[发明专利]电场耦合器及其制造方法、通信设备和通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及电场耦合器、通信设备、通信系统以及用于电场耦合器的 制造方法。

背景技术

近年来，执行非接触通信的通信设备如非接触型IC(集成电路)卡 和RFID(射频识别)等已经增加。这种执行非接触通信的通信设备包括 产生磁场耦合的通信设备和产生电场耦合的通信设备。

在产生磁场耦合的情况下，通信设备具有例如天线线圈，并使用天线 线圈处的交流磁场而通过磁场耦合来执行非接触通信。另一方面，在产生 电场耦合的情况下，通信设备具有例如板状电场耦合电极(耦合器)，并 使用电场耦合电极生成的静电场或感应场而通过电场耦合来执行非接触 通信(参见例如日本专利申请未审公开2008-99236)。这种通信设备适合 于例如短距离类型的短距离非接触通信。

可用于上述非接触型IC卡等的通信设备被安装在卡、便携式装置等 上，由此被形成为薄的且小型的。

发明内容

在上述的产生磁场耦合的通信设备中，当在天线线圈的背面上存在金 属板等时，可能不能执行通信，也可能需要在天线线圈被布置在其上的平 面上的大的面积。另一方面，在上述的产生电场耦合的通信设备中，通过 以短距离彼此相对的、通信对方的电极和电场耦合电极而发生电场耦合。 通过在从电场耦合电极观看时与耦合方向相反的方向上提供由金属制成 的接地(ground)，可以防止在背面方向上的不期望的电场信号的辐射； 然而，当电极和接地之间的距离减小时，在电极正面生成的电场的强度减 小，因此难以减小外形。此外，由于这种执行非接触通信的通信设备通常 被安装在例如非接触型IC卡上和诸如移动电话之类的便携式装置上，因 此期望小型化特别是外形的减小。

同时，对于通信设备，重要的是不仅实现小型化而且实现容易制造。 例如，当其中线状导体被螺旋状地缠绕的线圈等被用作天线时，通信设备 的厚度增大了对应于线圈横截面的量。此外，在该情况下，在使线圈小型 化时，难以使得线圈圆圈的直径统一并使得圆圈之间的间隔(节距)统一， 因此不容易制造。另外，当出现这种线圈中的不统一性时，也出现线圈的 谐振频率的变化，从而导致了天线的电气特性的劣化。

本发明解决上述问题以及与传统的方法和设备相关联的其它问题。需 要新颖的改进的电场耦合器、通信设备、通信系统及用于电场耦合器的制 造方法，其能够在不使电气特性劣化的情况下实现小型化和实现容易制 造。

根据本发明的实施例，提供了一种电场耦合器，包括：通过使沿着与 在其上发生电场耦合的耦合方向相垂直的平面蜿蜒的带状导体弯曲而形 成的带状线圈，使得线圈轴垂直于该耦合方向，该带状线圈具有射频信号 的预定频率的半波长的电气长度，并具有其中该线圈轴沿该平面围绕中心 部分的形状，其中带状线圈通过在中心部分处在耦合方向上振动的纵波电 场来产生耦合。

根据该配置，带状线圈与射频信号进行谐振，由此生成沿线圈轴的交 流磁场。此时，由于线圈轴围绕中心部分，因此在中心部分处生成电场。 因此，通过使用电场，可以产生电场耦合。当为了防止电场向带状线圈的 背面(与耦合方向相对的方向上的平面)辐射而在背面上设置接地时，根 据上述配置，即使当带状线圈和接地之间的距离小时，平行于接地且沿着 线圈轴的交流磁场也不受影响。因此可将电场耦合器形成得外形小且紧 凑。此外，通过使沿着垂直于耦合方向的平面蜿蜒的带状导体弯曲以使得 线圈轴垂直于耦合方向，可以容易地形成带状线圈。因此，可将带状线圈 的节距等提前形成到蜿蜒的带状导体中，由此可通过使精确确定的带状线 圈的位置等弯曲来进行制造。

带状线圈可包括两个带状线圈，该两个带状线圈被布置成使得线圈轴 相互平行且中心部分位于该线圈轴之间，该两个带状线圈各自的一端相互 连接，并且带状线圈各自的缠绕方向在该两个带状线圈相互连接的位置处 被反转。

电场耦合器还可包括：谐振部分，该谐振部分与从馈送端提供的具有 预定频率的射频信号进行谐振，并在与通过谐振的电压的驻波的波腹相对 应的位置处连接到带状线圈的一端；以及设置在带状线圈的与耦合方向相 对的一侧上的接地，其中带状线圈的另一端可以被接地。

在带状线圈的部分处形成在其处带宽度被扩展的吸附点，使得在制造 时安装器能够吸附吸附点。

吸附点被形成在垂直于耦合方向的平面中的、带状线圈的重心处。

带状线圈在线圈的侧面具有在垂直于耦合方向的方向上伸出的伸出 部分。