JP2011103533A

JP2011103533A - Booster, rfid system, and wireless communication device

Info

Publication number: JP2011103533A
Application number: JP2009257063A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Matsuura; 利典松浦; Sadaharu Yoneda; 貞春米田; Seigo Zaima; 清悟在間; Koichi Kimura; 浩一木村
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2011-05-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a booster capable of suppressing frequency shift or deterioration in communication distance by a nearby metal body. <P>SOLUTION: The booster is provided between an RFID and an RFID reader, and has an area relatively larger than a coupling coil inside the RFID. The booster includes: coils (booster coils 30, 31) which magnetically couple the RFID reader and the coupling coil; a magnetic material 66 arranged at a position opposing to the RFID across the coils, and overlapped with the coupling coil in a plane view; and a magnetic material 67 arranged at a position opposing to the RFID reader across the coils, and overlapped with the coil in the plane view. The magnetic material 67 has a clipping part 67a at a position overlapped with the coupling coil in the plane view. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ブースター、ＲＦＩＤシステム、及び無線通信機に関する。 The present invention relates to a booster, an RFID system, and a wireless communication device.

近年、携帯電話などの小型無線機器の高性能化は目覚ましく、非接触型ＩＣカード（例えば、ＮＦＣ（Near Field Communication）規格準拠のＩＣカード。具体的には、ＭＩＦＡＲＥ（登録商標）やＦｅｌｉｃａ（登録商標）など。）に対応するものも登場している。そのような小型無線機器には、ＩＣチップとカップリングコイルとからなるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）が搭載される（例えば、特許文献１を参照。）。 In recent years, the performance of small wireless devices such as mobile phones has been remarkably improved, and contactless IC cards (for example, IC cards compliant with NFC (Near Field Communication) standards. Specifically, MIFARE (registered trademark) and Felica (registered trademark)) Trademarks) etc.) have also appeared. In such a small wireless device, an RFID (Radio Frequency Identification) composed of an IC chip and a coupling coil is mounted (see, for example, Patent Document 1).

特開２００８−３０６６８９号公報JP 2008-306869 A

ところで、ＲＦＩＤの通信距離を十分に確保するためには、カップリングコイルのインダクタンスをある程度大きくすることが必要である。しかし、そのようなインダクタンスを有するカップリングコイルは比較的大きなものとなるため、近年の小型無線機器では十分な設置スペースを確保できない場合が多い。そこで近年、比較的大きなインダクタンスを有するブースターコイルを用いる方法が考えられている。特許文献１には、このブースターコイルの例が開示されている。 By the way, in order to ensure a sufficient communication distance of the RFID, it is necessary to increase the inductance of the coupling coil to some extent. However, since a coupling coil having such an inductance becomes relatively large, a recent small wireless device often cannot secure a sufficient installation space. Therefore, in recent years, a method using a booster coil having a relatively large inductance has been considered. Patent Document 1 discloses an example of this booster coil.

ブースターコイルを用いる場合、ブースターコイルとカップリングコイルとは、直接接続ではなく磁気結合させる。そして、小型無線機器の筐体内にはカップリングコイルを含むＲＦＩＤのみを搭載し、ブースターコイルは、筐体の外にあって筐体に付属している部品、例えば電池の蓋などに搭載する。これにより、筐体内にインダクタンスの大きなアンテナを搭載することなく、ＲＦＩＤの通信距離を十分に確保することが可能になる。 When a booster coil is used, the booster coil and the coupling coil are not directly connected but magnetically coupled. Then, only the RFID including the coupling coil is mounted in the casing of the small wireless device, and the booster coil is mounted on a part attached to the casing outside the casing, such as a battery lid. This makes it possible to secure a sufficient communication distance for RFID without mounting an antenna with a large inductance in the housing.

しかしながら、ブースターコイルを電池の蓋に搭載すると、電池パックがブースターコイルの近傍に存在することとなる。金属からなる電池パックはブースターコイル近傍の磁界をかく乱するため、ブースターコイルの周波数ずれや通信距離の低下が発生してしまう。また、ブースターコイルとカップリングコイルとが磁気結合することから、ブースターコイルとカップリングコイルとを効率よく磁気結合させる方法が課題になる。 However, when the booster coil is mounted on the battery lid, the battery pack exists in the vicinity of the booster coil. Since the battery pack made of metal disturbs the magnetic field in the vicinity of the booster coil, a frequency shift of the booster coil and a decrease in communication distance occur. In addition, since the booster coil and the coupling coil are magnetically coupled, a method for efficiently magnetically coupling the booster coil and the coupling coil becomes an issue.

したがって、本発明の目的のひとつは、近傍の金属体による周波数ずれや通信距離の低下を抑制できるブースター、ＲＦＩＤシステム、及び無線通信機を提供することにある。 Accordingly, one of the objects of the present invention is to provide a booster, an RFID system, and a wireless communication device that can suppress a frequency shift and a communication distance decrease due to a nearby metal body.

また、本発明の目的の他のひとつは、カップリングコイルと効率よく磁気結合できるブースター、ＲＦＩＤシステム、及び無線通信機を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a booster, an RFID system, and a wireless communication device that can be efficiently magnetically coupled to a coupling coil.

上記目的を達成するための本発明の一側面によるブースターは、ＲＦＩＤとＲＦＩＤリーダとの間に設けられるブースターであって、前記ＲＦＩＤ内のカップリングコイルに比べて大きな面積を有し、かつ前記ＲＦＩＤリーダ及び前記カップリングコイルと磁気結合するコイルと、前記コイルを挟んで前記ＲＦＩＤと反対側の、平面的に見て前記カップリングコイルと重複する位置に配置される第１の磁性体と、前記コイルを挟んで前記ＲＦＩＤリーダと反対側の、平面的に見て前記コイルと重複する位置に配置される第２の磁性体とを備え、前記第２の磁性体は少なくとも、平面的に見て前記カップリングコイルと重複する位置には配置されないことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a booster according to one aspect of the present invention is a booster provided between an RFID and an RFID reader, and has a larger area than a coupling coil in the RFID, and the RFID A coil that is magnetically coupled to the reader and the coupling coil, a first magnetic body that is disposed on the opposite side of the RFID across the coil, and that overlaps the coupling coil in plan view, A second magnetic body disposed on a side opposite to the RFID reader across the coil and disposed in a position overlapping with the coil when viewed in plan, and the second magnetic body is at least viewed in plan It is not arranged at a position overlapping with the coupling coil.

本発明によれば、第２の磁性体を設けたことにより、近傍の金属体による周波数ずれや通信距離の低下を抑制できる。また、第１の磁性体を設け、かつ第２の磁性体は平面的に見てカップリングコイルと重複する位置には配置されないこととしたので、ブースターとカップリングコイルとが効率よく磁気結合できる。 According to the present invention, by providing the second magnetic body, it is possible to suppress a frequency shift and a decrease in communication distance due to a nearby metal body. In addition, since the first magnetic body is provided and the second magnetic body is not disposed at a position overlapping the coupling coil in plan view, the booster and the coupling coil can be effectively magnetically coupled. .

