WO2013035820A1 - アンテナ装置、ｒｆｉｄタグおよびアンテナ装置付き金属物品 - Google Patents

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WO2013035820A1
WO2013035820A1 PCT/JP2012/072847 JP2012072847W WO2013035820A1 WO 2013035820 A1 WO2013035820 A1 WO 2013035820A1 JP 2012072847 W JP2012072847 W JP 2012072847W WO 2013035820 A1 WO2013035820 A1 WO 2013035820A1
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WO
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magnetic sheet
antenna
magnetic
sheet
rfid tag
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PCT/JP2012/072847
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French (fr)
Inventor
加藤登
中野信一
Original Assignee
株式会社村田製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H01Q7/06—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop with core of ferromagnetic material
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07771—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card the record carrier comprising means for minimising adverse effects on the data communication capability of the record carrier, e.g. minimising Eddy currents induced in a proximate metal or otherwise electromagnetically interfering object
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H01Q1/2216—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in interrogator/reader equipment

Definitions

  • the present invention relates to an antenna device, an RFID tag, and a metal article with an antenna device.
  • An RFID system that communicates between a reader / writer and an RFID (Radio Frequency Identification) tag in a non-contact manner and transmits information between the reader / writer and the RFID tag has become widespread.
  • an HF band RFID system using a 13 MHz band and a UHF band RFID system using a 900 MHz band are generally used.
  • An RFID tag used in the HF band generally includes a planar coil antenna for transmitting and receiving an RFIC (Radio Frequency Integrated Circuit) chip for processing a radio signal.
  • RFIC Radio Frequency Integrated Circuit
  • the above-mentioned problem is not limited to the RFID tag but also occurs in an antenna device using a planar coil antenna.
  • Patent Document 1 a technique is known in which a magnetic material such as ferrite is sandwiched between a coil antenna and an object to be attached.
  • FIG. 19A is a perspective view of the reader / writer antenna shown in Patent Document 1
  • FIG. 19B is a cross-sectional view of the A-A ′ portion in FIG. 19A.
  • a soft magnetic material 5 is disposed between an antenna coil 4 whose both ends are connected to an electronic circuit 8 and a metal surface 6.
  • the magnetic flux 9 generated in the antenna coil 4 passes through the soft magnetic material 5 and hardly reaches the inside of the metal surface 6, and thus is caused by the eddy current generated in the metal surface 6. A change in resonance frequency and an increase in loss are suppressed.
  • the magnetic flux does not pass through the antenna coil when the magnetic flux enters from the side as shown in FIG. 19C. It escapes from the magnetic material and does not contribute to the electromotive force of the antenna coil. That is, a sufficient communication distance may not be ensured depending on the positional relationship with the communication partner antenna (reader / writer antenna).
  • An object of the present invention is to provide an RFID tag and a metal article with an RFID tag that can contribute to electromotive force.
  • the antenna device of the present invention In an antenna device including an antenna coil and a magnetic sheet,
  • the magnetic sheet is composed of a first magnetic sheet and a second magnetic sheet disposed on the second surface side of the antenna coil, and a third magnetic sheet disposed on the first surface side of the antenna coil. And On the second surface side of the antenna coil, there is a portion where the first magnetic sheet and the second magnetic sheet are not arranged in the region inside the antenna coil. A part of the first magnetic sheet and a part of the second magnetic sheet are opposed to the third magnetic sheet through the antenna coil.
  • At least one of the facing position between the third magnetic sheet and the first magnetic sheet or the facing position between the third magnetic sheet and the second magnetic sheet is the base sheet. It is preferable that the opposing magnetic sheet is joined or abutted in the area inside the antenna coil.
  • the third magnetic sheet has a complementary shape or a substantially complementary shape with respect to the first magnetic sheet and the second magnetic sheet.
  • the first magnetic sheet, the second magnetic sheet, or the third magnetic sheet has a notch formed as necessary.
  • the notch is formed in a region inside the antenna coil of the first magnetic sheet or the second magnetic sheet, and the first magnetic sheet and the second magnetic sheet are It is preferable that they are integrated.
  • the third magnetic material sheet may include a plurality thereof.
  • the RFID tag of the present invention is configured by including the RFID tag circuit in the power feeding device of (7).
  • An RFID tag-attached metal article includes the antenna device according to any one of (1) to (7) and a metal article, and the second surface side of the antenna coil is the metal article side. Thus, the antenna device is attached to the surface of the metal article.
  • the antenna device even when the antenna device is affixed to the surface of a metal article, it is possible to block the magnetic flux that enters the metal and suppress the generation of eddy currents. Since it contributes to the electromotive force of the antenna coil, a sufficient communication distance can be ensured even when the communication partner antenna (for example, the reader / writer antenna) is located on the side of the antenna device.
  • the communication partner antenna for example, the reader / writer antenna
  • FIG. 1A is an external perspective view of the RFID tag 101 according to the first embodiment, and FIG. 1B is an exploded perspective view thereof.
  • FIG. 2A is an exploded perspective view showing the relationship between the antenna coil 11 formed on the first main surface of the base sheet 10 and the antenna coil 12 formed on the second main surface of the base sheet 10.
  • FIG. 2B is an equivalent circuit diagram in a state where the two antenna coils 11 and 12 face each other with the base material sheet 10 interposed therebetween.
  • FIGS. 3A and 3B are views showing the magnetic coupling state between the RFID tag 101 attached to the metal article 40 and the reader / writer antenna with a path of magnetic flux.
  • 4A is an external perspective view of the RFID tag 102 of the second embodiment, and FIG. 4B is an exploded perspective view thereof.
  • FIG. 4A is an external perspective view of the RFID tag 102 of the second embodiment
  • FIG. 4B is an exploded perspective view thereof.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are diagrams showing the magnetic coupling state between the RFID tag 102 attached to the metal article 40 and the reader / writer antenna with a path of magnetic flux.
  • FIG. 6 is an external perspective view of the RFID tag 103 according to the third embodiment.
  • FIG. 7 is an external perspective view of the RFID tag 104 of the fourth embodiment.
  • FIG. 8 is an external perspective view of the RFID tag 105 of the fifth embodiment.
  • FIG. 9 is an external perspective view of the RFID tag 106 according to the sixth embodiment.
  • FIG. 10 is an external perspective view of the RFID tag 107 according to the seventh embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the main part of the antenna device of the eighth embodiment and a communication terminal device including the antenna device.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the main part of the antenna device of the ninth embodiment and a communication terminal device including the antenna device.
  • FIG. 13A is an external perspective view of the RFID tag 110 according to the tenth embodiment.
  • FIG. 13B is an external perspective view of another RFID tag 111 according to the tenth embodiment.
