专利名称：天线装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种非接触型的IC卡用的天线装置，其通过具备通信功能的电子设备并利用对电磁场进行感应耦合(inductive coupling)来进行数据的写入以及读出。
本申请主张2005年6月30日在日本申请的日本专利申请号为2005-192561的优先权，并通过参考的方式将该申请引入本申请中。
背景技术：
近年来，在铁路自动检票机以及建筑物的出入口的安全系统、电子货币系统等领域中，开始引入使用了非接触式IC卡或IC标签等的、所谓的RFID(RadioFrequency IDentification射频识别)系统。该RFID系统如图1所示意性地表示那样，由非接触式IC卡100以及对该IC卡100进行数据的写入以及读出的读写器101构成。该RF系统基于电磁感应原理，当从读写器101侧的环状天线102放射磁通量时，通过感应耦合的方式，将所放射的磁通量与IC卡100侧的环状天线103磁耦合，从而在IC卡100与读写器101之间进行通信。
如现有的接触型IC卡系统那样，这样的RFID系统节省了对读写器装填IC卡或使金属触点接触的工夫，可以简单又高速地进行数据写入以及读出。另外，该RFID系统通过电磁感应，从读写器101向IC卡100提供必要的电力，因而IC卡内无需带有电池等电源，从而可以提供一种结构简单、价格低廉、可靠性高的IC卡。
然而，当IC卡中搭载的通信频率为13.56MHz的IC标签位于金属的周边时，受其影响，有时不能顺利进行通信。通过电磁感应方式在13.56MHz进行通信，当附近存在金属时，受该金属的影响，电感变化，引起谐振频率偏离以及磁通量变化等，因而变得无法保证电力。
因此，在上述RFID系统中，为了确保IC卡100与读写器101的充分的可通信范围，需要在IC卡100侧设置可以放射具有某种程度的磁场强度的电磁场的环状天线103。
但是，作为一种能通过空间配置之外的方法来降低金属壳体对环状天线的影响的现有技术，例如在特开2001-331772号公报中公开了一种使用板状磁性材料以减低金属体的影响的IC卡用的天线装置。
然而，在上述专利公报记载的天线装置中，扩大通信距离以扩展通信范围是有限的。另外，由于可通信的范围窄，所以有时会发生非接触通信错误，虽然有便利的方面，但是却不能充分发挥非接触的优点。
发明内容
因此，本发明的技术问题是提供一种非接触型IC卡用的天线装置，其在可以小型化和薄型化的同时，还能实现提高与带通信功能的电子设备的通信距离。
根据本发明的天线装置的一个实施方式是通过带通信功能的电子设备并利用感应耦合来进行数据的写入以及读出的非接触型的IC卡用的天线装置，其具备环状线圈(loop coil)，导线呈平面状进行绕线，用于进行感应耦合；以及磁性体，从一面覆盖设在环状线圈的一侧的一区域，并且在环状线圈内插通，从另一面侧覆盖设在环状线圈的另一侧的另一区域。环状线圈通过从一面侧被磁性体覆盖，从另一面侧被磁性体覆盖，从而整个区域(entire region)被覆盖。
该天线装置在实现小型化和薄型化的同时，又可以扩大与带通信功能的电子设备的通信距离，扩展了可通信的范围。
通过下文的参考附图描述的实施方式，本发明的其它目的、由本发明获得的具体优点会变得更显而易见。
图1是表示现有的RFID系统的立体图。
图2是表示采用应用了本发明的天线装置的RFID系统的电路图。
图3是表示应用了本发明的天线装置的平面图。
图4是表示应用了本发明的天线装置的磁场分布的侧面图。
图5是沿图3的A-A线的截面图。
图6是表示应用了本发明的天线装置的其它实施方式的平面图。
