CN101243581B - 天线装置 - Google Patents
天线装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101243581B CN101243581B CN2006800296625A CN200680029662A CN101243581B CN 101243581 B CN101243581 B CN 101243581B CN 2006800296625 A CN2006800296625 A CN 2006800296625A CN 200680029662 A CN200680029662 A CN 200680029662A CN 101243581 B CN101243581 B CN 101243581B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mentioned
- magnetic
- loop coil
- toroidal
- antenna assembly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
- G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
- G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
- G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
- G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
- G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
- G06K19/07773—Antenna details
- G06K19/07777—Antenna details the antenna being of the inductive type
- G06K19/07779—Antenna details the antenna being of the inductive type the inductive antenna being a coil
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
- G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
- G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
- G06K19/07773—Antenna details
- G06K19/07777—Antenna details the antenna being of the inductive type
- G06K19/07779—Antenna details the antenna being of the inductive type the inductive antenna being a coil
- G06K19/07783—Antenna details the antenna being of the inductive type the inductive antenna being a coil the coil being planar
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
- H01Q1/2225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
- H01Q7/06—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop with core of ferromagnetic material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
本发明是通过带通信功能的电子设备利用电感耦合从而进行数据的写入和读出的非接触型IC卡用的天线装置(60),其具备:用于在与电子设备之间进行电感耦合的导线被卷绕为平面状的环形线圈(61);以及从一面侧覆盖环形线圈的一侧(61a)并且在环形线圈内插通并从另一面侧覆盖环形线圈的另一侧(61b)的磁性体(62)。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用具备通信功能的电子设备通过对电磁场进行电感耦合(inductive coupling)从而进行数据的写入和读出的非接触型IC卡用的天线装置。
本申请以在日本于2005年6月14日申请的日本专利申请号2005-174178为基础主张优先权,该申请通过参考而被引用于本申请中。
背景技术
近年来,在铁路的自动检票机或出入建筑物时的安全系统、电子货币系统等领域中,已经开始导入使用非接触式IC卡或IC标签等的所谓RFID(Radio Frequency IDentification:射频识别)系统。该RFID系统如图1示意地表示,包括非接触式IC卡100和对该IC卡100进行数据的写入或读出的读写器101。该RF系统基于电磁感应的原理,当从读写器101侧的环形天线102放射磁通量时,所放射的磁通量通过电感耦合与IC卡100侧的环形天线103磁耦合,在IC卡100和读写器101之间进行通信。