上記ブースターにおいて、前記コイルは中央部に空間を有する平面コイルを含み、前記第２の磁性体は、平面的に見て前記中央部と重複する位置にも配置されないこととしてもよい。これによれば、近傍の金属体による周波数ずれや通信距離の低下の抑制効果をそれほど損なわずに、平面コイル中央の空間部分に、他の電子部品を配置することが可能になる。 The said booster WHEREIN: The said coil contains the planar coil which has space in the center part, and the said 2nd magnetic body is good also as not arrange | positioning also in the position which overlaps with the said center part seeing planarly. According to this, it becomes possible to arrange other electronic components in the space portion in the center of the planar coil without greatly impairing the effect of suppressing the frequency shift and the communication distance decrease due to the nearby metal body.

また、上記ブースターにおいて、前記コイルは中央部に空間を有する平面コイルを含み、前記第２の磁性体は、平面的に見て前記中央部と重複する位置にも配置されることとしてもよい。これによれば、より効果的に、近傍の金属体による周波数ずれや通信距離の低下を抑制できる。 Moreover, the said booster WHEREIN: The said coil contains the plane coil which has space in the center part, and the said 2nd magnetic body is good also as arrange | positioning also in the position which overlaps with the said center part seeing planarly. According to this, it is possible to more effectively suppress a frequency shift and a decrease in communication distance due to a nearby metal body.

また、上記ブースターにおいて、前記コイルは、前記ＲＦＩＤリーダと磁気結合する第１のコイルと、前記カップリングコイルと磁気結合する第２のコイルとを含み、前記第１のコイルと前記第２のコイルとは、電気的に接続していることとしてもよいし、前記コイルは、前記ＲＦＩＤ内のカップリングコイルに比べて大きな面積を有する平面コイルを含み、該平面コイルの一部分によって前記前記カップリングコイルと磁気結合することとしてもよい。 In the booster, the coil includes a first coil that is magnetically coupled to the RFID reader, and a second coil that is magnetically coupled to the coupling coil, and the first coil and the second coil. May be electrically connected, and the coil includes a planar coil having a larger area than the coupling coil in the RFID, and the coupling coil is part of the planar coil. It is good also as magnetically coupling.

また、本発明の他の一側面によるブースターは、前記ＲＦＩＤ内のカップリングコイルに比べて大きな面積を有し、かつ前記ＲＦＩＤリーダ及び前記カップリングコイルと磁気結合するコイルと、前記コイルを挟んで前記ＲＦＩＤと反対側の、平面的に見て前記カップリングコイルと重複する位置に配置される第１の磁性体とを備えることを特徴とする。 A booster according to another aspect of the present invention has a larger area than a coupling coil in the RFID, and a coil magnetically coupled to the RFID reader and the coupling coil, and the coil sandwiched between And a first magnetic body disposed on the opposite side of the RFID from a position overlapping with the coupling coil in plan view.

本発明によれば、ブースターとカップリングコイルとが効率よく磁気結合できる。 According to the present invention, the booster and the coupling coil can be magnetically coupled efficiently.

また、本発明のさらに他の一側面によるブースターは、前記ＲＦＩＤ内のカップリングコイルに比べて大きな面積を有し、かつ前記ＲＦＩＤリーダ及び前記カップリングコイルと磁気結合するコイルと、前記コイルを挟んで前記ＲＦＩＤリーダと反対側の、平面的に見て前記コイルと重複する位置に配置される第２の磁性体とを備え、前記第２の磁性体は少なくとも、平面的に見て前記カップリングコイルと重複する位置には配置されないことを特徴とする。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a booster having a larger area than a coupling coil in the RFID, and a coil that is magnetically coupled to the RFID reader and the coupling coil, and sandwiches the coil. And a second magnetic body disposed at a position opposite to the RFID reader and overlapping with the coil in plan view, wherein the second magnetic body has at least the coupling in plan view. It is not arranged at a position overlapping with the coil.

本発明によれば、第２の磁性体を設けたことにより、近傍の金属体による周波数ずれや通信距離の低下を抑制できる。また、第２の磁性体は平面的に見てカップリングコイルと重複する部分には配置されないこととしたので、第２の磁性体がブースターとカップリングコイルとの結合の妨げになることが防止されている。 According to the present invention, by providing the second magnetic body, it is possible to suppress a frequency shift and a decrease in communication distance due to a nearby metal body. In addition, since the second magnetic body is not disposed in a portion overlapping the coupling coil in plan view, the second magnetic body is prevented from hindering the coupling between the booster and the coupling coil. Has been.

また、本発明によるＲＦＩＤシステムは、上記各ブースターのうちのいずれかと、該ブースターと磁気結合するＲＦＩＤとを備えることを特徴とする。 The RFID system according to the present invention includes any one of the boosters described above and an RFID that is magnetically coupled to the booster.

また、本発明による無線通信機は、上記ＲＦＩＤシステムを搭載することを特徴とする。 In addition, a wireless communication device according to the present invention is equipped with the RFID system.

本発明によれば、ブースター近傍の金属体による周波数ずれや通信距離の低下を抑制できる。また、ブースターとＲＦＩＤ内のカップリングコイルとが効率よく磁気結合できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the frequency shift by the metal body of booster vicinity and the fall of communication distance can be suppressed. Further, the booster and the coupling coil in the RFID can be magnetically coupled efficiently.