图7是平面图，示出了用于与应用了本发明的天线装置进行比较的天线装置的比较例1。
图8是表示比较例1的天线装置的侧面图。
图9是平面图，示出了用于与应用了本发明的天线装置进行比较的比较例2的天线装置。
图10是表示比较例2的天线装置的侧面图。
图11是平面图，示出了用于与应用了本发明的天线装置进行比较的比较例3的天线装置。
图12是表示比较例3的天线装置的侧面图。
图13是平面图，示出了用于与应用了本发明的天线装置进行比较的比较例4的天线装置。
图14是表示比较例4的天线装置的侧面图。
具体实施例方式
以下，将参考附图，对应用了本发明的天线装置的实施方式进行说明。
另外，还对采用本实施方式的天线装置的RFID系统进行说明。如图2所示，该RFID系统包括非接触型IC卡1、以及对该IC卡1进行数据的写入以及读出的读写器(下文中称为R/W)50。
IC卡1例如是没有内置ISO7810标准电池等电源而构成的无电池IC卡。该IC卡形成为长方形，其与所谓的信用卡大小相同，即具有可以放在手掌上这样大小的短边以及长边。该IC卡1在设置在其内部的基板上具有与电磁场耦合以收发数据的环状天线2；和集成了用于进行数据写入以及读出的各种处理的电子电路以及存储器的IC(Integrated Circuit集成电路)3。
环状天线2由导线呈平面状进行绕线的环形线圈4构成，和与该环形线圈4并联连接的电容器5一起构成谐振电路。该环状天线2与从后述的R/W50侧的环状天线放射的电磁场耦合，并将耦合后的电磁场变换成电信号，而后提供给IC。
IC3具备将从环状线圈4提供的电信号进行整流平滑的整流电路6；将从整流电路6提供的电信号变换成直流电的调节器(regulator)7；将从整流电路6提供的电信号的高频分量提取出来的HPF(高通滤波器)8；将从HPF8输入的高频分量的信号解调的解调电路9；与从该解调电路9提供的数据相对应地控制数据的写入以及读出的序列发生器(sequencer)10；存储从解调电路9提供的数据的存储器11；以及对环状线圈4发送的信号进行调制的调制电路12。
整流电路6包括二极管13、电阻14以及电容器15。其中，二极管13的阳极端子与环状线圈4以及电容器5的一端连接，二极管13的阴极端子与电阻14以及电容器15的一端连接，电阻14以及电容器15的另一端与环状线圈4以及电容器5的另一端连接。该整流电路6将对从环状线圈4提供的电信号进行整流平滑后的电信号输出到调节器7以及HPF8。
调节器7与上述整流电路6的二极管13的阴极端子、电阻14以及电容器15的一端连接。该调节器7对从整流电路6提供的电信号的电压变动(数据分量)进行抑制、稳定化后，作为直流电提供给序列发生器10。由此，成为序列发生器10等误操作的原因的、例如因IC卡1的位置活动而发生的电压变动以及因IC卡1内的耗电的变化而发生的电压变动，得到了抑制。
HPF8包括电容器16以及电阻17，其将从上述整流电路6提供的电信号的高频分量提取出来，输出给解调电路9。
解调电路9与上述HPF8的电容器16的另一端以及阻抗17的一端连接，对从该HPF8输入的高频分量的信号进行解调，输出给序列发生器10。
序列发生器10内部具有ROM(只读存储器)以及RAM(随机存取存储器)，并与上述解调电路9连接。该序列发生器10将从解调电路9输入的信号(命令)存储在RAM，根据内置在ROM中的程序对其进行分析，并根据分析的结果，按照需要读取出存储器11中存储的数据或者将从解调电路9提供的数据写入存储器11。该序列发生器10为了返回与命令对应的响应，生成响应信号，并提供给调制电路12。
