专利名称：具有非接触读取器和/或写入器的信息处理装置以及磁耦合用的环形天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及对非接触智能卡和RF ID(射频识别)标签进行读取和/或写入的装置，特别涉及用于对非接触智能卡和RF ID标签进行读取和写入的环形天线(coil antenna)的构造及配置。
背景技术：
当前，对非接触智能卡即非接触IC卡和RF ID标签进行读取和写入的非接触读取器和/或写入器(以下，简称为读取器/写入器)正被越来越广泛的应用。非接触智能卡用于出入管理、身份认证、交通票证以及电子货币等；RF ID标签用于物品管理、出入管理以及物流管理等。另外，利用这些非接触智能卡和RF ID标签的PAN(Personal Area Network，个人局域网)通信也被提出。该读取器/写入器被设想将来组装到特别是个人电脑、PDA以及移动电话机等的小型信息处理设备中。另外，非接触智能卡和RF ID标签的功能也被设想组装到PDA和移动电话机等便携式设备中。
图19示出了通过组装到信息处理装置10中的非接触读取器/写入器(R/W)90与非接触智能卡或RF ID标签20之间的经由各自环形天线ANT的磁耦合或变压器耦合来实现的RF信号的收发。读取器/写入器90向非接触智能卡20发出用指令信号调制的载波信号。智能卡20对该调制载波信号进行整流并获得自身的驱动功率。当来自读取器/写入器90的调制磁场的强度足够时，非接触智能卡20的电源接通，响应于读取器/写入器90的指令开始通信。非接触智能卡20不生成载波信号，而是通过对来自读取器/写入器90的调制载波信号磁场进行调制，向读取器/写入器90发送指令应答等。该调制载波信号的收发通常经由各自的大面积的平面环形天线通过磁耦合或变压器耦合来进行。
为了在非接触智能卡20和读取器/写入器90之间进行通信，其双方的环形天线的磁性环境都必须良好。但是，笔记本电脑、PDA以及移动电话机等小型设备为了防止从内置部件辐射不必要的RF信号，在设备的壳体、基板或内置部件上实施了电的金属屏蔽，如果在这样的设备中安装智能卡或读取器/写入器，则通过环形天线的磁场形成就会受到阻碍，从而导致不能进行良好的通信。
在发明人为斋藤氏的2001年10月12日公开的日本专利文献特开2001-284935号公报中，记载有可内置于小型移动无线设备中的用于电磁波无线通信的小型天线装置。使用接地导体来构成小型天线，并且用直线形状或非直线形状的平行部分6a以及非直线形状的第一和第二直立部分构成环形天线元件，并由接地导体和环形天线元件一起来构成天线装置。
在发明人为山本氏等人的1999年8月6日公开的日本专利文献特开平11-213116号公报中，记载有耐弯曲、制造简单且不会发生电场紊乱的非接触型智能卡。在该智能卡中，中间层具有绝缘片，具有以相邻并相对的两个为一组的线形孔；天线线圈，以绝缘片成对的线形孔之间所夹持的部分为轴在其两面和侧面形成螺旋形的导体布图层；以及IC芯片，连接在天线线圈的末端。中间层的两面分别被卡片形状的树脂层或纸层覆盖。
为了通过读取器/写入器90的环形天线ANT来形成良好的磁场，需要消除电屏蔽体对非接触智能卡20和读取器/写入器90双方的环形天线的影响。一个解决方法是，可以除去与环形天线的尺寸相对应的大小的壳体的电屏蔽体。但是，此时无法充分地防止在设备内产生的不必要的RF信号的辐射。另一个方法是，可以加大壳体的电屏蔽体和环形天线的间隔。但是，此时由于在环形天线和电屏蔽体之间形成了多余的空间，所以在设备的壳体设计上特别是对PDA和移动电话机等追求小型化的设备来说不利。另外，其他的方法是，可以将环形天线安装在壳体的外部。但是，此时由于在壳体上形成了多余的突出部分，所以对设备的壳体设计不利。此外，另一个方法是，在壳体和环形天线之间配置磁导率高的薄片，由此可以接近电屏蔽体形成环形天线的良好磁场。但是，磁导率高的薄片的成本较高。
