JP4949333B2 - Reading / writing device and portable device - Google Patents

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Description

本発明は、読み書き装置および携帯機器に関する。特に、非接触ICカード、RF(Radio Frequency)タグなどの可搬記録媒体の記録内容を読み書きする読み書き装置(リーダライタ)、および、該読み書き装置を搭載して各種情報の処理や通信を行う携帯機器(情報処理装置や情報通信装置等)に好適に適用することができる。   The present invention relates to a read / write device and a portable device. In particular, a read / write device (reader / writer) for reading / writing recorded contents of a portable recording medium such as a non-contact IC card and an RF (Radio Frequency) tag, and a portable device that carries the read / write device and processes and communicates various information. The present invention can be suitably applied to devices (such as information processing devices and information communication devices).

非接触ICカード、RFタグなどの可搬記録媒体の記録内容を読み書きする読み書き装置としては、特許文献1の特開2001−229347号公報「リーダライタ」、特開2003−256779号公報「コンタクトレスメディア用アンテナシートおよびリーダ/ライタシステム」に記載されているように、フレキシブル基板にアンテナコイルを実装することによって、設置の柔軟性を確保する技術が公開されているが、従来のこれらの技術は、携帯機器に組み込むことを可能とするような程度の小型化を実現するまでには至っていない。   As a read / write device for reading / writing recorded contents of a portable recording medium such as a non-contact IC card or an RF tag, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-229347 “Reader / Writer” and Japanese Patent Laid-Open No. 2003-256679 “Contactless” are disclosed. As described in “Antenna Sheet for Media and Reader / Writer System”, technologies for ensuring installation flexibility by mounting antenna coils on a flexible substrate have been disclosed. However, it has not yet been realized to be downsized to such an extent that it can be incorporated into a portable device.

具体的には、読み書き装置(リーダライタ)のアンテナコイルと制御回路とは、それぞれ、別の基板へ実装しており、また、上位装置(情報処理装置、情報通信装置など)に接続するための接続ケーブルの読み書き装置(リーダライタ)への収納場所も別構成となっているので、占有サイズが大きくなり、設置の柔軟性のみならず、より一層の小型化が必須である携帯機器への組み込みは困難な状況にある。   Specifically, the antenna coil and the control circuit of the read / write device (reader / writer) are each mounted on separate substrates, and also for connecting to a host device (information processing device, information communication device, etc.) Since the storage location of the connection cable in the read / write device (reader / writer) is also a separate configuration, the occupied size is increased, and not only the flexibility of installation but also the incorporation into portable devices where further miniaturization is essential Is in a difficult situation.

また、携帯機器へ組み込むことが可能な程度に小型化を実現しようとした読み書き装置(リーダライタ)として、非特許文献1の本発明者らによる「携帯機器への組み込みに適したマルチインタフェース超小型リーダライタ」(電子情報通信学会、信学技報USN2007−64(2008−01),pp.55−60)に記載の技術がある。しかしながら、該非特許文献1の記載の技術においても、アンテナコイル部分と制御回路との実装基板が、分離したセパレート型を前提としているため、益々小型化が追求されている携帯機器に対して、十分に搭載可能とするような小型化を達成するまでには至っていない状況にある。   Further, as a read / write device (reader / writer) that attempts to achieve downsizing to such an extent that it can be incorporated into a portable device, the present inventors of Non-Patent Document 1 “Multi-interface ultra-compact suitable for incorporation into a portable device”. There is a technique described in "Reader / Writer" (The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, IEICE Technical Report USN 2007-64 (2008-01), pp. 55-60). However, even in the technology described in Non-Patent Document 1, the mounting substrate of the antenna coil portion and the control circuit is premised on a separate type, so that it is sufficient for portable devices that are increasingly pursued to be miniaturized. It has not yet reached a size that allows it to be mounted on a vehicle.

以上のごとき状況より、「アンテナ回路と制御回路との一体化」および「設置の柔軟性」の両方の構成要件を兼ね備えた超小型の読み書き装置(リーダライタ)の実現が強く求められている。
特開2001−229347号公報 特開2003−256779号公報 山本英朗、池田実、細田泰弘;「携帯機器への組み込みに適したマルチインタフェース超小型リーダライタ」、電子情報通信学会、信学技報USN2007−64(2008−01),pp55−60
Under the circumstances as described above, there is a strong demand for realizing an ultra-small read / write device (reader / writer) that has both the “integration of an antenna circuit and a control circuit” and “installation flexibility”.
JP 2001-229347 A JP 2003-256777 A Hideo Yamamoto, Minoru Ikeda, Yasuhiro Hosoda; “Multi-interface ultra-compact reader / writer suitable for incorporation into portable devices”, IEICE, IEICE Technical Report USN 2007-64 (2008-01), pp55-60

従来の技術においては、前述したように、読み書き装置(リーダライタ)のアンテナコイルと制御回路とを、それぞれ、別の基板に実装するという構成であり、また、読み書き装置と上位装置(情報処理装置や情報通信装置など)の例えば携帯機器とを接続する接続ケーブルを読み書き装置内に収納する場所も別途用意する構成としているため、読み書き装置全体として、小型軽量化が益々進展する携帯機器への収納を容易に可能とするまでの小型化を図ることができないという問題点がある。   In the conventional technology, as described above, the antenna coil and the control circuit of the read / write device (reader / writer) are mounted on different substrates, respectively, and the read / write device and the host device (information processing device) For example, a place for storing a connection cable for connecting a portable device such as an information communication device in a read / write device is prepared separately, so that the entire read / write device can be housed in a portable device that is becoming smaller and lighter. Therefore, there is a problem that it is impossible to reduce the size until it can be easily achieved.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、携帯機器への搭載が十分に可能な柔軟性と小型化とを兼ね備えた読み書き装置を提供し、さらに、該読み書き装置を搭載して多機能化を可能とする携帯機器を提供することを、その目的としている。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a read / write device that has both flexibility and miniaturization that can be sufficiently mounted on a portable device, and further includes the read / write device. The object is to provide a portable device that can be functionalized.

本発明は、前述の課題を解決するために、可搬記録媒体の記録内容を読み書きする読み書き装置(リーダライタ)を、携帯機器内の狭い空間に組み込むことを考慮して、携帯機器内面の曲面に沿って搭載することができるように、該読み書き装置を構成するアンテナコイルおよび制御回路を、可塑性を有するフレキシブル基板に実装することはもとより、従来技術においては、アンテナ基板、制御回路基板の2枚の基板に分離して構成していたものを、1枚の基板に一体化して実装すること、および、上位装置との接続を行う接続ケーブルも、フレキシブル基板の可塑性を利用して、アンテナコイルと制御回路とが実装されるフレキシブル基板をあらかじめ定めた適当な長さだけ延在させて、上位装置との接続を行う上位装置接続用端子を有する接続ケーブルとして利用することにより、小型化を図っていることを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention takes into account the incorporation of a read / write device (reader / writer) for reading and writing recorded contents of a portable recording medium in a narrow space in the portable device, and the curved surface on the inner surface of the portable device. In the conventional technology, the antenna coil and the control circuit constituting the read / write device are mounted on a flexible substrate, and in the conventional technology, two antenna substrates and a control circuit substrate are mounted. What is configured separately on the board is mounted on a single board, and the connection cable for connecting to the host device is also connected to the antenna coil by utilizing the plasticity of the flexible board. A flexible board on which the control circuit is mounted is extended by a predetermined length and has a host device connection terminal for connection to the host device. By utilizing as that connecting cable, it is characterized in that it downsized.

この際、アンテナコイルと制御回路とを1枚のフレキシブル基板に実装して一体化することにより、アンテナコイルが発する磁界が、制御回路のグランド面(接地面)などによって悪影響を受けることを避けるために、制御回路をアンテナコイル内側の磁界強度が最も弱くなるアンテナコイルの中心軸と一致する位置の近傍に集中的に設置すること、また、グランド面のグランドパタンとしてアンテナコイルの中心軸に一致するグランド面の中心から放射状に複数の切れ込みを形成して、渦(うず)電流を抑止することとしている。   At this time, the antenna coil and the control circuit are mounted and integrated on a single flexible substrate so that the magnetic field generated by the antenna coil is prevented from being adversely affected by the ground plane (ground plane) of the control circuit. In addition, the control circuit should be intensively installed in the vicinity of the position corresponding to the central axis of the antenna coil where the magnetic field intensity inside the antenna coil is the weakest, and the control circuit should match the central axis of the antenna coil as the ground pattern of the ground plane. A plurality of notches are formed radially from the center of the ground surface to suppress eddy currents.

具体的には、本発明は、以下のごとき各技術手段から構成されている。   Specifically, the present invention comprises the following technical means.

第1の技術手段は、可搬記録媒体の記録内容を読み書きする読み書き装置において、複数の階層からなる可塑性を有する1枚のフレキシブル基板に、前記可搬記録媒体と電磁結合するアンテナコイル、前記アンテナコイルを介して前記可搬記録媒体との間でデータの読み書き動作を行う制御回路、および、該制御回路の動作を制御する上位装置に電気的に接続する接続手段を実装し、さらに、前記制御回路の接地電位を与えるグランド面が、前記アンテナコイルの中心軸と一致する位置を中心にして、前記制御回路の配置領域を覆うように、前記フレキシブル基板のいずれかの階層上に形成され、かつ、前記グランド面の中心から外周側に向かって放射状に複数の切れ込みが形成されていることを特徴とする。 According to a first technical means, in a read / write device for reading / writing recorded contents of a portable recording medium, an antenna coil electromagnetically coupled to the portable recording medium on a single flexible substrate having a plurality of levels of plasticity, the antenna control circuit via a coil for reading and writing operations of data to and from the portable recording medium, and to implement a connection means for electrically connecting to a host device for controlling the operation of the control circuit, further, the control A ground plane for providing a ground potential of the circuit is formed on any one of the layers of the flexible substrate so as to cover an arrangement region of the control circuit, with a position coincident with a center axis of the antenna coil as a center; and A plurality of notches are formed radially from the center of the ground surface toward the outer peripheral side .

