[發明專利]電場耦合器及其制造方法、通信設備和通信系統

無效

• 申請號: 200910161672.X
• 申請日: 2009-07-28
• 公開（公告）號: CN101640554A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 和城賢典
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H04B5/00
• 分類號: H04B5/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 潘士霖;陳 煒

技術領域

本發明涉及電場耦合器、通信設備、通信系統以及用于電場耦合器的 制造方法。

背景技術

近年來，執行非接觸通信的通信設備如非接觸型IC(集成電路)卡 和RFID(射頻識別)等已經增加。這種執行非接觸通信的通信設備包括 產生磁場耦合的通信設備和產生電場耦合的通信設備。

在產生磁場耦合的情況下，通信設備具有例如天線線圈，并使用天線 線圈處的交流磁場而通過磁場耦合來執行非接觸通信。另一方面，在產生 電場耦合的情況下，通信設備具有例如板狀電場耦合電極(耦合器)，并 使用電場耦合電極生成的靜電場或感應場而通過電場耦合來執行非接觸 通信(參見例如日本專利申請未審公開2008-99236)。這種通信設備適合 于例如短距離類型的短距離非接觸通信。

可用于上述非接觸型IC卡等的通信設備被安裝在卡、便攜式裝置等 上，由此被形成為薄的且小型的。

發明內容

在上述的產生磁場耦合的通信設備中，當在天線線圈的背面上存在金 屬板等時，可能不能執行通信，也可能需要在天線線圈被布置在其上的平 面上的大的面積。另一方面，在上述的產生電場耦合的通信設備中，通過 以短距離彼此相對的、通信對方的電極和電場耦合電極而發生電場耦合。 通過在從電場耦合電極觀看時與耦合方向相反的方向上提供由金屬制成 的接地(ground)，可以防止在背面方向上的不期望的電場信號的輻射； 然而，當電極和接地之間的距離減小時，在電極正面生成的電場的強度減 小，因此難以減小外形。此外，由于這種執行非接觸通信的通信設備通常 被安裝在例如非接觸型IC卡上和諸如移動電話之類的便攜式裝置上，因 此期望小型化特別是外形的減小。

同時，對于通信設備，重要的是不僅實現小型化而且實現容易制造。 例如，當其中線狀導體被螺旋狀地纏繞的線圈等被用作天線時，通信設備 的厚度增大了對應于線圈橫截面的量。此外，在該情況下，在使線圈小型 化時，難以使得線圈圓圈的直徑統一并使得圓圈之間的間隔(節距)統一， 因此不容易制造。另外，當出現這種線圈中的不統一性時，也出現線圈的 諧振頻率的變化，從而導致了天線的電氣特性的劣化。

本發明解決上述問題以及與傳統的方法和設備相關聯的其它問題。需 要新穎的改進的電場耦合器、通信設備、通信系統及用于電場耦合器的制 造方法，其能夠在不使電氣特性劣化的情況下實現小型化和實現容易制 造。

根據本發明的實施例，提供了一種電場耦合器，包括：通過使沿著與 在其上發生電場耦合的耦合方向相垂直的平面蜿蜒的帶狀導體彎曲而形 成的帶狀線圈，使得線圈軸垂直于該耦合方向，該帶狀線圈具有射頻信號 的預定頻率的半波長的電氣長度，并具有其中該線圈軸沿該平面圍繞中心 部分的形狀，其中帶狀線圈通過在中心部分處在耦合方向上振動的縱波電 場來產生耦合。

根據該配置，帶狀線圈與射頻信號進行諧振，由此生成沿線圈軸的交 流磁場。此時，由于線圈軸圍繞中心部分，因此在中心部分處生成電場。 因此，通過使用電場，可以產生電場耦合。當為了防止電場向帶狀線圈的 背面(與耦合方向相對的方向上的平面)輻射而在背面上設置接地時，根 據上述配置，即使當帶狀線圈和接地之間的距離小時，平行于接地且沿著 線圈軸的交流磁場也不受影響。因此可將電場耦合器形成得外形小且緊 湊。此外，通過使沿著垂直于耦合方向的平面蜿蜒的帶狀導體彎曲以使得 線圈軸垂直于耦合方向，可以容易地形成帶狀線圈。因此，可將帶狀線圈 的節距等提前形成到蜿蜒的帶狀導體中，由此可通過使精確確定的帶狀線 圈的位置等彎曲來進行制造。

帶狀線圈可包括兩個帶狀線圈，該兩個帶狀線圈被布置成使得線圈軸 相互平行且中心部分位于該線圈軸之間，該兩個帶狀線圈各自的一端相互 連接，并且帶狀線圈各自的纏繞方向在該兩個帶狀線圈相互連接的位置處 被反轉。

電場耦合器還可包括：諧振部分，該諧振部分與從饋送端提供的具有 預定頻率的射頻信號進行諧振，并在與通過諧振的電壓的駐波的波腹相對 應的位置處連接到帶狀線圈的一端；以及設置在帶狀線圈的與耦合方向相 對的一側上的接地，其中帶狀線圈的另一端可以被接地。

在帶狀線圈的部分處形成在其處帶寬度被擴展的吸附點，使得在制造 時安裝器能夠吸附吸附點。

吸附點被形成在垂直于耦合方向的平面中的、帶狀線圈的重心處。

帶狀線圈在線圈的側面具有在垂直于耦合方向的方向上伸出的伸出 部分。