JP5741083B2

JP5741083B2 - RFID reader / writer

Info

Publication number: JP5741083B2
Application number: JP2011053138A
Authority: JP
Inventors: 伸郎池本; 佳子上田; 直樹郷地
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2031-03-10
Also published as: JP2012190257A

Description

本発明は、ＲＦＩＤリーダライタに関し、さらに詳しくは、高い精度で共振周波数が調整されたＲＦＩＤリーダライタに関する。 The present invention relates to an RFID reader / writer, and more particularly to an RFID reader / writer whose resonance frequency is adjusted with high accuracy.

近時、情報を保存し、近距離から無線通信により取出すようにしたＲＦＩＤシステムが、有用なものとして、商品タグ、交通機関の乗車カード、社員証などに多用されている。 Recently, RFID systems that store information and take out wireless communication from a short distance are frequently used as product tags, transportation cards, employee ID cards, and the like.

ＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤリーダライタとから構成され、対をなして使用される。具体的には、ＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤリーダライタから伝送されたエネルギーで作動し、ＲＦＩＤリーダライタから伝送された情報を、たとえば、ＩＣ内のメモリ部に保存する。また、ＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤリーダライタから伝送されたエネルギーで作動し、保存された情報を、ＲＦＩＤリーダライタに伝送する。 The RFID system includes an RFID tag and an RFID reader / writer, and is used in pairs. Specifically, the RFID tag operates with the energy transmitted from the RFID reader / writer, and stores the information transmitted from the RFID reader / writer, for example, in a memory unit in the IC. The RFID tag operates with the energy transmitted from the RFID reader / writer, and transmits the stored information to the RFID reader / writer.

ＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤリーダライタの双方にとって、共振周波数を、キャリア周波数に同調させることが重要である。共振周波数がずれると、通信効率が落ち、通信距離が短くなったり、通信できなくなったりするからである。 For both RFID tags and RFID reader / writers, it is important to tune the resonance frequency to the carrier frequency. This is because if the resonance frequency is shifted, the communication efficiency is lowered, the communication distance is shortened, or communication is impossible.

たとえば、特許文献１（特表２０００−５０９８６９号公報）には、ＲＦＩＤタグについてではあるが、共振周波数を調整するため、アンテナと並列に共振周波数調整用コンデンサを接続したものが開示されている。 For example, Patent Document 1 (Japanese Translation of PCT International Publication No. 2000-509869) discloses an RFID tag in which a resonance frequency adjusting capacitor is connected in parallel with an antenna in order to adjust the resonance frequency.

図４に、特許文献１に開示されたＲＦＩＤタグ３００を示す。 FIG. 4 shows an RFID tag 300 disclosed in Patent Document 1.

ＲＦＩＤタグ３００は、ＲＦＩＤ用ＩＣ１０１を備える。ＲＦＩＤ用ＩＣ１０１は、演算機能、情報保存機能、電子制御機能を備える。なお、ＲＦＩＤ用ＩＣ１０１は、浮遊的に、コンデンサＣｉを備えている。 The RFID tag 300 includes an RFID IC 101. The RFID IC 101 has a calculation function, an information storage function, and an electronic control function. The RFID IC 101 includes a capacitor Ci in a floating manner.

また、ＲＦＩＤタグ３００は、アンテナ１０２を備える。アンテナ１０２は、ＲＦＩＤ用ＩＣ１０１の１対の入出力端子間に接続されている。 The RFID tag 300 includes an antenna 102. The antenna 102 is connected between a pair of input / output terminals of the RFID IC 101.

ＲＦＩＤタグ３００は、アンテナ１０２と並列に、共振周波数調整用コンデンサＣｅを備える。この共振周波数調整用コンデンサＣｅには、ＲＦＩＤ用ＩＣ１０１のコンデンサＣｉに比べて、十分に大きな容量値を有するものが使用される。これは、ＲＦＩＤ用ＩＣ１０１のコンデンサＣｉの容量値は、ＩＣごとにばらつきが大きいため、共振周波数調整用コンデンサＣｅの容量値を十分に大きく設計しておかないと、安定した共振周波数を得ることがないからである。 The RFID tag 300 includes a resonance frequency adjusting capacitor Ce in parallel with the antenna 102. As the resonance frequency adjusting capacitor Ce, a capacitor having a sufficiently large capacitance value compared to the capacitor Ci of the RFID IC 101 is used. This is because the capacitance value of the capacitor Ci of the RFID IC 101 varies greatly from IC to IC, and a stable resonance frequency can be obtained unless the capacitance value of the resonance frequency adjusting capacitor Ce is designed to be sufficiently large. Because there is no.

ＲＦＩＤタグ３００は、共振周波数調整用コンデンサＣｅにより、共振周波数を、キャリア周波数に同調させて使用することができる。 The RFID tag 300 can be used by tuning the resonance frequency to the carrier frequency by the resonance frequency adjusting capacitor Ce.

特表２０００−５０９８６９号公報Special Table 2000-509869

しかしながら、上述したＲＦＩＤタグ３００は、共振周波数調整用コンデンサＣｅに容量値の大きなコンデンサを使用しているため、調整後の共振周波数のばらつきが大きいという問題があった。すなわち、コンデンサの容量値のばらつき量（絶対量）は、容量値の大きなコンデンサほど大きくなる。このため、容量値の大きなコンデンサを共振周波数調整用コンデンサＣｅに使用したＲＦＩＤタグ３００は、調整後の共振周波数のばらつきも大きいという問題を有していた。 However, since the RFID tag 300 described above uses a capacitor having a large capacitance value as the resonance frequency adjustment capacitor Ce, there is a problem that the variation in the resonance frequency after adjustment is large. That is, the variation amount (absolute amount) of the capacitance value of the capacitor increases as the capacitor has a larger capacitance value. For this reason, the RFID tag 300 in which a capacitor having a large capacitance value is used as the resonance frequency adjusting capacitor Ce has a problem that variations in the adjusted resonance frequency are large.