这样的RFID系统省去了像以往的接触型IC卡系统那样对读写器装填IC卡或使金属触点接触的麻烦,能够简易且高速地进行数据的写入和读出。此外,该RFID系统因为利用电磁感应从读写器101对IC卡100进行需要的电力供给,所以在IC卡内无需带有电池等电源,能够使结构简化,提供低价且可靠性高的IC卡。
但是,当搭载在IC卡上的通信频率为13.56MHz的IC标签位于金属周边时,受其影响,会有通信不能良好进行的情况。在以电磁感应方式通信的13.56MHz下,当金属位于附近时,根据受该金属的影响使电感变化导致的谐振频率的偏离或、磁通量的变化等,变得不能确保电力。
因此,在上述的RFID系统中,为了确保IC卡100和读写器101的充分的可通信范围,必需在IC卡100一侧设置能够放射有某程度的磁场强度的电磁场的环形天线103。
但是,作为能以空间配置以外的方法降低金属壳体对环形天线的影 响的现有技术,比如,在日本专利申请公开2001-331772号公报中公开了使用板状的磁性材料降低金属体的影响的IC卡用的天线装置。
发明内容
但是,在上述专利公报中所述的天线装置中,对于增大通信距离以拓宽通信范围来说有限制。此外,因为可通信的范围狭窄,所以有时以非接触方式会有通信错误,在便利性方面也不能充分发挥非接触的优点。
因此,本发明的技术问题是提供一种能够小型化和薄型化同时能够实现提高与带通信功能的电子设备的通信距离的非接触型IC卡用的天线装置。
本发明的天线装置的一种实施方式是一种非接触型IC卡用天线装置,在带通信功能的电子设备中利用电感耦合进行数据的写入和读出,其具备:用于进行电感耦合的导线被卷绕为平面状的环形线圈;以及从一面侧覆盖环形线圈的一侧并且在环形线圈内插通并从另一面侧覆盖环形线圈的另一侧的磁性体。
该磁性体具有:从一面侧覆盖环形线圈的一侧的第1部分、从另一面侧覆盖环形线圈的另一侧的第2部分、以及插通在环形线圈内形成的插通孔中并连结上述第1和第2部分的比第1和第2部分宽度小的插通部,没有被磁性体覆盖的环形线圈的一面侧成为与上述电子设备的通信区域。
该天线装置能够实现小型化和薄型化同时能增大与带通信功能的电子设备的通信距离以拓宽可通信的范围。
此外,本发明是一种非接触型IC卡用的天线装置的调整方法,通过带通信功能的电子设备利用电感耦合从而进行数据的写入和读出,其中,该天线装置具备磁性体和用于进行电感耦合的导线被卷绕为平面状的环形线圈,其中,该磁性体具有:从一面侧覆盖环形线圈的一侧的第1部分、从另一面侧覆盖环形线圈的另一侧的第2部分、以及插通在环形线圈内形成的插通孔中并连结第1和第2部分的插通部,将没有被磁性体覆盖的环形线圈的一面侧作为与电子设备的通信区域,通过使被磁性体的从一面侧覆盖环形线圈的一侧的第1部分和从另一面侧覆盖环形线圈的另一侧的第2部分所覆盖的区域变化,从而调整磁场的强度。
本发明的进一步的其他目的、通过本发明可得到的具体优点以下通过参考附图说明的实施方式就能更清楚了。
附图说明
图1是表示以往的RFID系统的立体图。
图2是表示使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是表示应用了本发明的天线装置的其他实施方式的平面图。
图6是表示用于与应用了本发明的天线装置比较的天线装置的比较例的平面图。
图7是表示天线装置的比较例的侧面图。
具体实施方式
以下,参考附图说明应用了本发明的天线装置的实施方式。
首先,说明关于使用了本实施方式的天线装置的RFID系统。该RFID系统如图2所示包括非接触型IC卡1和对该IC卡1进行数据的写入和读出的读写器(以下称为R/W。)50。
IC卡1比如是没有内置遵照ISO7810的电池等电源而被构成的无电池IC卡。该IC卡与所谓的信用卡同样大小,即被形成为具有能放在手掌上的程度的大小的短边和长边的长方形。该IC卡1在设置于其内部的衬底上具有:与电磁场耦合以收发数据的环形天线2;集成有用于进行数据的写入和读出的进行各种处理的电子电路以及存储器的IC(Integrated Circuit:集成电路)3。
环形天线2由导线卷绕成平面状的环形线圈4构成,与和该环形线圈4并联连接的电容器5一起构成谐振电路。该环形天线2与从后述的R/W50侧的环形天线放射的电磁场耦合,将所耦合的电磁场转换为电信号,提供给IC。
IC3具备:对从环形线圈4供给的电信号进行整流平滑的整流电路6;将从整流电路6供给的电信号转换为直流电的调节器7;抽出从整流电路6供给的电信号的高频分量的HPF(High Pass-Filter:高通滤波器)8;对从HPF8输入的高频分量的信号进行解调的解调电路9;对应于从该解调电路9供给的数据来控制数据的写入和读出的序列发生器(sequencer)10;存储从解调电路9供给的数据的存储器11;以及对利用环形线圈4发送的数据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的阳极端子连接于环形线圈4和电容器5的一端上,二极管13的阴极端子连接于电阻14和电容器15的一端上,电阻14和电容器15的另一端被连接于环形线圈4和电容器5的另一端上。该整流电路6将对从环形线圈4供给的电信号整流平滑后的电信号输出到调节器7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抑制从整流电路6供给的电信号的电压变动(数据分量),在稳定化后,作为直流电提供给序列发生器10。通过这样,可以抑制成为序列发生器10等误动作原因的、比如由于IC卡1的位置移动产生的电压变动以及由于IC卡1内的功耗的变化产生 的电压变动。
HPF8包括电容器16和电阻17,抽出从上述整流电路6供给的电信号的高频分量,输出到解调电路9。
解调电路9与上述HPF8的电容器16的另一端和电阻17的一端连接,对从该HPF8输入的高频分量信号进行解调,输出到序列发生器10。
