專利名稱：具有通信能力的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有相對于感應(yīng)耦合電磁場的非接觸型IC卡進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出的通信功能的電子裝置。
本申請以在日本2002年9月27日申請的日本專利申請?zhí)?002-284177、2003年1月31日申請的日本專利申請?zhí)?003-025288為基礎(chǔ)，要求以其為優(yōu)先權(quán)，通過參照這些申請，在本申請中進行引用。
背景技術(shù)：
近年來，在鐵道自動檢票機、建筑物的進出口的保安系統(tǒng)、電子貨幣系統(tǒng)等領(lǐng)域中，開始引入使用非接觸式的IC卡和IC標簽的所謂RFID(射頻識別)系統(tǒng)。此RFID系統(tǒng)如圖1模式所示，由非接觸式IC卡100、相對于此IC卡100，進行數(shù)據(jù)寫入和讀出的讀寫器101構(gòu)成。在此RF系統(tǒng)中，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，從讀寫器101一側(cè)的環(huán)形天線102一發(fā)射磁力線，發(fā)射的磁力線通過感應(yīng)耦合與IC卡100一側(cè)的環(huán)形天線103磁耦合，在IC卡100和讀寫器101之間進行通信。
在這樣的RFID系統(tǒng)中，像現(xiàn)有的接觸型IC卡系統(tǒng)那樣，節(jié)省了相對于讀寫器一邊裝填I(lǐng)C卡，一邊使其接觸金屬接點的時間，能簡單且高速地執(zhí)行數(shù)據(jù)的寫入和讀出。
在這樣的RFID系統(tǒng)中，由于通過電磁感應(yīng)從讀寫器101向IC卡100供給了所必需的功率，在IC卡內(nèi)沒必要帶有電池等電源，能提供可簡化結(jié)構(gòu)，低價格的可靠性高的IC卡。
在上述的RFID系統(tǒng)中，為了確保在IC卡100和讀寫器101之間的可充分通信的范圍，有必要在讀寫器101一側(cè)設(shè)置能發(fā)射帶有某一程度磁場強度的電磁場的環(huán)形天線102。
一般地，讀寫器101用的環(huán)形天線102由如圖2所示的平面狀卷繞導線的環(huán)形線圈200構(gòu)成，此環(huán)形線圈200具有夾持其中心部相對的各圈線圈之間的間隔和線寬度相等的對稱的形狀。再有，作為這些具體例子，列舉出，連接在讀/寫模塊91的本體側(cè)天線90(例如，參照特開平10-144048號公報)和讀寫裝置RW2的AG1、AG2、AG3(例如參照特開2001-331829號公報)等。
因此，在具有如此對稱形狀的讀寫器101用環(huán)形天線102中，形成如圖3所示的對稱的磁場分布。
用圖4表示利用此環(huán)形天線102在IC卡100中感應(yīng)的電流強度與卡的位置依賴關(guān)系，在夾持環(huán)形線圈200中心部分而相對的位置，形成有2個可通信的區(qū)域S1′、S2′。具體地，與可通信區(qū)域S1′中從讀寫器101一側(cè)的環(huán)形天線102和IC卡100一側(cè)的環(huán)形天線103彼此面對的四個邊產(chǎn)生的磁場為在各自位置處感應(yīng)耦合的理想耦合狀態(tài)不同，在此可通信區(qū)域S1′的外側(cè)時，在讀寫器101一側(cè)的環(huán)形天線102產(chǎn)生的磁場方向反轉(zhuǎn)的中央?yún)^(qū)域，與IC卡100一側(cè)的環(huán)形天線103交錯的磁場彼此抵消，因此感應(yīng)電流在通信所需電平以下。而且，朝向外側(cè)時，讀寫器101一側(cè)的環(huán)形天線102和C卡100一側(cè)的環(huán)形天線103的四邊中，由于僅有一邊彼此耦合，就形成了與可通信區(qū)域S1′相比感應(yīng)電流小且狹窄的可通信區(qū)域S2′。
再有，在圖4中，橫坐標軸原點O表示讀寫器101一側(cè)的環(huán)形天線102的中心位置，正方向表示IC卡100從原點O指向外側(cè)的方向。另一方面，縱軸表示讀寫器101一側(cè)的環(huán)形天線102的磁場因電磁感應(yīng)在IC卡100一側(cè)的環(huán)形天線103中產(chǎn)生感應(yīng)電流的強度，超過用圖4中虛線s′表示的數(shù)值的區(qū)域就是可通信區(qū)域。
這里，在IC卡100一側(cè)的環(huán)形天線103和讀寫器101一側(cè)的環(huán)形天線102的中心位置相同的部位，即從原點O向外側(cè)可通信區(qū)域S1′越連續(xù)寬廣，使用上就變得越方便。
在上述現(xiàn)有的環(huán)形線圈200中，從原點O向外側(cè)時，一旦脫離到可通信區(qū)域S1′之外，進入到到不可通信區(qū)域，并且通過再向外側(cè)而再次進入可通信區(qū)域S2′。從實用觀點看，希望可通信區(qū)域S1′和可通信區(qū)域S2′之間沒有不可通信區(qū)域，換句話說，期望僅僅加寬可通信區(qū)域S1′。
這種讀寫器101用的環(huán)形天線102由于渦流的影響等，就不能還安裝在Mg合金等的金屬制造的框體上來使用。由此，如圖5中所示，在使用金屬制造的框體300的情況下，為在此框體300和環(huán)形線圈200之間插入磁體底座301，此環(huán)形線圈200之上配置有作為保護材料的聚碳酸酯等樹脂底座302的結(jié)構(gòu)。在此情況下，讀寫器101用的環(huán)形天線102相對于IC卡100不能有效地放射電磁場、產(chǎn)生所謂的上述IC卡100和讀寫器101的可通信范圍變狹窄的問題。
如圖6中所示，在由合成樹脂形成框體400的情況下，為了在電子電路中不產(chǎn)生電磁感應(yīng)噪音，在位于合成樹脂的框體400之內(nèi)的電路基板401和環(huán)形天線102之間有必要配置襯墊402，但這樣增大了厚度?，F(xiàn)有讀寫器101用的環(huán)形天線102與IC卡100一側(cè)的環(huán)形天線103具有大致相同的大小。在這種現(xiàn)有的讀寫器101用的環(huán)形天線102中，小型化和薄型化就很困難。
存在上述技術(shù)的困難性的同時，例如在構(gòu)成可便攜式小型電子裝置的合成樹脂的框體和金屬制造的框體中，有時要裝載上述讀寫器101。在此情況下，需要與IC卡100的外形相同或比其小且薄型的讀寫器用的環(huán)形天線102。
上述可便攜式小型電子裝置不同于固定設(shè)置型的電子裝置，由于存在裝置大小的制約，即使在裝配空間上下工夫，在降低以環(huán)形天線102放射的電磁場對鄰近內(nèi)部配置的電子電路基板等產(chǎn)生的影響，以減少因金屬框體對環(huán)形天線102產(chǎn)生的影響為目的方面，確保此內(nèi)部空間也受到大的制約。因此，期望提出一個降低金屬框體對環(huán)形天線102產(chǎn)生的影響和環(huán)形天線102本身放射電磁場的對電子電路基板等產(chǎn)生的影響的新方法。
此外，可便攜式小型電子裝置需要高效率的元件結(jié)構(gòu)，其強烈要求低耗電能力、沒有增大環(huán)形天線102的驅(qū)動電流的余量、即使小的驅(qū)動電流也能確保充分的磁場強度。
進一步地，可便攜式小型電子裝置有如下的可便攜式小型電子裝置的特有要求根據(jù)設(shè)置場所的限制和與進行構(gòu)成操作部的鍵盤等其它功能的場所的位置關(guān)系，所希望的R/W101的發(fā)送接收位置就不必處于環(huán)形天線102的中心，可考慮使用方便，自由設(shè)定發(fā)送接收位置。
