KR20100095419A

KR20100095419A - 코일 안테나 및 비접촉 정보매체

Info

Publication number: KR20100095419A
Application number: KR1020107006412A
Authority: KR
Inventors: 기요타카 후쿠시마; 겐지 야마모토야; 마사유키 미우라; 겐이치로 다미
Original assignee: 니혼 하츠쵸 가부시키가이샤
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2008-11-18
Publication date: 2010-08-30
Also published as: CA2702284A1; CA2702284C; KR101664970B1; CN101809816B; JP5118462B2; TWI438966B; EP2221920A1; EP2221920A4; US20100230501A1; CN101809816A; WO2009075169A1; JP2009147560A; TW200943641A; US8297516B2; EP2221920B1

Abstract

본 발명은 박형화에 대응 가능하고, 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스의 비율이 더욱 커지도록 적정화함으로써, 상대적으로 상호 인덕턴스가 작아 서로 겹쳐도 서로에게 미치는 영향을 작게 할 수 있는 코일 안테나를 제공하는 것을 목적으로 하고, 칩 코일 등의 부품을 사용하지 않고, 주배선 패턴(12)을 형성하는 도선(16)을 사용하여 권선 패턴(14)을 형성함으로써, 당해 코일 안테나(10)를 사용하는 제품의 박형화에 의한 플렉시블화에 대응할 수 있고, 또, 루프형상을 이루는 배선 패턴(12)에 대하여 분산되고, 주배선 패턴(12)과 비교하여 권회형상이 충분히 작아지도록 도선(16)에 의해 형성된 권선 패턴(14)을 가지도록 배선 패턴을 연구함으로써, 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스의 비율이, 더욱 커지도록 효율적으로 적정화하고, 상대적으로 상호 인덕턴스가 작아지도 하였다.

Description

코일 안테나 및 비접촉 정보매체{COIL ANTENNA AND NON-CONTACT INFORMATION MEDIUM}

본 발명은, 코일 안테나 및 그것을 사용한 비접촉 정보매체에 관한 것이다.

전자유도를 이용하여 정보의 수수를 행하기 위하여 사용되는 코일 안테나는, 공진 회로에 의해 구성되고, 통상은, 정보의 수수를 효율적으로 행하기 위하여 공진 주파수의 조정(튜닝)이 이루어진다. 공진 회로의 공진 주파수를 결정하는 중요한 파라미터로서, 공진 회로의 자기 인덕턴스와 커패시턴스가 있다. 공진 주파수의 조정은, 이들의 자기 인덕턴스와 커패시턴스의 값을 변화시킴으로써 실시하는 것이 통상이다.

한편, 자기 인덕턴스가 있는 복수의 전기회로가 근접하여 배치된 경우에는 상호 인덕턴스가 발생한다. 이 상호 인덕턴스도 정보의 수수를 효율적으로 행하기 위하여 중요한 파라미터이며, 통상은, 통신의 송신측/수신측의 양 안테나의 결합을 강하게 할 목적으로, 상정되는 사용환경에서 가능한 한 큰 값이 되도록 설계된다.

그런데, 코일 안테나를 이용하는 어플리케이션의 하나로 비접촉 정보매체가 있다. 비접촉 정보매체는, 리더/라이터와의 접촉이 없기 때문에, 접촉불량을 일으키지 않고, 리더/라이터로부터 떨어진 위치에서의 사용이 가능하다. 또, 비접촉법은, 오염, 비, 정전기에 강한 등의 특징과 장점이 있고, 세큐리티 레벨도 높기 때문에 수요가 증가하고 있다.

비접촉 정보매체는, 리더/라이터로부터 수신한 전파를 이용하여 전자유도에 의해 동작전력을 얻음과 동시에, 소정 주파수의 전파를 이용하여 리더/라이터와의 사이에서 정보를 교환한다. 이 때문에, 비접촉 정보매체와 리더/라이터는, 소정 주파수의 전파를 송수신하기 위한 코일 안테나를 내장하고 있다.

여기서, 종래의 비접촉 정보매체는, 기본적으로는, 외부로부터의 전력의 수취와 정보의 송수신을 행하는 안테나부를 형성하는 코일과, 이 코일과 공진 회로를 형성하는 콘덴서와, 비접촉 정보매체의 처리동작을 제어하는 IC 칩을 가진다. 이와 같은 비접촉 정보매체를 동작시키기 위해서는, 리더/라이터 근방의 통신범위 내에 비접촉 정보매체를 배치시킨다. 이 결과, 비접촉 정보매체의 공진 회로와 리더/라이터의 공진 회로의 사이에 상호작용이 발생하여, 비접촉 정보매체의 안테나부를 형성하는 코일에 유도전류가 생긴다. 이 유도전류를 동작전원으로 하여, IC 칩이 동작을 행하고, 안테나부를 형성하는 코일을 거쳐 리더/라이터에 정보를 송신한다. 이와 같이 하여, 비접촉 정보매체와 리더/라이터는 무선통신을 행함으로써, 정보를 송수신한다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

그런데, 복수의 비접촉 정보매체를 리더/라이터의 근방에 배치한 경우에는, 비접촉 정보매체와 리더/라이터의 사이뿐만 아니라, 비접촉 정보매체끼리의 사이에도 상호작용이 발생한다. 이와 같은 경우에는, 사용 시의 환경이, 설계 시에 상정된 사용환경과는 달라, 비접촉 정보매체의 공진 주파수에 변화가 생기고, 리더/라이터와의 사이에서의 상호작용의 영향이 저하하며, 대부분의 경우, 통신을 할 수 없게 된다.

이와 같은 문제를 해결하기 위한 대책으로서, 특허문헌 2에서는, 비접촉 정보매체의 코일의 일부에 칩 코일(집중 정수형 인덕터)을 설치하고, 비접촉 정보매체끼리의 상호작용을 저감시키면서, 통신에 사용되는 전파의 주파수와 비접촉 정보매체의 공진 주파수를 일치시킴으로써, 복수의 비접촉 정보매체가 리더/라이터의 근방에 배치된 경우의 판독성능을 향상시키도록 하고 있다.

[특허문헌 1]

일본국 특개2001-34725호 공보

[특허문헌 2]

일본국 특개2006-67479호 공보

그러나, 특허문헌 2에 기재된 비접촉 정보매체에 나타내는 칩 코일(집중 정수형 인덕터)의 경우, 상호 인덕턴스를 작게 억제하기 위해서는 큰 인덕턴스를 가지는 칩을 사용할 필요가 있고, 이와 같은 칩은 비교적 형상이 커서 두께를 가지는 것이 된다. 이 결과, 예를 들면 카드형 비접촉 정보매체 등으로서 상품화하는 데에 있어서, IC 칩 등의 두께는 비교적 박형화가 진행되고 있음(현재 상태에서는, 0.15 mm 정도)에도 불구하고, 칩 코일 등의 두께(현재 상태에서는, 0.5 mm 정도)가 넥이 되어, 칩 코일부분을 포함하여 평편하게 마무리하기 위해서는 전체를 두껍게 한 하드 카드로 하지 않을 수 없어, 박형화에 의한 플렉시블화 등의 요청에 따를 수 없는 것이다.