存储器11由保存数据不需要电力的EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)等非易失性存储器组成，并与上述序列发生器10连接。该存储器11根据序列发生器10的分析结果，对从解调电路9提供的数据进行存储。
调制电路12包括电阻18和FET(场效应晶体管)19的串联电路，其中，电阻18的一端与上述整流电路6的二极管13的阴极端子连接，电阻18的另一端与FET19的漏极端子连接，FET19的源极端子连接到接地点，FET19的栅极端子与序列发生器10连接。该调制电路12采用所谓的附加调制方式，即，与构成上述的谐振电路的环状线圈4并联连接，使FET19对应于来自序列发生器10的信号来进行切换操作，使电阻18对环状线圈4的负载变动。
与此相对，R/W50具有进行收发的数据的控制的控制电路51、进行数据的调制和解调的调制电路52和解调电路53、以及与电磁场耦合以收发数据的环状天线54。
控制电路51根据例如来自外部的指令或内置的程序，生成各种控制用的控制信号，控制调制电路52以及解调电路53，并且生成与指令对应的发送数据，并提供给调制电路52。另外，控制电路51根据来自解调电路53的响应数据，生成再生数据，并向外部输出。
调制电路52对发送器的从控制电路51输入的发送信号进行调制，并将该调制后的信号提供给环状天线54。
解调电路53对来自环状天线54的调制波进行解调，并将该解调后的数据提供给控制电路51。
环状天线54由导线呈平面状进行绕线的环状线圈构成，放射与调制电路52提供的调制波对应的电磁场，并且检测出IC卡1侧的环状线圈4的负载变动。另外，也有时根据R/W50的天线驱动电路方式，在环状天线54上并联或者串联连接用于谐振的电容器。
在上述结构的RFID系统中，当对IC卡1发出写入预定数据的指令时，根据该指令，R/W50的控制电路51生成写入用的命令信号，并且生成与指令对应的发送数据(写入数据)，并提供给调制电路52。调制电路52根据输入的信号，调制振荡信号的振幅，并提供给环状天线54。环状天线54放射与输入的调制信号对应的电磁波。
在此，IC卡1的环状线圈4以及电容器5构成的谐振电路的谐振频率设定为对应于来自R/W50的振荡频率(载波频率)的值，例如13.56MHz。由此，该谐振电路通过谐振动作来接收所放射的电磁场，并且在将接收到的电磁场变换成电信号后，提供给IC3。变换后的电信号被输入到整流电路6，在该整流电路6中进行整流平滑之后，提供给调节器7。然后，该调节器7对从整流电路6提供的电信号的电压变动(数据分量)进行抑制和稳定化之后，向序列发生器10提供为直流电。
通过整流电路6整流平滑后的信号，通过调制电路12提供给HPF8，抽取出高频分量后，提供给解调电路9。该解调电路9对输入的高频分量的信号进行解调，提供给序列发生器10。序列发生器10将从解调电路9输入的信号(命令)存储在RAM中，根据ROM中内置的程序对其进行分析，并根据分析的结果将从解调电路9提供的写入数据写入存储器11。
另一方面，当从解调电路9输入的信号(命令)是读出指令时，序列发生器10从存储器11中读出与该指令对应的读出数据。另外，序列发生器10对应于读出数据，使调制电路12的FET19进行开关动作。即，在调制电路12中，当FET19处于通态时，电阻18与环状线圈4并联连接；当FET19处于断态时，电阻18与环状线圈4的并联连接被解除。其结果是，与该IC卡1侧的环状天线2磁耦合的R/W50侧的环状天线54的电阻对应于读出数据而变化。因此，环状天线54的端子电压根据该电阻的变化而变动，通过解调电路53对该变动的部分进行解调，从而R/W50可以接收读出数据。
如上所述，IC卡1与R/W50之间进行通信，R/W50对IC卡1的数据写入以及读出以非接触方式进行。
