JP2011238015A - 非接触通信媒体、アンテナパターン配置媒体、通信装置及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非接触通信媒体がリーダ・ライタと通信を行う際の通信不感帯をなくす。
【解決手段】導体を基材上に平面状に巻回させたアンテナコイル部１２０と、アンテナコイル部に接続されるコンデンサ１１２と、アンテナコイル部及びコンデンサに接続されて非接触通信の処理を行う通信処理部１１１とを備えたものに適用される。構成としては、アンテナコイル部１２０で囲まれる位置に、アンテナコイル部及びコンデンサとは電気的に接続されていない所定面積の金属パターン２０１，２０２，２０３を備えたものである。この金属パターンを設けたことで、リーダ・ライタとの最大通信距離を変化させずに、通信不感帯を無くすことが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、近接したリーダ・ライタとの間で非接触無線通信を行う非接触通信媒体、その非接触通信媒体が備えるアンテナパターン配置媒体、及びその非接触通信媒体を内蔵した通信装置、並びに非接触無線通信を行うものに適用される通信方法に関する。

近接したリーダ・ライタとの間で非接触無線通信を行う非接触通信媒体として、非接触型ＩＣカードと称されるものが普及している。例えば、鉄道系における改札システムやコンビニエンスストアなどにおける料金支払いシステム、入退室システムなどに広く活用されている。この非接触型ＩＣカードは、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification），無線ＩＣタグなどとも称される。

このような非接触型ＩＣカードは、内部にはＩＣチップが埋め込まれているため、入退室や課金などの管理用として素早く反応・処理され、磁気カードなどに比べると非常に利便性が高いものである。

図１１は、従来の非接触型ＩＣカードの構成例を示した図である。図１１（ａ）は、樹脂基材上に非接触通信用の回路が配置された状態を示したものであり、実際の製品としての非接触型ＩＣカードは、表面に外装材としてのフィルムなどが配置されて、内部の回路は隠れている。
図１１（ａ）に示した構成について説明すると、基材１０の表面には、その基材１０の外周寄りの箇所に、アンテナコイル部２０が配置してある。アンテナコイル部２０は、銅やアルミニュームなどの導体で構成される一定幅の導体パターンを、基材１０の外周寄りの表面で複数回（この例では約４回）、巻回させて一定間隔で配置した構成としてある。

アンテナコイル部２０の一端部２１及び他端部２２は、通信処理を行う集積回路部品であるＩＣチップ１１と接続してある。この場合、アンテナコイル部２０の一端部２１は、基材１０の裏面側と導通させて、その裏面側の導体パターン１４を介して、通信処理を行うＩＣチップ１１と接続してある。アンテナコイル部２０の他端部２２は、導体パターン１３を介してＩＣチップ１１と接続してある。

また、アンテナコイル部２０の一端部２１及び他端部２２は、コンデンサ１２及び調整用コンデンサ３０と接続してある。コンデンサ１２及び調整用コンデンサ３０についても、裏面側の導体パターン１４を使用して接続してある。

コンデンサ１２は、アンテナコイル部２０で受信した搬送波により生じた電荷を蓄積して、ＩＣチップ１１を駆動させる電力を得るものであり、表面側の導電パターンで構成される第１電極部と、裏面側の導電パターンで構成される第２電極部とを備える。そして、基材１０を介して対向した第１電極部と第２電極部とで、電荷を蓄積する。このコンデンサ１２を構成する各電極部は、比較的大きな面積として、比較的大きな電荷を蓄積できるようにしてある。

調整用コンデンサ３０は、共振周波数を変更するためのものであり、構成としては、アンテナコイル部２０の他端部２２に接続された表面側の第１導体パターン３１と、導体パターン１４に接続された裏面側の第２導体パターン３２とを備える。表面側の第１導体パターン３１は、櫛歯状に導体パターンが配置してあり、裏面側の第２導体パターン３２は、その櫛歯状の部分と直交するように配置してあり、それぞれの直交部で電荷を蓄積する。調整用コンデンサ３０は、コンデンサ１２に比べて容量が小さなコンデンサである。この調整用コンデンサ３０は、非接触型ＩＣカードの製造工程での共振周波数の調整時に、櫛歯状の導体パターンの途中を切断させて、コンデンサの容量を減少させて、共振周波数を上げるものである。