また、振周波数調整用コンデンサＣｅに使用されるコンデンサは、ＪＩＳＣ５０６３で規格化されたＥ１２系列と呼ばれる等比数列による数列表に従った段階状の容量値で準備されるのが一般的である。たとえば、１０ｐＦ、１２ｐＦ、１５ｐＦ、１８ｐＦ、２２ｐＦ、２７ｐＦ、３３ｐＦ、３９ｐＦ、４７ｐＦ、５６ｐＦ、６８ｐＦ、８２ｐＦ、１００ｐＦ、１２０ｐＦ、１５０ｐＦというように、段階状に準備されるのが一般的である。しかしながら、周波数調整に１３０ｐＦのコンデンサが必要な場合に、上記のコンデンサしかなければ、１２０ｐＦのコンデンサを使用しても、適正値から１０ｐＦもずれており、精度良く、共振周波数を調整することが難しかった。 In general, the capacitor used for the oscillation frequency adjusting capacitor Ce is prepared with a stepwise capacitance value according to a sequence table based on a geometric sequence called E12 series standardized by JIS C 5063. is there. For example, 10pF, 12pF, 15pF, 18pF, 22pF, 27pF, 33pF, 39pF, 47pF, 56pF, 68pF, 82pF, 100pF, 120pF, 150pF are generally prepared in stages. However, when a 130 pF capacitor is required for frequency adjustment, if there is only the above-mentioned capacitor, even if a 120 pF capacitor is used, it is deviated by 10 pF from the appropriate value, and it is difficult to adjust the resonance frequency with high accuracy. It was.

本発明は、上述した従来技術の有する課題を解決したＲＦＩＤリーダライタを提供するためになされたものである（上述した従来技術はＲＦＩＤタグに関するものであり、本発明はＲＦＩＤリーダライタに関するものであるが、上述したＲＦＩＤタグの有する課題は、ＲＦＩＤリーダライタにも共通のものである）。その手段として、本発明のＲＦＩＤリーダライタは、ＲＦＩＤリーダライタモジュールと、アンテナとを備え、ＲＦＩＤリーダライタモジュールには、少なくとも、ＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣが内蔵され、アンテナには、並列に共振周波数調整用コンデンサが接続され、共振周波数調整用コンデンサは、少なくとも第１共振周波数調整用コンデンサと第２共振周波数調整用コンデンサとに並列に分割され、第１共振周波数調整用コンデンサはＲＦＩＤリーダライタモジュールに内蔵され、第２共振周波数調整用コンデンサはＲＦＩＤリーダライタモジュールの外に配置され、第１共振周波数調整用コンデンサの容量値が第２共振周波数調整用コンデンサの容量値よりも大きくなるようにした。 The present invention has been made to provide an RFID reader / writer that solves the above-described problems of the prior art (the above-described prior art relates to an RFID tag, and the present invention relates to an RFID reader / writer. However, the problems of the RFID tag described above are common to the RFID reader / writer.) As the means, the RFID reader / writer of the present invention includes an RFID reader / writer module and an antenna. The RFID reader / writer module includes at least an IC for the RFID reader / writer, and the antenna has a resonance frequency adjustment in parallel. And a resonance frequency adjusting capacitor is divided in parallel into at least a first resonance frequency adjusting capacitor and a second resonance frequency adjusting capacitor, and the first resonance frequency adjusting capacitor is built in the RFID reader / writer module. The second resonance frequency adjusting capacitor is arranged outside the RFID reader / writer module so that the capacitance value of the first resonance frequency adjusting capacitor is larger than the capacitance value of the second resonance frequency adjusting capacitor.

なお、ＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣが情報保存機能を備えるようにして、ＲＦＩＤリーダライタ自身がＲＦＩＤタグとしても機能するようにしても良い。 Note that the RFID reader / writer IC may have an information storage function, and the RFID reader / writer itself may function as an RFID tag.

また、ＲＦＩＤモジュールは、少なくとも、ＲＦＩＤ用ＩＣと、第１共振周波数調整用コンデンサとが実装された基板上に、樹脂がモールドされたもので構成することができる。 Further, the RFID module can be configured by a resin molded on a substrate on which at least an RFID IC and a first resonance frequency adjusting capacitor are mounted.

本発明のＲＦＩＤリーダライタは、ＲＦＩＤリーダライタモジュールに内蔵された第１共振周波数調整用コンデンサを粗調用、ＲＦＩＤリーダライタモジュールの外に配置された第２共振周波数調整用コンデンサを微調用として、きめ細かい共振周波数調整を高い精度でおこなうことができる。 The RFID reader / writer of the present invention is finely tuned for coarse adjustment of the first resonance frequency adjustment capacitor built in the RFID reader / writer module and fine adjustment of the second resonance frequency adjustment capacitor arranged outside the RFID reader / writer module. The resonance frequency can be adjusted with high accuracy.

また、本発明のＲＦＩＤリーダライタは、製造にあたり、予めＲＦＩＤリーダライタモジュールを製造し、第１共振周波数調整用コンデンサの容量値も含めたＲＦＩＤリーダライタモジュールの有する総合的な容量値を、ＲＦＩＤモジュールの端子を使って外部から測定することにより、第２共振周波数調整用コンデンサに必要な容量値を予め確定させることができる。そのため、基板上に、ＲＦＩＤリーダライタモジュールと第２共振周波数調整用コンデンサを、１回のリフローはんだにより同時に実装することができる。したがって、本発明のＲＦＩＤリーダライタは生産性が高い。 In addition, the RFID reader / writer according to the present invention is manufactured in advance by manufacturing the RFID reader / writer module, and the RFID reader / writer module including the capacitance value of the first resonance frequency adjusting capacitor is used as the RFID module. The capacitance value necessary for the second resonance frequency adjusting capacitor can be determined in advance by measuring from the outside using these terminals. Therefore, the RFID reader / writer module and the second resonance frequency adjusting capacitor can be simultaneously mounted on the substrate by one reflow soldering. Therefore, the RFID reader / writer of the present invention has high productivity.