但是，作為使用空間配置以外的方法降低因金屬框體對環(huán)形天線102的影響的現(xiàn)有技術(shù)，有使用板狀磁性材料降低金屬體的影響的IC標簽·天線(例如，參照特開2001-331772號公報)和通過使用磁性材料使天線磁場偏轉(zhuǎn)，降低金屬體影響的卡負載·天線(例如，參照特開2002-123799號公報)。
上述現(xiàn)有技術(shù)的任何一個在使用功率和設(shè)置場所在材料以及空間上受限制的可便攜式小型電子裝置中，卻難以實現(xiàn)最適合的小型而且薄型的R/W用的環(huán)形天線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題的新型的具有通信能力的電子裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過降低構(gòu)成裝置本體的框體的材料的影響、使寫入和/或讀出信息的能夠正確接收發(fā)送的，具有通信功能的電子裝置。
本發(fā)明的再有的另一目的在于提供一種使裝置本身可小型化和高性能化的具有通信功能的電子裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具有通信功能的電子裝置包括容納電子元件的框體，以及在上述框體中配置的、和內(nèi)置環(huán)形天線的具有通信功能的IC卡進行通信的通信用天線部分；當IC卡接近框體時，內(nèi)置于IC卡的天線部分的一部分面對通信用天線部分的一部分，并且在避免內(nèi)置于IC卡的天線部分的其它部分與上述框體相面對的位置處配置通信用天線部分。這里，在IC卡一側(cè)的天線部分中，采用由環(huán)形線圈構(gòu)成的環(huán)形天線。
本發(fā)明的電子裝置的框體是金屬制造的，至少與配置上述天線部分同時，與IC卡的一部分相對的區(qū)域的寬度比按至少有短邊和長邊的長方形形狀形成的IC卡的長邊方向的長度還要短。
構(gòu)成本發(fā)明的電子裝置的框體中，設(shè)置有顯示在此框體設(shè)置的天線部分的位置的指標部。
在框體的面對IC卡的區(qū)域中，設(shè)置有決定面對IC卡的框體的位置的位置決定部。
本發(fā)明的電子裝置，當內(nèi)置天線部分的具有通信功能的IC卡接近框體，即置于框體上時，僅有IC卡中內(nèi)置的天線部分的一部分面對框體一側(cè)的通信用天線部分的一部分，防止了進行向IC卡寫入或讀出的信息的接收發(fā)送的通信特性劣化。
本發(fā)明的其它目的由本發(fā)明得出的具體優(yōu)點，通過下面參照


的實施形態(tài)的說明，可進一步明確。

圖1是表示現(xiàn)有RFID系統(tǒng)的模式圖。
圖2是表示現(xiàn)有R/W用的環(huán)形天線的平面圖。
圖3是表示由現(xiàn)有R/W用的環(huán)形天線引起的磁場分布的模式圖。
圖4是利用感應(yīng)電流特性表示通過現(xiàn)有R/W用的環(huán)形天線與IC卡通信的性能的特性圖。
圖5是表示在金屬框體中配置現(xiàn)有R/W用的環(huán)形天線的情況下的磁場分布的模式圖。
圖6是表示在樹脂框體內(nèi)配置現(xiàn)有R/W用的環(huán)形天線的情況下的磁場分布的模式圖。
圖7是表示本發(fā)明的電子裝置采用的RFID系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖8是表示平面非對稱型環(huán)形天線的平面圖。
圖9是表示由平面非對稱型環(huán)形天線引起的磁場分布的模式圖。
圖10是表示立體非對稱型環(huán)形天線的平面圖。
圖11是表示由立體非對稱型環(huán)形天線引起的磁場分布的模式圖。
圖12是表示磁性體薄片的相對磁導率與通信范圍的關(guān)系特性圖。
圖13是表示磁性體薄片的Ms·t與通信距離的關(guān)系特性圖。
圖14是在合成樹脂制造的框體的情況下，利用感應(yīng)電流特性表示通過平面對稱型環(huán)形天線、平面非對稱型環(huán)形天線及立體非對稱型環(huán)形天線與IC卡通信的能力的特性圖。
圖15是在金屬制造的框體的情況下，利用感應(yīng)電流特性表示通過上述環(huán)形天線與IC卡通信的能力的的特性圖。
圖16是在沒有配置磁性體薄片的情況下，利用感應(yīng)電流特性表示的通過上述各環(huán)形天線與IC卡通信的能力的特性圖。
圖17是在配置有磁性體薄片的情況下，利用感應(yīng)電流特性表示通過上述各環(huán)形天線與IC卡通信的能力的特性圖。
圖18是表示通信終端裝置的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖19是表示在通信終端裝置中配置的立體非對稱型環(huán)形天線的剖面圖。
圖20是表示由在通信終端裝置中配置的立體非對稱型環(huán)形天線引起的磁場分布的模式圖。
圖21是表示磁性體薄片的制造工序的流程圖。
圖22是表示擠壓成形機器的模式圖。
圖23是表示涂覆裝置的模式圖。
圖24A表示磁性體薄片的平面圖，圖24B表示磁性體薄片的剖面圖。
圖25表示環(huán)形天線的平面圖。
圖26是表示立體非對稱型環(huán)形天線的平面圖。
圖27是表示在立體非對稱型環(huán)形天線中磁性體薄片柔軟的情況下的主要部分的剖面圖。
圖28是表示在立體非對稱型環(huán)形天線中磁性體薄片硬化的情況下的主要部分的剖面圖。
圖29是表示作為采用本發(fā)明的電子裝置的通信終端裝置和采用于該通信終端裝置中的IC卡的斜視圖。
圖30是表示將IC卡接近適用于本發(fā)明的通信終端裝置的狀態(tài)的平面圖。
圖31是表示采用本發(fā)明的其它實例的通信終端裝置和IC卡的狀態(tài)的斜視圖。
圖32是表示將IC卡接近采用本發(fā)明的另一個其它實例的通信終端裝置的狀態(tài)的平面圖。
圖33是表示將IC卡接近采用本發(fā)明的再一個其它實例的通信終端裝置的狀態(tài)的平面圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖來說明本發(fā)明中的具有通信功能的電子裝置。
首先，說明在本發(fā)明的具有通信功能的電子裝置中使用的天線裝置。此天線裝置采用于具有如圖7中所示結(jié)構(gòu)的RFID系統(tǒng)。如圖7中所示，RFID系統(tǒng)由非接觸型IC卡1和對該IC卡1進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出的讀寫器50(以下，稱為R/W)構(gòu)成。
IC卡1是沒有內(nèi)置例如以ISO7810為標準的電池等的電源的所謂無電池的IC卡。此IC卡形成為長方形形狀，該長方形形狀具有與所謂的信用卡相同的尺寸、即具有能手持的大小范圍的短邊和長邊。此IC卡1在其內(nèi)部設(shè)置的基板上具有與電磁場耦合發(fā)送接收數(shù)據(jù)的環(huán)形天線2和集成有用于進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出的各種處理的電子電路以及存儲器的IC(集成電路)3。
環(huán)形天線2由將導線卷繞成平面形狀的環(huán)形線圈4構(gòu)成，和與此環(huán)形線圈4并聯(lián)連接的電容器5一起共同構(gòu)成振蕩電路。此環(huán)形天線2與從后述的R/W50一側(cè)的環(huán)形天線中放射出的電磁場相耦合，將耦合的電磁場轉(zhuǎn)換為電信號之后，供給IC。