図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示した非接触型ＩＣカードの構成の等価回路を示したものである。
図１１（ｂ）に示したように、アンテナコイル部２０に並列にＩＣチップ１１とコンデンサ１２及び調整用コンデンサ３０が接続された構成である。

調整用コンデンサ３０で共振周波数を上げる調整を行う処理は、第１導体パターン３１と第２導体パターン３２の途中を切断させることで行われる。この処理は、例えば第１導体パターン３１の切断箇所において、基材１０ごと孔を開けて、第１導体パターン３２や第２導体パターン３２を抜き取ることが行われる。

この製造工程での共振周波数の調整処理は、図示しない調整装置を使って自動的に行われる。即ち、調整装置では、通信媒体の共振周波数を補正するための切断位置のデータを予め持っておき、実際に測定した共振周波数に基づいて、切断位置を判断して、その判断した位置の基材に孔を開けることで調整を行う。この調整を行うことで、適正な共振周波数を持った非接触型ＩＣカードとすることができる。

図１２は、図１１の例とは別の中間タップありの構成例である。
図１２（ａ）に示した構成について説明すると、基材１０の表面には、その基材１０の外周寄りの箇所に、導体パターンを複数回巻回させたアンテナコイル部２０が配置してある。アンテナコイル部２０の一端部２１及び他端部２２は、通信処理を行う集積回路部品であるＩＣチップ１１と接続してある。アンテナコイル部２０の一端部２１は、裏面側の導体パターン１４を介して、通信処理を行うＩＣチップ１１と接続してある。

また、コンデンサ１２は、裏面側ではアンテナコイル部２０の一端部２１と接続してあり、表面側では、アンテナコイル部２０の他端部２２からアンテナ延長部２３を設けて、その延長部の端部２４と接続させてある。
調整用コンデンサ３０についても、裏面側の導体パターン１４が裏面側の第２導体パターン３２に接続してあり、表面側の端部２４が第１導体パターン３１に接続してある。

図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示した非接触型ＩＣカードの構成の等価回路を示したものである。
図１２（ｂ）に示したように、アンテナコイル部２０にはＩＣチップ１１が接続してあり、コンデンサ１２及び調整用コンデンサ３０については、アンテナコイル部２０及び延長部２３を介して接続された構成である。アンテナコイル部２０と延長部２３との接続点である他端部２２が、中間タップとなる。調整用コンデンサ３０による調整処理については、図１１の例と同様である。

この図１２の構成の場合には、調整用コンデンサ３０を使った調整を行うことで、ＩＣチップ１１に接続されるインダクタンス値を変更させることなく、全体のインダクタンス値を変更することが可能になる。

特許文献１には、ＲＦＩＤタグについての記載があり、アンテナコイル配置位置の外側にダミーパターンを設ける構成が記載されている。

特開２００７−１０２３４８号公報

ところで、電子マネー機能などを有する非接触型ＩＣカードは、携帯電話端末に内蔵されたものも存在するが、電子マネー機能を有しない携帯電話端末や携帯型音楽プレーヤーなどが多数存在しており、これに電子マネー機能を追加してほしいとの要望も多い。このため、近年においては携帯電話端末に簡易的にＩＣカード機能をもたせることを実現するために、端末の筐体に合わせたＩＣカードを格納できるケースが販売されている。しかしながら、このようなケースでは、ＩＣカードをそのまま携帯電話端末に密着させるだけであり、厚みや体積を要してユーザーの使用感を損ねる可能性が高い。また非接触型ＩＣカード自体が自由空間（周辺に金属体等がない状態）を想定して設計、製造されているため、携帯電話端末などの内部が金属体を有する筺体が近くにあると通信距離が著しく劣化する可能性がある。