本発明の第１実施形態にかかるＲＦＩＤリーダライタ１００を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an RFID reader / writer 100 according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態にかかるＲＦＩＤリーダライタ１００の等価回路図である。1 is an equivalent circuit diagram of an RFID reader / writer 100 according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態にかかるＲＦＩＤリーダライタ２００の等価回路図である。It is an equivalent circuit schematic of the RFID reader / writer 200 concerning 2nd Embodiment of this invention. 従来のＲＦＩＤタグ３００の等価回路図である。6 is an equivalent circuit diagram of a conventional RFID tag 300. FIG.

以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

［第１実施形態］
図１および図２に、本発明の第１実施形態にかかるＲＦＩＤリーダライタ１００を示す。ただし、図１は斜視図、図２は等価回路図である。 [First Embodiment]
1 and 2 show an RFID reader / writer 100 according to a first embodiment of the present invention. 1 is a perspective view, and FIG. 2 is an equivalent circuit diagram.

ＲＦＩＤリーダライタ１００は、マザー基板１を備える。 The RFID reader / writer 100 includes a mother substrate 1.

マザー基板１上には、ＲＦＩＤリーダライタモジュール２が実装されている。 An RFID reader / writer module 2 is mounted on the mother substrate 1.

ＲＦＩＤリーダライタモジュール２は、基板３を備える。基板３の表面には、ＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣ４と、特定の機能を果たしたり、周辺回路を構成したりする、複数の種類からなる複数個の電子部品５と、第１共振周波数調整用コンデンサＣ３が実装され、さらに樹脂６がモールドされている。ただし、図１においては、内部が見えるように樹脂６の図示を省略し、鎖線で示している。また、ＲＦＩＤリーダライタモジュール２は、基板３の端面に、外部接続用端子Ｔ１、Ｔ２が形成されている。 The RFID reader / writer module 2 includes a substrate 3. On the surface of the substrate 3, an RFID reader / writer IC 4, a plurality of electronic components 5 of a plurality of types that perform a specific function or constitute a peripheral circuit, and a first resonance frequency adjusting capacitor C3 Is mounted and resin 6 is molded. However, in FIG. 1, the resin 6 is not shown so that the inside can be seen, and is shown by a chain line. The RFID reader / writer module 2 has external connection terminals T1 and T2 formed on the end surface of the substrate 3.

ＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣ４は、ＲＦＩＤタグに対して伝送する情報を送り出す機能、ＲＦＩＤタグから伝送された情報を受け取る機能などを備える。そして、ＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣ４は、ＲＦＩＤタグへ情報を送り出す送信端子ＴＸ１、ＴＸ２と、ＲＦＩＤタグからの情報を受け取る受信端子ＲＸを備える（図１においては図示せず）。 The RFID reader / writer IC 4 has a function of sending information to be transmitted to the RFID tag, a function of receiving information transmitted from the RFID tag, and the like. The RFID reader / writer IC 4 includes transmission terminals TX1 and TX2 for sending information to the RFID tag and a reception terminal RX for receiving information from the RFID tag (not shown in FIG. 1).

ＲＦＩＤリーダライタモジュール２は、電子部品５として、たとえば、発振子などを含む。また、電子部品５により、フィルタ回路やマッチング回路などの周辺回路が構成されている。 The RFID reader / writer module 2 includes, for example, an oscillator as the electronic component 5. The electronic component 5 constitutes peripheral circuits such as a filter circuit and a matching circuit.

たとえば、図２に示すように、ＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣ４の送信端子ＴＸ１にコイルＬ１、送信端子ＴＸ２にコイルＬ２が、それぞれ接続され、コイルＬ１とコイルＬ２の、ＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣ４に接続されたのとは反対側の端子間に、直列に接続され２つのコンデンサＣ１１、Ｃ１２が接続されている。なお、コンデンサＣ１１とコンデンサＣ１２の接続点は、グランドに接地されている。そして、コイルＬ１、Ｌ２、コンデンサＣ１１、１２で、フィルタ回路が構成されている。 For example, as shown in FIG. 2, the coil L1 is connected to the transmission terminal TX1 of the RFID reader / writer IC4, the coil L2 is connected to the transmission terminal TX2, and the coil L1 and the coil L2 are connected to the RFID reader / writer IC4. Two capacitors C11 and C12 are connected in series between terminals on the opposite side of. The connection point between the capacitor C11 and the capacitor C12 is grounded. The coils L1 and L2 and capacitors C11 and C12 constitute a filter circuit.

また、コイルＬ１と外部接続用端子Ｔ１との間にはコンデンサＣ２１が、コイルＬ２と外部接続用端子Ｔ２との間にはコンデンサＣ２２が、それぞれ、ＤＣカット用として挿入されている。 A capacitor C21 is inserted between the coil L1 and the external connection terminal T1, and a capacitor C22 is inserted between the coil L2 and the external connection terminal T2 for DC cutting.

Ｒ１、Ｃ７、Ｒ２、Ｃ８は受信端子ＲＸに入力される信号の振幅とＤＣバイアスを調整するための素子である。 R1, C7, R2, and C8 are elements for adjusting the amplitude and DC bias of the signal input to the receiving terminal RX.

なお、図１に示したＲＦＩＤリーダライタモジュール２の電子部品５は、参考例として示したものであり、図２に示した等価回路とは厳密には一致していない。 The electronic component 5 of the RFID reader / writer module 2 shown in FIG. 1 is shown as a reference example, and does not exactly match the equivalent circuit shown in FIG.

そして、ＲＦＩＤリーダライタ１００のマザー基板１の表面には、スパイラル状の導電線路パターンにより、アンテナ７が形成されている。 An antenna 7 is formed on the surface of the mother substrate 1 of the RFID reader / writer 100 using a spiral conductive line pattern.