另外，上述IC卡1侧的环状天线2采用具有图3、图4以及图5所示结构的天线装置60。该天线装置60具备用来对电磁场进行感应耦合的、导线呈平面状进行绕线的环状线圈61；以及磁性体62，该磁性体62从一面F1覆盖设在该环状线圈61的一侧的一区域61a，并且在环状线圈61内插通，从另一面F2覆盖设在环状线圈61的另一侧的、作为一区域61a以外的剩余区域的另一区域61b。而且，环状线圈61通过从一面F1被磁性体62覆盖，从另一面F2被磁性体62覆盖，从而成为整个区域从任一面都被覆盖的状态。
环状线圈61例如对电解铜等的导体金属箔膜进行刻蚀等而形成，该金属箔膜形成在聚酰亚胺或PET等具有可挠性的绝缘薄膜或者基板的两面上。该环状线圈61的制作方法不限于上述的例子，例如也可以利用银浆等导体浆印刷成为环状线圈61的导体图案，或者也可以通过溅射金属靶而在基板上形成成为环状线圈61的导体图案。环状线圈61的一区域61a以及另一区域61b分别是覆盖绕成大体上矩形的导线的相对的部分61d和61e的区域。另外，环状线圈61中，设置了设置在导线内并用于插通磁性体62的插通孔61c。该插通孔61c是例如圆形、椭圆形等具有3个以上顶点的形状。另外，该环状线圈由于对置的一对边的绕线宽度以及间隔变化而成为非对称形状，由此可以进一步扩展可通信的范围。
磁性体62具有第1部分62a、第2部分62b以及插通部62c，该第1部分62a从一面F1侧覆盖设置在环状线圈61的一侧的一区域61a，该第2部分62b从另一面侧覆盖设置在环状线圈61的另一侧的另一区域61b，该插通部62c插通形成在环状线圈内的插通孔61c并连接第1以及第2部分62a和62b。未被该磁性体62覆盖的环状线圈61的一面F1侧成为与R/W50的通信区域。即，环状线圈61的一面F1侧成为与R/W50相对一侧的面。
被磁性体62的第2部分62b覆盖的环状线圈61的另一区域61b的面积比被磁性体62的第1部分62a覆盖的环状线圈61的一区域61a的面积大。作为该面积较大的一侧的、被第2部分62b覆盖的环状线圈61的另一区域61b的未覆盖的一侧即一面F1侧，成为通信区域。
磁性体62的宽以及长分别形成为大于环状线圈61的宽和长，第1以及第2部分62a、62b分别从一面F1侧以及另一面F2侧覆盖，由此环状线圈61的整个区域从任一面侧都被覆盖。
磁性体62的插通部62c形成为其宽度比第1以及第2部分62a、62b的宽度小。即，在成为插通部62c的部分的宽度方向的两侧设置切口部，由此，磁性体62形成第1以及第2部分62a、62b以及插通部62c。该切口部的大小可根据磁性体62的厚度或环状线圈61中设置的插通孔61c的大小来适当选择。另外，在此，虽然通过设置切口部而形成第1以及第2部分62a、62b，但是不限于此，也可以用成为插通部的部分来接合独立形成的第1以及第2部分，此时，在环状线圈中，也可以有其两面都被磁性体的第1以及第2部分覆盖的区域。
制造该磁性体62时，首先，制造磁性涂料，该涂料是向橡胶类树脂组成的粘合剂(binder)中混合磁性粉、溶剂以及添加物来形成的。另外，在此，磁性粉可以采用包含96重量％的Fe、3重量％的Cr、0.3重量％的Co以及其它的磁性材料的Fe类磁性涂料。接着，对该磁性涂料进行过滤，制造出从粘合剂中去除了预定粒径以上的磁性粉的磁性涂料。接着，利用挤压成型机，将积存在液体积存部的磁性涂料从一对之间挤压出来，同时制造成为规定厚度的长条状的磁性材料。接着，对长条状的磁性材料进行干燥，从该磁性材料中去除溶剂。接着，利用涂敷装置，利用一对辊子夹压出带状磁性材料的同时，在该磁性材料的一个主面上涂敷粘结剂。接着，以规定形状脱模挤压带状磁性材料以制造磁性体62。
