的主天線。為了得到這種效果，用在在RFID使用的頻率附近具有大磁導(dǎo)率、而在蜂窩電話的通信頻帶中具有小磁導(dǎo)率(相對磁導(dǎo)率大約為1)的材料來形成磁性部件1-3尤佳。
下面將結(jié)合圖7-圖10對根據(jù)第六實施例的蜂窩電話進(jìn)行說明。
這種蜂窩電話具有所謂的蛤殼結(jié)構(gòu)，其中次殼體18被連接于主殼體17的連接樞軸以便于自由地打開和合攏。圖7是次殼體相對于主殼體打開的狀態(tài)下的蜂窩電話的外部視圖。圖8是次殼體18相對于主殼體17合攏的狀態(tài)下的截面圖。圖8中未示出連接樞軸。
在第一至第五實施例中所示的例子中，線圈部件11被纏繞在緊鄰第一磁性部件1的附近，在此第六實施例中，如圖7所示，構(gòu)成在主殼體17的主表面方向上延展的環(huán)形表面的線圈部件11被設(shè)置。在本例中，主殼體17內(nèi)的電池組31被包括在由前述線圈部件11形成的環(huán)形表面內(nèi)。次殼體18設(shè)有液晶顯示面板32。對于線圈部件11，例如有大約3匝的線圈圖案被形成在聚酰亞胺薄膜上。
在第一至第五實施例中所示的例子中，由燒結(jié)的鐵氧體形成的第一磁性部件被設(shè)置在由殼體中的基板所占據(jù)的部分外。在此第六實施例中，如圖8所示，允許第一磁性部件1在預(yù)定位置穿透基板15。第二和第三磁性部件2和3由在主殼體17的主表面方向上延展的磁性薄片構(gòu)成，并且以包夾住第一磁性部件1的方式分別設(shè)置在主殼體17的下表面附近和上表面附近。在次殼體18中設(shè)有基板16、液晶顯示面板32和33并另行將由鐵氧體復(fù)合材料形成的第四磁性部件4設(shè)置在基板16的端部附近的位置處，由此避免要穿透基板16。
此外，由磁性薄片構(gòu)成的磁性部件5和6被設(shè)置成包夾住該第四磁性部件4。
上述鐵氧體復(fù)合材料的相對磁導(dǎo)率大約為10，而上述燒結(jié)的鐵氧體在由13.56MHz的RFID所使用的頻率下的相對磁導(dǎo)率大約為70。
如上所述，主殼體17一側(cè)的基板15往往比次殼體18一側(cè)的基板16要大。第一磁性部件1可能被以不得不穿透基板15的方式設(shè)置。這種結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生下列問題。
由于電極圖案(尤其是接地電極)被設(shè)置在基板15上，所以如果磁通穿透電極圖案地通過，則在電極圖案中產(chǎn)生感生電流(渦電流)。圖9(A)示出其狀態(tài)。當(dāng)將接地圖案設(shè)置在基板15上時，如果交變的磁通φ通過第一磁性部件1，則電磁感應(yīng)引起渦電流Is流動。渦電流產(chǎn)生的反電動勢使得由鐵氧體形成的第一磁性部件1的有效磁導(dǎo)率減小。
由此，如圖9(B)所示，朝遠(yuǎn)離第一磁性部件1的方向延伸的切口部分S被設(shè)置在基板15的圍繞第一磁性部件1的部分的電極圖案(接地電極)中。
圖10是設(shè)有切口部分S的基板15的部分平面圖。由通過第一磁性部件1的磁通產(chǎn)生的渦電流Is往往以繞第一磁性部件1的方式流動。然而，由于如上所述地設(shè)置切口部分S，所以在第一磁性部件附近的渦電流Is的流動路線被切斷。結(jié)果，由渦電流Is導(dǎo)致的反電動勢的產(chǎn)生受到抑制，并且抑制了第一磁性部件1的有效磁導(dǎo)率的降低。
關(guān)鍵只是在于將上述切口部分S設(shè)置在電極圖案中。然而，可將切口部分設(shè)置在整個基板15中。
上述第一磁性部件1是通過繞圓柱形燒結(jié)的鐵氧體(側(cè)部)一體地設(shè)置鐵氧體粉末和樹脂的復(fù)合材料(鐵氧體復(fù)合材料)而形成的。由于該復(fù)合材料被如上所述地繞燒結(jié)體而設(shè)置，所以可減少磁路的磁阻，并還能獲得高度耐沖擊性。因此，即使當(dāng)由于掉落等而使蜂窩電話遭到強力沖擊時，也可防止第一磁性部件斷裂。對第四磁性部件同樣成立。