또, 특허문헌 2에 기재된 비접촉 정보매체에서도, 특허문헌 2에서의 도 12에 나타내는 바와 같이, 코일의 일부에 권선 패턴의 소형 코일을 설치한 것만으로는, 비접촉 정보매체에 내장된 코일 안테나끼리에는, 여전히, 비교적 큰 상호 인덕턴스가 존재하여, 서로에게 미치는 영향이 비교적 큰 상황에 있다. 따라서, 복수의 비접촉 정보매체가 리더/라이터의 근방에 설치된 경우의 판독성능의 더 한층의 향상을 도모하는 데에 있어서는, 불충분한 대응책이다.

본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 칩 코일과 같은 부품을 사용하지 않고 박형화에 대응 가능하고, 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스의 비율이 더욱 커지도록 적정화함으로써, 상대적으로 상호 인덕턴스가 작아 서로 겹쳐도 서로에게 미치는 영향을 작게 할 수 있는 코일 안테나 및 이것을 사용한 비접촉 정보매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 코일 안테나는, 루프형상으로 배선되는 도선으로 이루어지고, 전기적으로 접속되는 콘덴서와 공진 회로를 형성하는 코일 안테나에 있어서, 상기 루프형상을 하는 주배선 패턴의 일부 또는 전체에 걸쳐 분산되고, 상기 주배선 패턴과 비교하여 권회형상이 충분히 작아지도록 상기 도선에 의해 형성된 권선 패턴을 가지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 코일 안테나는, 상기 발명에 있어서, 상기 권선 패턴의 권회형상은, 소용돌이 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 코일 안테나는, 상기 발명에 있어서, 상기 권선 패턴은, 상기 주배선 패턴과 동일 평면 상에서, 당해 주배선 패턴의 복수 부분으로 분산시켜 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 코일 안테나는, 상기 발명에 있어서, 상기 권선 패턴은, 상기 주배선 패턴을 따라 연속적으로 형성되고, 인접하는 당해 권선 패턴 사이에서 소용돌이 형상의 감김방향이 반대인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 코일 안테나는, 상기 발명에 있어서, 상기 권선 패턴은, 상기 주배선 패턴이 형성되는 평면과 직교하는 평면 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 코일 안테나는, 상기 발명에 있어서, 상기 권선 패턴은, 상기 주배선 패턴의 일부를 가로질러 분산되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 코일 안테나는, 상기 발명에 있어서, 상기 권선 패턴은 상기 주배선 패턴의 적어도 일부를 따라 분산되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 코일 안테나는, 상기 발명에 있어서, 상기 권선 패턴의 권회형상은, 상기 주배선 패턴의 적어도 일부를 따라 분산되도록 권선형상을 당해 주배선 패턴과 동일 평면 상으로 전개시켜 형성한 지그재그 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 코일 안테나는, 상기 발명에 있어서, 상기 권선 패턴이 형성된 영역 근방의 한쪽 면 또는 양면에 겹치도록 설치되는 차폐물을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 코일 안테나는, 상기 발명에 있어서, 상기 차폐물은, 자성체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 코일 안테나는, 상기 발명에 있어서, 상기 차폐물은, 전기 도전체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 비접촉 정보매체는, 루프형상으로 배선되는 도선으로 이루어지고, 전기적으로 접속되는 콘덴서와 공진 회로를 형성하는 코일 안테나에 있어서, 상기 루프형상을 하는 주배선 패턴의 일부에, 상기 주배선 패턴과 비교하여 권회형상이 충분히 작아지도록 상기 도선에 의해 형성된 권선 패턴을 가지고, 상기 권선 패턴이 형성된 영역 근방의 한쪽 면 또는 양면에 겹치도록 설치되는 차폐물을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 비접촉 정보매체는, 상기 발명에 기재된 코일 안테나와, 당해 코일 안테나에 전기적으로 접속되어 공진 회로를 형성하는 콘덴서와, 상기 공진 회로에 접속되어 리더/라이터와의 사이에서 송수신하는 정보를 제어하는 IC 회로 를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 코일 안테나에 의하면, 칩 코일 등의 부품을 사용하지 않고, 주배선 패턴을 형성하는 도선을 사용하여 권선 패턴을 형성하고 있기 때문에, 당해 코일 안테나를 사용하는 제품의 박형화에 의한 플렉시블화에 대응할 수 있고, 또, 루프형상을 하는 주배선 패턴의 일부 또는 전체에 걸쳐 분산되고, 주배선 패턴과 비교하여 권회형상이 충분히 작아지도록 도선에 의해 형성된 권선 패턴을 가지도록 배선 패턴을 연구하였기 때문에, 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스의 비율이, 더욱 커지도록 효율적으로 적정화함으로써, 상대적으로 상호 인덕턴스를 작게 할 수 있고, 따라서, 코일 안테나끼리가 서로 겹쳐도 서로에게 미치는 영향을 작게 할 수 있다는 효과를 가진다.

본 발명에 관한 코일 안테나에 의하면, 칩 코일 등의 부품을 사용하지 않고, 주배선 패턴을 형성하는 도선을 사용하여 주배선 패턴의 일부에 권선 패턴을 형성하고 있기 때문에, 당해 코일 안테나를 사용하는 제품의 박형화에 의한 플렉시블화에 대응할 수 있고, 또, 루프형상을 하는 주배선 패턴의 일부에, 주배선 패턴과 비교하여 권회형상이 충분히 작아지도록 도선에 의해 형성된 권선 패턴의 영역 근방의 한쪽 면 또는 양면에 겹치도록 차폐물을 설치하고, 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스의 비율이, 더욱 커지도록 효율적으로 적정화함으로써, 상대적으로 상호 인덕턴스를 작게 할 수 있다는 효과를 가진다.

또, 본 발명에 관한 비접촉 정보매체에 의하면, 상기한 코일 안테나를 구비하고, 코일 안테나 자신이 박형화 가능하기 때문에, 비접촉 정보매체의 박형화도 가능해져, 플렉시블화 등의 요망에 따를 수 있고, 또, 비접촉 정보매체끼리의 상호작용을 작게 할 수 있으며, 따라서, 리더/라이터의 근방에 동시에 배치 가능한 비접촉 정보매체의 수량을 각별히 증가시킬 수 있다는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도,
도 2는 변형예 1의 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도,
도 3은 변형예 2의 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도,
도 4는 본 발명의 실시형태 2에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 사시도,
도 5는 본 발명의 실시형태 3에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 사시도,
도6은 본 발명의 실시형태 4에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도,
도 7은 본 발명의 실시형태 5에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 분해 사시도,
도 8은 실시형태 5의 변형예에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도,
도 9는 실시형태 5의 다른 변형예에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도,
도 10은 실시형태 5의 또 다른 변형예에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도,
도 11은 실시형태 5의 또 다른 변형예에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도,
도 12는 실시형태 5의 또 다른 변형예에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도,
도 13은 본 발명의 실시형태 6에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 분해 사시도,
도 14는 실시형태 6의 변형예에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도,
도 15는 실시형태 6의 다른 변형예에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도,
도 16은 실시형태 6의 또 다른 변형예에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도,
도 17은 실시형태 6의 또 다른 변형예에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도,
도 18은 실시형태 6의 또 다른 변형예에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도,
도 19는 본 발명의 실시형태 7에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 분해 사시도,
도 20은 본 발명의 실시형태 8에 관한 코일 안테나의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 분해 사시도,
도 21은 본 발명의 실시형태 9에 관한 비접촉 정보매체의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도,
도 22는 비접촉 정보매체가 단체(單體)일 때의 통신시스템의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 사시도,
도 23은 비접촉 정보매체가 복수매일 때의 통신시스템의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태인 코일 안테나 및 비접촉 정보매체에 대하여 설명한다. 또한, 각 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 도면의 기재에서, 동일부분에는 동일한 부호를 붙이고 있다.