  • 14A and 14B are views showing the magnetic coupling between the RFID tag 110 affixed to the metal article 40 and the reader / writer antenna with a path of magnetic flux.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the main part of the antenna device of the tenth embodiment and a communication terminal device including the antenna device.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the main part of the antenna device of the eleventh embodiment and a communication terminal device including the antenna device.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of a main part of a communication terminal apparatus according to the twelfth embodiment.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the main part of another communication terminal apparatus according to the twelfth embodiment.
  • 19A is a perspective view of the reader / writer antenna disclosed in Patent Document 1
  • FIG. 19B is a cross-sectional view of the AA ′ portion in FIG. 19A
  • FIG. 19C is the antenna. It is a figure which shows the passage route of the magnetic flux in case magnetic flux enters from the side surface direction.
  • FIG. 1A is an external perspective view of the RFID tag 101 according to the first embodiment
  • FIG. 1B is an exploded perspective view thereof.
  • the RFID tag 101 includes a base sheet 10, an antenna coil 11, a first magnetic sheet 21, a second magnetic sheet 22, and a third magnetic sheet 23 and an antenna device and a power feeding device 30.
  • the antenna coil 11 is formed on the first main surface (the upper surface in FIGS. 1A and 1B) of the base sheet 10.
  • An antenna coil is also formed on the second main surface (the lower surface in FIGS. 1A and 1B).
  • the power feeding device 30 is mounted on the base sheet 10.
  • the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet 22 are arranged on the second main surface side of the base sheet 10.
  • the third magnetic sheet 23 is disposed on the first main surface side of the base sheet 10.
  • the third magnetic sheet 23 has a complementary shape or a substantially complementary shape with respect to the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet 22. That is, in the area inside the antenna coil 11, the third magnetic sheet 23 is close so as to cover the area where the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet 22 are not close.
  • the base sheet 10 is a polyimide film or a PET film
  • the antenna coil 11 is a conductor pattern made of Cu or the like formed on the first main surface of the base sheet 10.
  • an antenna coil is also formed on the second main surface of the base sheet 10.
  • Each of the first magnetic sheet 21, the second magnetic sheet 22, and the third magnetic sheet 23 is a ferrite sheet.
  • the power feeding device 30 is a module in which an RFIC chip 31 is mounted on a power feeding coil element 32.
  • the feeding coil element 32 is magnetically coupled to the antenna coil 11 and also performs impedance matching between the RFIC chip 31 and the antenna coil 11.
  • the power feeding device 30 is particularly arranged at a corner of the rectangular spiral antenna coil 11.
  • FIG. 2A is an exploded perspective view showing the relationship between the antenna coil 11 formed on the first main surface of the base sheet 10 and the antenna coil 12 formed on the second main surface of the base sheet 10. is there.
  • FIG. 2B is an equivalent circuit diagram in a state where the two antenna coils 11 and 12 face each other with the base material sheet 10 interposed therebetween.
  • the antenna coil 11 and the antenna coil 12 are patterned in a rectangular spiral shape.
  • the winding direction of the antenna coil 11 and the winding direction of the antenna coil 12 are opposite (the same direction when seen from one direction), and both are electromagnetically coupled.
  • an inductor L11 represents the inductance by the antenna coil 11 by a symbol
  • an inductor L12 represents the inductance by the antenna coil 12 by a symbol.
  • Capacitors C1 and C2 represent the capacitance generated between the antenna coils 11 and 12 by a lumped constant symbol.
  • the antenna coils 11 and 12 constitute an LC circuit.
  • the power feeding device 30 is electromagnetically coupled to the antenna coils 11 and 12 so that the antenna coils 11 and 12 function as HF band antennas.
  • the inductor L32 represents the inductance due to the feeding coil element 32 by a symbol
  • the capacitor CIC represents the capacitance connected to the feeding coil element 32 such as a parasitic capacitance of the RFIC chip 31 by a symbol.
  • the inductor L32 is electromagnetically coupled to the inductors L11 and L12.
  • the inductor L32 and the capacitor CIC resonate with each other.
  • the RFIC chip 31 is coupled to the LC circuit by the antenna coils 11 and 12 in an impedance matching state.
  • 3 (A) and 3 (B) are views showing the magnetic coupling state between the RFID tag 101 attached to the metal article 40 and the reader / writer antenna by the path of magnetic flux.
  • 3A shows a state in which the reader / writer antenna faces the RFID tag 101
  • FIG. 3B shows a state in which the reader / writer antenna is on the side of the RFID tag 101.
  • the magnetic flux of the reader / writer antenna when the magnetic flux of the reader / writer antenna enters from the right oblique direction with respect to the third magnetic sheet 23 or from the right side, the magnetic flux is the first magnetic material. Exit through body sheet 21. When the magnetic flux of the reader / writer antenna enters the third magnetic sheet 23 from the left oblique direction or enters from the left side, the magnetic flux passes through the second magnetic sheet 22. Therefore, these magnetic fluxes are linked with the antenna coils 11 and 12.
  • the incident angle of the magnetic flux with respect to the RFID tag 101 is expressed by the coordinate axis shown in FIG. 1A
  • the incident angle in the zx plane in the zx plane
  • the angle ⁇ ) formed with the z-axis is approximately 90 ° or ⁇ 90 °.
  • the RFID tag 101 When mounting other components such as chip components on the article in the region where the RFID tag 101 is disposed, it may be mounted at a position (space) between the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet 22. it can. That is, another component such as a chip component can be mounted on a substrate on which the RFID tag 101 is disposed or a metal article.
  • FIG. 4A is an external perspective view of the RFID tag 102 of the second embodiment
  • FIG. 4B is an exploded perspective view thereof.
  • the RFID tag 102 includes a base sheet 10, an antenna coil 11, a first magnetic sheet 21, a second magnetic sheet 22, and a third magnetic sheet 23 and an antenna device and a power feeding device 30.
  • the antenna coil 11 is formed on the first main surface (upper surface in FIGS. 4A and 4B) of the base sheet 10.
  • An antenna coil is also formed on the second main surface (the lower surface in FIGS. 4A and 4B).
  • the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet 22 are disposed on the second main surface side of the base sheet 10.
  • the third magnetic sheet 23 is disposed on the first main surface side of the base sheet 10.
  • the power feeding device 30 is mounted on the base sheet 10.
  • openings A1 and A2 are formed in the base sheet 10.
  • Other configurations are the same as those shown in the first embodiment.
  • the opening A1 is formed at a position where the third magnetic sheet 23 and the first magnetic sheet 21 are opposed to each other, and the opening A2 is formed at a position where the third magnetic sheet 23 and the second magnetic sheet 22 are opposed to each other. Yes. Therefore, the third magnetic sheet 23 and the first magnetic sheet 21 are particularly opposed to each other through the opening A1, and the third magnetic sheet 23 and the second magnetic sheet 22 are particularly disposed through the opening A2. Facing each other.
