JP2009153023A - Antenna apparatus and personal digital assistant - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、RFIDシステムに用いられるアンテナ装置及び携帯情報端末に関する。 The present invention relates to an antenna device and a portable information terminal used in an RFID system.
近接通信や近距離通信等の非接触通信を用いた無線通信によってカード状媒体や携帯情報端末等に搭載したICチップに対して情報の読み取り、書き込みを行う、いわゆるRFID(Radio Frequency Identification)を用いたシステムが種々提案され、実用化されている。RFIDの一例として、カード状媒体や携帯情報端末にアンテナ及びICチップを搭載し、駅の改札等の交通機関の入退場及び料金清算、レジ等における各種料金の決済などを可能にしたFelica(登録商標)が普及している。 Uses so-called RFID (Radio Frequency Identification), which reads and writes information to and from an IC chip mounted on a card-like medium or a portable information terminal by wireless communication using non-contact communication such as proximity communication and short-range communication. Various systems have been proposed and put into practical use. As an example of RFID, Felica (registered), which has antennas and IC chips mounted on card-like media and portable information terminals, enables entry and exit of transportation facilities such as station ticket gates, fee settlement, and payment of various fees at cash registers, etc. Trademark) is widespread.
この種のRFIDは、情報を保持する媒体側(受動型RFID)として機能するカード機能と、この媒体に対して情報の読み取り、書き込みを行うリーダライタ(R/W)側(能動型RFID)として機能するリーダライタ機能とを有している。カード機能は、駅の改札や商店のレジなどに設置されたリーダライタと通信し、主にリーダライタからデータの書き込みや読み取りがなされる機能であり、受信がメインの受動型機能である。一方、リーダライタ機能は、自身がリーダライタとなり、他のRFID(他端末やポスター埋込のICチップなど受動型RFID)と通信し、主に他のRFIDに対してデータの書き込みや読み取りを行う機能であり、送信がメインの能動型機能である。 This type of RFID has a card function that functions as a medium side that holds information (passive RFID), and a reader / writer (R / W) side that performs information reading and writing on this medium (active RFID). It has a functioning reader / writer. The card function is a function that communicates with a reader / writer installed in a ticket gate of a station, a cash register of a store, etc., and mainly writes and reads data from the reader / writer, and reception is a main passive function. On the other hand, the reader / writer function itself becomes a reader / writer, communicates with other RFIDs (passive RFIDs such as other terminals and poster-embedded IC chips), and mainly writes data to and reads data from other RFIDs. Function, transmission is the main active function.
携帯電話機などの携帯情報端末に搭載したRFIDには、上記のカード機能とリーダライタ機能の双方を備えるものがある。RFIDに設けるループアンテナ等のアンテナは、受動型のカード機能と能動型のリーダライタ機能のそれぞれの機能ごとにアンテナのリアクタンス値に最適値がある。上記のように2つの機能を備えるRFIDでは、各機能に対応したアンテナを設ける必要があるが、従来は開口面積の大きいループアンテナを使用しているので、リアクタンス値をそれぞれの機能ごとに最適にしなくても、必要なスペック(送信特性や受信特性等の性能、仕様)を満足できていた。 Some RFIDs mounted on portable information terminals such as cellular phones have both the card function and the reader / writer function. An antenna such as a loop antenna provided in an RFID has an optimum reactance value of the antenna for each function of a passive card function and an active reader / writer function. As described above, in an RFID having two functions, it is necessary to provide an antenna corresponding to each function. Conventionally, since a loop antenna having a large opening area is used, the reactance value is optimized for each function. Even without them, the required specifications (performance and specifications such as transmission characteristics and reception characteristics) could be satisfied.