먼저, 실시형태에 관한 코일 안테나에 대하여 설명한다. 본 실시형태에서의 코일 안테나는, 루프형상을 하는 주배선 패턴과 권선 패턴을 동일한 도선에 의해 형성하여 이루어지고, 권선 패턴은, 루프형상을 하는 주배선 패턴의 일부 또는 전체에 걸쳐 분산되어, 주배선 패턴과 비교하여 권회형상이 작아지도록 배선 패턴이 연구되어 있고, 상대적으로, 자기 인덕턴스를 증가시켜 상호 인덕턴스를 감소시키 도록 기능하고, 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스의 비율이, 더욱 커지도록 효율적으로 적정화한다.

(실시형태 1)

도 1은, 본 실시형태 1에 관한 코일 안테나(10)의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태 1에 관한 코일 안테나(10)는, 주배선 패턴(12)과 복수의 권선 패턴(14)을 동일한 도선(16)에 의해 형성하여 이루어진다. 주배선 패턴(12)은, 원하는 크기로 직사각형 루프형상으로 배선되어, 예를 들면 공진 회로를 형성하는 콘덴서(도시 생략)에 전기적으로 접속되는 접속부(18)를 양쪽 끝에 가진다. 또한, 주배선 패턴(12)의 루프형상은, 직사각형상에 한정하지 않고, 대상물에 따라 적절한 형상, 예를 들면 원 형상이어도 된다(이후의 실시형태에서도 마찬가지). 권선 패턴(14)은, 예를 들면 주배선 패턴(12)이 배선되는 동일 평면 상에서, 주배선 패턴(12)의 안 둘레측의 6부분으로 분산시켜 소용돌이 형상으로 형성된 것이다. 여기서, 권선 패턴(14)의 소용돌이 형상으로 이루어지는 권회형상은, 주배선 패턴(12)의 크기와 비교하여 충분히 작아지도록 형성되어 있다.

본 실시형태 1에 관한 코일 안테나(10)의 자기 인덕턴스는, 주배선 패턴(12)이 가지는 자기 인덕턴스와 각 권선 패턴(14)이 가지는 자기 인덕턴스의 총합이 된다. 이에 의하여, 동일 형상의 주배선 패턴으로 구성되어 동등한 자기 인덕턴스를 가지는 일반적인 코일 안테나와 비교하면, 코일 안테나끼리가 근접 배치된 경우에 생기는 상호 인덕턴스의 값을 충분히 작게 할 수 있어, 상호작용의 영향이 격감하게 된다. 이것은, 각 권선 패턴(14)이 가지는 자기 인덕턴스분, 주배선 패턴(12)이 가져야 할 자기 인덕턴스의 값을 작게 할 수 있고, 따라서, 주배선 패턴(12)을 쇄교하는 자속에 의한 상호 인덕턴스를 작게 할 수 있기 때문이다. 이때, 각 권선 패턴(14)을 쇄교하는 자속에 의한 상호 인덕턴스도 발생하나, 각 권선 패턴(14)의 권회형상이 작고, 또한, 복수부분으로 분산되어 하나하나의 권선 패턴(14)의 자기 인덕턴스의 값도 그다지 크지 않기 때문에, 발생하는 상호 인덕턴스는 약간 작은 것이 된다. 예를 들면, 권선 패턴을 1부분에 집중적으로 설치한 경우에 비하여, 본 실시형태 1과 같이, 권선 패턴(14)을 복수부분으로 분산시켜 설치함으로써, 동등한 자기 인덕턴스의 경우이면, 상호 인덕턴스를 한층 작게 할 수 있고, 코일 안테나끼리가 접근 배치한 경우의 상호작용에 의한 공진 주파수의 변동을 반감시킬 수 있는 것이다.

이에 의하여, 자기 인덕턴스가 동등한 일반적인 코일 안테나에 비하여 상호 인덕턴스가 작은 코일 안테나(10)를 제공할 수 있다. 이와 같은 코일 안테나(10)에 의하면, 서로 접근 배치되어도, 서로에게 미치는 영향이 작고, 복수의 코일 안테나끼리를 근접하여 배치하였을 때에 생기는 통신특성의 큰 변동을 회피할 수 있다. 즉, 공진 주파수를 결정하는 자기 인덕턴스를 확보하면서, 상호 인덕턴스를 작게 함으로써, 간섭물이 있어도 환경의 변동에 강한 안정된 통신을 가능하게 할 수 있다. 또, 권선 패턴(14)은, 복수부분으로 분산시켜 형성되어 있고, 두께가 칩 코일과 같이 국소적으로 두꺼워지는 일도 없다.

또한, 본 실시형태 1에서, 코일 안테나(10)가 가지는 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스는 상대적인 것으로, 상호 인덕턴스가 동등한 일반적인 코일 안테나에 비하면, 자기 인덕턴스의 값이 큰 코일 안테나를 제공할 수 있다. 본 실시형태 1에 의하면, 중요한 것은, 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스의 비율을 소망대로 충분히 크게 한 코일 안테나(10)를 제공할 수 있다.

(변형예 1)

분산시켜 형성하는 권선 패턴(14)의 수는, 6개에 한정하지 않고, 예를 들면 주배선 패턴(12)의 4모서리 4부분으로 분산시켜도 된다. 나아가서는, 주배선 패턴(12)을 따라 연속적으로 분산시켜 형성하여도 된다. 도 2는, 변형예 1의 코일 안테나(10A)의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 변형예 1의 코일 안테나(10A)는, 주배선 패턴(12)의 안 둘레 전체를 따라 연속적으로 분산시켜 다수의 권선 패턴(14)을 형성한 것이다. 이에 의하여, 박형 구조로 하여, 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스의 비율을, 더 한층 크게 할 수 있다.