図１においては、アンテナ７は、２周のスパイラル状になっているが、１周であっても良いし、２周より多くても良い。なお、２周以上のスパイラル状である場合には、導電線路パターンは途中で交差する。このため、本実施形態では、図１に示すように、交差部分に、導電線路パターンを相互に絶縁する絶縁層８を設けている。あるいは、これに代えて、マザー基板１を貫通させて１対のスルーホールを形成し、短絡しないように、一方の導電線路パターンをマザー基板１の裏面側に迂回させるようにしても良い。 In FIG. 1, the antenna 7 has a spiral shape of two rounds, but may be one round or more than two rounds. In the case of a spiral shape having two or more rounds, the conductive line patterns intersect on the way. For this reason, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the insulating layer 8 which insulates the conductive line pattern from each other is provided at the intersection. Alternatively, a pair of through holes may be formed by penetrating the mother substrate 1 and one conductive line pattern may be detoured to the back side of the mother substrate 1 so as not to be short-circuited.

そして、ＲＦＩＤリーダライタ１００のマザー基板１には、アンテナ７と並列に、第２共振周波数調整用コンデンサＣ４が実装されている。 A second resonance frequency adjusting capacitor C4 is mounted on the mother substrate 1 of the RFID reader / writer 100 in parallel with the antenna 7.

本発明においては、ＲＦＩＤリーダライタモジュール２に内蔵された第１共振周波数調整用コンデンサＣ３の容量値が、ＲＦＩＤリーダライタモジュール２の外に配置された第２共振周波数調整用コンデンサＣ４容量値よりも大きい。すなわち、並列に接続された第１共振周波数調整用コンデンサＣ３と第２共振周波数調整用コンデンサＣ４は、両者でＲＦＩＤリーダライタ１００の共振周波数の調整に用いられるが、第１共振周波数調整用コンデンサＣ３が粗調用に、第２共振周波数調整用コンデンサＣ４が微調用に用いられる。 In the present invention, the capacitance value of the first resonance frequency adjusting capacitor C3 built in the RFID reader / writer module 2 is larger than the capacitance value of the second resonance frequency adjusting capacitor C4 arranged outside the RFID reader / writer module 2. large. That is, the first resonance frequency adjusting capacitor C3 and the second resonance frequency adjusting capacitor C4 connected in parallel are used to adjust the resonance frequency of the RFID reader / writer 100, but the first resonance frequency adjusting capacitor C3 is used. Is used for coarse adjustment, and the second resonance frequency adjusting capacitor C4 is used for fine adjustment.

たとえば、第１共振周波数調整用コンデンサＣ３に用いるコンデンサとしては、ＪＩＳＣ５０６３で規格化されたＥ１２系列と呼ばれる等比数列による数列表に従った、１２ｐＦ、１５ｐＦ、１８ｐＦ、２２ｐＦ、２７ｐＦ、３３ｐＦ、３９ｐＦ、４７ｐＦ、５６ｐＦ、６８ｐＦ、８２ｐＦ、１００ｐＦ、１２０ｐＦ、１５０ｐＦのコンデンサを準備する。また、第２共振周波数調整用コンデンサＣ４に用いるコンデンサとしては、Ｅ１２系列により、１０ｐＦ、１２ｐＦ、１５ｐＦ、１８ｐＦ、２２ｐＦ、２７ｐＦ、３３ｐＦ、３９ｐＦ、４７ｐＦ、５６ｐＦ、６８ｐＦ、８２ｐＦ、１００ｐＦ、１２０ｐＦのコンデンサを準備する。 For example, as the capacitor used for the first resonance frequency adjusting capacitor C3, 12 pF, 15 pF, 18 pF, 22 pF, 27 pF, 33 pF, according to a sequence table with a geometric sequence called E12 series standardized in JIS C 5063, Capacitors of 39 pF, 47 pF, 56 pF, 68 pF, 82 pF, 100 pF, 120 pF, and 150 pF are prepared. Further, as the capacitor used for the second resonance frequency adjusting capacitor C4, capacitors of 10 pF, 12 pF, 15 pF, 18 pF, 22 pF, 22 pF, 27 pF, 33 pF, 39 pF, 47 pF, 56 pF, 68 pF, 82 pF, 100 pF, 120 pF are used according to the E12 series. prepare.

そして、たとえば、ＲＦＩＤリーダライタ１００の共振周波数を調整するのに１３０ｐＦの容量値が必要な場合は、第１共振周波数調整用コンデンサＣ３に８２ｐＦのコンデンサを用い、第２共振周波数調整用コンデンサＣ４に４７ｐＦのコンデンサを用いることができる。この場合には、両者の合計の容量値は１２９ｐＦとなり、所望の容量値である１３０ｐＦから、１ｐＦのずれしかない。あるいは、第１共振周波数調整用コンデンサＣ３に１００ｐＦのコンデンサを用い、第２共振周波数調整用コンデンサＣ４に２７ｐＦのコンデンサを用いたとしても、両者の合計の容量値は１２７ｐＦとなり、所望の容量値である１３０ｐＦから、３ｐＦのずれに抑えることができる。（なお、ここでは、浮遊的な容量の存在を考慮せずに説明している。）
なお、これを、１つの共振周波数調整用コンデンサで構成しようとした場合には、背景技術の欄でも説明したように、１２０ｐＦのコンデンサを使用せざるを得ず、所望の容量値である１３０ｐＦから１０ｐＦもずれてしまい、共振数周波数のずれた、通信効率の悪いＲＦＩＤリーダライタになってしまう。これに対し、本発明のＲＦＩＤリーダライタは、高い精度で共振周波数が調整された、通信効率の高いものとなる。 For example, when a capacitance value of 130 pF is required to adjust the resonance frequency of the RFID reader / writer 100, an 82 pF capacitor is used as the first resonance frequency adjustment capacitor C3, and the second resonance frequency adjustment capacitor C4 is used as the second resonance frequency adjustment capacitor C4. A 47 pF capacitor can be used. In this case, the total capacitance value of both is 129 pF, which is only 1 pF from the desired capacitance value of 130 pF. Alternatively, even if a 100 pF capacitor is used for the first resonance frequency adjusting capacitor C3 and a 27 pF capacitor is used for the second resonance frequency adjusting capacitor C4, the total capacitance value of both is 127 pF, and the desired capacitance value is It can be suppressed from a certain 130 pF to 3 pF. (Here, the explanation is made without considering the existence of stray capacitance.)
In addition, when it is going to comprise this with the capacitor for one resonance frequency adjustment, as demonstrated also in the column of background art, a 120 pF capacitor must be used, from 130 pF which is a desired capacitance value. As a result, the resonance frequency is shifted by 10 pF, resulting in an RFID reader / writer having poor communication efficiency. On the other hand, the RFID reader / writer according to the present invention has a high communication efficiency in which the resonance frequency is adjusted with high accuracy.