第2の技術手段は、前記第1の技術手段に記載の読み書き装置において、前記制御回路として、あらかじめ定めた周波数で発振する発振回路、前記アンテナコイルを接続し、少なくともインピーダンスマッチングを行うアンテナ回路、前記可搬記録媒体との間で読み書きするデータを変復調する変復調回路、を少なくとも含んでいることを特徴とする。 In the read / write device described in the first technical means, a second technical means includes an oscillation circuit that oscillates at a predetermined frequency as the control circuit, an antenna circuit that connects the antenna coil and performs at least impedance matching , It includes at least a modulation / demodulation circuit for modulating / demodulating data read / written to / from the portable recording medium.

第3の技術手段は、前記第1または第2の技術手段に記載の読み書き装置において、前記アンテナコイルが、複数の階層からなる前記フレキシブル基板の少なくとも2階層以上の複数の階層に分割して配置され、かつ、複数の階層に分割して配置された各アンテナコイル同士がスルーホールによって接続されることを特徴とする。 A third technical means is the reading and writing apparatus according to the first or second technical means, prior Symbol antenna coil is divided into at least two levels or more of a plurality of hierarchies of the flexible substrate formed of a plurality of layers Each antenna coil arranged and divided into a plurality of layers is connected by a through hole.

第4の技術手段は、前記第3の技術手段に記載の読み書き装置において、複数の階層に分割して配置された各前記アンテナコイル同士を接続する場合、若番側の階層のアンテナコイルの巻き終わりと老番側の階層のアンテナコイルの巻き始めとを順次接続していくことを特徴とする。   A fourth technical means is the read / write device according to the third technical means, wherein when the antenna coils arranged in a plurality of layers are connected to each other, the winding of the antenna coil of the younger-numbered layer is performed. It is characterized in that the end and the winding start of the antenna coil on the old side are sequentially connected.

第5の技術手段は、前記第3または第4の技術手段に記載の読み書き装置において、複数の階層に分割して配置された各前記アンテナコイルは、それぞれ、同一の中心軸を中心にして、各階層の外周に沿うように、同一方向に向かって巻かれていることを特徴とする。   According to a fifth technical means, in the read / write device according to the third or fourth technical means, each of the antenna coils arranged in a plurality of layers is centered on the same central axis, respectively. It is characterized by being wound in the same direction along the outer circumference of each layer.

第6の技術手段は、前記第5の技術手段に記載の読み書き装置において、前記フレキシブル基板に実装される前記制御回路が、前記アンテナコイルの中心軸と一致する位置の近傍に集中して配置されることを特徴とする。   According to a sixth technical means, in the read / write device according to the fifth technical means, the control circuit mounted on the flexible substrate is concentrated in the vicinity of a position coinciding with the central axis of the antenna coil. It is characterized by that.

の技術手段は、前記第1ないし第6の技術手段のいずれかに記載の読み書き装置において、前記グランド面が形成された階層の外周側に近いほど前記切れ込みの個数が多くなる形状、および/または、前記グランド面が形成された階層の外周側に近いほど前記切れ込みの幅が広くなる形状、および/または、いずれの前記切れ込みも前記グランド面の中心までは達していない形状とすることを特徴とする。 A seventh technical means is the read / write device according to any one of the first to sixth technical means, wherein the number of the cuts increases as it approaches the outer peripheral side of the layer on which the ground surface is formed, and / Or a shape in which the width of the cut becomes wider as it is closer to the outer peripheral side of the layer on which the ground plane is formed, and / or a shape in which any of the cuts does not reach the center of the ground plane. Features.

の技術手段は、前記第ないし第の技術手段のいずれかに記載の読み書き装置において、前記上位装置と電気的に接続する前記接続手段が、前記フレキシブル基板のいずれかの階層上に形成され、かつ、当該階層をあらかじめ定めた長さだけ延在させて、前記上位装置との接続を行う上位装置接続用端子を一端に有する接続ケーブルを形成し、かつ、該接続ケーブルを、当該階層の中央まで延長して前記制御回路の接続端子との間をスルーホールによって接続することを特徴とする。 According to an eighth technical means, in the read / write device according to any one of the first to seventh technical means, the connection means that is electrically connected to the host device is on any level of the flexible substrate. A connection cable having a terminal for connecting a host device for connecting to the host device is formed by extending the hierarchy by a predetermined length, and the connection cable is connected to the host device. It extends to the center of the hierarchy and is connected to the connection terminal of the control circuit by a through hole.

の技術手段は、前記第2ないし第の技術手段のいずれかに記載の読み書き装置において、前記発振回路は、水晶発振器またはMEMS(微小電気機械素子)発振器のいずれかの発振器を搭載し、かつ、前記上位装置から給電される電源電圧を当該発振器の動作電圧に変換する電圧変換回路を備えていることを特徴とする。 According to a ninth technical means, in the read / write device according to any one of the second to eighth technical means, the oscillation circuit includes an oscillator of either a crystal oscillator or a MEMS (micro electromechanical element) oscillator. And a voltage conversion circuit for converting a power supply voltage fed from the host device into an operating voltage of the oscillator.

10の技術手段は、前記第2ないし第の技術手段のいずれかに記載の読み書き装置において、前記アンテナコイルは、第1アンテナ素子および第2アンテナ素子からなり、前記アンテナコイルを接続する前記アンテナ回路が、前記第1アンテナ素子の一端を、第1コンデンサを介して、前記変復調回路の第1アンテナ接続端に接続するとともに、第3コンデンサを介して、グランドに接続し、かつ、前記第2アンテナ素子の一端を、第2コンデンサを介して、前記変復調回路の第2アンテナ接続端に接続するとともに、第4コンデンサを介して、グランドに接続し、かつ、前記第1アンテナ素子の他端および前記第2アンテナ素子の他端をグランドに接続し、かつ、前記第1コンデンサと前記第3コンデンサとの接続点を、前記可搬記録媒体からの受信信号を受け取る前記変復調回路の受信端に接続して構成されていることを特徴とする。 A tenth technical means is the read / write device according to any one of the second to ninth technical means, wherein the antenna coil includes a first antenna element and a second antenna element, and the antenna coil is connected to the antenna coil. An antenna circuit connects one end of the first antenna element to the first antenna connection end of the modulation / demodulation circuit via a first capacitor, and connects to the ground via a third capacitor, and One end of the two antenna elements is connected to the second antenna connection end of the modulation / demodulation circuit via a second capacitor, and is connected to the ground via a fourth capacitor, and the other end of the first antenna element And the other end of the second antenna element is connected to the ground, and the connection point between the first capacitor and the third capacitor is the portable recording Characterized in that it is constructed by connecting the receiving end of the modem circuit for receiving a received signal from the body.

11の技術手段は、前記第10の技術手段に記載の読み書き装置において、前記第1アンテナ素子と前記第2アンテナ素子とのインダクタンスは相等しく、かつ、前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとの静電容量は相等しく、かつ、前記第3コンデンサと前記第4コンデンサとの静電容量は相等しいことを特徴とする。 An eleventh technical means is the read / write device according to the tenth technical means, wherein the inductances of the first antenna element and the second antenna element are equal to each other, and the first capacitor and the second capacitor are , And the third capacitor and the fourth capacitor have the same capacitance.

12の技術手段は、前記第11の技術手段に記載の読み書き装置において、前記可搬記録媒体との間で送受信する信号のキャリア周波数が13.56MHzであり、かつ、前記第1アンテナ素子と前記第2アンテナ素子とは1.0μHのインダクタンスであり、かつ、前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとは22pFの静電容量の固定コンデンサまたは22pFの静電容量が可変範囲に含まれる可変コンデンサであり、かつ、前記第3コンデンサと前記第4コンデンサとは68pFの静電容量の固定コンデンサまたは68pFの静電容量が可変範囲に含まれる可変コンデンサであることを特徴とする。 A twelfth technical means is the read / write device according to the eleventh technical means, wherein a carrier frequency of a signal transmitted to and received from the portable recording medium is 13.56 MHz, and the first antenna element The second antenna element has an inductance of 1.0 μH, and the first capacitor and the second capacitor are a fixed capacitor having a capacitance of 22 pF or a variable capacitor including a capacitance of 22 pF within a variable range. In addition, the third capacitor and the fourth capacitor may be a fixed capacitor having a capacitance of 68 pF or a variable capacitor having a capacitance of 68 pF within a variable range.

13の技術手段は、前記第1ないし第12の技術手段のいずれかに記載の読み書き装置において、前記制御回路を構成する各部品が、前記フレキシブル基板の一方の面上にのみ配置され、前記上位装置の内側の壁面に当該読み書き装置を取り付けることができる取付手段が、前記フレキシブル基板の他方の面に形成されていることを特徴とする。 A thirteenth technical means is the read / write device according to any one of the first to twelfth technical means, wherein each component constituting the control circuit is disposed only on one surface of the flexible substrate, The attachment means capable of attaching the read / write device to the inner wall surface of the host device is formed on the other surface of the flexible substrate.

14の技術手段は、可搬記録媒体の記録内容を読み書きする読み書き装置を備え、各種の情報処理や情報通信を行う携帯型の携帯機器において、前記読み書き装置が前記第1ないし第13の技術手段のいずれかに記載の読み書き装置によって構成されていることを特徴とする。 A fourteenth technical means comprises a read / write device for reading / writing recorded contents of a portable recording medium, and in a portable portable device for performing various information processing and information communication, the read / write device is the first to thirteenth technologies. The reading / writing device according to any one of the means is used.

15の技術手段は、前記第14の技術手段に記載の携帯機器において、当該携帯機器が、携帯電話機、PHS端末、PDA(携帯情報端末)、携帯音楽プレーヤ、携帯ノートPCのいずれかを少なくとも含むことを特徴とする。 A fifteenth technical means is the portable device according to the fourteenth technical means, wherein the portable device is at least one of a mobile phone, a PHS terminal, a PDA (personal digital assistant), a portable music player, and a portable notebook PC. It is characterized by including.

本発明の読み書き装置および携帯機器によれば、読み書き装置のアンテナコイルと制御回路とを1枚のフレキシブル基板上に一体化して実装するとともに、上位装置との接続を行う接続ケーブルも該フレキシブル基板を利用した構成を採用しているので、読み書き装置の実装上の柔軟性を確保するとともに一層の小型化を図ることができるとともに、掌に収まるような超小型の携帯機器に搭載する場合であっても、携帯機器の狭い筐体内部の形状に合わせて読み書き装置を搭載することが可能になり、多機能化を可能とする携帯機器を実現することができるという効果を奏することができる。   According to the read / write device and the portable device of the present invention, the antenna coil and the control circuit of the read / write device are integrated and mounted on a single flexible substrate, and the connection cable for connecting to the host device also includes the flexible substrate. Since the configuration used is used, it is possible to ensure flexibility in mounting the read / write device and to further reduce the size, and to be mounted on an ultra-small portable device that fits in the palm of the hand. In addition, it is possible to mount the read / write device in accordance with the shape inside the narrow housing of the mobile device, and there is an effect that it is possible to realize a mobile device that can be multifunctional.

