WO2004109852A1

WO2004109852A1 - アンテナモジュール及びこれを備えた携帯型通信端末

Info

Publication number: WO2004109852A1
Application number: PCT/JP2004/008172
Authority: WO
Inventors: Isao Takahashi; Hiraku Akiho
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2004-12-16
Also published as: CN1816945A; EP1633017A1; US7712672B2; JP2004364199A; TWI248699B; KR20060008332A; AU2004246180A1; US20070095913A1; WO2004109852B1; TW200516802A

Description

アンテナモジュール及びこれを備えた携帯型通信端末技術分野

本発明は、 R F I D (無線周明波数識別： Radio Frequency

Identification) システムに用いら田れるアンテナモジュール及ぴこれを備えた携帯型通信端末に関する。背景技術

従来より、非接触 I Cカードシステムに代表される R F I D技術においては、 I Cカード等の識別用 I Cタグにアンテナコイルを内蔵させ、リーダーライタの送受信アンテナから発信される電波との誘導結合によりデータ通信を行うようにしている。

現在、 I Cタグとリーダーライタとでデータ通信を行う形態の一例として、 I Cカードで電車運賃の支払いを行う利用形態がある。この例において、 I Cカードの利用状況を確認するためには、駅構内にある券売機や、 I Cカードの情報を読み込むことができる特別なビューァが必要になる。 I Cカードに課金するためにも、駅構内にある券売機か、リーダーライタを備えたパーソナルコンピュータ等により、ネット上から I Cカードに課金（サイパー課金）する必要がある。

さて、 I Cタグとリーダーライタとでデータ通信を行う形態は今後、多様化が進むことが予想されている。例えば、更に利便性を高めるため、携帯電話や P D A (Personal Digital Assistant) 等の携帯型通信端末にタグ機能とリーダーライタ機能とを持たせることが考えられる。携帯電話にタグ機能を持たせることにより、例えば、携帯電話を改札にかざすことで電車運賃の支払いを行うことができるようになる。また、携帯電話の通信機能を利用してサイパー課金が可能になる。加えて、携帯電話の表示機能を利用して端末内のタグの残高確認が可能になる。また、携帯電話にリーダーライタ機能を持たせるようにすれば、当該携帯電話が駅構内の券売機の代替機能を有するようになるので、例えば、他の I Cタグ（ I Cカード）の残高などの情報を確認することができるようになり、更にサイパー課金も可能になる。

上述したように、携帯電話等にタグ機能とリーダーライタ機能とを持たせることになると、端末本体に、タグ機能及びリーダーライタ機能それぞれに適合した専用のアンテナモジュールを個々に搭載する必要が生じる。つまり、タグとして用いる場合は外部リーダーライタとの通信に利用されるアンテナモジュールが必要であり、リーダーライタとして用いる場合は外部 I Cタグ（ I Cカード）との通信に利用されるアンテナモジュールが必要である。

すなわち、近年における 1 3 . 5 6 M H zの周波数により動作する R F I Dシステムにおいては、確実な動作環境が求められており、例えば通信特性においてもできるだけ長い通信距離や、リーダーライタと I C タグとが相対する場合の平面状の広い通信ェリアが求められている。一般的に、 I Cタグとして重要な性能は通信距離であり、リーダーライタとして重要な性能は通信距離より通信範囲とされている。タグ機能に要求されるアンテナモジュールの通信特性と、リーダーライタ機能に要求されるアンテナモジュールの通信特性は相異なるものであり、各々異なるアンテナ形状を必要とするので、 1個のアンテナコイルで両機能を満足させることは殆ど不可能である。

なお、特許文献 1 (特開平 8 - 1 9 4 7 8 5号公報）には、 I Cカードとリーダーライタとの間の通信距離を長くするためのリーダーライタのアンテナコイルの改良に関する技術が開示されている。また、特許文献 2 (特開平 1 1一 6 6 2 6 0号公報）には情報伝送効率の向上を図つたアンテナコイルをもつ I Cカードの構成が記載され、特許文献 3 (特開 2 0 0 2— 1 5 2 8 8号公報）には異なる複数の応答器（ I Cタグ）と多重交信を行い得るリーダーライタの構成が記載されている。更に、特許文献 4 (特開 2 0 0 2 _ 3 2 5 0 1 3号公報）には取付対象物との相互干渉による通信特性の劣化を回避するためのアンテナモジュールの構成が開示されている。

一方、携帯型通信端末に代表される電子機器の分野においては軽薄短小化の要求が非常に高く、電子部品の小型化、高密度実装化、高集積化等でこれに対応している。したがって、新規機能の追加のための新たなモジュールの付加を受け入れるだけの空間的自由度は殆ど残っておらず. 上記 2種類のアンテナモジュール及ぴその信号処理用回路（R F I D回路）部品等を組み込むことは、端末本体の大型化を余儀なくすることになる。

また、アンテナモジュールの小型化によって端末本体の大型化を抑制することも考えられるが、この場合、通信特性の劣化は避けられなくなる。求められる通信特性（通信距離、通信エリア等）を満足するためには、アンテナに一定以上の面積を確保することが必要だからである。

