WO2010079666A1 - アンテナ構造体、通信用機器、及び、アンテナ構造体の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an antenna structure, a communication device, and a method for manufacturing the antenna structure that are communicable by electromagnetic induction generated with a transmitter that transmits a magnetic field.
- antenna module for RFID (Radio Frequency Identification)
- a coil pattern is created on a plane using an FPC (Flexible Printed Circuit) or a rigid substrate.
- FPC Flexible Printed Circuit
- a coil is formed by winding a round wire.
- an FPC, FFC (Flexible Flat Cable) or the like is used as a harness, and the harness is formed in a ring shape to form a coil.
- the above-described antenna module is appropriately selected by a design that takes into account the arrangement and shape of components, and is used by being incorporated in an electronic device.
- the antenna module integrated in the IC card using RFID it is preferable that it can be used on both surfaces of the card.
- it may be arranged as a ribbon-like antenna coil on the side surface of the device. (For example, see Patent Document 1).
- a magnetic sheet having a relatively high magnetic permeability is attached to the antenna coil or its coil so as not to be affected by metal used in the metal casing or internal parts of the electronic device. It is attached around.
- the antenna coil is attached by attaching a magnetic sheet having a typical frequency of 13.56 MHz and a magnetic permeability ( ⁇ ′) of about 30 to 80 used for RFID to the antenna coil or its periphery.
- ⁇ ′ magnetic permeability
- the antenna module has been conventionally designed in consideration of the shape of the electronic device and the influence of parts such as metal, but the size of the antenna module has been increased due to the complexity and miniaturization of the device shape. May not be sufficient.
- the communication performance does not satisfy the requirements, an antenna module with better communication characteristics is demanded. More specifically, a change in electrical characteristics such as the inductance of the antenna coil causes a shift in communication frequency in a parallel resonant circuit composed of the antenna coil and the IC circuit, resulting in a deterioration in communication performance. Therefore, from such a viewpoint, a design that enhances reliability performance is required in the sense that there is little change in electrical characteristics.
- An object of the present invention is to provide an antenna structure, a communication device in which the antenna structure is built, and a method for manufacturing the antenna structure.
- the present invention provides a metal incorporated in a communication device in an antenna structure incorporated in a communication device and capable of communicating by being inductively coupled to a transmitter that transmits a magnetic field. It is formed by winding a flat cable in which a single flat wire is covered with an insulator on the side surface of the member while being bonded with an insulating adhesive. Further, the present invention provides a method for manufacturing an antenna structure that is built in a communication device and is inductively coupled to a transmitter that transmits a magnetic field to enable communication. An antenna structure is formed by winding a flat cable in which a flat wire is covered with an insulator while being bonded with an insulating adhesive.
- the present invention provides a communication device including an antenna structure that is inductively coupled to a transmitter that transmits a magnetic field to enable communication.
- the communication device includes a metal member built in the device, and the antenna structure includes a metal member. It is formed by winding a flat cable in which a single flat wire is covered with an insulator on the side surface thereof while being bonded with an insulating adhesive.
- the present invention stabilizes the shape by winding a flat cable in which a single flat wire is covered with an insulator on the side surface of a metal member incorporated in a communication device while being bonded with an insulating adhesive. Can be formed.
- the present invention can suppress a change in the electrical characteristics of the antenna coil due to, for example, deformation using a general-purpose material, and as a result, an antenna structure having good characteristics while suppressing costs. It is possible to incorporate the communication device in which various members are integrated by efficiently using the space.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a wireless communication system.
- FIG. 2 is a perspective view showing the shape of a mobile phone in which the antenna module is incorporated.
- 3A and 3B are views for explaining the shape of the flexible flat cable.
- 4A to 4C are diagrams for explaining the shape of the antenna coil.
- FIG. 5 is a diagram illustrating changes in communication characteristics according to the film thickness of the insulating adhesive.
- FIG. 6 is a perspective view showing the shape of a mobile phone in which the antenna module according to the first comparative example is incorporated.
- FIG. 7 is a diagram for explaining communication characteristics related to the antenna coil when inductively coupled to the reader / writer.
- An antenna module to which the present invention is applied is a device that is in a communicable state by electromagnetic induction generated with a transmitter that transmits electromagnetic waves.
- the antenna module for RFID Radio Frequency Identification
- the wireless communication system 100 includes an antenna module 1 to which the present invention is applied, and a reader / writer 2 that accesses the antenna module 1.
- the reader / writer 2 functions as a transmitter that transmits a magnetic field to the antenna module 1, and specifically, an antenna 2a that transmits a magnetic field toward the antenna module 1 and an antenna module 1 that is inductively coupled via the antenna 2a. And a control board 2b for performing communication. That is, the reader / writer 2 is provided with a control board 2b electrically connected to the antenna 2a.
- a control circuit composed of electronic components such as one or a plurality of integrated circuit chips is mounted on the control board 2b. The control circuit executes various processes based on the data received from the antenna module 1.
- the control circuit when writing data to the antenna module 1, the control circuit encodes the data, modulates a carrier wave of a predetermined frequency (for example, 13.56 MHz) based on the encoded data, and amplifies the modulated modulation signal Then, the antenna 2a is driven by the amplified modulation signal. Further, when reading data from the antenna module 1, the control circuit amplifies the modulation signal of the data received by the antenna 2a, demodulates the modulation signal of the amplified data, and decodes the demodulated data.
- a coding method and a modulation method used in a general reader / writer are used. For example, a Manchester coding method or an ASK (Amplitude Shift Keying) modulation method is used.
- the antenna module 1 incorporated in the electronic device in this way is connected between the reader / writer 2 that is driven by the current flowing through the antenna coil 11 and the antenna coil 11 that can communicate with the reader / writer 2 that is inductively coupled.
- a communication processing unit 12 for performing communication When the antenna coil 11 is held by a user or the like so as to receive a magnetic field transmitted from the reader / writer 2, the antenna coil 11 is magnetically coupled to the reader / writer 2 by inductive coupling, and receives a modulated electromagnetic wave. A received signal is supplied to the communication processing unit 12 via the connection terminal 11a.
- the communication processing unit 12 is driven by a current flowing through the antenna coil 11 and performs communication with the reader / writer 2.
- the communication processing unit 12 demodulates the received modulation signal, decodes the demodulated data, and writes the decoded data in the internal memory of the communication processing unit 12.
- the communication processing unit 12 reads data to be transmitted to the reader / writer 2 from the internal memory, encodes the read data, modulates a carrier wave based on the encoded data, and is magnetically coupled by inductive coupling.
- the radio wave modulated through the coil 11 is transmitted to the reader / writer 2.
- the antenna module 1 according to the present embodiment can be incorporated by efficiently using the space of a portable communication device in which various members are integrated, In order to ensure good communication characteristics while suppressing costs, the configuration shown in FIG. 2 is provided.
