天線裝置以及通信裝置的制造方法
【專利摘要】天線裝置(1)包括：在磁性體層(105～108)形成布線圖案(11～14)而構(gòu)成的供電線圈(10)；以及在磁性體層(101～104、109～112)形成布線圖案(21～24、31～34)而構(gòu)成的天線線圈(20、30)。供電線圈(10)以及天線線圈(20、30)形成為使卷繞軸與磁性體層的層疊方向一致，相互磁場(chǎng)耦合。從層疊方向觀察時(shí)，供電線圈(10)形成在天線線圈(20、30)的內(nèi)側(cè)。天線線圈(20、30)的至少一部分形成在層疊方向上供電線圈(10)的外側(cè)。由此，提供一種與對(duì)方側(cè)線圈之間不形成不需要的通信路徑，能與通信對(duì)方可靠地通信的天線裝置以及通信裝置。
【專利說明】
天線裝置以及通信裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及在磁性體層形成天線線圈的天線裝置，以及包括該裝置的通信裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]搭載在移動(dòng)電話等電子設(shè)備的通信標(biāo)準(zhǔn)，例如NFC(Near Field Communicat1n:近場(chǎng)通信)，是通過使電子設(shè)備接近讀寫器裝置，線圈之間進(jìn)行磁場(chǎng)耦合，從而使讀寫器裝置和電子設(shè)備進(jìn)行通信的無線通信技術(shù)。近年，利用NFC等的通信速度要求高速化，因此NFC天線需要寬頻帶化。于是，在專利文獻(xiàn)I中，公開了具有與供電線圈磁場(chǎng)耦合的諧振線圈，在諧振線圈負(fù)載調(diào)整Q值的電阻，實(shí)現(xiàn)寬頻帶化的天線線圈。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)I:日本專利特開2001-185939號(hào)公報(bào)【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題
[0007]然而，使專利文獻(xiàn)I所記載的天線線圈和通信對(duì)方的裝置接近的情況下，通信對(duì)方的裝置的線圈(以下，稱之為對(duì)方側(cè)線圈)，不僅與天線線圈的諧振線圈進(jìn)行磁場(chǎng)耦合，還與供電線圈進(jìn)行磁場(chǎng)耦合。該情況下，形成供電線圈—諧振線圈—對(duì)方側(cè)線圈的通信路徑，和供電線圈—對(duì)方側(cè)線圈的通信路徑這樣兩條通信路徑。并且，通過這兩條通信路徑的信號(hào)為相反相位的情況下，會(huì)有信號(hào)抵消，對(duì)方側(cè)線圈無法接收信號(hào)這樣的問題。另外，該問題在天線線圈和對(duì)方側(cè)線圈的發(fā)送接收相反的情況下也相同存在。
[0008]于是，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種同對(duì)方側(cè)線圈之間不形成不需要的通信路徑，能與通信對(duì)方可靠地通信的天線裝置以及通信裝置。
[0009]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0010]本實(shí)用新型涉及的天線裝置，其特征在于，包括:磁性體層;供電線圈，該供電線圈使卷繞軸與所述磁性體層的層疊方向一致，形成在所述磁性體層上；以及第一天線線圈和第二天線線圈，該第一天線線圈和第二天線線圈使卷繞軸與所述磁性體層的層疊方向一致，形成在所述磁性體層上，且與所述供電線圈磁場(chǎng)耦合，從所述層疊方向觀察時(shí)，所述供電線圈形成在所述第一天線線圈以及所述第二天線線圈的內(nèi)側(cè)，所述第一天線線圈以及所述第二天線線圈的至少一部分形成在所述層疊方向上的所述供電線圈的外側(cè)。