序列发生器10在内部具有ROM(Read Only Memory:只读存储器)或RAM(Random Access Memory:随机存取存储器),与上述解调电路9连接。该序列发生器10使从解调电路9输入的信号(命令)存储到RAM,按照内置于ROM中的程序对其进行分析,基于分析的结果,根据需要读出储存在存储器11中的数据,或者将从解调电路9供给的数据写入存储器11。该序列发生器10为了返回对应命令的响应(response),生成响应信号以供给调制电路12。
存储器11包括对数据的保持不需要电力的EEPROM(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory:电可擦除只读存储器)等的非易失性存储器,与上述的序列发生器10连接。该存储器11基于序列发生器10的分析结果,存储从解调电路9供给的数据。
调制电路12包括阻抗18和FET(Field Effect Transistor:场效应晶体管)19的串联电路,其中,阻抗18的一端连接到上述的整流电路6的二极管13的阴极端子上,阻抗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与构成上述的谐振电路的环形线圈4并联连接,使FET19对应于来自序列发生器10的信号而进行开关动作,使阻抗18对环形线圈4的负载变动,即采用所谓的附加调制方式。
与此相比,R/W50具有:进行控制所收发的数据的控制电路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形天线54。
控制电路51比如按照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和解调电路53,并且生成对应于指令的发送数据,提供给调制电路52。此外,控制电路51基于来自解调电路53的响应数据,生成再生数据输出至外部。
调制电路52中,发送器调制从控制电路51输入的发送数据,将该调制后的信号提供给环形天线54。
解调电路53对来自环形天线54的调制波进行解调,将该解调后的数据提供给控制电路51。
环形天线54由导线卷绕为平面状的环形线圈构成,放射对应于由调制电路52供给的调制波的电磁场,并且检测IC卡1侧的环形线圈4的负载变动。另外,也有根据R/W50的天线驱动电路方式,将谐振用的电容器并联或串联地连接到环形天线54的情况。
在用以上的方式构成的RFID系统中,当对ID卡1指令写入规定数据时,基于该指令,R/W50的控制电路51生成用于写入的命令信号,并且生成对应于指令的发送数据(写入数据),提供给调制电路52。调制电路52基于所输入的信号,对振荡信号的振幅进行调制,提供给环形天线54。环形天线54放射对应于所输入的调制信号的电磁波。
在这里,IC卡1的由环形线圈4和电容器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,比如13.56MHz。因此,该谐振电路通过谐振动作接收所放射的电磁场,将接收的电磁场转换为电信号后,提供给IC3。转换后的电信号输入到整流电路6,通过该整流电路6整流平滑后,提供给调节器7。而且,该调节器7抑制从整流电路6供给的电信号的电压变动(数据分量),在稳定化后,作为直流电提供给序列发生器10。
利用整流电路6整流平滑后的信号经调制电路12提供给HPF8,在高频分量被抽出后,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使从解调电路9输入的信号(命令)存储到RAM中,按照内置于ROM中的程序对其进行分析,基于分析的结果,将从解调电路9供给的写入数据写入到存储器11中。
另一方面,序列发生器10在从解调电路9输入的信号(命令)是读出指令的情况下,从存储器11读出对应于该指令的读出数据。此外,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接通时,环形线圈4并联连接到阻抗18上,当FET19关断时,阻抗18与环形线圈4的并联连接被解除。其结果是,与该IC卡1侧的环形天线2磁耦合的R/W50侧的环形天线54的阻抗对应于读出数据而变化。因此,环形天线54的端子电压根据该阻抗的变化而变动,R/W50通过解调电路53解调该变动量,就能够接 收读出数据。
用以上的方式,在IC卡1与R/W50之间进行通信,通过R/W50对IC卡1非接触地进行数据的写入和读出。
另外,对上述IC卡1侧的环形天线2使用了以图3和图4所示的方式构成的天线装置60。该天线装置60具备:用于电感耦合电磁场的导线被卷绕为平面状的环形线圈61;以及从一面F1侧覆盖该环形线圈61的一侧61a并且在环形线圈61内插通并从另一面F2侧覆盖环形线圈61的另一侧61b的磁性体62。
环形线圈61比如通过蚀刻在聚酰亚胺或PET等有挠性的绝缘膜或衬底的两面形成的电解铜等导体金属箔膜等而形成。该环形线圈61的制作方法并不局限于上述的例子,比如使用银膏等导体膏印刷成为环形线圈61的导体图形也可,或者通过溅射金属靶而在衬底上形成成为环形线圈61的导体图形也可。环形线圈的一侧61a和另一侧61b是被卷绕成为大致矩形的导线的相向的区域。此外,在环形线圈61上设置有被设置于导线内并用于插通磁性体62的插通孔61c。再有,该环形线圈通过使相向的一对边上的绕线的宽度和间隔变化以成为非对称形状,从而能够进一步拓宽可通信的范围。
磁性体62具有:从一面F1侧覆盖环形线圈61的一侧61a的第1部分62a;从另一面F2侧覆盖环形线圈61的另一侧61b的第2部分62b;以及插通形成在环形线圈内的插通孔61c并连结第1和第2部分62a、62b的插通部62c。没有被该磁性体62覆盖的环形线圈61的一面F1侧成为与R/W50的通信区域。即,环形线圈61的一面F1侧成为与R/W50相向一侧的面。