另外，该磁性体62只要满足磁特性就可以使用任意软磁性材料以任意制造方法来制造。例如，磁性材料可以采用非晶态合金、Co-Cr类合金、Fe-Al类合金、铝硅铁粉合金(Fe-Al-Si)、Fe-Ni合金、Fe-Co-Ni合金等，可以采用在橡胶类的粘合剂中通过混炼、分散、涂敷的方式制造这些各微细的粉末，通过电镀法或溅射法形成软磁性薄板，或者不含粘合剂的、单一原材料的铁氧体类粉末(Ni-Zn铁氧体、Mn-Zn铁氧体)的挤压烧结体的整体(bulk)薄板等。另外，也可以在上述粉末上形成绝缘层。绝缘层的形成方法可以是通过加热形成氧化膜，也可以通过退火处理方法或在粉末上溅射的方法形成氧化膜。磁性材料可以是具有挠性的板状，也可以是由平板状铁氧体等烧结物构成的硬板状。
并且，磁性体62在其面内方向上通信频率的有效导磁率μ’(实数部)为30以上，有效导磁率μ”(虚数部)为1.0以下。天线装置60中，由于磁性体62的有效导磁率μ’为30以上，有效导磁率μ”为1.0以下，所以即使磁性体的厚度做得很薄，IC卡1与R/W50的可通信范围也可以扩展。另外，当使有效导磁率μ’为50以上时，通信距离还可以进一步提高。
并且，为了制造天线装置60，IC芯片63与如上述制造的环状线圈61连接，使得与线圈形成并联谐振电路。在此，所采用的IC芯片63为例如ISO14443、ISO15693标准的IC芯片。虽然IC芯片63的连接方法为ACF或者引线接合的方式，但是并不特别限于此。接着，在环状线圈61的中心部，形成用于使磁性体62插通的插通孔61c。在该插通孔61c中插通磁性体62的插通部62c的状态下，并在第1部分62a从一面F1覆盖环状线圈61的一区域61a，并且第2部分62b从另一面F2侧覆盖环状线圈61的另一区域61b的状态下，环状线圈61与磁性体62沿一个方向贴在一起。此时，磁性体62中，涂敷着粘结剂的面和与环状线圈61相对的主面相对置。如上所述，可以制造上述的天线装置60。这样，由于天线装置60通过在环状线圈61的插通孔61c处贯通磁性体62的状态下重合、并用粘合剂粘合在一起，因此其结构易于制造。此外，天线装置60可以抑制磁性体62以及环状线圈61的厚度，并实现薄型化和小型化。
上述结构的天线装置60的磁场分布如图4所示，被磁性体62的第1以及第2部分62a和62b覆盖的环状线圈61的区域中，在面积大的第2部分62b覆盖的另一区域61b的覆盖面的相反侧的一面F1侧，磁场得到加强。即，该天线装置60的磁场分布与以往的天线装置的对称形状的磁场形成的磁场分布不同，其是非对称的。进一步来说，使分别被第1以及第2部分62a和62b覆盖的区域的面积变化，从而使调节磁场的强度成为可能。
因此，在该天线装置60中，通过控制环状线圈61的放射磁场分布，从而使得上述IC卡1与R/W50的通信距离增大，并可扩展可通信的范围。并且，天线装置60实现了IC卡1与R/W50间的通信，并实现了在非接触的情况下R/W50对IC卡1进行的数据写入以及读出。
如图4所示，应用了本发明的本实施方式的天线装置60中，磁性体62从一面F1覆盖设在环状线圈61的一侧的一区域61a，并且在环状线圈61内插通，从另一面侧覆盖设在环状线圈61的另一侧的另一区域61b，环状线圈61通过被磁性体62从一面以及另一面侧覆盖而使得整个区域被覆盖，可以仅加强环状线圈61的一面F1侧的磁场分布。因此，该天线装置60可以薄型化和小型化，进而磁场强度增强由此使得IC卡1与R/W50的可通信范围进一步扩展。
另外，应用了本发明的本实施方式的天线装置60中，环状线圈61的一面F1侧的磁场分布加强，并且采用规定的有效导磁率μ’、μ”的磁性体，从而可实现薄型化、扩大可通信范围并实现自由空间的通信距离大幅度提高，并且还可降低金属的影响、实现金属内的通信距离的大幅度提高。
