JP2019009581A - アンテナモジュールおよび通信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】周波数帯の異なる二つのアンテナそれぞれの利得を高めた、または小型化した、アンテナモジュールおよびそれを含む通信モジュールを構成する。【解決手段】通信モジュール２０１は、第１周波数帯を通信周波数帯とする第１ＲＦＩＣ素子１に接続される第１アンテナと、第１周波数帯よりも高い第２周波数帯を通信周波数帯とする第２ＲＦＩＣ素子２に接続される第２アンテナと、を備える。第１アンテナは、基板９の面に形成されたコイルアンテナ１０である。第２アンテナは、基板９の平面視でコイルアンテナ１０の形成領域の外側に配置され、コイルアンテナ１０に接続され、当該コイルアンテナ１０の一部を含んで導体ループを構成し、コイルアンテナ１０を第２周波数帯でのダイポールアンテナとして作用させる整合用導体パターン２０と、コイルアンテナ１０とで構成される。【選択図】図１

Description

この発明は、複数の通信周波数帯を利用するＲＦＩＤタグ等の無線通信デバイスに関し、特に、その無線通信デバイスで用いられるアンテナモジュールおよび通信モジュールに関するものである。

近年、ＲＦＩＤタグを用いた物品の管理システムにおいて、ＨＦ帯ＲＦＩＤシステムとＵＨＦ帯ＲＦＩＤシステムとに共用可能なＲＦＩＤタグが用いられている。

このような、ＨＦ帯ＲＦＩＤシステムとＵＨＦ帯ＲＦＩＤシステムとに共用可能なＲＦＩＤタグは例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１に示されるアンテナは、基板に形成されたコイルアンテナおよびモノポールアンテナを備える。モノポールアンテナはコイルアンテナの外周部に形成され、コイルアンテナにより接地される。

特開２０１１−１３５３０７号公報

ところが、特許文献１に示されるような構造のアンテナでは、モノポールアンテナとしての放射効率を確保するために、モノポールアンテナをコイルアンテナの外周から離れた位置に形成することが重要である。そのため、コイルアンテナの外周部にモノポールアンテナを設けるための比較的大きなスペースが必要であり、アンテナの小型化が困難である。また、アンテナの外形寸法に制約がある場合、同様の理由により、モノポールアンテナの形成領域を広く確保するためにコイルアンテナの形成範囲を小さくすると、コイルアンテナの利得が低下し、モノポールアンテナの形成領域を小さくすると、モノポールアンテナの利得が低下する。

そこで、この発明の目的は、周波数帯の異なる二つのアンテナそれぞれの利得を確保しつつ小型化できる、または、外形を拡大することなく、周波数帯の異なる二つのアンテナそれぞれの利得を高めたアンテナモジュールを提供することにある。更には、そのアンテナモジュールを含む通信モジュールを提供することにある。

（１）本発明のアンテナモジュールは、
第１周波数帯を通信周波数帯とする第１ＲＦＩＣ素子に接続される第１アンテナと、前記第１周波数帯よりも高い第２周波数帯を通信周波数帯とする第２ＲＦＩＣ素子に接続される第２アンテナと、を備え、
前記第１アンテナは、基板の主面に形成されたコイルアンテナであり、
前記第２アンテナは、前記基板の平面視で前記コイルアンテナ形成領域の外側に配置され、前記コイルアンテナに接続され、当該コイルアンテナの一部を含んで導体ループを構成し、前記コイルアンテナを前記第２周波数帯でのダイポールアンテナとして作用させる整合用導体パターンと、前記コイルアンテナとで構成される、
ことを特徴とする。

上記構成により、整合用導体パターンによって、コイルアンテナの一部を含んで導体ループが構成され、この導体ループによってインピーダンス整合されつつ、コイルアンテナが第２周波数帯でのダイポールアンテナとして励振される。整合用導体パターン自体は放射に直接的には寄与しないので、コイルアンテナ形成領域の外側に配置されればよく、このコイルアンテナ形成領域の外側に大きなスペースは必要ない。また、導体ループはコイルアンテナの形成領域外に配置されているので、第２周波数帯においてコイルアンテナが等価的な導体平板として作用しても、導体ループはその影響を受けない。