(변형예 2)

도 3은, 변형예 2의 코일 안테나(10B)의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 변형예 2의 코일 안테나(10B)는, 주배선 패턴(12)의 안 둘레 전체를 따라 연속적으로 분산시켜 다수의 권선 패턴을 형성하는 데에 있어서, 인접하는 권선 패턴(14a, 14b) 사이에서 소용돌이 방향을 좌측 감기와 우측 감기에서 반대방향으로 한 것이다. 이것에 의하면, 인접하는 권선 패턴(14a, 14b) 사이에서는, 전류가 흐른 경우에 발생하는 자속의 방향이 반대가 되어, 서로 상쇄되기 때문에, 권선 패턴(14a, 14b)이 만드는 자장의 영향이 멀리까지 미치게 않게 되어, 그 만큼, 상호 인덕턴스를 작게 하는 것이 가능해진다.

(실시형태 2)

도 4는, 본 실시형태 2에 관한 코일 안테나(20)의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태 2에 관한 코일 안테나(20)는, 주배선 패턴(22)과 권선 패턴(24)을 동일한 도선(26)에 의해 형성하여 이루어진다. 주배선 패턴(22)은, 원하는 크기로 직사각형 루프형상으로 배선되어, 예를 들면 공진 회로를 형성하는 콘덴서(도시 생략)에 전기적으로 접속되는 접속부(28)를 양쪽 끝에 가진다. 권선 패턴(24)은, 예를 들면 주배선 패턴(22)이 배선되는 평면(Pa)과 직교하는 평면(Pb) 상에 소용돌이 형상으로 형성된 것이다. 여기서, 권선 패턴(24)은, 주배선 패턴(22)의 중앙부를 가로지름으로써 주배선 패턴(22)의 전체에 대하여 분산되도록 형성되어 있다. 또, 권선 패턴(24)의 소용돌이 형상으로 이루어지는 권회형상은, 주배선 패턴(22)을 가로지르는 길이를 가지나, 평면(Pb) 상에서 편평하고, 주배선 패턴(22)의 크기와 비교하여 충분히 작아지 도록 형성되어 있다.

본 실시형태 2에 관한 코일 안테나(20)의 자기 인덕턴스는, 주배선 패턴(22)이 가지는 자기 인덕턴스와 권선 패턴(24)이 가지는 자기 인덕턴스의 총합이 된다. 이에 따라, 동일형상의 주배선 패턴으로 구성되어 동등한 자기 인덕턴스를 가지는 일반적인 코일 안테나와 비교하면, 코일 안테나끼리가 근접 배치된 경우에 생기는 상호 인덕턴스의 값을 충분히 작게 할 수 있어, 상호작용의 영향이 격감하게 된다. 이것은, 권선 패턴(24)이 가지는 자기 인덕턴스분, 주배선 패턴(22)이 가져야 할 자기 인덕턴스의 값을 작게 할 수 있고, 따라서, 주배선 패턴(22)을 쇄교하는 자속에 의한 상호 인덕턴스를 작게 할 수 있기 때문이다. 아울러, 권선 패턴(24)은 주배선 패턴(22)과는 직교하는 평면(Pb) 상에 형성되어 있고, 주배선 패턴(22)을 쇄교하는 자속은 권선 패턴(24)을 쇄교하지 않기 때문에, 권선 패턴(24)의 형상(자기 인덕턴스)을 비교적 크게 취할 수 있어, 발생하는 상호 인덕턴스를 작게 할 수 있다.

이에 의하여, 자기 인덕턴스가 동등한 일반적인 코일 안테나에 비하여 상호 인덕턴스가 작은 코일 안테나(20)를 제공할 수 있다. 이와 같은 코일 안테나(20)에 의하면, 서로 접근 배치되어도, 서로에게 미치는 영향이 작아, 복수의 코일 안테나끼리를 근접하여 배치하였을 때에 생기는 통신 특성의 큰 변동을 회피할 수 있다. 즉, 공진 주파수를 결정하는 자기 인덕턴스를 확보하면서, 상호 인덕턴스를 작게 함으로써, 간섭물이 있어도 환경의 변동에 강한 안정된 통신을 가능하게 할 수 있다. 또, 권선 패턴(24)은, 주배선 패턴(22)의 중앙부를 가로지르도록 분산시켜 편평하게 형성되어 있고, 두께가 칩 코일과 같이 국소적으로 두꺼워지는 일도 없다.

또한, 본 실시형태 2에서도, 코일 안테나(20)가 가지는 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스는 상대적인 것으로, 상호 인덕턴스가 동등한 일반적인 코일 안테나에 비하면, 자기 인덕턴스의 값이 큰 코일 안테나를 제공할 수 있다.

(실시형태 3)

도 5는, 본 실시형태 3에 관한 코일 안테나(30)의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태 3에 관한 코일 안테나(30)는, 주배선 패턴(32)과 권선 패턴(34)을 동일한 도선(36)에 의해 형성하여 이루어진다. 주배선 패턴(32)은, 원하는 크기로 직사각형 루프형상으로 배선되어, 예를 들면 공진 회로를 형성하는 콘덴서(도시 생략)에 전기적으로 접속되는 접속부(38)를 양쪽 끝에 가진다. 권선 패턴(34)은, 주배선 패턴(22)의 예를 들면 일 변을 따라 소용돌이 형상을 연속시킴으로써 분산되도록 형성되어 있다. 여기서, 권선 패턴(34)은, 예를 들면 주배선 패턴(32)이 배선되는 평면(Pa)에 대하여 일 변 상에서 직교하는 평면(Pc)에서 편평한 소용돌이 형상으로 형성된 것이다. 또, 권선 패턴(34)의 소용돌이 형상으로 이루어지는 권회형상은, 주배선 패턴(22)의 크기와 비교하여 충분히 작아지도록 형성되어 있다.

본 실시형태 3에 관한 코일 안테나(30)의 자기 인덕턴스는, 주배선 패턴(32)이 가지는 자기 인덕턴스와 권선 패턴(34)이 가지는 자기 인덕턴스의 총합이 된다. 이에 의하여, 동일형상의 주배선 패턴으로 구성되어 동등한 자기 인덕턴스를 가지는 일반적인 코일 안테나와 비교하면, 코일 안테나끼리가 근접 배치된 경우에 생기는 상호 인덕턴스의 값을 충분히 작게 할 수 있어, 상호작용의 영향이 격감하게 된다. 이것은 권선 패턴(34)이 가지는 자기 인덕턴스분, 주배선 패턴(32)이 가져야 할 자기 인덕턴스의 값을 작게 할 수 있고, 따라서, 주배선 패턴(32)을 쇄교하는 자속에 의한 상호 인덕턴스를 작게 할 수 있기 때문이다. 아울러, 권선 패턴(34)은 주배선 패턴(32)과는 직교하는 평면(Pc) 상에 형성되어 있고, 주배선 패턴(32)을 쇄교하는 자속은 권선 패턴(34)을 쇄교하지 않기 때문에, 발생하는 상호 인덕턴스를 작게 할 수 있다.