如上所述，应用了本发明的天线装置60使得IC卡1与R/W50间的通信性提高，并使得以非接触的方式正确地进行R/W50对IC卡1的数据写入以及读出。
另外，如图6所示，上述IC卡1侧的环状天线2也可以采用天线装置70，在该天线装置70中，环状线圈的一对边的绕线的宽度和/或间隔变化而成为非对称形状。
如图6所示，该天线装置70具备用于对电磁场进行感应耦合的、导线呈平面状进行绕线的环状线圈71；以及磁性体72，该磁性体72从一面侧覆盖设在该环状线圈71的一侧的一区域71a，并且在环状天线71内插通，并从另一面侧覆盖设在环状线圈71的另一侧的、作为除一区域71a之外的剩余区域的另一区域71b。并且环状线圈71从一面侧被磁性体72覆盖，从另一面侧被磁性体72覆盖，从而整个区域从磁性体72的任一面侧都处于被覆盖的状态。在此，环状线圈71的制造与上述的环状线圈61相同。环状线圈71相对的一对边的绕线宽度成为非对称的形状。即，与一区域71a被覆盖的一侧的部分71d相比，环状线圈71的另一区域71b被覆盖的另一侧的部分71e的绕线的宽度增大。另外，环状线圈71设置了设置于导线内并用于插通磁性体72的插通孔71c。该插通孔71c为例如圆形、椭圆形等具有三个以上顶点的形状。
磁性体72具有从一面侧覆盖设置在环状线圈71的一侧的一区域71a的第1部分72a；以及从另一面侧覆盖设置在环状线圈71的另一侧的另一区域71b的第2部分72b；以及插通形成在环状线圈内的插通孔71c并连结第1以及第2部分72a和72b的插通部72c。未被该磁性体72覆盖的环状线圈71的一面成为与R/W50的通信区域。即，环状线圈71的一面成为与R/W50相对侧的面。
磁性体72的第2部分72b覆盖的环状线圈71的另一区域71b的面积比磁性体72的第1部分72a覆盖的环状线圈71的一区域71a的面积大。在此，在面积大的第2部分72b覆盖的另一区域71b侧，配置环状线圈71的绕线宽度宽的另一侧71e。作为该面积大的一侧的第2部分72b覆盖的环状线圈61的另一区域71b未被覆盖的一侧、即一面侧成为通信区域。
磁性体72的宽度以及长度形成为分别比环状线圈71的宽度以及长度大，第1以及第2部分72a和72b分别通过从一面侧以及另一面侧覆盖，从而从任一面侧覆盖环状线圈71的整个区域。
磁性体72的插通部72c形成为其宽度比第1以及第2部分72a和72b的宽度小。即，磁性体72在成为插通部72c的部分的宽度方向的两侧形成切口部，以形成第1以及第2部分72a和72b以及插通部72c。该切口部的大小可以根据磁性体72的厚度或设在环状线圈71的插通孔71c的大小来适当地选择。另外，在此，虽然通过设置切口部来形成第1以及第2部分72a和72b，但是并不限于此，也可以用成为插通部的部分来接合独立形成的第1以及第2部分，此时，在环状线圈中，也可以有其两面都被磁性体的第1以及第2部分覆盖的区域。该磁性体72的制造方法与上述磁性体62的情况相同，因此不作详细说明。
为了制造应用了本发明的天线装置70，在如上述那样制造的环状线圈71上，连接IC芯片73以与线圈形成并联谐振电路。在此，所采用的IC芯片73以及其连接方法与上述IC芯片63以及其连接方法相同。另外，在环状线圈71上粘合磁性体72的方法与上述的天线装置60也相同。