（２）例えば、前記第１周波数帯はＨＦ帯であり、前記第２周波数帯はＵＨＦ帯である。これにより、ＨＦ帯ＲＦＩＤタグおよびＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ共用のＲＦＩＤタグ用のアンテナモジュールとして利用できる。

（３）前記コイルアンテナの外形状は長辺と短辺とを有する矩形状であり、前記整合用導体パターンは前記長辺に沿って形成されていて、前記コイルアンテナの前記長辺がダイポールアンテナとして作用する、ことが好ましい。これにより、第２周波数帯において、コイルアンテナの長手方向を電流が流れる方向とするダイポールアンテナとして作用するので、コイルアンテナの長手方向の寸法が有効利用され、より小型でありながら、高利得の第２アンテナが構成される。

（４）前記コイルアンテナは複数ターンのスパイラル状の導体パターンで構成され、前記導体ループは、前記スパイラル状の導体パターンの一部である第１導体部分と、当該第１導体部分に接続された第２導体部分とで構成されることが好ましい。これにより、コイルアンテナと導体ループとは同一平面に形成でき、基板に対する導体パターンの形成が容易となる。

（５）前記第２導体部分の、前記コイルアンテナの外縁に沿った方向の長さは、前記方向における前記コイルアンテナの平均径より短いことが好ましい。これにより、第１周波数帯において、第２導体部分がコイルアンテナの磁束形成を妨げることがない。

（６）前記第１導体部分は、前記スパイラル状の導体パターンのうち最外周の一部であることが好ましい。これにより、コイルアンテナに対して同一平面で第２導体部分を接続することができ、導体ループを容易に構成できる。

（７）前記第２導体部分の線幅は前記コイルアンテナの線幅よりも細いことが好ましい。このことにより、コイルアンテナの形成領域の外側のスペースを小さくでき、全体の大型化が避けられる。また、第１周波数帯におけるコイルアンテナ１０の磁束を第２導体部分２２が阻害しにくい。また、省スペースに設けた整合用導体パターンでありながら、そのインダクタンス成分を所定値に定めることができる。

（８）前記整合用導体パターンは、前記第２導体部分から前記コイルアンテナの外縁に沿って延びる延出部を更に有することが好ましい。この構造により、延出部が第２アンテナの放射素子の一部として作用し、第２アンテナの利得が高まる。

（９）前記延出部の長さは第２周波数帯の１／４波長よりも短いことが好ましい。これにより、コイルアンテナの形成領域の外側のスペースを小さくでき、全体の大型化が避けられる。

（１０）前記コイルアンテナはコイル開口を有し、前記第１ＲＦＩＣ素子の接続位置および前記第２ＲＦＩＣ素子の接続位置は前記コイルアンテナのコイル開口の内部にあることが好ましい。この構成により、第１ＲＦＩＣ素子および第２ＲＦＩＣ素子の実装スペースをコイルアンテナの形成領域の外側に確保する必要がなく、全体の大型化が避けられる。

（１１）本発明の通信モジュールは、
第１周波数帯を通信周波数帯とする第１ＲＦＩＣ素子と、当該第１ＲＦＩＣ素子に接続される第１アンテナと、前記第１周波数帯よりも高い第２周波数帯を通信周波数帯とする第２ＲＦＩＣ素子と、当該第２ＲＦＩＣ素子に接続される第２アンテナと、を備え、
前記第１アンテナは、基板の主面に形成されたコイルアンテナであり、
前記第２アンテナは、前記基板の平面視で前記コイルアンテナの形成領域の外側に配置され、前記コイルアンテナに接続され、当該コイルアンテナの一部を含んで導体ループを構成し、前記コイルアンテナを前記第２周波数帯でのダイポールアンテナとして作用させる整合用導体パターンと、前記コイルアンテナとで構成され、
前記第１ＲＦＩＣ素子は、前記基板に実装されて前記コイルアンテナに接続され、
前記第２ＲＦＩＣ素子は、前記基板に実装されて前記整合用導体パターンに接続され、
前記第１ＲＦＩＣ素子は、容量成分を有し、当該容量成分と前記導体ループとで、前記第１周波数帯で共振するＬＣ共振回路が構成されたことを特徴とする。