IC3包括將從環(huán)形線圈4供給的電信號整流平滑的整流電路6、將從整流電路6供給的電信號轉(zhuǎn)換為直流功率的調(diào)整器7、抽取從整流電路6供給的電信號的高頻成分的HPF(高通濾波器)8、將從HPF8中輸入的高頻成分信號進行解調(diào)的解調(diào)電路9、對應(yīng)于從此解調(diào)電路9供給的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出控制的定序器10、將從解調(diào)電路9供給的數(shù)據(jù)進行存儲的存儲器11、將利用環(huán)形線圈4發(fā)送的數(shù)據(jù)進行調(diào)制的調(diào)制電路12。
整流電路6由二極管13、電阻14和電容器15構(gòu)成。其中二極管13的正極端子連接到環(huán)形線圈4和電容器5的一端、二極管13的負極端子連接到電阻14和電容器15的一端、電阻14和電容器15的另一端連接到環(huán)形線圈14和電容器5的另一端。此整流電路6將從環(huán)形線圈4供給的電信號進行整流平滑后的電信號輸出到調(diào)整器7和HPF8。
調(diào)整器7與上述整流電路6的二極管13的負極端子、電阻14和電容器15的一端相連接。此調(diào)整器7抑制從整流電路6供給的電信號的電壓變動(數(shù)據(jù)成分)、使其穩(wěn)定之后，作為直流功率提供給定序器10。由此，就抑制了作為定序器10等誤動作的原因、例如因IC卡1的位置的變動而產(chǎn)生的電壓變動以及因通過IC卡1的內(nèi)部消耗電能的變化而產(chǎn)生的電壓變動。
HPF8由電容器16和電阻17構(gòu)成、提取從上述整流電路6供給的電信號的高頻成分，輸出到解調(diào)電路9。
解調(diào)電路9與上述HPF8的電容器16的另一端和電阻17的一端連接，將從此HPF8輸入的高頻成分信號進行解調(diào)，輸出到定序器10。
定序器10內(nèi)部具有ROM(只讀存儲器)和RAM(隨機存取存儲器)并與上述解調(diào)電路9連接。此定序器10將從解調(diào)電路9輸入的信號(命令)存儲到RAM、通過ROM中內(nèi)置的程序?qū)ζ溥M行解析、根據(jù)解析結(jié)果，根據(jù)需要將保存在存儲器11中的數(shù)據(jù)讀出，或者將從解調(diào)電路9供給的數(shù)據(jù)寫入到存儲器11。此定序器10為了返回對應(yīng)應(yīng)答的命令、而生成應(yīng)答信號并供給到調(diào)制電路12。
存儲器11由不需要功率來保持數(shù)據(jù)的EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲器)等非易失性存儲器組成、并與上述定序器10連接。此存儲器11根據(jù)定序器10的解析結(jié)果、將從解調(diào)電路9供給的數(shù)據(jù)進行存儲。
調(diào)制電路12由電感18和FET(場效應(yīng)晶體管)19的串聯(lián)電路構(gòu)成，其中電感18的一端連接到上述整流電路6的二極管13的負極端子、電感18的另一端與FET19的漏極端子連接、FET19的源極端子連接到接地點、FET19的柵極端子與定序器10連接。此調(diào)制電路12與構(gòu)成上述振蕩電路的環(huán)形線圈4并聯(lián)連接、采用對應(yīng)于來自定序器10的信號使FET19進行開關(guān)動作、改變電感18相對于環(huán)形線圈4的負載的所謂的附加調(diào)制方式。
相對于此，R/W50的結(jié)構(gòu)具有進行發(fā)送接收的數(shù)據(jù)控制的控制電路51、進行數(shù)據(jù)調(diào)制和解調(diào)的調(diào)制電路52和解調(diào)電路53、與電磁場耦合，并發(fā)送接收數(shù)據(jù)的環(huán)形天線54。
控制電路51，例如利用來自外部的指令和內(nèi)置的程序，生成各種控制用的控制信號，控制調(diào)制電路52和解調(diào)電路53的同時、生成對應(yīng)于指令的發(fā)送信號數(shù)據(jù)并供給調(diào)制電路52。此外，控制電路51根據(jù)來自解調(diào)電路53的應(yīng)答數(shù)據(jù)生成再生數(shù)據(jù)、向外部進行輸出。
發(fā)射機調(diào)制從控制電路51輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)制電路52將此調(diào)制信號供給環(huán)形天線54。
解調(diào)電路53解調(diào)來自環(huán)形天線54的調(diào)制波，將此解調(diào)數(shù)據(jù)供給控制電路51。
環(huán)形天線54由將導線卷繞成平面狀的環(huán)形線圈組成，放射對應(yīng)于通過調(diào)制電路52供給的調(diào)制波的電磁場的同時，檢測IC卡1一側(cè)的環(huán)形線圈4的負載的變動。再有，在環(huán)形天線54中，對應(yīng)于R/W50的天線驅(qū)動電路方式，也存在并聯(lián)或串聯(lián)連接振蕩用的電容器的情況。
在如上結(jié)構(gòu)的RFID系統(tǒng)中，對于IC卡1給出規(guī)定的數(shù)據(jù)的寫入指令，根據(jù)此指令，生成用于R/W50的控制電路51寫入的命令信號的同時，生成對應(yīng)于指令的發(fā)送數(shù)據(jù)(寫入數(shù)據(jù))，并供給調(diào)制電路52。調(diào)制電路52根據(jù)輸入的信號，調(diào)制振蕩信號的振幅，供給環(huán)形天線54。環(huán)形天線54放射對應(yīng)于輸入的調(diào)制信號的電磁波。
在此，由IC卡1的環(huán)形線圈4和電容器5構(gòu)成的振蕩電路的振蕩頻率設(shè)定為對應(yīng)于來自R/W50的振蕩頻率(載波頻率)的數(shù)值，例如13.56MHz。因此，此振蕩電路利用振蕩動作接收放射的電磁場，將接收的電磁場轉(zhuǎn)換為電信號之后，供給IC3。轉(zhuǎn)換的電信號輸入到整流電路6，利用此整流電路6進行整流平滑之后，供給調(diào)整器7。并且，當此調(diào)整器7抑制了從整流電路6供給的電信號的電壓變動(數(shù)據(jù)成分)并使其穩(wěn)定化之后，作為直流功率供給定序器10。
通過整流電路6整流平滑的信號通過調(diào)制電路12供給HPF8，提取高頻成分之后，供給解調(diào)電路9。此解調(diào)電路9將輸入的高頻成分進行解調(diào)，供給定序器10。定序器10將從解調(diào)電路9輸入的信號(命令)存儲到RAM、根據(jù)在ROM中內(nèi)置的程序?qū)ζ溥M行解析、根據(jù)解析的結(jié)果、將從解調(diào)電路9供給的寫入數(shù)據(jù)寫入到存儲器11。
另一方面，定序器10在從解調(diào)電路9輸入的信號(命令)為讀出指令的情況下，從存儲器11讀出對應(yīng)于該指令的讀出數(shù)據(jù)。此外，定序器10對應(yīng)于讀出數(shù)據(jù)，使調(diào)制電路12的FET19進行開關(guān)動作。即，在調(diào)制電路12中，一旦FET19導通。環(huán)形線圈4就并聯(lián)連接到電感18，，一旦FET19截止，就解除電感18與環(huán)形線圈4的并聯(lián)連接。其結(jié)果，與該IC卡1一側(cè)的環(huán)形天線2磁耦合的R/W50一側(cè)的環(huán)形天線54的電感就會對應(yīng)于讀出數(shù)據(jù)發(fā)生變化。因此，環(huán)形天線54的端子電壓就按照該電感的變化而相應(yīng)地改變，利用解調(diào)電路53解調(diào)該變化部分，R/W50就可以接收讀出數(shù)據(jù)。
如上所述，通過在IC卡1和R/W50之間進行通信，對于IC卡1，通過非接觸式進行R/W50對數(shù)據(jù)的寫入和讀出。