このような構造からなるＲＦＩＤリーダライタ１００は、たとえば、次の方法で製造することができる。 The RFID reader / writer 100 having such a structure can be manufactured, for example, by the following method.

まず、表面に予めアンテナ７が形成された、マザー基板１を準備する。そして、アンテナ７のインピーダンスＬを測定し、以下の計算式
Ｃｒ＝１／（ω²Ｌ）
を使用し、共振周波数を調整する（キャリア周波数に同調する）ために、アンテナ７と並列に接続すべき共振周波数調整用コンデンサの容量値Ｃｒを決定する。 First, a mother substrate 1 having an antenna 7 formed in advance on the surface is prepared. Then, the impedance L of the antenna 7 is measured, and the following calculation formula Cr = 1 / (ω ² L)
Is used to determine the capacitance value Cr of the resonance frequency adjusting capacitor to be connected in parallel with the antenna 7 in order to adjust the resonance frequency (tune to the carrier frequency).

また、ＲＦＩＤリーダライタモジュール２を製造するために、表面に予め所定の配線が形成されるとともに、端面に外部接続用端子Ｔ１、Ｔ２が形成された基板３を準備する。そして、基板３に、ＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣ４と、所定の電子部品５と、第１共振周波数調整用コンデンサＣ３を、たとえば、リフローはんだにより実装する。 Further, in order to manufacture the RFID reader / writer module 2, a substrate 3 is prepared in which predetermined wirings are formed in advance on the surface and external connection terminals T1 and T2 are formed on end surfaces. Then, the RFID reader / writer IC 4, the predetermined electronic component 5, and the first resonance frequency adjusting capacitor C3 are mounted on the substrate 3 by, for example, reflow soldering.

第１共振周波数調整用コンデンサＣ３は、ＲＦＩＤリーダライタの共振周波数を調性するのに必要な容量値Ｃｒよりも、小さな容量値のものを使用する。たとえば、容量値Ｃｒが１３０ｐＦの場合は、第１共振周波数調整用コンデンサＣ３として、準備した１２ｐＦ、１５ｐＦ、１８ｐＦ、２２ｐＦ、２７ｐＦ、３３ｐＦ、３９ｐＦ、４７ｐＦ、５６ｐＦ、６８ｐＦ、８２ｐＦ、１００ｐＦ、１２０ｐＦ、１５０ｐＦのコンデンサの中から、１００ｐＦのコンデンサを使用する。 As the first resonance frequency adjusting capacitor C3, a capacitor having a smaller capacitance value than the capacitance value Cr necessary for adjusting the resonance frequency of the RFID reader / writer is used. For example, when the capacitance value Cr is 130 pF, the prepared 12 pF, 15 pF, 18 pF, 22 pF, 27 pF, 33 pF, 39 pF, 47 pF, 56 pF, 68 pF, 82 pF, 100 pF, 120 pF, 150 pF are prepared as the first resonance frequency adjusting capacitor C3. Among these capacitors, a 100 pF capacitor is used.

そして、ＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣ４、所定の電子部品５、第１共振周波数調整用コンデンサＣ３が実装された基板３の表面に、加熱されて半溶融状態となった熱硬化性樹脂のシートを被覆し、さらに加熱して硬化させて、樹脂６を形成し、ＲＦＩＤリーダライタモジュール２を完成させる。 Then, the surface of the substrate 3 on which the RFID reader / writer IC 4, the predetermined electronic component 5, and the first resonance frequency adjusting capacitor C 3 are mounted is coated with a sheet of a thermosetting resin that has been heated into a semi-molten state. Further, the resin 6 is formed by heating and curing to complete the RFID reader / writer module 2.

そして、完成したＲＦＩＤリーダライタモジュール２の外部接続用端子Ｔ１、Ｔ２間の容量値を測定する。ここでは、第１共振周波数調整用コンデンサＣ３の容量値である、たとえば１００ｐＦに、浮遊的に存在する容量値を加えた、ＲＦＩＤリーダライタモジュール２の総合的な容量値が測定される。そして、ＲＦＩＤリーダライタの共振周波数を調性するのに必要な容量値Ｃｒから、測定されたＲＦＩＤリーダライタモジュール２の容量値を減じ、第２共振周波数調整用コンデンサＣ４に使用するコンデンサの容量値を決定する。たとえば、ＲＦＩＤリーダライタの共振周波数を調整するのに必要な容量値Ｃｒが１３０ｐＦ、測定されたＲＦＩＤリーダライタモジュール２の容量値が１０２ｐＦである場合には、１３０ｐＦから１０２ｐＦを減じた２８ｐＦを算出し、第２共振周波数調整用コンデンサＣ４には、準備した１０ｐＦ、１２ｐＦ、１５ｐＦ、１８ｐＦ、２２ｐＦ、２７ｐＦ、３３ｐＦ、３９ｐＦ、４７ｐＦ、５６ｐＦ、６８ｐＦ、８２ｐＦ、１００ｐＦ、１２０ｐＦのコンデンサの中から、最も近い容量値である２７ｐＦのコンデンサを使用する。 Then, the capacitance value between the external connection terminals T1 and T2 of the completed RFID reader / writer module 2 is measured. Here, the total capacitance value of the RFID reader / writer module 2 is measured by adding the floating capacitance value to, for example, 100 pF, which is the capacitance value of the first resonance frequency adjusting capacitor C3. Then, the measured capacitance value of the RFID reader / writer module 2 is subtracted from the capacitance value Cr required to adjust the resonance frequency of the RFID reader / writer , and the capacitance value of the capacitor used for the second resonance frequency adjusting capacitor C4. To decide. For example, when the capacitance value Cr necessary for adjusting the resonance frequency of the RFID reader / writer is 130 pF and the measured capacitance value of the RFID reader / writer module 2 is 102 pF, 28 pF obtained by subtracting 102 pF from 130 pF is calculated. The second resonance frequency adjusting capacitor C4 has the closest capacitance among the prepared 10pF, 12pF, 15pF, 18pF, 22pF, 27pF, 33pF, 39pF, 47pF, 56pF, 68pF, 82pF, 100pF, 120pF. A value of 27 pF capacitor is used.