図5は2つの機能を持つRFIDに用いられる従来のアンテナ装置の第1例を示す図である。第1例のアンテナ装置は、1アンテナ方式の構成例であり、1つのループアンテナ51を備える。このアンテナ装置は、ループアンテナ51とコンデンサ53とにより共振回路を構成し、ICチップ等で構成されるRFID部55と接続され、送信信号及び受信信号を他のリーダライタやRFIDとRFID部55との間でやり取りする。この場合、カード機能及びリーダライタ機能の受信、カード機能の送信、リーダライタ機能の送信の各動作においてそれぞれに対応した回路及び端子を通して信号を伝送する。すなわち、インダクタンス値L51を持つ1つのループアンテナ51によってカード機能とリーダライタ機能の2つの機能に対応する構成である。この構成では、アンテナ装置はカード機能とリーダライタ機能の双方において最適なリアクタンス値とはなっていないが、ループアンテナの開口面積を大きくすることで、それぞれの機能に必要なスペックを満足することができる。
FIG. 5 is a diagram showing a first example of a conventional antenna device used for an RFID having two functions. The antenna device of the first example is a configuration example of a single antenna system, and includes one
図6は2つの機能を持つRFIDに用いられる従来のアンテナ装置の第2例を示す図である。第2例のアンテナ装置は、2アンテナ方式の構成例であり、互いにM結合した2つのループアンテナ61、62を備える。このアンテナ装置は、ループアンテナ61、62とコンデンサ63とにより共振回路を構成し、ICチップ等で構成されるRFID部55と接続され、送信信号及び受信信号を他のリーダライタやRFIDとRFID部55との間でやり取りする。第2例では、インダクタンス値L61を持つループアンテナ61によってカード機能及びリーダライタ機能の受信と、カード機能の送信に対応する。また、インダクタンス値L62を持つループアンテナ62によってリーダライタ機能の送信に対応する。すなわち、それぞれの機能毎に2つのループアンテナ61、62を備えている。
FIG. 6 is a diagram showing a second example of a conventional antenna device used for an RFID having two functions. The antenna device of the second example is a configuration example of a two-antenna system, and includes two
なお、複数の周波数に対応するためにアンテナ装置の共振周波数を切り替える方式としては、コンデンサを切り替える方式(例えば特許文献1参照)、インダクタを切り替える方式(例えば特許文献2参照)などが知られている。
最近では、装置の小型化が進み、携帯情報端末等にRFIDを搭載する場合に、スペースの制約によりアンテナの開口面積が小さくなってきている。上記従来例の第1例のように、1つのループアンテナで2つの機能に対応する場合、アンテナの開口面積が大きい場合はそれぞれの機能における最適なリアクタンス値から多少ずれていても所定のスペックを満足することが可能である。しかしながら、装置の小型化に伴ってアンテナの開口面積が小さくなると、1つのループアンテナではそれぞれの機能において所定のスペックを満足して十分に性能を確保できないことがある。 Recently, the size of the device has been reduced, and when an RFID is mounted on a portable information terminal or the like, the opening area of the antenna has been reduced due to space restrictions. As in the first example of the conventional example described above, when one loop antenna supports two functions, if the antenna has a large opening area, a predetermined specification can be obtained even if there is a slight deviation from the optimum reactance value for each function. It is possible to be satisfied. However, if the aperture area of the antenna is reduced as the device is reduced in size, a single loop antenna may fail to ensure sufficient performance by satisfying predetermined specifications in each function.
一方、上記従来例の第2例のように、機能毎にループアンテナを設ける場合は、それぞれの機能で最適なリアクタンス値に設定することは可能である。しかしながら、この構成はアンテナが2つ必要であり、そのために大きな設置面積が必要となるので、装置の小型化に適応できなくなってくる。さらに、一方のループアンテナ62が他方のループアンテナ61に悪影響を与えることがあり、ループアンテナの特性を劣化させる傾向にあった。
On the other hand, when a loop antenna is provided for each function as in the second example of the conventional example, it is possible to set an optimum reactance value for each function. However, this configuration requires two antennas, which requires a large installation area, and thus cannot be adapted to downsizing of the apparatus. Further, one
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、RFIDのカード機能とリーダライタ機能の双方に対応させる場合に、アンテナ面積を大きくすることなく、装置の小型化に適応できるとともに、それぞれの機能に対して最適なリアクタンス値を設定することが可能なアンテナ装置及び携帯情報端末を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be adapted to downsizing of the apparatus without increasing the antenna area when both the RFID card function and the reader / writer function are supported. An object of the present invention is to provide an antenna device and a portable information terminal that can set an optimum reactance value.
本発明のアンテナ装置は、RFIDにおけるカード機能とリーダライタ機能とに対応可能なアンテナ装置であって、第1のリアクタンス値を有する第1のループと、前記第1のループの一部であって、前記第1のリアクタンス値より小さい第2のリアクタンス値を有する第2のループと、を有し、前記第1のループは、前記カード機能の送受信と前記リーダライタ機能の受信に用いられ、前記第2のループは、前記リーダライタ機能の送信に用いられるものである。
上記構成により、RFIDのカード機能とリーダライタ機能の双方に対応させる場合に、アンテナ面積を大きくすることなくそれぞれの機能に対して最適なリアクタンス値を実現することが可能となる。このため、装置の小型化に適応可能としながら、それぞれの機能における必要な性能を満足させることができる。
An antenna device of the present invention is an antenna device that can handle a card function and a reader / writer function in RFID, and is a first loop having a first reactance value and a part of the first loop. A second loop having a second reactance value smaller than the first reactance value, and the first loop is used for transmission / reception of the card function and reception of the reader / writer function, The second loop is used for transmission of the reader / writer function.
