JP4747715B2 - アンテナ、及び無線ｉｃメモリ - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ、及び当該アンテナを備える無線ＩＣメモリに関するものである。

ＲＦＩＤタグといった無線ＩＣメモリ等においては、信号の無線による送受のためにアンテナが用いられる。このようなアンテナとしては、例えば、特開２００１−３１３５１５号公報に記載されたアンテナが知られている。このアンテナは、ループ状に巻かれたループ部を含む導体配線を有しており、導体配線の一端及び他端は、当該ループ部の外側に設けられている。この導体配線は、その一端をループ部の内側から外側に引き出すための引出部を更に有している。かかる構造のアンテナは、導体配線のループ部と引出部とが接触しないように、多層構造をとっている。
特開２００１−３１３５１５号公報

しかしながら、上述したアンテナでは、多層構造のために、コストが高いものになる。一方、導体配線の一端をループ部の内側に設けた構造のアンテナでは、ループ部に別の部材を被せると、導体配線の一端への電気的接続を確保するために、当該別の部材に孔を設ける必要がある。したがって、このアンテナを用いる場合には、別の部材の加工コストの増加を招くことになる。

そこで、本発明は、低コストに電気的接続を行うことが可能なアンテナ、及び、当該アンテナを有する無線ＩＣメモリを提供することを目的としている。

本発明のアンテナは、基体と導体とを備えている。基体は、第１の領域と当該第１の領域の周囲において所定方向へ突出した第２の領域とを含む主面を有している。この主面は、受信側の面と反対側の面である。導体は、線状の導体であり、一端及び他端を有している。導体の一端及び他端は、第２の領域に設けられている。導体は、その一端を内側にして第１の領域及び第２の領域において螺旋状に設けられている。一端に沿って第２の領域に突出されている導体によるパターンの幅は、第１の領域に設けられた導体によるパターンの幅より小さくなっている。

このアンテナによれば、第１の領域に設けられた導体をアンテナとして機能させ、第１の領域の周囲の第２の領域に導体の一端及び他端を設けることが可能である。したがって、第１の領域の導体に別の部材を被せても、当該別の部材に孔を設けることなく、導体の一端及び他端への電気的接続を確保することが可能である。また、基体の片面にのみ導体が設けられているので、このアンテナは低コストに製造可能である。さらに、第２の領域に突出した導体によるパターンの幅が第１の領域に設けられた導体によるパターンの幅より小さいので、第１の領域の導体によるインダクタンス、即ち、アンテナとして機能すべき部分のインダクタンスに対して、第２の領域の導体によるインダクタンスを小さくすることができる。

本発明の無線ＩＣメモリは、上述したアンテナを備える。したがって、アンテナにおける導体配線への電気的接続が容易であり、且つコストが低い無線ＩＣメモリが提供される。

本発明の無線ＩＣメモリは、第１の領域の導体を覆うように設けられた部材を更に備えることができる。本発明のアンテナを備える無線ＩＣメモリによれば、第１の領域の導体を部材で覆っても、当該別の部材に孔を設けることなく、アンテナへの電気的接続を行うことができる。

上記の部材は、軟磁性材料を含むことが好ましい。軟磁性材料を含む部材によって第１の領域の導体を覆うことによって、当該部材の裏側（アンテナに対して反対側）に設けられた金属での渦電流の発生を抑制することができる。その結果、アンテナの特性を向上することができる。

また、上記部材は、上記導体とは絶縁された金属であってもよい。この場合には、予め金属製の部材を設けておくことによって、使用時における他の金属によるアンテナへの影響を低減することができる。また、上記部材は、誘電体であってもよい。この場合には、当該部材の裏側（アンテナに対して反対側）に設けられた金属と導体との距離を大きくすることができる。

本発明によれば、低コストに電気的接続を行うことが可能なアンテナ、及び、当該アンテナを有する無線ＩＣメモリが提供される。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。