従来、電子機器の筺体に貼った状態においても通信特性を満足させるために、電子機器と非接触型ＩＣカードとの間に磁性シートを設置することが考えられ、これにより通信距離を向上させることが可能となる。しかしながら、通信距離を向上させたとしても、リーダ・ライタおよび非接触型ＩＣカード（非接触通信媒体）の組み合わせによっては、通信不可能な領域（以下、通信不感帯という）が存在する場合がある。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、非接触通信媒体がリーダ・ライタと通信を行う際の通信不感帯をなくすことを目的とする。

本発明は、絶縁材よりなる基材と、導体を基材上に平面状に巻回させたアンテナコイル部と、アンテナコイル部に接続されるコンデンサと、アンテナコイル部及びコンデンサに接続されて非接触通信の処理を行う通信処理部とを備えたものに適用される。
構成としては、アンテナコイル部で囲まれる位置に、アンテナコイル部及びコンデンサとは電気的に接続されていない所定面積の金属パターンを備えたものである。

アンテナコイル部及びコンデンサとは電気的に接続されていない所定面積の金属パターンを、アンテナコイル部で囲まれる位置に設けたことで、リーダ・ライタとの最大通信距離を変化させずに、通信不感帯を無くすことが可能になる。

本発明によると、アンテナコイル部で囲まれる位置に金属パターンを設けたことで、リーダ・ライタとの最大通信距離を変化させずに、通信不感帯を無くすことができる。従って、例えば電子機器の筺体に非接触通信媒体を貼り付けるような使用状態であっても、良好にリーダ・ライタとの非接触無線通信が行える。

本発明の一実施の形態による構成例を示す平面図（ａ）及び等価回路図（ｂ）である。 本発明の一実施の形態による非接触通信媒体の表面と裏面を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態による非接触通信媒体の全体構成を分解して示す分解斜視図である。 本発明の一実施の形態による非接触通信媒体を端末装置と組み合わせた状態を分解して示す側面図である。 本発明の一実施の形態による通信距離特性例を示す特性図である。 本発明の一実施の形態による非接触通信媒体の他の例（変形例１：金属パターンを１つにした例）を示す平面図である。 本発明の一実施の形態による非接触通信媒体の他の例（変形例２：金属パターンの分割数を増やした例）を示す平面図である。 図７例の通信距離特性例を示す特性図である。 本発明の一実施の形態による非接触通信媒体の他の例（変形例３：金属パターンを２つの方向に分割させた例）を示す平面図である。 図９例の通信距離特性例を示す特性図である。 従来の非接触ＩＣカードの一例を示す平面図（ａ）及び等価回路図（ｂ）である。 従来の非接触ＩＣカードの他の例（中間タップありの例）を示す平面図（ａ）及び等価回路図（ｂ）である。

本発明の実施の形態を、以下の順序で説明する。
１．一実施の形態の媒体の構成例（図１，図２）
２．全体構成例（図３，図４）
３．一実施の形態の構成による特性の説明（図５）
４．変形例１（図６）
５．変形例２（図７，図８）
６．変形例３（図９，図１０）
７．その他の変形例

［１．一実施の形態の媒体の構成例］
以下、図１及び図２を参照して、本実施の形態の非接触ＩＣカードの構成について説明する。本実施の形態においては、樹脂シートで構成される基材に、これから説明する導体パターンを配置して、アンテナコイル配置媒体とした上で、さらにＩＣチップなどの部品を取り付けて、非接触通信媒体１１０として構成させたものである。後述するように、非接触通信媒体１１０は、基材の前後に他のシートなどが配置されて、非接触ＩＣカードとして完成する。

図１（ａ）は、非接触通信媒体１１０の表面側の平面図であり、図２はその非接触通信媒体１１０の表面１１０ａ及び裏面１１０ｂを示したものである。但し、図２に示した裏面１１０ｂは、表面との対応が判りやすいように、表面側から見た裏面としてあり、実際に裏面を見た場合には、図２の状態とは上下が逆になる。

図１及び図２に示したように、非接触通信媒体１１０は、各種カードなどと同様の長方形の基材で構成させてあり、非接触通信媒体１１０の表面には、その非接触通信媒体１１０の外周寄りの箇所に、アンテナコイル部１２０が配置してある。アンテナコイル部１２０は、銅やアルミニュームなどの導体で構成される一定幅の導体パターンを、非接触通信媒体１１０の外周寄りの表面で複数回（この例では約４回）、巻回させて配置した構成としてある。