发明者们认识到存在着以下需求即提供一种便宜、对壳体设计的影响小且可以内置于设备的环形天线。
本发明的目的在于提供一种可以容纳在设备的狭小内部空间中的环形天线。
本发明的另一目的在于提供一种在设备的狭小内部空间中容纳了环形天线的信息处理装置。
本发明的另一目的在于提供一种具有简单且成本低的环形天线的信息处理装置。
发明内容
根据本发明的特征，信息处理装置包括具有绝缘性外壳的壳体、设置在所述壳体内的电屏蔽体、以及设置在所述壳体内的非接触读取器和/或写入器，该非接触读取器和/或写入器具有收发器，设置在该壳体内，用于发送和/或接收RF调制载波信号；多卷的环形天线，与该收发器耦合，并配置在该电屏蔽体和该外壳之间的该壳体内的空间中，并通过磁耦合来发送和/或接收RF调制载波信号；该环形天线围绕一个中心轴在预定的长度内以预定的直径卷绕预定的卷数，卷成近似圆柱形，并且在该预定长度的一端具有线圈面，在位于该一个中心轴上的该线圈面一侧的该外壳的部分和该线圈面之间，不存在该电屏蔽体的部分，该环形天线的外侧部分被配置成与该电屏蔽体间隔预定的距离。
根据本发明的特征，用于磁耦合的多卷的环形天线配置在具有预定厚度的绝缘基板上，并且围绕第一和第二轴在沿该第一和第二轴的连续的预定长度内卷绕多卷，该第一和第二轴以L形相互近似正交，并且其中的一个轴与所述基板的主要面垂直。在该预定长度的一端具有围绕该第一轴卷绕而成的第一线圈面。在该预定长度的另一端具有围绕该第二轴卷绕而成的第二线圈面。
根据本发明，能够提供可容纳在设备狭小的内部空间中的小的环形天线，还能够提供在设备狭小的内部空间中容纳环形天线的信息处理装置，另外还可以提供简单并且成本低的环形天线。
图1A～图1D示出了本发明实施方式的非接触读取器和/或写入器用的环形天线，该环形天线设置在具有信息输入或信息提示区域的信息处理装置的壳体的内部；图2A～图2C示出了本发明其他实施方式的非接触读取器和/或写入器用的其他环形天线，该环形天线设置在具有信息输入或信息提示区域的信息处理装置的壳体的内部；图3示出了本发明其他实施方式的非接触读取器和/或写入器用的其他环形天线，该环形天线设置在具有信息输入或信息提示区域的信息处理装置的壳体的内部；图4A是沿图1A和图1B的壳体的线4A-4A的纵剖面图；图4B是沿图1A的壳体的线4B-4B的纵剖面图；图4C是沿图1B的壳体的线4C-4C的纵剖面图；图5A和图5B分别示出图1A和图1B的环形天线的上表面放大图和右侧面放大图，示出了图4A～图4C的环形天线与电屏蔽体的外表面的距离；图6A是沿图1C和图1D的壳体10的线6A-6A的纵剖面图；图6B是沿图1C的壳体的线6B-6B的纵剖面图；图6C是沿图1D的壳体的线6C-6C的纵剖面图；图7A和图7B分别示出图1C和图1D的环形天线的上表面放大图和右侧面放大图，示出了图6A～图6C的环形天线与电屏蔽体的外表面的距离；图8A是沿图2A和图2B的壳体的线8A-8A的纵剖面图；图8B是沿图2A的壳体的线8B-8B的纵剖面图；图8C是沿图2A的壳体的线8C-8C的纵剖面图；图9A是沿图2C的壳体的线9A-9A-的纵剖面图；图9B是沿图2C的壳体的线9B-9B的纵剖面图；图10是沿图3的壳体的线10-10-的纵剖面图；图11示出图2A～2C和图3的扩大图，示出了图2A～2C和图3的环形天线与电屏蔽体的外表面的距离；图12示出了本发明其他实施方式的非接触读取器和/或写入器用的环形天线，该环形天线设置在信息处理装置的壳体的图3的位置；图13A～图13D示出了本发明其他实施方式的卷绕成近似长方体形状的环形天线的各种结构；图14示出了配置在壳体的长方形的上侧主要面的一边或者边缘部分的相互靠近的位置的环形天线；图15示出了配置在壳体的长方形的上侧主要面的四个角部的、具有水平方向中心轴的四个环形天线；图16示出了配置在壳体的长方形的上侧主要面的四个角部的、具有垂直方向的中心轴的四个环形天线；图17示出了在作为壳体的显示部壳体的上端部设有环形天线的笔记本电脑；图18A～图18D示出了设置在信息处理装置内部的长方形的上侧主要面的一边的天线单元；图19示出了通过组装到信息处理装置中的读取器/写入器与非接触智能卡或RF ID标签之间的经由各自环形天线的磁耦合或变压器耦合来实现的RF信号的收发。