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、省スペース化を実現できると同時に、タグとしての長い通信距離とリーダーライタとしての広い通信ェリアという二つの性能を兼ね備えたアンテナモジュール及びこれを備えた携帯型通信端末を提供することを課題とする。発明の開示以上の課題を解決するに当たり、本発明のアンテナモジュールは、同一基板上に、リーダーライタとの通信用の第 1アンテナコイルと、 I C タグとの通信用の第 2アンテナコイルとを備えていることにより、タグ機能に要求される長い通信距離とリーダーライタ機能に要求される広い通信ェリアとを兼ね備えた省スペースのアンテナモジュールを構成することができる。

アンテナモジュールの更なる省スペース化を図る上では、第 1アンテナコイルと第 2アンテナコイルとをそれぞれ基板の面内で渦巻き状に卷回された空芯コイル（ループコイル）で構成すると共に、一方のアンテナコイルを他方のアンテナコイルの内周側に配置する構成が有利であるこれにより、例えば長い通信距離が必要とされるリーダーライタとの通信用の第 1アンテナコイルの形成領域と同等の大きさに当該アンテナモジュールを構成することができる。

また、本発明の他のアンテナモジュールは、同一基板上に、リーダーライタとの通信用の第 1アンテナコイルと、 I Cタグとの通信用の第 2 アンテナコイルと、これら第 1，第 2アンテナコイルを介して通信される情報を記憶した I C記憶媒体を含む信号処理回路とを備えたことを特徴とする。この構成により、アンテナモジュールの更なる省スペース化を実現できる。

アンテナモジュールの更なる省スペース化を図る上では、第 1アンテナコイルと第 2アンテナコイルとをそれぞれ基板の面内で渦巻き状に卷回された空芯コイルで構成すると共に、一方のアンテナコイルを他方のァンテナコイルの内周側に配置し、上記信号処理回路を前記他方のアンテナコイルの内周側に配置する構成が有利である。

更に、本発明の携帯型通信端末は、通信ネットワークを介しての情報通信機能を備えた携帯型通信端末であって、同一基板上に、リーダーライタとの通信用の第 1アンテナコイル及ぴ I Cタグとの通信用の第 2了ンテナコイルが配置されたアンテナモジュールと、第 1，第 2アンテナコイルを介して通信される情報を記憶した I C記憶媒体とを備えたことを特徴とする。

この構成により、タグ機能とリーダーライタ機能とを兼ね備えた携帯型通信端末を構成することが可能となるので、例えば、当該端末のタグ機能を利用して電車運賃の支払いを行ったり、当該端末のリーダーライタ機能を利用して I Cタグの残高などの情報を確認する等の利用が可能となる。

また、 1つのアンテナモジュールでリーダーライタとの通信用の.第 1 アンテナコイルと I Cタグとの通信用の第 2アンテナコイルが構成されているので、省スペース化を実現でき、端末本体の大型化を防止することができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1の実施の形態による.アンテナモジュール 1の平面図である。

図 2は、図 1における [ 2 ] ― [ 2 ] 線方向断面図である。

図 3 A及ぴ図 3 Bは、アンテナモジュール 1の第 1アンテナコイル 1 1 と第 2アンテナコイル 1 2との配置態様を説明する要部拡大断面図である。

図 4 A及び図 4 Bは、アンテナモジュール 1の第 1アンテナコイル 1 1 と第 2アンテナコイル 1 2との配置態様を説明する要部拡大断面図である。

図 5 A乃至図 5 Cは、アンテナモジュール 1の第 1アンテナコイル 1 1 と第 2アンテナコイル 1 2との配置態様を説明する要部拡大断面図である。

図 6は、アンテナモジュール 1に磁性シート 1 8及び金属板 1 9を貼着してュニット化した状態を示す側断面図である。

図 7は、アンテナモジュール 1を内装した携帯型通信端末 2 0の構成及びその一作用を説明する模式図である。

図 8は、アンテナモジュール 1を内装した携帯型通信端末 20の構成及びその一作用を説明する模式図である。

図 9は、アンテナモジュール 1の第 2アンテナコイル 1 2Aの形状の変形例を示す平面図である。

図 1 0は、本発明の第 2の実施の形態によるアンテナモジュール 2の平面図である。

図 1 1は、図 1 0における [ 1 1 ] 一 [ 1 1 ] 線方向断面図である。図 1 2 A及ぴ図 1 2 Bは、アンテナモジュール 2への磁性シート 1 8 の貼着例を示す側断面図である。

図 1 3 A及ぴ図 1 3 Bは、アンテナモジュール 2への磁性シート 1 8 及び金属板 1 9の貼着例を示す側断面図である。

図 1 4は、図 1 3 Bの構成の変形例を説明する側断面図である。

図 1 5は、アンテナモジュール 2のベース基板 1 0の構成の変形例を説明する平面図である。

図 1 6は、図 1 3 Bの構成の他の変形例を説明する側断面図である。図 1 7は、図 1 3 Bの構成の更に他の変形例を説明する側断面図である。

図 1 8は、図 1 3 Bの構成の更に他の変形例を説明する側断面図である。発明を実施するための最良の形態以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して説明する。

(第 1の実施の形態）

図 1及び図 2は本発明の第 1の実施の形態によるアンテナモジュール 1の構成を示している。ここで、図 1はアンテナモジュール 1の平面図、図 2は図 1における [ 2 ] _ [ 2 ] 線方向断面図である。