次に、マザー基板１に、ＲＦＩＤリーダライタモジュール２と、第２共振周波数調整用コンデンサＣ４と、その他の必要な電子部品（図示せず）を、たとえば、リフローはんだにより実装する。上述したように、本発明においては、第２共振周波数調整用コンデンサＣ４に必要な容量値が予め確定されているため、ＲＦＩＤリーダライタモジュール２と第２共振周波数調整用コンデンサＣ４を、１回のリフローはんだにより同時にマザー基板１に実装することができる。したがって、本発明のＲＦＩＤリーダライタは生産性が高い。 Next, the RFID reader / writer module 2, the second resonance frequency adjusting capacitor C4, and other necessary electronic components (not shown) are mounted on the mother substrate 1 by, for example, reflow soldering. As described above, in the present invention, since the capacitance value necessary for the second resonance frequency adjustment capacitor C4 is determined in advance, the RFID reader / writer module 2 and the second resonance frequency adjustment capacitor C4 are connected once. It can be simultaneously mounted on the mother board 1 by reflow soldering. Therefore, the RFID reader / writer of the present invention has high productivity.

マザー基板１に、ＲＦＩＤリーダライタモジュール２と、第２共振周波数調整用コンデンサＣ４と、その他の必要な電子部品を実装することにより、本実施形態にかかるＲＦＩＤリーダライタモジュール１００は完成する。 The RFID reader / writer module 100 according to the present embodiment is completed by mounting the RFID reader / writer module 2, the second resonance frequency adjusting capacitor C4, and other necessary electronic components on the mother substrate 1.

なお、ＲＦＩＤリーダライタ１００においては、共振周波数の調整に、第１共振周波数調整用コンデンサＣ３の容量値１００ｐＦに、浮遊的に存在する容量値を加えた、ＲＦＩＤ用モジュール２の総合的な容量値１０２ｐＦに、さらに第２共振周波数調整用コンデンサＣ４の容量値２７ｐＦを加えた、１２９ｐＦの容量値が使用されている。この容量値は、アンテナ７のインピーダンスなどから算出された、ＲＦＩＤリーダライタ１００の共振周波数の調整に求められる容量値１３０ｐＦに対し、わずかに１ｐＦだけずれたものであり、ＲＦＩＤリーダライタ１００は、高い精度で共振周波数が調整されている。 In the RFID reader / writer 100, the total capacitance value of the RFID module 2 is obtained by adding a floating capacitance value to the capacitance value 100pF of the first resonance frequency adjustment capacitor C3 for adjusting the resonance frequency. A capacitance value of 129 pF obtained by adding a capacitance value of 27 pF of the second resonance frequency adjusting capacitor C4 to 102 pF is used. This capacitance value is slightly deviated by 1 pF from the capacitance value 130 pF calculated for the resonance frequency of the RFID reader / writer 100 calculated from the impedance of the antenna 7 and the like, and the RFID reader / writer 100 is high. The resonance frequency is adjusted with accuracy.

以上、第１実施形態にかかるＲＦＩＤリーダライタ１００、およびその製造方法の一例について説明した。しかしながら、本発明がこれらの内容に限定されることはなく、発明の主旨に沿って、種々の変更を加えることができる。 The RFID reader / writer 100 according to the first embodiment and an example of the manufacturing method thereof have been described above. However, the present invention is not limited to these contents, and various modifications can be made along the gist of the invention.

たとえば、ＲＦＩＤリーダライタモジュール２において、構成される回路は任意であり、上述した内容には限られない。また、ＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣ４、第１共振周波数調整用コンデンサＣ３などが実装された基板３を、樹脂６により保護するのではなく、たとえば、金属ケースなどで保護するようにしても良い。 For example, the circuit configured in the RFID reader / writer module 2 is arbitrary, and is not limited to the contents described above. Further, the substrate 3 on which the IC 4 for RFID reader / writer, the first resonance frequency adjusting capacitor C3 and the like are mounted may not be protected by the resin 6, but may be protected by, for example, a metal case.

また、アンテナ７の形状や大きさも任意であり、上述した内容には限られない。また、アンテナ７は、マザー基板１の表面に形成するのではなく、別部品として構成し、マザー基板１の表面に実装するようにしても良い。 Further, the shape and size of the antenna 7 are arbitrary, and are not limited to the above-described contents. In addition, the antenna 7 may be configured as a separate component and mounted on the surface of the mother substrate 1 instead of being formed on the surface of the mother substrate 1.

［第２実施形態］
図３に、本発明の第２実施形態にかかるＲＦＩＤリーダライタ２００の等価回路図を示す。 [Second Embodiment]
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of an RFID reader / writer 200 according to the second embodiment of the present invention.

