JP2005101706A

JP2005101706A - 非接触データキャリアおよびその共振回路調整方法

Info

Publication number: JP2005101706A
Application number: JP2003329650A
Authority: JP
Inventors: Yuuki Sato; 勇樹佐藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】小型化が求められる非接触データキャリアは、面積と共にインダクタンスが小さくなる一方で、小さな面積の中で静電容量を大きくすることが求められている。しかし、小さな面積の中で大きな静電容量を設けるのは困難である。小型でなおかつ共振周波数を容易に調整することができる非接触データキャリアを提供する。
【解決手段】非接触データキャリアは、基材１３と、基材１３に配置したＩＣ１５と、基材１３に固着され、ＩＣ１５と接続されたアンテナ１とを備え、アンテナ１上に誘電体フィルム１４を貼付けた構成であり、アンテナ１上に誘電体フィルム１４を貼付ける長さを変えることにより、アンテナ配線間の浮遊容量を変化させ、共振周波数を調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁誘導結合方式により電気的接点不要でデータキャリアと無線通信を行う非接触データキャリアおよびその共振回路調整方法に関する。

近年、電気的接点がなく、電磁誘導結合方式等を利用して電源電圧を供給し、同時にデータの送受信を行う非接触データキャリアの開発が行われている。磁気カードや接触型ＩＣカードなどのデータキャリアと異なり、接点が存在しないため、腐食、汚れや接点の磨耗による通信不良がなく、静電気や水に対しても耐性がある。同時にリーダライタに接点やデータキャリア挿抜のための機構を必要とせず、メンテナンスフリーであることを特徴とする。メモリ容量の大きさとセキュリティの観点から、個人のＩＤ、または物流、商品管理の分野で大きな市場が期待されている。

図５は従来の非接触データキャリアのブロック図を示す。

非接触型データキャリアは、電波を送受信するためのコイル状のアンテナ１と、同調用のコンデンサ２と、アンテナ１の両端に生じる交流電流を整流回路３で整流し、各回路に直流電圧を供給する電源回路４と、リーダライタからの情報信号を受信して復調するための受信回路５と、応答信号を変調してリーダライタへ送るための送信回路６と、情報を格納したメモリ７と、これら電源回路４、受信回路５、送信回路６、メモリ７を制御する制御回路８とからなる。

情報信号および応答信号は、搬送波の周波数で変調され、リーダライタおよび非接触データキャリアは、効率良く電波を送受信できるようにアンテナ１のインダクタンス、またはコンデンサの静電容量を調整し、共振周波数が搬送波の周波数と一致するようにしている。

非接触データキャリア内でのコンデンサの形成方法としては、エッチングもしくは導電印刷によって、パターンの導電面が誘電体材料を挟んで対向するよう平面平板を形成するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。もしくは、ＩＣに静電容量を内蔵している場合もある。
特開平１１−３５３４４０号公報

従来、非接触データキャリアの共振周波数を調整するにあたり、あらかじめ静電容量を大きく設定しておき、静電板を切断し静電容量を小さくしていくことで共振周波数を調整していた。

小型化が求められるタグ用途としては、面積と共にインダクタンスが小さくなる一方で、小さな面積の中で静電容量を大きくすることが求められている。しかし、静電容量は並行平板の面積に比例するため、小さな面積の中で大きな静電容量を設けるのは困難である。

この課題を解決するために、本発明の非接触データキャリアは、アンテナ導体部の近傍に誘電体材料を配置したことを特徴とする。

また、発明の非接触データキャリアの共振回路調整方法は、アンテナ導体部の近傍に配置した誘電体材料の配置する位置もしくは量を調整して静電容量を増減させ、共振周波数を変化させることを特徴とする。

また、発明の非接触データキャリアの共振回路調整方法は、共振周波数を測定して、その測定値をフィードバックして誘電体材料の配置する位置もしくは量を調整することを特徴とする。