[0011]該結(jié)構(gòu)中，對(duì)方側(cè)線圈與在磁性體層的層疊方向上位于外側(cè)的第一天線線圈或第二天線線圈磁場(chǎng)耦合，與在磁性體層的層疊方向上位于內(nèi)側(cè)的供電線圈幾乎不耦合。為此，天線裝置與通信對(duì)方通信時(shí)，能防止形成多個(gè)通信路徑。結(jié)果，能規(guī)避因?yàn)樵诓煌耐ㄐ怕窂缴狭鬟^相反相位的信號(hào)，而產(chǎn)生的信號(hào)抵消，無法通信的問題。
[0012]其特征在于，所述供電線圈、所述第一天線線圈以及所述第二天線線圈，形成在所述磁性體層的多層上。
[0013]該結(jié)構(gòu)中，能使第一天線線圈以及第二天線線圈的線圈直徑相同。另外，若增加磁性體層也能增加線圈匝數(shù)。
[0014]其特征在于，所述供電線圈的一部分，與所述第一天線線圈以及所述第二天線線圈中的至少一個(gè)形成在同一層上。
[0015]該結(jié)構(gòu)中，能減少磁性體層的層數(shù)，能實(shí)現(xiàn)天線裝置的薄型化。
[0016]實(shí)用新型效果
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型，在天線裝置和通信對(duì)方之間不構(gòu)成多個(gè)通信路徑，能規(guī)避由于在這些不同的通信路徑上流過相反相位的信號(hào)而使信號(hào)抵消，無法通信的問題。
【附圖說明】
[0018]圖1是實(shí)施方式I涉及的天線裝置的分解立體圖。
[0019]圖2是表示圖1所示的天線裝置的布線圖案的連接的圖。
[0020]圖3是圖1的III一 III線的剖視圖。
[0021]圖4是實(shí)施方式I涉及的天線裝置的電路圖。
[0022]圖5是表示天線裝置的變形例的圖。
[0023]圖6是表示天線裝置的變形例的圖。
[0024]圖7是表示天線裝置的變形例的圖。
[0025]圖8是與圖1所示的結(jié)構(gòu)不同的天線線圈的另一例的分解立體圖。
[0026]圖9是圖8所不的天線線圈的電路圖。
[0027]圖10是表示交替形成有兩個(gè)天線線圈的布線圖案的天線裝置的布線圖案的連接例的圖。
[0028]圖11是表示交替形成有供電線圈和兩個(gè)天線線圈的布線圖案的天線裝置的布線圖案的連接例的圖。
[0029]圖12是具有三個(gè)天線線圈的天線裝置的分解立體圖。
[0030]圖13是表示包括了天線裝置的無線通信裝置的殼體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)的圖。
[0031]圖14是表示包括了天線裝置的無線通信裝置的殼體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032](實(shí)施方式I)
[0033]圖1是實(shí)施方式I涉及的天線裝置I的分解立體圖。圖2是表示圖1所示的天線裝置I的布線圖案的連接的圖。另外，圖2中省略了圖1所示的磁性體層101?112。圖3是圖1的III一III線的剖視圖。圖4是實(shí)施方式I涉及的天線裝置I的電路圖。
[0034]本實(shí)施方式涉及的天線裝置1，包括:供電線圈10、以及天線線圈20、30。天線裝置I與通信對(duì)方的距離變近，則通過通信對(duì)方的線圈和天線線圈20或天線線圈30進(jìn)行磁場(chǎng)耦合，從而在天線裝置I和通信對(duì)方之間進(jìn)行通信。
[0035]供電線圈10以及天線線圈20、30使線圈卷繞軸與層疊方向一致，形成在磁性體層101?112。另外，為了保持機(jī)械強(qiáng)度也可將最外層的磁性體層112作為非磁性體層，在磁性體層1I的外側(cè)設(shè)置未圖示的非磁性體層。另外也可在磁性體層1I?112的中間層同樣地設(shè)置非磁性體層。供電線圈10形成在磁性體層101?112的層疊方向中大致中央部處的磁性體層105?108。天線線圈20、30形成在層疊方向上位于磁性體層105?108的外側(cè)的磁性體層101?104、109?112。即，磁性體層101?112的層疊方向上，供電線圈10被包夾在天線線圈20、30之間。另外，本實(shí)施方式中，供電線圈10以及天線線圈20、30形成為線圈卷繞軸在同一直線上。