上記構成により、第１周波数帯と第２周波数帯とを利用する、小型高利得のＲＦＩＤタグとして用いることができる。

（１２）前記コイルアンテナに並列接続される共振キャパシタを備え、当該共振キャパシタと前記コイルアンテナのインダクタンス成分とでＬＣ共振回路が構成されることが好ましい。これにより、第１周波数帯でのコイルアンテナに流れる共振電流が大きくでき、第１アンテナの利得が高まる。

（１３）前記第１ＲＦＩＣ素子と前記コイルアンテナとの間に、前記第１周波数帯を通過し、前記第２周波数帯を遮断するフィルタ素子を設けることが好ましい。これにより、第１ＲＦＩＣ素子を含む第１周波数帯の回路が第２周波数で共振する特性を有する場合でも、第２周波数帯のエネルギーが第１周波数帯の回路で吸収されることがなく、第２周波数帯での通信が阻害されない。

（１４）通信モジュールに表示デバイスを備える場合、前記基板の平面視で、前記コイルアンテナと重なり、前記導体ループの内周エリアとは重ならない位置に表示デバイスを配置することが好ましい。この構成により、第２周波数帯において、表示デバイスの全面が導電性を有する場合に、第２周波数帯の通信が表示デバイスで阻害されない。

本発明によれば、周波数帯の異なる二つのアンテナそれぞれの利得を確保しつつ小型化されたアンテナモジュールおよび通信モジュールが得られる。または、外形を拡大することなく、周波数帯の異なる二つのアンテナそれぞれの利得が高められたアンテナモジュールおよび通信モジュールが得られる。

図１（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナモジュール１０１の平面図であり、図１（Ｂ）は第１の実施形態に係る通信モジュール２０１の平面図である。 図２は通信モジュール２０１の等価回路図である。 図３は第２の実施形態に係る通信モジュール２０２Ａの平面図である。 図４は第２の実施形態に係るもう一つの通信モジュール２０２Ｂの平面図である。 図５は第３の実施形態に係る通信モジュール２０３の平面図である。 図６は第４の実施形態に係る通信モジュール２０４の平面図である。 図７（Ａ）は第５の実施形態に係る通信モジュール２０５Ａの平面図であり、図７（Ｂ）は第５の実施形態に係る別の通信モジュール２０５Ｂの平面図である。 図８（Ａ）は第６の実施形態に係る通信モジュール２０６の下面図であり、図８（Ｂ）はこの通信モジュール２０６の平面図である。

以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。

《第１の実施形態》
図１（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナモジュール１０１の平面図であり、図１（Ｂ）は第１の実施形態に係る通信モジュール２０１の平面図である。

本実施形態のアンテナモジュール１０１は、平板状の基板９、この基板９の面に形成されたコイルアンテナ１０、コイルアンテナ１０の形成領域の外側に配置された整合用導体パターン２０を備える。

上記コイルアンテナ１０はＨＦ帯用の第１アンテナである。上記整合用導体パターン２０は、コイルアンテナ１０に接続され、コイルアンテナ１０の一部を含んで導体ループを構成し、コイルアンテナ１０をＵＨＦ帯でのダイポールアンテナとして作用させる。この整合用導体パターン２０およびコイルアンテナ１０がＵＨＦ帯用の第２アンテナである。整合用導体パターン２０には、導体ループ自身のインダクタンス成分と第２ＲＦＩＣ素子自身が持つ容量成分とを含んだ並列共振回路が形成されており、この並列共振回路の共振周波数は第２周波数帯の通信周波数、つまりＵＨＦ帯周波数に相当する。

上記ＨＦ帯は本発明の「第１周波数帯」であり、ＵＨＦ帯は本発明の「第２周波数帯」である。

コイルアンテナ１０は、この例では約３ターンのスパイラル状の導体パターンで構成されている。整合用導体パターン２０は、スパイラル状の導体パターンの一部である第１導体部分２１と、この第１導体部分２１に接続された第２導体部分２２と、コイルアンテナ１０の外縁に沿って延びる延出部２３とで構成される。そして第１導体部分２１と第２導体部分２２とで導体ループが形成されている。第２導体部分２２の、コイルアンテナ１０の外縁に沿った方向（Ｘ軸方向）の長さは、この方向におけるコイルアンテナ１０の平均径Ｄより短い。これにより、第１周波数帯において、第２導体部分２２がコイルアンテナ１０の磁束形成を妨げることがない。