本発明の好ましい実施の形態によるＲＦＩＤシステムのシステム構成を示す図である。It is a figure which shows the system configuration | structure of the RFID system by preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい実施の形態によるＲＦＩＤ及びブースターを携帯電話に搭載する際の搭載位置の例を示す模式図である。（ａ）は携帯電話の筐体の裏側（電池の蓋を取り外し、電池パックが露出した状態）を示し、（ｂ）は電池の蓋の裏面（電池パック側）を示している。It is a schematic diagram which shows the example of the mounting position at the time of mounting RFID and booster by preferable embodiment of this invention in a mobile telephone. (A) shows the back side of the cellular phone casing (the battery lid is removed and the battery pack is exposed), and (b) shows the back side of the battery lid (battery pack side). （ａ）は、本発明の好ましい実施の形態によるＲＦＩＤの上面図である。（ｂ）は、本発明の好ましい実施の形態によるコイル部品の上面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＢ−Ｂ’線断面図である。(A) is a top view of an RFID according to a preferred embodiment of the present invention. (B) is a top view of the coil component by preferable embodiment of this invention, (c) is the sectional view on the B-B 'line of (b). （ａ）は、本発明の好ましい実施の形態によるブースターの上面図である。（ｂ）は、（ａ）から下層導体パターンのみを取り出して示した図である。(A) is a top view of a booster according to a preferred embodiment of the present invention. (B) is the figure which extracted and showed only the lower layer conductor pattern from (a). （ａ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ’線に対応するブースターの断面図であり、（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ’線に対応するブースターの断面図である。(A) is sectional drawing of the booster corresponding to the C-C 'line of Fig.4 (a), (b) is sectional drawing of the booster corresponding to the D-D'line of Fig.4 (a). （ａ）は、図４（ａ）に示したブースターの上面図に、磁性材の平面的な設置領域を図示したものである。（ｂ）は、本発明の好ましい実施の形態によるブースターの下面図に、磁性材の平面的な設置領域を図示したものである。FIG. 4A is a top view of the booster shown in FIG. 4A and shows a planar installation area of a magnetic material. (B) shows the planar installation area | region of a magnetic material in the bottom view of the booster by preferable embodiment of this invention. （ａ）は、本発明の好ましい実施の形態の変形例によるブースターの上面図に、磁性材の平面的な設置領域を図示したものである。（ｂ）は、本発明の好ましい実施の形態の変形例によるブースターの下面図に、磁性材の平面的な設置領域を図示したものである。(A) shows the planar installation area | region of a magnetic material in the top view of the booster by the modification of preferable embodiment of this invention. (B) shows the planar installation area | region of a magnetic material in the bottom view of the booster by the modification of preferable embodiment of this invention. 図５に示したブースターから第１の磁性体を省いた構成（実施例１）を示す図である。It is a figure which shows the structure (Example 1) which excluded the 1st magnetic body from the booster shown in FIG. 図７に示したブースターから第１の磁性体を省いた構成（実施例１）を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration (Example 1) in which the first magnetic body is omitted from the booster illustrated in FIG. 7. 図５に示したブースターから第１及び第２の磁性体を省いた構成（比較例１）を示す図である。It is a figure which shows the structure (Comparative Example 1) which excluded the 1st and 2nd magnetic body from the booster shown in FIG. 図７に示したブースターから第１及び第２の磁性体を省いた構成（比較例１）を示す図である。It is a figure which shows the structure (Comparative Example 1) which excluded the 1st and 2nd magnetic body from the booster shown in FIG. （ａ）は、実施例１での電磁界シミュレーション結果において、図８（ｂ）に示した断面での磁場分布を示す図である。（ｂ）は、比較例１での電磁界シミュレーション結果において、図１０（ｂ）に示した断面での磁場分布を示す図である。(A) is a figure which shows the magnetic field distribution in the cross section shown in FIG.8 (b) in the electromagnetic field simulation result in Example 1. FIG. (B) is a figure which shows the magnetic field distribution in the cross section shown in FIG.10 (b) in the electromagnetic field simulation result in the comparative example 1. FIG. 図５に示したブースターから第２の磁性体を省いた構成（実施例２）を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration (Example 2) in which the second magnetic body is omitted from the booster illustrated in FIG. 5. 図７に示したブースターから第２の磁性体を省いた構成（実施例２）を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration (Example 2) in which a second magnetic body is omitted from the booster illustrated in FIG. 7. 図８に示したブースター（実施例１）から切り抜き部を省いた構成（比較例２）を示している。FIG. 9 shows a configuration (Comparative Example 2) in which a cutout portion is omitted from the booster (Example 1) shown in FIG. 図９に示したブースター（実施例１）から切り抜き部を省いた構成（比較例２）を示している。10 shows a configuration (Comparative Example 2) in which a cutout portion is omitted from the booster (Example 1) shown in FIG. （ａ）は、実施例１での電磁界シミュレーション結果において、図８（ｂ）に示した断面での磁場分布を示す図であり、図１２（ａ）の再掲である。（ｂ）は、（ａ）をＲＦＩＤ近傍で拡大した拡大図である。（ｃ）は、比較例２での電磁界シミュレーション結果において、図１６（ｂ）に示した断面での磁場分布を示す図である。（ｄ）は、（ｃ）をＲＦＩＤ近傍で拡大した拡大図である。(A) is a figure which shows the magnetic field distribution in the cross section shown in FIG.8 (b) in the electromagnetic field simulation result in Example 1, and is a reprint of Fig.12 (a). (B) is the enlarged view to which (a) was expanded in the RFID vicinity. (C) is a figure which shows the magnetic field distribution in the cross section shown in FIG.16 (b) in the electromagnetic field simulation result in the comparative example 2. FIG. (D) is the enlarged view which expanded (c) in the RFID vicinity. （ａ）は、本発明の好ましい実施の形態の変形例によるブースターの上面図に、磁性材の平面的な設置領域を図示したものである。（ｂ）は、本発明の好ましい実施の形態の変形例によるブースターの下面図に、磁性材の平面的な設置領域を図示したものである。(A) shows the planar installation area | region of a magnetic material in the top view of the booster by the modification of preferable embodiment of this invention. (B) shows the planar installation area | region of a magnetic material in the bottom view of the booster by the modification of preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい実施の形態の変形例によるブースターの上面図である。It is a top view of the booster by the modification of preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい実施の形態の変形例によるブースターの上面図に、磁性材の平面的な設置領域を図示したものである。A top view of a booster according to a modification of the preferred embodiment of the present invention shows a planar installation region of a magnetic material. 図２０に示したブースターから第２の磁性体を省いた構成を前提とし、磁性材及び電池パックの有無ごとに通信距離をシミュレーションした結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having simulated the communication distance for every presence or absence of a magnetic material and a battery pack on the premise of the structure which excluded the 2nd magnetic body from the booster shown in FIG.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本実施の形態によるＲＦＩＤシステム１のシステム構成を示す図である。同図に示すように、ＲＦＩＤシステム１は、ＲＦＩＤ２、ブースター３、及びＲＦＩＤリーダ４を備えている。 FIG. 1 is a diagram showing a system configuration of an RFID system 1 according to the present embodiment. As shown in the figure, the RFID system 1 includes an RFID 2, a booster 3, and an RFID reader 4.

ＲＦＩＤ２はＩＣチップ２０及びカップリングコイル２１を有し、携帯電話などの無線通信機に搭載される。カップリングコイル２１としては、無線通信機の筐体に搭載可能な小型のものを用いる。したがって、カップリングコイル２１のインダクタンスはそれほど大きくなく、ＲＦＩＤ２のみでは十分な通信距離が得られない。そこで、ＲＦＩＤシステム１ではブースター３を用いる。 The RFID 2 has an IC chip 20 and a coupling coil 21 and is mounted on a wireless communication device such as a mobile phone. As the coupling coil 21, a small coil that can be mounted on the casing of the wireless communication device is used. Therefore, the inductance of the coupling coil 21 is not so large, and a sufficient communication distance cannot be obtained only with the RFID 2. Therefore, the booster 3 is used in the RFID system 1.

ブースター３はＲＦＩＤ２の通信距離を延ばすために用いられるもので、ブースターコイル３０，３１からなるコイルを有し、このコイルにより、ＲＦＩＤ２及びＲＦＩＤリーダ４の双方と磁気結合する。つまり、ブースターコイル３０がＲＦＩＤ２のカップリングコイル２１と磁気結合し、ブースターコイル３１がＲＦＩＤリーダ４のコイル４１と磁気結合する。また、ブースター３はキャパシタ３２も有しており、キャパシタ３２とブースターコイル３０，３１とでＬＣ共振回路を構成する。ブースターコイル３０，３１のインダクタンスと、キャパシタ３２の容量とは、ブースター３の共振周波数がＲＦＩＤシステム１の動作周波数となるよう決定される。 The booster 3 is used to extend the communication distance of the RFID 2 and has a coil composed of booster coils 30 and 31, and is magnetically coupled to both the RFID 2 and the RFID reader 4 by this coil. That is, the booster coil 30 is magnetically coupled to the coupling coil 21 of the RFID 2, and the booster coil 31 is magnetically coupled to the coil 41 of the RFID reader 4. The booster 3 also has a capacitor 32, and the capacitor 32 and the booster coils 30, 31 constitute an LC resonance circuit. The inductances of the booster coils 30 and 31 and the capacitance of the capacitor 32 are determined so that the resonance frequency of the booster 3 becomes the operating frequency of the RFID system 1.

