JP2004242245A

JP2004242245A - Ｉｃタグ用のブースタアンテナ

Info

Publication number: JP2004242245A
Application number: JP2003032213A
Authority: JP
Inventors: Shiro Sugimura; 詩朗杉村; Masahiro Takeda; 雅宏武田
Original assignee: FEC Inc; Minerva KK
Current assignee: FEC Inc; Minerva KK
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】金属部材の表面に貼り付けて正常に作動させる。
【解決手段】共振回路１２を形成する基材１１の片面に磁性シート材を付設する。
磁性シート材は、共振回路１２のコイルＬからの磁束に対する磁路を形成し、コイルＬの上方に磁界を正常に分布させることができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無接触形のＩＣタグの通信距離を拡大するために使用するＩＣタグ用のブースタアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無接触形のＩＣタグ（ＩＣカード、ＩＣチップを含む、以下同じ）の通信距離（情報伝達距離）を大きくするために、ブースタアンテナを使用することがある。
【０００３】
従来のブースタアンテナは、シート状の基板上にコイル、コンデンサによる共振回路を形成し、共振回路をＩＣタグの使用周波数に共振させている。そこで、このものは、ＩＣタグ上のＩＣチップのアンテナ、リーダライタのアンテナをそれぞれブースタアンテナのコイルに電磁結合させることにより、ＩＣチップの送受信感度を向上させ、ＩＣタグの通信距離を大きくすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術によるときは、ブースタアンテナは、金属製のシャーシ板などの表面に基板を貼り付けて搭載すると、基板上に形成するコイルの磁界が基板の上方に殆ど存在しなくなり、ブースタアンテナとして作動しなくなってしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、磁路を形成する磁性シート材を付設することによって、金属部材の表面に貼り付けても、何ら支障なく作動するＩＣタグ用のブースタアンテナを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、シート状の基材と、基材上に形成する共振回路と、基材の片面に付設する磁性シート材とを備えてなり、共振回路は、ＩＣタグの使用周波数に共振させることをその要旨とする。
【０００７】
なお、共振回路は、基材上に形成する二次元の螺旋状のコイルと、基材上においてコイルの内部に形成するコンデンサとを組み合わせることができ、コイル、コンデンサは、それぞれの一端を接続して基材の片面に形成し、基材の他面に形成するジャンパ線を介してそれぞれの開放端を接続することができ、ジャンパ線の両端は、それぞれ基材を貫通するエンボスパターンを介してコイル、コンデンサの開放端に接続することができる。
【０００８】
また、磁性シート材は、コイルの全面積に対応可能に形成してもよい。
【０００９】
【作用】
かかる発明の構成によるときは、基材上の共振回路は、磁性シート材側を金属部材の表面に貼り付けても、共振回路のコイルに対してＩＣタグ上のＩＣチップのアンテナ、リーダライタのアンテナを共通に電磁結合させることにより、ＩＣタグの通信距離を拡大することができる。磁性シート材は、基材の裏面側において、コイルの磁界を通す磁路を形成し、コイルの上方に磁界を正常に分布させることができるからである。なお、磁性シート材は、ＩＣタグの使用周波数における損失が小さく、透磁率が十分大きなフェライト材やパーマロイ材の他、プラスチック、ゴムなどの可撓性のシート材に多量の磁性体粉末を混入して形成するシート材、たとえばＮＥＣトーキン（株）製の商品名「バスタレイド」などを使用することができる。
【００１０】
共振回路は、二次元の螺旋状のコイルと、コイル内のコンデンサとを組み合わせることにより、基材上に最も薄く形成することができる。なお、コイルは、所定のターン数の多重巻とし、コンデンサは、たとえば、線状の２電極を密接して平行配置するとともに、２電極の対向距離を確保するために、櫛歯状または螺旋状などの形状に形成することが好ましい。
【００１１】
コイル、コンデンサは、基材の他面に形成するジャンパ線を介してそれぞれの開放端を接続することにより、全体として直列共振回路を形成することができる。
【００１２】
ジャンパ線の両端は、それぞれエンボスパターンを介し、コイル、コンデンサの開放端に機械的に瞬時に接続することができる。ジャンパ線は、エンボスパターンに従って、基材を突き抜けて塑性変形し、基材の他方の面の開放端に安定に接触させることができるからである。なお、エンボスパターンは、基材を貫通する多数の塑性変形点を一挙に形成するエンボス用のプレス型を利用して形成するものとする。
【００１３】
磁性シート材は、コイルの全面積に対応させ得る大きさに形成することにより、コイルからの磁界の全部に対する磁路を形成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
ＩＣタグ用のブースタアンテナは、シート状の基材１１と、基材１１上に形成する共振回路１２と、基材１１の片面に付設する磁性シート材１３とを備えてなる（図１、図２）。ただし、基材１１、磁性シート材１３は、同形同大にして、全面に亘って互いに貼り合わされており、図１の基材１１は、透明体として図示されている。