さらに、読み書き装置の制御回路をアンテナコイルの内側の磁界強度が最も弱くなる中心軸に一致する位置の近傍に集中して配置すること、また、制御回路のグランド(接地)用のグランドパタンとして、制御回路の配置範囲を覆うように配置されたグランド面の中心位置(アンテナコイルの中心軸に一致する位置)から放射状に複数の切れ込みを形成して、渦(うず)電流を抑止するという構造としているので、読み書き装置のアンテナコイルが発する磁界として、大きな磁界強度を得ることができ、小型の携帯機器に搭載した超小型の読み書き装置であっても、また、大きな電力を消費する可搬記録媒体の記録内容を読み書きする場合であっても、可搬記録媒体の記録内容を確実に読み書きすることができる。   Furthermore, the control circuit of the read / write device is concentrated in the vicinity of the position corresponding to the central axis where the magnetic field intensity inside the antenna coil is the weakest, and as a ground pattern for the ground of the control circuit, As a structure that suppresses eddy current by forming a plurality of notches radially from the center position of the ground plane (position that coincides with the central axis of the antenna coil) arranged to cover the arrangement range of the control circuit Therefore, a portable recording medium that can obtain a large magnetic field strength as a magnetic field generated by the antenna coil of the read / write device and consumes a large amount of power even in an ultra-small read / write device mounted on a small portable device. Even when the recorded contents are read and written, the recorded contents of the portable recording medium can be reliably read and written.

以下に、本発明に係る読み書き装置(リーダライタ)および携帯機器の最良の実施形態について、その一例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明による読み書き装置は、非接触ICカードやRF(Radio Frequency)タグなどの可搬記録媒体の記録内容を読み書きする装置であり、一方、本発明による携帯機器は、前記読み書き装置と接続する上位装置の一つとして位置付けられ、当該読み書き装置を内蔵し、各種の情報処理や情報通信を行う携帯用の情報処理装置・情報通信装置であって、携帯電話機、PHS(Personal Handy-Phone System)端末、PDA(Personal Digital Assistants:携帯情報端末)、携帯音楽プレーヤ、携帯ノートPC(Personal Computer)など、前記読み書き装置を収容して、可搬記録媒体の記録内容を利用することを可能とするものであれば、如何なる形態のものであっても構わない。   Hereinafter, an example of the best embodiment of the read / write device (reader / writer) and portable device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The read / write device according to the present invention is a device for reading / writing recorded contents of a portable recording medium such as a non-contact IC card or an RF (Radio Frequency) tag, while the portable device according to the present invention is connected to the read / write device. Is a portable information processing device / information communication device that incorporates the read / write device and performs various types of information processing and information communication, including a mobile phone, PHS (Personal Handy-Phone System) ) The reading / writing device such as a terminal, a PDA (Personal Digital Assistants), a portable music player, a portable notebook PC (Personal Computer), etc. can be accommodated to use the recorded contents of the portable recording medium. As long as it is a thing, it may be in any form.

(本発明の特徴)
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明に係る読み書き装置(リーダライタ)は、可塑性を有する1枚のフレキシブル基板上の外周に沿ってアンテナコイルを配置し、該アンテナコイルの内側の中心軸と一致する位置の近傍に制御回路を集中して配置する(望ましくは、さらに、制御回路の中心がアンテナコイルの中心軸と一致している)とともに、該制御回路の配置領域全体をカバーするように形成されるグランド面のグランドパタンとして、アンテナコイルの中心軸に一致する位置に相当する当該グランド面の中心位置から外周に向かって放射状に複数の切れ込みを形成することによって、アンテナコイルが発する磁界によって生じる渦(うず)電流を抑止して、アンテナコイルが発する磁界への悪影響を抑えることを主要な特徴としている。
(Features of the present invention)
Prior to the description of the embodiments of the present invention, an outline of the features of the present invention will be described first. In the read / write device (reader / writer) according to the present invention, an antenna coil is arranged along the outer periphery of one flexible substrate having plasticity, and a control circuit is provided in the vicinity of a position coincident with the central axis inside the antenna coil. As a ground pattern of a ground plane formed so as to cover the entire area where the control circuit is arranged (preferably, the center of the control circuit coincides with the central axis of the antenna coil). The eddy current generated by the magnetic field generated by the antenna coil is suppressed by forming a plurality of cuts radially from the center position of the ground plane corresponding to the position corresponding to the center axis of the antenna coil toward the outer periphery. The main feature is to suppress adverse effects on the magnetic field generated by the antenna coil.

而して、フレキシブル基板の利用による読み書き装置の実装上の柔軟性の獲得、および、アンテナコイルと制御回路との実装基板の一体化による読み書き装置の小型化を可能とし、小型軽量化が益々進展するとともに機能の多様化が進む傾向にある携帯機器に、読み書き装置を容易に搭載することができ、かつ、携帯機器の付加価値の向上(多機能化)を図ることができる。   Thus, it is possible to obtain flexibility in mounting the read / write device by using a flexible substrate, and to reduce the size of the read / write device by integrating the mounting substrate of the antenna coil and the control circuit. At the same time, it is possible to easily mount a read / write device on a portable device whose functions are diversifying, and to improve the added value (multifunctionality) of the portable device.

(本発明による読み書き装置の構成例)
本発明による読み書き装置の一構成例として、読み書き装置を構成する各構成要素の実装形態について図1に示す。図1の模式図において、図1(a)は、読み書き装置の実装基板であるフレキシブル基板1のおもて面を示し、図1(b)は、フレキシブル基板1の裏面を示している。
(Configuration example of read / write device according to the present invention)
As a configuration example of the read / write device according to the present invention, FIG. 1 shows an implementation of each component constituting the read / write device. In the schematic diagram of FIG. 1, FIG. 1A shows the front surface of the flexible substrate 1 that is a mounting substrate of the read / write device, and FIG. 1B shows the back surface of the flexible substrate 1.

図1(a)に示すように、本実施形態の読み書き装置は、可塑性を有する1枚のフレキシブル基板1上に、可搬記録媒体との電磁結合により情報の読み書きを行うアンテナコイル2と、アンテナコイル2を介して可搬記録媒体との間でデータの読み書き動作を行う制御回路3とを実装し、さらに、当該読み書き装置の制御回路3の動作を制御する上位装置の一例である携帯機器に電気的に接続する接続手段として、該上位装置に接続する上位装置接続用端子5を一端に備えた接続ケーブル4を、当該フレキシブル基板1の一部をあらかじめ定めた適当な長さまで延在させた形式で装備している。   As shown in FIG. 1A, the read / write device of this embodiment includes an antenna coil 2 that reads and writes information by electromagnetic coupling with a portable recording medium on a flexible substrate 1 having plasticity, and an antenna. A control circuit 3 that performs a data read / write operation with a portable recording medium via the coil 2 is mounted, and a portable device that is an example of a host device that controls the operation of the control circuit 3 of the read / write device. As a connection means for electrical connection, a connection cable 4 provided at one end with a host device connection terminal 5 for connecting to the host device is extended to a predetermined appropriate length of the flexible substrate 1. Equipped in the form.

また、フレキシブル基板1は、可塑性に富むポリイミド膜やフォトソルダレジスト膜や液晶ポリマなどの素材が2階層以上の多層に積層されて形成されており、n階層(n≧2)の多層基板として構成される。なお、可塑性の観点から言えば、フレキシブル基板1に実装する各構成要素間の配線に用いられる銅箔も、可塑性に富む材質であることは言うまでもない。   The flexible substrate 1 is formed by laminating materials such as a polyimide film, a photo solder resist film, and a liquid crystal polymer rich in plasticity in two or more layers, and is configured as an n-layer (n ≧ 2) multilayer substrate. Is done. From the viewpoint of plasticity, it goes without saying that the copper foil used for wiring between the components mounted on the flexible substrate 1 is also a material rich in plasticity.

アンテナコイル2は、図2に示すように、多層のフレキシブル基板1の少なくとも2階層以上の複数の階層(図2の場合、第1層11、第2層12、…、第n層1n)に分割して配置されている。また、複数の階層に分割して配置された各階層のアンテナコイル同士はそれぞれのスルーホール10によって接続される。さらに、複数の階層に分割して配置された各階層のアンテナコイル(第1層アンテナコイル21、第2層アンテナコイル22、…、第n層アンテナコイル2n)の中心は、同一の中心軸上に配置され、かつ、分割して配置された各階層のアンテナコイルは、同一の中心軸を中心にして、それぞれの階層の外周に沿うように同一方向に向かって巻かれている。また、分割して配置された各階層のアンテナコイルをスルーホール10によって直列に接続するために、若番側の階層のアンテナコイルの巻き終わりと老番側の階層のコンテナコイルの巻き始めとが、それぞれのスルーホール10によって順次接続されている。   As shown in FIG. 2, the antenna coil 2 is arranged in a plurality of layers (in the case of FIG. 2, the first layer 11, the second layer 12,..., The nth layer 1n) of at least two layers. It is divided and arranged. In addition, antenna coils of each layer arranged by being divided into a plurality of layers are connected to each other through the respective through holes 10. Furthermore, the center of the antenna coils (first layer antenna coil 21, second layer antenna coil 22,..., N layer antenna coil 2n) of each layer arranged in a plurality of layers is on the same central axis. The antenna coils of each layer arranged in a divided manner are wound in the same direction along the outer periphery of each layer with the same central axis as the center. In addition, in order to connect the antenna coils of each layer arranged in series through the through-hole 10, the end of winding of the antenna coil of the younger side and the start of winding of the container coil of the older side The through holes 10 are sequentially connected.

ここで、図2は、本発明による読み書き装置のアンテナコイルの構造の一例を示す模式図であり、アンテナコイル2が、フレキシブル基板1のn階層(n≧2)それぞれの階層に分割して配置されており、それぞれの階層の外周に沿って、中心軸が互いに一致するように、略同一形状で、かつ、同一方向(図2では反時計方向)に向かって、巻線されている例を示している。   Here, FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the structure of the antenna coil of the read / write device according to the present invention, and the antenna coil 2 is divided into n layers (n ≧ 2) of the flexible substrate 1 and arranged. An example of winding in the same direction and in the same direction (counterclockwise in FIG. 2) so that the central axes coincide with each other along the outer circumference of each layer. Show.