在圖8和圖9所示的例子中，第一磁性部件1穿透主殼體17一側(cè)的基板15。然而，這同樣也適用于第四磁性部件4穿透次殼體18一側(cè)的基板16的情形。在那種情形下，建議在基板16上設(shè)置切口部分以抑制渦電流。
下面將結(jié)合圖11對根據(jù)第七實施例的蜂窩電話進(jìn)行說明。
在圖11中，主殼體17和次殼體18內(nèi)部的配置幾乎與圖8所示的第六實施例中的相同。在圖11中，主殼體17設(shè)有與第六實施例中所示的蜂窩電話中相似的線圈部件11。次殼體18設(shè)有液晶顯示面板32。為了抑制在大型和高分辨率液晶顯示面板的動態(tài)驅(qū)動過程中產(chǎn)生的諧波噪聲的不必要的發(fā)射，在要設(shè)置液晶顯示面板32的次殼體18中，將由鋁合金、鎂汞合金等形成的導(dǎo)電框架34設(shè)置在該液晶顯示面板32周圍。
這種導(dǎo)電框架構(gòu)成由導(dǎo)電部件形成的環(huán)路。因此，在次殼體相對于主殼體17合攏的情況下，穿透線圈部件11的磁通也通過上述導(dǎo)電框架34的環(huán)路，并且由于磁通而在導(dǎo)電框架34中產(chǎn)生感生電流，從而產(chǎn)生反電動勢。結(jié)果，包含設(shè)置在主殼體17一側(cè)的磁性部件1、2、3以及設(shè)置在次殼體18一側(cè)的磁性部件4、5、6的磁路的有效磁導(dǎo)率降低。
由此，為使導(dǎo)電框架34不構(gòu)成環(huán)路，如圖11所示，可將非導(dǎo)電部分35設(shè)置在其某些中點處。以此方式，前述感生電流將不流過導(dǎo)電框架34，并且能防止上述磁路的有效磁導(dǎo)率的降低。
下面結(jié)合圖12對根據(jù)第八實施例的蜂窩電話進(jìn)行說明。
在圖11所示的例子中，當(dāng)?shù)谒拇判圆考辉O(shè)置在次殼體18中時，若干非導(dǎo)電部分35被設(shè)置在導(dǎo)電框架34中，隨后將第四磁性部件設(shè)置在它們的內(nèi)側(cè)。在本第八實施例中所示的例子中，第四磁性部件4被設(shè)置在由導(dǎo)電框架34形成的環(huán)路的外側(cè)。
在圖12A所示的例子中，磁性部件4被設(shè)置在次殼體18的端部附近。在圖12(B)所示例子中，磁性部件4被設(shè)置在導(dǎo)電框架34附近。另外，為使設(shè)置在次殼體18內(nèi)的導(dǎo)電框架34變得盡可能的寬，可在導(dǎo)電框架34的一部分中設(shè)置收縮部分C，由此防止與第四磁性部件4的結(jié)構(gòu)沖突。
在前述結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)電框架34保持電環(huán)路，并因此也能保持在動態(tài)驅(qū)動液晶顯示面板過程中產(chǎn)生的諧波噪聲的不必要的發(fā)射的效果。
下面將結(jié)合圖13對根據(jù)第九實施例的蜂窩電話進(jìn)行說明。
圖13是包括主殼體17和次殼體8的部分的截面圖，其中次殼體18相對于主殼體17處于合攏的狀態(tài)?；?5、電池組31和線圈部件11被設(shè)置在主殼體17內(nèi)，另外，磁性材料薄片123被設(shè)置在由線圈部件11形成的環(huán)路內(nèi)。該磁性材料薄片123由從主殼體17的底表面、通過電池組31和基板15的端表面連續(xù)地延伸到基板15的上表面的一體的磁性材料片構(gòu)成。
液晶顯示面板32和導(dǎo)電框架34被設(shè)置在次殼體18內(nèi)，另外，磁性材料薄片456以在導(dǎo)電框架34外形成磁路的方式被從液晶顯示面板32的一個表面通過端表面至其它表面地連續(xù)設(shè)置。該磁性材料薄片456由從次殼體18的一個表面通過導(dǎo)電框架34和液晶顯示面板32的端表面連續(xù)延伸到次殼體18的另一表面的一體的磁性材料構(gòu)成。