図２は、ＲＦＩＤ２及びブースター３を携帯電話に搭載する際の搭載位置の例を示す模式図である。同図（ａ）は携帯電話の筐体５０の裏側（電池の蓋５１を取り外し、電池パック５２が露出した状態）を示し、同図（ｂ）は電池の蓋５１の裏面（電池パック５２側）を示している。 FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of mounting positions when the RFID 2 and the booster 3 are mounted on a mobile phone. 2A shows the back side of the cellular phone casing 50 (with the battery lid 51 removed and the battery pack 52 exposed), and FIG. 2B shows the back side of the battery lid 51 (on the battery pack 52 side). ).

図２（ａ）に示すように、ＲＦＩＤ２は、筐体５０裏側の電池パック５２近傍に取り付けられる。なお、同図ではＩＣチップ２０は表示していない。一方、ブースター３は、図２（ｂ）に示すように、電池の蓋５１の裏面に取り付けられる。ブースター３は、電池の蓋５１を筐体５０に取り付けた際、ブースターコイル３０がＲＦＩＤ２内のカップリングコイル２１と重なるように配置される。こうすることで、ブースターコイル３０とカップリングコイル２１とが磁気結合できるようになる。 As shown in FIG. 2A, the RFID 2 is attached in the vicinity of the battery pack 52 on the back side of the housing 50. In the figure, the IC chip 20 is not displayed. On the other hand, the booster 3 is attached to the back surface of the battery lid 51 as shown in FIG. The booster 3 is arranged so that the booster coil 30 overlaps the coupling coil 21 in the RFID 2 when the battery lid 51 is attached to the housing 50. By doing so, the booster coil 30 and the coupling coil 21 can be magnetically coupled.

図１に戻る。ＲＦＩＤリーダ４は、ＲＦＩＤ２内のＩＣチップ２０に記憶される情報の読み出しを行う。読み出しを行う際には、図２に示した携帯電話の電池の蓋５１を筐体５０に取り付けた状態で、ＲＦＩＤリーダ４を携帯電話の裏側に近づける。そして、ＲＦＩＤリーダ４において、読み出し命令を含むデータによって変調した信号を、ＣＰＵ４０からコイル４１に送出する。また、変調した信号の送出後には、無変調の信号を所定時間にわたって送出する。これらの信号は、コイル間の磁気結合を介してＩＣチップ２０に受信される。 Returning to FIG. The RFID reader 4 reads information stored in the IC chip 20 in the RFID 2. When reading, the RFID reader 4 is brought close to the back side of the mobile phone with the battery cover 51 of the mobile phone shown in FIG. Then, in the RFID reader 4, a signal modulated by data including a read command is sent from the CPU 40 to the coil 41. Further, after sending the modulated signal, an unmodulated signal is sent over a predetermined time. These signals are received by the IC chip 20 through magnetic coupling between the coils.

ＩＣチップ２０は、整流回路、通信回路、及びメモリを含む。整流回路は、カップリングコイル２１を介して上記各信号を受信し、整流して直流化する。通信回路は、この直流を電源として動作するものであり、まず変調信号を解釈し、解釈結果に応じてメモリ内からデータを読み出す。そして、読み出したデータによって無変調信号の反射信号を変調する。ＲＦＩＤリーダ４はこの反射信号を受信することで、ＩＣチップ２０内のメモリに記憶されているデータを取得する。 The IC chip 20 includes a rectifier circuit, a communication circuit, and a memory. The rectifier circuit receives each of the signals via the coupling coil 21 and rectifies and converts it into a direct current. The communication circuit operates using this direct current as a power source, first interprets the modulation signal, and reads data from the memory according to the interpretation result. Then, the reflected signal of the unmodulated signal is modulated by the read data. The RFID reader 4 receives this reflected signal and acquires data stored in the memory in the IC chip 20.

次に、図３〜図７を参照しながら、ＲＦＩＤ２とブースター３の構造について、詳しく説明する。 Next, the structure of the RFID 2 and the booster 3 will be described in detail with reference to FIGS.

まず、図３（ａ）は、ＲＦＩＤ２の上面図である。同図には、カップリングコイル２１を搭載するための基板２２及び基板２２上に形成された配線パターン２３−１，２のみを示している。カップリングコイル２１には磁性体基板を用いて磁心を構成したコイル部品を用いており、図３（ａ）に示した領域Ａには、このコイル部品が搭載される。また、図示していないが、ＩＣチップ２０は、配線パターン２３−１，２を介してカップリングコイル２１に接続される。 First, FIG. 3A is a top view of the RFID 2. In the figure, only the substrate 22 for mounting the coupling coil 21 and the wiring patterns 23-1 and 23-2 formed on the substrate 22 are shown. The coupling coil 21 uses a coil component having a magnetic core formed of a magnetic substrate, and this coil component is mounted in the region A shown in FIG. Although not shown, the IC chip 20 is connected to the coupling coil 21 via the wiring patterns 23-1 and 23-1.

図３（ｂ）はカップリングコイル２１を含むコイル部品２４の上面図であり、図３（ｃ）は図３（ｂ）のＢ−Ｂ’線断面図である。これらの図に示すように、コイル部品２４は、フェライトなどの磁性体により構成される磁性体基板２６の上面に樹脂層２５を有し、その中にカップリングコイル２１が埋め込まれた構成を有している。 3B is a top view of the coil component 24 including the coupling coil 21, and FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line B-B 'of FIG. As shown in these drawings, the coil component 24 has a configuration in which a resin layer 25 is provided on the upper surface of a magnetic substrate 26 made of a magnetic material such as ferrite, and the coupling coil 21 is embedded therein. is doing.

カップリングコイル２１は、図３（ｂ）に示すように、平面スパイラル構造を有している。磁性体基板２６は、カップリングコイル２１中央の空間部分にも設けられている。カップリングコイル２１の内周端２１−１及び外周端２１−２はそれぞれ、引出導体２１ａ，２１ｂを介して、基板２２上の配線パターン２３−１，２に接続される。 The coupling coil 21 has a planar spiral structure as shown in FIG. The magnetic substrate 26 is also provided in the space portion in the center of the coupling coil 21. The inner peripheral end 21-1 and the outer peripheral end 21-2 of the coupling coil 21 are connected to the wiring patterns 23-1, 2 on the substrate 22 through the lead conductors 21a, 21b, respectively.

次に、図４（ａ）はブースター３の上面図である。同図には、ブースター３の構成要素のうち、導体パターン（後述する上層導体パターン６０及び下層導体パターン６１）のみを示している。図４（ｂ）は、図４（ａ）から下層導体パターン６１のみを取り出して示した図である。また、図５（ａ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ’線に対応するブースター３の断面図であり、図５（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ’線に対応するブースター３の断面図である。 Next, FIG. 4A is a top view of the booster 3. In the figure, only the conductor patterns (upper layer conductor pattern 60 and lower layer conductor pattern 61 described later) among the components of the booster 3 are shown. FIG. 4B shows only the lower conductor pattern 61 extracted from FIG. 4A. 5A is a cross-sectional view of the booster 3 corresponding to the CC ′ line in FIG. 4A, and FIG. 5B corresponds to the DD ′ line in FIG. 4A. It is sectional drawing of the booster 3. FIG.