- antenna module 1 As for the antenna coil 11 of the antenna module 1 according to the present embodiment, in a mobile phone 200 as shown in FIG. 2, a battery pack 204 provided in the vicinity of a control board 201 that controls the operation of the mobile phone 200 is inserted. It is incorporated between the side surface 202 a of the secondary battery charging unit 202 and the wall surface 203 of the casing of the mobile phone 200. The connection terminal 11 a of the antenna coil 11 is incorporated in the control board 201.
- the antenna module 1 according to this embodiment is incorporated in a space provided between the secondary battery insertion unit 202 and the wall surface 203, but is a metal incorporated in a portable communication device such as the cellular phone 200.
- the antenna module 1 forms the antenna coil 11 on the side surface of the metal member such as the secondary battery insertion unit 202, so that the mobile phone 200 such as the mobile phone 200 in which various members are integrated. Can be built in efficiently using the space of the type of communication equipment.
- the outer shape of the secondary battery insertion unit 202 is a substantially rectangular shape of 40 [mm] ⁇ 35 [mm], and the side surface and the housing of the secondary battery insertion unit 202 are arranged.
- the antenna coil 11 is made of a general-purpose material, and, for example, a flat cable 111 is attached to the side surface 202a of the secondary battery insertion unit 202 in order to suppress changes in the electrical characteristics of the antenna coil 11 due to deformation or the like. It is formed by winding while being bonded with an insulating adhesive.
- the single flat cable 111 is a flexible flat cable in which a plurality of signal lines in which a single flat wire 301 is covered with an insulator 302 are arranged in parallel as shown in FIG. 3A as a general-purpose material.
- the cross-sectional shape of the rectangular wire 301 is preferably 0.3 ⁇ 0.1 [mm]
- FIG. 3B A flexible flat cable 300 having a cross-sectional shape is used. That is, as shown in FIG. 3B, in the flexible flat cable 300, the long side of the flat wire 301 is 0.3 [mm], and the line interval between the flat wires 301 and 301 adjacent to each other through the insulator 302 is 0. It shall be 35 [mm].
- the flexible flat cable 300 has a short side of the flat wire 301 of 0.1 [mm], and an insulator having a film thickness of 0.05 [mm] with respect to a plane parallel to the long side direction of the flat wire 301.
- the flat wire 301 is covered on both sides. That is, the flexible flat cable 300 has a thickness of 0.2 [mm] on its outer shape.
- cut lines C1, C2, and C3 having a width of 0.65 [mm] are set so as to be equally spaced in the long side direction. Then, by cutting the flexible flat cable 300 along the cut lines C1, C2, and C3 into a single wire, a plurality of the above-described single flat cable 111 is formed.
- the single flat cable 111 can be easily formed with good workability by cutting the flexible flat cable 300, which is a general-purpose material, into a single wire.
- the flat cable 111 formed by making the flexible flat cable 300 into a single wire as described above is a secondary battery having a substantially rectangular shape with an outer shape of 40 [mm] ⁇ 35 [mm].
- the antenna coil 11 is formed by being wound on the side surface 202a of the insertion portion 202 while being bonded with an insulating adhesive 112 such as an acrylic resin adhesive (ADH).
- ADH acrylic resin adhesive
- FIG. 4A shows a cross-sectional view of the antenna coil 11 formed with the number of windings 3 by the method according to the type 1.
- FIG. 4B is a diagram showing a cross-sectional shape when cut in the AA ′ direction shown in FIG. 4A.
- FIG. 4C is a diagram showing a cross-sectional shape when cut in the AA ′ direction shown in FIG. 4A. That is, the antenna coil 11 is bonded by the insulating adhesive 112 so that the long side of the flat wire 301 of the flat cable 111 is perpendicular to the side surface 202a by the method according to type 2.
- the antenna coil 11 is formed by winding with 3 windings.
- the antenna coil 11 is formed by winding the flat cable 111 while being bonded with the insulating adhesive 112, so that the shape can be stabilized and the flat wire 301 inside the flat cable 111 can be obtained. Can be adjusted with high accuracy.
- the method according to type 1 since the long side of the flat wire 301 and the side surface 202a are parallel to each other, compared to the method according to type 2, it is easier to route close to the side surface 202a and more easily in a constrained space The antenna coil 11 can be formed.
- the number of windings is not limited to 3 described above.
- the number of windings is You may make it select from 2-6 suitably.
- the antenna coil 11 can adjust the line spacing of the flat wires 301 inside the flat cable 111 with high accuracy by winding the flat cable 111 while being bonded with the insulating adhesive 112. That is, in the antenna coil 11, the rectangular wire 301 of the flat cable 111 that forms the antenna coil 11 is used as a space material having a thickness of 0.05 [mm] with respect to the surface parallel to the long side. 302 is covered.
- the antenna coil 11 is wound while being adhered to the surface of the insulator 302 covered with the flat wire 301 by the insulating adhesive 112 as a space material having a film thickness d1 with respect to the surface of the insulator 302.
- changes in the communication characteristics of the antenna coil 11 when the thickness of the insulating adhesive 112 is changed and the line interval d of the flat wire 301 is changed will be described with reference to Table 1 below.
- ⁇ [rad / s] is the resonance frequency of the antenna coil 11
- L [H] is the reactance value of the antenna coil 11
- R [ ⁇ ] is the resistance value of the antenna coil 11.
- the frequency of the magnetic field transmitted from the reader / writer 2 is 13.56 MHz, which is a representative magnetic field frequency used in short-range wireless communication such as RFID.
- the upper limit value of the distance at which the antenna coil 11 can be separated from the reader / writer 2 to perform communication is defined as the maximum communicable distance.
- the battery pack 204 is inserted in the secondary battery insertion unit 202.
- the characteristics of the antenna coil 11 can be changed by changing the line interval d of the flat wire 301 of the flat cable 111. Based on such a result, when the film thickness d1 of the insulating adhesive 112 is changed on the horizontal axis and Q is changed on the vertical axis, the communication characteristics change as shown in FIG. As described above, the maximum communicable distance T is improved by increasing the line interval d of the rectangular wires 301. The proximity effect can be reduced as the line interval d of the adjacent rectangular wires 301 is increased. This is because the resistance value of the antenna coil 11 can be decreased and the Q value can be increased.
- the flat cable 111 has a film thickness d1 of the insulating adhesive 112 on the side surface 202a of the secondary battery insertion unit 202 of 50 [ ⁇ m] or more.
- the antenna coil 11 having good characteristics can be formed by being wound.
- the film thickness d1 of the insulating adhesive 112 is set to 150 [ ⁇ m] or more, the outer shape of the antenna coil 11 is increased, which is not preferable from the viewpoint of being incorporated in a space of about 1 [mm].