通過前述結(jié)構(gòu)，具有使磁通通過由線圈部件11形成的環(huán)路而不通過由導(dǎo)電框架34形成的環(huán)路的路線的磁路由次殼體18相對于主殼體17處于合攏狀態(tài)下的兩個磁性材料薄片123和456構(gòu)成。
當(dāng)以折彎方式來使用上述磁性材料薄片123和456時，就可在殼體內(nèi)的有限空間中形成磁路，并且能確保有所需量的磁通密度通過線圈部件11而不用增大設(shè)備的尺寸。
下面結(jié)合圖14和圖15對根據(jù)第十實施例的蜂窩電話進(jìn)行說明。
圖14(A)和14(B)示出由第一至第三磁性部件1-3構(gòu)成的磁路和讀取器/寫入器天線41之間的關(guān)系。在由圓柱形鐵氧體形成的第一磁性部件1的磁導(dǎo)率不夠高的情形下，如圖14(A)所示，就會形成使從讀取器/寫入器41引入至第一磁性部件1的磁通φ在通過線圈部件11前就被返回到讀取器/寫入器天線41的磁路。即使是在第一磁性部件1的磁導(dǎo)率足夠高的情形下，根據(jù)通過第一磁性部件1的磁通通過空氣并返回到讀取器/寫入器天線41的路線的磁阻，相同的現(xiàn)象也可能會發(fā)生。
由此，如圖14(B)所示，在磁通不通過線圈部件11而返回讀取器/寫入器天線41的路線中設(shè)置一用于抑制磁通通過的磁壘部件36。建議使用導(dǎo)體作為該磁壘部件36。例如可使用如銅箔帶等金屬箔、如銅片等金屬薄板以及如銅網(wǎng)等金屬網(wǎng)等。
圖14(C)是示出第一磁性部件1和磁壘部件36之間的位置關(guān)系的平面圖。以此方式，磁壘部件36被設(shè)置在與第二和第三磁性部件從第一磁性部件延展的方向相反的方向上距離第一磁性部件1預(yù)定距離的位置處(殼體的內(nèi)表面)。使用這種結(jié)構(gòu)，不通過線圈部件11而傾向于走捷徑的磁通的路線被阻斷，并能防止磁通泄漏?？蓪⑶笆龃艍静考?6固定于第一磁性部件1。
圖15是示出磁壘的另一配置的例子的圖。在該例中，由鐵氧體粉末和樹脂構(gòu)成的復(fù)合材料1b被繞燒結(jié)的鐵氧體1a設(shè)置，并且通過無電鍍銅用鍍覆薄膜形成的磁壘部件36’被設(shè)置在該復(fù)合材料1b的側(cè)表面上。如上所述，形成在第一磁性部件1的側(cè)表面上的鍍銅薄膜起到磁壘部件的作用。如果磁壘部件36’被形成在圓柱形第一磁性部件1的側(cè)表面周圍，則將會產(chǎn)生上述的感生電流問題。因此，磁壘部件36’被形成在除隙線SL指示的部分外的位置處，以使磁壘部件36’不形成環(huán)路。
在該例中，設(shè)置了復(fù)合材料1b。然而，可通過將銅直接鍍覆在圓柱形燒結(jié)鐵氧體的側(cè)表面上，或通過焙燒將銅粉散布在載劑中的銅漿料來形成。
起到磁壘作用的鍍銅膜或銅漿料焙燒膜不一定總是要形成為遍及整個表面的連續(xù)薄膜，而是可以形成為預(yù)定圖案，例如網(wǎng)狀圖案。
下面可結(jié)合圖16和圖17對根據(jù)第十一實施例的蜂窩電話進(jìn)行說明。
圖16(A)和16(B)示出包含第一至第三磁性部件1-3的磁路徑和讀取器/寫入器天線41之間的關(guān)系。
為了通過聚集讀取器/寫入器天線41的磁通φ來提高靈敏性并允許相對蜂窩電話殼體的各種姿態(tài)和位置能實現(xiàn)通信，需要使用具有一定的面積的第二和第三磁性部件2、3。然而，如果如圖16(A)所示，由磁性薄片等形成的第二和第三磁性部件2和3的面積太大，則會形成使被第三磁性部件3成功捕獲的磁通不通過線圈部件11而直接返回到讀取器/寫入器天線41的磁路徑。類似地，在第二磁性部件2對著讀取器/寫入器天線41的情形下，被第二磁性部件2捕獲的磁通也不通過線圈部件11而直接返回到讀取器/寫入器天線41。
相反，如果第二和第三磁性部件2、3的面積太小，則磁通匯聚效果差，并且會因通過線圈部件11的磁通量變小，或是靈敏性隨著讀取器/寫入器41和殼體之間的位置關(guān)系劇烈地變化而產(chǎn)生問題。