また、第２導体部分２２の線幅はコイルアンテナ１０の線幅よりも細い。このことにより、コイルアンテナ１０の形成領域の外側のスペースを小さくでき、全体の大型化が避けられる。また、第１周波数帯におけるコイルアンテナ１０の磁束を第２導体部分２２が阻害しにくい。また、省スペースに設けた整合用導体パターン２０でありながら、そのインダクタンス成分を所定値に定めることができる。コイルアンテナ１０には電流が求められるのに対し、第２導体部分２２には極微弱な電流が流れればよいので、第２導体部分２２の線幅が細くても損失の問題はない。

図１（Ａ）に表れているように、上記導体ループは、後に示す第２ＲＦＩＣ素子２を接続する前の状態では開ループである。

本実施形態によれば、導体ループは、コイルアンテナ１０と同一平面に形成されるので、基板９に対する形成は容易である。また、第１導体部分２１は、スパイラル状の導体パターンのうち最外周の一部であるので、コイルアンテナ１０に対して同一平面で第２導体部分２２を接続することができ、容易に導体ループを構成できる。

図１（Ａ）に表れているように、前記コイルアンテナ１０の外形状は、Ｘ軸方向に沿った長辺と、Ｙ軸方向に沿った短辺とを有する矩形状であり、整合用導体パターン２０はコイルアンテナの長辺に沿ってコイルアンテナ１０の外側に形成されている。整合用導体パターン２０の中心位置は前記長辺の中心位置とほぼ同じである。

第１導体部分２１は、コイルアンテナ１０のスパイラル状の導体パターンのうち最外周の一部である。第１導体部分２１および第２導体部分２２はコイルアンテナ１０と同一面に形成されている。

コイルアンテナ１０はコイル開口ＣＯを有する。後に示す第１ＲＦＩＣ素子の接続位置ＣＰ１および後に示すフィルタ素子の接続位置ＣＰ３はコイルアンテナ１０のコイル開口ＣＯの内部にある。また、後に示す第２ＲＦＩＣ素子の接続位置ＣＰ２はコイルアンテナ１０の形成領域の外側にある。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）に表れているように、第１ＲＦＩＣ素子１は接続位置ＣＰ１に接続され、フィルタ素子３は接続位置ＣＰ３に接続されている。これにより、第１ＲＦＩＣ素子１はフィルタ素子３を介してコイルアンテナ１０に平衡接続されている。コイルアンテナ１０には、コイルアンテナ１０のスパイラル状の導体パターンに沿って、つまり電流の流れる方向において、一様な大きさの電流が流れ、コイル導体の長さが波長と同程度以下のときのような、導体パターンに沿った電流分布は生じない。

また、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に表れているように、コイルアンテナ１０のスパイラル状導体パターンのうち、第１ＲＦＩＣ素子１およびフィルタ素子３の近傍に共振キャパシタ４が接続されている。また、第２導体部分２２の接続位置ＣＰ２に第２ＲＦＩＣ素子２が接続されている。

第２ＲＦＩＣ素子２は、第１導体部分２１と第２導体部分２２とで構成される導体ループに第２周波数帯の信号を給電することによって、コイルアンテナ１０の第１導体部分２１に電位差を与え、そのことでコイルアンテナ１０（スパイラル状導体パターン）を第２周波数帯の信号で励振する。上記導体ループは第２ＲＦＩＣ素子２とスパイラル状導体パターンとのインピーダンスを整合させる整合素子として作用する。導体ループのインピーダンスは、主に、導体ループとコイルアンテナ１０の一方接続点と他方接続点との間の距離、すなわち第１導体部分２１の長さで定める。第１導体部分２１の長さが長いと、第２アンテナの利得の周波数特性は広く、第１導体部分２１の長さが短いと、第２アンテナの利得の周波数特性は狭い、という傾向にある。

