JPWO2012032974A1 - Rfidモジュールおよびrfidデバイス - Google Patents
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Abstract
Description
図2は第1の実施形態に係るRFIDモジュール101の回路図である。このRFIDモジュール101は、RFIC素子10、フィルタ回路20、整合回路30、および放射素子40を備えている。また、フィルタ回路20と整合回路30とでRFIDデバイス50を構成している。
放射素子40は例えばループ状コイルアンテナである。
L=L10+L20+2M
=L10+L20+2k×√(L10*L20)
L1=L2=L/2
で表される。
L1,L2:800nH
C1:65pF
C2,C3:18pF
特性曲線[B]
L1,L2:800nH
C1:65pF
C2,C3:23pF
特性曲線[C]
L1,L2:560nH
C1:90pF
C2,C3:18pF
75mm以内の通信距離範囲で通信することを条件にすると、特性曲線AのRFIDデバイスは、周波数帯域が13MHz〜16.4MHz(周波数帯域3.4MHz)の範囲で通信できる。また、特性曲線BのRFIDデバイスは、周波数帯域が12.7MHz〜16.9MHz(周波数帯域4.2MHz)の範囲で通信できる。比較例である特性曲線CのRFIDデバイスは、周波数帯域が13.6MHz〜16MHz(周波数帯域2.4MHz)の範囲で通信できる。
図10は第2の実施形態に係るRFIDデバイスのフィルタ回路部の構成を示す図である。図10(A)は内部導体層を透視した斜視図、図10(B)はそれを厚み方向に拡大表示した斜視図である。図10(B)に表れているように、多層基板MBの内部に、複数のループ状導体が積層されてヘリカル状に巻回された第1の積層型コイル素子で第1インダクタンス素子L1が構成され、複数のループ状導体が積層されてヘリカル状に巻回された第2の積層型コイル素子で第2インダクタンス素子L2が構成されている。
第1インダクタンス素子L1は、複数のループ状導体が積層された第1の積層型コイル素子で構成され、第2インダクタンス素子L2は、複数のループ状導体が積層された第2の積層型コイル素子で構成され、第1の積層型コイル素子のループ状導体の巻回軸および第2の積層型コイル素子のループ状導体の巻回軸はほぼ同一直線上に重なっている。但し、図3に示した例と異なり、前記第1の積層型コイル素子と第2の積層型コイル素子は個別に巻回した状態で積層されている。
・第1の積層型コイル素子を構成するループ状導体のループ面と第2の積層型コイル素子を構成するループ状導体のループ面の対向面積率を大きくする。
・磁性体層の厚みを薄くする(隣接するループ状導体の間隔を狭くする)。
・透磁率の大きな磁性体層を用いる。
ことが有効である。
図12は第3の実施形態に係るRFIDモジュール103の回路図である。RFIDモジュール103は、RFIDデバイス50とブースター素子60とで構成されている。RFIDデバイス50にはRFIC素子10が接続される。
結合用放射素子40Cは例えばループ状コイル導体である。
L1,L2:800nH
C1:65pF
C2,C3:18pF
特性曲線[B]
L1,L2:800nH
C1:65pF
C2,C3:23pF
特性曲線[C]
L1,L2:560nH
C1:90pF
C2,C3:18pF
85mm以内の通信距離範囲で通信することを条件にすると、特性曲線AのRFIDデバイスは、周波数帯域が13MHz〜16.4MHz(周波数帯域3.4MHz)の範囲で通信できる。また、特性曲線BのRFIDデバイスは、周波数帯域が12.7MHz〜16.9MHz(周波数帯域4.2MHz)の範囲で通信できる。比較例である特性曲線CのRFIDデバイスは、周波数帯域が13.6MHz〜16MHz(周波数帯域2.4MHz)の範囲で通信できる。
図17は第4の実施形態に係るRFIDモジュール104の分解斜視図である。このRFIDモジュール104は、ブースター素子70とRFIDデバイス50とで構成されている。ブースター素子70は、絶縁基材71、その上面に形成されたブースターコイルパターン72および下面に形成されたブースターコイルパターン73で構成されている。図17においては、ブースターコイルパターン72,73についても絶縁基材71から分離した状態で図示している。
このように導体コイルパターンでブースター素子を構成してもよい。