- the thickness d1 of the insulating adhesive is selected within the range of 50 to 150 [ ⁇ m], that is, the line interval d of the rectangular wires 301 is selected within the range of 150 to 250 [ ⁇ m].
- the communication characteristics of the antenna module 1 according to the present embodiment are evaluated in comparison with the following comparison target.
- the antenna module according to the first comparative example is an antenna formed by winding a wire cable 400 having a circular cross-sectional shape on a side surface 202a of a secondary battery insertion portion 202 as shown in FIG. A coil 401 is provided.
- the antenna module according to the second comparative example is a flexible flat cable in which three flat wires of 0.3 ⁇ 0.1 [mm] are arranged in parallel via an insulating material, and the long side direction of the flat wire is secondary. It is wound so as to be orthogonal to the side surface of the battery insertion portion. Furthermore, since this flexible flat cable draws the magnetic field transmitted from the reader / writer into the antenna coil on the surface opposite to the direction in which the magnetic field is radiated, ⁇ ′ is 40 and ⁇ ′′ is 1 at a frequency of 13.56 MHz. A magnetic sheet having magnetic permeability characteristics and having a film thickness of 250 ⁇ m is attached.
- the antenna module according to the third comparative example is one in which no magnetic sheet is provided with respect to the antenna module according to the second comparative example.
- an antenna module 1 including an antenna coil 11 formed by the method according to types 1 and 2 so that the Q value is 42 or more is respectively Example 2 is used as an example of the present embodiment.
- Table 2 below shows the characteristics of antenna coils of a total of five types of antenna modules including three types of comparative examples and two types of examples.
- the antenna module according to the first comparative example cannot realize the preferable Q value described above.
- the desired characteristics are realized even if the wire cables are entangled on the harness and the conductors are closely spaced. This is because the interval cannot be adjusted with high accuracy.
- the antenna module according to the second comparative example provided with the magnetic sheet can realize a suitable Q value.
- the antenna modules according to the second and third embodiments have an external width of about 2 mm, and satisfy the geometrical restriction that the space must be formed as 1 [mm] as described above. I can't.
- the antenna module according to the second comparative example is expensive in terms of the magnetic sheet.
- the antenna modules according to the first and second embodiments can be 1 [mm] or less in size and outer width.
- the antenna modules according to the first and second embodiments have a characteristic that the inductance increases due to the structure in which the rectangular wires are overlapped, and the resistance value R can be set by adjusting the line spacing d appropriately. As a result, suitable communication characteristics can be realized without attaching a magnetic sheet.
- the horizontal axis represents the frequency of the magnetic field used for communication
- the vertical axis represents the maximum communicable distance corresponding to the frequency.
- the frequency of the magnetic field transmitted from the reader / writer is 13.56 MHz as described above. However, when communication is performed by inductive coupling, the magnetic field is higher than 13.56 MHz, for example, up to 13.86 MHz. Communication is performed using up to these components.
