JP2015127919A - 非接触ic装置及び無線通信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】非接触IC装置(100)は、複数ターンのアンテナパターンを有するアンテナ手段(101)と、前記アンテナ手段の上に配置された磁性部材(106)とを有する。前記アンテナパターンの最外周を含むアンテナ領域の面積と前記磁性部材の面積との比率が90%以上であり、所定の共振周波数からの偏差が−1.720%〜+4.334%の範囲内である。
【選択図】図1
Description
そこで、本発明は、アンテナ部と磁性部材(磁性シート等)とを組み合わせて用いる場合に、非接触IC装置の共振数周波数のずれを低減できるようにすることを目的とする。
本発明に係る無線通信装置は、複数ターンのアンテナパターンを有するアンテナ手段と、前記アンテナ手段の上に配置された磁性部材と、非接触ICとを有し、前記アンテナパターンの最外周を含むアンテナ領域の面積と前記磁性部材の面積との比率が90%以上であり、所定の共振周波数からの偏差が−1.720%〜+4.334%の範囲内であることを特徴とする。
[実施形態1]
図1は、実施形態1における非接触IC装置100の第1の例を説明するための図である。図1の(A)は、非接触IC装置100の上面図である。図1の(B)は、非接触IC装置100の断面図である。
非接触IC102は、非接触IC(Integrated Circuit)として動作するデバイスである。非接触IC102は、アンテナ部101と2つのアンテナ端子を介して接続されている。非接触IC102は、例えば、HF(High Frequency)帯の範囲内の周波数の無線通信を制御するためのデバイスとして動作する。非接触IC装置100は、例えば、NFC(Near Field Communication)規格に基づいた無線通信を制御するためのデバイスとして動作する。
磁性シート105は、非接触IC装置100の近傍にある金属体の影響を低減するための磁性部材である。磁性シート105は、基板104及びアンテナ部101上に配置される。磁性シート105は、両面テープなどによって基板104上に設置してもよい。或いは、磁性シート105は、他の部品を用いて基板104上に付勢してもよい。
本願発明者は、図1に示すような非接触IC装置100を構成し、非接触IC装置100と非接触ICリーダーライターとの通信距離を測定した。
図2の(B)は、磁性シート105として磁性シートBを用いた場合の測定結果の一例である。磁性シートBの透磁率μ´は、約30である。
なお、非接触IC装置100と非接触ICリーダーライターとの通信には、JISX6319−4を使用した。非接触ICリーダーライターのキャリア周波数は、13.56MHzであった。非接触ICリーダーライターのアンテナ共振周波数は、13.01MHzであった。
非接触IC装置100の等価回路は、LC共振回路と考えることができる。図3において、インダクタンスLの値は、非接触IC装置100の構造と非接触IC装置100に組み込まれる部品とに影響されて定まる。特に、インダクタンスLの値は、アンテナ部101のインダクタンスが支配的である。
f0=1/(2π(LC)1/2)・・・式(1)
図4の(A)及び(B)は、アンテナ部101の中心点と磁性シート105の中心点とのずれが0になるように、アンテナ部101と磁性シート105とが積層されている状態の例を示す。
105の中心点が、X方向に+ΔXだけずれ、Y方向に+ΔYだけずれている場合を示す
。図4の(E)は、磁性シート105の中心点が、X方向に−ΔXだけずれ、Y方向に−
ΔYだけずれている場合を示す。図4の(F)は、磁性シート105の中心点が、X方向
に−ΔXだけずれ、Y方向に+ΔYだけずれている場合を示す。
ここで、面積カバー率(Sb/Sa)[%]とは、アンテナ部101のアンテナ領域(LX×LY)の面積Saに対する磁性シート105の面積Sbの比率(Sb/Sa)を示す。磁性シート105の面積Sbとアンテナ領域(LX×LY)の面積Saとが一致している場合、面積カバー率(Sb/Sa)[%]は100%である。磁性シート105の面積Sbがアンテナ領域(LX×LY)の面積Saよりも大きい場合、面積カバー率(Sb/Sa)[%]は100%よりも大きくなる。磁性シート105の面積Sbがアンテナ領域(LX×LY)の面積Saよりも小さい場合、面積カバー率(Sb/Sa)[%]は100%よりも小さくなる。