第5の実施形態では、結合用放射素子40Cの別の構成例を示す。図18(A)、図18(B)は第5の実施形態に係るRFIDデバイスの二つの構成を示す図である。第3の実施形態では、平面視で、多層基板内にフィルタ回路20および整合回路30と重なる位置関係に結合用放射素子40Cを配置した。図18(A)、図18(B)の例では、フィルタ回路20および整合回路30の側方に結合用放射素子40Cを配置している。図18(A)の例では、結合用放射素子40Cのループ面を多層基板の平面に対して平行に配置している。図18(B)の例では、結合用放射素子40Cのコイル軸方向を多層基板の平面に対して平行に配置している。
以上に示した各実施形態では、複数のループ状導体が平面視で四角形または楕円形(長円形)である例を示したが、複数のループ状導体は平面視で円形や八角形であってもよいし、他の多角形状であってもよい。
また、多層基板の各層は必要に応じて非磁性体の誘電体層であってもよい。
C41,C42…コンデンサ
CA…導体開口部
E1,E2…ESD保護素子
L1…第1のインダクタンス素子
L2…第2のインダクタンス素子
MB…多層基板
P11,P12…端子電極
P21A,P21B,P22A,P22B…端子電極
Rx…受信端子
SL…スリット部
Tx1,Tx2…送信端子
10…RFIC素子
20…フィルタ回路
30…整合回路
40…放射素子
40C…結合用放射素子
50…RFIDデバイス
60,70…ブースター素子
61,71…絶縁基材
62…ブースター電極
72,73…ブースターコイルパターン
101〜104…RFIDモジュール
Claims (12)
- 第1入出力端子および第2入出力端子を有するRFIC素子と、
前記第1入出力端子に接続された第1インダクタンス素子、および、前記第2入出力端子に接続されたた第2インダクタンス素子を含んで構成され、前記RFIC素子の高調波成分を除去するためのフィルタ回路と、
前記フィルタ回路に接続された放射素子と、を有し、
前記第1インダクタンス素子と前記第2インダクタンス素子とは、互いに磁気結合していることを特徴とするRFIDモジュール。 - 前記第1インダクタンス素子と前記第2インダクタンス素子との結合係数は0.7以上である、請求項1に記載のRFIDモジュール。
- 前記フィルタ回路と前記放射素子との間に接続され、インダクタンス素子およびキャパシタンス素子、またはインダクタンス素子もしくはキャパシタンス素子を含んで構成される整合回路を備えた、請求項1または2に記載のRFIDモジュール。
- 前記第1インダクタンス素子は、複数のループ状導体が積層された第1の積層型コイル素子で構成され、前記第2インダクタンス素子は、複数のループ状導体が積層された第2の積層型コイル素子で構成され、前記第1の積層型コイル素子のループ状導体の巻回軸および前記第2の積層型コイル素子のループ状導体の巻回軸はほぼ同一直線上に重なっている、請求項1〜3のいずれかに記載のRFIDモジュール。
- 前記第1の積層型コイル素子の前記ループ状導体と前記第2の積層型コイル素子の前記ループ状導体とは交互に積層されている、請求項4に記載のRFIDモジュール。
- 前記第1インダクタンス素子および前記第2インダクタンス素子は、複数の磁性体層を積層してなる多層基板に内蔵されている、請求項1〜5のいずれかに記載のRFIDモジュール。
- 前記整合回路の前記インダクタンス素子または前記キャパシタンス素子は、前記多層基板の表面に搭載されている、請求項6に記載のRFIDモジュール。
- 前記放射素子に電磁界を介して結合されて無線信号の受信または送信を行うブースター素子をさらに備えた、請求項1〜7のいずれかに記載のRFIDモジュール。
- 前記放射素子はコイル状導体で構成され、このコイル状導体と前記ブースター素子とは互いに電磁界結合している、請求項8に記載のRFIDモジュール。
- 前記放射素子は前記多層基板に内蔵されている、請求項8または9に記載のRFIDモジュール。
- 第1入出力端子および第2入出力端子を有するRFIC素子と、放射素子との間に設けられるRFIDデバイスであって、
前記第1入出力端子に接続された第1インダクタンス素子、および、前記第2入出力端子に接続されたた第2インダクタンス素子を含んで構成され、前記RFIC素子の高調波成分を除去するためのフィルタ回路を有し、前記第1インダクタンス素子と前記第2インダクタンス素子とは、互いに磁気結合していることを特徴とするRFIDデバイス。 - 前記フィルタ回路の前記放射素子側に接続され、インダクタンス素子およびキャパシタンス素子、またはインダクタンス素子もしくはキャパシタンス素子を含んで構成される整合回路を備えた、請求項11に記載のRFIDデバイス。
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