導体ループの最大径はコイルアンテナの平均径よりも小さい。そのため、第１周波数帯において、コイルアンテナ１０の磁束形成を妨げない。

第２周波数帯においては、コイルアンテナ１０はコイルとしては作用せず、コイルアンテナ１０の形成領域が等価的な一つの導体板として作用する。したがって、図１（Ｂ）中に矢印ＡＬで示すような方向に電流が誘導され、コイルアンテナ１０（等価的導体板）はダイポールアンテナとして作用する。コイルアンテナ１０の長辺は第２周波数帯の約１／２波長に相当する寸法に定められていることが好ましい。このことにより、第２周波数において、コイルアンテナ１０の長手方向の寸法が有効利用され、より小型でありながら、高利得の第２アンテナが構成される。

整合用導体パターン２０自体は第２周波数帯の信号の放射に直接的には寄与しないので、コイルアンテナ１０の形成領域の外側に配置されればよく、このコイルアンテナ１０の形成領域の外側に大きなスペースは必要ない。また、上記導体ループはコイルアンテナ１０の形成領域外に配置されているので、第２周波数帯においてコイルアンテナ１０が等価的な導体平板として作用しても、導体ループはその影響を受けない。

延出部２３は、第２アンテナの放射素子の一部として作用し、第２アンテナの利得を高める。または延出部２３はオープンスタブとして作用し、インピーダンス整合を調整する。この延出部２３は第２周波数帯の１／４波長よりも短い。このことにより、コイルアンテナ１０の形成領域の外側のスペースを小さくでき、アンテナモジュール１０１および通信モジュール２０１全体の大型化が避けられる。なお、延出部２３が或る程度長くて、その先端付近とコイルアンテナ１０の外縁との間に電位差が生じる状態であると、整合用導体パターン２０とコイルアンテナ１０とで逆Ｆアンテナのような構造となって、延出部２３は放射素子として作用する。

図１（Ｂ）に示した基板９の表面には、必要に応じてレジスト膜を被覆して、各導体パターンおよび各素子を保護してもよい。

図２は通信モジュール２０１の等価回路図である。コイルアンテナ１０と共振キャパシタ４とで、第１周波数帯（例えば13.56MHz帯）で共振するＬＣ共振回路が構成される。第１ＲＦＩＣ素子１は、上記ＬＣ共振回路にフィルタ素子３を介して接続されている。フィルタ素子３は、並列接続のインダクタと直列接続のキャパシタとで構成されるローパスフィルタであり、第１周波数帯の信号を通過させ、第２周波数帯（例えば860MHz帯ないし920MHz帯）の信号を遮断する。第２ＲＦＩＣ素子２は第２導体部分２２を介してコイルアンテナ１０の一部に接続されている。第２ＲＦＩＣ素子２の内部には容量成分２Ｃを備えている。第１導体部分２１、第２導体部分２２および容量成分２Ｃとで、第２周波数帯（例えば860MHz帯ないし920MHz帯）で共振するＬＣ共振回路が構成される。

《第２の実施形態》
第２の実施形態では、第１の実施形態で示したアンテナモジュールおよび通信モジュールの部分的な変形例を示す。

図３は第２の実施形態に係る通信モジュール２０２Ａの平面図である。第１の実施形態で図１（Ｂ）に示した例とは、延出部２３が無い点で異なる。本実施形態では、整合用導体パターン２０は、コイルアンテナ１０（スパイラル状の導体パターン）の一部である第１導体部分２１と、この第１導体部分２１に接続された第２導体部分２２とで構成される。

第１導体部分２１と第２導体部分２２とで構成される導体ループは第２周波数帯における放射素子としては直接的には寄与しないので、この例のように、延出部２３が無くても、整合用導体パターン２０およびコイルアンテナ１０を第２アンテナとして利用できる。

図４は第２の実施形態に係るもう一つの通信モジュール２０２Ｂの平面図である。図３に示した例とは、フィルタ素子３が無い点で異なる。第１ＲＦＩＣ素子１を含む第１周波数帯の回路が第２周波数で共振しない特性を有する場合には、第２周波数帯の信号のエネルギーが第１周波数帯の回路で吸収されないので、フィルタ素子３は不要である。