具体实施例方式
图1A～图1D示出了本发明实施方式的非接触读取器/写入器用的环形天线100和106，该环形天线100和106设置在例如具有液晶显示装置、键盘或键区这样的信息输入或信息提示装置12的信息处理装置2的壳体10的内部，以上信息处理装置2例如是笔记本电脑、PDA(PersonalDigital Assistant，个人数字助理)或移动电话机等。在图中，虚线箭头表示环形天线所产生的磁通量。
参照图19，信息处理装置2的读取器/写入器90具有与CPU耦合的收发器92，并经由该环形天线ANT，通过与非接触智能卡或RF ID标签20之间的磁耦合或变压器耦合来进行RF信号的收发，其中非接触智能卡或RF ID标签20具有与收发器24耦合的环形天线ANT。信息处理装置2也可以具有移动电话通信和无线LAN通信这样的远程电磁波RF信号通信用的其他天线。通过磁耦合或变压器耦合实现的RF信号的收发中所使用的环形天线ANT通常用于最大到数十厘米的距离范围的通信，由于与通常的电磁波RF信号的远程收发中所使用的天线的设计条件不同，所以不能以电磁波RF信号的收发中所使用的天线来代替或兼用。
在图1A～图1D中，壳体10具有薄的近似长方体的形状，该近似长方体具有配置了信息输入或信息提示装置12的宽的主要面，但壳体10并不限于该形状，也可以具有其他形状。为了防止从壳体10内部的例如微处理器和硬盘驱动器等部件向外部辐射不必要的电磁波RF信号，在壳体10的内部设有覆盖这些部件的电的金属屏蔽体。读取器/写入器90既可以配置在该电屏蔽体的外部，也可以配置在其内部。
在图1A～图1D中，环形天线100和106具有近似圆柱形的外形，该圆柱形状具有一个中心轴，即，围绕中心轴并在沿该中心轴的预定长度内以预定的直径卷绕多卷，例如20卷。环形天线100和106配置在该电屏蔽体的外侧且在非导电性外壳的内侧。为了在非接触智能卡20和读取器/写入器90之间收发调制载波信号，优选将非接触智能卡20配置在环形天线100和106端部的线圈面附近。
在图1A中，环形天线100具有垂直方向的中心轴，并被配置在壳体10的长方形的上侧主要面的一边或边缘部分的位置50的凹处，在壳体10的非导电性外壳的上表面部分一侧和底面部分一侧分别配置有环形天线100的上端和下端的线圈面。
在图1B中，环形天线100具有垂直方向的中心轴，并被配置在壳体10的长方形的上侧主要面的角部52的凹处，在壳体10的非导电性外壳的上表面部分一侧和底面部分一侧分别配置有环形天线100的上端和下端的线圈面。
在图1C中，环形天线106具有水平方向的中心轴，并被配置在壳体10的长方形的上侧主要面的一边或边缘部分的位置50的凹处，在壳体10内侧的电屏蔽体的外表面部分一侧和非导电性外壳的侧面部分一侧分别配置有环形天线106的左端和右端的线圈面。
在图1D中，环形天线106具有水平方向的中心轴，并被配置在壳体10的长方形的上侧主要面的角部52的凹处，在壳体10内侧的电屏蔽体的外表面部分一侧和非导电性外壳的侧面部分一侧分别配置有环形天线106的左端和右端的线圈面。
在图2A～图2C和图3中示出了本发明其他实施方式的非接触读取器和/或写入器90用的其他环形天线110和120，该环形天线110和120设置在具有信息输入或信息提示区域12的信息处理装置2的壳体10的内部。环形天线110和120具有近似圆柱形的外形，该圆柱具有相互交叉的两个中心轴，即，围绕以L形相互近似正交的两个中心轴并在沿该两个中心轴的连续的预定长度内卷绕多卷，例如20卷。信息处理装置2的其他结构与图1A～图1D相同。