但是，上述R/W50一側(cè)的環(huán)形天線54采用如圖8中所示的結(jié)構(gòu)的天線裝置80。該天線裝置80具有用于感應(yīng)耦合電磁場的環(huán)形線圈81、與該環(huán)形線圈81的面對IC卡1的主表面相反側(cè)面的主表面相對配置的磁性體薄片82。
環(huán)形線圈81由例如環(huán)氧樹脂和云母等具有可彎曲性的絕緣膜形成或經(jīng)蝕刻在基板83兩面上形成的電解銅等的導電金屬箔膜等而形成。該環(huán)形線圈81的制造方法不限于上述實例，例如還可以采用銀漿等導體漿印刷形成作為環(huán)形線圈81的導體圖形，或還可通過濺射金屬靶在基板上形成作為環(huán)形線圈81的導體圖形。
環(huán)形線圈91可做成使夾持其中心部分的相互面對的各卷線圈之間的間隔和線寬在某一方向上不同的非對稱的形狀。就是說，該環(huán)形線圈81具有在一個方向上(圖8中的箭頭Z所示的上下方向)，該各卷線圈之間的間隔和線寬變窄的下邊部分81a和該各卷線圈之間的間隔和線寬變寬的上邊部分81b。
另一方面，為了在該主表面內(nèi)容納環(huán)形線圈81，將磁性體薄片82形成為比環(huán)形線圈81更大的矩形形狀。該天線裝置80具有在與環(huán)形線圈81的面對IC卡1的表面相反的一側(cè)的表面上粘貼有磁性體薄片82的結(jié)構(gòu)。
此時，如圖9中所示，用天線裝置80的圖8中箭頭Z所示的一個方向的磁場分布，在環(huán)形線圈81的各卷線圈之間的間隔和線寬變寬的上邊部分81b處增強。也就是說，該天線裝置80的磁場分布不同于圖3中所示的對稱磁場分布、成為非對稱的磁場分布。
本發(fā)明的天線裝置80，將環(huán)形線圈81作成非對稱形狀，通過控制由該環(huán)形線圈81而引起的放射磁場的分布，能夠使上述IC卡1和R/W50的可通信范圍擴大的同時，還能夠使可通信位置在一個方向上產(chǎn)生位移。在該天線裝置80中，由于能夠使環(huán)形線圈81的大小比IC卡1一側(cè)的環(huán)形線圈4更小、所以使進一步小型化成為可能。
通過面對與環(huán)形線圈81的和IC卡1相對的表面相對側(cè)面的表面配置磁性體薄片82，本發(fā)明的天線裝置80僅能使環(huán)形線圈81的面對IC卡1的側(cè)面的磁場分布增強。因此，通過增強磁場強度，該天線裝置80就能夠進一步擴寬IC卡1和R/W50的可通信范圍。
在上述R/W50中使用的環(huán)形天線54也可以使用如圖10中所示的結(jié)構(gòu)的天線裝置90。
如圖10中所示的天線裝置90具有用于感應(yīng)耦合電磁場的環(huán)形線圈91，在貫通該環(huán)形線圈91的中心部分的狀態(tài)下重合的磁性體薄片92。
環(huán)形線圈91由例如環(huán)氧樹脂和云母等有可彎曲性的絕緣膜或蝕刻在基板93兩面上形成的電解銅等的導電金屬箔膜等而形成。該環(huán)形線圈91的制造方法不限于上述實例，也可以采用例如銀漿等導體漿印刷作為環(huán)形線圈91的導體圖形形成，或還可以通過濺射金屬靶在基板上形成作為環(huán)形線圈91的導體圖形。
環(huán)形線圈91可作成夾持其中心部分，即相互面對的各卷線圈之間的間隔和線寬在同一方向不同的非對稱形狀。也就是說，該環(huán)形線圈91具有在一個方向上(圖10中的箭頭Z所示的上下方向)，該各卷線圈之間的間隔和線寬變窄的下邊部分91a和該各卷線圈之間的間隔和線寬變寬的上邊部分91b。此外，在環(huán)形線圈91的中心部分，設(shè)置有用于貫通磁性體薄片92的貫通孔94。
另一方面，磁性體薄片92具有沿環(huán)形線圈91的一個方向上比構(gòu)成該環(huán)形線圈91的卷繞線圈的最外側(cè)的寬度更寬的矩形形狀的寬大部分92a，從該寬大部分92a的下端中央部分向下方延長的，比延長的環(huán)形線圈91的卷繞線圈的最內(nèi)側(cè)的寬度更窄的矩形形狀的狹窄部分92b。就是說，在該磁性體薄片92中，為了在該平面內(nèi)容納環(huán)形線圈91的上邊部分91b，寬大部分92a形成為比環(huán)形線圈91更大的矩形形狀。另一方面，為了貫通環(huán)形線圈91的貫通孔94、具有充分的寬度，且在該平面內(nèi)容納環(huán)形線圈91的下邊部分91a，所以狹窄部分92b就成為比該環(huán)形線圈91更小的矩形形狀。
該天線裝置90具有一種結(jié)構(gòu)在磁性體薄片92的狹窄部分92b從與面對IC卡1的表面的相反一側(cè)的側(cè)面向面對IC卡1的側(cè)面、貫通環(huán)形線圈91的貫通孔94的狀態(tài)，磁性體薄片92沿一個方向被粘貼到環(huán)形線圈91。因此，面對在環(huán)形線圈91的卷繞線的間隔變窄的下邊部分91a中、狹窄部分92b的一個側(cè)面與環(huán)形線圈91的面對IC卡1的表面相面對，在環(huán)形線圈91的卷繞線的間隔變寬的上邊部分91b中、寬大部分92a的另一個側(cè)面與和環(huán)形線圈91的面對IC卡1的主表面相反一側(cè)的表面相面對，這樣配置該磁性體薄片92。
在此情況下，如圖11中所示，利用天線裝置90形成的圖10中箭頭Z所示的一個方向的磁場分布就成為非對稱的磁場分布，其在環(huán)形線圈91的卷繞圈間隔和線寬變寬的上邊部分91b處增強。
因此，天線裝置90，設(shè)環(huán)形線圈91為非對稱形狀、通過控制由環(huán)形線圈91引起的放射的磁場分布，在擴展上述IC卡1和R/W50的可通信范圍的同時，在一個方向上能使可通信位置產(chǎn)生位移。由于該天線裝置90，能使環(huán)形線圈91的大小比IC卡1一側(cè)的環(huán)形線圈4更小、使進一步小型化成為可能。
在環(huán)形線圈91的卷繞線間隔變窄的下邊部分91a中，通過磁性體薄片92的狹窄部分92b相對于環(huán)形線圈91的與IC卡1相面對的表面，在環(huán)形線圈91的卷線間隔變寬的上邊部分91b，磁性體薄片92的寬大部分92a相對于與環(huán)形線圈91的面對IC卡1的表面相反一側(cè)的表面來配置該天線裝置90，在環(huán)形線圈91的面對IC卡1的表面中，僅能使環(huán)形線圈91的卷繞線間隔和線寬變寬的上邊部分91b的磁場分布增強。此外，通過增強環(huán)形線圈91的卷繞線間隔和線寬變寬了的上邊部分91b的磁場強度，天線裝置90就能夠使IC卡1和R/W50的可通信范圍在1處變得更寬。
但是，由于設(shè)在磁性體薄片82、92的面內(nèi)方向中的通信頻率的實際相對磁導率μ’為20以上、設(shè)磁性體薄片82、92的飽和磁化Ms與厚度t之積Ms·t為6emu/cm2以上，上述天線裝置80、90就能夠擴寬IC卡1和R/W50的可通信范圍。
具體地，在調(diào)查磁性體薄片82、92的通信頻率下的實際相對磁導率μ’與通信范圍的關(guān)系時，得到如圖12中所示的測量結(jié)果。也就是說，為了擴寬這些天線裝置80、90的可通信范圍，優(yōu)選磁性體薄片82、92的相對磁導率μ’為20以上，更優(yōu)選通過磁性體薄片82、92的相對磁導率μ’為30以上，就能進一步擴寬IC卡1和R/W50的可通信范圍。
在調(diào)查磁性體薄片82、92的飽和磁化Ms與厚度t的積Ms·t與通信距離的關(guān)系時，得到如圖13中所示的測量結(jié)果。為了延伸這些天線裝置80、90的通信距離，優(yōu)選磁性體薄片82、92的飽和磁化Ms與厚度t之積Ms·t為6emu/cm2以上，更加優(yōu)選為10emu/cm2以上。這種磁性體薄片82、92優(yōu)選其矯頑力Hc為10Oe以下。