《第３の実施形態》
第３の実施形態では、整合用導体パターンの形状および第２ＲＦＩＣ素子２の接続関係が第１、第２の実施形態とは異なる例を示す。

図５は第３の実施形態に係る通信モジュール２０３の平面図である。この例では、整合用導体パターン２０は、コイルアンテナ１０（スパイラル状の導体パターン）の一部である第１導体部分２１と、この第１導体部分２１に接続された第２導体部分２２とで構成される。第２ＲＦＩＣ素子２は第２導体部分２２の途中に接続されている。そして、第２ＲＦＩＣ素子２は、コイルアンテナ１０はコイル開口ＣＯ内に配置されている。この構成により、第１ＲＦＩＣ素子１および第２ＲＦＩＣ素子２の実装スペースをコイルアンテナ１０の形成領域の外側に確保する必要がなく、全体の大型化が避けられる。

本実施形態でも、第１、第２の実施形態と同様に、第２ＲＦＩＣ素子２は、第１導体部分２１と第２導体部分２２とで構成される導体ループに第２周波数帯の信号を給電することによって、コイルアンテナ１０の第１導体部分２１に電位差を与え、そのことでコイルアンテナ１０を第２周波数帯の信号で励振する。

なお、第２導体部分のうちコイルアンテナ１０の形成領域内の導体部分は、第２周波数帯においてコイルアンテナ１０（等価的導体板）で覆われるので、インダクタンス成分が有効に利用されないが、第２周波数帯の信号の電流経路として作用する。

《第４の実施形態》
第４の実施形態では、整合用導体パターンの形状および第２ＲＦＩＣ素子２の接続関係が第１、第２、第３の実施形態とは異なる例を示す。

図６は第４の実施形態に係る通信モジュール２０４の平面図である。この例では、整合用導体パターン２０は、コイルアンテナ１０（スパイラル状の導体パターン）の一部である第１導体部分２１と、この第１導体部分２１に接続された第２導体部分２２とで構成される。第２ＲＦＩＣ素子２は第２導体部分２２の途中に接続されている。そして、第２ＲＦＩＣ素子２は、コイルアンテナ１０はコイル開口ＣＯ内に配置されている。第１導体部分２１はコイルアンテナ１０の一部ではあるが、コイルアンテナ１０の主要部の形成領域外の突出した形状である。

本実施形態によっても、第１ＲＦＩＣ素子１および第２ＲＦＩＣ素子２の実装スペースをコイルアンテナ１０の形成領域の外側に確保する必要がなく、全体の大型化が避けられる。

《第５の実施形態》
第５の実施形態では、コイルアンテナに対する整合用導体パターンの接続関係が第１−第４の実施形態とは異なる例を示す。

図７（Ａ）は第５の実施形態に係る通信モジュール２０５Ａの平面図であり、図７（Ｂ）は第５の実施形態に係る別の通信モジュール２０５Ｂの平面図である。図７（Ａ）に示す例では、第２導体部分２２の一端はコイルアンテナ１０（スパイラル状の導体パターン）の最外周に接続されていて、他端はコイルアンテナ１０（スパイラル状の導体パターン）の最外周以外の位置に接続されている。図７（Ｂ）に示す例では、第２導体部分２２の両端はコイルアンテナ１０（スパイラル状の導体パターン）の最外周に接続されている。

図７（Ａ）（Ｂ）いずれも、低周波的には、第２導体部分２２の両端間にコイルアンテナ１０の１ターン分の導体パターンが接続されることになるが、第２周波数帯において、コイルアンテナ１０は等価的な導体平板として作用するので、第１導体部分２１とそれに接続された第２導体部分２２とで整合用導体パターン２０が構成される。

本実施形態でも、第２ＲＦＩＣ素子２は、第１導体部分２１と第２導体部分２２とで構成される導体ループに第２周波数帯の信号を給電することによって、コイルアンテナ１０の第１導体部分２１に電位差を与え、そのことでコイルアンテナ１０を第２周波数帯の信号で励振する。