在图2A中，环形天线120具有垂直方向和水平方向的两个中心轴，并被配置在壳体10的长方形的上侧主要面的一边或边缘部分的位置50的凹处，在壳体10的非导电性外壳的上表面部分一侧和侧面部分一侧分别配置有环形天线100的上端和右端的线圈面。
在图2B中，环形天线120具有垂直方向或水平方向的两个中心轴，并被配置在壳体10的长方形的上侧主要面的角部52的凹处，在壳体10的非导电性外壳的上表面部分一侧和侧面部分一侧分别配置有环形天线100的上端和右端的线圈面。
虽然优选两个中心轴相互正交，但是不需要精确地正交。
在图2C中，环形天线114具有水平方向的两个不同的中心轴，并被配置在壳体10的长方形的上侧主要面的一边或边缘部分的位置50的凹处，在壳体10的非导电性外壳的前侧面部分一侧和右侧面部分一侧分别配置有环形天线100的前端和右端的线圈面。
在图3中，环形天线120具有垂直方向和水平方向的两个中心轴，并被配置在壳体10的长方形的上侧主要面的位置60的凹处，在壳体10的非导电性外壳的上表面部分一侧和电屏蔽体的凹处的右侧面部分一侧分别配置有以环形天线120的两个中心轴为中心的上端和右端的线圈面。
图4A是沿图1A和图1B的壳体10的线4A-4A的纵剖面图。图4B是沿图1A的壳体10的线4B-4B的纵剖面图。图4C是沿图1B的壳体10的线4C-4C-的纵剖面图。图4A和图4B示出了图1A的环形天线100的详细配置。图4A和图4C示出了图1B的环形天线100的详细配置。
图5A和图5B分别示出图1A和图1B的环形天线100的上表面放大图和右侧面放大图，示出了图4A～图4C的环形天线100与电屏蔽体70的外表面72、73和74的距离dS1、dS2和dS3。其中，在图1B的壳体10中不存在外表面74。
环形天线100配置在位置50和52的凹处，并与电屏蔽体70的绝缘基板80一侧的外表面72、与外表面72近似正交的一个或两个外表面73以及74分别间隔距离dS1、dS2和dS3。环形天线100具有中心轴C1，并且其圆柱形线圈的侧面的一部分或侧线部分S1以长度L固定在由非高磁导性材料形成的绝缘基板80上，该绝缘基板80固定在电屏蔽体70的外表面72上。环形天线100的圆柱形线圈一端的线圈面P1配置在壳体10的非导电性外壳78的内表面一侧。外壳78例如由塑料制成。换言之，在位于中心轴C1上的线圈面P1一侧的外壳78的部分与线圈面P1之间不存在电屏蔽体70。同样，该圆柱形线圈另一端的线圈面P2也配置在壳体10的非导电性外壳78的内表面一侧。
当非接触智能卡20配置在该一端的线圈面P1附近的该外壳78的部分上时，读取器/写入器90对非接触智能卡20进行读取和/或写入。
距离dS1、dS2和dS3分别是大约1mm以上的距离即可，在信息处理装置2的壳体10的狭小的内部空间或凹处通常为1至6mm范围的值，优选为1.5至3.5mm范围的值，更加优选的是2.0至3.0mm范围的值。中心轴C1方向的环形天线100的长度L为4.0至7.0mm范围的值，优选为4.5至6.5mm范围的值。与中心轴C1垂直的线圈截面的直径或宽度D为10至18mm范围的值，优选为13至17mm范围的值。与中心轴C1垂直的线圈截面的面积A为70至260mm2范围的值，优选为120至230mm2范围的值。环形天线100和非导电性外壳78之间的距离也可以为1mm以下。环形天线100的卷数N通常为6以上，优选为16至25范围的值，更加优选的是18至23范围的值。由此，环形天线100可以设置在壳体10内部狭小的凹处。由此，不需要在壳体10内部确保环形天线100用的不希望的大的空间，因此壳体10的设计自由度增大。
图6A是沿图1C和图1D的壳体10的线6A-6A的纵剖面图。图6B是沿图1C的壳体10的线6B-6B的纵剖面图。图6C是沿图1D的壳体10的线6C-6C的纵剖面图。图6A和图6B示出了图1C的环形天线106的详细配置。图6A和图6C示出了图1D的环形天线106的详细配置。