With the above configuration, when both the RFID card function and the reader / writer function are supported, it is possible to realize an optimum reactance value for each function without increasing the antenna area. For this reason, it is possible to satisfy the required performance in each function while being adaptable to downsizing of the apparatus.
また、本発明は、上記のアンテナ装置であって、前記カード機能は、他のリーダライタまたはRFIDから電波を受波して他によってデータを読み取られる機能であり、前記リーダライタ機能は、他のRFIDへ電波を送波して他からデータを読み取る機能であるものを含む。
上記構成により、受信を主としたカード機能と、送信を主としたリーダライタ機能の双方の機能において、それぞれ最適なリアクタンス値を実現することができる。
Further, the present invention is the antenna device described above, wherein the card function is a function of receiving radio waves from another reader / writer or RFID and reading data by others, and the reader / writer function is other functions. This includes the function of transmitting radio waves to RFID and reading data from others.
With the above configuration, it is possible to realize optimum reactance values for both the card function mainly for reception and the reader / writer function mainly for transmission.
また、本発明は、上記のアンテナ装置であって、前記第1のループの一端は、前記カード機能及び前記リーダライタ機能の受信回路、及び前記カード機能の送信回路と接続され、前記第1のループの途中にある前記第2のループの一端は、前記リーダライタ機能の送信回路と接続されるものを含む。
上記構成により、カード機能及びリーダライタ機能の受信、並びにカード機能の送信において第1のリアクタンス値を持つ第1のループが機能して用いられ、リーダライタ機能の送信において第1のループの一部である第2のリアクタンス値を持つ第2のループが機能して用いられることで、それぞれの機能に対して最適なリアクタンス値を実現して動作させることができる。
Further, the present invention is the above antenna device, wherein one end of the first loop is connected to the card function and the reader / writer function receiving circuit, and the card function transmitting circuit, One end of the second loop in the middle of the loop includes one connected to the transmitter circuit of the reader / writer function.
With the above configuration, the first loop having the first reactance value is functioned and used in reception of the card function and the reader / writer function and transmission of the card function, and a part of the first loop is transmitted in the transmission of the reader / writer function. When the second loop having the second reactance value is used as a function, the optimum reactance value for each function can be realized and operated.
また、本発明は、上記のアンテナ装置であって、前記第2のリアクタンス値は、前記第1のリアクタンス値の略半分であるものを含む。
上記構成により、第2のリアクタンス値を簡単な構成で設定でき、カード機能及びリーダライタ機能に対してそれぞれ最適なインダクタンス値を実現できる。
In addition, the present invention includes the antenna device described above, wherein the second reactance value is approximately half of the first reactance value.
With the above configuration, the second reactance value can be set with a simple configuration, and an optimum inductance value can be realized for each of the card function and the reader / writer function.
また、本発明は、上記のアンテナ装置であって、前記第1のループ及び前記第2のループは、巻回したコイル状のループアンテナからなり、前記第2のループは、前記第1のループより巻数が少ないものを含む。
上記構成により、コイル状のループアンテナによって第1のループ及び第2のループを小さい面積で構成することが可能となる。
Further, the present invention is the antenna device described above, wherein the first loop and the second loop are formed by a coiled loop antenna wound, and the second loop is the first loop. Including those with fewer turns.
With the above configuration, the first loop and the second loop can be configured with a small area by the coiled loop antenna.
また、本発明は、上記のアンテナ装置であって、前記第2のループの巻数は、前記第1のループの巻数の略半分であるものを含む。
上記構成により、ループアンテナにおいて第2のリアクタンス値を簡単な構成でかつ小さい面積で設定でき、カード機能及びリーダライタ機能に対してそれぞれ最適なインダクタンス値を実現できる。また、例えば第2のループの巻数を整数とすることで、第2のループの端子を容易に設置することができ、より小型のアンテナ装置を構成できる。
Further, the present invention includes the antenna device described above, wherein the number of turns of the second loop is approximately half the number of turns of the first loop.