如圖16(B)所示，當(dāng)?shù)诙偷谌判圆考?和3的尺寸適宜時，磁通通過線圈部件11并由此確保足夠的通信靈敏性。
如上所述，在第二和第三磁性部件2和3的面積和通信靈敏性及其穩(wěn)定性之間存在折衷關(guān)系。
因此，在此第十一實施例中，將磁性部件分開以確保通信靈敏性并減少由于讀取器/寫入器天線41和殼體之間位置關(guān)系引起的通信靈敏性的變化。
圖17示出其一個特定例子，如圖(A)所示，在線圈部件11的環(huán)路中構(gòu)建四條磁路。每條磁路包含由圓柱形燒結(jié)鐵氧體形成的第一磁性部件以及由磁性材料薄片形成的第二和第三磁性部件。在圖17(A)中出現(xiàn)由矩形磁性材料薄片123a、123b、123c和123d組成的第二磁性部件。第三磁性部件也由與第二磁性部件相同形狀的磁性材料薄片組成。在圖17(A)中，由圓柱形燒結(jié)鐵氧體形成的第一磁性部件以由虛線指示的圓的形式出現(xiàn)。
起到第二或第三磁性部件作用的每個磁性材料薄片的面積(從平面圖確定的面積)被規(guī)定為允許來自讀取器/寫入器天線41的磁通有效地通過線圈部件的尺寸，并且設(shè)置具有上述尺寸的多個磁性部件同時其數(shù)目足以填入由線圈部件11形成的環(huán)路。通過這種結(jié)構(gòu)，可確保通信靈敏性，并且還能夠?qū)⒂捎诜涓C電話相對于讀取器/寫入器天線41的位置改變引起的靈敏性變化控制以很低的程度。
在圖17所示的例子中，將第一磁性部件與第二和第三磁性部件分離地構(gòu)造。然而，第一至第三磁性部件可由一體的磁性材料薄片構(gòu)成。在此情形中，在基板15的端部處將每個磁性材料薄片彎折成U形。
下面將結(jié)合圖18-圖21對根據(jù)第十二實施例的線圈天線進(jìn)行說明。
圖18是示出第一至第三磁性部件和磁壘部件的配置的圖。
圖18(A)是示出第一至第三磁性部件的配置的立體圖，而(B)是其主視圖。在該例中，第一磁性部件1由相對磁導(dǎo)率為70的U形鐵氧體磁心構(gòu)成。第二和第三磁性部件2、3是鐵氧體粉末和樹脂材料的復(fù)合材料，并且由尺寸為36×36mm、厚度為0.6mm并且相對磁導(dǎo)率為20-50的鐵氧體薄片構(gòu)成。第一磁性部件1用線圈11纏繞。
圖18(C)是相對于包含(A)和(B)中所示的第一至第三磁性部件1-3的磁路設(shè)置磁壘部件37的狀態(tài)的主視圖。圖18(D)是設(shè)有磁壘部件37的第三磁性部件的平面圖。這些磁壘部件37由銅(Cu)帶形成，并固定于第二和第三磁性部件2和3上。該磁壘部件37在其一邊的中央部分設(shè)有開口部分H，并被設(shè)置成避開第一磁性部件1與第二和第三磁性部件2和3接觸的位置，并且被設(shè)置成不圍繞第一磁性部件的周緣。
類似地，還相對于第二磁性部件2設(shè)置磁壘部件37。
在未設(shè)置上述磁壘部件37的情況下，如圖18(B)所示，除了通過第三磁性部件3→第一磁性部件1→第二磁性部件2返回讀取器/寫入器天線41的磁通φ外，還產(chǎn)生通過第三磁性部件3→第二磁性部件2返回到讀取器/寫入器天線41(即不通過第一磁性部件1)的磁通φv。
另一方面，如圖18(C)所示，當(dāng)在第二和第三磁性部件2和3的相對表面上相對于第二和第三磁性部件2和3設(shè)置磁壘部件37時，傾向于從第三磁性部件3通過第二磁性部件2返回讀取器/寫入器天線41的磁通φv的路線幾乎被消除，而通過第三磁性部件3→第一磁性部件1→第二磁性部件2返回到讀取器/寫入器天線41的基礎(chǔ)路徑的磁通密度增大。
對于圖18(B)中所示的配置和(C)中所示的配置，以使天線諧振頻率變?yōu)樗褂玫念l率13.56MHz的方式來調(diào)節(jié)電感值，并測量距離讀取器/寫入器天線的通信距離。結(jié)果，對于圖18(B)所示的其中未設(shè)置磁壘部件的配置，通信距離為131mm，而對于(C)所示的其中設(shè)置磁壘部件37的配置，通信距離為149mm。以此方式，通過將磁壘部件37固定于第二和第三磁性部件2和3，可增加通信距離。