图7A和图7B分别示出图1C和图1D的环形天线106的上表面放大图和右侧面放大图，示出了图6A～图6C的环形天线106与电屏蔽体70的外表面72、73和74的距离dS1、dS2和dS3。其中，在图1D的壳体10中不存在外表面74。
环形天线106配置在位置50和52的凹处，并与电屏蔽体70的绝缘基板80一侧的外表面72、与外表面72近似正交的外表面73以及74分别间隔距离dB、dS2和dS3。环形天线106具有中心轴C1，并且其圆柱形线圈的一端的线圈面P1配置在壳体10的非导电性外壳78的内表面一侧。环形天线106的圆柱形线圈的一端的线圈面P2固定在由非高磁导性材料形成的绝缘基板80上，该绝缘基板80固定在电屏蔽体70的外表面72上。换言之，电屏蔽体70的外表面72配置在与位于中心轴C1上的另一线圈面P2间隔预定距离dB的位置上。
距离dB大约为1.5mm以上即可，通常为1.5至6.0mm范围的值，优选为1.5至3.5mm范围的值，更加优选的是2.0至3.0mm范围的值。环形天线106的其他尺寸形状、距离以及特征与环形天线100相同。
环形天线100和106的长度L分别为在中心轴C1方向上其线圈直径或宽度D的约1/4或1/3以上的值，与中心轴方向的长度几乎为0的通常的平面天线相比，线圈面的面积A较小。环形天线100和106的所有线圈线的合计长度比现有的平面环形天线的所有线圈线的合计长度长一些，其卷数N比现有的平面环形天线的卷数多，由此形成与现有的平面环形天线所形成的磁场或磁通量同等的磁场或磁通量。若使用环形天线100和106，则由于不是必须在其与壳体10的电屏蔽体70之间配置高磁导性的材料，所以制造成本大幅下降。即使在设置例如像铁素体薄片这样的高磁导性材料的情况下，也由于环形天线100和106两端的线圈面的面积小，所以需要的高磁导性材料的大小较小。
图8A是沿图2A和图2B的壳体10的线8A-8A-的纵剖面图。图8B是沿图2A的壳体10的线8B-8B的纵剖面图。图8C是沿图2A的壳体10的线8C-8C的纵剖面图。图8A和图8B示出了图2A的环形天线110的详细配置。图8A和图8C示出了图2B的环形天线110的详细配置。
图9A是沿图2C的壳体10的线9A-9A的纵剖面图。图9B是沿图2C的壳体10的线9B-9B的纵剖面图。图9A和图9B示出了图2C的环形天线114的详细配置。
图10是沿图3的壳体10的线10-10的纵剖面图。图10示出了图3的环形天线120的详细配置。
图11是图2A～2C和图3的放大图，示出了图2A～2C和图3的环形天线110、114和120与电屏蔽体70的外表面72、74和76的距离dS1、dS2和dB。其中，图11的环形天线的配置与2A与图2B的环形天线110的上下反转图相对应，与图2C的环形天线114的上表面图相对应，与图3的环形天线120向右旋转90°而成的图相对应，在图2A和图2B的壳体10内不存在外表面73和74，在图2C的壳体10内不存在外表面74。
环形天线110、114和120具有中心轴C1和C2，并且其圆柱形线圈的与一个中心轴C2近似平行的侧面或侧线的一部分S3以预定的长度LS固定在由非高磁导性材料形成的绝缘基板80上，该绝缘基板80固定在电屏蔽体70的外表面72上。环形天线110、114和120的圆柱形线圈的至少一端的中心轴C1上的线圈面P1被配置成朝向壳体10的非导电性外壳78的内表面。换言之，在位于中心轴C1上的线圈面P1一侧的外壳78的部分与线圈面P1之间不存在电屏蔽体70。环形天线110和114另一端的线圈面P2也同样被配置成其圆柱形线圈的另一端的中心轴C2上的线圈面P2朝向壳体10的非导电性外壳78的内表面。环形天线120的另一端的线圈面P2被配置成其圆柱形线圈另一端的中心轴C2上的线圈面P2朝向电屏蔽体70的外表面74。