由磁性体62的第2部分62b覆盖的环形线圈61的另一面侧区域的面积比由磁性体62的第1部分62a覆盖的环形线圈61的一面F1侧区域的面积大。作为该大面积的一侧的第2部分62b覆盖的环形线圈61的没有被覆盖的一侧,即,一面F1侧成为通信区域。
磁性体62的插通部62c被形成为比第1和第2部分62a、62b宽度窄。
对于制造该磁性体62,首先,制作在由橡胶类树脂构成的粘合剂中混合磁性粉、溶剂、以及添加物的磁性涂料。再有,在这里,作为磁性粉,使用含有96重量%的Fe、3重量%的Cr、0.3重量%的Co、以 及其他磁性材料的Fe类磁性材料。接着,过滤该磁性涂料,制作从粘合剂中除去规定粒径以上的磁性粉的磁性涂料。接着,使用挤压成型机,一边将在集液部积攒的磁性涂料从一对之间挤出,一边制作规定厚度的长条状的磁性材料。接着,使长条状的磁性材料干燥,从该磁性材料中除去溶剂。接着,使用涂敷装置,一边用一对辊夹入带状的磁性材料,一边在该磁性材料的一个主面上涂敷粘结剂。接着,将带状的磁性材料冲压起模为规定形状从而制作磁性体62。制作的磁性体62的厚度为1000μm以下。
再有,该磁性体62只要是满足磁特性就能够用作使用任意的软磁性材料通过任意的制法制作的磁性体。比如,作为磁性材料能够使用非晶态合金、Co-Cr类合金、Fe-Al类合金、仙台铁硅铝磁性合金(Fe-Al-Si)、Fe-Ni合金、Fe-Co-Ni合金等,能够使用将这些各微细粉末用橡胶类的粘合剂混匀、分散、涂敷而制作的磁性体,或通过电镀法或溅射法作成的软磁性薄板,或将铁氧体类粉末(Ni-Zn铁氧体、Mn-Zn铁氧体)作为挤压烧结体的只基于不含粘合剂的单一母材的整体薄板(bulk plate)等。此外,以上述的粉末形成绝缘层也可。作为绝缘层的形成方法通过加热形成氧化膜,以退火处理的方法或对粉末以溅射形成氧化膜也可。磁性材料是有挠性的片状的磁性材料也可,是平板状铁氧体等的烧成物构成的硬板状的磁性材料也可。
而且,磁性体62在其面内方向通信频率的有效磁导率μ’(实数部)为30以上,有效磁导率μ”(虚数部)为1.0以下。在天线装置60中,因为磁性体62的有效磁导率μ’为30以上,有效磁导率μ”为1.0以下,所以即使磁性体的厚度薄,也能拓宽IC卡1与R/W50的可通信的范围。再有,有效磁导率μ’在50以上时能够进一步提高通信距离。
而且,对于制造天线装置60,将IC芯片63以与线圈形成并联谐振电路的方式连接到以上述方式制造的环形线圈61上。在这里,所使用的IC芯片63比如是遵照ISO14443、ISO15693的IC芯片。作为IC芯片63的连接方法,有ACF或引线键合方式,没有特别的限定。接着,在环形线圈61的中心部形成有用于使磁性体62插通的插通孔61c。使磁性体62贯通该插通孔61c,使该环形线圈61和磁性体62沿一个方向粘合。这时,磁性体62使涂敷了胶粘剂的面与和环形线圈6 1相向的主面相向。
经过上述的工序,就能够制作本发明的天线装置60。这样,天线装置60因为是在使磁性体62贯通环形线圈61的插通孔61c的状态下相重叠,并通过粘结剂粘合而成,所以根据该构造而制造容易。此外,天线装置60能将磁性体62和环形线圈61的厚度抑制在1.4mm以下,实现薄型化和小型化。
以以上的方式构成的天线装置60中的磁场分布如图4所示,被磁性体62的第1和第2部分62a、62b所覆盖的环形线圈61的区域中,在面积大的第2部分62b所覆盖的区域的相反侧的一面F1侧,是被强调的。即,该天线装置60的磁场分布与以往的天线装置的磁场形成为对称形状的磁场分布不同,是非对称的。进一步说明,通过使被第1和第2部分62a、62b分别所覆盖的区域变化,从而能够调节磁场的强度。
因此,在该天线装置60中,通过控制基于环形线圈61的放射磁场分布,能够增大上述IC卡1与R/W50的通信距离,能够拓宽可通信的范围。
应用了本发明的本实施方式的天线装置60如图4所示,通过被设置为磁性体62从一面F1侧覆盖环形线圈61的一侧61a,并且在环形线圈61内插通并从另一面F2侧覆盖环形线圈61的另一侧61b,从而能够仅仅强调环形线圈61的一面F1侧的磁场分布。因此,该天线装置60能够薄型化和小型化,并且通过增强磁场强度,能够进一步拓宽IC卡1与R/W50的可通信的范围。
此外,应用了本发明的天线装置60强调了环形线圈61的一面F1侧的磁场分布,并且使用成为规定的有效导磁率μ’、μ”的磁性体,从而可实现薄型化,拓宽可通信的范围,大幅提高在自由空间的通信距离,并且还能降低金属的影响,能够实现大幅提高在金属内的通信距离。
如上所述,本实施方式的天线装置60在IC卡1与R/W50之间使通信性提高,实现了由R/W50对IC卡1的数据写入和读出以非接触方式正确地进行。
再有,上述的IC卡1侧的环形天线2如图5所示使用使环形线圈的一对边的绕线的宽度和/或间隔变化成为非对称形状的天线装置70也可。
该天线装置70如图5所示,具备:用于电感耦合电磁场的导线卷绕为平面状的环形线圈71;以及从一面侧覆盖该环形线圈71的一侧71a 并且在环形线圈71内插通并从另一面侧覆盖环形线圈71的另一侧71b的磁性体72。在这里,环形线圈71与上述的环形线圈61同样地制作。使环形线圈71的相向的一对边的绕线的宽度形成为非对称形状。即,环形线圈71的另一侧71b比一侧71a的绕线的宽度宽。此外,在环形线圈71上设置有被设置于导线内并用于插通磁性体72的插通孔71c。
磁性体72具有:从一面侧覆盖环形线圈71的一侧71a的第1部分72a;从另一面侧覆盖环形线圈71的另一侧71b的第2部分72b;以及插通形成在环形线圈内的插通孔71c并连结第1和第2部分72a、72b的插通部72c。没有被该磁性体72覆盖的环形线圈71的一面被作为与R/W50的通信区域。即,环形线圈71的一面成为与R/W50相向一侧的面。