図４（ａ）及び図５（ａ）（ｂ）に示した領域Ｅは、携帯電話の電池の蓋５１を筐体５０に取り付けたときに、ＲＦＩＤ２が来る位置を示している。なお、電池パック５２は、ブースター３の下方（図５（ａ）（ｂ）では、ブースター３の下側に相当する。）に位置する。また、ＲＦＩＤリーダ４（図１）は、ブースター３の上方（図５（ａ）（ｂ）では、ブースター３の上側に相当する。）に配置される。 A region E shown in FIGS. 4A and 5A and 5B shows a position where the RFID 2 comes when the lid 51 of the battery of the mobile phone is attached to the housing 50. The battery pack 52 is located below the booster 3 (corresponding to the lower side of the booster 3 in FIGS. 5A and 5B). The RFID reader 4 (FIG. 1) is disposed above the booster 3 (corresponding to the upper side of the booster 3 in FIGS. 5A and 5B).

図５（ａ）（ｂ）などに示すように、ブースター３は、上層導体パターン６０、下層導体パターン６１、スルーホール導体６２，６３、磁性材６６，６７、及び樹脂基板６８を有している。 As shown in FIGS. 5A and 5B, the booster 3 includes an upper conductor pattern 60, a lower conductor pattern 61, through-hole conductors 62 and 63, magnetic materials 66 and 67, and a resin substrate 68. .

上層導体パターン６０は、図５（ａ）（ｂ）に示すように樹脂基板６８の上面に形成された導体パターンであり、図４（ａ）に示すように平面スパイラル構造を有している。この平面スパイラル構造により、上層導体パターン６０は、ＲＦＩＤリーダ４内のコイル４１（図１）と磁気結合するブースターコイル３１（第１のコイル）を構成する。ブースターコイル３１は、カップリングコイル２１に比べて大きな面積を有する。 The upper conductor pattern 60 is a conductor pattern formed on the upper surface of the resin substrate 68 as shown in FIGS. 5A and 5B, and has a planar spiral structure as shown in FIG. With this planar spiral structure, the upper conductor pattern 60 constitutes a booster coil 31 (first coil) that is magnetically coupled to the coil 41 (FIG. 1) in the RFID reader 4. The booster coil 31 has a larger area than the coupling coil 21.

下層導体パターン６１は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、樹脂基板６８の下面に形成された導体パターンである。下層導体パターン６１は、図４（ｂ）に示すように、一方端部６１ａにブースターコイル３０（第２のコイル）を構成する小型の平面スパイラル構造を有し、他方端部６１ｂ付近にキャパシタ３２を構成するギャップを有している。ブースターコイル３０は、図４（ａ）に示すように、平面的に見てブースターコイル３１の一部分と重複する位置に設けられる。より具体的には、略長方形の外形を有するブースターコイル３１の一角の真下に設けられる。また、ブースターコイル３０は、平面的に見てＲＦＩＤ２（領域Ｅ）内のカップリングコイル２１と重複する位置に配置される。 The lower layer conductor pattern 61 is a conductor pattern formed on the lower surface of the resin substrate 68 as shown in FIGS. As shown in FIG. 4B, the lower conductor pattern 61 has a small planar spiral structure that constitutes a booster coil 30 (second coil) at one end 61a, and a capacitor 32 near the other end 61b. Has a gap. As shown in FIG. 4A, the booster coil 30 is provided at a position overlapping with a part of the booster coil 31 in plan view. More specifically, it is provided directly under one corner of the booster coil 31 having a substantially rectangular outer shape. Further, the booster coil 30 is disposed at a position overlapping the coupling coil 21 in the RFID 2 (region E) when viewed in plan.

上層導体パターン６０の内周端６０ａは、図５（ｂ）に示すように、樹脂基板６８に設けられたスルーホール導体６２を介して、下層導体パターン６１の一方端部６１ａ（ブースターコイル３０の内周端）と電気的に接続される。同様に、上層導体パターン６０の外周端６０ｂは、図５（ａ）に示すように、樹脂基板６８に設けられたスルーホール導体６３を介して、下層導体パターン６１の他方端部６１ｂと電気的に接続される。 As shown in FIG. 5B, the inner peripheral end 60a of the upper layer conductor pattern 60 is connected to one end 61a of the lower layer conductor pattern 61 (of the booster coil 30) via a through-hole conductor 62 provided on the resin substrate 68. Electrically connected to the inner peripheral edge). Similarly, the outer peripheral end 60b of the upper layer conductor pattern 60 is electrically connected to the other end 61b of the lower layer conductor pattern 61 via a through-hole conductor 63 provided in the resin substrate 68, as shown in FIG. Connected to.

磁性材６６（第１の磁性体）は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、ブースターコイル３０を挟んでＲＦＩＤ２（領域Ｅ）と反対側（樹脂基板６８の上面）に貼り付けられる。また、磁性材６７（第２の磁性体）は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、ブースターコイル３１を挟んでＲＦＩＤリーダ４と反対側（樹脂基板６８の下面）に貼り付けられる。磁性材６６，６７の具体的な材料としては、フェライトが好適である。 As shown in FIGS. 5A and 5B, the magnetic material 66 (first magnetic body) is attached to the side opposite to the RFID 2 (region E) (the upper surface of the resin substrate 68) with the booster coil 30 interposed therebetween. . Further, as shown in FIGS. 5A and 5B, the magnetic material 67 (second magnetic body) is attached to the opposite side of the RFID reader 4 (the lower surface of the resin substrate 68) with the booster coil 31 interposed therebetween. . As a specific material of the magnetic materials 66 and 67, ferrite is suitable.

図６（ａ）は、図４（ａ）に示したブースター３の上面図に、磁性材６６の平面的な設置領域を図示したものである。同様に、図６（ｂ）は、ブースター３の下面図に、磁性材６７の平面的な設置領域を図示したものである。 FIG. 6A is a top view of the booster 3 shown in FIG. 4A and shows a planar installation region of the magnetic material 66. Similarly, FIG. 6B illustrates a planar installation region of the magnetic material 67 in the bottom view of the booster 3.

図６（ａ）に示すように、平面的に見ると、磁性材６６はブースターコイル３０を覆うように配置される。つまり、磁性材６６は、平面的に見てカップリングコイル２１と重複する位置に配置される。一方、磁性材６７は、図６（ｂ）に示すように、平面的に見てブースターコイル３１と重複する位置に配置される。ただし、磁性材６７は、平面的に見てカップリングコイル２１（ブースターコイル３０）と重複する部分、及び平面的に見てブースターコイル３１中央部（導体パターンが存在しない空間領域）と重複する部分に切り抜き部６７ａを有している。つまり、磁性材６７は、これらの部分には配置されていない。 As shown in FIG. 6A, the magnetic material 66 is disposed so as to cover the booster coil 30 when viewed in plan. That is, the magnetic material 66 is disposed at a position overlapping the coupling coil 21 when viewed in plan. On the other hand, as shown in FIG. 6B, the magnetic material 67 is disposed at a position overlapping the booster coil 31 when seen in a plan view. However, the magnetic material 67 is a portion overlapping with the coupling coil 21 (booster coil 30) when viewed in plan, and a portion overlapping with the central portion of the booster coil 31 (space region where no conductor pattern is present) when viewed in plan. Has a cut-out portion 67a. That is, the magnetic material 67 is not disposed in these portions.