本発明の非接触データキャリアおよびその共振回路調整方法では、アンテナの近傍に誘電体材料を配置することで共振回路を構成する所望とする静電容量を設けることができ、非接触データキャリアの同調補正を容易に、しかも精度よく微調整を行うことができる。また、並行平板を形成する必要がないため、非接触データキャリアの小型化が可能になる。また、非接触データキャリアそのものを物理的に破壊することがないため、再調整が容易である。

図１に非接触データキャリアの等価回路を示す。

非接触データキャリアは、アンテナのインダクタンス９と、アンテナの抵抗１２と、ＩＣの内蔵容量１０およびアンテナ配線間の浮遊容量１１により共振回路を構成する。浮遊容量１１はアンテナ配線間を横切る磁束の面積と、磁束が横切る物質の誘電率に比例するため、アンテナ近傍に存在する物質により浮遊容量１１の値は変わる。

よって、アンテナの近傍に配置する誘電体材料の誘電率、厚み、面積を選ぶことで、浮遊容量１１を制御し、結果として共振周波数を調整することができる。

以下、本発明の非接触データキャリアおよびその共振回路調整方法の実施形態について、図２から図４を参照して説明する。

（実施形態１）
図２は本発明の第１の実施形態における非接触データキャリアおよび共振回路調整方法を示す構成図である。図２において、非接触データキャリアは、基材１３と、基材１３に配置したＩＣ１５と、基材１３に固着され、ＩＣ１５と接続されたアンテナ１とを備え、アンテナ１上に誘電体フィルム１４を貼付けた構成であり、アンテナ１上に誘電体フィルム１４を貼付ける長さを変えることにより、アンテナ配線間の浮遊容量を変化させ、共振周波数を調整する。

（実施形態２）
図３は本発明の第２の実施形態における非接触データキャリアおよび共振回路調整方法を示す構成図である。図３において、非接触データキャリアは、アンテナ１上に、例えばディスペンサ１７を用いて、溶融した誘電体樹脂１６を塗布した構成であり、塗布する誘電体樹脂１６の長さ、量を変えることにより、アンテナ配線間の浮遊容量を変化させ、共振周波数を調整する。

（実施形態３）
図４は本発明の第３の実施形態における非接触データキャリアの共振回路調整方法を示す構成図である。図４において、非接触データキャリアは、アンテナ１上を含む非接触データキャリア上の全面にあらかじめ誘電体フィルム１４を貼り付けておき、所望の共振周波数となるようアンテナ１上の誘電体フィルム１４を剥がすことで共振周波数を調整する。

（実施形態４）
上記第１〜３の実施の形態に示した本発明の共振回路調整方法において、アンテナの近くに共振周波数を測定する装置を設置し、測定した共振周波数をディスペンサ１７等のアンテナ上に誘電体材料を配置もしくは取除く装置にフィードバックすることで、所望の共振周波数へ自動調整を可能とする。

本発明の非接触データキャリアおよび共振回路調整方法は、小さな面積の中で大きな静電容量を設ける必要がある非接触データキャリアについて有用な技術であり、各種ＩＤ確認、金融取引あるいは商品管理等のシステム用に利用可能である。

非接触データキャリアの等価回路を示す図本発明の非接触データキャリアおよび共振回路調整方法を示す構成図本発明の非接触データキャリアおよび共振回路調整方法を示す構成図本発明の非接触データキャリアの共振回路調整方法を示す構成図従来の非接触データキャリアのブロック図

符号の説明

１アンテナ
９アンテナのインダクタンス
１０ＩＣの内蔵容量
１１浮遊容量
１２アンテナの抵抗
１３基材
１４誘電体フィルム
１５ＩＣ
１６誘電体樹脂
１７ディスペンサ

Claims

アンテナ導体部の近傍に誘電体材料を配置したことを特徴とする接触データキャリア。
アンテナ導体部の近傍に配置した誘電体材料の配置する位置もしくは量を調整して静電容量を増減させ、共振周波数を変化させる非接触データキャリアの共振回路調整方法。
共振周波数を測定して、その測定値をフィードバックして誘電体材料の配置する位置もしくは量を調整することを特徴とする請求項１記載の非接触データキャリアの共振回路調整方法。