アンテナコイル部１２０の一端部１２１及び他端部１２２は、通信処理を行う集積回路部品であるＩＣチップ１１１と接続してある。この場合、アンテナコイル部１２０の一端部１２１は、基材の裏面側と導通させて、その裏面側の導体パターン１１３を介して、通信処理を行うＩＣチップ１１１と接続してある。図２に示すように、裏面側の導体パターン１１３は、ＩＣチップ接続箇所１１４で、基材の裏面から表面に導通させて、ＩＣチップ１１１と接続してある。アンテナコイル部１２０の他端部１２２は、ＩＣチップ１１１と直接接続してある。

また、アンテナコイル部１２０の一端部１２１及び他端部１２２は、コンデンサ１１２及び調整用コンデンサ１３０と接続してある。コンデンサ１１２は、基材の裏面側ではアンテナコイル部１２０の一端部１２１と導電パターン１１３を介して接続してあり、表面側では、アンテナコイル部１２０の他端部１２２からアンテナ延長部１２３を設けて、その延長部の端部１２４と接続させてある。

コンデンサ１１２は、アンテナコイル部１２０で受信した搬送波により生じた電荷を蓄積して、ＩＣチップ１１１を駆動させる電力を得るものである。図２に示すように、表面側の導電パターンで構成される第１電極部１１２ａと、裏面側の導電パターンで構成される第２電極部１１２ｂとを備えて、基材を介して対向した第１電極部１１２ａと第２電極部１１２ｂとで、電荷を蓄積する。このコンデンサ１１２を構成する各電極部１１２ａ，１１２ｂは、比較的大きな面積として、比較的大きな電荷を蓄積できるようにしてある。

調整用コンデンサ１３０は、共振周波数を変更するためのものであり、図２に示すように、アンテナコイル部１２０の他端部１２２に接続された表面側の第１導体パターン１３１と、第２電極部１１２ｂに接続された裏面側の第２導体パターン１３２とを備える。表面側の第１導体パターン１３１は、櫛歯状に導体パターンが複数配置してあり、裏面側の第２導体パターン１３２は、その櫛歯状の部分と直交するように配置してあり、それぞれの直交部で電荷を蓄積する。調整用コンデンサ１３０は、コンデンサ１１２に比べて容量が小さなコンデンサである。この調整用コンデンサ１３０は、非接触型ＩＣカードの製造工程での共振周波数の調整時に、櫛歯状の導体パターンの途中を切断させて、コンデンサの容量を減少させて、共振周波数を上げるものである。
ここまでは、図１２に示した従来例の非接触型ＩＣカードと同じ構成である。

そして本実施の形態の例においては、非接触通信媒体１１０を構成する基材の上に、金属パターン２０１，２０２，２０３を配置したものである。この金属パターン２０１，２０２，２０３は、図１，図２の例では、アンテナコイル部１２０を構成する導体が配置された面と同じ面に配置してあり、アンテナコイル部１２０の内側の基材上に配置してある。

各金属パターン２０１，２０２，２０３は、銅やアルミニューム箔などの金属製の導電材料で構成され、アンテナコイル部１２０やコンデンサ１１２などの他の回路部とは電気的に接続されていない状態で配置してある。例えば、各金属パターン２０１，２０２，２０３は、アンテナコイル部１２０を構成する導電パターンと同一の金属素材として、アンテナコイル部１２０をエッチングなどで形成させる際に、同時に金属パターン２０１，２０２，２０３を形成させる。

図１，図２の例では、３つの金属パターン２０１，２０２，２０３は、カード状の非接触通信媒体１１０を横長としたときに、上下方向（縦）に３つ並ぶ配置としてあり、それぞれの金属パターン２０１，２０２，２０３は同じ大きさとしてある。３つの金属パターン２０１，２０２，２０３の間の隙間は、１ｍｍ前後の比較的狭い隙間としてあり、直線状に隙間を配置してある。