对于具有以上构成的天线装置70中的磁场分布，在被磁性体72的第1以及第2部分72a和72b覆盖的环状线圈71的区域内、面积大的第2部分72b覆盖的另一区域71b覆盖的面相反侧的一面侧，得到了加强。这是因为，除了被面积大的第2部分72b覆盖之外，第2部分72b覆盖的另一区域71b侧配置的环状线圈71的另一侧71e的绕线的宽度也比一侧71d的宽度大。另外，在此，虽然第2部分72b覆盖的另一区域71b侧配置的环状线圈71的另一侧71e的绕线宽度比一侧71d的宽度大，但是另一侧71e的绕线间隔比一侧71d大也可以取得同样的效果。
即，该天线装置70的磁场分布与现有天线装置的对称形状的磁场所形成的磁场分布不同，其是非对称的。进一步来说，通过使第1以及第2部分72a、72b分别覆盖的区域的面积变化，以及使第2部分72b覆盖的另一区域71b侧配置的环状线圈71的另一侧71e的绕线间隔以及/或者宽度变化，从而可以调节磁场的强度。
因此，通过在该天线装置70中，控制环状线圈71的放射磁场分布，从而可以扩大上述IC卡1与R/W50的通信距离，可以扩展可通信的范围。并且，天线装置70在IC卡1与R/W50之间进行通信，以非接触的方式，实现了R/W50对IC卡1的数据的写入以及读出。
应用了本发明的天线装置70中，磁性本72从一面覆盖设在环状线圈71的一侧的一区域71a，并且在环状线圈71内插通，然后从另一面覆盖设在环状线圈71的另一侧的另一区域71b，环状线圈71由于被磁性体72从一面以及另一面覆盖而使得整个区域被覆盖，并且从另一面覆盖的区域一侧配置的环状线圈71的另一侧71e的绕线宽度比一侧71d的宽，从而可以仅加强环状线圈71的一面侧的磁场分布。因此，该天线装置70可以薄型化和小型化，并且还由于增加了电磁场强度而使得IC卡1与R/W50的可通信范围进一步扩展。
另外，应用了本发明的天线装置70，通过使环状线圈71的一面F1侧的磁场分布加强，并且采用规定的有效导磁率μ’、μ”的磁性体，从而可实现薄型化、扩大可通信范围、实现自由空间的通信距离大幅度提高，并且还可降低金属的影响、实现金属内的通信距离的大幅度提高。
如上所述，应用了本发明的天线装置70使得IC卡1与R/W50间的通信性提高，并使得以非接触的方式正确地进行R/W50对IC卡1的数据写入以及读出。
接着，在下文中示出应用了上述本发明的天线装置60的实施例。另外，参照图7至图14对作为应用了本发明的天线装置60的比较例的4个天线装置的结构例子进行说明。
如图7以及图8所示，比较例1的天线装置110具备用来对电磁场进行感应耦合的、导线呈平面状进行绕线的环状线圈111；以及磁性体112，该磁性体粘合在环状线圈111的与IC卡1相对的面的相反侧的面上，其宽度以及长度比环状线圈111大。
如图9以及图10所示，比较例2的天线装置120具备用来对电磁场进行感应耦合的、导线呈平面状进行绕线的环状线圈121；以及磁性体122，该磁性体粘合在环状线圈121的与IC卡1相对的面的相反侧的面上，并且其宽度以及长度比环状线圈121小。
如图11以及图12所示，比较例3的天线装置130具备用来对电磁场进行感应耦合的、导线呈平面状进行绕线的环状线圈131；以及磁性体132，该磁性体以插通环状线圈131的插通孔、覆盖一面的一部分并且覆盖另一面的一部分的方式来粘合，其宽度比环状线圈131小而长度比环状线圈131大。
如图13以及图14所示，比较例4的天线装置140具备用来对电磁场进行感应耦合的、导线呈平面状进行绕线的环状线圈141；以及磁性体142，该磁性体以插通环状线圈141的插通孔、覆盖一面的一部分并且覆盖另一面的一部分的方式来粘合，其宽度以及长度比环状线圈141小。