上述天線裝置80、90特征在于，對應(yīng)于所需通信范圍，設(shè)定磁性體薄片82、92的相對磁導率μ’和磁性體薄片82、92的飽和磁化Ms與厚度t之積Ms·t，通過優(yōu)化這些磁性體薄片82、92的相對磁導率μ’及飽和磁化Ms與厚度t之積Ms·t，就進一步擴寬IC卡1和R/W50的可通信范圍。
通過提高通信性能，這些天線裝置80、90就能夠使環(huán)形線圈81、91的大小比IC卡1一側(cè)的環(huán)形線圈4更小。就可使采用這種天線裝置80、90的R/W等電子裝置的整體厚度在1mm以下，使更加小型化及薄型化成為可能。
再有，上述天線裝置80、90不限制于使環(huán)形線圈81、91的各卷繞線之間的間隔和線寬同時不同，例如也可以僅使環(huán)形線圈81、91的各卷繞線之間的間隔不同。此外，使環(huán)形線圈81、91為非對稱形狀的一個方向可設(shè)定為想擴寬放射磁場分布的任何方向。例如，在與上述Z方向垂直的方向上，也可成為使環(huán)形線圈81、91的各卷線之間的間隔和線寬不同的非對稱形狀，在此Z方向和與Z方向垂直的方向上，也成為使環(huán)形線圈81、91的各卷線之間的間隔和線寬不同的非對稱形狀。
如此，按照使環(huán)形線圈81、91成為非對稱形狀的方向，上述天線裝置80、90就能夠控制環(huán)形線圈81、91的放射磁場分布，并且能夠任意地調(diào)整R/W50相對于IC卡1的讀出和寫入位置。
其次，對于上述圖8中所示的天線裝置80(以下，稱為平面非對稱型環(huán)形天線。)、圖10中所示的另一天線裝置90(以下，稱為立體非對稱型環(huán)形天線。)和圖2中所示的現(xiàn)有天線裝置200(以下，稱為平面對稱型環(huán)形天線。)，分別比較在圖14中所示使用合成樹脂形成的框體上配置的情況和在圖15中所示的金屬形成的框體上配置的情況的通信性能。
再有，即使在為了進行比較采用的現(xiàn)有的天線裝置200中，也是在與面對IC卡表面相反一側(cè)的表面配置有磁性體薄片的結(jié)構(gòu)。
再有，圖14和圖15表示通過R/W一側(cè)配置的各個環(huán)形天線80、90、200在IC卡中感應(yīng)的電流強度與卡位置依賴關(guān)系的特性圖，橫軸的原點O表示R/W一側(cè)的各個環(huán)形天線80、90、200的中心位置，正方向表示IC卡從原點O指向外側(cè)的方向。另一方面，縱軸表示因電磁感應(yīng)使R/W一側(cè)的各個環(huán)形天線80、90、200的磁場在IC卡一側(cè)的環(huán)形天線中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的強度，圖中用虛線s表示的數(shù)值以上的區(qū)域是可通信區(qū)域。再有，在圖14和圖15中，細線A表示平面對稱型環(huán)形天線200的特性，中粗線B表示平面非對稱型環(huán)形天線80的特性，粗線C表示立體非對稱型環(huán)形天線90的特性。
在將各個環(huán)形天線80、90、200用于合成樹脂制造的框體的情況下，如圖1 4中A所示，表明現(xiàn)有平面對稱型環(huán)形天線200形成了2個可通信區(qū)域S1’、S2’，且每個可通信范圍變得狹窄。與此相反，如圖14中B所示，表明本發(fā)明的平面非對稱型環(huán)形天線80就形成了2個可通信區(qū)域S1、S2，且可通信區(qū)域S1的范圍變得非常寬廣。此外，如圖14中C所示，表明本發(fā)明的立體非對稱型環(huán)形天線90僅在從其中央開始的一個場所形成可通信區(qū)域S，此可通信范圍S與其他的相比是范圍最廣的。由此，僅在一個地方形成了可通信區(qū)域S，由于是通過利用立體非對稱型環(huán)形天線結(jié)構(gòu)，形成了圖11的磁場分布所示的單一放射磁場。再有，在圖9中，描述了非對稱相位方向的放射磁場。
另一方面，在將各個環(huán)形天線80、90、200用于金屬制造的框體的情況下，如圖15中所示，由于這種金屬制造的框體的影響，與適用于合成樹脂制造的框體相比，任何環(huán)形天線80、90、200的可通信范圍都變窄，與現(xiàn)有平面對稱型環(huán)形天線200相比，本發(fā)明的平面非對稱型環(huán)形天線80和立體非對稱型環(huán)形天線90的一方，感應(yīng)電流的減小變小、表明因框體材質(zhì)產(chǎn)生的影響減少。
如上所述，通過連續(xù)地加寬從原點O向外側(cè)的可通信區(qū)域S1、S，平面非對稱型環(huán)形天線80和立體非對稱型環(huán)形天線90就能夠提高其通信能力。特別地，在立體非對稱型環(huán)形天線90中，由于能夠在1個地方加大擴寬可通信區(qū)域S、使用很方便，而且與平面非對稱型環(huán)形天線80相比、還能夠減少阻抗、有利于降低消耗功率。
在這種平面非對稱型環(huán)形天線80和立體非對稱型環(huán)形天線90中，能夠減少因構(gòu)成框體的材料的性質(zhì)帶來的影響，與現(xiàn)有的平面對稱型環(huán)形天線200相比，能夠擴大可通信范圍。
然后，就上述各個環(huán)形天線80、90、200而言，將在與面對IC卡的表面相反一側(cè)的表面上未配置磁性體薄片的情況與配置有磁性體薄片的情況進行通信性能的比較。在圖16和圖17中示出了其結(jié)果。圖16和圖17表示由在R/W一側(cè)配置的各個環(huán)形天線80、90、200在IC卡中感應(yīng)的電流強度與卡位置的依賴關(guān)系的特性圖，橫軸的原點O表示R/W一側(cè)的各個環(huán)形天線80、90、200的中心位置，正方向表示IC卡從原點O指向外側(cè)的方向。另一方面，縱軸表示因電磁感應(yīng)，R/W一側(cè)的各個環(huán)形天線80、90、200的磁場在IC卡一側(cè)的環(huán)形天線中產(chǎn)生的感應(yīng)電流強度。并且，圖16示出了配置有磁性體薄片的情況的特性，圖17示出了沒有配置磁性體薄片的情況的特性。在圖16和圖17中，細線A表示平面對稱型環(huán)形天線200的特性，中粗線B表示平面非對稱型環(huán)形天線80的特性，粗線C表示立體非對稱型90的特性。
如圖16和圖17中所示，各個環(huán)形天線80、90、200的任何一個中，與沒有配置磁性體薄片的情況相比，配置有磁性體薄片的情況下增強了磁場強度，其結(jié)果表明能夠增強感應(yīng)電流強度。由此，在與環(huán)形天線的面對IC卡的主表面上相反一側(cè)的主表面上配置磁性體薄片，由于磁場強度的增加，從而可提高IC卡一側(cè)的環(huán)形天線的感應(yīng)電流，在實現(xiàn)R/W的可通信范圍的擴大和降低消耗功率上非常有效。
其次，舉例說明將上述RFID系統(tǒng)適用于如圖18中所示的通信終端裝置70的實例。該通信終端裝置70采用上述立體非對稱型環(huán)形天線90來作為R/W50使用的環(huán)形天線54。
該通信終端裝置70是稱作PDA(個人數(shù)字助理)的用戶可手持的小型電子裝置，具有在一個模塊內(nèi)集成了例如信息通信功能、存儲功能和照相機功能等的結(jié)構(gòu)。
通信終端裝置70具有本體部71和顯示屏部72，通過鉸鏈機械部73、相對于本體部71可開關(guān)地安裝有顯示屏部72。在本體部71中，設(shè)置有由用于進行各種操作的操作按鈕等構(gòu)成的輸入部74，在該輸入部74的下方，配置有上述R/W50的立體非對稱型環(huán)形天線90。
在本體部71的內(nèi)部，設(shè)置有控制各部分的微型計算機(CPU)。另一方面，在顯示屏部72中，設(shè)置有由液晶顯示屏構(gòu)成的顯示部75，在CPU的控制下，輸入顯示部74的操作狀態(tài)，R/W50從IC卡1讀出的數(shù)據(jù)等。在鉸鏈機械部73中，裝載有CCD照相機76、操作輸入部74，就能夠?qū)⑼ㄟ^該CCD照相機76攝影的圖像在顯示部75中進行顯示。