本実施の形態のアンテナモジュール 1は、リーダーライタとの通信用の第 1アンテナコイル 1 1 と、 I Cタグとの通信用の第 2アンテナコィル 1 2 とが、共通のベース基板 1 0に配置形成されている。

なお、図中破線で示す第 2アンテナコイル 1 2は、後述するように、ベース基板 1 0の裏面側（紙面裏側）に配置形成されているものとする。ベース基板 1 0は絶縁性の材料で構成されている。ベース基板 1 0は.、ガラスエポキシ基板等のリジッド性（自己支持性）のある材料で構成されていてもよいし、ポリイミドゃ P E T、 P E N等のフレキシブル性のある材料で構成されていてもよい。

ベース基板 1 0は、第 1 アンテナコイル 1 1及び第 2アンテナコイル 1 2が形成される大面積のコイル形成部 1 0 a と、第 1，第 2アンテナコイル 1 1， 1 2の各端部と電気的に接続される外部端子接続部 1 5が形成される小面積の連結部 1 0 b とを有している。外部端子接続部 1 5 には図示しない I Cチップの端子や当該 I Cチップが実装されたプリント配線板上の端子に接続される。

なお、図 1において符号 1 6は、ベース基板 1 0の表裏を電気的に接続するためのスルーホールであり、これらを介して第 1，第 2アンテナコイル 1 1 , 1 2が外部端子接続部 1 5 の所定位置に接続されている。また、ベース基板 1 0の表裏面には、絶縁材料でなるオーバーコート材 1 4がそれぞれ設けられている。

第 1アンテナコイル 1 1及び第 2アンテナコイル 1 2は導電材料でなり、アルミニウムゃ錮等の金属薄膜、導電ペーストの印刷体で構成することができる。なお、各アンテナコイルの形成幅や形成長、膜厚あるいは塗膜厚は、求められる通信性能に応じて適宜設定することができる。第 1 , 第 2アンテナコイル 1 1， 1 2は、ベース基板 1 0の平面内で卷回された空芯コイル（ループコイル）で構成されている。第 1 アンテナコイル 1 1 と第 2アンテナコイル 1 2との配置関係は特に限定されないが、本実施の形態では、第 2アンテナコイル 1 2を第 1アンテナコィル 1 1の内周側に配置している。

この構成により、第 1アンテナコイル 1 1の形成領域を広く確保でき、一般的に通信距離が求められるタグ機能の向上を図ることが可能となる, また、アンテナモジュール 1の大きさを第 1アンテナコイル 1 1の形成面積と略同等に構成できるので、第 1，第 2アンテナコイル 1 1 , 1 2 を並置形成する場合に比べてアンテナモジュール 1の小型化を図ることができる。

なお、以上の構成例においては第 1アンテナコイル 1 1を第 2アンテナコイル 1 2の外周側に配置したが（図 3 A参照）、求められる通信性能が異なれば、第 2アンテナコイル 1 2を第 1アンテナコイル 1 1の外周側に配置することも可能である（図 4 B参照）。

第 1アンテナコイル 1 1及ぴ第 2アンテナコイル 1 2のアンテナ形状は、求められる通信特性に応じて各々適宜設定でき、図示する矩形状に限らず、円形状等の他の形状でもよい。また、図の例では各アンテナコィル 1 1， 1 2をそれぞれ 2ターンで構成しているが、ターン数も仕様に応じて各々適宜設定できる事項である。

なお、第 1アンテナコイル 1 1 と第 2アンテナコイル 1 2とは互いに磁気的な結合を生じさせない、すなわち各々の通信特性に障害を生じさせない程度の隙間を介して配置されているものとする。図 9に第 2アンテナコイル 1 2の形状の変形例を示す。図において破線で示す第 2アンテナコイル 1 2 Aは、ベース基板 1 0の裏面側（紙面裏側）に形成されているものとする。

図示する第 2アンテナコイル 1 2 Aは、その中心部を挟んで相対向する各卷線間の間隔及び線幅を一の方向において異ならせた非対称形状とされている。すなわち、この第 2アンテナコイル 1 2は、一の方向（図 9において横方向）において、その各卷線間の間隔及び線幅が狭くなる右側部 1 2 a と、その各卷線間の間隔及び線幅が広くなる左側部 1 2 b とを有している。

この場合、第 2アンテナコイル 1 2 Aによる磁場分布は、卷線間の間隔ゃ線幅が対称な第 1アンテナコイル 1 1による対称な磁場分布とは異なり、第 2ァンテナコイル 1 2 Aの各卷線間の間隔及ぴ線幅が広くなる左側部 1 2 bが強調された非対称なものとなる。

したがって、第 2アンテナコイル 1 2 Aを図示するような形状に構成することにより、 I Cタグ（ I Cカード）との通信エリアを広げることができると共に、通信可能な位置を一の方向においてシフトさせることが可能となる。また、第 2アンテナコイル 1 2 Aの大きさを I Cタグ側のアンテナコイルよりも小さくすることが可能となることから、第 1ァンテナコイル 1 1の内周側に設けても通信性能の劣化を生じさせることもない。