図１は、本発明の実施の形態に係る無線ＩＣメモリの分解斜視図である。図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。図１及び図２に示す無線ＩＣメモリ１０は、非接触に情報を読み書き可能な情報記録媒体である。この無線ＩＣメモリ１０としては、所謂ＲＦＩＤタグ等が例示される。無線ＩＣメモリ１０は、アンテナ１２、部材１４、回路基板１６、及び筐体１８を備えている。

アンテナ１２は、基体２０に導体２２が設けられてなるものである。基体２０は、略矩形の板状の部材である。基体２０としては、所謂ＦＲ４といったガラスクロス含有耐熱性エポキシ樹脂基板、ポリイミド製の基板、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製の基板、又は、誘電体からなる基板が例示される。

この基体２０は、主面２０ａと、当該主面２０ａに対向する面２０ｂを有している。主面２０ａは、第１の領域２０ｃ及び第２の領域２０ｄを含んでいる。第１の領域２０ｃは、本実施の形態では、略矩形の領域である。第２の領域２０ｄは、第１の領域２０ｃの周囲の領域である。本実施の形態では、第２の領域２０ｄが、第１の領域２０ｃに対して所定方向に突出している。この第２の領域２０ｄの幅、即ち所定方向に交差する幅方向における長さは、第１の領域２０ｃの幅より小さい。これら第１の領域２０ｃ上及び第２の領域２０ｄ上には、導体２２が設けられている。

導体２２は、線状の導体であり、一端２２ａ及び他端２２ｂを有している。導体２２の一端２２ａ及び他端２２ｂは、第２の領域２０ｄに設けられている。導体２２は、一端２２ａを内側にする螺旋状のパターンを形成している。この導体２２のパターンは、基体２０上への印刷、或いはエッチングによって形成される。また、導体２２は、例えば、Ａｕといった材料から構成される。

導体２２による螺旋状のパターンは、第１の領域２０ｃ及び第２の領域２０ｄに渡って設けられている。即ち、導体２２による螺旋状のパターンは、第１の領域２０ｃから第２の領域２０ｄへ突出するように設けられている。

第２の領域２０ｄにおける螺旋状のパターンの幅Ｗ２は、第１の領域２０ｃにおける導体２２による螺旋状のパターンの幅Ｗ１より小さくなっている。即ち、第１の領域２０ｃにおいて上記幅方向の外側に位置する導体２２の線間の距離Ｗ１より、第２の領域において上記幅方向の外側に位置する導体２２の線間の距離Ｗ２が小さくなっている。したがって、アンテナとして機能する第１の領域２０ｃの導体２２によるインダクタンスに対して、第２の領域２０ｄの導体２２によるインダクタンスが小さくなっている。これによって、導体２２による螺旋状のパターンの一部を第２の領域２０ｄに突出させたことによるアンテナ１２の性能の劣化が、低減されている。なお、好適には、幅Ｗ２は、幅Ｗ１の１／２以下である。

無線ＩＣメモリ１０では、第１の領域２０ｃの導体２２を覆うように、部材１４が基体２０の主面２０ａ上に搭載されている。本実施の形態においては、部材１４は、シート状の部材であり、第１の領域２０ｃと略同等のサイズを有している。

この部材１４は、好ましくは、軟磁性材料を含んでいる。軟磁性材料を含む部材１４を第１の領域２０ｃ上に搭載することにより、部材１４の裏側の金属部材による影響を防止することができる。なお、部材１４は、導体２２とは絶縁された金属であってもよい。この場合には、予め金属製の部材１４を設けておくことによって、使用時における他の金属によるアンテナへの影響を低減することができる。また、部材１４は、誘電体であってもよい。この場合には、当該部材１４の裏側（アンテナに対して反対側）に設けられた金属と導体２２との距離を大きくすることができる。