《第６の実施形態》
第６の実施形態では、表示デバイスを有する通信モジュールの例を示す。

図８（Ａ）は第６の実施形態に係る通信モジュール２０６の下面図であり、図８（Ｂ）はこの通信モジュール２０６の平面図である。

通信モジュール２０６が備えるアンテナモジュールの基本構成は、第１の実施形態で図１（Ａ）に示したアンテナモジュールと同じである。図８（Ａ）に示す例では、表示デバイスにタグ情報など所定の情報を呈示するための回路が基板９に設けられている。図８（Ａ）では、主要な部品として、表示制御用ＩＣ５、その他のチップ部品６、表示デバイス３０から引き出されたフラットケーブル８を接続するコネクタ７等を示している。

図８（Ｂ）に表れているように、基板９の上面に表示デバイス３０が重ねられている。この表示デバイス３０はいわゆる電子ペーパーであり、表示制御用ＩＣ５の出力信号によって表示内容が書き換えられる。例えば、第１周波数帯（ＨＦ帯）のＲＦＩＤシステムで受け取った指示内容が表示される。

表示デバイス３０は、上記フラットケーブル８をコネクタ７に接続した後に、基板９の上面に折り返されることで、図８（Ｂ）に示した状態となる。図８（Ａ）において破線は表示デバイス３０の位置を示す。このように、基板９の平面視で、表示デバイス３０はコイルアンテナ１０の形成領域をはみ出ない位置に配置されている。したがって、基板９の平面視で、表示デバイス３０は第１導体部分２１および第２導体部分２２による導体ループの内周エリアとは重ならない。

表示デバイス３０には、その全面に導体薄膜が形成されているが、この導体薄膜は、第１導体部分２１および第２導体部分２２による導体ループを覆わないので、整合用導体パターン２０によるコイルアンテナ１０の励振が阻害されることはない。第１周波数帯においてはコイルアンテナ１０の磁束透過を多少は妨げるが、表示デバイス３０の薄膜導体の電気抵抗値がある程度高ければ、その薄膜導体に生じるうず電流は小さく、第１周波数帯での通信に問題は生じない。表示デバイス３０は電子ペーパー以外に液晶表示素子や有機ＥＬ表示素子などであってもよい。

なお、コイルアンテナ１０を用いる第１周波数帯（ＨＦ帯）での通信信号は電力受電のためにも用いられ、第１周波数帯での通信時に、第１周波数帯の信号の電力で表示デバイス３０の書き換えのための電力が確保される。そのため、基板９には、コイルアンテナ１０に誘起された電圧を整流平滑する整流平滑回路、その出力電圧を所定の安定化電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ等が構成されている。

《他の実施形態》
以上の各実施形態では、チップコンデンサを共振キャパシタ４として基板９に実装する例を示したが、共振キャパシタ４は基板９に形成した導体パターンで構成してもよい。

各実施形態に示す第１アンテナ、第２アンテナは、信号（または電力）の送信（送電）側、受信（受電）側のいずれにも適用できる。例えばアンテナが、磁束を放射するアンテナとして説明する場合でも、そのアンテナが磁束または電磁波の発生源であることに限るものではない。伝送相手側アンテナ装置が発生した磁束または電磁波を受ける場合にも、すなわち送受の関係が逆であっても、同様の作用効果を奏する。

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

ＣＯ…コイル開口
ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３…接続位置
１…第１ＲＦＩＣ素子
２…第２ＲＦＩＣ素子
２Ｃ…容量成分
３…フィルタ素子
４…共振キャパシタ
５…表示制御用ＩＣ
６…チップ部品
７…コネクタ
８…フラットケーブル
９…基板
１０…コイルアンテナ
２０…整合用導体パターン
２１…第１導体部分
２２…第２導体部分
２３…延出部
３０…表示デバイス
１０１…アンテナモジュール
２０１，２０２Ａ，２０２Ｂ，２０３，２０４，２０５…通信モジュール

Claims (14)