次に、第 1アンテナコイル 1 1は、アンテナモジュール 1の通信面 C S側（ベース基板 1 0の表面側）に配置され、第 2アンテナコイル 1 2 はアンテナモジュール 1の通信面 C Sとは反対側の面（ベース基板 1 0 の裏面）に配置されている（図 2，図 3 A ) 。この構成により、通信距離が求められるタグ機能の向上を図ることができる。

伹し、求められる通信性能が異なれば（例えば、リーダーライタ機能にも一定以上の通信距離を確保する必要がある場合など）、第 2アンテナコイル 1 2をアンテナモジュール 1の通信面 C S側に配置してもよい (図 3 B，図 4 A，図 4 B ) 。この場合、第 1アンテナコイル 1 1はァンテナモジュール 1の通信面 C Sとは反対側の面に配置する力（図 3 B ) 第 2アンテナコイル 1 2と共にアンテナモジュール 1の通信面 C S側に配置される（図 4 A，図 4 B ) 。

なお、図 4 A，図 4 Bに示すように、各アンテナコイル 1 1， 1 2の配置関係は上述したように任意であり、どちらを外周側あるいは内周側に配置するかは、求められる通信性能に応じて選定される。

また、ベース基板 1 0の各面にそれぞれ配置される第 1アンテナコィル 1 1及び第 2アンテナコイル 1 2は、磁気的結合を回避するために、互いに重なり合わないようにして配置されるように留意する必要がある, 一方、ベース基板 1 0上に形成される第 1 アンテナコイル 1 1及ぴ Z 又は第 2アンテナコイル 1 2は各々 1種類ずつに限られない。つまり、同じアンテナモジュール 1で、通信仕様の異なる複数種の I Cタグ又はリーダーライタとの通信が行えるように、第 1，第 2アンテナコイル 1 1 , 1 2を複数種配置形成することも可能である。

例えば図 5 Aは、ベース基板 1 0の表面側に第 1アンテナコイル 1 1 を外周部と内周部とに計 2種類配置し、その間に 1種類の第 2アンテナコイル 1 2を配置した例を示している。図 5 Bは、第 1アンテナコイル 1 1をベース基板 1 0の表面側に計 2種類配置し、 1種類の第 2アンテナコイル 1 2をベース基板 1 0の裏面側に配置した例を示している。また、図 5 Cは、ベース基板 1 0の表面側に第 2アンテナコイル 1 2を外周部と内周部とに計 2種類配置し、その間に 1種類の第 1アンテナコィル 1 1を配置した例を示している。

以上のように構成される本実施の形態のアンテナモジュール 1においては、共通のベース基板 1 0上にリーダーライタとの通信用の第 1アンテナコイル 1 1 と I Cタグとの通信用の第 2アンテナコイル 1 2 とを備えた構成としているので、タグ機能とリーダーライタ機能とを 1つのァンテナモジュール 1で構成することができるようになる。これにより、省スペース化にも十分に対応できると同時に、タグ機能及びリーダーライタ機能の双方に要求される通信性能を確保することができる。

続いて、図 7及び図 8は、当該アンテナモジュール 1を搭載した携帯型通信端末 2 0の断面模式図である。図では、アンテナモジュール 1が携帯型通信端末 2 0の端末本体 2 1の上部背面側に内装された例を示している。

端末本体 2 1には、通信ネットワークを介しての情報通信機能を備えた当該携帯型通信端末 2 0の諸機能を制御する C P Uその他の電子部品を搭載した電子回路基板 2 2やパッテリ 2 5が内蔵され、その表面の一部は液晶ディスプレイ等の表示部 2 3で構成されている。また、図示せずとも通信ネットワークを介しての情報の送受信に必要な送受信用アンテナを含む通信手段や、操作入力部、電話機能に必要なマイクロフォン及ぴスピー力等が備え付けられている。

ァンテナモジュール 1 と端末本体 2 1の取付部との間には、ァンテナモジュール 1側から磁性シート 1 8及び金属板 1 9が介装されている。本実施の形態では、図 6に示すように、アンテナモジュール 1の通信面 C Sとは反対側の主面に、非導電性の磁性シート 1 8及び金属板 1 9を貼着することによって、アンテナモジュール 1 と磁性シート 1 8 と金属板 1 9とをュニット化している。

磁性シート 1 8は、例えば合成樹脂材料中にセンダスト（F e—A l — S i系）粉を混合してシート状に加工したものが用いられるが、これ以外にも、磁性粉としてパーマロイ（F e— N i系）やアモルファス（F e _ S i— A l —B系）、フェライト（N i — Z nフェライト、 M n— Z nフェライトなど）、焼結フェライト等の軟磁性材料が適用可能であり、目的とする通信性能や用途に応じて使い分けられる。

磁性シート 1 8がアンテナモジュール 1 と金属板 1 9 との間に介装されることによって、アンテナモジュール 1 と金属板 1 9 との間の電磁干渉による通信性能の劣化を回避できると同時に、アンテナモジュール 1 と金属板 1 9 との間の隙間を少なく設定できるという利点がある。

一方、金属板 1 9は、シールド板としての機能を果たし、携帯型通信端末 2 0の通信動作とアンテナモジュール 1の通信動作を隔絶するために設けられる。これにより、例えばアンテナモジュール 1の通信動作時における携帯型通信端末 2 0に誤作動や機能上の不具合の発生を防止することができる。