With the above configuration, the second reactance value can be set with a simple configuration and a small area in the loop antenna, and an optimum inductance value can be realized for each of the card function and the reader / writer function. For example, by setting the number of turns of the second loop to an integer, the terminal of the second loop can be easily installed, and a smaller antenna device can be configured.
また、本発明は、上記のアンテナ装置であって、前記第1のループの途中にある前記第2のループの一端と、前記リーダライタ機能の送信回路との信号ラインには、前記カード機能の動作時に前記第2のループと前記リーダライタ機能の送信回路とを切り離すスイッチを備えるものを含む。
上記構成により、カード機能の動作時にスイッチをオフして第2のループとリーダライタ機能の送信回路とを切り離すことで、リーダライタ機能動作時の信号ラインに過大な入力が入力されることを防ぐことが可能である。
Further, the present invention provides the antenna device as described above, wherein a signal line between one end of the second loop in the middle of the first loop and a transmission circuit of the reader / writer function is connected to the card function. And a switch having a switch for disconnecting the second loop from the reader / writer function transmission circuit during operation.
With the above configuration, when the card function is operated, the switch is turned off to separate the second loop from the reader / writer function transmission circuit, thereby preventing an excessive input from being input to the signal line during the reader / writer function operation. It is possible.
また、本発明は、上記いずれかに記載のアンテナ装置を備える携帯情報端末を提供する。
上記構成により、アンテナ面積を大きくすることなくカード機能とリーダライタ機能のそれぞれの機能に対して最適なリアクタンス値を設定可能としたアンテナ装置を搭載し、装置の小型化に適応可能であり、かつ、カード機能とリーダライタ機能のそれぞれに必要な性能を満足させるRFIDを備える携帯情報端末を実現できる。
Moreover, this invention provides a portable information terminal provided with the antenna apparatus in any one of the above.
With the above configuration, it is equipped with an antenna device that can set an optimum reactance value for each function of the card function and the reader / writer function without increasing the antenna area, and can be adapted to downsizing of the device, and In addition, it is possible to realize a portable information terminal including an RFID that satisfies the performance required for each of the card function and the reader / writer function.
本発明によれば、RFIDのカード機能とリーダライタ機能の双方に対応させる場合に、アンテナ面積を大きくすることなく、装置の小型化に適応できるとともに、それぞれの機能に対して最適なリアクタンス値を設定することが可能なアンテナ装置及び携帯情報端末を提供できる。 According to the present invention, when both the RFID card function and the reader / writer function are supported, it is possible to adapt to the downsizing of the apparatus without increasing the antenna area and to obtain an optimum reactance value for each function. An antenna device and a portable information terminal that can be set can be provided.
(第1の実施形態)
本実施形態では、携帯電話機などの携帯情報端末に搭載するRFIDのアンテナ装置の構成例を示す。本実施形態にかかるRFIDは、Felica(登録商標)等に適用されるもので、情報を保持する媒体側(受動型RFID)として機能する受動的機能が主体のカード機能と、この媒体に対して情報の読み取り、書き込みを行うリーダライタ(R/W)側(能動型RFID)として機能する能動的機能が主体のリーダライタ機能とを有するものとする。
(First embodiment)
In this embodiment, a configuration example of an RFID antenna device mounted on a portable information terminal such as a cellular phone is shown. The RFID according to the present embodiment is applied to Felica (registered trademark) or the like, and has a card function mainly including a passive function that functions as a medium side (passive RFID) that holds information, and the medium. It is assumed that an active function that functions as a reader / writer (R / W) side (active RFID) that reads and writes information has a reader / writer function mainly.