下面將結(jié)合圖19對根據(jù)第十三實施例的線圈天線進(jìn)行說明。
圖19(A)是線圈天線的主視圖，而圖(B)是與該線圈天線一起設(shè)置在蜂窩電話中的基板的平面圖。該線圈天線設(shè)有第一至第三磁性部件1-3以及固定于第二和第三磁性部件的內(nèi)表面的磁壘部件37，這與圖18所示的第十二實施例相同。此外，將基板15插入到被包夾在第二與第三磁性部件2、3加之磁壘部件37之間的位置處。
如圖19(B)所示，在基板15一邊的中央部分形成凹口部分N，并且第一磁性部件1嵌入該凹口部分N。由鍍銅(Cu)膜形成的磁壘部件38被設(shè)置在該基板15的兩個表面上。然而，磁壘部件38僅僅被形成在使第一磁性部件1的周緣不被磁壘部件38圍繞的范圍內(nèi)。這里，基板15具有50×80mm的尺寸和1.6mm的厚度。
通過插入如上所述的設(shè)有磁壘部件38的基板15可使通信距離進(jìn)一步從上述149mm增加至161mm。此外，該值是在由于基板15的插入引起諧振頻率偏移狀態(tài)下的值。因此，通過調(diào)節(jié)電感以使諧振頻率接近所要使用的頻率13.56MHz，可望進(jìn)一步增加大信距離。
如上所述，磁壘部件即使被設(shè)置在與作為磁通匯聚表面的磁性部件分離的位置處，它也能發(fā)揮作用。因此在圖19中可采用不設(shè)磁壘部件37的配置。
除鍍覆外，可通過固定金屬帶或金屬箔、印刷和涂覆導(dǎo)電漿料等方式來形成設(shè)置在基板15兩個表面上的磁壘部件38。
下面將結(jié)合圖20對包括根據(jù)第十四實施例的線圈天線的蜂窩電話進(jìn)行說明。
圖20是蜂窩電話的截面圖。在該例中，第一磁性部件1和第三磁性部件3被設(shè)置在主殼體17內(nèi)(在本例中沒有第二磁性部件)。與圖18所示相似的磁壘部件37被設(shè)置在第三磁性部件3的內(nèi)表面上(次殼體18一側(cè))。
第四至第六磁性部件4-6被設(shè)置在次殼體18內(nèi)。磁壘部件37被設(shè)置在第五和第六磁性部件5和6相對的內(nèi)表面上。第四磁性部件4纏繞有線圈部件11。
設(shè)置在磁性部件3、5和6上的每個磁壘部件37由銅(Cu)帶形成。
當(dāng)具有如上所述的蛤殼結(jié)構(gòu)的蜂窩電話在主殼體17和次殼體18合攏的情況下被靠近于讀取器/寫入器天線時，第三磁性部件3就起到主殼體17一側(cè)的磁通匯聚表面的作用。通過將磁壘部件37設(shè)置在第三磁性部件3上，不通過設(shè)有線圈部件11的第四磁性部件而返回讀取器/寫入器天線41的磁通的路線被阻斷。由此，通過線圈部件11的磁通密度相應(yīng)地增大。
下面將結(jié)合圖21對根據(jù)第十五實施例的線圈天線結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖21是磁壘部件的平面圖。該磁壘部件37為例如圖18(C)、圖19(A)或圖20所示的磁壘部件37。在圖18(D)等所示的例子中，磁壘部件37被設(shè)置為基本遍布磁性部件2、3的整個表面。然而，出現(xiàn)在讀取器/寫入器天線的磁通通過的區(qū)域(例如，第一磁性部件1)附近的磁壘部件具有磁壘的作用，并且磁壘作用隨著與之接近程度的減小而減小。因此，在圖21所示的例子中，可取以第一磁性部件1為中心的具有預(yù)定半徑的接近半圓部分為有效區(qū)域Av，而取其外側(cè)的部分(由剖面線指示的那一部分)作為無效區(qū)域Ai。因此，可不在幾乎被包含在無效區(qū)域Ai里的區(qū)域W1、W2中設(shè)置磁壘部件37，并且可將這些區(qū)域用于其它目的。
權(quán)利要求