ＲＦＩＤリーダライタ２００は、ＲＦＩＤリーダライタとしての機能の他に、情報保存機能を備え、自らＲＦＩＤタグとしても機能する。すなわち、ＲＦＩＤリーダライタ２００は、他のＲＦＩＤリーダライタから伝送された情報を保存するとともに、他のＲＦＩＤリーダライタの命令に従って保存された情報をそのＲＦＩＤリーダライタに伝送する機能も備える。 The RFID reader / writer 200 has an information storage function in addition to the function as an RFID reader / writer, and also functions as an RFID tag. That is, the RFID reader / writer 200 has a function of storing information transmitted from another RFID reader / writer and transmitting information stored in accordance with an instruction of the other RFID reader / writer to the RFID reader / writer.

ＲＦＩＤリーダライタ２００は、ＲＦＩＤリーダライタモジュール１２を備える。そして、ＲＦＩＤリーダライタモジュール１２は、ＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣ１４を備える。また、ＲＦＩＤリーダライタモジュール１２は、外部接続用端子Ｔ１、Ｔ２に加えて、外部接続用端子Ｔ３、Ｔ４を備える。 The RFID reader / writer 200 includes an RFID reader / writer module 12. The RFID reader / writer module 12 includes an RFID reader / writer IC 14. The RFID reader / writer module 12 includes external connection terminals T3 and T4 in addition to the external connection terminals T1 and T2.

ＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣ１４は、上述した、実施形態１にかかるＲＦＩＤリーダライタ１００に使用したＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣ４の機能に加えて、情報保存機能を備え、この情報保存機能に関連して、１対のタグ機能端子ＰＦ１、ＰＦ２を備える。 The RFID reader / writer IC 14 includes an information storage function in addition to the function of the RFID reader / writer IC 4 used in the RFID reader / writer 100 according to the first embodiment described above. Tag function terminals PF1 and PF2.

そして、ＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣ１４のタグ機能端子ＰＦ１は、結合用コンデンサＣ５１を介して外部接続用端子Ｔ１に接続され、タグ機能端子ＰＦ２は、結合用コンデンサＣ５２を介して外部接続用端子Ｔ２に接続されている。すなわち、ＲＦＩＤリーダライタ２００は、ＲＦＩＤタグとして使用される場合には、ＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣ１４のタグ機能端子ＰＦ１、ＰＦ２が、結合用コンデンサＣ５１、５２、および外部接続用端子Ｔ１、Ｔ２を介してアンテナ７の両端に接続される。そして、タグ機能端子ＰＦ１、ＰＦ２は、他のＲＦＩＤリーダライタからの信号に応じてインピーダンスを変化させ、信号の反射状態を変化させることにより、他のＲＦＩＤリーダライタと通信をおこない、他のＲＦＩＤリーダライタから伝送された情報をＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣ１４に保存し、また、ＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣ１４に保存した情報を他のＲＦＩＤリーダライタに伝送する。 The tag function terminal PF1 of the RFID reader / writer IC 14 is connected to the external connection terminal T1 via the coupling capacitor C51, and the tag function terminal PF2 is connected to the external connection terminal T2 via the coupling capacitor C52. Has been. That is, when the RFID reader / writer 200 is used as an RFID tag, the tag function terminals PF1 and PF2 of the RFID reader / writer IC 14 are connected via the coupling capacitors C51 and 52 and the external connection terminals T1 and T2. Connected to both ends of the antenna 7. The tag function terminals PF1 and PF2 communicate with other RFID readers / writers by changing the impedance according to signals from other RFID readers / writers and changing the reflection state of the signals. The information transmitted from the writer is stored in the RFID reader / writer IC 14, and the information stored in the RFID reader / writer IC 14 is transmitted to another RFID reader / writer.

なお、ＲＦＩＤリーダライタモジュール１２は、外部接続用端子Ｔ１、Ｔ２に加えて、さらに、外部接続用端子Ｔ３、Ｔ４を備える。そして、ＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣ１４のタグ機能端子ＰＦ１が、直接、外部接続用端子Ｔ３に接続され、タグ機能端子ＰＦ２が、直接、外部接続用端子Ｔ４に接続されている。外部接続用端子Ｔ３、Ｔ４は、主に２つの目的で使用される。 The RFID reader / writer module 12 further includes external connection terminals T3 and T4 in addition to the external connection terminals T1 and T2. The tag function terminal PF1 of the RFID reader / writer IC 14 is directly connected to the external connection terminal T3, and the tag function terminal PF2 is directly connected to the external connection terminal T4. The external connection terminals T3 and T4 are mainly used for two purposes.

まず、外部接続用端子Ｔ３、Ｔ４は、結合用コンデンサＣ５１、５２の容量値を調整するために使用される。すなわち、ＲＦＩＤリーダライタ２００のマザー基板１（図示せず）上において、外部接続用端子Ｔ１とＴ３との間にコンデンサを挿入すれば、そのコンデンサは結合用コンデンサＣ５１と並列に接続されることになり、結合用コンデンサＣ５１の容量値を調整することができる。同様に、ＲＦＩＤリーダライタ２００のマザー基板１上において、外部接続用端子Ｔ２とＴ４との間にコンデンサを挿入すれば、そのコンデンサは結合用コンデンサＣ５２と並列に接続されることになり、結合用コンデンサＣ５２の容量値を調整することができる。 First, the external connection terminals T3 and T4 are used to adjust the capacitance values of the coupling capacitors C51 and C52. That is, if a capacitor is inserted between the external connection terminals T1 and T3 on the mother substrate 1 (not shown) of the RFID reader / writer 200, the capacitor is connected in parallel with the coupling capacitor C51. Thus, the capacitance value of the coupling capacitor C51 can be adjusted. Similarly, if a capacitor is inserted between the external connection terminals T2 and T4 on the mother substrate 1 of the RFID reader / writer 200, the capacitor is connected in parallel with the coupling capacitor C52. The capacitance value of the capacitor C52 can be adjusted.