被磁性体72的第2部分72b覆盖的环形线圈71的另一面的区域的面积比被磁性体72的第1部分72a覆盖的环形线圈71的一面的区域的面积大。在这里,在面积大的第2部分72b所覆盖的区域侧,配置了环形线圈71的绕线的宽度被拓宽的另一侧71b。作为该面积大的一侧的第2部分72b覆盖的环形线圈61的另一侧71b的没有被覆盖的一侧,即,一面侧成为通信区域。磁性体72的插通部72c被形成为比第1和第2部分72a、72b的宽度小。该磁性体72的制造方法因为与上述的磁性体62的情况相同故省略详细的说明。
对于制造本实施方式的天线装置70,将IC芯片73以与线圈形成并联谐振电路的方式连接到以上述方式制作的环形线圈71上。在这里,所使用的IC芯片73及其连接方法与上述的IC芯片63及其连接方法相同。此外,将磁性体72粘合到环形线圈71的方法也与上述的天线装置60同样。
以以上的方式构成的天线装置70中的磁场分布中,被磁性体72的第1和第2部分72a、72b所覆盖的环形线圈71的区域中,在作为面积大的第2部分72b所覆盖的区域的相反侧的一面侧,是被强调的。这是因为除了用面积大的第2部分72b覆盖之外,配置于被第2部分72b所覆盖的区域侧的环形线圈71的另一侧71b的绕线的宽度,与一侧71a相比宽度大。再有,在这里,虽然以在由第2部分72a所覆盖的区域侧配置的环形线圈71的另一侧71b的绕线的宽度与一侧71a相比宽度大的方式被构成,但是以另一侧71b的绕线的间隔比一侧71a宽的方式构 成也能得到同样的效果。
即,基于该天线装置70的磁场分布与以往的天线装置的磁场形成为对称形状的磁场分布不同,是非对称的。进一步说明,通过使被第1和第2部分72a、72b分别所覆盖的区域变化、以及使配置在被第2部分72b所覆盖的区域侧的环形线圈71的另一侧71b的线圈间隔和/或宽度变化,从而能够调节磁场强度。
因此,在该天线装置70中,通过控制基于环形线圈71的放射磁场分布,能够增大上述IC卡1和R/W50的通信距离,能够拓宽可通信的范围。
应用了本发明的天线装置70通过被设置为磁性体72从一面侧覆盖环形线圈7 1的一侧71a,并且在环形线圈71内插通并从另一面侧覆盖环形线圈的另一侧71b,并且使配置在从另一面侧被覆盖的区域侧的环形线圈71的另一侧71b的绕线宽度比一侧71a形成得宽,从而能够仅强调环形线圈71的一面侧的磁场分布。因此,该天线装置70能够薄型化及小型化,并且通过增强磁场强度,能够进一步拓宽IC卡1和R/W50的可通信范围。
此外,应用了本发明的天线装置70强调环形线圈71的一面F1侧的磁场分布,并且使用成为规定的有效导磁率μ’、μ”的磁性体,从而可实现薄型化,扩大可通信的范围,实现大幅提高在自由空间的通信距离,并且可降低金属的影响,能够实现大幅提高金属内的通信距离。
如上所述,应用了本发明的天线装置70在IC卡1与R/W50之间使通信性提高,实现了由R/W50对IC卡1的数据写入和读出以非接触方式正确地进行。
接着,以下表示应用了上述本发明的天线装置60的实施例。再有,使用图6和图7说明用于和应用了本发明的天线装置60比较的比较例的天线装置的构造。
作为比较例表示的天线装置110如图6及图7所示具备:用于电感耦合电磁场的导线被卷绕为平面状的环形线圈111;以及在环形线圈111的与IC卡1相向的面的相反侧的面上粘合的磁性体112。
与应用了本发明的天线装置60同样构造的实施例1、实施例2和与上述比较例的天线装置110同样构造的比较例1、比较例2的各有效磁导率μ’、μ”如下表1所示进行通信评价,表1表示了在金属内的可通信 距离的结果以及自由空间中的可通信距离的结果。在这里,作为实施例1和比较例1的磁性体使用了铁氧体类磁性材料,作为实施例2和比较例2的磁性体使用了Fe-Si-Cr类磁性材料。此外,有效磁导率μ’是通过比如制作7mm的环状样品并在其上卷绕5圈导线线圈使用阻抗分析仪等测定载波频率(13.56MHz)的交流比磁导率且定量化而得到的。
表1
实施例1 | 实施例2 | 比较例1 | 比较例2 | |
构造 | 天线装置60 | 天线装置110 | ||
测定点的频率[MHz] | 13.56 | 13.56 | 13.56 | 13.56 |
有效磁导率μ′(实数部) | 40 | 30 | 40 | 30 |
有效磁导率μ″(虚数部) | 0.1 | 0.4 | 0.1 | 0.4 |
通信结果(在金属内的通信距离) | 35mm | 25mm | 15mm | 5mm |
通信结果(在自由空间的通信距离) | 40mm | 40mm | 40mm | 40mm |
如表1的通信结果所示,在成为应用了本发明的天线装置60的构造的实施例1、实施例2的天线装置中,不仅在自由空间的通信距离而且在金属内的通信距离也能增大,即,能够拓宽可通信的范围。
再有,本发明并不限定于参考附图说明的上述实施例,对于本领域技术人员来说,显然只要不脱离一同附上的权利要求书及其主旨,就能够进行各种各样的变更、置换或其同等的处理。
Claims (5)
1.一种非接触型IC卡用的天线装置,通过带通信功能的电子设备利用电感耦合从而进行数据的写入及读出,该天线装置其特征在于,
具备:用于进行上述电感耦合的导线被卷绕为平面状的环形线圈;以及从一面侧覆盖上述环形线圈的一侧并且在上述环形线圈内插通并从另一面侧覆盖上述环形线圈的另一侧的磁性体,
上述磁性体具有:从一面侧覆盖上述环形线圈的一侧的宽度比上述环形线圈大的第1部分、从另一面侧覆盖上述环形线圈的另一侧的宽度比上述环形线圈大的第2部分、以及插通在上述环形线圈内形成的插通孔中并连结上述第1和第2部分的比上述第1和第2部分宽度小的插通部,没有被上述磁性体覆盖的上述环形线圈的一面侧成为与上述电子设备的通信区域。