なお、金属板 1 9の構成材料としては、導電性であれば特に制限されず、ステンレス板や銅板、アルミニウム板などが好適である。

磁性シート 1 8及ぴ金属板 1 9の厚さは、アンテナモジュール 1に貼着された際、全体の厚さが大きくなり過ぎない程度に仕上げられるのが好ましい。例えば、アンテナモジュール 1を 3 0 0 m厚とした場合、磁性シート 1 8を 5 0 0 m厚、金属板 1 9を 3 0 0 μ m厚程度とすれば、モジュール全体として 1 m m強の厚さに抑えられる。これにより、アンテナモジュー^^ 1の省スペース性を損なわずに、端末本体 2 1の内部の限られたスペースへ組み込むことができる。

アンテナモジュール 1は、その通信面 C Sを外方に向けて端末本体 2 1に内装される。このとき、アンテナモジュール 1の外部端子接続部 1 5は、例えば、当該アンテナモジュール 1のために用意された I Cチップ 2 4に接続される。

I Cチップ 2 4には、第 1アンテナコイル 1 1を介して外部リーダーライタ 5 と通信する際に読み出される I Dその他の各種情報が記憶されている。また、この I Cチップ 2 4には、第 2アンテナコイル 1 2を介して外部の I Cタグ（ I Cカード） 6 と通信する際に、当該外部の I C タグ 6に記憶された情報を読み出したり書き込むのに必要なアクセス手順（プログラム）や鍵情報等が必要に応じて格納されている。

以上のように構成される本実施の形態の携帯型通信端末 2 0においては、図 7に示すように、外部のリーダーライタ 5 と通信する際にはアンテナモジュール 1の第 1アンテナコイル 1 1を介して I Cチップ 2 4に格納された所定情報が送信される。これにより、この携帯型通信端末 2 0のタグ機能を利用して、例えば電車運賃の支払いを行うことが可能となる。

また、図 8に示すように、外部の I Cタグ（ I Cカード） 6 と通信する際にはアンテナモジュール 1の第 2アンテナコイル 1 2を介して I C タグ 6内の I Cチップ 6 Aに格納された所定情報が読み出される。これにより、この携帯型通信端末 2 0のリーダーライタ機能を利用して、例えば I Cタグ 6の残高などの情報を表示部 2 3を介して確認することができる。

なお、リーダーライタ機能を利用する際の電力源としては、携帯型通信端末 2 0のパッテリ 2 5を用いることができる。この場合、第 1 , 第 2アンテナコイルの設計の最適化により携帯型通信端末 2 0の低消費電力化に貢献できる。

更に、本実施の形態によれば、アンテナモジュールが 1つだけであるので、携帯型通信端末 2 0に求められる省スペース化に貢献できると共に、省スペースによって得られるスペースを不要輻射等の干渉防止対策に活かすことが可能となり、携帯型通信端末 2 0としての品質向上に貢献できる。 (第 2の実施の形態）

図 1 0及び図 1 1は本発明の第 2の実施の形態によるアンテナモジュール 2の構成を示している。なお、図において上述の第 1の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。

ここで、図 1 0はアンテナモジュール 2の平面図、図 1 1は図 1 0における [ 1 1 ] ― [ 1 1 ] 線方向断面図である。

本実施の形態のアンテナモジュール 2は、ベース基板 1 0上に、リーダーライタとの通信用の第 1アンテナコイル 1 1 と、 I Cタグとの通信用の第 2アンテナコイル 1 2 と、これら第 1，第 2アンテナコイルを介して通信される情報を記憶した I Cチップ 2 4を含む R F I D回路部 3 0 とを備えている。

R F I D回路部 3 0は、本発明に係る「信号処理回路」に対応し、 I Cチップ 2 4以外に第 1，第 2アンテナコイルを介しての通信動作に必要な送受信信号の生成や信号処理等に供される電子部品の一式で構成されている。なお、各部品を電気的に接続する配線パターンの図示は省略している。

R F I D回路部 3 0は、図の例では第 2アンテナコイル 1 2の内周側に配置されている。この構成により、第 2アンテナコイル 1 2の内周部 (空芯部）の有効利用が図られ、アンテナモジュール 2の小型化に貢献できる。

R F I D回路部 3 0は、図の例ではアンテナモジュール 2の通信面 C S側（ベース基板 1 0表面側）に配置しているが、これに限らず、アンテナモジュール 2の通信面 C Sとは反対側の主面に配置してもよい。また、第 2アンテナコイル 1 2の内周領域に R F I D回路部を形成しきれない場合には、第 2アンテナコイル 1 2の形成面とは反対側の面に R F I D回路部を形成することも可能である。

以上のようにして構成されるアンテナモジュール 2は、リーダーライタ又は I Cタグとの通信に必要な R F I D回路部 3 0を第 1，第 2アンテナコイル 1 1， 1 2と共に同一のベース基板 1 0上に配置した基板ュニットとして構成されているので、 R F I D回路が形成された配線基板を別途用意する必要がなくなり、省スペース化に非常に優れたアンテナモジュールとすることができる。