如圖19中所示，為了確保實現(xiàn)小型、重量輕薄型化情況下的剛性，通信終端裝置70，使用由鎂(Mg)合金等金屬形成的框體77構(gòu)成本體部71。在該金屬制造的框體77之內(nèi)，配置有立體非對稱型環(huán)形天線90。配置該天線90，以便在框體77內(nèi)部形成的天線容納凹部77a中容納該天線90。將作為保護材料的聚碳酸酯等樹脂構(gòu)件78覆蓋在天線容納凹部77a中容納的天線90，防止其脫落。再有，框體77不限于這種的金屬制造的物質(zhì)，還可以利用例如高剛性的合成樹脂等非金屬材料來形成。
這里，立體非對稱型環(huán)形天線90配置環(huán)形線圈91，使得上述某一方向為IC卡1的掃描方向。從與該通信終端裝置70的輸入部74相反一側(cè)、即環(huán)形天線90的環(huán)形線圈91的卷繞線間隔和線寬變窄的下邊部分91a掃描IC卡1。
此情況下，如圖20中所示，由于由立體非對稱型環(huán)形天線90產(chǎn)生的磁場分布在環(huán)形線圈91的卷線間隔和線寬變寬的上邊部分91b變強，通過使環(huán)形線圈91的卷繞線間隔和線寬變寬的上邊部分91b的磁場分布增強，從而使在一個地方使IC卡和R/W50的可通信范圍S變大擴寬成為可能。
因此，在該通信終端裝置70中，就能夠擴大IC卡和R/W50的可通信范圍，即使從與輸入部74相反一側(cè)掃描IC卡1的情況下，由于不限制立體非對稱型環(huán)形天線90的設(shè)置位置，因此對于IC卡1就能夠適當?shù)剡M行數(shù)據(jù)的寫入和讀出。
即使在構(gòu)成本體部71的框體77由金屬形成的情況下，由于通信終端裝置70配置有立體非對稱型環(huán)形天線90，就能夠抑制IC卡和R/W50的可通信范圍IC卡和R/W50的可通信范圍變窄。
而且，由于通信終端裝置70可以使R/W50一側(cè)的環(huán)形天線90比IC卡1一側(cè)的環(huán)形天線2更小，就能夠使該裝置更加小型化，降低消耗功率。
然后，對裝載在上述通信終端裝置70的立體非對稱型環(huán)形天線90的制造方法的一個實例進行說明。
根據(jù)如圖21中所示的流程圖所示順序制造立體非對稱型環(huán)形天線90。
在立體非對稱型環(huán)形天線90的制造中，首先制造磁性體薄片92。當制造磁性體薄片92時，首先，在步驟S1中，制造在由橡膠類樹脂形成的粘合劑中混合了磁性粉、溶劑和添加物的磁性涂料。在此，采用含有96重量％的Fe、3重量％的Cr、0.3重量％的Co以及其它磁性材料的Fe類磁性材料來作為磁性粉。
此后，在步驟S2中，過濾該磁性涂料，制成從粘合劑中除去規(guī)定粒徑以上的磁性粉的磁性涂料。
然后，在步驟S3中，采用圖22中所示的擠壓成形機器，一邊從一對輥97a、97b之間擠壓出在貯液部95中貯存的磁性涂料96，一邊按規(guī)定厚度制作長條狀的磁性體薄片92。
然后，在步驟S4中，干燥長條狀的磁性體薄片92，從該磁性體薄片92中除去粘合劑。
然后，在步驟S5中，采用圖23中所示的涂覆裝置，一邊將帶狀磁性體薄片92插入一對輥98a、98b之間，一邊在磁性體薄片92a的一側(cè)表面上涂覆粘接劑99。
然后，在步驟S6中，按照規(guī)定形狀對帶狀磁性體薄片92進行模拉拔施壓。
如上所述，制造了圖24A和圖24B中所示的磁性體薄片92。
然后，如圖25中所示，準備上述環(huán)形線圈91。如上所述，蝕刻在聚酰亞胺和云母等具有可彎曲性的絕緣膜或基板93的兩個表面上形成的電解銅等導體金屬箔膜等，以便形成該環(huán)形線圈91。該環(huán)形線圈91的制造方法不限于上述實例，也可以采用例如銀漿等導體漿，印刷作為環(huán)形線圈91的導體圖形、或也可以通過濺射金屬靶在基板上形成作為環(huán)形線圈91的導體圖形來形成。在環(huán)形線圈91的中心部分，形成用于貫通磁性體薄片92的貫通孔94。
然后，如圖26中所示，在環(huán)形線圈91的貫通孔94中，貫通磁性體薄片92的狹窄部分92b、沿一個方向粘貼環(huán)形線圈91和磁性體薄片92。此時，磁性體薄片92將涂覆有粘接劑99的表面面對環(huán)形線圈91的與IC卡1相對的表面。在環(huán)形線圈91的卷繞線間隔變窄的下邊部分91a中，將狹窄部分92b粘貼到環(huán)形線圈91的與IC卡1面對的主表面。由此，在環(huán)形線圈91的卷繞線間隔變寬的上邊部分91b中，可將寬廣部分92a粘貼到上述通信終端裝置70的天線容納凹部77a。
經(jīng)過上述這樣的工藝，就能夠制造出立體非對稱型環(huán)形天線90。由此，立體非對稱型環(huán)形天線90具有，通過使磁性體薄片92以貫通環(huán)形天線91的貫通孔94的狀態(tài)進行重疊，通過粘接劑99粘貼而容易制造的結(jié)構(gòu)。
如圖27中所示，磁性體薄片92優(yōu)選具有比較柔軟的柔性材料。此情況下，利用磁性體薄片92的變形，就能夠抑制環(huán)形線圈91的下邊部分91a和上邊部分91b的變形，并能夠使該立體非對稱型環(huán)形天線90的整體厚度T1變薄。與此相反，如圖28中所示，當磁性體薄片92堅硬的情況下，環(huán)形線圈91的下邊部分91a和上邊部分91b的變形就增大，立體非對稱型環(huán)形天線90的整體厚度T2就會變厚。
但是，如上所述，為與內(nèi)置采用平面非對稱型環(huán)形天線80或立體非對稱型環(huán)形天線90等的天線部分，如上所述包括環(huán)形天線，通過感應(yīng)耦合構(gòu)成的非接觸型的IC卡之間進行信息接收而構(gòu)成的電子裝置中、例如在上述這樣的通信終端裝置中，構(gòu)成內(nèi)置天線部分的裝置本體的框體由鎂合金、鋁、不銹鋼、鐵等金屬形成時，當將IC卡接近該金屬制造的框體時，IC卡不能正常操作。也就是說，當在通信終端裝置一側(cè)和IC卡一側(cè)分別采用作為利用了空心型線圈的環(huán)形天線的環(huán)形天線的情況下，通信終端裝置的框體為金屬制造時，由于，減少了在IC卡中設(shè)置的環(huán)形天線的電感，共振頻率上升，就擔心在通信終端裝置和IC卡之間不能進行正常的通信。阻礙該通信功能的電感的減少，原因是從IC卡的環(huán)形天線發(fā)出的電波在金屬制造的框體中會產(chǎn)生渦流。特別地，在內(nèi)置有上述這樣的讀寫器的便攜式小型通信終端裝置的這種電子裝置中，由于不能增大構(gòu)成裝置本體的框體，就不能增大構(gòu)成安裝在此框體中的天線部分的環(huán)形天線，其結(jié)果，為了在便攜式小型通信終端裝置和IC卡之間進行信息發(fā)送接收，必然有必要使IC卡緊密接觸或接近金屬制造的框體，受金屬制造的框體的影響就會變得顯著，由于電感顯著地減少，在通信終端裝置和IC卡之間就不能進行通信。
因此，本發(fā)明構(gòu)成按小型、可便攜式的尺寸形成的具有通信功能的電子裝置，例如既實現(xiàn)通信終端裝置的薄型化和小型化，又確保構(gòu)成裝置本體的框體的強度、能在與具備通信功能的IC卡之間確實進行通信的電子裝置。
以下，舉例說明將本發(fā)明適用于作為按小型、可便攜式的尺寸形成的具有通信功能的電子裝置的通信終端裝置的例子。
本發(fā)明能適用于上述圖18中所示那樣的通信終端裝置70，更具體地，適用于如圖29中所示的結(jié)構(gòu)的具有通信功能的通信終端裝置121。如圖29所示，該通信終端裝置121包括由構(gòu)成以矩形形狀形成的裝置本體的金屬制造的框體122。采用鎂合金的成型體、良好導電性的非磁性鋁板、黃銅板、或非磁性不銹鋼板、鐵板等金屬板來形成框體122。在框體122的一個側(cè)面上，設(shè)置有顯示部123。顯示部123由液晶顯示屏構(gòu)成，并設(shè)置在位于框體122的一個側(cè)面的位置處。該顯示部123由液晶顯示屏構(gòu)成，顯示通過該通信終端裝置121處理的信息和處理的內(nèi)容等。