[0036]供電線圈10包括形成在磁性體層105?108的矩形狀表面上的布線圖案11?14。布線圖案11?14經(jīng)由過孔(圖1中未圖示)與上下層的布線圖案連接，由布線圖案11?14和過孔形成線圈。另外，如圖2所示，布線圖案11、14經(jīng)由電容器Cl連接。該電容器Cl和布線圖案11?14所形成的線圈一起構(gòu)成諧振電路。對(duì)該諧振電路連接發(fā)送接收信號(hào)的IClOAtJClOA例如在天線裝置I為發(fā)送側(cè)的情況下，向諧振電路發(fā)送信號(hào)，在天線裝置I為接收側(cè)的情況下，從諧振電路接收信號(hào)。
[0037]天線線圈20、30包括形成在磁性體層101?104、109?112的矩形狀的表面上的布線圖案21?24、31?34。布線圖案21?24、31?34經(jīng)由過孔與上下層的布線圖案連接，由布線圖案21?24、31?34和過孔形成線圈。另外，如圖2所示，布線圖案21、24經(jīng)由電容器C2連接，布線圖案31、34經(jīng)由電容器C3連接。如圖4所示，該電容器C2與布線圖案21?24所形成的線圈一起構(gòu)成諧振電路，電容器C3與布線圖案31?34所形成的線圈一起構(gòu)成諧振電路。
[0038]圖1?圖3中，布線圖案11?14、21?24、31?34分別形成為卷繞方向相同，但在不同的供電線圈或天線線圈之間，卷繞方向也可不同。卷繞方向不同的情況下，對(duì)磁場(chǎng)耦合的強(qiáng)度也幾乎沒有影響。對(duì)于供電線圈10、和天線線圈20、30，由于將磁性體層101?112的層疊方向作為卷繞軸方向，因此供電線圈10和天線線圈20，以及供電線圈10和天線線圈30分別磁場(chǎng)耦合。
[0039]另外，如圖3所示，供電線圈10的布線圖案11?14以小于天線線圈20、30的布線圖案21?24、31?34的線圈直徑形成。更詳細(xì)而言，天線線圈20、30的布線圖案21?24、31?34各自的線圈直徑相同，沿著矩形狀的磁性體層101?104、109?112的表面端部形成。供電線圈10的布線圖案11?14，形成為在層疊方向上與布線圖案21?24、31?34不重疊。換言之，從磁性體層的層疊方向觀察的情況下，布線圖案11?14形成在布線圖案21?24、31?34的內(nèi)側(cè)。結(jié)果，天線線圈20、30中，由于磁通的整個(gè)環(huán)不會(huì)被封閉在磁性體內(nèi)，因此能增大磁場(chǎng)發(fā)射。另外，由于在天線線圈20、30沒有形成封閉環(huán)，能增大磁場(chǎng)輻射。另外，也可使天線線圈20、30中形成在天線裝置I的外側(cè)的布線圖案21、34較大，朝向磁性體的內(nèi)層逐漸減小。但是，從卷繞軸方向俯視天線裝置I時(shí)，供電線圈10的外形被設(shè)置為天線線圈20、30的外形的內(nèi)側(cè)。
[0040]使對(duì)方側(cè)線圈(通信對(duì)方的線圈)接近天線裝置I的情況下，對(duì)方側(cè)線圈與位于磁性體層的層疊方向外側(cè)的天線線圈20、30中的一個(gè)磁場(chǎng)耦合。由此，作為從天線裝置I到通信對(duì)方的通信路徑，形成供電線圈—諧振線圈—對(duì)方側(cè)線圈的通信路徑。這時(shí)，供電線圈10比天線線圈20、30的線圈直徑小，并且離磁性體層的最外側(cè)有一定距離，因此對(duì)方側(cè)線圈與供電線圈10幾乎不磁場(chǎng)耦合。由此，作為從天線裝置I到通信對(duì)方的通信路徑，不形成供電線圈—對(duì)方側(cè)線圈的通信路徑。
[0041]在天線裝置I和通信對(duì)方之間形成兩個(gè)通信路徑的情況下，通過各通信路徑的信號(hào)為相反相位時(shí)，信號(hào)相互抵消，通信對(duì)方無法接收來自天線裝置I的信號(hào)。本實(shí)施方式中，如上文所述，由于在天線裝置I和通信對(duì)方之間不形成多個(gè)通信路徑，因此通信對(duì)方能可靠地接收來自天線裝置I的信號(hào)，在天線裝置I和通信對(duì)方之間進(jìn)行可靠的通信。
[0042]下面，對(duì)實(shí)施方式I涉及的天線裝置I的另一例進(jìn)行說明。