1.一種線圈天線結(jié)構(gòu)，包括具有第一主表面和與其相對的第二主表面的扁平殼體，并且在所述殼體中包括一磁性部件和圍繞所述磁性部件的線圈部件，所述磁性部件至少在所述殼體的厚度方向上延伸，并起到從所述第一主表面一側(cè)到所述第二主表面一側(cè)的磁路的作用。
2.如權(quán)利要求1所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述磁性部件作為第一磁性部件，而與所述第一磁性部件磁連接的第二磁性部件被設(shè)置在所述殼體的第一主表面一側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，磁連接于所述第一磁性部件的第三磁性部件被設(shè)置在所述殼體的第二主表面一側(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一、第二和第三磁性部件包括一體的磁性部件。
5.如權(quán)利要求4所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述一體的磁性部件是在所述殼體的第一主表面和第二主表面上彎折的薄片形磁性部件。
6.如權(quán)利要求3、4、5中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，設(shè)有分別都包含所述第一、第二和第三磁性部件的多個組。
7.如權(quán)利要求3所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二磁性部件和所述第三磁性部件中的至少一個與所述第一磁性部件分離地形成。
8.如權(quán)利要求7所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述第一磁性部件和與所述第一磁性部件分離地形成的所述第二或第三磁性部件之間插有一間隙。
9.如權(quán)利要求3到8中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述殼體的主表面方向上，所述第二和第三磁性部件的橫截面積被規(guī)定為大于所述第一磁性部件的橫截面積。
10.如權(quán)利要求9所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二和第三磁性部件接近具有薄片或薄膜的形狀。
11.如權(quán)利要求10所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一磁性部件接近具有薄片或薄膜的形狀。
12.如權(quán)利要求1到11中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一磁性部件被設(shè)置在所述殼體的端部附近。
13.如權(quán)利要求1到11中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，一電路基板被設(shè)置在所述殼體中，所述第一磁性部件被設(shè)置成穿透所述電路基板，并且朝遠(yuǎn)離所述第一磁性部件的方向延伸的切口部分至少被設(shè)置在所述電路基板的圍繞所述第一磁性部件的部分的導(dǎo)體中。
14.如權(quán)利要求1到13中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述殼體包括液晶顯示面板所用的導(dǎo)電框架，并且所述第一磁性部件被設(shè)置在由所述導(dǎo)電框架形成的環(huán)路的外側(cè)。
15.如權(quán)利要求14所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，一收縮部分被形成在所述導(dǎo)電框架的外側(cè)上，并且所述第一磁性部件被設(shè)置在所述收縮部分內(nèi)。
16.如權(quán)利要求1到15中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，用于限制磁通經(jīng)由不同于包括所述第一磁性部件的磁路的路線通過的一個磁壘部件被設(shè)置在所述第一磁性部件附近。