1. 第１周波数帯を通信周波数帯とする第１ＲＦＩＣ素子に接続される第１アンテナと、前記第１周波数帯よりも高い第２周波数帯を通信周波数帯とする第２ＲＦＩＣ素子に接続される第２アンテナと、を備え、
   前記第１アンテナは、基板の主面に形成されたコイルアンテナであり、
   前記第２アンテナは、前記基板の平面視で前記コイルアンテナの形成領域の外側に配置され、前記コイルアンテナに接続され、当該コイルアンテナの一部を含んで導体ループを構成し、前記コイルアンテナを前記第２周波数帯でのダイポールアンテナとして作用させる整合用導体パターンと、前記コイルアンテナとで構成される、
   ことを特徴とするアンテナモジュール。
2. 前記第１周波数帯はＨＦ帯であり、前記第２周波数帯はＵＨＦ帯である、請求項１に記載のアンテナモジュール。
3. 前記コイルアンテナの外形状は長辺と短辺とを有する矩形状であり、前記整合用導体パターンは前記長辺に沿って形成されていて、前記コイルアンテナの前記長辺がダイポールアンテナとして作用する、請求項１または２に記載のアンテナモジュール。
4. 前記コイルアンテナは複数ターンのスパイラル状の導体パターンで構成され、
   前記導体ループは、前記スパイラル状の導体パターンの一部である第１導体部分と、当該第１導体部分に接続された第２導体部分とで構成される、請求項１から３のいずれかに記載のアンテナモジュール。
5. 前記第２導体部分の、前記コイルアンテナの外縁に沿った方向の長さは、前記方向における前記コイルアンテナの平均径より短い、請求項４に記載のアンテナモジュール。
6. 前記第１導体部分は、前記スパイラル状の導体パターンのうち最外周の一部である、請求項４または５に記載のアンテナモジュール。
7. 前記第２導体部分の線幅は前記コイルアンテナの線幅よりも細い、請求項４から６のいずれかに記載のアンテナモジュール。
8. 前記整合用導体パターンは、前記第２導体部分から前記コイルアンテナの外縁に沿って延びる延出部を更に有する、請求項４から７のいずれかに記載のアンテナモジュール。
9. 前記延出部の長さは前記第２周波数帯の１／４波長よりも短い、請求項８に記載のアンテナモジュール。
10. 前記コイルアンテナはコイル開口を有し、前記第１ＲＦＩＣ素子の接続位置および前記第２ＲＦＩＣ素子の接続位置は前記コイルアンテナのコイル開口の内部にある、請求項１から９のいずれかに記載のアンテナモジュール。
11. 第１周波数帯を通信周波数帯とする第１ＲＦＩＣ素子と、当該第１ＲＦＩＣ素子に接続される第１アンテナと、前記第１周波数帯よりも高い第２周波数帯を通信周波数帯とする第２ＲＦＩＣ素子と、当該第２ＲＦＩＣ素子に接続される第２アンテナと、を備え、
    前記第１アンテナは、基板の主面に形成されたコイルアンテナであり、
    前記第２アンテナは、前記基板の平面視で前記コイルアンテナの形成領域の外側に配置され、前記コイルアンテナに接続され、当該コイルアンテナの一部を含んで導体ループを構成し、前記コイルアンテナを前記第２周波数帯でのダイポールアンテナとして作用させる整合用導体パターンと、前記コイルアンテナとで構成され、
    前記第１ＲＦＩＣ素子は、前記基板に実装されて前記コイルアンテナに接続され、
    前記第２ＲＦＩＣ素子は、前記基板に実装されて前記整合用導体パターンに接続され、
    前記第１ＲＦＩＣ素子は、容量成分を有し、当該容量成分と前記導体ループとで、前記第１周波数帯で共振するＬＣ共振回路が構成された、通信モジュール。
12. 前記コイルアンテナに並列接続される共振キャパシタを備え、当該共振キャパシタと前記コイルアンテナのインダクタンス成分とでＬＣ共振回路が構成された、請求項１１に記載の通信モジュール。
13. 前記第１ＲＦＩＣ素子と前記コイルアンテナとの間に、前記第１周波数帯を通過し、前記第２周波数帯を遮断するフィルタ素子を設けた、請求項１１または１２に記載の通信モジュール。
14. 前記基板の平面視で、前記コイルアンテナと重なり、前記導体ループの内周エリアとは重ならない位置に配置された表示デバイスを備える、請求項１１から１３のいずれかに記載の通信モジュール。

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