本実施の形態のアンテナモジュール 2は、上述の第 1の実施の形態と同様に、通信ネットワークを介しての情報通信機能を備えた携帯型通信端末に内装される。この場合、 R F I D回路部 3 0が当該アンテナモジユール 2としてュニット化されているので、端末本体に大きな空間的スペースを要求することなくこれを実装することができる。

また、 R F I D回路部 3 0がアンテナモジュール 2としてュニット化されているので、携帯型通信端末に対する R F I D機能の組込み、追加あるいは削除が容易となり、メンテナンス性やアフターサービス等の利便性を高めることができる。これにより、例えば端末本体の機種変更にも容易に対応できるようになり、利用履歴等の個人情報が記憶されているアンテナモジュール 2 ( 1 〇チップ2 4 ) を引き続き新機種端末においてもそのまま利用できる等の利便性を高めると同時に、セキュリティの確保が図られる。

同様な趣旨として、ベース基板 1 0をアンテナコイル 1 1， 1 2の形成領域と R F I D回路部 3 0の搭載領域との結合構造として、 R F I D 回路部 3 0に対して異種のアンテナコイル 1 1， 1 2を接続できる構成とすることも可能である。

例えば図 1 5に示すように、ベース基板 1 0を第 1，第 2アンテナコィル 1 1， 1 2が搭載される環状のアンテナ搭載基板 1 0 Aと、 R F I D回路部 3 0が搭載される回路搭載基板 1 0 Bとの結合体で構成する。アンテナ搭載基板 1 O Aと回路搭載基板 1 0 Bとの間の電気的接続は、例えば、結合時に整列し合う複数組の接続ランド 1 0 A L， 1 0 B L間をはんだ等の導電性接合材で接合したり、各ランド間をワイヤボンディングする等の手法が採用できる。

この場合、回路搭載基板 1 0 Bはアンテナ形状に関わりなく常に同一のものを適用できるようにし、更に、回路搭載基板 1 0 Bの形状等はモジュール間で統一されているのが好ましい。

このような構成により、 RF I D回路部 3 0 ( 1 。チップ24) は引き続き利用可能としながらアンテナコイル 1 1， 1 2のみ異なる仕様に変更することが可能となる。また、仕様に応じて複数種のアンテナ搭載基板 1 0 Aを用意しておけば、あとは共通化された回路搭載基板 1 0を組み込むだけで所望のアンテナモジュールを構成できるので、在庫管理や生産性向上も図れることになる。

さて、図 1 0に示したアンテナモジュール 2を端末本体に内装するに当たっては、上述の第 1の実施の形態と同様に、アンテナモジュール 2 の通信面 C Sとは反対側の主面と端末本体の取付部との間に、非導電性の磁性シート及び金属板がそれぞれ介装されるのが好ましい。なお、磁性シート及ぴ金属板を介装することにより得られる効果については、上述の第 1の実施の形態と同様であるのでここでは説明を省略する。

図 1 2 A, 図 1 2 Bはアンテナモジュール 2の通信面 C Sとは反対側の主面に磁性シート 1 8を貼着した構成例である。図 1 2 Aは RF I D 回路部 3 0をアンテナモジュール 2の通信面 C S側に配置した場合の磁性シート 1 8の貼着例である。

—方、図 1 2 Bは RF I D回路部 3 0をアンテナモジュール 2の通信面 C Sとは反対側の主面に配置した場合の磁性シート 1 8の貼着例である。この例では磁性シート 1 8の中央部に、 RF I D回路部 3 0を収容できる大きさの開口 1 8 aを形成している。アンテナコイルの形成されていないモジュール中央領域に開口 1 8 aを形成しても、磁性シート 1 8による電磁干渉抑制効果を十分果たせるからである。この構成によれば、開口 1 8 a内に R F I D回路部 3 0を収容できるので、図 1 2 Aの構成例に比してモジュール全厚を薄くでき、更なる省スペース化に貢献できる。

次に、図 1 3 A，図 1 3 Bに金属板 1 9の貼着例を示す。図 1 3 Aは R F I D回路部 3 0をアンテナモジュール 2の通信面 C S側に配置した場合の金属板 1 9の貼着例である。金属板 1 9は磁性シート 1 8を介してアンテナモジュール 2に貼着されている。

一方、図 1 3 Bは RF I D回路部 3 0をアンテナモジュール 2の通信面 C Sとは反対側の主面に配置した場合の金属板 1 9の貼着例である。この例では、中央部に R F I D回路部 3 0を収容できる大きさの開口 1 8 aが形成された磁性シート 1 8を介して、金属板 1 9がアンテナモジユール 2に貼着されている。この構成によれば、磁性シート 1 8の開口 1 8 a内に RF I D回路部 3 0を収容できるので、図 1 3 Aの構成例に比してモジュール全厚を薄くでき、更なる省スペース化に貢献できる。なお、図 1 4に示すように、金属板 1 9に対してもその中央部に R F I D回路部 3 0を臨む開口 1 9 aを形成することも可能である。この場合、 R F I D回路部 3 0を構成する部品の実装空間の自由度が高められ、これにより、実装高さの比較的大きな部品の実装が可能となる。

また、金属板 1 9に開口 1 9 aを形成することによって、 R F I D回路部 3 0と端末本体側との間で電磁的に影響を及ぼし合うおそれがある場合には、例えば図 1 6〜図 1 8に示すように、アンテナモジュール 2 のベース基板 1 0に、 R F I D回路部 3 0を覆うように電波吸収体を設けるのが好ましい。