図2に示すごとく、第1層11の第1層アンテナコイル21の巻き終わり91が次の第2層12の第2層アンテナコイル22の巻き始め82に接続され、第2層12の第2層アンテナコイル22の巻き終わり92が次の階層のアンテナコイルの巻き始めに接続されていくというように、各階層のアンテナコイルの巻き終わりと巻き始めとがスルーホール10を用いて順次接続されることによって、アンテナコイル全体の巻き数を増加させるような場合であっても、各階層に分割して配置しているので、各アンテナコイルの直径が小さくならなく、磁界強度の低下を防ぐことができる。   As shown in FIG. 2, the winding end 91 of the first layer antenna coil 21 of the first layer 11 is connected to the winding start 82 of the second layer antenna coil 22 of the next second layer 12, and the second layer 12 second The winding end 92 and the winding start of the antenna coil of each layer are sequentially connected using the through hole 10 such that the winding end 92 of the layer antenna coil 22 is connected to the winding start of the antenna coil of the next layer. Thus, even if the number of turns of the entire antenna coil is increased, the antenna coil is divided and arranged in each layer, so that the diameter of each antenna coil is not reduced, and a decrease in magnetic field strength is prevented. it can.

なお、最初の階層である第1層11の第1層アンテナコイル21の巻き始め81と、最終の階層である第n層1nの第n層アンテナコイル2nの巻き始め8nにその前の階層(第(n−1)層)のアンテナコイルの巻き終わりが接続された第n層アンテナコイル2nの巻き終わり9nとは、フレキシブル基板1の表(おもて)面となる階層の第1層11に実装される制御回路3のアンテナ接続端子に接続される。   It should be noted that the first layer 11 of the first layer 11 that is the first layer 11 and the winding start 8n of the nth layer antenna coil 2n of the nth layer 1n that is the last layer (the previous layer ( The winding end 9n of the nth layer antenna coil 2n to which the winding end of the (n-1) th layer) antenna coil is connected is the first layer 11 of the layer that becomes the front (front) surface of the flexible substrate 1 Connected to the antenna connection terminal of the control circuit 3 mounted on

さらに、第1層11に実装される制御回路3は、図1(a)に示すように、フレキシブル基板1の中心つまり各階層に分割配置したアンテナコイル2の中心軸6と一致する位置の近傍に集中するように配置されており(望ましくは、さらに、制御回路3の中心位置がアンテナコイル2の中心軸と一致するように配置されており)、制御回路3に流れる電流によって生じる、アンテナコイル2が発する磁界への影響が最も小さくなるように配慮している。   Further, as shown in FIG. 1A, the control circuit 3 mounted on the first layer 11 is near the center of the flexible substrate 1, that is, the position that coincides with the central axis 6 of the antenna coil 2 that is dividedly arranged in each layer. (Preferably, the center position of the control circuit 3 is disposed so as to coincide with the center axis of the antenna coil 2), and the antenna coil is generated by the current flowing through the control circuit 3. Consideration is made so that the influence on the magnetic field generated by 2 is minimized.

なお、制御回路3を構成する回路素子等の各部品は、フレキシブル基板1の一方の面つまり表面にのみ配置されており、フレキシブル基板1の他方の面つまり裏面は、回路素子等の部品が一切実装されない滑らかな面となっており、該裏面には、当該読み書き装置を実装する他の機器(つまり上位装置)の内側の壁面に当該読み書き装置すなわちフレキシブル基板1を取り付けることができる取付手段が形成されている。具体的には、図1(b)に示すように、該取付手段として例えば両面テープ7をフレキシブル基板1の裏面に貼付しておき、他の機器(つまり上位装置)に当該読み書き装置を内蔵させるときに、両面テープ7の被覆を剥がして、当該他の機器の内側の壁面に貼り付けることによって、固定して取り付けることができる。   Each component such as a circuit element constituting the control circuit 3 is arranged only on one surface, that is, the front surface of the flexible substrate 1, and the other surface, that is, the back surface of the flexible substrate 1, is completely free of components such as circuit elements. The mounting surface is a smooth surface that is not mounted, and an attachment means that can attach the read / write device, that is, the flexible substrate 1 to the inner wall surface of another device (that is, a host device) on which the read / write device is mounted is formed on the back surface. Has been. Specifically, as shown in FIG. 1B, as the attachment means, for example, a double-sided tape 7 is pasted on the back surface of the flexible substrate 1, and the read / write device is built in another device (that is, a host device). Sometimes, the cover of the double-sided tape 7 is peeled off and attached to the inner wall surface of the other device, so that it can be fixedly attached.

次に、図1のような構成の読み書き装置と上位装置とを電気的に接続する接続手段である接続ケーブルの構成例について、図3を用いて説明する。図3は、本発明による読み書き装置の接続ケーブルの一構成例を示す模式図である。図3に示すように、読み書き装置の接続ケーブル4は、多階層のフレキシブル基板1のいずれか1つの階層に配線を行うことによって形成される。   Next, a configuration example of a connection cable, which is a connection unit that electrically connects the read / write device configured as shown in FIG. 1 and the host device, will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing one configuration example of the connection cable of the read / write device according to the present invention. As shown in FIG. 3, the connection cable 4 of the read / write device is formed by performing wiring on any one layer of the multi-layer flexible substrate 1.

図3に示す例の場合、例えばアンテナコイル2を配置していない階層の第i層1i(1<i<n)を、上位装置との電気的な接続を行う接続手段を形成するための階層とし、上位装置と接続する上位装置接続用端子5を一端に有する接続ケーブル4として、あらかじめ定めた適当な長さまで、可塑性を有する第i層1iを延在させて形成するとともに、該接続ケーブル4を該第i層1i上の中央まで延長させて配置し、該接続ケーブル4を、フレキシブル基板1の表面の第1層11に配置している制御回路3の接続端子とスルーホール10によって接続する。   In the case of the example shown in FIG. 3, for example, a layer for forming connection means for electrically connecting the i-th layer 1 i (1 <i <n) of the layer where the antenna coil 2 is not arranged with the host device. As the connection cable 4 having a host device connection terminal 5 connected to the host device at one end, the plastic i-th layer 1i is extended to a predetermined appropriate length, and the connection cable 4 Is extended to the center on the i-th layer 1i, and the connection cable 4 is connected to the connection terminal of the control circuit 3 disposed on the first layer 11 on the surface of the flexible substrate 1 by the through hole 10. .

かくのごとく、多階層のフレキシブル基板1のいずれかの階層(図3の場合は、第i層1i)を用いて、上位装置との電気的な接続を行う接続ケーブル4を形成することにより、アンテナコイル2、制御回路3、接続ケーブル4の各実装箇所の一体化を実現することができる。   As described above, by using any one of the multi-layered flexible boards 1 (i-th layer 1i in the case of FIG. 3), by forming the connection cable 4 for electrical connection with the host device, Integration of the mounting portions of the antenna coil 2, the control circuit 3, and the connection cable 4 can be realized.

次に、フレキシブル基板1の表面となる階層例えば第1層11に実装される制御回路3の電気的な配線系統などを示すプリントパタンの一例について図4を用いて説明する。図4は、本発明による読み書き装置の制御回路3のフレキシブル基板1上の配線系統などを示すプリントパタンの一例を示す模式図である。図4に示すように、制御回路3としての電気的な接続を行うために、銅箔を用いたプリントパタンとして、各回路部品の実装用のランド、各回路部品間の配線やジャンパ線、電源ライン、接続ケーブル、グランド面などが、フレキシブル基板1の各階層に配置される。   Next, an example of a print pattern showing the electrical wiring system of the control circuit 3 mounted on the hierarchy, for example, the first layer 11 on the surface of the flexible substrate 1 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a print pattern showing a wiring system on the flexible substrate 1 of the control circuit 3 of the read / write device according to the present invention. As shown in FIG. 4, in order to perform electrical connection as the control circuit 3, as a printed pattern using copper foil, a land for mounting each circuit component, wiring between each circuit component, jumper wire, power supply Lines, connection cables, ground planes, and the like are arranged in each layer of the flexible substrate 1.

図4の例では、制御回路3が実装される第1層11には、回路部品実装用のランドや回路部品間の配線を行うプリントパタンとして部品実装面・部品間配線面51が形成され、上位装置との接続を行う接続ケーブル4を形成する第i層1iには、接続ケーブル4や該接続ケーブル4への引き出し線や回路部品間のジャンパ配線を行うプリントパタンとして接続ケーブル設置面・部品間配線面5iが形成され、最後の第n層1nには、制御回路3の電気的なグランド電位を与えるためのグランド面5nが形成されている例を示している。なお、グランド面5nを、本実施形態では、最終の第n層に形成しているが、制御回路3に対する電気的な接地面を形成することができるならば、第n層以外の階層に形成するようにしても良い。   In the example of FIG. 4, on the first layer 11 on which the control circuit 3 is mounted, a component mounting surface / inter-component wiring surface 51 is formed as a printed pattern for wiring between circuit component mounting lands and circuit components. On the i-th layer 1i forming the connection cable 4 for connection with the host device, the connection cable installation surface / part as a print pattern for connecting cable 4, the lead-out line to the connection cable 4 and jumper wiring between circuit parts In the example, the intermediate wiring surface 5 i is formed, and the last n-th layer 1 n is formed with the ground surface 5 n for applying the electrical ground potential of the control circuit 3. In the present embodiment, the ground plane 5n is formed in the final nth layer. However, if an electrical ground plane for the control circuit 3 can be formed, it is formed in a layer other than the nth layer. You may make it do.