図1は本発明の第1の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図である。本実施形態のアンテナ装置は、RFID用のアンテナ素子として1つのループアンテナ11を備えており、このループアンテナ11は、中間端子として途中にタップ12を有している。ループアンテナ11の両端にはキャパシタンスC1のコンデンサ13が接続され、これらのループアンテナ11及びコンデンサ13により構成される共振回路が、メモリや送受信回路等を備えるICチップ等によるRFID部15と接続されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an antenna apparatus according to the first embodiment of the present invention. The antenna device of the present embodiment includes one loop antenna 11 as an antenna element for RFID, and this loop antenna 11 has a
ループアンテナ11の一端より延出する端子Aには、RFID部15における、カード機能及びリーダライタ機能の受信回路16と、カード機能の送信回路17とが接続される。ループアンテナ11の途中のタップ12より延出する端子Bには、スイッチ14を介して、RFID部15におけるリーダライタ機能の送信回路18がループアンテナ11と切り離し可能に接続される。また、ループアンテナ11の他端より延出する端子Cは、コンデンサを介して接地され、RFID部15と接続されている。
A terminal A extending from one end of the loop antenna 11 is connected to a receiving
本実施形態のアンテナ装置は、1つのループアンテナ11の途中からタップ12を引き出し、ループアンテナ11をカード機能とリーダライタ機能のそれぞれで最適なリアクタンス値に設定した状態で兼用可能としている。カード機能の送受信とリーダライタ機能の受信においては、ループアンテナ11全体が第1のループとして用いられ、第1のリアクタンス値に対応するインダクタンス値L1によってアンテナの全体を機能させる。また、リーダライタ機能の送信においては、ループアンテナ11のタップ12までの一部が第2のループとして用いられ、第2のリアクタンス値に対応するインダクタンス値L2によってアンテナの一部を機能させる。これにより、カード機能とリーダライタ機能のそれぞれにおいて最適なリアクタンス値を実現する。この際、インダクタンス値L2がインダクタンス値L1よりも小さい値となっている。
The antenna device of the present embodiment can be used in a state where the
また、ループアンテナ11のタップ12とリーダライタ機能の送信回路18とを接続するリーダライタ機能用送信ライン(リーダライタ機能動作時の送信信号の信号ライン)の途中にスイッチ14を設け、カード機能動作時(リーダライタ機能の送信を行わない時)にスイッチ14をオープンにしてループアンテナ11と送信回路18とを切り離す構成としている。これにより、カード機能の受信を行う場合に、リーダライタ機能の送信ラインや送信回路18に過大入力が入力されることを防ぐことができる。
Further, a
図2は本実施形態に係るループアンテナの構成例を示す図である。ループアンテナ11は、ほぼ矩形状に導体が複数巻回されて構成されたコイル状のアンテナである。図1に対応させて、ループアンテナ11の両端が端子A、Cであり、途中のタップ12より延出する中間端子が端子Bである。この構成において、端子Aがカード機能及びリーダライタ機能の受信回路16とカード機能の送信回路17とに接続され、端子Bがスイッチ14を介してリーダライタ機能の送信回路18と接続される。また、端子Cがコンデンサを介して接地されてRFID部15と接続される。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the loop antenna according to the present embodiment. The loop antenna 11 is a coiled antenna formed by winding a plurality of conductors in a substantially rectangular shape. Corresponding to FIG. 1, both ends of the loop antenna 11 are terminals A and C, and an intermediate terminal extending from the
図2の構成例では、コイル状のループアンテナ11は、アンテナ全体(端子Cから端子Aまで)が4ターンの巻数であり、タップ12がほぼ中点に設けられ、ループアンテナ11の一端からタップ12まで(端子Cから端子Bまで)が2ターンの巻数となっている。
In the configuration example of FIG. 2, the coiled loop antenna 11 has a total number of turns of 4 turns from the terminal C to the terminal A, a
ここで、ループアンテナ11のリアクタンス値(巻数Nまたはインダクタンス値Lなどで決まる)の関係は図3に示すとおりである。コイル状のループアンテナ11のリアクタンス値XLは、このコイルのインダクタンス値L(mH)で決まる。図3の例では、ループアンテナ11の全体をインダクタンス値L1で4ターン、ループアンテナ11のタップ12までの一部をインダクタンス値L2で2ターンとして構成する。この場合、カード機能及びリーダライタ機能の受信においてインダクタンス値L1が最適となり、カード機能の送信においてもインダクタンス値L1が最適となり、また、リーダライタ機能の送信においてインダクタンス値L2が最適となる。
Here, the relationship of the reactance value (determined by the number of turns N or the inductance value L) of the loop antenna 11 is as shown in FIG. The reactance value XL of the coiled loop antenna 11 is determined by the inductance value L (mH) of this coil. In the example of FIG. 3, the entire loop antenna 11 is configured with 4 turns with an inductance value L1, and a part of the loop antenna 11 up to the
次に、本実施形態に適用するループアンテナ11のインダクタンス値L及び巻数Nの設定例を示す。RFIDのアンテナをカード機能とリーダライタ機能とに兼用する場合、カード機能(受信メイン)の場合にインダクタンス値L1とし、リーダライタ機能(送信メイン)の場合にインダクタンス値L2とすると、L1>L2に設定する。送信メインのリーダライタ機能では、直流抵抗成分の抵抗値Rをできるだけ小さくするのが好ましい。ただし、ある程度のインダクタンス値Lは必要である。インダクタンス値Lを小さくしすぎると電波が飛ばなくなるので、所望のスペック(送信特性や受信特性等の性能、仕様)を満たせなくなる。 Next, a setting example of the inductance value L and the number of turns N of the loop antenna 11 applied to this embodiment will be shown. When the RFID antenna is used for both the card function and the reader / writer function, assuming that the inductance value is L1 in the case of the card function (reception main) and the inductance value is L2 in the case of the reader / writer function (transmission main), L1> L2 Set. In the reader / writer function of the main transmission, it is preferable to make the resistance value R of the DC resistance component as small as possible. However, a certain inductance value L is necessary. If the inductance value L is too small, radio waves will not fly, so that desired specifications (performance and specifications such as transmission characteristics and reception characteristics) cannot be satisfied.