磁性材６６，６７を以上のように配置したことにより、ＲＦＩＤシステム１では、次のような効果が得られる。まず、磁性材６７を設けたことで、電池パック５２（図２）がブースターコイル３１の近傍に存在することにより生じ得る周波数ずれや通信距離の低下を抑制できる。また、磁性材６６を設け、かつ磁性材６７には平面的に見てブースターコイル３０と重複する部分に切り抜き部６７ａを設けたので、ブースターコイル３０とカップリングコイル２１とが効率よく磁気結合できる。 By arranging the magnetic materials 66 and 67 as described above, the RFID system 1 has the following effects. First, by providing the magnetic material 67, it is possible to suppress a frequency shift and a decrease in communication distance that may occur when the battery pack 52 (FIG. 2) is present in the vicinity of the booster coil 31. Moreover, since the magnetic material 66 is provided and the magnetic material 67 is provided with the cutout portion 67a at a portion overlapping the booster coil 30 when viewed in plan, the booster coil 30 and the coupling coil 21 can be magnetically coupled efficiently. .

また、ブースターコイル３１中央部と重複する部分にも切り抜き部６７ａを設けたことにより、電池パック５２による周波数ずれや通信距離の低下の抑制効果をそれほど損なわずに、ブースターコイル３１中央部に、他の電子部品を配置することが可能になる。ただし、磁性材６７の切り抜き部６７ａが、平面的に見てブースターコイル３１中央部と重複する部分にも存在することは必須ではない。つまり、図７に示すように、切り抜き部６７ａを、ブースターコイル３０と重複する部分にのみ設けることとしてもよい。こうすれば、より効果的に、電池パック５２による周波数ずれや通信距離の低下を抑制できる。 In addition, by providing the cutout portion 67a at the portion overlapping the central portion of the booster coil 31, other effects can be added to the central portion of the booster coil 31 without significantly impairing the effect of suppressing the frequency shift and the decrease in communication distance due to the battery pack 52. It becomes possible to arrange the electronic parts. However, it is not essential that the cut-out portion 67a of the magnetic material 67 exists also in a portion overlapping the central portion of the booster coil 31 in plan view. That is, as shown in FIG. 7, the cutout portion 67 a may be provided only in a portion overlapping the booster coil 30. By so doing, it is possible to more effectively suppress a frequency shift and a decrease in communication distance due to the battery pack 52.

以下、比較例を示しながら、ブースター３を用いることによる上記効果について、より詳しく説明する。 Hereinafter, the above-mentioned effect by using the booster 3 will be described in more detail while showing a comparative example.

まず初めに、磁性材６７を設けたことによる効果について説明する。 First, the effect of providing the magnetic material 67 will be described.

図８及び図９は、磁性材６７による効果の確認のため、図５及び図７に示したブースター３から磁性材６６を省いた構成を有するブースター３ａ（実施例１）を示している。また、図１０及び図１１は、比較例として、図５及び図７に示したブースター３から磁性材６６，６７を省いた構成を有するブースター３ｘ（比較例１）を示している。 8 and 9 show a booster 3a (Example 1) having a configuration in which the magnetic material 66 is omitted from the booster 3 shown in FIGS. 5 and 7 in order to confirm the effect of the magnetic material 67. 10 and 11 show a booster 3x (Comparative Example 1) having a configuration in which the magnetic materials 66 and 67 are omitted from the booster 3 shown in FIGS. 5 and 7 as a comparative example.

なお、ブースター３内のブースターコイル３０とＲＦＩＤ２内のカップリングコイル２１との距離は１ｍｍとした。また、コイル３０，３１，２１の大きさはそれぞれ５ｍｍ角，４１ｍｍ×３６ｍｍ角，２ｍｍ×１．２ｍｍ角とし、ブースターコイル３０，３１のインダクタンスは１．５μＨ、カップリングコイル２１のインダクタンスは０．３５μＨとした。また、磁性材６６には厚さ０．１ｍｍのフェライトを用いた。 The distance between the booster coil 30 in the booster 3 and the coupling coil 21 in the RFID 2 was 1 mm. The sizes of the coils 30, 31 and 21 are 5 mm square, 41 mm × 36 mm square, and 2 mm × 1.2 mm square, respectively. The inductance of the booster coils 30 and 31 is 1.5 μH, and the inductance of the coupling coil 21 is 0. 35 μH. The magnetic material 66 was made of ferrite having a thickness of 0.1 mm.

図１２（ａ）は、実施例１での電磁界シミュレーション結果において、図８（ｂ）に示した断面のブースター３ａ近傍の磁場分布を示す図である。また、図１２（ｂ）は、比較例１での電磁界シミュレーション結果において、図１０（ｂ）に示した断面のブースター３ｘ近傍の磁場分布を示す図である。 FIG. 12A is a diagram showing a magnetic field distribution in the vicinity of the booster 3a in the cross section shown in FIG. 8B in the electromagnetic field simulation result in the first embodiment. FIG. 12B is a diagram showing the magnetic field distribution in the vicinity of the booster 3x in the cross section shown in FIG. 10B in the electromagnetic field simulation result in Comparative Example 1.

図１２（ａ）と図１２（ｂ）とを比較すると明らかなように、ブースター３ａ（実施例１）では、ブースター３ｘ（比較例１）に比べて磁場の広がりが大きくなっている。つまり、磁性材６７を設けたことで、ブースター３ａの下面側（ＲＦＩＤ２側）に存在する電池パック５２（図２）の影響による磁場の乱れが抑制されている。この結果から、磁性材６７を設けたことにより、電池パック５２の存在により生じ得る周波数ずれや通信距離の低下を抑制できていることが理解される。 As is clear from comparison between FIG. 12A and FIG. 12B, the spread of the magnetic field is larger in the booster 3a (Example 1) than in the booster 3x (Comparative Example 1). That is, by providing the magnetic material 67, the magnetic field disturbance due to the influence of the battery pack 52 (FIG. 2) existing on the lower surface side (RFID2 side) of the booster 3a is suppressed. From this result, it is understood that the provision of the magnetic material 67 can suppress the frequency shift and the decrease in the communication distance that may occur due to the presence of the battery pack 52.

次に、磁性材６６を設けたことによる効果について説明する。 Next, effects obtained by providing the magnetic material 66 will be described.

図１３及び図１４は、磁性材６６による効果の確認のため、図５及び図７に示したブースター３から磁性材６７を省いた構成を有するブースター３ｂ（実施例２）を示している。 13 and 14 show a booster 3b (Example 2) having a configuration in which the magnetic material 67 is omitted from the booster 3 shown in FIGS. 5 and 7 in order to confirm the effect of the magnetic material 66.

ブースター３ｂ（実施例２）について読み出し時のブースターコイル３１の出力パワーを測定したところ、−２０．５９ｄＢであった。また、ＲＦＩＤリーダ４との通信距離は最大で４０ｍｍであった。一方、ブースター３ｘ（比較例１）についても同様に測定したところ、それぞれ−２４．０３ｄＢ、２７ｍｍであった。以上の結果から、磁性材６６を用いることにより、ブースターコイル３０とカップリングコイル２１とが効率よく磁気結合できるようになったことが理解される。 When the output power of the booster coil 31 at the time of reading was measured for the booster 3b (Example 2), it was -20.59 dB. The maximum communication distance with the RFID reader 4 was 40 mm. On the other hand, when booster 3x (Comparative Example 1) was measured in the same manner, it was -24.03 dB and 27 mm, respectively. From the above results, it is understood that the booster coil 30 and the coupling coil 21 can be efficiently magnetically coupled by using the magnetic material 66.