이에 의하여, 자기 인덕턴스가 동등한 일반적인 코일 안테나에 비하여 상호 인덕턴스가 작은 코일 안테나(30)를 제공할 수 있다. 이와 같은 코일 안테나(30)에 의하면, 서로 접근 배치되어도, 서로에게 미치는 영향이 작아, 복수의 코일 안테나끼리를 근접하여 배치하였을 때에 생기는 통신 특성의 큰 변동을 회피할 수 있다. 즉, 공진 주파수를 결정하는 자기 인덕턴스를 확보하면서, 상호 인덕턴스를 작게 함으로써, 간섭물이 있어도 환경의 변동에 강한 안정된 통신을 가능하게 할 수 있다. 또, 권선 패턴(34)은, 주배선 패턴(32)을 따라 분산시켜 편평하게 형성되어 있고, 두께가 칩 코일과 같이 국소적으로 두꺼워지는 일도 없다.

또한, 본 실시형태 3에서도, 코일 안테나(30)가 가지는 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스는 상대적인 것으로, 상호 인덕턴스가 동등한 일반적인 코일 안테나에 비하면, 자기 인덕턴스의 값이 큰 코일 안테나를 제공할 수 있다.

(실시형태 4)

도 6은, 본 실시형태 4에 관한 코일 안테나(40)의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태 4에 관한 코일 안테나(40)는, 주배선 패턴(42)과 권선 패턴(44)을 동일한 도선(46)에 의해 형성하여 이루어진다. 주배선 패턴(42)은, 원하는 크기로 직사각형 루프형상으로 배선되어, 예를 들면 공진 회로를 형성하는 콘덴서(도시 생략)에 전기적으로 접속되는 접속부(48)를 양쪽 끝에 가진다. 권선 패턴(44)은, 주배선 패턴(42)의 예를 들면 일 변을 따라 분산되도록 권선형상을 이 주배선 패턴(42)과 동일 평면 상으로 전개시켜 형성한 지그재그 형상으로 이루어진다. 여기서, 권선 패턴(44)의 지그재그 형상으로 이루어지는 평면적인 권회형상은, 주배선 패턴(42)의 크기와 비교하여 충분히 작아지도록 짧은 피치로 형성되어 있다.

본 실시형태 4에 관한 코일 안테나(40)의 자기 인덕턴스는, 주배선 패턴(42)이 가지는 자기 인덕턴스와 권선 패턴(44)이 가지는 자기 인덕턴스의 총합이 된다. 이에 따라, 동일형상의 주배선 패턴으로 구성되어 동등한 자기 인덕턴스를 가지는 일반적인 코일 안테나와 비교하면, 코일 안테나끼리가 근접 배치된 경우에 생기는 상호 인덕턴스의 값을 충분히 작게 할 수 있어, 상호작용의 영향이 격감하게 된다. 이것은, 권선 패턴(44)이 가지는 자기 인덕턴스분, 주배선 패턴(42)이 가져야 할 자기 인덕턴스의 값을 작게 할 수 있고, 따라서, 주배선 패턴(42)을 쇄교하는 자속에 의한 상호 인덕턴스를 작게 할 수 있기 때문이다. 아울러, 권선 패턴(44)은 주배선 패턴(42)을 따라 짧은 피치로 지그재그 형상으로 형성되어 있고, 권선 패턴(44)의 근방에서는 자속이 강하나 떨어지면 서로 상쇄되어 약해지기 때문에, 권선 패턴(44)부분에서 발생하는 상호 인덕턴스는 작게 할 수 있다.

이에 의하여, 자기 인덕턴스가 동등한 일반적인 코일 안테나에 비하여 상호 인덕턴스가 작은 코일 안테나(40)를 제공할 수 있다. 이와 같은 코일 안테나(40)에 의하면, 서로 접근 배치되어도, 서로에게 미치는 영향이 작아, 복수의 코일 안테나끼리를 근접하여 배치하였을 때에 생기는 통신 특성의 큰 변동을 회피할 수 있다. 즉, 공진 주파수를 결정하는 자기 인덕턴스를 확보하면서, 상호 인덕턴스를 작게 함으로써, 간섭물이 있어도 환경의 변동에 강한 안정된 통신을 가능하게 할 수 있다. 또, 권선 패턴(44)은, 주배선 패턴(42)을 따라 동일 평면 상에서 평면적으로 형성되어 있고, 두께가 국소적으로 두꺼워지는 일도 없다.

또한, 본 실시형태 4에서도, 코일 안테나(40)가 가지는 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스는 상대적인 것으로, 상호 인덕턴스가 동등한 일반적인 코일 안테나에 비하면, 자기 인덕턴스의 값이 큰 코일 안테나를 제공할 수 있다. 예를 들면, 30 mm 각의 주배선 패턴(42)의 일 변에 폭 6 mm의 지그재그 형상의 권선 패턴(44)을 형성한 경우, 30 mm 각의 주배선 패턴만으로 이루어지는 코일 안테나의 경우에 비하여, 자기 인덕턴스를 80% 정도 향상시킬 수 있었던 것이다. 이것은, 직사각형상의 코일면적을 배 이상으로 한 경우의 자기 인덕턴스에 상당한다. 또, 권선 패턴(44)의 폭, 길이, 피치 등을 적절하게 변경함으로써, 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스의 비율을 바꿀 수 있다.

(실시형태 5)

도 7은, 본 실시형태 5에 관한 코일 안테나(50)의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태 5에 관한 코일 안테나(50)는, 예를 들면 코일 안테나(10)의 구성에 더하여, 각 권선 패턴(14)이 형성된 영역 근방의 양면(한쪽 면이어도 된다)에 겹치도록 설치되는 차폐물(52)을 구비한다. 여기서, 차폐물(52)은, 얇은 자성체로 이루어진다.

권선 패턴(14)부분의 주위에, 자속을 만들기 쉬워지는 자성체로 이루어지는 차폐물(52)을 설치하여 차폐함으로써, 권선 패턴(14)부분의 자기 인덕턴스가 증가하는 것에 대하여 상호 인덕턴스는 그다지 변하지 않기 때문에, 실시형태 1의 효과에 더하여, 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스의 비율을 더 한층 크게 할 수 있다. 또, 권선 패턴(14)의 근방 영역의 전류밀도가 높은 부분만을 차폐물(52)로 효율적으로 차폐하고 있는 것으로, 안테나 기능을 하는 주배선 패턴(12)의 패턴형상 내는 거의 개방된 채로 자속이 빠져 나가기 때문에, 원래의 통신기능을 크게 손상하는 일도 없다.

또한, 본 실시형태 5는, 코일 안테나(10)에 대한 적용뿐만 아니라, 코일 안테나(10A, 10B, 20, 30, 40) 등에 대해서도 마찬가지로 적용 가능하다. 도 8은, 코일 안테나(10A)에 적용한 코일 안테나(50A)의 예를 나타내는 도면이고, 도 9는, 코일 안테나(10B)에 적용한 코일 안테나(50B)의 예를 나타내는 도면이며, 도 10은, 코일 안테나(20)에 적용한 코일 안테나(50C)의 예를 나타내는 도면이고, 도 11은, 코일 안테나(30)에 적용한 코일 안테나(50D)의 예를 나타내는 도면이며, 도 12는, 코일 안테나(40)에 적용한 코일 안테나(50E)의 예를 나타내는 도면이다.