2.如权利要求1所述的天线装置,其特征在于,上述环形线圈的由上述磁性体所覆盖的上述另一面侧的区域面积比上述环形线圈的由上述磁性体所覆盖的上述一面侧的区域面积大。
3.如权利要求1所述的天线装置,其特征在于,上述环形线圈的上述另一侧比上述一侧的绕线的宽度宽。
4.如权利要求1所述的天线装置,其特征在于,上述环形线圈的上述另一侧比上述一侧的绕线的间隔宽。
5.一种非接触型IC卡用的天线装置的调整方法,通过带通信功能的电子设备利用电感耦合从而进行数据的写入及读出,该天线装置的调整方法其特征在于,
上述天线装置具备磁性体和用于进行上述电感耦合的导线被卷绕为平面状的环形线圈,其中,该磁性体具有:从一面侧覆盖上述环形线圈的一侧的宽度比上述环形线圈大的第1部分、从另一面侧覆盖上述环形线圈的另一侧的宽度比上述环形线圈大的第2部分、以及插通在上述环形线圈内形成的插通孔中并连结上述第1和第2部分的插通部,将没有被上述磁性体覆盖的上述环形线圈的一面侧作为与上述电子设备的通信区域,
通过使被上述磁性体的从一面侧覆盖上述环形线圈的一侧的第1部分和从另一面侧覆盖上述环形线圈的另一侧的第2部分所覆盖的区域变化,从而调整磁场的强度。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005174178A JP4414940B2 (ja) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | アンテナ装置及びアンテナ装置の調整方法 |
JP174178/2005 | 2005-06-14 | ||
PCT/JP2006/311862 WO2006134935A1 (ja) | 2005-06-14 | 2006-06-13 | アンテナ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101243581A CN101243581A (zh) | 2008-08-13 |
CN101243581B true CN101243581B (zh) | 2013-03-27 |
Family
ID=37532293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2006800296625A Expired - Fee Related CN101243581B (zh) | 2005-06-14 | 2006-06-13 | 天线装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8256684B2 (zh) |
EP (1) | EP1901393A4 (zh) |
JP (1) | JP4414940B2 (zh) |
KR (1) | KR101280429B1 (zh) |
CN (1) | CN101243581B (zh) |
TW (1) | TW200644330A (zh) |
WO (1) | WO2006134935A1 (zh) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2078263B1 (en) * | 2006-10-31 | 2019-06-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. | Semiconductor device |
MX2009006781A (es) | 2006-12-21 | 2010-01-15 | Neology Inc | Sistemas y métodos para una placa de metal habilitada con identificación por radio frecuencia. |
ATE541270T1 (de) * | 2007-11-28 | 2012-01-15 | Fujitsu Ltd | Durch drahtloses ic-etikett verwaltete metallische röhre und drahtloses ic-etikett |
CN101897081B (zh) * | 2007-12-18 | 2013-02-13 | 株式会社村田制作所 | 磁性体天线以及天线装置 |
US9136600B2 (en) * | 2010-09-30 | 2015-09-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Antenna |
JP4883136B2 (ja) * | 2009-05-15 | 2012-02-22 | 株式会社村田製作所 | コイルアンテナ |
JP4905506B2 (ja) * | 2009-06-22 | 2012-03-28 | 株式会社村田製作所 | アンテナ装置 |
WO2011036962A1 (ja) | 2009-09-25 | 2011-03-31 | 株式会社村田製作所 | アンテナ装置及び携帯端末 |
JP5135450B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2013-02-06 | デクセリアルズ株式会社 | アンテナ装置、通信装置 |
WO2012020581A1 (ja) * | 2010-08-12 | 2012-02-16 | 株式会社村田製作所 | アンテナ装置及び通信端末装置 |
US8638268B2 (en) * | 2010-09-30 | 2014-01-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Coil antenna and antenna structure |