本実施形態では、図2及び図3の例のように、インダクタンス値L1はコイルの巻数で4ターン(N1=4)、インダクタンス値L2はコイルの巻数で2ターン(N2=2)として構成する。ここでインダクタンス値は、例えばL1=1μH、L2=0.5μHに設定する。 In this embodiment, as in the example of FIGS. 2 and 3, the inductance value L1 is configured to be 4 turns (N1 = 4) by the number of turns of the coil, and the inductance value L2 is configured to be 2 turns (N2 = 2) by the number of turns of the coil. . Here, the inductance values are set to L1 = 1 μH and L2 = 0.5 μH, for example.
このように、1/2×L1=L2ぐらいにするのがそれぞれの機能のスペックを鑑みて回路設計上都合がよい。パターン配置などを考えると、各端子A、B、Cが近接して配置される方が好ましいので、巻数N1及びN2を整数とし、ループアンテナ11を単数または複数巻回した位置で途中のタップ12を引き出して、インダクタンス値L1、L2を設定するのが適当である。つまり、リアクタンス値を巻数で表現すると、N1>N2≧1とし、上記の適当な具体例では、1/2×N1=N2 (すなわちN1=2×N2)とするのが好ましい。このようにループアンテナ11の巻数N1及びN2を整数とすることで、ループアンテナ11の一端からタップ12までの第2のループの端子を容易に設置することができ、より小型のアンテナ装置を構成できる。
As described above, it is convenient in terms of circuit design to set ½ × L1 = L2 in view of the specifications of each function. Considering the pattern arrangement and the like, it is preferable that the terminals A, B, and C are arranged close to each other. Therefore, the number of turns N1 and N2 is an integer, and the
なお、ループアンテナ11の巻数は、上記例では全体の巻数N1を4ターンとしているが、アンテナの開口面積が大きく取れる場合は、N1を3ターンぐらいとするなど、適宜N1、N2を設定すればよい。 In the above example, the number of turns of the loop antenna 11 is set to 4 turns. However, if the antenna has a large opening area, N1 is set to about 3 turns and N1 and N2 are set appropriately. Good.
上述した第1の実施形態によれば、カード機能とリーダライタ機能とを有するRFIDのアンテナ装置において、1つのループアンテナのアンテナエレメントによって、アンテナ面積を大きくすることなくそれぞれの機能に対して最適なリアクタンス値を実現することが可能となる。このため、装置の小型化に適応可能としながら、それぞれの機能における必要な性能を満足させることができる。 According to the first embodiment described above, in an RFID antenna device having a card function and a reader / writer function, the antenna element of one loop antenna is optimal for each function without increasing the antenna area. A reactance value can be realized. Therefore, it is possible to satisfy the required performance in each function while being adaptable to the downsizing of the apparatus.
(第2の実施形態)
図4は本発明の第2の実施形態に係る携帯情報端末の概略構成を示す図である。第2の実施形態は、第1の実施形態のアンテナ装置を携帯電話機などの携帯情報端末に搭載した構成例を示す。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a portable information terminal according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment shows a configuration example in which the antenna device of the first embodiment is mounted on a portable information terminal such as a mobile phone.