各金属パターン２０１，２０２，２０３の配置状態は、アンテナコイル部１２０の最内周の内側の基材表面の内で、ＩＣチップ１１１とコンデンサ１１２と調整用コンデンサ１３０とが配置された箇所以外の部分を使って、極力大きな面積となるようにしてある。
即ち、本実施の形態の例では、図１に示すように、アンテナコイル部１２０を構成するパターンが配置された内側の、左隅の領域に、ＩＣチップ１１１とコンデンサ１１２と調整用コンデンサ１３０をまとめて配置してある。そして、アンテナコイル部１２０を構成するパターンが配置された内側の、ほぼ中央から右側の比較的大きな領域に、３つの金属パターン２０１，２０２，２０３を配置してある。
この３つの金属パターン２０１，２０２，２０３を配置したことで、非接触型ＩＣカードをリーダ・ライタに近接させた場合、リーダ・ライタ側のアンテナが、金属パターン２０１〜２０３の配置位置と大部分で重なるようになる。即ち、リーダ・ライタ側のアンテナは、一般にはＩＣカード側アンテナよりも小さなアンテナであり、近接非接触通信時には、その小さなアンテナのかなりの部分が、金属パターン２０１〜２０３と重なるようになる。
図１に仮想線で示したリーダ・ライタ側アンテナ位置３００は、本例の非接触型ＩＣカードを、リーダ・ライタのほぼ中心に近接させた場合の位置関係であり、このようにリーダ・ライタ側のアンテナと重なる位置に金属パターンが位置するようになる。

図１（ｂ）は、図１（ａ）及び図２に示した非接触通信媒体１１０の回路の等価回路を示したものである。この等価回路は、図１２（ｂ）に示した等価回路と基本的に同じである。
図１（ｂ）に示したように、アンテナコイル部１２０にはＩＣチップ１１１が接続してあり、コンデンサ１１２及び調整用コンデンサ１３０は、アンテナコイル部１２０及び延長部１２３を介して接続された構成である。アンテナコイル部１２０と延長部１２３との接続点である他端部１２２が、中間タップとなる。

［２．全体構成例］
次に、ここまで説明した非接触通信媒体１１０を備えた非接触型ＩＣカードの全体構成例について説明する。
図３は、非接触型ＩＣカード全体を分解して示した図である。非接触型ＩＣカードは、非接触通信媒体１１０の表面に、外装材１６０を配置してある。この外装材１６０は、比較的厚さがある樹脂材で構成してあるが、薄型の樹脂シートで構成してもよい。
非接触通信媒体１１０の裏面には、磁性シート１８０と粘着シート１７０とを順に配置し、それぞれを一体化させて、非接触型ＩＣカードとして組み立てられる。
磁性シート１８０は、磁性材で構成されるシートであり、例えば、高透磁率の磁性粉をポリマー材料などの樹脂材料に混入させて形成させたシートである。

このように粘着シート１７０を裏面側に設けたことで、非接触型ＩＣカードは、他の電子機器に取り付けて、通信装置として組み立てることが簡単にできるようになる。即ち、例えば図４に示したように、携帯電話端末，スマートフォン，情報端末，ＡＶ再生機器などの端末装置２００の背面に、本実施の形態の非接触型ＩＣカードを貼り付けて、非接触通信機能付き通信装置として構成させることができる。この場合、磁性シート１８０を設けてあるために、非接触型ＩＣカードを図示しないリーダ・ライタと近接させて非接触通信を行う際に、端末装置２００内の回路に邪魔されずに、良好に非接触通信が行える。

具体的には、磁性シート１８０がコイルアンテナ部１２０に近接して配置されることで、非接触無線通信を行う際には、リーダ・ライタからの磁束が磁性シートに集中し、その磁性シートに隣接したコイルアンテナ部１２０での送受信状態が改善される。特に、図４に示したように別体の端末装置２００に貼り付けた状態では、その端末装置２００の筐体そのものや内部部品として、比較的大型の金属部品があると、その金属部品の影響でコイルアンテナ部１２０で送受信できる性能が落ちる可能性が高い。ここで、磁性シート１８０が、コイルアンテナ部１２０と端末装置２００の間にあることで、磁性シート１８０に磁束が集中して、端末装置２００の影響による無線通信感度の低下を阻止できる。
さらに本実施の形態の場合には、図１，図２に示したように、アンテナコイル部１２０の内側となる位置に、金属パターン２０１，２０２，２０３を配置したことで、さらに無線通信特性を向上させることができる。