17.如權(quán)利要求1到16中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，用于抑制磁通經(jīng)由不同于包括所述第一磁性部件的磁路的路線通過的一個磁壘部件被設(shè)置在所述第二和第三磁性部件的相對表面中的至少一個上或設(shè)置在所述相對表面所包夾的空間中。
18.如權(quán)利要求1到17中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述殼體作為主殼體，設(shè)置有與所述主殼體一起構(gòu)成蛤殼結(jié)構(gòu)的次殼體，并且所述第一磁性部件被設(shè)置在所述主殼體的用于連接所述次殼體的連接樞軸部分處。
19.如權(quán)利要求1到17中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述殼體作為主殼體，設(shè)置有能相對于所述主殼體自由打開或合攏的次殼體，并且所述第四磁性部件被設(shè)置在所述次殼體中，所述第四磁性部件至少在所述次殼體的厚度方向上延伸，并起到從所述次殼體的第一主表面至第二主表面的磁路的作用，并且在所述次殼體相對于所述主殼體合攏的時候被磁連接于所述第一磁性部件。
20.如權(quán)利要求19所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，磁連接于所述第四磁性部件的一第五磁性部件被設(shè)置在所述次殼體的第一主表面一側(cè)，并且磁連接于所述第四磁性部件的一第六磁性部件被設(shè)置在所述次殼體的第二主表面一側(cè)。
21.如權(quán)利要求20所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第四、第五和第六磁性部件包括一體的磁性部件。
22.如權(quán)利要求21所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述一體的磁性部件是在所述次殼體的第一主表面和第二主表面上彎折的薄片形磁性部件。
23.如權(quán)利要求20、21和22中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，設(shè)有分別都包含上述第四、第五和第六磁性部件的多個組。
24.如權(quán)利要求20所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第五磁性部件和所述第六磁性部件中的至少一個與所述第四磁性部件分離地形成。
25.如權(quán)利要求24所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述第四磁性部件和與所述第四磁性部件分離地形成的所述第五或第六磁性部件之間插有一間隙。
26.如權(quán)利要求20到25中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述次殼體的主表面方向上，所述第五和第六磁性部件的橫截面積被規(guī)定為大于所述第四磁性部件的橫截面積。
27.如權(quán)利要求26所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第五和第六磁性部件接近具有薄片或薄膜的形狀。
28.如權(quán)利要求27所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第四磁性部件接近具有薄片或薄膜的形狀。
29.如權(quán)利要求19到28中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第四磁性部件被設(shè)置在所述次殼體的一個端部的附近。