図5の(B)に示すグラフは、図4の(D)に示す方向(右上方向)に磁性シート105をずらした場合における測定結果を示す。
図5の(C)に示すグラフは、図4の(E)に示す方向(左下方向)に磁性シート105をずらした場合における測定結果を示す。
図5の(D)に示すグラフは、図4の(F)に示す方向(左上方向)に磁性シート105をずらした場合における測定結果を示す。
図5の(A)に示すグラフは、アンテナ部101に含まれるアンテナパターンのインダクタンスの値が1.02μHであり、磁性シートAが磁性シート105として用いられた場合における測定結果を示す。
図5の(C)に示すグラフは、アンテナ部101に含まれるアンテナパターンのインダクタンスの値が1.02μHであり、磁性シートBが磁性シート105として用いられた場合における測定結果を示す。
図5の(D)に示すグラフは、アンテナ部101に含まれるアンテナパターンのインダクタンスの値が1.52μHであり、磁性シートBが磁性シート105として用いられた場合における測定結果を示す。
なお、アンテナ部101に含まれるアンテナパターンは、面積カバー率(Sb/Sa)[%]が90%以上になるように構成できれば、どのような形状であってもよい。例えば、アンテナ部101に含まれるアンテナパターンは丸形であってよい。或いは、アンテナ部101に含まれるアンテナパターンはその一部が他の部分と異なる形状であってもよい。
図6の(A)〜(C)は、非接触IC装置100が設置された電子機器200の第1の例を説明するための図である。
図6の(A)は、電子機器200を正面から見た図の一例である。図6の(A)に示すように、非接触IC装置100は、例えば、点線で囲まれた部分に内蔵される。非接触IC装置100は、例えば、電子機器200の一側面に通信感度を持たせるように内蔵される。
図6の(C)は、非接触IC装置100が設置された部分を左手方向から見た斜視図である。図6の(B)及び(C)において、部材601は、電子機器200の外装部材であり、電子機器200の内側方向に平面形状部分を有する。非接触IC装置100は、例えば、部材601の平面形状部分に取り付けられる。部材601は、例えば、樹脂によって構成してもよい。
図6の(D)〜(F)は、非接触IC装置100が設置された電子機器200の第2の例を説明するための図である。
図7の(A)〜(C)は、非接触IC装置100が設置された電子機器200の第3の例を説明するための図である。
図7の(C)は、非接触IC装置100が設置された部分を左手方向から見た斜視図である。
図7の(D)は、電子機器200を正面から見た図の一例である。図7の(D)に示すように、非接触IC装置100は、例えば、点線で囲まれた部分に内蔵される。非接触IC装置100は、例えば、電子機器200の一側面に通信感度を持たせるように内蔵される。
図7の(F)は、非接触IC装置100が設置された部分を右手方向から見た斜視図である。
図8の(A)〜(C)は、非接触IC装置100が設置された電子機器200の第5の例を説明するための図である。
図8の(B)は、非接触IC装置100が設置された部分の一例である。図8の(B)の点線は、図8の(A)の点線に相当する。
図8の(C)は、非接触IC装置100が設置された部分を左手方向から見た斜視図である。
図8の(D)は、電子機器200を正面から見た図の一例である。図8の(D)に示すように、非接触IC装置100は、例えば、点線で囲まれた部分に内蔵される。非接触IC装置100は、例えば、電子機器200の一側面に通信感度を持たせるように内蔵される。
図8の(F)は、非接触IC装置100が設置された部分を右手方向から見た斜視図である。
図9の(A)〜(C)は、非接触IC装置100が設置された電子機器200の第7の例を説明するための図である。
図9の(C)は、非接触IC装置100が設置された部分を左手方向から見た斜視図である。
図9の(D)は、電子機器200を正面から見た図の一例である。図9の(D)に示すように、非接触IC装置100は、例えば、点線で囲まれた部分に内蔵される。非接触IC装置100は、例えば、電子機器200の一側面に通信感度を持たせるように内蔵される。
図9の(F)は、非接触IC装置100が設置された部分を右手方向から見た斜視図である。
図1に示す非接触IC装置100の第1の例では、同一の基板104上に非接触IC102とアンテナ部101とに配置した例を説明した。しかしながら、非接触IC装置100の構成は、第1の例に示す構成に限るものではない。例えば、図10に示すように構成することも可能である。