环形天线110、114和120配置在位置50、52和60的凹处，并与电屏蔽体70的绝缘基板80一侧的外表面72、与外表面72近似正交的一个或两个外表面73、74分别间隔距离dS1、dS2和dB。距离dB大约为1.5mm以上即可，通常为1.5至6.0mm范围的值，优选为1.5至3.5mm范围的值，更加优选的是2.0至3.0mm范围的值。距离dS1和dS2分别大约为1mm以上即可，在信息处理装置2的壳体10的狭小的内部空间或凹处通常为1至6mm范围的值，优选为1.5至3.5mm范围的值，更加优选的是2.0至3.0mm范围的值。在环形天线110、114和120中，沿相互近似正交的中心轴C1和C2的合计长度L1+L2与前述的长度L相对应，通常为4.0至7.0mm范围的值，优选为4.5至6.5mm范围的值。与中心轴C1和C2垂直的线圈截面的直径或宽度D通常为10mm至18mm范围的值，优选为13至17mm范围的值。与中心轴C1和C2垂直的线圈截面的面积A为70至260mm2范围的值，优选为120至230mm2范围的值。环形天线100的合计卷数N1+N2通常为6以上，优选为17至24范围的值。环形天线110、114和120的其他尺寸形状和特征与环形天线100和106相同。
图12示出了本发明其他实施方式的非接触读取器和/或写入器90用的其他环形天线126，该环形天线126设置在信息处理装置2的壳体10的图3的位置60。环形天线126配置在图3的位置60的凹处并具有与图1C的环形天线106相同的形状，但环形天线126一端的线圈面和全部侧面被电屏蔽体70包围，并且，在环形天线126的该线圈面和绝缘基板80之间配置有小面积的高磁导性部件薄片84。环形天线126与通常的平面环形天线相比具有更大的长度L、更多的卷数N，但是其线圈面的面积A较小，因此该高磁导性部件薄片84的面积可以较小。通过使用该高磁导性部件薄片84，环形天线126下端的线圈面和电屏蔽体70的外表面72之间的距离dB可以更小。
图13A～图13D示出了本发明其他实施方式的卷绕成近似长方体形状的环形天线122～125的各种结构。
在图13A中，环形天线122与图2A～图2C和图3的环形天线110、114和120一样，具有L形的结构。环形天线122具有以L形相互近似正交的中心轴C1和C2，线圈线132围绕中心轴C2所通过的绝缘板140并随着靠近中心轴C1而逐渐倾斜地卷绕N2卷，线圈线134在绝缘板140的表面上围绕与该面垂直的中心轴C1卷绕N1卷。
在图13B中，环形天线123分支为T形。环形天线123具有以T形相互近似正交的中心轴C1和C2，线圈线132围绕中心轴C2所通过的绝缘板140并随着靠近轴C1而逐渐倾斜地卷绕卷数为N2的多卷；线圈线134在绝缘板140的表面上围绕与该面垂直的中心轴C1卷绕卷数为N1的多卷；此外，线圈线136围绕中心轴C2所通过的绝缘板140并随着靠近轴C1而逐渐倾斜地卷绕卷数为N3的多卷。其卷绕方向为产生与虚线箭头方向相同极性的磁场的方向。
在图13C中，环形天线向三轴方向分支。环形天线123具有相互近似正交的中心轴C1、C2和C3，线圈线132围绕中心轴C2所通过的绝缘板140并随着靠近轴C1而逐渐倾斜地卷绕卷数为N2的多卷；线圈线134在绝缘板140的表面上围绕与该面垂直的中心轴C1卷绕卷数为N1的多卷；此外，线圈线136围绕中心轴C3所通过的绝缘板140并随着靠近轴C1而逐渐倾斜地卷绕卷数为N3的多卷。
在图13D中，环形天线123具有相互近似正交的中心轴C1和C2，线圈线132围绕中心轴C2所通过的绝缘板140并随着靠近轴C1而逐渐倾斜地卷绕多卷，此外线圈线136围绕中心轴C2所通过的绝缘板140并随着靠近轴C1而逐渐倾斜地向反方向卷绕多卷。
环形天线100、106、110、114、120、126和132的至少一部分也可以通过多层基板来形成，在该多层基板的各基板上形成有平面线圈并且各平面线圈相互串连连接。