- the antenna modules according to the first and second examples tend to be higher in characteristics in all frequency bands that are measurement targets than the antenna module according to the first comparative example. is there. As described above, the antenna modules according to the first and second embodiments are more densely wound by adjusting the conductor spacing more accurately than the antenna module according to the first comparative example. Because it can be done.
- the antenna module according to the first and second examples achieves the same communication characteristics as the antenna module according to the second comparative example provided with the magnetic sheet. Therefore, the antenna modules according to the first and second embodiments can obtain good communication characteristics without providing a magnetic sheet, and can further reduce costs compared to an antenna module using a magnetic sheet. .
- the antenna module 1 according to this embodiment uses a general-purpose material, and changes in the electrical characteristics of the antenna coil due to deformation or the like, for example. As a result, it is possible to incorporate an antenna structure excellent in characteristics while suppressing costs by efficiently using the space of a portable communication device in which various members are integrated.
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Abstract
本発明は、通信用機器のスペースを効率よく利用して内蔵することができ、コストを抑えつつ特性上良好なアンテナ構造体を提供する。携帯電話機(200)に内蔵され、磁界を発信するリーダライタ(2)と誘導結合されて通信可能となるアンテナコイル(11)は、携帯電話機(200)に内蔵される二次電池の二次電池投入部(202)の側面(202a)に、一条の平角線(301)が絶縁体(302)で被覆されたフラットケーブル(111)を、絶縁性接着剤(112)により接着させながら捲回させることにより形成される。
Description
本発明は、磁界を発信する発信器との間で発生する電磁誘導により通信可能状態となるアンテナ構造体、通信用機器、及び、このアンテナ構造体の製造方法に関する。
本出願は、日本国において2009年1月8日に出願された日本特許出願番号特願2009-002378を基礎として優先権を主張するものであり、この出願を参照することにより、本出願に援用される。
本出願は、日本国において2009年1月8日に出願された日本特許出願番号特願2009-002378を基礎として優先権を主張するものであり、この出願を参照することにより、本出願に援用される。
RFID(Radio Frequency Identification)用のアンテナモジュールとして、次のような数種類のものが従来から用いられている。第1に、FPC(FlexiblePrinted Circuit)やリジット基板を用いてコイルパターンを平面上に作成したアンテナモジュールがある。第2に、丸線を巻き線にしてコイルを作成したアンテナモジュールがある。第3に、FPCやFFC(Flexible Flat Cable)などをハーネスにして、そのハーネスをリング状にしてコイルを形成したアンテナモジュールがある。
上述したアンテナモジュールは、部品の配置、形状を考慮した設計により、適宜選択されて、電子機器に組み込まれて使用されている。
また、RFIDを用いたICカードに組み込まれるアンテナモジュールに要求される機能としては、カードの両面で使用できる事が好ましい。また、携帯電話機などの電子機器に組み込まれる形態では、他の部品の配置を考慮して、この機器の側面にリボン状のアンテナコイルとして配置される場合がある。(例えば、特許文献1を参照。)。
電子機器内にアンテナコイルを配置する場合、電子機器の金属製筐体や内部部品に使用されている金属の影響を受けないようにするため、透磁率の比較的高い磁性シートをアンテナコイル又はその周辺に取り付けている。より具体的には、RFID用として用いられる代表的な周波数13.56MHzで透磁率(μ’)が30から80程度の磁気特性を有する磁性シートをアンテナコイル又はその周辺に取り付けることによって、アンテナコイルから発生する磁界周囲に配置されている金属内での渦電流の発生を防ぎ、良好な通信性能が得られるよう、形状組合せ等の最適化が行われている。
上述したアンテナモジュールは、部品の配置、形状を考慮した設計により、適宜選択されて、電子機器に組み込まれて使用されている。
また、RFIDを用いたICカードに組み込まれるアンテナモジュールに要求される機能としては、カードの両面で使用できる事が好ましい。また、携帯電話機などの電子機器に組み込まれる形態では、他の部品の配置を考慮して、この機器の側面にリボン状のアンテナコイルとして配置される場合がある。(例えば、特許文献1を参照。)。
電子機器内にアンテナコイルを配置する場合、電子機器の金属製筐体や内部部品に使用されている金属の影響を受けないようにするため、透磁率の比較的高い磁性シートをアンテナコイル又はその周辺に取り付けている。より具体的には、RFID用として用いられる代表的な周波数13.56MHzで透磁率(μ’)が30から80程度の磁気特性を有する磁性シートをアンテナコイル又はその周辺に取り付けることによって、アンテナコイルから発生する磁界周囲に配置されている金属内での渦電流の発生を防ぎ、良好な通信性能が得られるよう、形状組合せ等の最適化が行われている。
上述したように、従来から、電子機器の形状や金属等の部品の影響を考慮してアンテナモジュールの設計を行っているが、機器の形状の複雑化や小型化のために、アンテナモジュールのサイズが十分に確保できない場合がある。その結果として通信性能が要求に満たないため、より通信特性の良好なアンテナモジュールが求められている。
より具体的には、アンテナコイルのインダクタンスなどの電気的な特性が変化することで、アンテナコイルとIC回路とからなる並列共振回路において、通信周波数のずれが発生し通信性能の劣化がおこる。したがって、このような観点から電気的な特性変化が少ないという意味において信頼性能が高くなるような設計が求められる。
また、アンテナモジュールの価格の低減が求められており、より汎用な材料から高性能なアンテナモジュールを開発することが求められている。
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、様々な部材が集積される通信用機器のスペースを効率よく利用して内蔵することができ、コストを抑えつつ特性上良好なアンテナ構造体、このアンテナ構造体が内蔵された通信用機器、及び、このアンテナ構造体の製造方法を提供することを目的とする。
より具体的には、アンテナコイルのインダクタンスなどの電気的な特性が変化することで、アンテナコイルとIC回路とからなる並列共振回路において、通信周波数のずれが発生し通信性能の劣化がおこる。したがって、このような観点から電気的な特性変化が少ないという意味において信頼性能が高くなるような設計が求められる。
また、アンテナモジュールの価格の低減が求められており、より汎用な材料から高性能なアンテナモジュールを開発することが求められている。