(실시형태 6)

도 13은, 본 실시형태 6에 관한 코일 안테나(60)의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태 6에 관한 코일 안테나(60)는, 예를 들면 코일 안테나(10)의 구성에 더하여, 각 권선 패턴(14)이 형성된 영역 근방의 양면(한쪽 면이어도 된다)에 겹치도록 설치되는 차폐물(62)을 구비한다. 여기서, 차폐물(62)은, 얇은 금속 등의 전기전도체로 이루어진다.

권선 패턴(14)부분의 주위에, 금속 등의 전기전도체로 이루어지는 차폐물(62)을 설치하여 차폐함으로써, 권선 패턴(14)부분의 자기 인덕턴스가 작아지는 것에 대하여 상호 인덕턴스는 더욱 작아지기 때문에, 상대적으로 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스의 비율을 크게 할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 실시형태 1의 효과에 더하여, 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스의 비율을 더 한층 크게 할 수 있다. 또, 권선 패턴(14)의 근방 영역의 전류밀도가 높은 부분만을 차폐물(62)로 효율적으로 차폐하고 있는 것으로, 안테나 기능을 하는 주배선 패턴(12)의 패턴형상 내는 거의 열린 채로 자속이 빠져 나가기 때문에, 원래의 통신 기능을 크게 손상하는 일도 없다.

또한, 본 실시형태 6은, 코일 안테나(10)에 대한 적용뿐만 아니라, 코일 안테나(10A, 10B, 20, 30, 40) 등에 대해서도 마찬가지로 적용 가능하다. 도 14는, 코일 안테나(10A)에 적용한 코일 안테나(60A)의 예를 나타내는 도면이고, 도 15는, 코일 안테나(10B)에 적용한 코일 안테나(60B)의 예를 나타내는 도면이며, 도 16은, 코일 안테나(20)에 적용한 코일 안테나(60C)의 예를 나타내는 도면이고, 도 17은, 코일 안테나(30)에 적용한 코일 안테나(60D)의 예를 나타내는 도면이며, 도 18은, 코일 안테나(40)에 적용한 코일 안테나(60E)의 예를 나타내는 도면이다.

(실시형태 7)

도 19는, 본 실시형태 7에 관한 코일 안테나(70)의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다. 도 19에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태 7에 관한 코일 안테나(70)는, 주배선 패턴(72)과 하나의 권선 패턴(74)을 동일한 도선(76)에 의해 형성하여 이루어진다. 주배선 패턴(72)은, 원하는 크기로 직사각형 루프형상으로 배선되어, 예를 들면 공진 회로를 형성하는 콘덴서(도시 생략)에 전기적으로 접속되는 접속부(78)를 양쪽 끝에 가진다. 권선 패턴(74)은, 예를 들면 주배선 패턴(72)이 배선되는 동일 평면 상에서, 주배선 패턴(72)의 일부에서 소용돌이 형상으로 형성된 것이다. 여기서, 권선 패턴(74)의 소용돌이 형상으로 이루어지는 권회 형상은, 주배선 패턴(72)의 크기와 비교하여 충분히 작아지도록 형성되어 있다. 또, 본 실시형태 7의 코일 안테나(70)는, 권선 패턴(74)이 형성된 영역 근방의 양면(한쪽 면이어도 된다)에 겹치도록 설치되는 차폐물(71)을 구비한다. 여기서, 차폐물(71)은, 얇은 자성체로 이루어진다.

본 실시형태 7에 의하면, 권선 패턴(74)부분의 주위에, 자속을 만들기 쉬워지는 자성체로 이루어지는 차폐물(71)을 설치하여 차폐함으로써, 권선 패턴(14)부분의 자기 인덕턴스가 증가하는 데 대하여 상호 인덕턴스는 그다지 변하지 않기 때문에, 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스의 비율을 크게 할 수 있다. 또, 권선 패턴(74)의 근방 영역의 전류밀도가 높은 부분만을 차폐물(71)로 효율적으로 차폐하고 있는 것으로, 안테나 기능을 하는 주배선 패턴(72)의 패턴형상 내는 거의 열린 채로 자속이 빠져 나가기 때문에, 원래의 통신 기능을 크게 손상하는 일도 없다.

이에 의하여, 자기 인덕턴스가 동등한 일반적인 코일 안테나에 비하여 상호 인덕턴스가 작은 코일 안테나(70)를 제공할 수 있다. 이와 같은 코일 안테나(70)에 의하면, 서로 접근 배치되어도, 서로에게 미치는 영향이 작아, 복수의 코일 안테나끼리를 근접하여 배치하였을 때에 생기는 통신 특성의 큰 변동을 회피할 수 있다. 즉, 공진 주파수를 결정하는 자기 인덕턴스를 확보하면서, 상호 인덕턴스를 작게 함으로써, 간섭물이 있어도 환경의 변동에 강한 안정된 통신을 가능하게 할 수 있다. 또, 권선 패턴(74)은, 도선(76)에 의한 권선상태로 형성되어 있어, 두께가 칩 코일과 같이 국소적으로 두꺼워지는 일도 없다.

(실시형태 8)

도 20은, 본 실시형태 8에 관한 코일 안테나(80)의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다. 도 20에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태 8에 관한 코일 안테나(80)는, 주배선 패턴(82)과 하나의 권선 패턴(84)을 동일한 도선(86)에 의해 형성하여 이루어진다. 주배선 패턴(82)은, 원하는 크기로 직사각형 루프형상으로 배선되어, 예를 들면 공진 회로를 형성하는 콘덴서(도시 생략)에 전기적으로 접속되는 접속부(88)를 양쪽 끝에 가진다. 권선 패턴(84)은, 예를 들면 주배선 패턴(82)이 배선되는 동일 평면 상에서, 주배선 패턴(82)의 일부에서 소용돌이 형상으로 형성된 것이다. 여기서, 권선 패턴(84)의 소용돌이 형상으로 이루어지는 권회 형상은, 주배선 패턴(82)의 크기와 비교하여 충분히 작아지도록 형성되어 있다. 또, 본 실시형태 8의 코일 안테나(80)는, 권선 패턴(84)이 형성된 영역 근방의 양면(한쪽 면이어도 된다)에 겹치도록 설치되는 차폐물(81)을 구비한다. 여기서, 차폐물(81)은, 얇은 금속 등의 전기 도전체로 이루어진다.

본 실시형태 8에 의하면, 권선 패턴(84)부분의 주위에, 금속 등의 전기 전도체로 이루어지는 차폐물(81)을 설치하여 차폐함으로써, 권선 패턴(84)부분의 자기 인덕턴스가 작아지는 것에 대하여 상호 인덕턴스는 더욱 작아지기 때문에, 상대적으로 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스의 비율을 크게 할 수 있다. 또, 권선 패턴(84)의 근방 영역의 전류밀도가 높은 부분만을 차폐물(81)로 효율적으로 차폐하고 있는 것으로, 안테나 기능을 하는 주배선 패턴(82)의 패턴형상 내는 거의 개방되어 있는 채로 자속이 빠져 나가기 때문에, 원래의 통신 기능을 크게 손상하는 일도 없다.