  • FIG. 5 (A) and 5 (B) are views showing a magnetic coupling state between the RFID tag 102 attached to the metal article 40 and the reader / writer antenna by a path of magnetic flux.
  • FIG. 5A shows a state in which the reader / writer antenna faces the RFID tag 102
  • FIG. 5B shows a state in which the reader / writer antenna is in the lateral direction of the RFID tag 102.
  • the third magnetic sheet 23 is joined or abutted to the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet through the openings A1 and A2, respectively, the magnetic sheet is continuously formed through the openings A1 and A2.
  • the magnetic resistance becomes small and the magnetic flux easily passes. Therefore, a communication distance can be secured more.
  • FIG. 6 is an external perspective view of the RFID tag 103 according to the third embodiment.
  • the RFID tag 103 includes an antenna device and a power feeding device 30 that include a base sheet 10, an antenna coil 11, a first magnetic sheet 21, a second magnetic sheet 22, and a third magnetic sheet 23.
  • the antenna coil 11 is formed on the first main surface (upper surface in FIG. 6) of the base sheet 10.
  • An antenna coil is also formed on the second main surface (the lower surface in FIG. 6).
  • the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet 22 are disposed on the second main surface side of the base sheet 10.
  • the third magnetic sheet 23 is disposed on the first main surface side of the base sheet 10.
  • the power feeding device 30 is mounted on the base sheet 10.
  • the first magnetic sheet 21 has a cutout D1 and the second magnetic sheet 22 has a cutout D2.
  • Other configurations are the same as those shown in the first embodiment.
  • the position (space) of the notch D1 of the first magnetic sheet 21 or the notch D2 of the second magnetic sheet 22 when other parts such as chip parts are mounted on the article in the region where the RFID tag 103 is disposed. Can be implemented. That is, it becomes easier to secure a region where other components such as a chip component can be mounted on a substrate on which the RFID tag 103 is disposed or a metal article as compared with the first and second embodiments.
  • an opening may be formed at the position of the base sheet 10 corresponding to the position of the notch D1 of the first magnetic sheet 21 or the notch D2 of the second magnetic sheet 22.
  • FIG. 7 is an external perspective view of the RFID tag 104 of the fourth embodiment.
  • the RFID tag 104 includes a base sheet 10, an antenna coil 11, a first magnetic sheet 21, a second magnetic sheet 22, and a third magnetic sheet 23 and an antenna device and a power feeding device 30.
  • the difference from the RFID tag 101 shown in FIGS. 1A and 1B is the shape of the third magnetic sheet 23.
  • the third magnetic sheet 23 has notches D31, D32, D33, and D34 at four corners. Other configurations are the same as those shown in the first embodiment.
  • the third magnetic sheet 23 is disposed on the first main surface side of the base sheet 10.
  • the third magnetic sheet 23 has a complementary shape or a substantially complementary shape with respect to the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet 22.
  • FIG. 8 is an external perspective view of the RFID tag 105 of the fifth embodiment.
  • the RFID tag 105 includes a base sheet 10, an antenna coil 11, first and second integrated magnetic sheets 20, and a third magnetic sheet 23 and an antenna device and a power feeding device 30.
  • the first and second integrated magnetic sheets 20 are obtained by integrating the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet 22 shown in FIG.
  • a cutout (opening) D20 is formed in the center of the first and second integrated magnetic sheets 20.
  • An antenna coil is formed on the base sheet 10 so as to wind around the notch (opening) D20.
  • the antenna coil 11 is formed on the first main surface of the base sheet 10.
  • an antenna coil is also formed on the second main surface of the base sheet 10.
  • the position of the base material sheet 10 corresponding to the position of the notch D20 of the first / second integrated magnetic sheet 20 may be opened.
  • the first magnetic sheet and the second magnetic sheet may be integrated.
  • a chip component or the like can be mounted on a substrate or a metal article on which the RFID tag 105 is disposed in the notch (opening) D20. Therefore, it is easy to secure an area where other components such as chip components can be mounted.
  • FIG. 9 is an external perspective view of the RFID tag 106 according to the sixth embodiment.
  • the RFID tag 106 includes a base sheet 10, an antenna coil 11, first and second integrated magnetic sheets 20, and a third magnetic sheet 23 and an antenna device and a power feeding device 30.
  • the first and second integrated magnetic sheets 20 are obtained by integrating the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet 22 shown in FIG.
  • a cutout (opening) D20 is formed in the center of the first and second integrated magnetic sheets 20.
  • An antenna coil is formed on the base sheet 10 so as to wind around the notch (opening) D20.
  • the antenna coil 11 is formed on the first main surface of the base sheet 10.
  • an antenna coil is also formed on the second main surface of the base sheet 10.
  • the third magnetic sheet 23 is disposed inside the antenna coil.
  • the third magnetic sheet 23 may be disposed only inside the antenna coil.
  • a chip component or the like can be mounted on a substrate or a metal article on which the RFID tag 105 is disposed in the notch (opening) D20. Therefore, it is easy to secure an area where other components such as chip components can be mounted.
  • the third magnetic sheet 23 is disposed inside the antenna coil 11, the mounting position flexibility for mounting other components such as chip components on the base sheet 10 and the antenna coil 11 is high.
  • FIG. 10 is an external perspective view of the RFID tag 107 according to the seventh embodiment.
  • the RFID tag 107 includes a base sheet 10, an antenna coil 11, a first magnetic sheet 21, a second magnetic sheet 22, and third magnetic sheets 23 ⁇ / b> A and 23 ⁇ / b> B and an antenna device and a power feeding device 30.
  • the third magnetic sheets 23A and 23B correspond to the third magnetic sheet 23 shown in FIG. Other configurations are the same as those shown in the first embodiment.
  • the third magnetic sheet 23 may be composed of a plurality of magnetic sheets.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the main part of the antenna device of the eighth embodiment and a communication terminal device including the antenna device.
  • This communication terminal device is, for example, a mobile phone terminal having an NFC (Near Field Communication) function.
  • An antenna device 91, a power feeding device 30, a metal article 40, a printed wiring board 50, and the like are provided in a housing 60 of the communication terminal device.
  • the antenna device 91 is affixed to the metal article 40 via a double-sided adhesive sheet.
  • the configuration of the antenna device 91 is the same as the portion other than the power feeding device 30 in the RFID tag 101 shown in the first embodiment.
  • the power feeding device 30 is a module in which an RFIC chip is mounted on a power feeding coil element. This RFIC chip has a power feeding circuit and an NFC communication function.
  • the metal article 40 is, for example, a battery pack.
  • the communication terminal devices When performing short-range communication between the communication terminal devices shown in FIG. 11, the communication terminal devices are faced so that the surfaces on the third magnetic sheet 23 side face each other. In this state, the magnetic flux shown in FIG. 11 passes and communication is performed.