在框體122的一個側(cè)面的中央部分設(shè)置有輸入部125，該輸入部125由用于進行各種操作的多個操作按鈕124等構(gòu)成。
在框體122的與設(shè)置有顯示部123的一側(cè)相反一側(cè)的端部處，設(shè)置有裝載與該通信終端裝置121之間進行信息通信的IC卡110的卡承載部126，在框體122的設(shè)置有顯示部123和輸入部125的一側(cè)表面上設(shè)置卡承載部126。在框體122的與卡承載部126相對的位置處，設(shè)置有如上述圖8中所示那樣結(jié)構(gòu)的平面非對稱型環(huán)形天線80或如圖9中所示那樣結(jié)構(gòu)的按圖10使用所示的所構(gòu)成的立體非對稱型環(huán)形天線90。圖29中所示的通信終端裝置121采用圖10中所示的環(huán)形天線90作為通信用天線部。參照上述各個環(huán)形天線80、90的說明，省略對通信用天線部的具體結(jié)構(gòu)的更加詳細的說明。
并且，在框體122內(nèi)部設(shè)置有相對于IC卡110進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出的讀寫器(R/W)、控制構(gòu)成該通信終端裝置121的各部分的控制部?？刂撇坷绺鶕?jù)從輸入部125輸入的操作指令信號等，在顯示部123中顯示通過R/W從IC卡110讀出的數(shù)據(jù)等。
這里，更加具體地說明在與通信終端裝置121之間進行信息發(fā)送接收的IC卡110。按與JIS規(guī)格標準的識別卡相同的尺寸，形成在這里使用的IC卡110。如圖29和圖30中所示，以長方形形狀形成IC卡110，其長邊方向的長度L1為86mm，短邊方向的寬度W1為54mm，厚度D1為0.76mm。在以構(gòu)成IC卡110的合成樹脂為主構(gòu)成材料而構(gòu)成的卡本體111之中，內(nèi)置存儲器、IC112和其它電子元件，存儲器記錄與通信終端裝置121之間發(fā)送接收的信息IC112具有控制通信的控制電路。
在卡本體111中，設(shè)置有與構(gòu)成通信終端裝置121一側(cè)的通信用天線部的立體非對稱型環(huán)形天線90之間進行通信的天線部115。在矩形形狀的卡本體111的外側(cè)周圍、即沿卡本體111的相對的一方和另一方長邊111a、111b以及相面對的一方和另一方的短邊111c、111d以矩形形狀卷繞導電的線圈，來形成IC卡110的天線部115、作為環(huán)形天線。就是說，形成在IC卡110中設(shè)置的天線部115，作為具有沿卡本體111的各長邊111a、111b的長邊部分115a、115b和沿各短邊111c、111d的短邊部分115c、115d的矩形形狀。
再有，在以長方形形狀形成的IC卡110中，構(gòu)成為使沿卡本體111的任一個長邊111a、111b的任一個長邊部分115a、115b接近通信用天線部進行通信的情況下，短邊部分115c、115d不必沿另一個的短邊111c、111d，只要向這些邊傾斜就可以。
在IC卡110中設(shè)置的天線部115使構(gòu)成各長邊部分115a、115b的卷線間隔和線寬可以為非對稱型。也就是說，通過增大一個長邊部分111a的卷線的寬度和間隔，通過控制利用天線部115形成的放射磁場分布，也可以進一步擴大與通信終端裝置121的可通信范圍。
本發(fā)明的通信終端裝置121，具有以如上所述大小的長方形形狀形成的卡本體111，當沿該卡本體11的外側(cè)周圍設(shè)置天線部115的IC卡110面對接近在框體122的表面上設(shè)置的卡承載部126時，僅在天線部115的任一個長邊部分115a、115b一側(cè)重合的位置處配置立體非對稱型環(huán)形天線90。
再有，在框體122的表面上構(gòu)成的卡承載部126中，設(shè)置表示在框體122內(nèi)配置的立體非對稱型環(huán)形天線90的位置，并且，顯示IC卡110的接近位置的指標部127。指標部127在框體122的表面上通過印刷形成，或者在框體122的一部分上經(jīng)實施刻印來設(shè)置。指標部127不限于標記和圖形，還可以是通過表示作為接近IC卡110的任一個長邊111a、111b的位置處的文字等來構(gòu)成。
這里，更加具體地說明在通信終端裝置121的框體122內(nèi)設(shè)置的環(huán)形天線90的位置，當該環(huán)形天線90接近IC卡110的任一個長邊111a、111b以對應(yīng)于指標部127時，如圖30中所示，從離開框體122的一個端部122a突出的位置處設(shè)置IC卡110一側(cè)的天線部115的任一個長邊部分115a、115b。此時，IC卡110一側(cè)的天線部115的任何的另一個長邊部分115a、115b就面對環(huán)形天線90。
就是說，如圖30中所示，在離開框體122的一個端部122a的比IC卡110的短邊11 1c、111d的寬度W1更小的區(qū)域內(nèi)配置通信終端裝置121一側(cè)的環(huán)形天線90。
在本發(fā)明的通信終端裝置121中，IC卡110通過使任一個長邊111a、111b接近靠近指標部127，進而靠近卡承載部126上部時，呈現(xiàn)出IC卡110一側(cè)的天線部115的任一個長邊部分115a、115b就面對環(huán)形天線90，另一個長邊部分115a、115b向金屬制造的框體122的外部突出的狀態(tài)。
在本發(fā)明的通信終端裝置121中，當使IC卡110接近框體122時，在IC卡110一側(cè)的天線部115中，就能獲得不面對金屬制造的框體122的長邊部分115a、115b。其結(jié)果，進行向在與IC卡110之間不受到金屬制造的框體122的影響的IC卡110中進行寫入、或者從上述IC卡110讀出的信息的發(fā)送接收通信。
也就是說，由于能在不面對環(huán)形天線90和IC卡110的金屬制造的框體122的長邊部分115a、115b之間，實現(xiàn)通信終端裝置121和IC卡110之間的通信，就能夠防止因金屬制造的框體122而引起的電感的減少，能夠進行通信。
在本發(fā)明的通信終端裝置121中，為了與IC卡110之間更進一步確實進行通信，希望將設(shè)置有金屬制造的框體122的環(huán)形天線90的部分的寬度W2作得比IC卡110的長邊方向的長度L1更小。利用如此結(jié)構(gòu)的框體122，當使IC卡110接近卡承載部126、將天線部115的任一長邊部分115a、115b與環(huán)形天線90重疊并相對時，由于能將天線部115的短邊部分115c、115d面向框體122一側(cè)的方向上突出來配置的，因此就能夠進一步確實防止因金屬制造的框體122引起的電感的減少。
在本發(fā)明的通信終端裝置121中，在卡承載部126一側(cè)設(shè)置位置確定部130，使得IC卡110將天線部115的任一長邊部分115a、115b與環(huán)形天線90重疊，將任另一長邊部分115a、115b處于與金屬制造的框體122不重疊的位置，從而使其接近卡承載部126的上部。如圖31中所示，位置確定部130由作為卡承載部126的IC卡110的與環(huán)形天線90相重合的一側(cè)的任一長邊111a、111b一側(cè)突出出來的臺階部構(gòu)成。
通過設(shè)置規(guī)定IC卡110對于這種通信終端裝置121的接近位置的位置確定部130，就能正確決定IC卡110一側(cè)的天線部115與環(huán)形天線90的位置關(guān)系，由于能夠確實地獲得天線部115的與金屬制造的框體122不重疊的部分，因此就能進一步確實防止因金屬制造的框體122引起的電感的減少。