이에 의하여, 자기 인덕턴스가 동등한 일반적인 코일 안테나에 비하여 상호 인덕턴스가 작은 코일 안테나(80)를 제공할 수 있다. 이와 같은 코일 안테나(80)에 의하면, 서로 접근 배치되어도, 서로에게 미치는 영향이 작아, 복수의 코일 안테나끼리를 근접하여 배치하였을 때에 생기는 통신 특성의 큰 변동을 회피할 수 있다. 즉, 공진 주파수를 결정하는 자기 인덕턴스를 확보하면서, 상호 인덕턴스를, 작게 함으로써, 간섭물이 있어도 환경의 변동에 강한 안정된 통신을 가능하게 할 수 있다. 또, 권선 패턴(84)은, 도선(86)에 의한 권선형태로 형성되어 있고, 두께가 칩 코일과 같이 국소적으로 두꺼워지는 일도 없다.

(실시형태 9)

도 21은, 본 실시형태 9에 관한 비접촉 정보매체(90)의 개요 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 21에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태 9에 관한 비접촉 정보매체(90)는, 예를 들면 상기한 실시형태 1의 코일 안테나(10)와, 콘덴서(91)와, 칩 구성의 IC 회로(92)를 구비한다. 코일 안테나(10)와 콘덴서(91)는, 접속부(18)에서 전기적으로 접속된다.

여기서, 비접촉 정보매체(90)는, 예를 들면 카드타입의 것으로, 코일 안테나(10)는, IC 회로(92)의 바깥쪽에서 그 주위에 설치되어 있다. 또, 콘덴서(91)는, 소정의 용량을 가지고 에너지 축적 기능을 구비함과 함께, 코일 안테나(10)와 협동하여 공진 회로를 형성한다. 이 공진 회로의 공진 주파수는, 리더/라이터가 송신하는 전파의 주파수에 맞추어 조정(튜닝)되어 있다. 이에 의하여, 소정 주파수의 전파를 발하는 리더/라이터에 비접촉 정보매체(90)가 근접한 경우, 공진 회로는 공진하고, 이 공진 회로에는 유도전류가 발생한다. 공진 회로는, 이 유도전류를 IC 회로(92)에 공급한다.

또, 코일 안테나(10)는, 리더/라이터로부터의 송신 전파를 수신하여 IC 회로(92)에 출력하는 함께, IC 회로(92)로부터 출력되는 신호를 리더/라이터에 송신하는 안테나부를 형성한다.

IC 회로(92)는, 제어부(93)와 송수신부(94)와 기억부(95)를 구비하고, 비접촉 정보매체(90)가 송수신하는 정보를 제어한다. 제어부(93)는, 송수신부(94) 및 기억부(95)의 처리동작을 제어한다. 송수신부(94)는, 코일 안테나(10)가 수신한 리더/라이터로부터의 송신 전파를 처리하고, 리더/라이터로부터 요구된 정보를 기억부(95)로부터 추출하고, 추출한 정보에 따른 신호를 코일 안테나(10)에 송신한다. 기억부(95)는, 비접촉 정보매체(90)를 각각 식별하는 식별정보를 포함하는 각종 정보를 기억한다. 또, IC 회로(92)는, 코일 안테나(10)와 콘덴서(91)로 이루어지는 공진 회로로부터 유도전류를 공급받고, 이 유도전류에 대응하는 전압값이 IC 회로(92)의 동작 가능 전압값이 된 경우에 동작을 개시한다.

다음에, 도 22를 참조하여, 본 실시형태 7의 비접촉 정보매체(90)를 사용한 통신시스템에 대하여 설명한다. 도 22에 나타내는 바와 같이, 비접촉 정보매체(90)에 대하여 정보의 송수신을 행하는 리더/라이터(100)는, 리더/라이터(100)의 처리동작을 지시하는 지시정보를 입력하는 입력부(101)와, 송수신하는 정보를 처리하는 처리부(102)와, 송수신한 정보를 출력하는 출력부(103), 소정의 주파수의 전파를 거쳐 전력의 공급과 정보의 송수신을 행하는 안테나(104)를 가진다. 이와 같은 리더/라이터(100)와 비접촉 정보매체(90)를 사용하는 통신시스템은, 양쪽이 안티콜리전 기능을 구비하고 있으면, 복수의 비접촉 정보매체로부터 일괄하여 정보를 수신하는 것이 가능하다.

비접촉 정보매체(90)는, 코일 안테나(10)와 콘덴서(91)로 형성되는 공진 회로의 공진 주파수가, 리더/라이터(100)로부터 발생되는 전파의 주파수에 맞추어 조정(튜닝)되어 있다. 이 때문에, 도 22에 나타내는 바와 같이, 단체의 비접촉 정보매체(90)는, 안테나(104)로부터 송신된 전파를 받음으로써, 공진 회로에 유도전류가 흐른다. 이 결과, 비접촉 정보매체(90)는, IC 회로(92)가 기동하고, 리더/라이터로부터 송신된 응답 요구정보(Da)에 따라, 응답정보(Db)를 송신한다. 따라서, 비접촉 정보매체(90)가 단체로 배치된 경우, 비접촉 정보매체(90)와 리더/라이터(100) 사이에서의 무선통신은 정확하게 행하여진다.

한편, 복수의 비접촉 정보매체(90)가 겹치도록 근접 배치되는 경우를 생각한다. 코일 안테나를 가지는 복수의 비접촉 정보매체가 근접 배치된 경우에, 리더/라이터의 사이뿐만 아니라, 비접촉 정보매체끼리의 코일 안테나 사이에 생기는 상호 간섭이 크면, 그 영향을 받아, 공진 회로의 공진 주파수가 변동함으로써, 통신상태의 불안정화나 통신 불능이 발생한다.

여기서, 본 실시형태 9에 관한 비접촉 정보매체(90)는, 공진 회로를 형성하는 코일성분으로서, 실시형태 1에서 설명한 바와 같은 코일 안테나(10)를 사용하고 있기 때문에, 비접촉 정보매체끼리의 상호작용을 작게 할 수 있다. 따라서, 비접촉 정보매체(90)끼리가 복수 겹친 경우에도, 종래와 비교하여, 코일 안테나(10) 사이의 상호 간섭을 낮게 억제할 수 있고, 각 비접촉 정보매체(90)에서의 공진 회로에서의 공진 주파수의 변동을 억제할 수 있다. 이 때문에, 각 비접촉 정보매체(90)는, 리더/라이터(100)의 사이에서 정확한 통신을 행할 수 있다. 예를 들면, 도 23에 나타내는 비접촉 정보매체군(90A)과 같이, 복수의 비접촉 정보매체(90)가 간극없이 겹쳐서 배치된 경우에도, 각 비접촉 정보매체(90)는, 리더/라이터(100)로부터의 응답 요구정보(Da)에 따른 응답정보(Db)를 각각 송신하고, 리더/라이터(100)와의 사이에서 정확한 무선 통신을 행할 수 있다.