图14示出了配置在壳体10的长方形的上侧主要面的一边或边缘部分的相互靠近的位置的环形天线100和101。非接触智能卡20配置在两个环形天线100和101的两个端部的线圈面附近。由此，读取器/写入器90的环形天线100和101与非接触智能卡20的环形天线之间的磁场增强，从而读取器/写入器90与非接触智能卡20之间的信息收发能够更可靠地进行。
图15示出了配置在壳体10的长方形的上侧主要面的四个角部52、53、54和55的凹处的、具有水平方向中心轴的四个环形天线106、107、108和109。非接触智能卡20配置在四个环形天线106、107、108和109的任一个端部的线圈面附近。由此，非接触智能卡20的配置位置的自由度增大。环形天线，例如环形天线106和107也可被配置成包围螺栓152，该螺栓152用于固定壳体10的外壳78。由此，可以容易地确保用于容纳环形天线106和107的壳体10内部空间。
图16示出了配置在壳体10的长方形的上侧主要面的四个角部52、53、54和55的凹处的、具有垂直方向中心轴的四个环形天线100、101、102和103。当非接触智能卡20配置在壳体10的上表面的中央时，其四个角部位于四个环形天线100、101、102和103的上端的线圈面附近。由此，读取器/写入器90的环形天线100、101、102和103与非接触智能卡20的环形天线之间的磁场增强，从而读取器/写入器90与非接触智能卡20之间的信息收发能够更可靠地进行。环形天线，例如环形天线100和101，也可被配置成包围螺栓152，该螺栓152用于固定壳体10的外壳78。由此，可以容易地确保用于容纳环形天线100和101的壳体10的内部空间。
图17示出了在作为壳体10的显示部壳体16的上端部设有环形天线100的笔记本电脑14。在显示部壳体16中，在环形天线100一端的线圈面附近的外表面具有卡座22。由此，可以示出配置非接触智能卡20的位置，另外，能够更可靠地形成环形天线100和非接触智能卡20的环形天线100之间的磁耦合。
图18A～图18D示出了设置在信息处理装置270内部的长方形的上侧主要面的一边的天线单元290、292、294和296。
在图18A中，天线单元290包括环形天线192，该环形天线192具有多个圆柱形线圈部分，该多个圆柱形线圈部分具有相互平行的水平方向的多个中心轴，且相互之间平行配置并相互串连连接。
在图18B中，天线单元292包括环形天线194，该环形天线194围绕水平方向的一个中心轴卷绕成近似四棱柱形状。
在图18C中，天线单元294包括环形天线196，该环形天线196具有多个圆柱形线圈部分，该多个圆柱形线圈部分具有相互平行的垂直方向的多个中心轴，且相互之间平行配置并相互串连连接。
在图18D中，天线单元296包括环形天线198，该环形天线198围绕垂直方向的一个中心轴卷绕成椭圆柱形状。
通过使用图18A～图18D所示的结构的天线单元290～296，可以缩小为天线单元290～296而确保的必需的空间。信息处理装置270既可以是包括非接触读取器/写入器90的小型信息处理装置2，也可以是非接触智能卡20。
根据本发明的实施方式，通过缩小天线的线圈面，可以使比外壳78靠内或凹入的电屏蔽体70的外表面72的面积缩小到例如17mm×17mm左右。由此，高磁导性薄片84的面积也可以最小化。通过将环形天线配置在壳体10内的主要面的端边缘部或角部，可以减小该壳体的电屏蔽体对作为通信对象的其他非接触智能卡20或读取器/写入器90的环形天线的不良影响。
以上说明的实施方式不过是列举的典型例子，对各个实施方式的构成要素进行组合、变形和变更，对本领域技术人员来说是显而易见的，本领域技术人员可以在不脱离本发明的原理和权利要求所记载的发明的范围的情况下进行上述实施方式的各种变形是显而易见的。
权利要求