[0043]圖5、圖6以及圖7是表示天線裝置的變形例的圖。圖5、圖6以及圖7相當(dāng)于圖1所示的III 一 III線的剖視圖。
[0044]圖5所示的天線裝置IA構(gòu)成為，供電線圈10的線圈卷繞軸與天線線圈20、30的線圈卷繞軸不一致。該情況下，能不改變天線裝置IA的總厚度或線圈直徑而改變供電線圈10和天線線圈20、30的磁場(chǎng)親合的大小。
[0045]圖6所示的天線裝置IB構(gòu)成為，在形成天線線圈20的布線圖案24的磁性體層104上，形成供電線圈10的布線圖案11，且在形成天線線圈30的布線圖案31的磁性體層106上，形成供電線圈10的布線圖案14。即，供電線圈10和天線線圈20共用一個(gè)磁性體層，另外供電線圈10和天線線圈30共用一個(gè)磁性體層。該情況下，天線裝置IB能減少磁性體層的層數(shù)，能實(shí)現(xiàn)薄型化。
[0046]圖7所示的天線裝置IC中，供電線圈10以及天線線圈20、30各自的布線圖案的直徑不同。例如天線線圈20的情況下，布線圖案21、22中線圈直徑不同。該例子中，由于上下靠近的層的布線圖案不相對(duì)，能降低形成在布線圖案間的電容。
[0047]圖5?圖7所示的任意結(jié)構(gòu)中，從磁性體層的層疊方向觀察，供電線圈10都位于天線線圈20、30的內(nèi)側(cè)，且層疊方向上，也可在供電線圈10的外側(cè)形成天線線圈20、30的一部分。
[0048]圖8是表示與圖1所示的結(jié)構(gòu)不同的天線線圈20(或30)的另一例的分解立體圖。圖9是圖8所示的天線線圈20A、20B的電路圖。
[0049]圖1所示的天線線圈20中，在多個(gè)磁性體層上形成布線圖案，最外層的布線圖案經(jīng)由電容器連接。與此相對(duì)，圖8所示的天線線圈20A、20B在磁性體層120、121上卷繞方向相同，且布線圖案41、42被卷繞成布線圖案相對(duì)。該情況下，在相對(duì)的布線圖案41、42之間，如圖9所示，形成電容器C41、C42。由此，構(gòu)成諧振電路。該情況下，不需要電容器這樣的實(shí)際器件，能減少器件個(gè)數(shù)。另外，與圖1所示的天線線圈20相比，由于能減少用來形成天線線圈20A、20B的磁性體層的層數(shù)，能實(shí)現(xiàn)天線裝置的薄型化。
[0050]圖10是表示交替形成兩個(gè)天線線圈20、30的布線圖案的天線裝置ID的布線圖案的連接例的圖。圖1所示的天線線圈20、30的各布線圖案被相互獨(dú)立卷繞。與此相對(duì)，圖10所示的天線裝置ID中，天線線圈20的布線圖案21、22，與天線線圈30的布線圖案31、32交替形成，另外，天線線圈20的布線圖案23、24與天線線圈30的布線圖案33、34交替形成。該情況下，由于天線線圈20、30之間的層間距離減小，天線線圈20和天線線圈30的耦合增強(qiáng)。由此，由供電線圈和天線線圈20、30形成具有多個(gè)諧振頻率的結(jié)構(gòu)，因此能以寬頻帶的頻率使用。
[0051]圖11是表示交替形成供電線圈10和兩個(gè)天線線圈20、30的布線圖案的天線裝置IE的布線圖案的連接例的圖。該天線裝置IE除了圖10所示的天線線圈20、30的結(jié)構(gòu)之外，供電線圈10的布線圖案11形成在布線圖案22、32之間，布線圖案14形成在布線圖案23、33之間。該情況下，天線線圈20、30和供電線圈10的耦合與圖10的天線裝置ID相比進(jìn)一步增強(qiáng)。
[0052]圖12是具有三個(gè)天線線圈的天線裝置IF的分解立體圖。該例子的天線裝置IF中，除了圖1所示的天線裝置I的結(jié)構(gòu)之外，還包括進(jìn)一步層疊在磁性體層101上的磁性體層113?116。在該磁性體層113?116形成布線圖案51?54，形成天線線圈50。雖然未圖示，但與天線線圈20、30同樣地，布線圖案51、54經(jīng)由諧振用的電容器連接。
[0053]如圖12所示，通過層疊天線線圈，能使指向性朝向其層疊的方向，另外，由于能在接近的多個(gè)頻率下得到諧振，因此天線裝置IF能實(shí)現(xiàn)寬頻帶化。