GB2484540B (en) | 2010-10-15 | 2014-01-29 | Microsoft Corp | A loop antenna for mobile handset and other applications |
US8816857B2 (en) * | 2010-10-20 | 2014-08-26 | Panduit Corp. | RFID system |
AU2012202468A1 (en) * | 2011-05-02 | 2012-11-22 | Jason Dean Hart | Personal secure multi-identification device |
CN105609959B (zh) * | 2011-09-09 | 2018-07-17 | 株式会社村田制作所 | 天线装置 |
JP2014120834A (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-30 | Nec Tokin Corp | 平面アンテナ及びその製造方法 |
WO2014126417A1 (ko) * | 2013-02-14 | 2014-08-21 | 주식회사 아모텍 | 무선통신 안테나 모듈 및 이를 구비하는 휴대 단말 |
KR101482961B1 (ko) * | 2014-01-13 | 2015-01-15 | 오승묵 | Rfid 안테나 제조방법 |
CN104953236B (zh) * | 2015-06-11 | 2017-02-01 | 烟台惠通网络技术有限公司 | 设有隔离槽的rfid标签天线 |
CN207852935U (zh) * | 2015-08-03 | 2018-09-11 | 株式会社村田制作所 | 天线装置以及电子设备 |
MX2017012621A (es) | 2015-09-14 | 2018-08-15 | Neology Inc | Dispositivo de diagnostico integrado en un vehiculo. |
CN105914455B (zh) * | 2016-04-13 | 2019-07-23 | 深圳中科系统集成技术有限公司 | 一种小型化nfc天线以及移动终端 |
JP6593377B2 (ja) * | 2017-03-30 | 2019-10-23 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | アンテナ基板、画像形成装置 |
JP2019008542A (ja) * | 2017-06-23 | 2019-01-17 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | アンテナ基板、画像形成装置 |
JP7283127B2 (ja) * | 2019-02-27 | 2023-05-30 | Tdk株式会社 | コイル部品 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5557293A (en) * | 1995-01-26 | 1996-09-17 | Motorola, Inc. | Multi-loop antenna |
JP3286543B2 (ja) * | 1996-11-22 | 2002-05-27 | 松下電器産業株式会社 | 無線機器用アンテナ装置 |
CH693394A5 (fr) * | 1999-05-07 | 2003-07-15 | Njc Innovations | Carte à puce comportant une antenne. |
JP2001028510A (ja) * | 1999-07-13 | 2001-01-30 | Yoshikawa Rf System Kk | データキャリア用アンテナ及びそれを用いたデータキャリア |
JP2001331772A (ja) | 2000-05-22 | 2001-11-30 | Sony Corp | 非接触型情報授受装置および情報処理システムおよび情報処理装置および情報処理方法 |
JP3607217B2 (ja) * | 2001-05-09 | 2005-01-05 | 株式会社ハネックス中央研究所 | データキャリア構造及びその製造方法 |
WO2003030300A1 (fr) * | 2001-09-28 | 2003-04-10 | Mitsubishi Materials Corporation | Bobine antenne et etiquette d'utilisation rfid l'utilisant, antenne d'utilisation de transpondeur |
JP2004048135A (ja) * | 2002-07-09 | 2004-02-12 | Mitsui Chemicals Inc | Rfid用アンテナ |
JP4273734B2 (ja) * | 2002-09-25 | 2009-06-03 | ソニー株式会社 | アンテナ装置 |
JP3975918B2 (ja) | 2002-09-27 | 2007-09-12 | ソニー株式会社 | アンテナ装置 |
JP2004165531A (ja) | 2002-11-15 | 2004-06-10 | Dainippon Printing Co Ltd | 非接触式データキャリア用の両面配線アンテナ回路部材 |