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、様々な部材が集積される通信用機器のスペースを効率よく利用して内蔵することができ、コストを抑えつつ特性上良好なアンテナ構造体、このアンテナ構造体が内蔵された通信用機器、及び、このアンテナ構造体の製造方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するための手段として、本発明は、通信用機器に内蔵され、磁界を発信する発信器と誘導結合されて通信可能となるアンテナ構造体において、通信用機器に内蔵される金属部材の側面に、一条の平角線が絶縁体で被覆されたフラットケーブルを、絶縁性接着剤により接着させながら捲回させることにより形成される。
また、本発明は、通信用機器に内蔵され、磁界を発信する発信器と誘導結合されて通信可能となるアンテナ構造体の製造方法において、通信用機器に内蔵される金属部材の側面に、一条の平角線が絶縁体で被覆されたフラットケーブルを、絶縁性接着剤により接着させながら捲回させてアンテナ構造体を形成する。
また、本発明は、磁界を発信する発信器と誘導結合されて通信可能となるアンテナ構造体を内蔵する通信用機器において、当該機器に内蔵される金属部材を備え、アンテナ構造体は、金属部材の側面に、一条の平角線が絶縁体で被覆されたフラットケーブルを、絶縁性接着剤により接着させながら捲回させることにより形成される。
本発明は、通信用機器に内蔵される金属部材の側面に、一条の平角線が絶縁体で被覆されたフラットケーブルを、絶縁性接着剤により接着させながら捲回させることによって、形状の安定化が図られたアンテナコイルを形成することができる。したがって、本発明は、汎用な材料を用いて、例えば変形等に起因するアンテナコイルの電気的な特性の変化を抑えることができ、結果として、コストを抑えつつ特性上良好なアンテナ構造体を、様々な部材が集積される通信用機器のスペースを効率よく利用して内蔵することができる。
また、本発明は、通信用機器に内蔵され、磁界を発信する発信器と誘導結合されて通信可能となるアンテナ構造体の製造方法において、通信用機器に内蔵される金属部材の側面に、一条の平角線が絶縁体で被覆されたフラットケーブルを、絶縁性接着剤により接着させながら捲回させてアンテナ構造体を形成する。
また、本発明は、磁界を発信する発信器と誘導結合されて通信可能となるアンテナ構造体を内蔵する通信用機器において、当該機器に内蔵される金属部材を備え、アンテナ構造体は、金属部材の側面に、一条の平角線が絶縁体で被覆されたフラットケーブルを、絶縁性接着剤により接着させながら捲回させることにより形成される。
本発明は、通信用機器に内蔵される金属部材の側面に、一条の平角線が絶縁体で被覆されたフラットケーブルを、絶縁性接着剤により接着させながら捲回させることによって、形状の安定化が図られたアンテナコイルを形成することができる。したがって、本発明は、汎用な材料を用いて、例えば変形等に起因するアンテナコイルの電気的な特性の変化を抑えることができ、結果として、コストを抑えつつ特性上良好なアンテナ構造体を、様々な部材が集積される通信用機器のスペースを効率よく利用して内蔵することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。
<無線通信システム>
本発明が適用されたアンテナモジュールは、電磁波を発信する発信器との間で発生する電磁誘導により通信可能状態となる装置であって、例えば図1に示すようなRFID(Radio Frequency Identification)用の無線通信システム100に組み込まれて使用される。
無線通信システム100は、本発明が適用されたアンテナモジュール1と、アンテナモジュール1に対するアクセスを行うリーダライタ2とからなる。
リーダライタ2は、アンテナモジュール1に磁界を発信する発信器として機能し、具体的には、アンテナモジュール1に向けて磁界を発信するアンテナ2aと、アンテナ2aを介して誘導結合されたアンテナモジュール1と通信を行う制御基板2bとを備える。
すなわち、リーダライタ2には、アンテナ2aと電気的に接続された制御基板2bが配設されている。この制御基板2bには、一又は複数の集積回路チップ等の電子部品からなる制御回路が実装されている。この制御回路は、アンテナモジュール1から受信されたデータに基づいて、各種の処理を実行する。例えば、制御回路は、アンテナモジュール1にデータを書き込む場合、データを符号化し、符号化したデータに基づいて、所定の周波数(例えば、13.56MHz)の搬送波を変調し、変調した変調信号を増幅し、増幅した変調信号でアンテナ2aを駆動する。また、制御回路は、アンテナモジュール1からデータを読み出す場合、アンテナ2aで受信されたデータの変調信号を増幅し、増幅したデータの変調信号を復調し、復調したデータを復号する。なお、制御回路では、一般的なリーダライタで用いられる符号化方式及び変調方式が用いられ、例えば、マンチェスタ符号化方式やASK(Amplitude Shift Keying)変調方式が用いられている。
このようにして電子機器に組み込まれるアンテナモジュール1は、誘導結合されたリーダライタ2との間で通信可能となるアンテナコイル11と、アンテナコイル11に流れる電流により駆動してリーダライタ2との間で通信を行う通信処理部12とを備える。
アンテナコイル11は、ユーザ等によりアンテナコイル11がリーダライタ2から発信される磁界を受けるようにかざされると、リーダライタ2と誘導結合によって磁気的に結合され、変調された電磁波を受信して、接続端子11aを介して受信信号を通信処理部12に供給する。
通信処理部12は、アンテナコイル11に流れる電流により駆動し、リーダライタ2との間で通信を行う。具体的には、通信処理部12は、受信された変調信号を復調し、復調したデータを復号して、復号したデータを、当該通信処理部12が有する内部メモリに書き込む。また、通信処理部12は、リーダライタ2に送信するデータを内部メモリから読み出し、読み出したデータを符号化し、符号化したデータに基づいて搬送波を変調し、誘導結合によって磁気的に結合されたアンテナコイル11を介して変調された電波をリーダライタ2に送信する。
以上のような構成からなる無線通信システム100において、本実施形態に係るアンテナモジュール1は、様々な部材が集積される携帯型の通信用機器のスペースを効率よく利用して内蔵することができ、コストを抑えつつ良好な通信特性を確保するようにするため、図2に示すような構成を有している。以下では、アンテナモジュール1に係る構成に注目して説明する。
<アンテナモジュールの構成>
本実施形態に係るアンテナモジュール1のアンテナコイル11は、図2に示すような携帯電話機200において、この携帯電話機200の動作を制御する制御基板201の近傍に設けられたバッテリパック204が投入される二次電池投入部202の側面202aと、この携帯電話機200の筐体の壁面203との間に組み込まれる。また、アンテナコイル11の接続端子11aは、制御基板201に組み込まれる。なお、本実施形態に係るアンテナモジュール1は、二次電池投入部202と壁面203との間に設けられたスペースに組み込まれるが、携帯電話機200などの携帯型の通信用機器に内蔵される金属部材の側面に確保することができるスペースがあれば、このようなスペースに組み込むようにしてもよい。
このようにして、本実施形態に係るアンテナモジュール1は、二次電池投入部202などの金属部材の側面にアンテナコイル11を形成することで、様々な部材が集積される携帯電話機200などの携帯型の通信用機器のスペースを効率よく利用して内蔵することができる。
本実施形態では、携帯電話機200の具体的な形状として、二次電池投入部202の外形上を40[mm]×35[mm]の略矩形形状とし、二次電池投入部202の側面と筐体の壁面203との間には、幅が約1[mm]のスペースがあり、この形状的に制約されたスペースにアンテナコイル11が組み込まれるものとする。
また、アンテナコイル11は、汎用な材料を用いて、例えば変形等に起因するアンテナコイル11の電気的な特性の変化を抑えるため、二次電池投入部202の側面202aに、フラットケーブル111を、絶縁性接着剤により接着させながら捲回させることにより形成される。
ここで、一条のフラットケーブル111は、汎用な材料として、図3Aに示すような、一条の平角線301が絶縁体302で被覆された信号線が複数本並列して配置されているフレキシブルフラットケーブル300を単線化に加工することで得られる。
本実施形態では、良好な通信特性を確保するという観点から、平角線301の断面形状が0.3×0.1[mm]である点が好ましい点を考慮して、図3Bに示すような断面形状を有するフレキシブルフラットケーブル300を用いるものとする。