  • the metal article 40 can be similarly applied to a liquid crystal display having a shield plate on the back, in addition to the battery pack.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the main part of the antenna device of the ninth embodiment and a communication terminal device including the antenna device.
  • This communication terminal device is, for example, a mobile phone terminal having an NFC function.
  • An antenna device 91, a power feeding device 30, a printed wiring board 50, and the like are provided in a housing 60 of the communication terminal device.
  • the housing 60 is a resin molded body, and the antenna device 91 is attached to the inner surface of the housing 60 via a double-sided adhesive sheet.
  • the configuration of the antenna device 91 is the same as the portion other than the power feeding device 30 in the RFID tag 101 shown in the first embodiment.
  • the power feeding device 30 is a module in which an RFIC chip is mounted on a power feeding coil element. This RFIC chip has a power feeding circuit and an NFC communication function. However, unlike the example shown in FIG. 11, the power feeding device 30 is mounted on the printed wiring board 50.
  • the power feeding device 30 and the antenna coils 11 and 12 of the antenna device 91 are electromagnetically coupled (mainly magnetic field coupling). In other words, the power feeding device 30 is disposed on the printed wiring board 50 so as to be electromagnetically coupled to the antenna coils 11 and 12 of the antenna device 91.
  • the power feeding device 30 may be arranged separately from the antenna device 91.
  • an antenna device including an antenna coil and a feeding coil element, in which the antenna coil particularly acts as a resonance booster, a magnetic sheet is disposed on a part of the front and back surfaces of the resonance booster.
  • the present invention is not limited to an antenna device provided with a resonance booster.
  • FIG. 13A is an external perspective view of the RFID tag 110 according to the tenth embodiment.
  • the RFID tag 110 includes a first magnetic sheet 21, a second magnetic sheet 22, a third magnetic sheet 23, and an antenna coil 71.
  • the antenna coil 71 is formed in the resin base material part 70 so that it may become a rectangular spiral shape.
  • the antenna coil 71 may be formed by etching a conductor layer formed on a flexible substrate, or may be formed by MID (Molded Interconnect Devices) technology.
  • MID is a product in which a conductive pattern made of copper foil or the like is formed on the surface or inside of a molded product of resin or ceramics using a mold.
  • the end of the antenna coil 71 is a terminal 71E for external connection.
  • a spring pin abuts on the terminal 71E and is electrically connected.
  • the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet 22 are disposed on the second surface (the lower surface in FIG. 13A) side of the antenna coil 71.
  • the third magnetic sheet 23 is disposed on the first surface (upper surface in FIG. 13A) side of the antenna coil 71.
  • the third magnetic sheet 23 has a complementary shape or a substantially complementary shape with respect to the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet 22. That is, in the area inside the antenna coil 71, the third magnetic sheet 23 is close to cover the area where the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet 22 are not close.
  • Each of the first magnetic sheet 21, the second magnetic sheet 22, and the third magnetic sheet 23 is a ferrite sheet.
  • FIGS. 14A and 14B are views showing the magnetic coupling state between the RFID tag 110 attached to the metal article 40 and the reader / writer antenna by the path of the magnetic flux.
  • 14A shows a state in which the reader / writer antenna faces the RFID tag 110
  • FIG. 14B shows a state in which the reader / writer antenna is on the side of the RFID tag 110.
  • FIG. 14A shows a state in which the reader / writer antenna faces the RFID tag 110
  • FIG. 14B shows a state in which the reader / writer antenna is on the side of the RFID tag 110.
  • the magnetic flux of the reader / writer antenna when the magnetic flux of the reader / writer antenna enters the third magnetic sheet 23 from the right oblique direction or from the right side, the magnetic flux is the first magnetic material. Exit through body sheet 21. When the magnetic flux of the reader / writer antenna enters the third magnetic sheet 23 from the left oblique direction or enters from the left side, the magnetic flux passes through the second magnetic sheet 22. Therefore, these magnetic fluxes link with the antenna coil 71.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the main part of the antenna device of the tenth embodiment and a communication terminal device including the antenna device.
  • An RFID tag 110, a metal article 40, a printed wiring board 50, and the like are provided in a housing 60 of the communication terminal device.
  • the RFID tag 110 is attached to a metal article 40 such as a battery pack or the back surface of an LCD via a double-sided adhesive sheet.
  • the circuit on the printed wiring board 50 and the terminal 71E of the RFID tag 110 are connected via a lead wire 81.
  • FIG. 13B is an external perspective view of another RFID tag 111 according to the tenth embodiment. What is different from the RFID tag shown in FIG. 13A is the drawing position of the terminal 71E. Other configurations are the same as those of the RFID tag 110. In this way, the terminal 71E may be pulled out to the vicinity of the end side of the resin base material portion 70 and connected to the connector provided on the mounting destination board.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the main part of the antenna device of the eleventh embodiment and a communication terminal device including the antenna device.
  • An RFID tag 110, a printed wiring board 50, and the like are provided in a housing 60 of the communication terminal device.
  • the housing 60 is a resin molded body, and the RFID tag 110 is attached to the inner surface of the housing 60 via a double-sided adhesive sheet.
  • a spring pin 82 is formed on the printed wiring board 50 and is configured to contact the terminal 71E of the RFID tag 110 in a state where the communication terminal device is assembled.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of a main part of a communication terminal apparatus according to the twelfth embodiment. What is different from the communication terminal device shown in FIG. 15 is the shapes of the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet 22. In the example shown in FIG. 17, the magnetic sheets 21 and 22 are arranged (attached) along the metal body 40.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the main part of another communication terminal apparatus according to the twelfth embodiment. What is different from the communication terminal apparatus shown in FIG. 16 is the shapes of the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet 22. In the example shown in FIG. 18, the magnetic sheets 21 and 22 are arranged (attached) along the inner surface of the housing 60.
  • FIG. 17 Although the example in which only the edge part of the magnetic material sheets 21 and 22 became a curved surface was shown, you may become a curved surface as a whole.
  • the magnetic field distribution is widened, and the communicable range in the surface direction with the communication partner apparatus is widened.
  • the antenna coil is formed on both surfaces of the base sheet 10 so that the antenna coil 11 and the antenna coil 12 face each other through the base sheet 10.
  • An example in which the coil 12 is electromagnetically coupled is shown.
  • the antenna coil may be formed only on the first main surface or only on the second main surface of the base sheet.
  • the feeding circuit may be configured to feed power directly to the two ends of the loop-shaped or spiral-shaped antenna coil.
  • the metal article in the present application is not limited to a metal article, and a printed circuit board on which a planar conductor that is spread in a planar shape is formed, a mixed molded product of resin and metal powder, and a metal sheet on a resin article.