図4の各階層に形成されるプリントパタンのうち、最後の第n層1nに形成されるグランド面5nのグランドパタンは、一般に、アンテナコイル2の中心軸と一致する位置を中心にして、第1層の制御回路3が配置されている配置範囲全体を覆うような広い銅箔面とすることが望ましい。しかしながら、グランド面5nを、広い範囲を覆う連続した平面として形成した場合、アンテナコイル2が発生する磁界が、該グランド面5nと交わり、大きな渦(うず)電流が流れてしまい、その結果、アンテナコイル2が発する磁界強度を弱めてしまうという悪影響が生じる。   4, the ground pattern of the ground surface 5n formed in the last n-th layer 1n is generally centered on a position coincident with the central axis of the antenna coil 2. It is desirable to have a wide copper foil surface that covers the entire arrangement range where the one-layer control circuit 3 is arranged. However, when the ground plane 5n is formed as a continuous plane covering a wide area, the magnetic field generated by the antenna coil 2 intersects with the ground plane 5n, and a large eddy current flows, and as a result, the antenna There is an adverse effect that the magnetic field intensity generated by the coil 2 is weakened.

かくのごとき渦(うず)電流の発生を抑制するために、図5に示すように、アンテナコイル2の中心軸すなわちグランド面5nの中心6nから外周側に向かって、放射状に複数の切れ込み7nを形成している。図5は、本発明による読み書き装置のグランド面5nを形成するグランドパタン6nの一例を示す模式図であり、アンテナコイル2の中心軸すなわちグランド面5nの中心6nから外周側に向かって放射状に16本の切れ込み7nを形成している例を示している。 In order to suppress the generation of such eddy (eddy) currents in write, as shown in FIG. 5, toward the outer periphery from the center 6n c of the center axis or the ground surface 5n of the antenna coil 2, a plurality of radially slits 7n Is forming. Figure 5 is a schematic diagram showing an example of a ground pattern 6n forming a ground plane 5n of the reading and writing apparatus according to the present invention, radially toward the outer periphery from the center 6n c of the center axis or the ground surface 5n of the antenna coil 2 An example in which 16 cuts 7n are formed is shown.

なお、該グランド面5nの切れ込み7nは、アンテナコイル2に近いフレキシブル基板1の周辺側(外周側)に近づくほど、つまり、アンテナコイル2の磁界強度が高く、渦(うず)電流の電流密度が高くなる部分ほど、図5に示すように切れ込み7nの個数を多くする形状、および/または、フレキシブル基板1の周辺側(外周側)に近づくほど切れ込み7nの幅を広くした形状、および/または、いずれの切れ込み7nもグランド面5nの中心6nまでは達していない形状とすることが望ましい。 Note that the notch 7n of the ground surface 5n is closer to the peripheral side (outer peripheral side) of the flexible substrate 1 close to the antenna coil 2, that is, the magnetic field strength of the antenna coil 2 is higher, and the current density of the eddy current is higher. As shown in FIG. 5, the higher the portion, the larger the number of cuts 7n, and / or the wider the cut 7n, the closer to the peripheral side (outer peripheral side) of the flexible substrate 1, and / or it is desirable to either cut 7n does not reach even to the center 6n c of the ground plane 5n shape.

グランド面5nにかくのごとき切れ込み7nを形成したグランドパタン6nとすることにより、グランド面5nが広い範囲に亘って連続した銅箔面とならないようにし、而して、渦(うず)電流の発生を抑止する効果を得ることができる。   By using a ground pattern 6n in which a notch 7n is formed in the ground surface 5n, the ground surface 5n is prevented from becoming a continuous copper foil surface over a wide range, and thus an eddy current is generated. The effect which suppresses can be acquired.

次に、本発明による読み書き装置の一構成例を示す図1の制御回路3の回路構成について、その一例を図6を用いて説明する。図6は、本発明による読み書き装置の制御回路3の回路構成の一例を示す回路図であり、図6(a)は、制御回路3の全体の回路構成の一例を示し、図6(b)は、制御回路3の変復調回路31に接続されるアンテナ回路40の回路構成の一例を示している。   Next, an example of the circuit configuration of the control circuit 3 of FIG. 1 showing an example of the configuration of the read / write device according to the present invention will be described with reference to FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the circuit configuration of the control circuit 3 of the read / write device according to the present invention. FIG. 6A shows an example of the overall circuit configuration of the control circuit 3, and FIG. These show an example of the circuit configuration of the antenna circuit 40 connected to the modulation / demodulation circuit 31 of the control circuit 3.

図6(a)の回路図に示すように、制御回路3は、主として、可搬記録媒体との間で読み書きするデータを変復調する変復調回路31、発振回路33へ供給する電圧値に変換する電圧変換回路32、あらかじめ定めた周波数で発振する発振回路33、アンテナコイル2を接続するアンテナ回路40、および、上位装置50との接続用の上位装置接続用端子5によって構成される。ここで、読み書き装置にて読み書きするデータに関するデジタル信号の処理は、上位装置50側にて行うように構成されている。   As shown in the circuit diagram of FIG. 6A, the control circuit 3 mainly converts a voltage to be read / written to / from a portable recording medium into a modulation / demodulation circuit 31 for modulating / demodulating data and a voltage value to be supplied to the oscillation circuit 33. The conversion circuit 32, the oscillation circuit 33 that oscillates at a predetermined frequency, the antenna circuit 40 that connects the antenna coil 2, and the host device connection terminal 5 for connection to the host device 50 are configured. Here, the digital signal processing related to the data read / written by the read / write device is configured to be performed on the host device 50 side.

変復調回路31は、図6の「電源」に示すように、上位装置接続用端子5を介して上位装置50から給電され、可搬記録媒体との間で授受される読み書きデータの変復調を行う。また、変復調回路31と上位装置50との間の上位装置接続用端子5を介した読み書きデータに関する通信は、図6に示す「デジタル信号入力」および「デジタル信号出力」の信号線を用いて行う。また、変復調回路31には上位装置50との同期を取るための端子を備えており、図6の「上位装置との同期」に示すように、上位装置接続用端子5を介して上位装置50のクロック出力端子(図示していない)と接続されている。   As shown in “power supply” in FIG. 6, the modem circuit 31 performs modulation / demodulation of read / write data that is fed from the host device 50 via the host device connection terminal 5 and exchanged with the portable recording medium. Further, communication relating to read / write data between the modem circuit 31 and the host device 50 via the host device connection terminal 5 is performed using the “digital signal input” and “digital signal output” signal lines shown in FIG. . Further, the modem circuit 31 is provided with a terminal for synchronizing with the host device 50. As shown in "Synchronization with host device" in FIG. 6, the host device 50 is connected via the host device connection terminal 5. And a clock output terminal (not shown).

電圧変換回路32は、上位装置接続用端子5を介して上位装置50から給電されてくる電源電圧を、発振回路33の発振器へ給電すべき動作電圧に変換する回路であり、例えば、コンバータ・ダイオードなどによって構成される。なお、電圧変換回路32は、発振回路33内に収容して、発振回路33の一部として構成しても良い。   The voltage conversion circuit 32 is a circuit that converts a power supply voltage fed from the host device 50 via the host device connection terminal 5 into an operating voltage to be fed to the oscillator of the oscillation circuit 33. For example, a converter diode Consists of. The voltage conversion circuit 32 may be housed in the oscillation circuit 33 and configured as a part of the oscillation circuit 33.

発振回路33は、搬送周波数(本実施形態の場合は、当該読み書き装置により読み書きされる可搬記録媒体の一つとしてISO規格において規定されている非接触ICカード用の13.56MHzの周波数)の無変調キャリアを発生するためのものである。なお、発振回路33は、13.56MHzの無変調キャリアを生成することができる手段であれば、如何なる発振器であっても良く、現在広く用いられている水晶発振器のみならず、MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems:微小電気機械素子)発振器であっても、同等の効果が得られる。ここで、13.56MHzの周波数は、可搬記録媒体との間で送受信する信号のキャリア周波数である。   The oscillation circuit 33 has a carrier frequency (in this embodiment, a 13.56 MHz frequency for a non-contact IC card defined in the ISO standard as one of portable recording media read / written by the read / write device). This is for generating an unmodulated carrier. The oscillator circuit 33 may be any oscillator as long as it can generate a 13.56 MHz unmodulated carrier, and not only a crystal oscillator widely used at present, but also a MEMS (Micro Electro- The same effect can be obtained even with an oscillator (Mechanical Systems). Here, the frequency of 13.56 MHz is a carrier frequency of a signal transmitted / received to / from a portable recording medium.

次に、アンテナコイル2として第1アンテナ素子L1、第2アンテナ素子L2からなる場合のアンテナ回路40の構成を、図6(b)に示した回路図を用いて説明する。   Next, the configuration of the antenna circuit 40 when the antenna coil 2 includes the first antenna element L1 and the second antenna element L2 will be described with reference to the circuit diagram shown in FIG.

アンテナ回路40に接続されるアンテナコイル2は、望ましくはインダクタンスが互いに相等しい第1アンテナ素子L1・第2アンテナ素子L2からなり、アンテナ回路40は、図6(b)に示すように、主として、望ましくは静電容量が互いに相等しい第1コンデンサC1・第2コンデンサC2、望ましくは静電容量が互いに相等しい第3コンデンサC3・第4コンデンサC4、第1アンテナ素子L1の一端と第2アンテナ素子L2の一端との間に接続する抵抗R1を備えて構成されている。   The antenna coil 2 connected to the antenna circuit 40 is preferably composed of a first antenna element L1 and a second antenna element L2 having the same inductance, and the antenna circuit 40 is mainly configured as shown in FIG. Desirably, the first capacitor C1 and the second capacitor C2 having the same capacitance, and the third capacitor C3 and the fourth capacitor C4 having the same capacitance, one end of the first antenna element L1, and the second antenna element. A resistor R1 connected between one end of L2 is provided.

さらに、アンテナ回路40は、アンテナコイル2側の第1アンテナ素子L1・第2アンテナ素子L2の他端を接地するためのグランド(GND)端子、第1アンテナ素子L1の一端を第1コンデンサC1を介して変復調回路31の第1アンテナ接続端31に接続するための第1接続端子41、第2アンテナ素子L2の一端を第2コンデンサC2を介して変復調回路31の第2アンテナ接続端31に接続するための第2接続端子42、第1アンテナ素子L1の一端が接続されている第1コンデンサC1と第3コンデンサC3との接続点に変復調回路31の受信端31を接続するための第3接続端子43を含んで構成される。第3接続端子43には、可搬記録媒体例えば非接触ICカードからの読み取りデータに関する受信信号が入力されてくる。 Further, the antenna circuit 40 has a ground (GND) terminal for grounding the other end of the first antenna element L1 and the second antenna element L2 on the antenna coil 2 side, and one end of the first antenna element L1 is connected to the first capacitor C1. via the second antenna connecting terminal 31 of the first first connection terminal 41 for connection to the antenna connection terminal 31 1, the modem circuit 31 to one end of the second antenna element L2 via the second capacitor C2 of the modem circuit 31 2 the second connection terminal 42 for connection to, for connecting the receiving end 313 of the modulation and demodulation circuit 31 to a connection point between the first capacitor C1, one end of the first antenna element L1 is connected to the third capacitor C3 The third connection terminal 43 is included. The third connection terminal 43 receives a reception signal related to read data from a portable recording medium such as a non-contact IC card.