次に、磁性材６７に切り抜き部６７ａを設けたことによる効果について説明する。ここでは、図１３及び図１４に示した実施例２によるブースター３ｂを用い、ブースターコイル３０と重複する部分に切り抜き部６７ａを有することの効果について説明する。 Next, an effect obtained by providing the cutout portion 67a in the magnetic material 67 will be described. Here, using the booster 3b according to the second embodiment shown in FIG. 13 and FIG. 14, the effect of having the cutout portion 67a at the portion overlapping the booster coil 30 will be described.

図１５及び図１６は、比較例として、図８及び図９に示したブースター３ａ（実施例１）から切り抜き部６７ａを省いた構成を有するブースター３ｙ（比較例２）を示している。つまり、ブースター３ｙ（比較例２）では、ブースターコイル３０と重複する部分にも磁性材６７が設けられている。 15 and 16 show a booster 3y (Comparative Example 2) having a configuration in which the cutout portion 67a is omitted from the booster 3a (Example 1) shown in FIGS. 8 and 9 as a comparative example. That is, in the booster 3y (Comparative Example 2), the magnetic material 67 is also provided in a portion overlapping the booster coil 30.

図１７（ａ）は、実施例１での電磁界シミュレーション結果において、図８（ｂ）に示した断面のブースター３ａ近傍の磁場分布を示す図であり、図１２（ａ）の再掲である。図１７（ｂ）は、図１７（ａ）をＲＦＩＤ２近傍で拡大した拡大図である。図１７（ｃ）は、比較例２での電磁界シミュレーション結果において、図１６（ｂ）に示した断面のブースター３ｙ近傍の磁場分布を示す図である。図１７（ｄ）は、図１７（ｃ）をＲＦＩＤ２近傍で拡大した拡大図である。 FIG. 17A is a diagram showing the magnetic field distribution in the vicinity of the booster 3a in the cross section shown in FIG. 8B in the electromagnetic field simulation result in the first embodiment, which is a reproduction of FIG. 12A. FIG. 17B is an enlarged view of FIG. 17A enlarged in the vicinity of the RFID 2. FIG. 17C is a diagram showing a magnetic field distribution in the vicinity of the booster 3y of the cross section shown in FIG. 16B in the electromagnetic field simulation result in Comparative Example 2. FIG. 17D is an enlarged view of FIG. 17C enlarged in the vicinity of the RFID 2.

図１７（ｂ）と図１７（ｄ）とを比較すると明らかなように、ブースター３ｂ（実施例２）ではブースター３ｙ（比較例２）に比べてカップリングコイル２１とブースター３との間の磁場が強くなっている。このことは、ブースター３ｂ（実施例２）では、ブースター３ｙ（比較例２）に比べてブースターコイル３０とカップリングコイル２１とが強く磁気結合していることを示している。この結果から、磁性材６７に切り抜き部６７ａを設けたことにより、ブースターコイル３０とカップリングコイル２１とが効率よく磁気結合できるようになったことが理解される。 As is clear from a comparison between FIG. 17B and FIG. 17D, the magnetic field between the coupling coil 21 and the booster 3 is higher in the booster 3b (Example 2) than in the booster 3y (Comparative Example 2). Is getting stronger. This indicates that in the booster 3b (Example 2), the booster coil 30 and the coupling coil 21 are strongly magnetically coupled as compared to the booster 3y (Comparative Example 2). From this result, it is understood that the booster coil 30 and the coupling coil 21 can be effectively magnetically coupled by providing the magnetic material 67 with the cutout portion 67a.

磁性材６７に切り抜き部６７ａを設けたことで、ブースターコイル３０とカップリングコイル２１の結合を改善しつつ、金属の影響緩和効果を保つことができる。さらに、磁性材６６を設けたことで、より一層ブースターコイル３０とカップリングコイル２１との結合を強めることができる。その結果、通信距離が大幅に向上できるだけでなく、カップリングコイル２１とブースターコイル３０のギャップも広げることができ、使用できる自由度を増すことが可能となっている。 By providing the cutout portion 67a in the magnetic material 67, the effect of reducing the influence of metal can be maintained while improving the coupling between the booster coil 30 and the coupling coil 21. Furthermore, by providing the magnetic material 66, the coupling between the booster coil 30 and the coupling coil 21 can be further enhanced. As a result, not only can the communication distance be significantly improved, but also the gap between the coupling coil 21 and the booster coil 30 can be widened, and the degree of freedom of use can be increased.

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, and this invention can be implemented in various aspects in the range which does not deviate from the summary. Of course.

例えば、上記実施の形態ではＲＦＩＤ内のカップリングコイルとブースター３とを磁気結合させるために、平面スパイラル構造を有する小型のブースターコイル３０を設けたが、ＲＦＩＤシステム１に求められる条件によっては、このようなブースターコイル３０を設けなくてもよい場合もある。 For example, in the above embodiment, a small booster coil 30 having a planar spiral structure is provided in order to magnetically couple the coupling coil in the RFID and the booster 3, but depending on the conditions required for the RFID system 1, In some cases, such a booster coil 30 may not be provided.

図１８は、この場合のブースター３の例を示している。図１８に示すように、本変形例によるブースター３では、ブースターコイル３１の一部分（角部付近）が、ＲＦＩＤ２と結合するブースターコイル３０としての役割を果たす。なお、ブースターコイル３０としての役割を果たすブースターコイル３１の部分をメアンダ構造としてもよい。磁性材６６及び磁性材６７の切り抜き部６７ａの配置は、このブースターコイル３０に基づいて、上記実施の形態と同様に決定される。 FIG. 18 shows an example of the booster 3 in this case. As shown in FIG. 18, in the booster 3 according to the present modification, a part (near the corner) of the booster coil 31 plays a role as the booster coil 30 coupled to the RFID 2. The portion of the booster coil 31 that serves as the booster coil 30 may have a meander structure. The arrangement of the magnetic material 66 and the cutout portion 67a of the magnetic material 67 is determined based on the booster coil 30 in the same manner as in the above embodiment.

また、上記実施の形態では、平面的に見てブースターコイル３１の一部分と重複する位置にブースターコイル３０を設けたが、平面的に見てブースターコイル３１と重複しない位置にブースターコイル３０を設けてもよい。前者では後者に比べて省スペース化が可能であるのに対し、後者によれば、ブースターコイル３０，３１間での磁界の干渉を防げるため、より効率よく磁気結合することが可能になる。 Moreover, in the said embodiment, although the booster coil 30 was provided in the position which overlaps with a part of booster coil 31 seeing planarly, the booster coil 30 was provided in the position which does not overlap with booster coil 31 seeing planarly. Also good. While the former can save space compared to the latter, the latter can prevent magnetic field interference between the booster coils 30 and 31, thereby enabling more efficient magnetic coupling.

図１９は、平面的に見てブースターコイル３１と重複しない位置にブースターコイル３０を設けた変形例によるブースター３の上面図である。また、図２０は、図１９に示したブースター３の上面図に、磁性材６６，６７の平面的な設置領域を図示したものである。図１９及び図２０において各構成に付した符号は、図４及び図６に付したものと同様である。 FIG. 19 is a top view of a booster 3 according to a modification in which a booster coil 30 is provided at a position that does not overlap with the booster coil 31 when seen in a plan view. FIG. 20 is a top view of the booster 3 shown in FIG. 19 and shows a planar installation area of the magnetic materials 66 and 67. 19 and 20, the reference numerals given to the respective components are the same as those given in FIGS. 4 and 6.