1.一种信息处理装置，包括具有绝缘性外壳的壳体、设置在所述壳体内的电屏蔽体、以及设置在所述壳体内的非接触读取器和/或写入器，所述信息处理装置的特征在于，所述非接触读取器和/或写入器具有收发器，设置在所述壳体内，用于发送和/或接收RF调制载波信号；多卷的环形天线，与所述收发器耦合，并配置在所述电屏蔽体和所述外壳之间的所述壳体内的空间中，并通过磁耦合来发送和/或接收RF调制载波信号；其中，所述环形天线围绕一个中心轴在预定的长度内以预定的直径卷绕预定的卷数，卷成近似圆柱形，并且在所述预定长度的一端具有线圈面，在位于所述一个中心轴上的所述线圈面一侧的所述外壳的部分和所述线圈面之间，不存在所述电屏蔽体的部分，所述环形天线的外侧部分被配置成与所述电屏蔽体间隔预定的距离。
2.如权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，所述环形天线具有所述一个中心轴所通过的其他线圈面，并且在位于所述一个中心轴上的所述其他线圈面一侧的所述外壳的其他部分和所述线圈面之间，不存在所述电屏蔽体的部分。
3.如权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，所述环形天线具有所述一个中心轴所通过的其他线圈面，在与所述一个中心轴上的所述其他线圈面间隔预定距离的位置上，配置有所述电屏蔽体的一部分。
4.如权利要求3所述的信息处理装置，其特征在于，在所述其他线圈面和所述电屏蔽体的所述一部分之间配置有高磁导性部件。
5.如权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，所述环形天线围绕相互近似正交的所述第一中心轴和第二中心轴在沿所述第一和第二中心轴的连续的预定长度内以预定的直径卷绕；在所述预定长度的另一端具有围绕所述第二轴卷绕的第二线圈面。
6.如权利要求1至5中任一项所述的信息处理装置，其特征在于，所述环形天线固定在绝缘基板的一个面上，所述绝缘基板的另一个面固定在所述电屏蔽体的某个面上。
7.如权利要求1至6中任一项所述的信息处理装置，其特征在于，所述环形天线设置在所述壳体的宽的主要面的端的边缘。
8.一种用于磁耦合的环形天线，配置在具有预定厚度的绝缘基板上，并且围绕第一和第二轴在沿所述第一和第二轴的连续的预定长度内卷绕多卷，所述第一和第二轴以L形相互近似正交，并且其中的一个轴与所述基板的主要面垂直，所述环形天线的特征在于，在所述预定长度的一端具有围绕所述第一轴卷绕而成的第一线圈面，在所述预定长度的另一端具有围绕所述第二轴卷绕而成的第二线圈面。
9.如权利要求8所述的环形天线，其特征在于，在所述环形天线中，围绕所述环形天线的所述第一轴卷绕而成的第一线圈部分的外侧部的一部分被固定成与近似平行于所述第一轴的所述基板的主要面相接触；围绕所述线圈天线的所述第二轴卷绕而成的第二线圈部分的所述第二线圈面被配置成离所述主要面实际上最远。
10.如权利要求8或9所述的环形天线，其特征在于，在所述第一和第二轴的实际交点附近，围绕与所述第一和第二轴近似正交的第三轴并在沿所述第三轴的连续的预定长度内卷绕。
全文摘要
信息处理装置(2)具有非接触读取器/写入器(90)，该非接触读取器/写入器具有多卷的环形天线(110)，该环形天线用于通过磁耦合来发送和/或接收RF调制载波信号。该环形天线(110)与收发器(92)耦合并被配置在电屏蔽体(70)和壳体(10)的外壳(78)之间的壳体内的空间中。该环形天线(110)围绕一个中心轴(C1)以预定的长度(L1)、以预定的直径卷绕预定的卷数(N1)成近似圆柱形，在该预定长度的一端具有线圈面(P1)。在位于该一个中心轴上的该线圈面一侧的该外壳的部分和该线圈面之间不存在该电屏蔽替(70)的部分，该环形天线(110)的外侧部分与该电屏蔽体间隔预定的距离(d
文档编号G06K17/00GK1839515SQ20038011044
公开日2006年9月27日 申请日期2003年11月28日 优先权日2003年11月28日
发明者二宫照尚, 盐津真一 申请人:富士通株式会社