なお、第3コンデンサC3・第4コンデンサC4の一端は、それぞれ、第1アンテナ素子L1・第2アンテナ素子L2の一端に接続され、他端は、いずれも、接地するためのグランド(GND)端子に接続される。   Note that one end of each of the third capacitor C3 and the fourth capacitor C4 is connected to one end of each of the first antenna element L1 and the second antenna element L2, and the other end is a ground (GND) terminal for grounding. Connected to.

次に、ISO規格に準拠のELWISE(登録商標)カードなどのような消費電力が大きい(例えば3.5A/m程度の最低動作磁界を要する)可搬記録媒体例えば非接触ICカード(つまり、最低動作磁界が高い非接触ICカード)の記録内容を読み書きすることが可能であって、かつ、アンテナコイル2の開口面積を小さくし(例えば35mm×25mm以下とし)、読み書き装置の小型化を図ることを可能とする図6のアンテナコイル2、アンテナ回路40の各回路パラメータ値(すなわち、第1アンテナ素子L1・第2アンテナ素子L2それぞれのインダクタンス、第1〜第4コンデンサC1〜C4それぞれの静電容量)について、説明する。   Next, a portable recording medium such as an ELWISE (registered trademark) card conforming to the ISO standard (for example, requiring a minimum operating magnetic field of about 3.5 A / m) such as a non-contact IC card (that is, at least It is possible to read / write the recorded content of a non-contact IC card having a high operating magnetic field, and to reduce the opening area of the antenna coil 2 (for example, 35 mm × 25 mm or less), thereby reducing the size of the read / write device. 6 to enable the circuit parameter values of the antenna coil 2 and the antenna circuit 40 (that is, the inductance of each of the first antenna element L1 and the second antenna element L2, and the electrostatic capacitance of each of the first to fourth capacitors C1 to C4). (Capacity) will be described.

一般に、アンテナを小型化するためには、アンテナコイル2の開口面積をできる限り小さくすることが必要である。しかし、読み書き装置のアンテナコイル2の開口面積を小さくし過ぎると、十分な磁界を確保することができなくなり、非接触ICカードを近接させても、非接触ICカードの記録内容を読み書きすることができなくなるという問題点が発生する。   Generally, in order to reduce the size of an antenna, it is necessary to make the opening area of the antenna coil 2 as small as possible. However, if the opening area of the antenna coil 2 of the read / write device is made too small, a sufficient magnetic field cannot be secured, and the recorded content of the non-contact IC card can be read / written even if the non-contact IC card is brought close to the read / write device. The problem of being unable to do so occurs.

ここで、本実施形態においては、携帯機器に十分に収容可能な大きさを前提として、アンテナコイル2を形成する第1アンテナ素子L1・第2アンテナ素子L2それぞれに想定されるインダクタンスは、前述のように、互いに相等しく、いずれも1.0μHである。   Here, in the present embodiment, assuming that the antenna coil 2 can be sufficiently accommodated in the portable device, the inductance assumed for each of the first antenna element L1 and the second antenna element L2 forming the antenna coil 2 is as described above. Thus, they are equal to each other and both are 1.0 μH.

また、本実施形態においては、前述のように、ELWISE(登録商標)カードなどのような大きな電力を要する可搬記録媒体例えば非接触ICカードに関する記録内容を読み書きすることを可能としつつ、かつ、読み書き装置の小型化を図るべく、次のような実験手順を用いて、図6(b)のアンテナ回路40の回路パラメータ値(第1〜第4コンデンサC1〜C4の静電容量)を算出している。   Further, in the present embodiment, as described above, while making it possible to read and write the recording contents relating to a portable recording medium such as an ELWISE (registered trademark) card that requires a large amount of power, such as a non-contact IC card, In order to reduce the size of the read / write device, circuit parameter values (capacitances of the first to fourth capacitors C1 to C4) of the antenna circuit 40 in FIG. 6B are calculated using the following experimental procedure. ing.

アンテナコイル2の開口面積を最も小さくすることができ、かつ、可搬記録媒体に対して最も効率の良い電力伝送を可能とするためには、図6における変復調回路31とアンテナ回路40との間でインピーダンスマッチングを取ることが必要である。ここで、両者のインピーダンスマッチングが取られた状態とは、「変復調回路31の出力側からみたインピーダンス」と「アンテナ回路40側のインピーダンス」とが複素共役になっている状態である。つまり、両者のインピーダンスマッチングが取られた状態においては、「変復調回路31の出力側からみたインピーダンス」が判明すれば、その複素共役となる「アンテナ回路40側のインピーダンス」を求めることができる。   In order to make the opening area of the antenna coil 2 the smallest and to enable the most efficient power transmission to the portable recording medium, between the modem circuit 31 and the antenna circuit 40 in FIG. It is necessary to take impedance matching. Here, the state where the impedance matching between the two is taken is a state where “impedance seen from the output side of the modem circuit 31” and “impedance on the antenna circuit 40 side” are complex conjugates. That is, in the state where the impedance matching between the two is taken, if the “impedance seen from the output side of the modulation / demodulation circuit 31” is found, the “impedance on the antenna circuit 40 side” that is the complex conjugate thereof can be obtained.

したがって、該「アンテナ回路40側のインピーダンス」に合致するように、アンテナ回路40の第1〜第4コンデンサC1〜C4の静電容量を設定すれば、第1アンテナ素子L1・第2アンテナ素子L2からなり、超小型の携帯機器への搭載を十分に可能とする所定の開口面積を有するアンテナコイル2に関して、磁界強度が最も大きくなり、最も効率の良い電力伝送を行う状態になる。   Accordingly, if the capacitances of the first to fourth capacitors C1 to C4 of the antenna circuit 40 are set so as to match the “impedance on the antenna circuit 40 side”, the first antenna element L1 and the second antenna element L2 are set. The antenna coil 2 having a predetermined opening area that can be sufficiently mounted on an ultra-small portable device has the highest magnetic field strength and the most efficient power transmission.

アンテナ回路40の整合回路を形成する第1〜第4コンデンサC1〜C4のかかる静電容量を算出するための具体的な実験手順は、以下の通りである。   A specific experimental procedure for calculating the capacitances of the first to fourth capacitors C1 to C4 forming the matching circuit of the antenna circuit 40 is as follows.

(1)フレキシブル基板1にアンテナ回路40の整合回路以外の部品(図6のアンテナ回路40の整合回路以外の制御回路3の部品、アンテナコイル2および接続ケーブル4)を実装した後、図6のアンテナ回路40の第1コンデンサC1、第2コンデンサC2、第3コンデンサC3、第4コンデンサC4それぞれの位置に最大容量100pF程度の手動調整が可能なトリマコンデンサを実装する。   (1) After mounting components other than the matching circuit of the antenna circuit 40 (components of the control circuit 3 other than the matching circuit of the antenna circuit 40 in FIG. 6, the antenna coil 2 and the connection cable 4) on the flexible substrate 1, FIG. A trimmer capacitor capable of manual adjustment with a maximum capacity of about 100 pF is mounted at each position of the first capacitor C1, the second capacitor C2, the third capacitor C3, and the fourth capacitor C4 of the antenna circuit 40.

(2)しかる後、ISO規格に準拠した13.56MHzのキャリア(搬送周波数)をアンテナコイル2から実際に発し、得られる磁界強度が最大になるように、第1コンデンサC1、第2コンデンサC2、第3コンデンサC3、第4コンデンサC4それぞれの位置に実装されている4つのトリマコンデンサを手動調整しつつ、オシロスコープによって、磁界強度の振幅を観測する。   (2) After that, a 13.56 MHz carrier (carrier frequency) compliant with the ISO standard is actually emitted from the antenna coil 2, and the first capacitor C1, the second capacitor C2, While manually adjusting the four trimmer capacitors mounted at the positions of the third capacitor C3 and the fourth capacitor C4, the amplitude of the magnetic field strength is observed with an oscilloscope.

なお、ここで、アンテナコイル2(つまり、互いに相等しい1.0μHのインダクタンスに設定した図6の第1アンテナ素子L1・第2アンテナ素子L2)の2つの整合回路の設定を平準化させるために、前述したように、「第1コンデンサC1および第2コンデンサC2」の静電容量ならびに「第3コンデンサC3および第4コンデンサC4」の静電容量がそれぞれでできる限り同一の値になるように、トリマコンデンサの回転角がそれぞれで極力揃うように手動調整する。   Here, in order to equalize the setting of the two matching circuits of the antenna coil 2 (that is, the first antenna element L1 and the second antenna element L2 in FIG. 6 set to inductances of 1.0 μH which are equal to each other). As described above, the capacitance of the “first capacitor C1 and the second capacitor C2” and the capacitance of the “third capacitor C3 and the fourth capacitor C4” are set to the same value as much as possible. Manually adjust the trimmer capacitors so that their rotation angles are as uniform as possible.

(3)各トリマコンデンサの容量値を手動調整しながら、オシロスコープで磁界強度の振幅を観測した結果として、磁界強度の振幅が最大になったタイミングで、第1コンデンサC1、第2コンデンサC2、第3コンデンサC3、第4コンデンサC4それぞれのトリマコンデンサの容量値の手動調整を停止する。   (3) As a result of observing the amplitude of the magnetic field intensity with an oscilloscope while manually adjusting the capacitance value of each trimmer capacitor, the first capacitor C1, the second capacitor C2, the second capacitor C2, Manual adjustment of the capacitance values of the trimmer capacitors of the third capacitor C3 and the fourth capacitor C4 is stopped.