図 1 6は、 R F I D回路部 3 0全域をフレキシブル性のあるシート状の電波吸収体 3 1で覆った例を示している。この電波吸収体 3 1を構成する軟磁性材料は、 R F I D回路部 3 0から放射されるノイズ電波の周波数帯域に応じて選定される。また、必要に応じて、ベース基板 1 0の上面（回路非搭載面）側にも同様な電波吸収体 3 2を貼着し、ベース基板上面側への不要輻射を抑えるようにしてもよい。なお、電波吸収体 3 1， 3 2の外表面側に金属層を追加で設ければ、更にノイズ防止効果を高めることができる。

一方、図 1 7は R F I D回路部 3 0をベース基板 1 0の両面から電波吸収体 3 3， 3 4を介して一対の金属板 3 5， 3 6で挟み込んだ例を示している。この場合の電波吸収体 3 3， 3 4はコンパウンド状のものを用いることができ、 R F I D回路部 3 0を覆うようにベース基板 1 0と一体成形することによって構成できる。もしくは、電波吸収体 3 3， 3 4としてペースト状のものを用いることができ、 R F I D回路部 3 0を覆うように塗布された後、硬化処理がなされる。また、金属板 3 5， 3 6はノィズ防止効果を高めると同時に、 R F I D回路部 3 0を外部ストレスから保護する捕強板としても機能する。

R F I D回路部 3 0からの不要輻射対策と同時に、 R F I D回路部 3 0の外部ストレスからの保護を図ることができる他の構成例として、図 1 8に示すものがある。これは、所定強度を備えた略箱状の金属製カバ一 3 7で R F I D回路部 3 0を覆っており、この力パー 3 7の内面にはシート状の電波吸収体 3 8を貼着した例を示している。なおこれに代えて、力パー 3 7の内部空間を電波吸収体で充填してもよい。また、必要に応じて、 R F I D回路部 3 0の形成領域に対応するベース基板 1 0の上面側にも電波吸収体 3 9を設けてもよいし、更にこの電波吸収体 3 9 の上に金属層を形成してもよい。この金属層は、ノイズ対策として適用する場合は箔状で十分であるが、強度アップをも目的する場合には一定の厚さが必要になる。

なお、ここで請求項にいう「信号処理回路を覆うように電波吸収体が設けられている」という意味は、ベース基板 1 0の回路搭載面側の回路形成領域と、その反対側の面の回路形成領域の双方又は何れか一方に電波吸収体が設けられていることを意味するものとする。

以上の R F I D回路部 3 0の不要輻射対策（及ぴ外部ストレスからの保護対策）は、金属板 1 9が貼着されたアンテナモジュール 2にのみ適用される場合に限らず、例えば図 1 2 Bに示したような構成例にも適用可能である。この例では、アンテナモジュール 2に磁性シート 1 8のみを貼着した構成であるが、このような形態は、端末本体の取付部側に金属板 1 9又はこれに準ずる部材が前もって備え付けられている場合等に採用できる。そこで、端末本体側に R F I D回路部 3 0 との電磁干渉防止策が施されていない場合に、上記電波吸収体を設置することで対応できるようになる。

ここで、上述の R F I D回路部 3 0を覆う電波吸収体は、アンテナモジュール 2の第 1，第 2アンテナコイル 1 1， 1 2の直下に貼着される磁性シート 1 8 とは異なる目的で構成されるものである。つまり、上記電波吸収体は R F I D回路部 3 0から放射されるノィズ成分の吸収を目的として設けられるもので、ノイズ帯域を効率良く吸収できる磁性粉が選択されて構成される。これに対し、磁性シート 1 8はアンテナモジュール 2に所定の通信性能を持たせることを主目的として設けられるもので、アンテナコイルのインダクタンスゃ通信周波数等に対して最適な通信性能（例えば透磁率等）が得られる磁性粉が選択されて構成される。

なお、図 1 6〜図 1 8 の例では、ベース基板 1 0をアンテナ搭載基板 1 0 A及び回路搭載基板 1 0 Bの結合基板（図 1 5参照）として構成したが、これに限らず、図 1 0に示したような一体基板としてベース基板 1 0を構成した場合にも同様に適用可能である。

以上、本発明の各実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

例えば以上の実施の形態では、本発明に係るアンテナモジュールを携帯電話や P D A等の携帯型通信端末に適用した例について説明したが、適用例は上記携帯型通信端末に限らず、例えば携帯型ゲーム機や専用の携帯型 R F I D通信機等にも本発明は適用可能である。

また、本発明に係るァンテナモジュールの第 2アンテナコイルによつて情報が読み出される I Cタグとしては、上述の I Cカードだけに限らず、コイン状、スティック状等の他の形態の I Cタグも本発明は適用可能である。

更には、以上の各実施の形態で説明したアンテナモジュールの第 1 ，第 2アンテナコイルは、一枚の共通のベース基板上に各々配置形成される例について説明したが、これに代えて、第 1アンテナコイルを形成した第 1 フィルム基板と第 2アンテナコイルを形成した第 2フィルム基板を積層して、本発明に係るベース基板を構成することも可能である。産業上の利用可能性