［３．一実施の形態の構成による特性の説明］
次に、本実施の形態の例の非接触型ＩＣカードで、無線通信特性が改善される例について説明する。
図５は、本実施の形態の例（金属パターン２０１〜２０３あり）の非接触型ＩＣカードの特性（図５の右側の特性）と、金属パターンなし（図１２例）の非接触型ＩＣカードの特性（図５の左側の特性）を比較したものである。
図５の縦軸は、リーダ・ライタから非接触型ＩＣカードまでの距離Ｄを［ｍｍ］で示してあり、通信正答率が１００％となる範囲を、通信可能範囲としてある。
図５に示すように、いずれの例の場合でも、距離Ｄが５０ｍｍを越えた範囲まで通信が可能であるが、金属パターンなしの場合には、距離Ｄが数ｍｍのときに、通信正答率が１００％未満となる通信不感帯が発生している。

これに対して、金属パターンありの本実施の形態の構成の場合には、通信正答率が１００％となる範囲内で、通信不感帯が発生することがなく、リーダ・ライタと非接触型ＩＣカードとの距離が、０ｍｍから５０ｍｍ程度までどの距離であっても確実に通信できる。従って、本実施の形態の構成によると、従来よりも無線通信性能を改善することができる。
このような効果は、図１にリーダ・ライタ側アンテナ位置３００を示したように、リーダ・ライタ側のアンテナが比較的小さなアンテナであり、そのリーダ・ライタ側アンテナと金属パターンとが重なることが寄与している。
なお、図５に示した効果は、図３に示した磁性シート１８０がある場合と、ない場合のいずれの構成の場合でも効果が得られる。

［４．変形例１］
図６は、本実施の形態の変形例１を示したものである。図６において、図１及び図２に対応する部分には同一符号を付す。
この図６の例では、アンテナコイル部１２０が配置された基材上に配置する金属パターン２１１として、１つの大面積の金属パターンとしたものである。
即ち、アンテナコイル部１２０の最内周の内側の基材表面の内で、ＩＣチップ１１１とコンデンサ１１２と調整用コンデンサ１３０とが配置された箇所以外の部分を使って、極力大きな面積となる、１つの金属パターン２１１を配置したものである。
図６の例では、１つの金属パターン２１１の面積は、図１例の３つの金属パターン２０１〜２０３を合計した面積とほぼ等しくなるようにしてある。
この図６例とした場合の無線通信特性は示さないが、ほぼ図５に示した金属パターンありの特性と同じである。

［５．変形例２］
図７は、本実施の形態の変形例２を示したものである。図７において、図１及び図２に対応する部分には同一符号を付す。
この図７の例では、アンテナコイル部１２０が配置された基材上に配置する金属パターン２２１〜２２７として、上下方向に７分割した金属パターンとしたものである。
即ち、アンテナコイル部１２０の最内周の内側の基材表面の内で、ＩＣチップ１１１とコンデンサ１１２と調整用コンデンサ１３０とが配置された箇所以外の部分を使って、カードを横長とした場合に上下方向に７分割した金属パターン２２１，２２２，２２３，・・・，２２７を配置したものである。
図７の例では、７つの金属パターン２２１〜２２７を合計した面積は、図１例の３つの金属パターン２０１〜２０３を合計した面積とほぼ等しくなるようにしてある。