本実施形態の携帯情報端末110は、アンテナ装置101、RFID制御部103、メモリ104、インターフェース(I/F)部105、中央制御部111、表示部112、入力部113、情報格納部114、無線通信部115を備えている。
The
アンテナ装置101は、第1の実施形態の構成を有し、外部のリーダライタ200及びICタグ210との間で非接触通信によるデータ送受信を行う。RFID部15は、検波、変復調、クロック抽出など、ループアンテナ11から送受信されるアナログ信号の送受信に関する処理を行う。また、RFID部15は、スイッチ14を制御して、リーダライタ200と通信を行うカード機能と、ICタグ210と通信を行うリーダライタ機能とで送信ラインを切り替える。
The
RFID制御部103は、送受信データの処理やその他RFID部15の動作を統括的に制御する。このRFID制御部103には、RFIDに関する情報を記憶するメモリ104が接続される。メモリ104は、電源保持不要で書き込み可能なフラッシュメモリなどで構成され、リーダライタ200やICタグ210とやり取りされる電子マネーや電子チケットなどのバリュー情報などのデータ、及びこれらの電子マネーや電子チケットのRFID機能を実現するアプリケーションなどを格納する。なお、メモリ104等をアンテナ装置101のRFID部15に設けるようにしてもよい。
The
インターフェース部105は、RFID制御部103を携帯端末装置110の本体と接続するための機能モジュールである。メモリ104に書き込まれたデータは、インターフェース部105を経由して、携帯情報端末110本体側に転送することができる。
The
中央制御部111は、例えばマイクロプロセッサ、RAM、ROM等で構成され、マイクロプロセッサは、ROMに格納されたプログラム・コードに従って、RAMを作業領域に用いて携帯情報端末110の動作に関するさまざまな処理を実行する。中央制御部111は、インターフェース部105経由でRFID部15にアクセスすることができる。この中央制御部111には、アプリケーションやコンテンツデータなどの各種情報を格納する情報格納部114が接続されている。情報格納部114は、書き込み可能なフラッシュメモリなどで構成され、端末内部の固定メモリ、着脱可能なメモリカードなどが用いられる。
The
表示部112は、例えば液晶表示ディスプレイ等で構成される。この表示部112は、RFID機能の状態、各種処理結果、コンテンツデータの再生結果などを画面出力して表示を行い、ユーザに通知することができる。入力部113は、押しボタンキー、多方向スイッチ、ジョグダイヤル、あるいは表示部112の表示画面に重ねて配置されたタッチパネルなどで構成され、ユーザが携帯情報端末110に対して操作指示やデータの入力等を行うために使用される。無線通信部115は、携帯電話等の移動体通信を行うための無線通信機能を有する機能ブロックであり、外部の基地局等を介して他の端末と通信が可能である。これらの携帯情報端末110の各部は、バッテリなど図示しない主電源からの給電により駆動する。
The
カード機能を実行する場合は、携帯情報端末110をリーダライタ200の近傍にかざすことによって、アンテナ装置101とリーダライタ200との間で非接触データ通信が開始される。そして、PINなどの暗証番号の照合を経て、リーダライタ200によりメモリ104内の電子チケットや電子マネーなどのバリュー情報などへのアクセスが許可され、データの読み取り、書き込みが行われる。この際、アンテナ装置101のスイッチ14はオフとし、リーダライタ機能用の送信ラインは切り離しておく。
When the card function is executed, contactless data communication is started between the
一方、リーダライタ機能を実行してICタグ210の情報の読み取りや書き込みを行う場合は、スイッチ14をオンとしてリーダライタ機能用の送信ラインを接続し、RFID部15からリーダライタ機能の送信信号を出力する。これにより、ループアンテナ11の一部を機能させてICタグ210に対して送信を行い、非接触データ通信を開始させる。このとき、ICタグ210は、ループアンテナ11から放射される電波によって活性化される。次に、ICタグ210から放射される電波をループアンテナ11全体を機能させて受信することで、ICタグ210からデータを読み取る。ICタグ210より読み出された情報は、RFID制御部103で解読され、メモリ104に格納したり、表示部112に表示することができる。
On the other hand, when reading or writing information of the
上述した第2の実施形態では、第1の実施形態に示したアンテナ装置を搭載し、1つのループアンテナのアンテナエレメントによって、アンテナ面積を大きくすることなくカード機能とリーダライタ機能のそれぞれの機能に対して最適なリアクタンス値を設定可能としている。このため、装置の小型化に適応可能であり、かつ、カード機能とリーダライタ機能のそれぞれに必要な性能を満足させるRFIDを備える携帯情報端末を実現できる。 In the second embodiment described above, the antenna device shown in the first embodiment is mounted, and the function of the card function and the reader / writer function can be achieved without increasing the antenna area by the antenna element of one loop antenna. On the other hand, an optimum reactance value can be set. For this reason, it is possible to realize a portable information terminal including an RFID that can be adapted to downsizing of the apparatus and that satisfies the performance required for each of the card function and the reader / writer function.