以上述べたように、本発明のアンテナモジュールによれば、同一基板上に、リーダーライタとの通信用の第 1アンテナコイルと、 I Cタグとの通信用の第 2アンテナコイルとを備えさせたので、タグ機能に要求される長い通信距離とリーダーライタ機能に要求される広い通信ェリアとを兼ね備えた省スペースのアンテナモジュールを構成することができる < また、本発明の携帯型通信端末によれば、端末本体の大型化を招くことなく、タグ機能とリーダーライタ機能とを兼ね備えた携帯型通信端末を構成することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 同一基板上に、

リーダーライタとの通信用の第 1アンテナコイルと、

I Cタグとの通信用の第 2アンテナコイルとを備えた

ことを特徴とするアンテナモジュール。

2 . 前記第 1アンテナコイルと前記第 2アンテナコイルとが、それぞれ前記基板の面内で渦卷き状に卷回された空芯コイルでなり、

一方のアンテナコイルが他方のアンテナコイルの内周側に配置されている

ことを特徴とする請求項 1に記載のアンテナモジュール。

3 . 前記基板の一方側の主面には、磁性シートを介して金属板が貼着されている

ことを特徴とする請求項 1に記載のアンテナモジュール。

4 . 前記基板には、第 1アンテナコイル及び/又は第 2アンテナコィルが複数種配置されている

ことを特徴とする請求項 1に記載のアンテナモジュール。

5 . 同一基板上に、

リーダーライタとの通信用の第 1アンテナコイルと、

I Cタグとの通信用の第 2アンテナコイルと、

前記第 1，第 2アンテナコイルを介して通信される情報を記憶した I C記憶媒体を含む信号処理回路とを備えた

ことを特徴とするアンテナモジュール。

6 . 前記基板には、前記信号処理回路を覆うように電波吸収体が設けられている

ことを特徴とする請求項 5に記載のアンテナモジュール。

7 . 前記電波吸収体の表面には金属層が設けられていることを特徴とする請求項 6に記載のアンテナモジュール。

8 . 前記第 1アンテナコイルと前記第 2アンテナコイルとは、それぞれ前記基板の面内で渦巻き状に卷回された空芯コイルでなり、

一方のアンテナコイルは他方のアンテナコイルの内周側に配置され、前記信号処理回路は前記他方のアンテナコイルの内周側に配置されている

ことを特徴とする請求項 5に記載のアンテナモジュール。

9 . 前記基板は、前記第 1，第 2アンテナコイルが搭載される環状のアンテナ搭載基板と、前記信号処理回路が搭載される回路搭載基板との結合体でなる

ことを特徴とする請求項 8に記載のアンテナモジュール。

1 0 . 前記基板には、前記信号処理回路を覆うように電波吸収体が設けられている

ことを特徴とする請求項 9に記載のアンテナモジュール。

1 1 . 前記電波吸収体の表面には金属層が設けられている

ことを特徴とする請求項 1 0に記載のアンテナモジュール。

1 2 . 前記基板の一方側の主面には、磁性シートが貼着されていることを特徴とする請求項 5に記載のアンテナモジュール。

1 3 . 前記基板の一方側の主面には、磁性シートを介して金属板が貼着されている

ことを特徴とする請求項 5に記載のアンテナモジュール。

1 4 . 前記磁性シートには、その中央部に開口が形成されており、当該開口には前記基板上の信号処理回路部が収容されている

ことを特徴とする請求項 1 2に記載のアンテナモジュール。

1 5 . 前記基板には、前記信号処理回路を覆うように電波吸収体が設けられている

ことを特徴とする請求項 1 4に記載のアンテナモジュール。

1 6 . 前記電波吸収体の表面には金属層が設けられている

ことを特徴とする請求項 1 5に記載のアンテナモジュール。

1 7 . 前記基板には、第 1アンテナコイル及び Z又は第 2アンテナコィルが複数種配置されている

ことを特徴とする請求項 5に記載のアンテナモジュール。

1 8 . 通信ネットワークを介しての情報通信機能を備た携帯型通信端末であって、

同一基板上に、リーダーライタとの通信用の第 1アンテナコイル及び

1 Cタグとの通信用の第 2アンテナコイルが配置されたアンテナモジュールと、

前記第 1，第 2アンテナコイルを介して通信される情報を記憶した I C記憶媒体とを備えた

ことを特徴とする携帯型通信端末。

1 9 . 前記アンテナモジュールと端末本体の取付部との間には、磁性シート及び金属板が介装されている

ことを特徴とする請求項 1 8に記載の携帯型通信端末。

2 0 . 前記第 1アンテナコイルと前記第 2アンテナコイルとが、それぞれ前記基板の面内で渦巻き状に巻回された空芯コイルでなり、

ことを特徴とする請求項 1 8に記載の携帯型通信端末。

2 1 . 前記基板の中央部には、前記 I C記憶媒体を含む信号処理回路が形成されている

ことを特徴とする請求項 1 8に記載の携帯型通信端末。

2 2 . 前記基板には、第 1アンテナコイル及ぴ又は第 2アンテナコィルが複数種配置されている

ことを特徴とする請求項 1 8に記載の携帯型通信端末。