すなわち、フレキシブルフラットケーブル300は、図3Bに示すように、平角線301の長辺が0.3[mm]であり、絶縁体302を介して隣接する平角線301、301の線間隔が0.35[mm]であるものとする。
また、フレキシブルフラットケーブル300は、平角線301の短辺が0.1[mm]であり、平角線301の長辺方向に平行な面を基準として膜厚0.05[mm]の絶縁体が、それぞれ平角線301の両面に被覆されている。すなわち、フレキシブルフラットケーブル300は、その外形上の膜厚が0.2[mm]であるものとする。
このような形状からなるフレキシブルフラットケーブル300に対して、その長辺方向に等間隔となるように、幅が0.65[mm]の切れ込み線C1、C2、C3を設定する。そして、この切れ込み線C1、C2、C3に沿って、フレキシブルフラットケーブル300を切断することにより単線化することで、上述した一条のフラットケーブル111が複数本形成される。
このようにして、一条のフラットケーブル111は、汎用な材料であるフレキシブルフラットケーブル300を切断して単線化されることで、加工性が良く容易に形成することができる。
以上のようにしてフレキシブルフラットケーブル300を単線化して形成されたフラットケーブル111は、図4Aに示すようにして、外形上が40[mm]×35[mm]の略矩形形状からなる二次電池投入部202の側面202aに、例えばアクリル樹脂系接着剤(ADH)などの絶縁性接着剤112により接着されながら捲回されることで、アンテナコイル11として形成される。
ここで、アンテナコイル11を配置する際に、図4Aに示すように、アンテナコイル11の内側に配置される二次電池投入部202内部に投入されるバッテリパック204の表面とアンテナコイル11内側との距離が、0.5[mm]以上とすることが、良好な通信特性を確保するという点から好ましい。
具体的に、フラットケーブル111を二次電池投入部202の側面202aに捲回させる方法としては、次のタイプ1とタイプ2との2種類がある。
まず、タイプ1に係る方法により巻き線数3で形成されたアンテナコイル11の断面図を図4Bに示す。ここで、図4Bは、図4Aで示されるA-A’方向に切断した際の断面形状を示す図である。
すなわち、アンテナコイル11は、タイプ1に係る方法により、側面202aと、フラットケーブル111の平角線301の長辺とが平行となるように、フラットケーブル111を、絶縁性接着剤112により接着させながら、巻き線数3で捲回させることにより形成される。
また、タイプ2に係る方法により形成されたアンテナコイル11の断面図を図4Cに示す。ここで、図4Cは、図4Aで示されるA-A’方向に切断した際の断面形状を示す図である。
すなわち、アンテナコイル11は、タイプ2に係る方法により、側面202aに対して、フラットケーブル111の平角線301の長辺が垂直となるように、フラットケーブル111を、絶縁性接着剤112により接着させながら、巻き線数3で捲回させることにより形成される。
このようにして、アンテナコイル11は、フラットケーブル111を、絶縁性接着剤112により接着させながら捲回させることにより形成されるので、形状の安定化が図れるとともに、フラットケーブル111内部の平角線301の線間隔を精度良く調整することができる。特に、タイプ1に係る方法では、平角線301の長辺と側面202aとが平行なので、タイプ2に係る方法に比べて、側面202aに密接して引き回しやすく、制約されたスペースにおいて、より容易にアンテナコイル11を形成することができる。
なお、側面202aと筐体の壁面203との間のスペースにおいて、フラットケーブル111を捲回でき、良好な通信特性が確保できれば、巻き線数は上述した3に限定されず、例えば巻き線数が2~6の中で適宜選択するようにしてもよい。
上述したように、アンテナコイル11は、フラットケーブル111を、絶縁性接着剤112により接着させながら捲回させることにより、フラットケーブル111内部の平角線301の線間隔を精度良く調整することができる。
すなわち、アンテナコイル11では、当該アンテナコイル11を形成するフラットケーブル111の平角線301に、その長辺に平行な表面を基準とした膜厚が0.05[mm]のスペース材として、絶縁体302が被覆されている。さらに、アンテナコイル11では、絶縁体302の表面を基準とした膜厚d1のスペース材として、平角線301が被覆された絶縁体302の表面に絶縁性接着剤112により接着させながら捲回させることにより、フラットケーブル111内部の平角線301の線間隔を精度良く調整することができる。したがって、アンテナコイル11において、平角線301の線間隔dは、下記式で規定される。
d=0.1[mm]+d1
ここで、絶縁性接着剤112の厚みを変化させて平角線301の線間隔dを変化させたときの、アンテナコイル11の通信特性の変化について、下記の表1を用いて説明する。
なお、ωL/Rで表現される値であるQ値を評価指標として通信特性について評価するものとする。ω[rad/s]はアンテナコイル11の共振周波数であり、L[H]はアンテナコイル11のリアクタンス値であり、R[Ω]はアンテナコイル11の抵抗値である。また、リーダライタ2から発信される磁界の周波数は、RFIDなどの近距離無線通信で使用される代表的な磁界の発信周波数が13.56MHzであるものとする。このような通信環境において、リーダライタ2に対して、アンテナコイル11を離間させて通信を行える距離の上限値を最大通信可能距離とする。また、二次電池投入部202にはバッテリパック204が投入されているものとする。
<無線通信システム>
本発明が適用されたアンテナモジュールは、電磁波を発信する発信器との間で発生する電磁誘導により通信可能状態となる装置であって、例えば図1に示すようなRFID(Radio Frequency Identification)用の無線通信システム100に組み込まれて使用される。
無線通信システム100は、本発明が適用されたアンテナモジュール1と、アンテナモジュール1に対するアクセスを行うリーダライタ2とからなる。
リーダライタ2は、アンテナモジュール1に磁界を発信する発信器として機能し、具体的には、アンテナモジュール1に向けて磁界を発信するアンテナ2aと、アンテナ2aを介して誘導結合されたアンテナモジュール1と通信を行う制御基板2bとを備える。
すなわち、リーダライタ2には、アンテナ2aと電気的に接続された制御基板2bが配設されている。この制御基板2bには、一又は複数の集積回路チップ等の電子部品からなる制御回路が実装されている。この制御回路は、アンテナモジュール1から受信されたデータに基づいて、各種の処理を実行する。例えば、制御回路は、アンテナモジュール1にデータを書き込む場合、データを符号化し、符号化したデータに基づいて、所定の周波数(例えば、13.56MHz)の搬送波を変調し、変調した変調信号を増幅し、増幅した変調信号でアンテナ2aを駆動する。また、制御回路は、アンテナモジュール1からデータを読み出す場合、アンテナ2aで受信されたデータの変調信号を増幅し、増幅したデータの変調信号を復調し、復調したデータを復号する。なお、制御回路では、一般的なリーダライタで用いられる符号化方式及び変調方式が用いられ、例えば、マンチェスタ符号化方式やASK(Amplitude Shift Keying)変調方式が用いられている。
このようにして電子機器に組み込まれるアンテナモジュール1は、誘導結合されたリーダライタ2との間で通信可能となるアンテナコイル11と、アンテナコイル11に流れる電流により駆動してリーダライタ2との間で通信を行う通信処理部12とを備える。
アンテナコイル11は、ユーザ等によりアンテナコイル11がリーダライタ2から発信される磁界を受けるようにかざされると、リーダライタ2と誘導結合によって磁気的に結合され、変調された電磁波を受信して、接続端子11aを介して受信信号を通信処理部12に供給する。
通信処理部12は、アンテナコイル11に流れる電流により駆動し、リーダライタ2との間で通信を行う。具体的には、通信処理部12は、受信された変調信号を復調し、復調したデータを復号して、復号したデータを、当該通信処理部12が有する内部メモリに書き込む。また、通信処理部12は、リーダライタ2に送信するデータを内部メモリから読み出し、読み出したデータを符号化し、符号化したデータに基づいて搬送波を変調し、誘導結合によって磁気的に結合されたアンテナコイル11を介して変調された電波をリーダライタ2に送信する。
以上のような構成からなる無線通信システム100において、本実施形態に係るアンテナモジュール1は、様々な部材が集積される携帯型の通信用機器のスペースを効率よく利用して内蔵することができ、コストを抑えつつ良好な通信特性を確保するようにするため、図2に示すような構成を有している。以下では、アンテナモジュール1に係る構成に注目して説明する。