なお、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。 It should be noted that the present invention is not limited to those shown in the above-described embodiments, and those skilled in the art can also make changes and applications based on the description in the specification and well-known techniques. Yes, included in the scope of protection.
本発明は、RFIDのカード機能とリーダライタ機能の双方に対応させる場合に、アンテナ面積を大きくすることなく、装置の小型化に適応できるとともに、それぞれの機能に対して最適なリアクタンス値を設定することが可能となる効果を有し、例えばFelica(登録商標)等のRFIDシステムに用いられるアンテナ装置及び携帯情報端末等として有用である。 The present invention can be adapted to downsizing of the apparatus without increasing the antenna area when setting both the RFID card function and the reader / writer function, and sets an optimum reactance value for each function. For example, it is useful as an antenna device and a portable information terminal used in an RFID system such as Felica (registered trademark).
11 ループアンテナ
12 タップ
13 コンデンサ
14 スイッチ
15 RFID部
16 受信回路(カード機能及びリーダライタ機能)
17 送信回路(カード機能)
18 送信回路(リーダライタ機能)
101 アンテナ装置
103 RFID制御部
104 メモリ
105 インターフェース(I/F)部
110 携帯情報端末
111 中央制御部
112 表示部
113 入力部
114 情報格納部
115 無線通信部
200 リーダライタ
210 ICタグ
11
17 Transmitter circuit (card function)
18 Transmitter circuit (Reader / writer function)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
第1のリアクタンス値を有する第1のループと、
前記第1のループの一部であって、前記第1のリアクタンス値より小さい第2のリアクタンス値を有する第2のループと、を有し、
前記第1のループは、前記カード機能の送受信と前記リーダライタ機能の受信に用いられ、
前記第2のループは、前記リーダライタ機能の送信に用いられる、アンテナ装置。 An antenna device capable of supporting a card function and a reader / writer function in RFID,
A first loop having a first reactance value;
A second loop that is part of the first loop and has a second reactance value that is less than the first reactance value;
The first loop is used for transmission / reception of the card function and reception of the reader / writer function,
The second loop is an antenna device used for transmission of the reader / writer function.
前記カード機能は、他のリーダライタまたはRFIDから電波を受波して他によってデータを読み取られる機能であり、
前記リーダライタ機能は、他のRFIDへ電波を送波して他からデータを読み取る機能であるアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1,
The card function is a function for receiving radio waves from other reader / writers or RFID and reading data by others,
The reader / writer function is an antenna device that transmits radio waves to other RFIDs and reads data from others.
前記第1のループの一端は、前記カード機能及び前記リーダライタ機能の受信回路、及び前記カード機能の送信回路と接続され、前記第1のループの途中にある前記第2のループの一端は、前記リーダライタ機能の送信回路と接続されるアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1,
One end of the first loop is connected to a receiving circuit for the card function and the reader / writer function, and a transmitting circuit for the card function, and one end of the second loop in the middle of the first loop is An antenna device connected to the transmitter circuit of the reader / writer function.
前記第2のリアクタンス値は、前記第1のリアクタンス値の略半分であるアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1,
The antenna device, wherein the second reactance value is substantially half of the first reactance value.
前記第1のループ及び前記第2のループは、巻回したコイル状のループアンテナからなり、前記第2のループは、前記第1のループより巻数が少ないアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1,
The first loop and the second loop are coiled loop antennas that are wound, and the second loop is an antenna device that has fewer turns than the first loop.
前記第2のループの巻数は、前記第1のループの巻数の略半分であるアンテナ装置。 The antenna device according to claim 5, wherein
The antenna device, wherein the number of turns of the second loop is substantially half of the number of turns of the first loop.
前記第1のループの途中にある前記第2のループの一端と、前記リーダライタ機能の送信回路との信号ラインには、前記カード機能の動作時に前記第2のループと前記リーダライタ機能の送信回路とを切り離すスイッチを備えるアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1,
A signal line between one end of the second loop in the middle of the first loop and the transmission circuit for the reader / writer function is transmitted to the second loop and the reader / writer function during operation of the card function. An antenna device including a switch for separating a circuit.
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- 2007-12-21 JP JP2007330661A patent/JP2009153023A/en active Pending
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