また、外部接続用端子Ｔ３、Ｔ４は、アンテナ７として、当初予定していたアンテナ（ＲＦＩＤリーダライタモジュール１２を設計する際に、接続するアンテナとして予定していたアンテナ）と異なるアンテナを使用する場合に、結合用コンデンサＣ５１、５２の容量値を変更するために使用される。すなわち、アンテナ７が当初予定していたアンテナから変更されると、通常、インピーダンスが異なるため、当初の結合用コンデンサＣ５１、５２の容量値では結合することができなくなる。この場合には、ＲＦＩＤリーダライタ２００のマザー基板１上において、外部接続用端子Ｔ１とＴ３との間に所定の容量値を備えたコンデンサを挿入すれば、そのコンデンサは結合用コンデンサＣ５１と並列に接続されることになり、そのコンデンサの容量値と結合用コンデンサＣ５１の容量値と合わせた総合的な結合用の容量値を変更することができる。同様に、ＲＦＩＤリーダライタ２００のマザー基板１上において、外部接続用端子Ｔ２とＴ４との間に所定の容量値を備えたコンデンサを挿入すれば、そのコンデンサは結合用コンデンサＣ５２と並列に接続されることになり、そのコンデンサの容量値と結合用コンデンサＣ５２の容量値と合わせた総合的な結合用の容量値を変更することができる。なお、アンテナ７を変更した場合には、通常、第２共振周波数調整用コンデンサＣ４にも、異なる容量値を備えたコンデンサを使用することが必要になる。 The external connection terminals T3 and T4 use an antenna different from the originally planned antenna (the antenna planned as the antenna to be connected when designing the RFID reader / writer module 12) as the antenna 7. And used to change the capacitance values of the coupling capacitors C51 and C52. That is, when the antenna 7 is changed from the originally planned antenna, since the impedance is usually different, it is not possible to perform the coupling with the initial capacitance values of the coupling capacitors C51 and 52. In this case, if a capacitor having a predetermined capacitance value is inserted between the external connection terminals T1 and T3 on the mother substrate 1 of the RFID reader / writer 200, the capacitor is connected in parallel with the coupling capacitor C51. As a result of the connection, the total capacitance value for coupling can be changed by combining the capacitance value of the capacitor and the capacitance value of the coupling capacitor C51. Similarly, if a capacitor having a predetermined capacitance value is inserted between the external connection terminals T2 and T4 on the mother substrate 1 of the RFID reader / writer 200, the capacitor is connected in parallel with the coupling capacitor C52. Therefore, it is possible to change the total capacitance value for coupling, which is a combination of the capacitance value of the capacitor and the capacitance value of the coupling capacitor C52. When the antenna 7 is changed, it is usually necessary to use a capacitor having a different capacitance value for the second resonance frequency adjusting capacitor C4.

ＲＦＩＤリーダライタ２００の他の構成は、図１および図２に示した、第１実施形態にかかるＲＦＩＤリーダライタ１００と同様である。 Other configurations of the RFID reader / writer 200 are the same as those of the RFID reader / writer 100 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2.

このように、本発明のＲＦＩＤリーダライタは、ＲＦＩＤリーダライタとしての機能の他に、情報保存機能を備え、自らＲＦＩＤタグとしても機能するものとして構成することができる。 As described above, the RFID reader / writer of the present invention can be configured to have an information storage function in addition to the function as an RFID reader / writer and to function as an RFID tag itself.

１：マザー基板
２、１２：ＲＦＩＤリーダライタモジュール
３：基板
４、１４：ＲＦＩＤリーダライタ用ＩＣ
５：電子部品
６：樹脂
７：アンテナ
８：絶縁層
１００、２００：ＲＦＩＤリーダライタ
Ｃ３：第１共振周波数調整用コンデンサ
Ｃ４：第２共振周波数調整用コンデンサ
ＴＸ１、ＴＸ２：送信端子
ＲＸ：受信端子
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４：外部接続用端子
ＰＦ１、ＰＦ２： 1: Mother board 2, 12: RFID reader / writer module 3: Board 4, 14: IC for RFID reader / writer
5: Electronic component 6: Resin 7: Antenna 8: Insulating layer 100, 200: RFID reader / writer C3: First resonance frequency adjustment capacitor C4: Second resonance frequency adjustment capacitor TX1, TX2: Transmission terminal RX: Reception terminal T1 , T2, T3, T4: External connection terminals PF1, PF2:

Claims

An RFID reader / writer comprising an RFID reader / writer module and an antenna,
The RFID reader / writer module includes at least an IC for RFID reader / writer,
A resonance frequency adjusting capacitor is connected in parallel to the antenna,
The resonance frequency adjusting capacitor is divided into at least a first resonance frequency adjusting capacitor and a second resonance frequency adjusting capacitor in parallel.
Wherein the first resonant frequency adjusting capacitor is arranged outside the IC for RFID reader-writer while the Ru built in RFID reader-writer module,
The second resonance frequency adjusting capacitor is disposed outside of the RFID reader-writer module,
Each of the first resonance frequency adjusting capacitor and the second resonance frequency adjusting capacitor is a chip capacitor,
The RFID reader / writer , wherein a capacitance value of the second resonance frequency adjusting capacitor is smaller than a capacitance value of the first resonance frequency adjusting capacitor.

The RFID reader / writer IC has an information storage function,
The RFID reader / writer according to claim 1, wherein the RFID reader / writer itself also functions as an RFID tag.

3. The RFID reader / writer module is formed by molding a resin on a substrate on which at least the RFID reader / writer IC and the first resonance frequency adjusting capacitor are mounted. RFID reader / writer.

The RFID reader / writer further includes first and second terminals for electrically connecting the RFID reader / writer module and the antenna,
Each of the first resonance frequency adjusting capacitor and the first resonance frequency adjusting capacitor is connected in parallel to the antenna between the first terminal and the second terminal,
The capacitance value of the second resonance frequency adjusting capacitor is determined based on a capacitance value between the first terminal and the second terminal of the RFID reader / writer module. The RFID reader / writer described in item 1.