  • molded articles batteries that contain metal parts in cases, liquid crystal displays, and the like. That is, it includes articles that may cause eddy currents that cancel the magnetic field change of the coil antenna due to the presence of metal.

Abstract

　ＲＦＩＤタグ（１０１）は、基材シート（１０）、アンテナコイル（１１，１２）、第１磁性体シート（２１）、第２磁性体シート（２２）および第３磁性体シート（２３）を備えている。第１磁性体シート（２１）および第２磁性体シート（２２）は基材シート（１０）の第２主面側に配置されている。第３磁性体シート（２３）は、基材シート（１０）の第１主面側に配置されている。リーダ・ライターアンテナの磁束が第３磁性体シート２３に対して右斜め方向から入る場合または右側部から入る場合、その磁束は、第１磁性体シート（２１）を通って抜けることにより、アンテナコイル（１１，１２）と鎖交する。これにより、金属物品の表面に貼り付けられたとしても、金属に入ろうとする磁束を遮断して、渦電流の発生を抑え、さらに、側面方向からの磁束もアンテナコイルの起電力に寄与できる。

Description

アンテナ装置、ＲＦＩＤタグおよびアンテナ装置付き金属物品
　本発明は、アンテナ装置、ＲＦＩＤタグおよびアンテナ装置付き金属物品に関する。
　リーダライタとＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグとを非接触方式で通信し、リーダライタとＲＦＩＤタグとの間で情報を伝達するＲＦＩＤシステムが普及している。ＲＦＩＤシステムとしては、１３ＭＨｚ帯を利用したＨＦ帯ＲＦＩＤシステム、９００ＭＨｚ帯を利用したＵＨＦ帯ＲＦＩＤシステムが一般的である。
　ＨＦ帯で利用されるＲＦＩＤタグは、無線信号を処理するためのＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）チップと無線信号を送受するために、一般に平面状コイルアンテナを備える。しかし、平面状コイルアンテナを利用する場合、ＲＦＩＤタグの近傍に金属があると、特に貼り付け対象物品が金属であると、この金属にコイルアンテナの磁界変化を打ち消すような渦電流が生じてしまうため、十分な通信距離を確保することが難しくなる。
　上述の問題はＲＦＩＤタグに限らず、平面コイルアンテナを用いたアンテナ装置についても同様に生じる。
　そこで、たとえば特許文献１に記載されているように、コイルアンテナと貼り付け対象物との間にフェライト等の磁性体を挟み込んでおく、という手法が知られている。
　図１９（Ａ）は特許文献１に示されているリーダライタ用アンテナの斜視図、図１９（Ｂ）は図１９（Ａ）におけるＡ－Ａ’部分の断面図である。このリーダライタ用アンテナは、両端が電子回路８に接続されるアンテナコイル４と金属面６との間に軟磁性材５が配置されている。図１９（Ｂ）に示すように、アンテナコイル４で発生する磁束９は軟磁性材５内部を通過し、金属面６の内部にほとんど到達しないため、金属面６で発生する渦電流に起因する共振周波数の変化や損失の増加が抑制される。
特開２００４－１６６１７５号公報
　しかし、図１９（Ａ）に示される構造のアンテナをＲＦＩＤタグに適用すると、図１９（Ｃ）に示すように側面方向から磁束が入るような場合に、その磁束はアンテナコイルを通過することなく磁性体を抜けてしまい、アンテナコイルの起電力に寄与しない。すなわち、通信相手のアンテナ（リーダライタアンテナ）に対する位置関係によっては、十分な通信距離を確保できないことがある。
　そこで、本発明は、金属物品の表面に貼り付けられたとしても、金属に入ろうとする磁束を遮断して、渦電流の発生を抑えることができ、さらに、側面方向からの磁束もアンテナコイルの起電力に寄与できるようにしたＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤタグ付き金属物品を提供することを目的としている。
（１）本発明のアンテナ装置は、
　アンテナコイルおよび磁性体シートを備えたアンテナ装置において、
　前記磁性体シートは、前記アンテナコイルの第２面側に配置された第１磁性体シートおよび第２磁性体シート、ならびに前記アンテナコイルの第１面側に配置された第３磁性体シートで構成され、
　前記アンテナコイルの第２面側には前記アンテナコイルの内側の領域で前記第１磁性体シートおよび前記第２磁性体シートが配置されない部分を有し、
　前記第１磁性体シートの一部および前記第２磁性体シートの一部は前記アンテナコイルを介して前記第３磁性体シートに対向していることを特徴としている。
（２）前記第３磁性体シートと前記第１磁性体シートとの対向位置または前記第３磁性体シートと前記第２磁性体シートとの対向位置の少なくとも一方は、前記基材シートのうち前記アンテナコイルの内側の領域で、対向する磁性体シートが接合または当接していることが好ましい。
（３）前記第３磁性体シートは、前記第１磁性体シートおよび前記第２磁性体シートに対して相補形状またはほぼ相補形状であることが好ましい。
（４）前記第１磁性体シート、前記第２磁性体シートまたは第３磁性体シートには、必要に応じて切り欠きが形成されていることが好ましい。
（５）（４）において、前記切り欠きは第１磁性体シートまたは第２磁性体シートのうちアンテナコイルの内側の領域に形成されていて、第１磁性体シートと第２磁性体シートとが一体化されていることが好ましい。
（６）前記第３磁性体シートは、それを複数備えてもよい。
（７）前記アンテナコイルに給電を行う給電デバイスを更に備えていてもよい。
（８）本発明のＲＦＩＤタグは、（７）の給電デバイスにＲＦＩＤタグ用回路を含むことによって構成される。
（９）本発明のＲＦＩＤタグ付き金属物品は、　（１）～（７）のいずれかに記載のアンテナ装置と金属物品とで構成され、前記アンテナコイルの前記第２面側が前記金属物品側となるように前記アンテナ装置が前記金属物品に表面に貼付されたことを特徴としている。
　本発明によれば、アンテナ装置が金属物品の表面に貼り付けられたとしても、金属に入ろうとする磁束を遮断して、渦電流の発生を抑えることができ、さらに、側面方向からの磁束もアンテナコイルの起電力に寄与するため、通信相手のアンテナ（例えばリーダライタアンテナ）がアンテナ装置の側部にあっても十分な通信距離を確保できる。