図10の(A)及び(B)に示す非接触IC装置100は、アンテナ部1001と、非接触IC1002と、キャパシタ1003と、第1の基板1004と、第2の基板1005と、コネクタ1006と、磁性シート1007とを有する。
非接触IC1002は、非接触IC102と同様に、非接触IC(Integrated Circuit)として動作するデバイスである。非接触IC1002は、アンテナ部1001と2つのアンテナ端子を介して接続されている。非接触IC1002は、例えば、HF(High Frequency)帯の範囲内の周波数の無線通信を制御するためのデバイスとして動作する。非接触IC装置100は、例えば、NFC(Near Field Communication)規格に基づいた無線通信を制御するためのデバイスとして動作する。
第2の基板1005は、アンテナ部1001及び磁性シート1007が配置された基板である。第2の基板1005は、リジッドまたはフレキシブルのどちらでもよい。第1の基板1004の非接触IC1002と第2の基板1005のアンテナ部1001とは、コネクタ1006を介して接続される。
実施形態1で説明した様々な機能、処理及び方法は、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、CPU(Central Processing Unit)などがプログラムを用いて実現することもできる。以下、実施形態2では、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、CPUなどを「コンピュータX」と呼ぶ。また、実施形態2では、コンピュータXを制御するためのプログラムであって、実施形態1で説明した様々な機能、処理及び方法を実現するためのプログラムを「プログラムY」と呼ぶ。
101 アンテナ部
102 非接触IC
103 キャパシタ
104 キャパシタ
105 基板
106 磁性シート
200 電子機器
Claims (8)
- 複数ターンのアンテナパターンを有するアンテナ手段と、
前記アンテナ手段の上に配置された磁性部材と、
非接触ICと
を有し、
前記アンテナパターンの最外周を含むアンテナ領域の面積と前記磁性部材の面積との比率が90%以上であり、
所定の共振周波数からの偏差が−1.720%〜+4.334%の範囲内であることを特徴とする非接触IC装置。 - 複数ターンのアンテナパターンを有するアンテナ手段と、
前記アンテナ手段の上に配置された磁性部材と、
非接触ICと
を有し、
前記アンテナパターンの最外周を含むアンテナ領域の面積と前記磁性部材の面積との比率が90%以上であり、
所定の共振周波数からの偏差が−1.720%〜+4.334%の範囲内であることを特徴とする無線通信装置。 - 前記アンテナ手段、前記磁性部材及び前記非接触ICが設置される凹形状部分を有する部材をさらに有し、
前記凹形状部分は、前記アンテナ手段と前記磁性部材との位置を規制するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。 - 前記凹形状部分を有する部材は、前記無線通信装置の外装部材、前記無線通信装置の内部に設けられた保持部材のいずれかに設けられることを特徴とする請求項3に記載の無線通信装置。
- 前記アンテナ手段、前記磁性部材及び前記非接触ICが設置される凸形状部分を有する部材をさらに有し、
前記凸形状部分は、前記アンテナ手段と前記磁性部材との位置を規制するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。 - 前記凸形状部分を有する部材は、前記無線通信装置の外装部材、前記無線通信装置の内部に設けられた保持部材のいずれかに設けられることを特徴とする請求項5に記載の無線通信装置。
- 前記アンテナ手段が配置される基板が有する一つ以上の開口部と嵌合される1つ以上の部材をさらに有し、
前記1つ以上の部材は、前記アンテナ手段と前記磁性部材との位置を規制するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。 - 前記1つ以上の部材は、前記無線通信装置の外装部材、前記無線通信装置の内部に設けられた保持部材のいずれかに設けられることを特徴とする請求項7に記載の無線通信装置。
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