図７例の構成とした場合の無線通信特性を、図８に示す。
図８（ａ）は、リーダ・ライタ側のアンテナの中心に非接触型ＩＣカードを配置した場合の特性であり、縦軸は、リーダ・ライタから非接触型ＩＣカードまでの距離Ｄを［ｍｍ］で示してあり、通信正答率が１００％となる範囲を、通信可能範囲としてある。
図８（ａ）に示されるように、無線通信可能な距離は、図５の特性とほぼ同じ距離で無線通信可能であり、不感帯も発生していない。
図８（ｂ）は、リーダ・ライタ側のアンテナの中心からＸ方向及びＹ方向にシフトさせた場合の特性を示したものである。Ｘ方向とＹ方向は、直交する方向である。
図８（ｂ）において、ＸＹ０として示した位置が、リーダ・ライタの中心に配置した例である。そして、その位置からＸ方向に＋１０ｍｍと−１０ｍｍずらした状態（Ｘ＋１０及びＸ−１０）、及びＹ方向に＋１０ｍｍと−１０ｍｍずらした状態（Ｙ＋１０及びＹ−１０）を示している。
シフトさせても、ほぼ特性に変化はなく、Ｙ方向に−１０ｍｍずらした場合にだけ、リーダ・ライタとの距離が数ｍｍの範囲で、若干の不感帯が発生している。
従って、図７例の構成の場合にも、良好な無線通信特性が得られる。

［６．変形例３］
図９は、本実施の形態の変形例３を示したものである。図９において、図１及び図２に対応する部分には同一符号を付す。
この図９の例は、アンテナコイル部１２０が配置された基材上に配置する金属パターン２３１〜２３８として、上下方向に４分割した金属パターン２３１〜２３４を配置すると共に、左右方向に４分割した金属パターン２３５〜２３８を組み合わせたものである。
即ち、アンテナコイル部１２０の最内周の内側の基材表面の内で、ＩＣチップ１１１とコンデンサ１１２と調整用コンデンサ１３０とが配置された箇所以外の部分を使って、カードを横長とした場合に上下方向に４分割した金属パターン２３１，２３２，２３３，２３４を配置する。ここで、金属パターン２３２と金属パターン２３３との間は、離しておく。そして、その２つの金属パターンを離した位置に、分割方向が直交する方向である横方向に４分割した金属パターン２３５，２３６，２３７，２３８を配置したものである。
この場合、横方向に４分割した金属パターン２３５，２３６，２３７，２３８は、右端の金属パターン２３５を大きな面積とし、他の３つの金属パターン２３６，２３７，２３８を、それより小さな同じ面積としてある。上下方向に分割した金属パターン２３１，２３２，２３３，２３４は、それぞれ同じ面積としてある。

図９例の構成とした場合の無線通信特性を、図１０に示す。
図１０（ａ）は、リーダ・ライタ側のアンテナの中心に非接触型ＩＣカードを配置した場合の特性であり、縦軸は、リーダ・ライタから非接触型ＩＣカードまでの距離Ｄを［ｍｍ］で示してあり、通信正答率が１００％となる範囲を、通信可能範囲としてある。
図１０（ａ）に示されるように、無線通信可能な距離は、図５の特性とほぼ同じ距離で無線通信可能であり、不感帯も発生していない。
図１０（ｂ）は、リーダ・ライタ側のアンテナの中心からＸ方向及びＹ方向にシフトさせた場合の特性を示したものである。Ｘ方向とＹ方向は、直交する方向である。
図１０（ｂ）において、ＸＹ０として示した位置が、リーダ・ライタの中心に配置した例である。そして、その位置からＸ方向に＋１０ｍｍと−１０ｍｍずらした状態（Ｘ＋１０及びＸ−１０）、及びＹ方向に＋１０ｍｍと−１０ｍｍずらした状態（Ｙ＋１０及びＹ−１０）を示している。
図１０から判るように、この図９例の構成の場合には、シフトさせても、全く不感帯が発生していない。
従って、図９例の構成の場合にも、良好な無線通信特性が得られる。特に、リーダ・ライタの中心からある程度シフトさせても、それなりに特性が確保される効果を有する。

［７．その他の変形例］
図１などに示した実施の形態の例では、いわゆる中間タップありの回路構成（図１２の構成）において、金属パターンを設けた例とした。これに対して、中間タップなしの図１１の構成においても、アンテナコイル部の内側に、金属パターンを設けるようにしてもよい。