并且，如圖32中所示，在本發(fā)明的通信終端裝置121中，還可以在金屬制造的框體122的一邊角部分設(shè)置與IC卡110之間進行通信的環(huán)形天線90。在此情況下，如圖32中所示，配置IC卡110，以便覆蓋配置了環(huán)形天線90的金屬制造的框體122的邊角部分。設(shè)這種金屬制造的框體122為矩形形狀、并通過在矩形形狀的框體122的邊角部分配設(shè)環(huán)形天線90可將IC卡110配置在卡承載部126中，以便將天線部115的任一長邊部分115a、115b與環(huán)形天線90重疊，在另一長邊部分115a、115b與金屬制造的框體122不重疊，與上述通信終端裝置121相同，抑制了因金屬制造的框體122引起的電感的減少，使確實通信成為可能。
并且，在本發(fā)明的通信終端裝置121中使用的IC卡110并不只限于上述那樣的矩形形狀，也可以是如圖33中所示的圓形。該IC卡110也可以包括沿圓盤狀的卡本體141的外周邊緣卷繞導線的圓環(huán)形的天線部145。即使在此情況下，當使圓形的IC卡110接近金屬制造的框體122時，在只與圓環(huán)形的天線部145的一部分重疊使其他部分處于金屬制造的框體122的外方以外的位置處設(shè)置配置在通信終端裝置121中的環(huán)形天線90。在該通信終端裝置121中，設(shè)置表示在金屬制造的框體122內(nèi)配置的環(huán)形天線90的位置、表示接近IC卡110的四周邊緣的位置的指標部127。
再有，本發(fā)明并不限于參照

的上述實施形態(tài)，在不脫離本發(fā)明的宗旨的情況下，可以進行各種變形、置換或類似改變的工作。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明的電子裝置，由于在利用金屬制造框體的同時，限制了此金屬制的框體的影響，從而能與IC卡110之間進行通信，可確實地接受發(fā)送在IC卡寫入或從上述IC卡讀取的信息。
權(quán)利要求
1.一種電子裝置，其特征在于，包括容納電子元件的框體，以及在上述框體中配置的、和內(nèi)置天線部分的IC卡進行通信的通信用天線部分；當上述IC卡接近上述框體時，內(nèi)置于上述IC卡的天線部分的一部分面對上述通信用天線部分的一部分，并且在避免內(nèi)置于上述IC卡的天線部分的其它部分面對上述框體的位置處配置上述通信用天線部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電子裝置，其特征在于，上述框體是金屬制造的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電子裝置，其特征在于，在上述框體的端部配置上述通信用天線部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電子裝置，其特征在于，在上述端部的面對上述IC卡的區(qū)域中，設(shè)置有決定上述IC卡的面對上述框體的位置的位置決定部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電子裝置，其特征在于，上述IC卡的天線部分是環(huán)形天線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的電子裝置，其特征在于，上述IC卡是正方形，沿該IC卡的四周配置上述環(huán)形天線，該環(huán)形天線的一邊與上述通信用天線部分重疊，在與上述一邊相對的另一邊，不與上述框體重疊的位置處配置上述通信用天線部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電子裝置，其特征在于，上述IC卡是長方形，上述框體至少配置上述天線部分，同時與上述IC卡的一部分相對的區(qū)域的寬度比上述IC卡的長邊方向的長度還要短。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的電子裝置，其特征在于，在從上述框體的一個端部開始的比上述IC卡的上述短邊的寬度小的區(qū)域內(nèi)配置上述通信用天線部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電子裝置，其特征在于，上述通信用天線部分具有用于進行感應(yīng)耦合的環(huán)形線圈。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的電子裝置，其特征在于，上述環(huán)形線圈比感應(yīng)耦合的上述IC卡天線部分更小。
11.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的電子裝置，其特征在于，上述環(huán)形線圈具有磁性體。
12.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的電子裝置，其特征在于，相對與上述環(huán)形線圈的面對上述IC卡的主表面相反側(cè)面的主表面，配置上述磁性體。
13.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的電子裝置，其特征在于，上述磁性體設(shè)定為該磁性體的相對磁導率比為μ′、它的飽和磁化Ms與厚度之積為Ms·t。
14.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的電子裝置，其特征在于，上述環(huán)形線圈以平面形狀卷繞導線的同時，作成使夾持其中心部分的，且彼此面對的各個卷線之間的間隔不同的非對稱形狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的電子裝置，其特征在于，在上述IC卡被掃描的方向上，上述環(huán)形線圈使上述各個卷線之間的間隔不同。
16.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的電子裝置，其特征在于，在貫通上述環(huán)形線圈的中心部分并在上述環(huán)形線圈的各個卷線之間的間隔變窄的一側(cè)中，將其一側(cè)主表面面對與上述環(huán)形線圈的和上述IC卡面對的主表面相反的一側(cè)的主表面配置上述磁性體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16中所述的電子裝置，其特征在于，上述磁性體在上述環(huán)形線圈的各個卷線之間的間隔的變窄一側(cè)處比上述環(huán)形線圈更小、在上述環(huán)形線圈的各個卷線之間的間隔的變寬一側(cè)處比上述環(huán)形線圈更大。
全文摘要
本發(fā)明是一種具有通信能力的電子裝置，該電子裝置包括容納電子元件的金屬框體(122)，配置在框體內(nèi)、與內(nèi)置天線部分(115)并具有通信功能的IC卡(110)進行通信的通信用天線部分(90)。當IC卡接近框體時，內(nèi)置在IC卡內(nèi)天線部的一部分相對于通信用天線部分的一部分，在避免了IC卡一側(cè)的天線部分的另一部分相對于框體122的位置處設(shè)置通信用天線部分，從而抑制IC卡一側(cè)的天線部分的感應(yīng)的減少。
文檔編號G06K7/08GK1596415SQ0380163
公開日2005年3月16日 申請日期2003年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月27日
發(fā)明者秋保啟, 岡崎裕, 後藤一夫, 菊地章浩, 澤田淳一 申請人:索尼株式會社