<アンテナモジュールの構成>
本実施形態に係るアンテナモジュール1のアンテナコイル11は、図2に示すような携帯電話機200において、この携帯電話機200の動作を制御する制御基板201の近傍に設けられたバッテリパック204が投入される二次電池投入部202の側面202aと、この携帯電話機200の筐体の壁面203との間に組み込まれる。また、アンテナコイル11の接続端子11aは、制御基板201に組み込まれる。なお、本実施形態に係るアンテナモジュール1は、二次電池投入部202と壁面203との間に設けられたスペースに組み込まれるが、携帯電話機200などの携帯型の通信用機器に内蔵される金属部材の側面に確保することができるスペースがあれば、このようなスペースに組み込むようにしてもよい。
このようにして、本実施形態に係るアンテナモジュール1は、二次電池投入部202などの金属部材の側面にアンテナコイル11を形成することで、様々な部材が集積される携帯電話機200などの携帯型の通信用機器のスペースを効率よく利用して内蔵することができる。
本実施形態では、携帯電話機200の具体的な形状として、二次電池投入部202の外形上を40[mm]×35[mm]の略矩形形状とし、二次電池投入部202の側面と筐体の壁面203との間には、幅が約1[mm]のスペースがあり、この形状的に制約されたスペースにアンテナコイル11が組み込まれるものとする。
また、アンテナコイル11は、汎用な材料を用いて、例えば変形等に起因するアンテナコイル11の電気的な特性の変化を抑えるため、二次電池投入部202の側面202aに、フラットケーブル111を、絶縁性接着剤により接着させながら捲回させることにより形成される。
ここで、一条のフラットケーブル111は、汎用な材料として、図3Aに示すような、一条の平角線301が絶縁体302で被覆された信号線が複数本並列して配置されているフレキシブルフラットケーブル300を単線化に加工することで得られる。
本実施形態では、良好な通信特性を確保するという観点から、平角線301の断面形状が0.3×0.1[mm]である点が好ましい点を考慮して、図3Bに示すような断面形状を有するフレキシブルフラットケーブル300を用いるものとする。
すなわち、フレキシブルフラットケーブル300は、図3Bに示すように、平角線301の長辺が0.3[mm]であり、絶縁体302を介して隣接する平角線301、301の線間隔が0.35[mm]であるものとする。
また、フレキシブルフラットケーブル300は、平角線301の短辺が0.1[mm]であり、平角線301の長辺方向に平行な面を基準として膜厚0.05[mm]の絶縁体が、それぞれ平角線301の両面に被覆されている。すなわち、フレキシブルフラットケーブル300は、その外形上の膜厚が0.2[mm]であるものとする。
このような形状からなるフレキシブルフラットケーブル300に対して、その長辺方向に等間隔となるように、幅が0.65[mm]の切れ込み線C1、C2、C3を設定する。そして、この切れ込み線C1、C2、C3に沿って、フレキシブルフラットケーブル300を切断することにより単線化することで、上述した一条のフラットケーブル111が複数本形成される。
このようにして、一条のフラットケーブル111は、汎用な材料であるフレキシブルフラットケーブル300を切断して単線化されることで、加工性が良く容易に形成することができる。
以上のようにしてフレキシブルフラットケーブル300を単線化して形成されたフラットケーブル111は、図4Aに示すようにして、外形上が40[mm]×35[mm]の略矩形形状からなる二次電池投入部202の側面202aに、例えばアクリル樹脂系接着剤(ADH)などの絶縁性接着剤112により接着されながら捲回されることで、アンテナコイル11として形成される。
ここで、アンテナコイル11を配置する際に、図4Aに示すように、アンテナコイル11の内側に配置される二次電池投入部202内部に投入されるバッテリパック204の表面とアンテナコイル11内側との距離が、0.5[mm]以上とすることが、良好な通信特性を確保するという点から好ましい。
具体的に、フラットケーブル111を二次電池投入部202の側面202aに捲回させる方法としては、次のタイプ1とタイプ2との2種類がある。
まず、タイプ1に係る方法により巻き線数3で形成されたアンテナコイル11の断面図を図4Bに示す。ここで、図4Bは、図4Aで示されるA-A’方向に切断した際の断面形状を示す図である。
すなわち、アンテナコイル11は、タイプ1に係る方法により、側面202aと、フラットケーブル111の平角線301の長辺とが平行となるように、フラットケーブル111を、絶縁性接着剤112により接着させながら、巻き線数3で捲回させることにより形成される。
また、タイプ2に係る方法により形成されたアンテナコイル11の断面図を図4Cに示す。ここで、図4Cは、図4Aで示されるA-A’方向に切断した際の断面形状を示す図である。
すなわち、アンテナコイル11は、タイプ2に係る方法により、側面202aに対して、フラットケーブル111の平角線301の長辺が垂直となるように、フラットケーブル111を、絶縁性接着剤112により接着させながら、巻き線数3で捲回させることにより形成される。
このようにして、アンテナコイル11は、フラットケーブル111を、絶縁性接着剤112により接着させながら捲回させることにより形成されるので、形状の安定化が図れるとともに、フラットケーブル111内部の平角線301の線間隔を精度良く調整することができる。特に、タイプ1に係る方法では、平角線301の長辺と側面202aとが平行なので、タイプ2に係る方法に比べて、側面202aに密接して引き回しやすく、制約されたスペースにおいて、より容易にアンテナコイル11を形成することができる。
なお、側面202aと筐体の壁面203との間のスペースにおいて、フラットケーブル111を捲回でき、良好な通信特性が確保できれば、巻き線数は上述した3に限定されず、例えば巻き線数が2~6の中で適宜選択するようにしてもよい。
上述したように、アンテナコイル11は、フラットケーブル111を、絶縁性接着剤112により接着させながら捲回させることにより、フラットケーブル111内部の平角線301の線間隔を精度良く調整することができる。
すなわち、アンテナコイル11では、当該アンテナコイル11を形成するフラットケーブル111の平角線301に、その長辺に平行な表面を基準とした膜厚が0.05[mm]のスペース材として、絶縁体302が被覆されている。さらに、アンテナコイル11では、絶縁体302の表面を基準とした膜厚d1のスペース材として、平角線301が被覆された絶縁体302の表面に絶縁性接着剤112により接着させながら捲回させることにより、フラットケーブル111内部の平角線301の線間隔を精度良く調整することができる。したがって、アンテナコイル11において、平角線301の線間隔dは、下記式で規定される。
d=0.1[mm]+d1
ここで、絶縁性接着剤112の厚みを変化させて平角線301の線間隔dを変化させたときの、アンテナコイル11の通信特性の変化について、下記の表1を用いて説明する。
なお、ωL/Rで表現される値であるQ値を評価指標として通信特性について評価するものとする。ω[rad/s]はアンテナコイル11の共振周波数であり、L[H]はアンテナコイル11のリアクタンス値であり、R[Ω]はアンテナコイル11の抵抗値である。また、リーダライタ2から発信される磁界の周波数は、RFIDなどの近距離無線通信で使用される代表的な磁界の発信周波数が13.56MHzであるものとする。このような通信環境において、リーダライタ2に対して、アンテナコイル11を離間させて通信を行える距離の上限値を最大通信可能距離とする。また、二次電池投入部202にはバッテリパック204が投入されているものとする。
例えば、好適な通信条件として、Q値を41.50以上とした場合には、二次電池投入部202の側面202aにフラットケーブル111が絶縁性接着剤112の膜厚d1を50[μm]以上にして捲回されることで良好な特性を有するアンテナコイル11を形成することができる。しかし、この絶縁性接着剤112の膜厚d1が150[μm]以上とした場合には、アンテナコイル11の外形上が大きくなるため、約1[mm]のスペースに組み込むという観点から好ましくない。したがって、50~150[μm]の範囲内で絶縁性接着剤の膜厚d1を選択する、すなわち、150~250[μm]の範囲内で平角線301の線間隔dを選択するように調整すれば、形状的な制約条件を満たしつつ特性上良好なアンテナコイル11を形成することができる。
また、本実施形態に係るアンテナモジュール1の通信特性について、下記のような比較対象と比較して評価するものとする。