【００１６】
基材１１は、紙、プラスチックなどの絶縁性のシート材またはフィルムであって、可撓性であってもよく、可撓性でなくてもよい。
【００１７】
共振回路１２は、コイルＬ、コンデンサＣの直列共振回路である（図１、図３）。コイルＬは、二次元の螺旋状に形成されており、コンデンサＣは、櫛歯状のパターンとして、コイルＬの内部に形成されている。なお、コイルＬ、コンデンサＣは、印刷やエッチングなどの手法により基材１１の片側の同一面に導電パターンとして形成され、それぞれの一端が直接接続されている。
【００１８】
コイルＬ、コンデンサＣの開放端には、それぞれランドＫが形成されており、ランドＫ、Ｋは、ジャンパ線Ｊを介して接続されている。ただし、ジャンパ線Ｊは、基材１１の他方の面に形成されているものとし、ジャンパ線Ｊの両端は、それぞれエンボスパターンＫｐを介してコイルＬ、コンデンサＣの開放端のランドＫに接続されている（図１、図４）。エンボスパターンＫｐは、基材１１を貫通する多数の塑性変形点Ｐ、Ｐ…を微少ピッチごとに縦横に配列して形成されており、図示しないエンボス用のプレス型を介して一挙に形成することができる。
【００１９】
磁性シート材１３は、図示しない感圧接着剤を介し、基材１１の下面に接着されている（図２）。なお、このときの磁性シート材１３は、基材１１のコイルＬ、コンデンサＣ側に接着してもよく、ジャンパ線Ｊ側に接着してもよい。磁性シート材１３は、基材１１上のコイルＬの全面積に対応し得る大きさに形成されており、コイルＬの全面積をカバーするように位置決めされている。
【００２０】
かかるＩＣタグ用のブースタアンテナは、磁性シート材１３を下にして金属部材Ｍの表面に貼り付けて搭載しても（図５）、磁性シート材１３がコイルＬからの磁束に対する磁路を形成し、したがって、コイルＬによる磁束は、磁性シート材１３内を基材１１と平行に通り、基材１１、コイルＬの上方に正常に分布して存在することになる。ただし、図５において、磁束分布を示す曲線状の矢印の方向は、単に便宜的に図示されている。
【００２１】
そこで、このような磁束と鎖交するようにして、ＩＣタグＴ上のＩＣチップＴ１のアンテナＬｔ、リーダライタＡのアンテナＬａを配置すれば（図５の二点鎖線、図６）、アンテナＬｔ、ＬａをコイルＬに共通に電磁結合させることができる。ただし、図６において、符号Ｍ１、Ｍ２は、それぞれアンテナＬａ、ＬｔとコイルＬとの間の電磁結合を示している。すなわち、コイルＬ、コンデンサＣによる直列共振回路、アンテナＬａ、ＬｔをそれぞれＩＣタグＴの使用周波数に共振させると、コイルＬは、ＩＣタグＴの外部アンテナとして作用し、ＩＣタグＴの通信距離を大きく拡大させることができる。
【００２２】
同様にして、２組のブースタアンテナのコイルＬ、Ｌの間に電磁結合Ｍ３を形成し（図７）、一方のコイルＬとリーダライタＡのアンテナＬａとの間、他方のコイルＬとＩＣタグＴのアンテナＬｔとの間にそれぞれ電磁結合Ｍ１、Ｍ２を形成することにより、ＩＣタグＴの通信距離をさらに拡大することも可能である。なお、図７において、ブースタアンテナは、２組以上を使用し、それぞれのコイルＬ、Ｌ…を順に電磁結合させて使用することができる。
【００２３】
なお、コイルＬ、コンデンサＣを含む共振回路１２は、基材１１を省略し、磁性シート材１３上に形成してもよい。ただし、このときの磁性シート材１３は、十分大きな表面抵抗を有するものとする。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、共振回路を形成する基材の片面に磁性シート材を付設することによって、磁性シート材は、共振回路のコイルからの磁束に対する磁路を形成し、コイルの上方に磁界を正常に分布させることができるから、金属部材の表面に貼り付けて搭載しても、ブースタアンテナとして支障なく作動させることができ、機器の小形化に大きく貢献し得るという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】全体平面図
【図２】要部拡大分解説明図
【図３】等価電気回路図
【図４】要部拡大断面図
【図５】動作説明図
【図６】使用状態説明図（１）
【図７】使用状態説明図（２）
【符号の説明】
Ｌ…コイル
Ｃ…コンデンサ
Ｊ…ジャンパ線
Ｋｐ …エンボスパターン
１１…基材
１２…共振回路
１３…磁性シート材

Claims

シート状の基材と、該基材上に形成する共振回路と、前記基材の片面に付設する磁性シート材とを備えてなり、前記共振回路は、ＩＣタグの使用周波数に共振させることを特徴とするＩＣタグ用のブースタアンテナ。
前記共振回路は、前記基材上に形成する二次元の螺旋状のコイルと、前記基材上において前記コイルの内部に形成するコンデンサとを組み合わせることを特徴とする請求項１記載のＩＣタグ用のブースタアンテナ。
前記コイル、コンデンサは、それぞれの一端を接続して前記基材の片面に形成し、前記基材の他面に形成するジャンパ線を介してそれぞれの開放端を接続することを特徴とする請求項２記載のＩＣタグ用のブースタアンテナ。
前記ジャンパ線の両端は、それぞれ前記基材を貫通するエンボスパターンを介して前記コイル、コンデンサの開放端に接続することを特徴とする請求項３記載のＩＣタグ用のブースタアンテナ。
前記磁性シート材は、前記コイルの全面積に対応可能に形成することを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか記載のＩＣタグ用のブースタアンテナ。