下表1示出了与应用了本发明的天线装置60具有相同构造的实施例1和2、以及上述比较例1～4的天线装置110、120、130和140各自的有效导磁率μ’、μ”，并进行了通信评价，表1示出了在金属内可通信的距离的结果以及在自由空间中可通信距离的结果。在此，实施例1以及比较例1的磁性体采用铁氧体类磁性材料，实施例2以及比较例2的磁性体采用Fe-Si-Cr类磁性材料。另外，例如，制造直径()为7mm的环状的样品，其中绕5圈导线线圈，利用阻抗分析器等测定载波频率(13.56MHz)中交流相对导磁率、并对其进行定量化，从而获得有效导磁率μ’。
表1
根据表1的通信结果，可以看出，采用应用了本发明的天线装置60的构造的本实施例1和2的天线装置中，不仅可以扩大自由空间中的通信距离，还可以扩大在金属内的通信距离，即，可以扩展可通信的范围。
另外，本实施例1和2的天线装置中，磁性体的面内方向中，在通信频率下的有效导磁率μ’可以为30以上，有效导磁率μ”可以为1.0以下，进而，IC卡1与R/W50的可通信范围可以进一步扩展。
另外，本发明不限于参照附图所说明的上述的实施例，本领域技术人员应当明白在不脱离一同附上的权利要求的范围以及其主旨的情况下，可以作出各种变更、置换或者等同替换。
权利要求
1.一种天线装置，是非接触型的IC卡用的天线装置，其通过带通信功能的电子设备并利用感应耦合来进行数据的写入以及读出，其特征在于，具备环状线圈，导线呈平面状进行绕线，用于进行上述感应耦合；以及磁性体，从一面覆盖设在上述环状线圈的一侧的一区域，并且在上述环状线圈内插通，从另一面侧覆盖设在上述环状线圈的另一侧的另一区域，上述环状线圈通过从一面侧被上述磁性体覆盖，从另一面被上述磁性体覆盖，从而整个区域被覆盖。
2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，使上述环状线圈的上述一面成为与上述电子设备的通信区域，上述环状线圈的被上述磁性体覆盖的上述另一面的区域的面积比上述环状线圈的被上述磁性体覆盖的上述一面侧的区域的面积大。
3.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，使上述环状线圈的上述一面成为与上述电子设备的通信区域，上述环状线圈的上述另一侧的绕线的宽度比上述一侧的绕线的宽度大。
4.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，使上述环状线圈的上述一面成为与上述电子设备的通信区域，上述环状线圈的上述另一侧的绕线的间隔比上述一侧的绕线的间隔大。
5.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，上述磁性体具有从一面侧覆盖设在上述环状线圈的一侧的一区域的第1部分、从另一面侧覆盖设在上述环状线圈的另一侧的另一区域的第2部分、以及插通形成在上述环状线圈内的插通孔并连接第1以及第2部分的插通部，未被上述磁性体覆盖的环状线圈的一面侧成为与电子设备的通信区域。
6.如权利要求5所述的天线装置，其特征在于，上述磁性体的插通部形成为其宽度比上述第1以及第2部分的宽度小。
全文摘要
本发明是一种通过带通信功能的电子设备并利用感应耦合来进行数据的写入以及读出的非接触型的IC卡用的天线装置(60)，该天线装置(60)具备环状线圈(61)，导线呈平面状进行绕线，用于进行与电子设备间的感应耦合；以及磁性体(62)，从一面侧覆盖设在上述环状线圈的一侧的一区域(61a)，并且在环状线圈内插通，从另一面覆盖设在环状线圈的另一侧的另一区域(61b)，环状线圈通过从一面以及另一面被磁性体覆盖，从而整个区域被覆盖。
文档编号H01Q1/36GK101069323SQ20068000070
公开日2007年11月7日 申请日期2006年6月15日 优先权日2005年6月30日
发明者荒卷庆辅, 杉田悟, 秋保启 申请人:索尼化学&信息部件株式会社, 索尼株式会社