[0054](實(shí)施方式2)
[0055]下面，對(duì)本實(shí)用新型涉及的天線裝置的實(shí)施方式2進(jìn)行說明。本實(shí)施方式中，對(duì)包括了實(shí)施方式I涉及的天線裝置I的通信裝置進(jìn)行說明。本實(shí)施方式涉及的通信裝置，例如為移動(dòng)電話、PDA、移動(dòng)音樂播放器等，作為從IC標(biāo)簽讀取信息的讀寫器裝置發(fā)揮作用。
[0056]圖13以及圖14是表示包括了天線裝置的無線通信裝置的殼體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)的圖，分尚上部殼體91和下部殼體92，露出內(nèi)部的狀態(tài)下的平面圖。
[0057]圖13的例子中，在殼體91的內(nèi)部收納電路基板71、81、電池組83等。在電路基板71安裝天線裝置I等。在電路基板81搭載UHF頻帶天線82等。電路基板71和電路基板81經(jīng)由電纜84連接。
[0058]圖14的例子中，在電路基板71也搭載UHF頻帶天線72、攝像模塊76等。另外，在下部殼體92設(shè)置升壓線圈天線85等。該升壓線圈天線85與天線裝置I的線圈天線20、30雙方磁場(chǎng)耦合。并且，升壓線圈天線85通過與對(duì)方側(cè)線圈磁場(chǎng)耦合，在通信裝置和通信對(duì)方之間進(jìn)行通信。
[0059]像這樣構(gòu)成的通信裝置，與實(shí)施方式I同樣地，在與作為通信對(duì)方的IC標(biāo)簽之間，不形成不需要的通信路徑，能可靠地通信。
[0060]另外，實(shí)施方式2中，對(duì)包括了實(shí)施方式I涉及的天線裝置I的通信裝置進(jìn)行了說明，但也可是包括了實(shí)施方式I涉及的天線裝置I的標(biāo)簽。標(biāo)簽的情況下，通過將該標(biāo)簽靠近讀寫器裝置，在標(biāo)簽和讀寫器裝置之間能進(jìn)行通信。
[0061 ] 標(biāo)號(hào)說明
[0062]1、1A、1B、1C、1D、1E、1F 天線裝置
[0063]10供電線圈
[0064]1A IC
[0065]20天線線圈(第一天線線圈)
[ΟΟ??] 30天線線圈(第二天線線圈)
[0067]50天線線圈
[0068]11 ?14、21 ?24、31 ?34、41、42 布線圖案
[0069]101?116磁性體層
[0070]C1、C2、C3 電容器
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種天線裝置，其特征在于，包括: 磁性體層； 供電線圈，該供電線圈使卷繞軸與所述磁性體層的層疊方向一致，形成在所述磁性體層上； 以及第一天線線圈和第二天線線圈，該第一天線線圈和第二天線線圈使卷繞軸與所述磁性體層的層疊方向一致，形成在所述磁性體層上，且與所述供電線圈磁場(chǎng)耦合， 從所述層疊方向觀察時(shí)，所述供電線圈形成在所述第一天線線圈以及所述第二天線線圈的內(nèi)側(cè)， 所述第一天線線圈以及所述第二天線線圈的至少一部分形成在所述層疊方向上的所述供電線圈的外側(cè)。2.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于， 所述供電線圈、所述第一天線線圈以及所述第二天線線圈，形成在所述磁性體層的多層上。3.如權(quán)利要求1或2所述的天線裝置，其特征在于， 所述供電線圈的一部分，與所述第一天線線圈以及所述第二天線線圈中的至少一個(gè)形成在同一層上。4.一種通信裝置， 包括了權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的天線裝置。
【文檔編號(hào)】H01Q21/08GK205564994SQ201490000887
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2014年7月11日
【發(fā)明人】用水邦明, 矢崎浩和
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社村田制作所