即ち、部材１４の裏面の側には、金属材料を含む回路基板１６等が設けられる。アンテナ１２に到来する電磁波、或いはアンテナ１２から発信する電磁波は、当該金属部材に渦電流を発生させる。この渦電流は、上記の電磁波を弱める反磁界を発生させる。したがって、アンテナ１２の裏面に設けられた金属部材は、リーダ・ライタからアンテナ１２に到来する電磁波、及びアンテナ１２からリーダ・ライタに発信する電磁波の双方に影響を及ぼす。

一方、本実施の形態の部材１４は、軟磁性材料を含んでいるので、アンテナ１２の裏側における磁束はその部分に集中する。その結果、金属表面を通過する磁束が減少し渦電流の発生が抑制される。

この部材１４上には、無線ＩＣチップを有する回路基板１６が設けられている。回路基板１６と、導体２２の一端２２ａ及び他端２２ｂとは、バンプ２４といった導電性材料によって電気的に接続されている。回路基板１６の無線ＩＣチップには、駆動電圧生成回路、復調回路、変調回路、コントローラ、及びメモリが設けられている。駆動電圧生成回路は、アンテナ１２に受信した電磁波から、無線ＩＣチップを起動するための直流電圧を生成する。この駆動電圧生成回路としては、整流回路又は昇圧回路が例示される。

無線ＩＣチップでは、アンテナ１２に受信した電磁波から復調回路が信号を復調し、この信号に基づいて、コントローラがメモリへの書き込み又はメモリからの読み出しを行う。読み出し時には、メモリから読み出された情報に基づいて変調した信号を変調回路が生成する。この変調回路からの出力に基づいてアンテナ１２から電磁波が送信される。

アンテナ１２、部材１４、及び回路基板１６は、筐体１８に取り付けられている。本実施の形態では、筐体１８は、凹状の空間１８ａを画成する容器になっている。この空間１８ａ内にアンテナ１２、部材１４、及び回路基板１６が順に収容されている。

以上説明した無線ＩＣメモリ１０では、導体２２の一端２２ａ及び他端２２ｂが第２の領域２０ｄに設けられている。したがって、第１の領域２０ｃを部材１４によって覆っても、部材１４にスルーホールを設けなくとも、回路基板１６と導体２２との電気的接続を容易、且つ低コストに実現することができる。したがって、この無線ＩＣメモリ１０は、低コストに製造可能である。

なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、上述した実施の形態のアンテナ１２は、スパイラルアンテナであるが、本発明の思想は、線状の導体を一巻き以上巻いてなるアンテナに適用可能である。かかるアンテナとしては、ループアンテナ、うずまきアンテナ、ヘリカルアンテナ、アンテナコイル、スパイラルインダクタ等が例示される。

図１は、本発明の実施の形態に係る無線ＩＣメモリの分解斜視図である。 図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。

符号の説明

１０…無線ＩＣメモリ、１２…アンテナ、１４…部材、１６…回路基板、１８…筐体、２０…基体、２０ａ…主面、２０ｃ…第１の領域、２０ｄ…第２の領域、２２…導体、２２ａ…一端、２２ｂ…他端。

Claims (3)

1. 第１の領域と該第１の領域の周囲の第２の領域とを含む主面を、受信側の面と反対側に有する基体と、前記第２の領域に設けられた一端及び他端を有する線状の導体であって、該一端を内側にして前記第１の領域及び前記第２の領域において螺旋状に設けられた該導体と、を備えたアンテナであって、前記一端に沿って前記第２の領域において突出されている前記導体によるパターンの幅が、前記第１の領域に設けられた前記導体によるパターンの幅より小さい、該アンテナと、
   前記第２の領域を露出させ前記第１の領域の前記導体を覆うように設けられた部材と、
   前記一端及び前記他端に電気的に接続された回路基板であって、前記部材上に設けられており、前記第２の領域に対面するように設けられた該回路基板と、
   を備える無線ＩＣメモリ。
2. 前記部材は、軟磁性材料を含む、請求項１記載の無線ＩＣメモリ。
3. 前記主面のみに前記導体が設けられている、請求項１又は２に記載の無線ＩＣメモリ。

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