第1の比較例に係るアンテナモジュールは、図6に示すような二次電池投入部202の側面202aに断面形状が円形のワイヤーケーブル400を領域Sで示すようにハーネス上に絡ませて形成したアンテナコイル401を有するものである。
第2の比較例に係るアンテナモジュールは、0.3×0.1[mm]の平角線が絶縁材を介して3本平行に並んだフレキシブルフラットケーブルを、平角線の長辺方向が二次電池投入部の側面と直交するように捲回したものである。さらにこのフレキシブルフラットケーブルは、磁界が放射されてくる方向の反対側の面に、リーダライタから発信される磁界をアンテナコイルに引き込むため、周波数13.56MHzでμ’が40、μ”が1となる透磁特性を有し、膜厚が250μmの磁性シートが貼り付けられている。
第3の比較例に係るアンテナモジュールは、第2の比較例に係るアンテナモジュールに対して磁性シートが設けられていないものである。
このような比較例に対して、本実施形態の実施例として、Q値が42以上となるようにタイプ1、2による方法により形成したアンテナコイル11を備えるアンテナモジュール1を、それぞれ第1、第2の実施例とする。
上述した比較例が3種類、実施例が2種類の合計5種類のアンテナモジュールのアンテナコイルについて、下記の表2により特性を示す。
また、第2の比較例と第3の比較例とを比較すると、磁性シートが設けられている第2の比較例に係るアンテナモジュールが、好適なQ値を実現できている。しかし、第2、第3の実施例に係るアンテナモジュールは、外形上の幅が2mm程度あり、上述したようにスペースが1[mm]に形成しなければ行けないという形状上の制約を満たすことができない。また、第2の比較例に係るアンテナモジュールは、磁性シートを付けていることによりコスト的には高くなる。
これらの比較例に対して、第1、第2の実施例に係るアンテナモジュールは、寸法上、外形上の幅を1[mm]以下にすることができる。また、第1、第2の実施例に係るアンテナモジュールは、特性的には平角線を重ねる構造のためインダクタンスが高くなり、また、適切に線間隔dを調整することにより抵抗値Rの値を低く抑えることができ、結果として磁性シートをつけないでも好適な通信特性が実現されている。
次に図7を参照して、リーダライタとの間で誘導結合しているときの通信特性について説明する。ここで、横軸には、通信に用いられる磁界の周波数を示し、縦軸には、周波数に応じた最大通信可能距離を示している。なお、リーダライタから発信される磁界の周波数は、上述したように13.56MHzであるが、誘導結合により通信が行われているときには、13.56MHzよりも高い周波数、例えば13.86MHzまでの磁界の成分まで用いて通信が行われる。
図7から明らかなように、第1、第2の実施例に係るアンテナモジュールは、第1の比較例に係るアンテナモジュールに比べて、計測対象となった全ての周波数帯域において特性上高い傾向がある。これは、上述したように、第1、第2の実施例に係るアンテナモジュールの方が、第1の比較例に係るアンテナモジュールに比べて、導体の間隔を精度良く調整して密に捲回することができるからである。
また、第1、第2の実施例に係るアンテナモジュールは、磁性シートが設けられている第2の比較例に係るアンテナモジュールと同様の通信特性が実現されている。よって、第1、第2の実施例に係るアンテナモジュールは、磁性シートを設けなくても良好な通信特性を得ることができ、磁性シートを用いたアンテナモジュールに比べてよりコストを抑えることができる。
以上のように第1、第2の実施例で示したように、本実施形態に係るアンテナモジュール1は、汎用な材料を用いて、例えば変形等に起因するアンテナコイルの電気的な特性の変化を抑えることができ、結果として、コストを抑えつつ特性上良好なアンテナ構造体を、様々な部材が集積される携帯型の通信用機器のスペースを効率よく利用して内蔵することができる。
Claims (5)
- 通信用機器に内蔵され、磁界を発信する発信器と誘導結合されて通信可能となるアンテナ構造体において、
上記通信用機器に内蔵される金属部材の側面に、一条の平角線が絶縁体で被覆されたフラットケーブルを、絶縁性接着剤により接着させながら捲回させることにより形成されるアンテナ構造体。 - 上記絶縁性接着剤が、アクリル樹脂系接着剤であり、
上記平角線は、その長辺が略0.3[mm]、短辺が略0.1[mm]であり、
上記絶縁性接着剤により接着されるフラットケーブル内の導線間隔が、150~250[μm]であり、
上記二次電池投入部の側面に、一条の平角線が絶縁体で被覆されたフラットケーブルを、絶縁性接着剤により接着させながら捲回させることにより形成され、発信周波数が13.56[MHz]の磁界を発信する上記発信器と誘導結合されて通信可能となる請求項1記載のアンテナ構造体。 - 上記通信用機器に内蔵される金属部材の側面に対して、当該フラットケーブルの平板型の導線の厚さ方向が直交するように、上記フラットケーブルを、絶縁性接着剤により接着させながら捲回させることにより形成される請求項1又は2記載のアンテナ構造体。
- 通信用機器に内蔵され、磁界を発信する発信器と誘導結合されて通信可能となるアンテナ構造体の製造方法において、
上記通信用機器に内蔵される金属部材の側面に、一条の平角線が絶縁体で被覆されたフラットケーブルを、絶縁性接着剤により接着させながら捲回させて上記アンテナ構造体を形成するアンテナ構造体の製造方法。 - 磁界を発信する発信器と誘導結合されて通信可能となるアンテナ構造体を内蔵する通信用機器において、
当該機器に内蔵される金属部材を備え、
上記アンテナ構造体は、上記金属部材の側面に、一条の平角線が絶縁体で被覆されたフラットケーブルを、絶縁性接着剤により接着させながら捲回させることにより形成される通信用機器。
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JP2005333244A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Mitsubishi Electric Corp | 携帯電話機 |
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JP2008228252A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-09-25 | Sony Corp | Rfid用アンテナ |
WO2008146671A1 (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Sony Chemical & Information Device Corporation | Rfid用アンテナ及び携帯通信機器 |
WO2008156079A1 (ja) * | 2007-06-21 | 2008-12-24 | Sony Chemical & Information Device Corporation | 磁性シート及び磁性シートの製造方法、並びに、アンテナ及び携帯通信機器 |
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Patent Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JP2005333244A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Mitsubishi Electric Corp | 携帯電話機 |
JP2006155571A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-06-15 | Lintec Corp | Icタグ |
JP2008228252A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-09-25 | Sony Corp | Rfid用アンテナ |
WO2008146671A1 (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Sony Chemical & Information Device Corporation | Rfid用アンテナ及び携帯通信機器 |
WO2008156079A1 (ja) * | 2007-06-21 | 2008-12-24 | Sony Chemical & Information Device Corporation | 磁性シート及び磁性シートの製造方法、並びに、アンテナ及び携帯通信機器 |
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