(4)前記(3)の状態で第1コンデンサC1、第2コンデンサC2、第3コンデンサC3、第4コンデンサC4それぞれの位置に実装されていたトリマコンデンサをフレキシブル基板1から取り外し、微小容量計を用いて、トリマコンデンサそれぞれの静電容量を測定する。本実験における第1〜第4コンデンサC1〜C4それぞれに実装されていたトリマコンデンサの静電容量値の測定結果は、C1=25pF,C2=16pF,C3=80pF,C4=60pFであった。   (4) Remove the trimmer capacitor mounted at each position of the first capacitor C1, the second capacitor C2, the third capacitor C3, and the fourth capacitor C4 from the flexible substrate 1 in the state of (3), and install the microcapacitor. Used to measure the capacitance of each trimmer capacitor. The measurement results of the capacitance values of the trimmer capacitors mounted on the first to fourth capacitors C1 to C4 in this experiment were C1 = 25 pF, C2 = 16 pF, C3 = 80 pF, and C4 = 60 pF.

(5)したがって、前記(4)の測定結果から、第1コンデンサC1および第2コンデンサC2の最も望ましい値として、16〜25pFの範囲内の容量値を、あるいは、両者の平均値の20.5pFに最も近い市販コンデンサの容量値22pFを設定することが望ましく、また、第3コンデンサC3および第4コンデンサC4の最も望ましい値として、60〜80pFの範囲内の容量値を、あるいは、両者の平均値の70pFに最も近い市販コンデンサの容量値68pFを設定することが望ましいものと判断することができる。   (5) Therefore, from the measurement result of the above (4), as the most desirable value of the first capacitor C1 and the second capacitor C2, the capacitance value in the range of 16 to 25 pF or the average value of both is 20.5 pF. It is desirable to set the capacitance value 22 pF of the commercially available capacitor closest to the capacitor, and the most desirable value of the third capacitor C3 and the fourth capacitor C4 is a capacitance value in the range of 60 to 80 pF, or an average value of both It can be determined that it is desirable to set the capacitance value 68 pF of the commercially available capacitor closest to 70 pF.

つまり、望ましくは静電容量が互いに相等しい第1コンデンサC1と第2コンデンサC2とは、22pFの静電容量の固定コンデンサまたは22pFの静電容量が可変範囲に含まれる可変コンデンサであることが望ましく、かつ、望ましくは静電容量が互いに相等しい第3コンデンサC3と第4コンデンサC4とは、68pFの静電容量の固定コンデンサまたは68pFの静電容量が可変範囲に含まれる可変コンデンサであることが望ましいと言うことができる。   In other words, the first capacitor C1 and the second capacitor C2 that desirably have the same capacitance are desirably a fixed capacitor having a capacitance of 22 pF or a variable capacitor having a capacitance within a variable range of 22 pF. Preferably, the third capacitor C3 and the fourth capacitor C4 having the same capacitance are mutually fixed capacitors having a capacitance of 68 pF or variable capacitors including a capacitance of 68 pF in the variable range. It can be said that it is desirable.

かくのごとき実験結果に基づいて、可塑性を有する1枚のフレキシブル基板上にアンテナコイル2、制御回路3、上位装置との接続ケーブル4を一体化して実装し、かつ、アンテナコイル2の内側の磁界強度が最も弱くなる中心軸に一致する位置の近傍に集中するように制御回路3を配置する構造を採用し、かつ、制御回路3の接地電位を付与するグランド面5nのグランドパタン6nとしてグランド面5nの中心から外周に向かって放射状に複数の切れ込み7nを形成した構造を採用し、かつ、回路パラメータ値として、前述のごとき第1〜第4コンデンサC1〜C4の静電容量値を有するアンテナ回路40を含む制御回路3と前述のごとき第1・第2アンテナ素子L1・L2のインダクタンスを有するアンテナコイル2との構成とすることにより、アンテナコイル2の開口面積を小さくし、小型化を図ることが可能なだけでなく、最も効率が良い電力伝送が行うことを可能にし、消費電力が大きい非接触ICカードの記録内容の読み書きも可能な読み書き装置(リーダライタ)を提供することができる。   Based on the experimental results, the antenna coil 2, the control circuit 3, and the connection cable 4 to the host device are integrally mounted on a single flexible substrate, and the magnetic field inside the antenna coil 2 is mounted. A structure in which the control circuit 3 is arranged so as to be concentrated in the vicinity of the position corresponding to the central axis where the intensity is the weakest is adopted, and the ground plane 6n of the ground plane 5n to which the ground potential of the control circuit 3 is applied is provided as a ground plane. An antenna circuit that employs a structure in which a plurality of cuts 7n are formed radially from the center of 5n toward the outer periphery and has the capacitance values of the first to fourth capacitors C1 to C4 as described above as circuit parameter values 40 and the antenna coil 2 having the inductances of the first and second antenna elements L1 and L2 as described above. Therefore, not only can the opening area of the antenna coil 2 be reduced and the size can be reduced, but also the most efficient power transmission can be performed, and reading and writing of recorded contents of a non-contact IC card with high power consumption It is also possible to provide a read / write device (reader / writer) that can also be used.

(本実施形態の効果)
以上のように、読み書き装置の構成要素であるアンテナコイル2、制御回路3、接続ケーブル4を1枚のフレキシブル基板1に実装することにより一体化して、超小型化が可能でかつ可塑性を有する構造とすることにより、掌に収まる超小型の携帯機器のような極めて狭い筐体内部であっても、該筐体内部の形状に合わせて、当該読み書き装置を、内蔵することが可能となる。
(Effect of this embodiment)
As described above, the antenna coil 2, the control circuit 3, and the connection cable 4, which are constituent elements of the read / write device, are integrated by being mounted on one flexible substrate 1, and can be miniaturized and have a plastic structure. Thus, even in an extremely narrow housing such as an ultra-small portable device that fits in the palm, the read / write device can be incorporated in accordance with the shape inside the housing.

また、磁界強度が最も弱くなるアンテナコイル2の内側の中心軸に一致する位置の近傍に制御回路3を集中的に配置し、かつ、アンテナコイル2の中心軸と一致するグランド面5nの中心から外周側に向かって放射状に切れ込み7nを形成したグランドパタン6nを備えることにより、アンテナコイル2として大きな磁界強度を得ることができ、記録内容の読み書きに大きな電力を要する可搬記録媒体であっても、確実に動作させることができ、記録内容を正確に読み書きすることができる。   Further, the control circuit 3 is intensively disposed in the vicinity of the position corresponding to the central axis inside the antenna coil 2 where the magnetic field intensity is the weakest, and from the center of the ground surface 5n corresponding to the central axis of the antenna coil 2. By providing the ground pattern 6n formed with radial cuts 7n toward the outer peripheral side, a large magnetic field strength can be obtained as the antenna coil 2, and even a portable recording medium that requires a large amount of power for reading and writing recorded contents. It can be operated reliably, and the recorded contents can be read and written accurately.

さらに、かくのごとき読み書き装置(リーダライタ)を内蔵することによって、小型化が可能で、かつ、多様な機能を有する携帯機器を実現することができる。   Furthermore, by incorporating a read / write device (reader / writer) like this, it is possible to realize a portable device that can be miniaturized and has various functions.

本発明による読み書き装置の一構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one structural example of the reading / writing apparatus by this invention. 本発明による読み書き装置のアンテナコイルの構造の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the structure of the antenna coil of the reading / writing apparatus by this invention. 本発明による読み書き装置の接続ケーブルの一構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one structural example of the connection cable of the reading / writing apparatus by this invention. 本発明による読み書き装置の制御回路のフレキシブル基板上の配線系統などを示すプリントパタンの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the print pattern which shows the wiring system etc. on the flexible substrate of the control circuit of the reading / writing apparatus by this invention. 本発明による読み書き装置のグランド面を形成するグランドパタンの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the ground pattern which forms the ground surface of the reading / writing apparatus by this invention. 本発明による読み書き装置の制御回路の回路構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the circuit structure of the control circuit of the reading / writing apparatus by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…フレキシブル基板、2…アンテナコイル、3…制御回路、4…接続ケーブル、5…上位装置接続用端子、6…アンテナコイルの中心軸、7…両面テープ、10…スルーホール、11…第1層、12…第2層、1i…第i層、1n…第n層、21…第1層アンテナコイル、22…第2層アンテナコイル、2n…第n層アンテナコイル、31…変復調回路、31…第1アンテナ接続端、31…第2アンテナ接続端、31…受信端、32…電圧変換回路、33…発振回路、40…アンテナ回路、41…第1接続端子、42…第2接続端子、43…第3接続端子、50…上位装置、51…部品実装面・部品間配線面、5i…接続ケーブル設置面・部品間配線面(ジャンパ)、5n…グランド面、6n…グランドパタン、6n…グランドパタンの中心、7n…切れ込み(放射状)、81,82,…,8n…巻き始め、91,92,…,9n…巻き終わり。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flexible substrate, 2 ... Antenna coil, 3 ... Control circuit, 4 ... Connection cable, 5 ... High-order apparatus connection terminal, 6 ... Center axis of antenna coil, 7 ... Double-sided tape, 10 ... Through hole, 11 ... 1st Layer 12 ... 2nd layer, 1i ... i layer, 1n ... n layer, 21 ... 1st layer antenna coil, 22 ... 2nd layer antenna coil, 2n ... nth layer antenna coil, 31 ... modulation / demodulation circuit, 31 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st antenna connection end, 31 2 ... 2nd antenna connection end, 31 3 ... Reception end, 32 ... Voltage conversion circuit, 33 ... Oscillation circuit, 40 ... Antenna circuit, 41 ... 1st connection terminal, 42 ... 2nd Connection terminal 43 ... Third connection terminal 50 ... Host device 51 ... Component mounting surface / inter-component wiring surface 5i ... Connection cable installation surface / inter-component wiring surface (jumper) 5n ... Ground surface 6n ... Ground pattern , 6n c ... Gras Center of Dopatan, 7n ... cut (radial), 81,82, ..., 8n ... winding start, 91,92, ..., 9n ... winding end.