図１（Ａ）は第１の実施形態に係るＲＦＩＤタグ１０１の外観斜視図、図１（Ｂ）はその分解斜視図である。 図２（Ａ）は基材シート１０の第１主面に形成されたアンテナコイル１１と、基材シート１０の第２主面に形成されたアンテナコイル１２との関係を示す分解斜視図である。図２（Ｂ）は二つのアンテナコイル１１，１２が基材シート１０を挟んで対向した状態での等価回路図である。 図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、金属物品４０に貼付されたＲＦＩＤタグ１０１とリーダ・ライターアンテナとの磁気的結合の様子を磁束の経路で表した図である。 図４（Ａ）は第２の実施形態のＲＦＩＤタグ１０２の外観斜視図、図４（Ｂ）はその分解斜視図である。 図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、金属物品４０に貼付されたＲＦＩＤタグ１０２とリーダ・ライターアンテナとの磁気的結合の様子を磁束の経路で表した図である。 図６は第３の実施形態のＲＦＩＤタグ１０３の外観斜視図である。 図７は第４の実施形態のＲＦＩＤタグ１０４の外観斜視図である。 図８は第５の実施形態のＲＦＩＤタグ１０５の外観斜視図である。 図９は第６の実施形態のＲＦＩＤタグ１０６の外観斜視図である。 図１０は第７の実施形態のＲＦＩＤタグ１０７の外観斜視図である。 図１１は第８の実施形態のアンテナ装置およびそれを備えた通信端末装置の主要部の断面図である。 図１２は第９の実施形態のアンテナ装置およびそれを備えた通信端末装置の主要部の断面図である。 図１３（Ａ）は第１０の実施形態に係るＲＦＩＤタグ１１０の外観斜視図である。図１３（Ｂ）は第１０の実施形態に係る別のＲＦＩＤタグ１１１の外観斜視図である。 図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、金属物品４０に貼付されたＲＦＩＤタグ１１０とリーダ・ライターアンテナとの磁気的結合の様子を磁束の経路で表した図である。 図１５は、第１０の実施形態のアンテナ装置およびそれを備えた通信端末装置の主要部の断面図である。 図１６は第１１の実施形態のアンテナ装置およびそれを備えた通信端末装置の主要部の断面図である。 図１７は第１２の実施形態に係る通信端末装置の主要部の断面図である。 図１８は第１２の実施形態に係る別の通信端末装置の主要部の断面図である。 図１９（Ａ）は特許文献１に示されているリーダライタ用アンテナの斜視図、図１９（Ｂ）は図１９（Ａ）におけるＡ－Ａ’部分の断面図、図１９（Ｃ）はアンテナの側面方向から磁束が入る場合の磁束の通過経路を示す図である。
《第１の実施形態》
　図１（Ａ）は第１の実施形態に係るＲＦＩＤタグ１０１の外観斜視図、図１（Ｂ）はその分解斜視図である。
　ＲＦＩＤタグ１０１は、基材シート１０、アンテナコイル１１、第１磁性体シート２１、第２磁性体シート２２および第３磁性体シート２３によるアンテナ装置と給電デバイス３０とを備えている。アンテナコイル１１は基材シート１０の第１主面（図１（Ａ）、図１（Ｂ）における上面）に形成されている。なお、第２主面（図１（Ａ）、図１（Ｂ）における下面）にもアンテナコイルが形成されている。給電デバイス３０は基材シート１０に実装されている。
　第１磁性体シート２１および第２磁性体シート２２は基材シート１０の第２主面側に配置されている。第３磁性体シート２３は、基材シート１０の第１主面側に配置されている。第３磁性体シート２３は、第１磁性体シート２１および第２磁性体シート２２に対して相補形状またはほぼ相補形状である。すなわち、アンテナコイル１１の内側の領域のうち、第１磁性体シート２１および第２磁性体シート２２が近接していない領域を覆うように第３磁性体シート２３が近接されている。
　基材シート１０はポリイミドフィルムやＰＥＴフィルムなどであり、アンテナコイル１１は基材シート１０の第１主面に形成された、Ｃｕ等の導体パターンである。後に示すように、基材シート１０の第２主面にもアンテナコイルが形成されている。第１磁性体シート２１、第２磁性体シート２２、第３磁性体シート２３はそれぞれフェライトシートである。
　給電デバイス３０は給電コイル素子３２にＲＦＩＣチップ３１が搭載されたモジュールである。給電コイル素子３２はアンテナコイル１１に対して磁界結合するとともに、ＲＦＩＣチップ３１とアンテナコイル１１との間のインピーダンス整合をとる。給電デバイス３０は、特に矩形スパイラル状のアンテナコイル１１の角部に配置されている。
　図２（Ａ）は前記基材シート１０の第１主面に形成されたアンテナコイル１１と、基材シート１０の第２主面に形成されたアンテナコイル１２との関係を示す分解斜視図である。図２（Ｂ）は二つのアンテナコイル１１，１２が基材シート１０を挟んで対向した状態での等価回路図である。
　図２（Ａ）に示すように、アンテナコイル１１とアンテナコイル１２は矩形の渦巻き状にパターン化されている。アンテナコイル１１の巻回方向とアンテナコイル１２の巻回方向は逆（一方向からの透視では同方向）であり、両者は電磁界結合する。図２（Ｂ）において、インダクタＬ１１はアンテナコイル１１によるインダクタンスを記号で表したもの、インダクタＬ１２はアンテナコイル１２によるインダクタンスを記号で表したものである。キャパシタＣ１，Ｃ２はアンテナコイル１１，１２間に生じる容量を集中定数の記号で表したものである。
　このようにアンテナコイル１１，１２はＬＣ回路を構成している。前記給電デバイス３０はアンテナコイル１１，１２と電磁界結合することにより、アンテナコイル１１，１２はＨＦ帯のアンテナとして作用する。
　また、インダクタＬ３２は給電コイル素子３２によるインダクタンスを記号で表したもの、キャパシタＣＩＣはＲＦＩＣチップ３１の寄生容量など、給電コイル素子３２に繋がるキャパシタンスを記号で表したものである。インダクタＬ３２はインダクタＬ１１，Ｌ１２と電磁界結合する。インダクタＬ３２とキャパシタＣＩＣはＬＣ共振する。このことでＲＦＩＣチップ３１はアンテナコイル１１，１２による前記ＬＣ回路とインピーダンス整合状態で結合する。
　図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、金属物品４０に貼付されたＲＦＩＤタグ１０１とリーダ・ライターアンテナとの磁気的結合の様子を磁束の経路で表した図である。図３（Ａ）はＲＦＩＤタグ１０１に対してリーダ・ライターアンテナが正対している状態、図３（Ｂ）はＲＦＩＤタグ１０１の側部にリーダ・ライターアンテナがある状態である。
　図３（Ａ）から明らかなように、リーダ・ライターアンテナ（コイルアンテナ）の磁束が第３磁性体シート２３に対して垂直方向に入る場合、その磁束は、第１磁性体シート２１と第２磁性体シート２２とをそれぞれ通って抜ける。そのため、これらの磁束はアンテナコイル１１，１２と鎖交することになる。