TWI247451B (en) * | 2002-11-29 | 2006-01-11 | Tdk Corp | Chip antenna, chip antenna unit and wireless communication device using the same |
JP4264534B2 (ja) * | 2003-01-29 | 2009-05-20 | ソニー株式会社 | データ通信装置、非接触データ送受信システム、及びアンテナ装置 |
JP2004348497A (ja) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Mitsubishi Materials Corp | Rfidアンテナの構造及び該構造のアンテナを備えるタグ及びリーダ/ライタ |
US7268741B2 (en) | 2004-09-13 | 2007-09-11 | Emag Technologies, Inc. | Coupled sectorial loop antenna for ultra-wideband applications |
WO2006033408A1 (ja) | 2004-09-22 | 2006-03-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ループアンテナユニット及び無線通信媒体処理装置 |
-
2005
- 2005-06-14 JP JP2005174178A patent/JP4414940B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-06-13 KR KR1020077029298A patent/KR101280429B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2006-06-13 CN CN2006800296625A patent/CN101243581B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2006-06-13 WO PCT/JP2006/311862 patent/WO2006134935A1/ja active Application Filing
- 2006-06-13 US US11/922,179 patent/US8256684B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-06-13 TW TW095120932A patent/TW200644330A/zh not_active IP Right Cessation
- 2006-06-13 EP EP06757297A patent/EP1901393A4/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2006134935A1 (ja) | 2006-12-21 |
JP4414940B2 (ja) | 2010-02-17 |
CN101243581A (zh) | 2008-08-13 |
KR20080031864A (ko) | 2008-04-11 |
US8256684B2 (en) | 2012-09-04 |
KR101280429B1 (ko) | 2013-06-28 |
EP1901393A1 (en) | 2008-03-19 |
EP1901393A4 (en) | 2009-08-12 |
TW200644330A (en) | 2006-12-16 |
TWI325194B (zh) | 2010-05-21 |
JP2006352370A (ja) | 2006-12-28 |
US20100214187A1 (en) | 2010-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101243581B (zh) | 天线装置 | |
CN101069323B (zh) | 天线装置 | |
JP3975918B2 (ja) | アンテナ装置 | |
JP4232474B2 (ja) | 通信機能付き電子機器 | |
US9016592B2 (en) | Antenna device and communication terminal apparatus | |
JP4264534B2 (ja) | データ通信装置、非接触データ送受信システム、及びアンテナ装置 | |
JP4849218B2 (ja) | Icタグ用補助シート及び無線icタグシート、並びに無線icタグシートの製造方法 | |
KR102130026B1 (ko) | 무선 충전 및 통신 기판 그리고 무선 충전 및 통신 장치 | |
JP2007074139A (ja) | 通信装置 | |
KR102092281B1 (ko) | 무선 충전 및 통신 기판 그리고 무선 충전 및 통신 장치 | |
KR20200083416A (ko) | 무선 충전 및 통신 기판 그리고 무선 충전 및 통신 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1124435 Country of ref document: HK |
|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: WD Ref document number: 1124435 Country of ref document: HK |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130327 Termination date: 20170613 |