また、金属パターンは、アンテナコイル部を配置した面と同一面に配置した例としたが、アンテナコイル部を基材の表面側とし、金属パターンを基材の裏面側としてもよい。
さらに、ＩＣカードとして組み立てられた状態で平面的に見た場合（即ち図１（ａ）などで示した状態）で、アンテナコイル部の内側に配置される構成であれば、金属パターンを、アンテナコイル部を配置した基材とは別のシートに配置してもよい。但し、図３の例で説明すると、非接触通信媒体１１０を構成する基材と磁性シート１８０との間、又は、非接触通信媒体１１０を構成する基材と外装材１６０との間に、金属パターン付きシートを配置するのが好ましい。磁性シート１８０の外側（図３での下側）では、通信性能の向上の効果が期待できない。

１０…基材、１１…ＩＣチップ、１２…コンデンサ、１３，１４…導体パターン、２０…アンテナコイル部、２１…一端部、２２…他端部、２３…アンテナ延長部、２４…延長部の端部、３０…調整用コンデンサ、３１…第１電極部、３２…第２電極部、１１０…非接触通信媒体、１１０ａ…媒体の表面側、１１０ｂ…媒体の裏面側、１１１…ＩＣチップ、１１２…コンデンサ、１１３…導体パターン、１１４…ＩＣチップ接続箇所、１２０…アンテナコイル部、１２１…一端部、１２２…他端部、１２３…アンテナ延長部、１２４…延長部の端部、１３０…調整用コンデンサ、１３１…第１電極部、１３２…第２電極部、１６０…外装材、１７０…粘着シート、１８０…磁性シート、１８１，１８２，１８３…透孔、２００…端末装置、２０１，２０２，２０３，２１１，２２１，２２２，２２３，２２４，２２５，２２６，２２７，２３１，２３２，２３３，２３４，２３５，２３６，２３７，２３８…金属パターン、３００…リーダ・ライタ側アンテナ位置

Claims (8)

1. 絶縁材よりなる基材と、
   導体を前記基材上に平面状に巻回させたアンテナコイル部と、
   前記アンテナコイル部に接続されるコンデンサと、
   前記アンテナコイル部及び前記コンデンサに接続されて非接触通信の処理を行う通信処理部と、
   前記アンテナコイル部で囲まれる位置に配置され、前記アンテナコイル部及び前記コンデンサとは電気的に接続されていない所定面積の金属パターンとを備えた
   非接触通信媒体。
2. 少なくとも前記基材と同じサイズで、前記基材に重ねて配置される磁性シートを備えた
   請求項１記載の非接触通信媒体。
3. 前記金属パターンは、前記アンテナコイル部で囲まれる位置に、第１の方向に複数並べて配置した
   請求項２記載の非接触通信媒体。
4. 前記金属パターンは、さらに、前記第１の方向と直交する第２の方向に複数並べた
   請求項３記載の非接触通信媒体。
5. 前記通信処理部は、前記アンテナコイル部で受信して前記コンデンサに蓄積された電力で作動する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の非接触通信媒体。
6. 絶縁材よりなる基材と、
   導体を前記基材上に平面状に巻回させたアンテナコイル部と、
   前記アンテナコイル部で囲まれる位置に配置され、前記アンテナコイル部とは電気的に接続されていない所定面積の金属パターンとを備えた
   アンテナコイル配置媒体。
7. 絶縁材よりなる基材と、
   導体を前記基材上に平面状に巻回させたアンテナコイル部と、
   前記アンテナコイル部に接続されるコンデンサと、
   前記アンテナコイル部及び前記コンデンサに接続されて非接触通信の処理を行う通信処理部と、
   前記アンテナコイル部で囲まれる位置に配置され、前記アンテナコイル部及び前記コンデンサとは電気的に接続されていない所定面積の金属パターンとを備えた
   通信装置。
8. 絶縁材よりなる基材上に、導体を平面状に巻回させてアンテナコイル部を配置し、その配置したアンテナコイル部で囲まれる位置に、前記アンテナコイル部に接続されたコンデンサと、前記アンテナコイル部及び前記コンデンサとは電気的に接続されていない所定面積の金属パターンとを配置し、
   前記アンテナコイル部及び前記コンデンサに接続された通信処理部で非接触通信の処理を行う
   通信方法。

Images