Claims (15)

可搬記録媒体の記録内容を読み書きする読み書き装置において、複数の階層からなる可塑性を有する1枚のフレキシブル基板に、前記可搬記録媒体と電磁結合するアンテナコイル、前記アンテナコイルを介して前記可搬記録媒体との間でデータの読み書き動作を行う制御回路、および、該制御回路の動作を制御する上位装置に電気的に接続する接続手段を実装し、さらに、前記制御回路の接地電位を与えるグランド面が、前記アンテナコイルの中心軸と一致する位置を中心にして、前記制御回路の配置領域を覆うように、前記フレキシブル基板のいずれかの階層上に形成され、かつ、前記グランド面の中心から外周側に向かって放射状に複数の切れ込みが形成されていることを特徴とする読み書き装置。 In a read / write device for reading / writing recorded contents of a portable recording medium, an antenna coil that is electromagnetically coupled to the portable recording medium on a flexible substrate having a plurality of levels of plasticity, and the portable via the antenna coil A control circuit that reads / writes data from / to a recording medium, and a connection means that electrically connects to a host device that controls the operation of the control circuit are mounted , and a ground that provides a ground potential of the control circuit The surface is formed on any level of the flexible substrate so as to cover the arrangement area of the control circuit with the position coinciding with the central axis of the antenna coil as a center, and from the center of the ground plane A read / write device , wherein a plurality of slits are formed radially toward the outer peripheral side . 請求項1に記載の読み書き装置において、前記制御回路として、あらかじめ定めた周波数で発振する発振回路、前記アンテナコイルを接続し、少なくともインピーダンスマッチングを行うアンテナ回路、前記可搬記録媒体との間で読み書きするデータを変復調する変復調回路、を少なくとも含んでいることを特徴とする読み書き装置。 2. The read / write device according to claim 1, wherein the control circuit is an oscillation circuit that oscillates at a predetermined frequency, an antenna circuit that is connected to the antenna coil and performs at least impedance matching, and read / write between the portable recording medium. A read / write device comprising at least a modulation / demodulation circuit for modulating / demodulating data to be transmitted. 請求項1または2に記載の読み書き装置において、前記アンテナコイルが、複数の階層からなる前記フレキシブル基板の少なくとも2階層以上の複数の階層に分割して配置され、かつ、複数の階層に分割して配置された各アンテナコイル同士がスルーホールによって接続されることを特徴とする読み書き装置。 In reading and writing apparatus of claim 1 or 2, before Symbol antenna coil, it is arranged by dividing into at least two levels or more of a plurality of hierarchies of the flexible substrate comprising a plurality of layers, and is divided into a plurality of layers A read / write device characterized in that the antenna coils arranged in a connected manner are connected by through holes. 請求項3に記載の読み書き装置において、複数の階層に分割して配置された各前記アンテナコイル同士を接続する場合、若番側の階層のアンテナコイルの巻き終わりと老番側の階層のアンテナコイルの巻き始めとを順次接続していくことを特徴とする読み書き装置。   4. The read / write device according to claim 3, wherein when the antenna coils arranged in a plurality of layers are connected to each other, the winding end of the antenna coil of the younger number side and the antenna coil of the old number side layer are connected. Read / write device characterized by sequentially connecting the beginning of winding. 請求項3または4に記載の読み書き装置において、複数の階層に分割して配置された各前記アンテナコイルは、それぞれ、同一の中心軸を中心にして、各階層の外周に沿うように、同一方向に向かって巻かれていることを特徴とする読み書き装置。   5. The read / write device according to claim 3, wherein each of the antenna coils arranged in a plurality of layers is arranged in the same direction along the outer periphery of each layer with the same central axis as the center. A reading / writing device characterized by being wound toward the head. 請求項5に記載の読み書き装置において、前記フレキシブル基板に実装される前記制御回路が、前記アンテナコイルの中心軸と一致する位置の近傍に集中して配置されることを特徴とする読み書き装置。   6. The read / write device according to claim 5, wherein the control circuit mounted on the flexible substrate is concentrated in the vicinity of a position coinciding with the central axis of the antenna coil. 請求項1ないし6のいずれかに記載の読み書き装置において、前記グランド面が形成された階層の外周側に近いほど前記切れ込みの個数が多くなる形状、および/または、前記グランド面が形成された階層の外周側に近いほど前記切れ込みの幅が広くなる形状、および/または、いずれの前記切れ込みも前記グランド面の中心までは達していない形状とすることを特徴とする読み書き装置。 7. The read / write device according to claim 1 , wherein a shape in which the number of cuts increases as the distance from the outer peripheral side of the layer on which the ground surface is formed, and / or a layer on which the ground surface is formed. The read / write device has a shape in which the width of the cut becomes wider as it is closer to the outer peripheral side of the wire and / or a shape in which any of the cuts does not reach the center of the ground surface. 請求項ないしのいずれかに記載の読み書き装置において、前記上位装置と電気的に接続する前記接続手段が、前記フレキシブル基板のいずれかの階層上に形成され、かつ、当該階層をあらかじめ定めた長さだけ延在させて、前記上位装置との接続を行う上位装置接続用端子を一端に有する接続ケーブルを形成し、かつ、該接続ケーブルを、当該階層の中央まで延長して前記制御回路の接続端子との間をスルーホールによって接続することを特徴とする読み書き装置。 In reading and writing apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the connecting means for connecting to the host system and electrical are formed on one of the hierarchy on the flexible substrate, and defining the hierarchical pre Forming a connection cable having one end of a host device connection terminal for connecting to the host device, extending the length, and extending the connection cable to the center of the hierarchy A read / write device characterized in that a connection terminal is connected by a through hole. 請求項2ないしのいずれかに記載の読み書き装置において、前記発振回路は、水晶発振器またはMEMS(微小電気機械素子)発振器のいずれかの発振器を搭載し、かつ、前記上位装置から給電される電源電圧を当該発振器の動作電圧に変換する電圧変換回路を備えていることを特徴とする読み書き装置。 Power in the reading and writing apparatus according to any one of claims 2 to 8, the oscillating circuit is equipped with one of the oscillator of the crystal oscillator or MEMS (Micro-electro-mechanical device) oscillator, and fed from the host system A read / write device comprising a voltage conversion circuit for converting a voltage into an operating voltage of the oscillator. 請求項2ないしのいずれかに記載の読み書き装置において、前記アンテナコイルは、第1アンテナ素子および第2アンテナ素子からなり、前記アンテナコイルを接続する前記アンテナ回路が、前記第1アンテナ素子の一端を、第1コンデンサを介して、前記変復調回路の第1アンテナ接続端に接続するとともに、第3コンデンサを介して、グランドに接続し、かつ、前記第2アンテナ素子の一端を、第2コンデンサを介して、前記変復調回路の第2アンテナ接続端に接続するとともに、第4コンデンサを介して、グランドに接続し、かつ、前記第1アンテナ素子の他端および前記第2アンテナ素子の他端をグランドに接続し、かつ、前記第1コンデンサと前記第3コンデンサとの接続点を、前記可搬記録媒体からの受信信号を受け取る前記変復調回路の受信端に接続して構成されていることを特徴とする読み書き装置。 In reading and writing apparatus according to any one of claims 2 to 9, wherein the antenna coil, the antenna circuit comprises a first antenna element and second antenna element, connecting the antenna coil, one end of said first antenna element Is connected to the first antenna connection end of the modulation / demodulation circuit via the first capacitor, is connected to the ground via the third capacitor, and one end of the second antenna element is connected to the second capacitor. To the second antenna connection end of the modulation / demodulation circuit, to the ground via a fourth capacitor, and to connect the other end of the first antenna element and the other end of the second antenna element to the ground. And receiving a reception signal from the portable recording medium at a connection point between the first capacitor and the third capacitor. Write apparatus characterized by being constructed by connecting the receiving end of the demodulation circuit. 請求項10に記載の読み書き装置において、前記第1アンテナ素子と前記第2アンテナ素子とのインダクタンスは相等しく、かつ、前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとの静電容量は相等しく、かつ、前記第3コンデンサと前記第4コンデンサとの静電容量は相等しいことを特徴とする読み書き装置。 The read / write device according to claim 10 , wherein inductances of the first antenna element and the second antenna element are equal to each other, and capacitances of the first capacitor and the second capacitor are equal to each other, and The read / write device, wherein the third capacitor and the fourth capacitor have the same capacitance. 請求項11に記載の読み書き装置において、前記可搬記録媒体との間で送受信する信号のキャリア周波数が13.56MHzであり、かつ、前記第1アンテナ素子と前記第2アンテナ素子とは1.0μHのインダクタンスであり、かつ、前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとは22pFの静電容量の固定コンデンサまたは22pFの静電容量が可変範囲に含まれる可変コンデンサであり、かつ、前記第3コンデンサと前記第4コンデンサとは68pFの静電容量の固定コンデンサまたは68pFの静電容量が可変範囲に含まれる可変コンデンサであることを特徴とする読み書き装置。 12. The read / write device according to claim 11 , wherein a carrier frequency of a signal transmitted / received to / from the portable recording medium is 13.56 MHz, and the first antenna element and the second antenna element are 1.0 μH. And the first capacitor and the second capacitor are a fixed capacitor having a capacitance of 22 pF or a variable capacitor including a capacitance of 22 pF within a variable range, and the third capacitor and The read / write device according to claim 4, wherein the fourth capacitor is a fixed capacitor having a capacitance of 68 pF or a variable capacitor including a capacitance of 68 pF in a variable range. 請求項1ないし12のいずれかに記載の読み書き装置において、前記制御回路を構成する各部品が、前記フレキシブル基板の一方の面上にのみ配置され、前記上位装置の内側の壁面に当該読み書き装置を取り付けることができる取付手段が、前記フレキシブル基板の他方の面に形成されていることを特徴とする読み書き装置。 In reading and writing apparatus according to any one of claims 1 to 12, each part constituting the control circuit, the disposed only on one side of the flexible substrate, the reading and writing apparatus to the inside wall of the host system A read / write device, characterized in that an attaching means that can be attached is formed on the other surface of the flexible substrate. 可搬記録媒体の記録内容を読み書きする読み書き装置を備え、各種の情報処理や情報通信を行う携帯型の携帯機器において、前記読み書き装置が請求項1ないし13のいずれかに記載の読み書き装置によって構成されていることを特徴とする携帯機器。 14. A portable portable device having a read / write device for reading / writing recorded contents of a portable recording medium and performing various types of information processing and information communication, wherein the read / write device comprises the read / write device according to any one of claims 1 to 13. A portable device characterized by being made. 請求項14に記載の携帯機器において、当該携帯機器が、携帯電話機、PHS端末、PDA(携帯情報端末)、携帯音楽プレーヤ、携帯ノートPCのいずれかを少なくとも含むことを特徴とする携帯機器。 The portable device according to claim 14 , wherein the portable device includes at least one of a mobile phone, a PHS terminal, a PDA (personal digital assistant), a portable music player, and a portable notebook PC.
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