30.如權(quán)利要求19到28中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，一電路基板被設(shè)置在所述次殼體中，所述第四磁性部件被設(shè)置成穿透所述電路基板，并且朝遠(yuǎn)離所述第四磁性部件的方向延伸的一個切口部分被至少設(shè)置在所述電路基板的圍繞所述第四磁性部件的部分的導(dǎo)體中。
31.如權(quán)利要求19到30中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述次殼體包括液晶顯示面板所用的導(dǎo)電框架，并且所述第四磁性部件被設(shè)置在由所述導(dǎo)電框架形成的環(huán)路的外側(cè)。
32.如權(quán)利要求31所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，一收縮部分被形成在所述導(dǎo)電框架的外側(cè)，并且所述第四磁性部件被設(shè)置在所述收縮部分中。
33.如權(quán)利要求19到32中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，用于抑制磁通經(jīng)由不同于包括所述第四磁性部件的磁路的路線通過的一個磁壘部件被設(shè)置在所述第四磁性部件附近。
34.如權(quán)利要求19到33中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，用于抑制磁通經(jīng)由不同于包括所述第四磁性部件的磁路的路線通過的一個磁壘部件被設(shè)置在所述第五和第六磁性部件的相對表面中的至少一個上或設(shè)置在由所述相對表面所包夾的空間中。
35.如權(quán)利要求1到34中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述殼體包括液晶顯示面板所用的導(dǎo)電框架，所述框架圍繞所述磁路，并且非導(dǎo)電部分被設(shè)置為所述導(dǎo)電框架的一部分。
36.一種線圈天線結(jié)構(gòu)，包括磁性部件，所述磁性部件被設(shè)置成使磁通通過以繞過或穿透具有相對低磁導(dǎo)率的區(qū)域；以及圍繞所述磁性部件的線圈部件。
37.如權(quán)利要求36所述的線圈天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述磁性部件作為第一磁性部件，磁連接于所述第一磁性部件的第二磁性部件被設(shè)置在所述第一磁性部件的至少一端一側(cè)上，并且在與所述第一磁性部件的延伸方向正交的方向上，所述第二磁性部件的橫截面積被規(guī)定為大于所述第一磁性部件的橫截面積。
38.一種包括如權(quán)利要求1到37中任何一項所述的線圈天線結(jié)構(gòu)的便攜式電子設(shè)備。
全文摘要
設(shè)置在扁平主殼體(17)的厚度方向上延伸的第一磁性部件(1)。磁連接于第一磁性部件(1)的第二磁性部件(2)和第三磁性部件(3)分別被設(shè)置在第一主表面一側(cè)和第二主表面一側(cè)。第一磁性部件(1)設(shè)有圍繞它的線圈部件(11)。以此方式，在主殼體(17)的端部構(gòu)造U形磁路以繞過起到內(nèi)部導(dǎo)體作用的基板(15)。類似地，由第四至第六磁性部件(4－6)組成的U形磁路被構(gòu)建于次殼體(18)中，該次殼體(18)與主殼體(17)一起構(gòu)成蛤殼型殼體以繞過起到內(nèi)部導(dǎo)體作用的基板(16)。
文檔編號G06K19/07GK101053118SQ200680000169
公開日2007年10月10日 申請日期2006年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月14日
發(fā)明者神谷岳, 丸澤博, 鴻池健弘, 川端一也 申請人:株式會社村田制作所