　また、図３（Ｂ）から明らかなように、リーダ・ライターアンテナの磁束が第３磁性体シート２３に対して右斜め方向から入る場合、または右側部から入る場合、その磁束は、第１磁性体シート２１を通って抜ける。リーダ・ライターアンテナの磁束が第３磁性体シート２３に対して左斜め方向から入る場合、または左側部から入る場合、その磁束は、第２磁性体シート２２を通って抜ける。そのため、これらの磁束はアンテナコイル１１，１２と鎖交することになる。
　図３（Ｂ）に示した例は、図１（Ａ）に示した座標軸でＲＦＩＤタグ１０１に対する磁束の入射角を表すと、ｚ－ｘ面内での入射角（ｚ－ｘ面内でのｚ軸との成す角度θ）がほぼ９０°または－９０°である。ｚ－ｙ面内での入射角（ｚ－ｙ面内でのｚ軸との成す角度φ）については殆ど依存しない。例えば、φが９０°または－９０°になっても、θ＝０°なら図３（Ａ）に示したように磁束が透過し、θ＝９０°または－９０°なら、図３（Ｂ）に示したように磁束が透過する。
　以上に示した作用は金属物品４０が無い場合についても同様である。
　ＲＦＩＤタグ１０１が配置される領域の物品上にチップ部品などの他の部品を実装する際、第１磁性体シート２１と第２磁性体シート２２との間の位置（空間）に実装することができる。すなわち、ＲＦＩＤタグ１０１が配置される基板上や金属物品上などにチップ部品などの他の部品を実装できる。
《第２の実施形態》
　図４（Ａ）は第２の実施形態のＲＦＩＤタグ１０２の外観斜視図、図４（Ｂ）はその分解斜視図である。
　ＲＦＩＤタグ１０２は、基材シート１０、アンテナコイル１１、第１磁性体シート２１、第２磁性体シート２２および第３磁性体シート２３によるアンテナ装置と給電デバイス３０とを備えている。アンテナコイル１１は基材シート１０の第１主面（図４（Ａ）、図４（Ｂ）における上面）に形成されている。なお、第２主面（図４（Ａ）、図４（Ｂ）における下面）にもアンテナコイルが形成されている。第１磁性体シート２１および第２磁性体シート２２は基材シート１０の第２主面側に配置されている。第３磁性体シート２３は、基材シート１０の第１主面側に配置されている。給電デバイス３０は基材シート１０に実装されている。
　図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示したＲＦＩＤタグ１０１と異なり、基材シート１０に開口Ａ１，Ａ２が形成されている。その他の構成は第１の実施形態で示したものと同じである。
　開口Ａ１は第３磁性体シート２３と第１磁性体シート２１との対向位置に形成されていて、開口Ａ２は第３磁性体シート２３と第２磁性体シート２２との対向位置に形成されている。そのため、第３磁性体シート２３と第１磁性体シート２１とは、特に開口Ａ１を介して対向していて、第３磁性体シート２３と第２磁性体シート２２とは、特に開口Ａ２を介して対向している。
　図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、金属物品４０に貼付されたＲＦＩＤタグ１０２とリーダ・ライターアンテナとの磁気的結合の様子を磁束の経路で表した図である。図５（Ａ）はＲＦＩＤタグ１０２に対してリーダ・ライターアンテナが正対している状態、図５（Ｂ）はＲＦＩＤタグ１０２の側部方向にリーダ・ライターアンテナがある状態である。
　図５（Ａ）から明らかなように、リーダ・ライターアンテナの磁束が第３磁性体シート２３に対して垂直方向に入る場合、その磁束は、開口Ａ１，Ａ２を経由し、第１磁性体シート２１と第２磁性体シート２２とをそれぞれ通って抜ける。そのため、これらの磁束はアンテナコイル１１，１２と鎖交することになる。
　また、図５（Ｂ）から明らかなように、リーダ・ライターアンテナの磁束が第３磁性体シート２３に対して右斜め方向から入る場合、または右側部から入る場合、その磁束は、開口Ａ１を経由し、第１磁性体シート２１を通って抜ける。リーダ・ライターアンテナの磁束が第３磁性体シート２３に対して左斜め方向から入る場合、または左側部から入る場合、その磁束は、開口Ａ２を経由し、第２磁性体シート２２を通って抜ける。そのため、これらの磁束はアンテナコイル１１，１２と鎖交することになる。
　このように、第３磁性体シート２３は開口Ａ１，Ａ２で第１磁性体シート２１、第２磁性体シートにそれぞれ接合または当接しているので、この開口Ａ１，Ａ２で磁性体シートは連続的になり、磁気抵抗が小さくなって、磁束が通りやすくなる。そのため通信距離をより確保できる。
《第３の実施形態》
　図６は第３の実施形態のＲＦＩＤタグ１０３の外観斜視図である。ＲＦＩＤタグ１０３は、基材シート１０、アンテナコイル１１、第１磁性体シート２１、第２磁性体シート２２および第３磁性体シート２３によるアンテナ装置と給電デバイス３０とを備えている。アンテナコイル１１は基材シート１０の第１主面（図６における上面）に形成されている。なお、第２主面（図６における下面）にもアンテナコイルが形成されている。第１磁性体シート２１および第２磁性体シート２２は基材シート１０の第２主面側に配置されている。第３磁性体シート２３は、基材シート１０の第１主面側に配置されている。給電デバイス３０は基材シート１０に実装されている。
　図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示したＲＦＩＤタグ１０１と異なる点は第１磁性体シート２１および第２磁性体シート２２の形状である。第１磁性体シート２１には切り欠きＤ１が形成されて、第２磁性体シート２２には切り欠きＤ２が形成されている。その他の構成は第１の実施形態で示したものと同じである。
　ＲＦＩＤタグ１０３が配置される領域の物品上にチップ部品などの他の部品を実装する際、第１磁性体シート２１の切り欠きＤ１または第２磁性体シート２２の切り欠きＤ２の位置（空間）に実装することができる。すなわちＲＦＩＤタグ１０３が配置される基板上や金属物品上などにチップ部品などの他の部品を実装できる領域が第１、第２の実施形態と比較してさらに確保しやすくなる。
　なお、給電デバイス３０を第１磁性体シート２１の切り欠きＤ１または第２磁性体シート２２の切り欠きＤ２の位置（空間）に実装してもよい。また、第１磁性体シート２１の切り欠きＤ１または第２磁性体シート２２の切り欠きＤ２の位置に対応する基材シート１０の位置に開口が形成されていてもよい。
《第４の実施形態》
　図７は第４の実施形態のＲＦＩＤタグ１０４の外観斜視図である。ＲＦＩＤタグ１０４は、基材シート１０、アンテナコイル１１、第１磁性体シート２１、第２磁性体シート２２および第３磁性体シート２３によるアンテナ装置と給電デバイス３０とを備えている。