図１９に示すように、本変形例によるブースターコイル３０及びキャパシタ３２は、ブースターコイル３１の外側に設けられる。また、磁性材６６は、上記実施の形態と同様に、ブースターコイル３１を挟んでＲＦＩＤ２（図１及び図３参照）と反対側（図２０では図面手前側）に貼り付けられる。一方、磁性材６７は、ブースターコイル３１を挟んでＲＦＩＤリーダ４（図１参照）と反対側（図２０では図面奥側）に貼り付けられる。 As shown in FIG. 19, the booster coil 30 and the capacitor 32 according to this modification are provided outside the booster coil 31. Similarly to the above embodiment, the magnetic material 66 is affixed to the side opposite to the RFID 2 (see FIG. 1 and FIG. 3) across the booster coil 31 (the front side in FIG. 20). On the other hand, the magnetic material 67 is affixed to the side opposite to the RFID reader 4 (see FIG. 1) (the back side in the drawing in FIG. 20) across the booster coil 31.

本変形例では、磁性材６７に、図７に示したような切り抜き部６７ａは設けられていない。しかしながら、ブースターコイル３０がブースターコイル３１の外側に設けられるため、磁性材６７は、平面的に見てブースターコイル３０と重複する部分には配置されていない。したがって、ブースターコイル３０とＲＦＩＤ２のカップリングコイル２１とは効率よく磁気結合できるようになっている。 In this modification, the magnetic material 67 is not provided with the cutout portion 67a as shown in FIG. However, since the booster coil 30 is provided outside the booster coil 31, the magnetic material 67 is not disposed in a portion overlapping with the booster coil 30 when seen in a plan view. Therefore, the booster coil 30 and the coupling coil 21 of the RFID 2 can be efficiently magnetically coupled.

図２１は、本変形例において磁性材６６を設けたことによる効果の説明図である。同図は、磁性材６６及び電池パック５２（図２参照）の有無ごとに通信距離を実測した結果を示す図である。なお、図２１の測定では、図１３に示した例と同様に、磁性材６７を省いた構成を前提とした。また、ブースター３内のブースターコイル３０とＲＦＩＤ２内のカップリングコイル２１との距離は１ｍｍとした。また、コイル３０及びコイル３１を含むブースター３の大きさは６０ｍｍ×３６ｍｍ角とした。カップリングコイル２１及び磁性材６６には、上記実施の形態と同様のものを用いた。 FIG. 21 is an explanatory diagram of an effect obtained by providing the magnetic material 66 in the present modification. The figure shows the results of actual measurement of the communication distance for each presence / absence of the magnetic material 66 and the battery pack 52 (see FIG. 2). 21 is based on the premise that the magnetic material 67 is omitted as in the example shown in FIG. The distance between the booster coil 30 in the booster 3 and the coupling coil 21 in the RFID 2 was 1 mm. The size of the booster 3 including the coil 30 and the coil 31 was 60 mm × 36 mm square. The coupling coil 21 and the magnetic material 66 are the same as those in the above embodiment.

図２１に示すように、電池パック５２が存在しなければ磁性材６６を設けなくてもある程度の通信距離が得られるが、電池パック５２が存在すると、磁性材６６を設けた場合にはある程度（約３０ｍｍ）の通信距離が得られるが、磁性材６６を設けない場合にはほとんど通信距離が得られない。この結果から、本変形例においても、磁性材６６を設けることにより、ブースターコイル３０とカップリングコイル２１とが効率よく磁気結合できるようになったことが理解される。 As shown in FIG. 21, if the battery pack 52 does not exist, a certain communication distance can be obtained without providing the magnetic material 66. However, when the battery pack 52 exists, the magnetic material 66 is provided to some extent ( A communication distance of about 30 mm) is obtained, but when the magnetic material 66 is not provided, the communication distance is hardly obtained. From this result, it is understood that the booster coil 30 and the coupling coil 21 can be effectively magnetically coupled by providing the magnetic material 66 also in this modification.

１ＲＦＩＤシステム
２ＲＦＩＤ
３ブースター
４ＲＦＩＤリーダ
２０ＩＣチップ
２１カップリングコイル
２１ａ，２１ｂ引出導体
２２基板
２３配線パターン
２４コイル部品
２５樹脂層
２６磁性体基板
３０ブースターコイル（第２のコイル）
３１ブースターコイル（第１のコイル）
３２キャパシタ
４１コイル
５０筐体
５１電池の蓋
５２電池パック
６０上層導体パターン
６１下層導体パターン
６２，６３スルーホール導体
６６磁性材（第１の磁性体）
６７磁性材（第２の磁性体）
６７ａ磁性材６７の切り抜き部
６８樹脂基板 1 RFID system 2 RFID
3 Booster 4 RFID Reader 20 IC Chip 21 Coupling Coils 21a and 21b Leader Conductor 22 Substrate 23 Wiring Pattern 24 Coil Component 25 Resin Layer 26 Magnetic Substrate 30 Booster Coil (Second Coil)
31 Booster coil (first coil)
32 Capacitor 41 Coil 50 Case 51 Battery cover 52 Battery pack 60 Upper layer conductor pattern 61 Lower layer conductor patterns 62, 63 Through-hole conductor 66 Magnetic material (first magnetic body)
67 Magnetic material (second magnetic material)
67a Cutout portion 68 of magnetic material 67 Resin substrate

Claims

A booster provided between the RFID and the RFID reader,
A coil having a larger area than the coupling coil in the RFID and magnetically coupled to the RFID reader and the coupling coil;
A first magnetic body disposed on the opposite side of the RFID across the coil, at a position overlapping the coupling coil in plan view;
A second magnetic body disposed on the opposite side of the RFID reader across the coil, at a position overlapping with the coil in plan view,
The booster according to claim 1, wherein the second magnetic body is not disposed at least at a position overlapping with the coupling coil in a plan view.

The coil includes a planar coil having a space in the center,
2. The booster according to claim 1, wherein the second magnetic body is not disposed at a position overlapping with the central portion in plan view.

The coil includes a planar coil having a space in the center,
2. The booster according to claim 1, wherein the second magnetic body is also disposed at a position overlapping the central portion when seen in a plan view.

The coil is
A first coil magnetically coupled to the RFID reader;
A second coil that is magnetically coupled to the coupling coil;
The booster according to any one of claims 1 to 3, wherein the first coil and the second coil are electrically connected.

4. The coil according to claim 1, wherein the coil includes a planar coil having a larger area than a coupling coil in the RFID, and is magnetically coupled to the coupling coil by a part of the planar coil. A booster according to item 1.

A booster provided between the RFID and the RFID reader,
A coil having a larger area than the coupling coil in the RFID and magnetically coupled to the RFID reader and the coupling coil;
A booster, comprising: a first magnetic body disposed on a side opposite to the RFID with the coil interposed therebetween so as to overlap with the coupling coil as viewed in plan.

A booster provided between the RFID and the RFID reader,
A coil having a larger area than the coupling coil in the RFID and magnetically coupled to the RFID reader and the coupling coil;
A second magnetic body disposed on the opposite side of the RFID reader across the coil, at a position overlapping with the coil in plan view,
The booster according to claim 1, wherein the second magnetic body is not disposed at least at a position overlapping with the coupling coil in a plan view.

A booster according to any one of claims 1 to 7,
An RFID system comprising an RFID that is magnetically coupled to the booster.

9. A wireless communication device equipped with the RFID system according to claim 8.