따라서, 본 실시형태 9에 의하면, 리더/라이터(100)의 근방에 동시에 배치 가능한 비접촉 정보매체(90)의 수량을 각별하게 증가시킬 수 있다. 본 발명자들의 실험에 의하면, 50매 정도 겹쳐서 배치된 경우에도, 개별로 통신 가능한 것을 확인할 수 있었던 것이다. 또, 상호 인덕턴스를 상대적으로 작게 하기 위하여, 국소적으로 두꺼워지는 칩 코일과 같은 부품을 사용하고 있지 않아, 코일 안테나(10) 자신의 박형화가 가능해진다. 예를 들면 카드형의 비접촉 정보매체(90)의 베이스가 되는 인레이에서는, 그 두께가 칩 코일을 사용한 종래의 0.5 mm 정도에서 0.25 mm 정도로까지 박형화할 수 있는 것이다[칩 구성의 IC 회로(92)의 두께는, 현재 상태에서는 0.15 mm 정도]. 이와 같은 인레이의 박형화에 의하여, 상품화되는 비접촉 정보매체(90)를 라벨 및 플렉시블 카드화하는 것이 가능해진다. 또, 예를 들면 세라믹스 등으로 이루어져 깨지기 쉽고 고비용의 칩 코일을 사용하지 않고, 코일 안테나(10)를 모두 1개의 도선(16)으로 형성하고 있기 때문에, 저비용으로 하여 깨지기 어렵고, 안정되게 동작시킬 수 있어, 품질 안정화를 도모하는 데에서도 효과적이 된다.

또한, 본 실시형태 9에서는, 코일 안테나(10)를 사용한 비접촉 정보매체(90)의 예로 설명하였으나, 코일 안테나(10)에 한정하지 않고, 상기한 코일 안테나(10A, 10B, 20, 30, 40, 50, 50A∼50E, 60, 60A∼60E, 70, 80)의 어느 것을 사용하여 구성하여도 된다. 본 발명자들의 실험에 의하면, 코일 안테나(10A∼30)를 적용한 비접촉 정보매체의 경우도, 판독 가능한 비접촉 정보매체의 적층 매수가 50매정도까지 각별히 향상하고, 비접촉 정보매체의 두께(인레이 상태)도 0.25 mm 정도까지 박형화하는 것을 확인할 수 있었던 것이다. 또, 차폐물(52)을 구비하는 코일 안테나(50)를 적용한 비접촉 정보매체의 경우도, 판독 가능한 비접촉 정보매체의 적층매수가 50매정도까지로 각별히 향상하고, 비접촉 정보매체(인레이 상태)의 두께도, 차폐물만큼, 약간 두꺼워지나 0.30 mm 정도까지 박형화하는 것을 확인할 수 있었던 것이다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 코일 안테나 및 비접촉 정보매체는, 전자유도를 이용하여 정보의 수수를 행하기 위하여 유용하며, 특히, 리더/라이터와의 무선통신에 적합하다.

10, 10A, 10B : 코일 안테나 12 : 주배선 패턴
14 : 권선 패턴 16 : 도선
20 : 코일 안테나 22 : 주배선 패턴
24 : 권선 패턴 26 : 도선
30 : 코일 안테나 32 : 주배선 패턴
34 : 권선 패턴 36 : 도선
40 : 코일 안테나 42 : 주배선 패턴
44 : 권선 패턴 46 : 도선
50, 50A∼50E : 코일 안테나 52 : 차폐물
60, 60A∼60E : 코일 안테나 62 : 차폐물
70 : 코일 안테나 71 : 차폐물
72 : 주배선 패턴 74 : 권선 패턴
76 : 도선 80 : 코일 안테나
81 : 차폐물 82 : 주배선 패턴
84 : 권선 패턴 86 : 도선
90 : 비접촉 정보매체 91 : 콘덴서
92 : IC 회로

Claims

루프 형상으로 배선되는 도선으로 이루어지고, 전기적으로 접속되는 콘덴서와 공진 회로를 형성하는 코일 안테나에 있어서,
상기 루프 형상을 하는 주배선 패턴의 일부 또는 전체에 걸쳐 분산되고, 상기 주배선 패턴과 비교하여 권회 형상이 충분히 작아지도록 상기 도선에 의해 형성된 권선 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 코일 안테나.
제 1항에 있어서,
상기 권선 패턴의 권회 형상은, 소용돌이 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일 안테나.
제 2항에 있어서,
상기 권선 패턴은, 상기 주배선 패턴과 동일 평면 상에서, 당해 주배선 패턴의 복수 부분으로 분산시켜 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 코일 안테나.
제 3항에 있어서,
상기 권선 패턴은, 상기 주배선 패턴을 따라 연속적으로 형성되고, 인접하는 당해 권선 패턴 사이에서 소용돌이 형상의 감김 방향이 반대인 것을 특징으로 하는 코일 안테나.
제 2항에 있어서,
상기 권선 패턴은, 상기 주배선 패턴이 형성되는 평면과 직교하는 평면 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 코일 안테나.
제 5항에 있어서,
상기 권선 패턴은, 상기 주배선 패턴의 일부를 가로 질러 분산되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 코일 안테나.
제 5항에 있어서,
상기 권선 패턴은, 상기 주배선 패턴의 적어도 일부를 따라 분산되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 코일 안테나.
제 1항에 있어서,
상기 권선 패턴의 권회 형상은, 상기 주배선 패턴의 적어도 일부를 따라 분산되도록 권선 형상을 당해 주배선 패턴과 동일 평면 상에 전개시켜 형성한 지그재그 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일 안테나.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 권선 패턴이 형성된 영역 근방의 한쪽 면 또는 양면에 겹치도록 설치되는 차폐물을 구비하는 것을 특징으로 하는 코일 안테나.
제 9항에 있어서,
상기 차폐물은, 자성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일 안테나.
제 9항에 있어서,
상기 차폐물은, 전기 도전체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일 안테나.
루프 형상으로 배선되는 도선으로 이루어지고, 전기적으로 접속되는 콘덴서와 공진 회로를 형성하는 코일 안테나에 있어서,
상기 루프 형상을 하는 주배선 패턴의 일부에, 상기 주배선 패턴과 비교하여 권회 형상이 충분히 작아지도록 상기 도선에 의해 형성된 권선 패턴을 가지고,
상기 권선 패턴이 형성된 영역 근방의 한쪽 면 또는 양면에 겹치도록 배치되는 차폐물을 구비하는 것을 특징으로 하는 코일 안테나.
제 12항에 있어서,
상기 차폐물은, 자성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일 안테나.
제 12항에 있어서,
상기 차폐물은, 전기 도전체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일 안테나.
제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 기재된 코일 안테나와,
당해 코일 안테나에 전기적으로 접속되어 공진 회로를 형성하는 콘덴서와,
상기 공진 회로에 접속되어 리더/라이터와의 사이에서 송수신하는 정보를 제어하는 IC 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 비접촉 정보매체.