　図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示したＲＦＩＤタグ１０１と異なる点は第３磁性体シート２３の形状である。第３磁性体シート２３は、その四隅に切り欠きＤ３１，Ｄ３２，Ｄ３３，Ｄ３４が形成されている。その他の構成は第１の実施形態で示したものと同じである。
　第３磁性体シート２３は、基材シート１０の第１主面側に配置されている。第３磁性体シート２３は、第１磁性体シート２１および第２磁性体シート２２に対して相補形状またはほぼ相補形状である。
　このように第３磁性体シート２３に切り欠きを形成することにより、切り欠きの位置に対応する基材シート１０上にチップ部品などの他の部品を実装することができる。すなわち、基材シート１０に対するチップ部品などの他の部品の実装位置自由度が向上する。
《第５の実施形態》
　図８は第５の実施形態のＲＦＩＤタグ１０５の外観斜視図である。ＲＦＩＤタグ１０５は、基材シート１０、アンテナコイル１１、第１・第２一体磁性体シート２０および第３磁性体シート２３によるアンテナ装置と給電デバイス３０とを備えている。第１・第２一体磁性体シート２０は図６に示した第１磁性体シート２１と第２磁性体シート２２とを一体化したものである。第１・第２一体磁性体シート２０の中央には切り欠き（開口）Ｄ２０が形成されている。基材シート１０には、切り欠き（開口）Ｄ２０の周囲を巻回するようにアンテナコイルが形成されている。アンテナコイル１１は基材シート１０の第１主面に形成されている。第１～第４の実施形態と同様に、基材シート１０の第２主面にもアンテナコイルが形成されている。なお、第１・第２一体磁性体シート２０の切り欠きＤ２０の位置に対応する基材シート１０の位置が開口されていてもよい。
　このように、アンテナコイルの内側（巻回中央部）が開口された形状となる場合には、第１磁性体シートと第２磁性体シートとが一体化されていてもよい。
　また、第３の実施形態と同様に、切り欠き（開口）Ｄ２０にＲＦＩＤタグ１０５が配置される基板上や金属物品上などにチップ部品などを実装できる。したがって、チップ部品などの他の部品を実装できる領域が確保しやすくなる。
《第６の実施形態》
　図９は第６の実施形態のＲＦＩＤタグ１０６の外観斜視図である。ＲＦＩＤタグ１０６は、基材シート１０、アンテナコイル１１、第１・第２一体磁性体シート２０および第３磁性体シート２３によるアンテナ装置と給電デバイス３０とを備えている。第１・第２一体磁性体シート２０は図６に示した第１磁性体シート２１と第２磁性体シート２２とを一体化したものである。第１・第２一体磁性体シート２０の中央には切り欠き（開口）Ｄ２０が形成されている。基材シート１０には、切り欠き（開口）Ｄ２０の周囲を巻回するようにアンテナコイルが形成されている。アンテナコイル１１は基材シート１０の第１主面に形成されている。第１～第４の実施形態と同様に、基材シート１０の第２主面にもアンテナコイルが形成されている。第３磁性体シート２３はアンテナコイルの内側に配置されている。
　このように、第３磁性体シート２３はアンテナコイルの内側にのみ配置されていてもよい。
　また、第３の実施形態と同様に、切り欠き（開口）Ｄ２０にＲＦＩＤタグ１０５が配置される基板上や金属物品上などにチップ部品などを実装できる。したがって、チップ部品などの他の部品を実装できる領域が確保しやすくなる。
　また、第３磁性体シート２３はアンテナコイル１１の内側に配置されているので基材シート１０やアンテナコイル１１上にチップ部品などの他の部品を実装する実装位置自由度が高い。
《第７の実施形態》
　図１０は第７の実施形態のＲＦＩＤタグ１０７の外観斜視図である。ＲＦＩＤタグ１０７は、基材シート１０、アンテナコイル１１、第１磁性体シート２１、第２磁性体シート２２および第３磁性体シート２３Ａ，２３Ｂによるアンテナ装置と給電デバイス３０とを備えている。第３磁性体シート２３Ａ，２３Ｂは図１（Ａ）に示した第３磁性体シート２３を二つに分離したものに相当する。その他の構成は第１の実施形態で示したものと同じである。
　このように第３磁性体シート２３は複数の磁性体シートで構成されていてもよい。
《第８の実施形態》
　図１１は第８の実施形態のアンテナ装置およびそれを備えた通信端末装置の主要部の断面図である。この通信端末装置は例えばＮＦＣ（Near Field Communication：近距離通信）機能を備えた携帯電話端末である。この通信端末装置の筐体６０内に、アンテナ装置９１、給電デバイス３０、金属物品４０およびプリント配線板５０等が設けられている。アンテナ装置９１は両面粘着シートを介して金属物品４０に貼付されている。
　アンテナ装置９１の構成は、第１の実施形態で示したＲＦＩＤタグ１０１のうち給電デバイス３０以外の部分と同じである。給電デバイス３０は給電コイル素子にＲＦＩＣチップが搭載されたモジュールである。このＲＦＩＣチップは給電回路およびＮＦＣ用通信機能を備えている。金属物品４０は例えばバッテリーパックである。
　図１１に示した通信端末装置同士で近距離通信を行う場合、第３磁性体シート２３側の面同士が対向するように通信端末装置を対面させる。その状態で、図１１に示す磁束が通過して通信が行われる。
　なお、金属物品４０としては、バッテリーパック以外に、背面にシールド板を備えた液晶ディスプレイであっても同様に適用できる。
《第９の実施形態》
　図１２は第９の実施形態のアンテナ装置およびそれを備えた通信端末装置の主要部の断面図である。この通信端末装置は例えばＮＦＣ機能を備えた携帯電話端末である。この通信端末装置の筐体６０内に、アンテナ装置９１、給電デバイス３０およびプリント配線板５０等が設けられている。筐体６０は樹脂製の成型体であり、アンテナ装置９１は両面粘着シートを介して筐体６０の内面に貼付されている。
　アンテナ装置９１の構成は、第１の実施形態で示したＲＦＩＤタグ１０１のうち給電デバイス３０以外の部分と同じである。給電デバイス３０は給電コイル素子にＲＦＩＣチップが搭載されたモジュールである。このＲＦＩＣチップは給電回路およびＮＦＣ用通信機能を備えている。但し、図１１に示した例と異なり、給電デバイス３０はプリント配線板５０に実装されている。そして、この給電デバイス３０とアンテナ装置９１のアンテナコイル１１，１２とが電磁界結合（主に磁界結合）する。換言すると、給電デバイス３０はアンテナ装置９１のアンテナコイル１１，１２と電磁界結合するようにプリント配線板５０に配置されている。
　このように、給電デバイス３０はアンテナ装置９１とは別に配置してもよい。
《第１０の実施形態》
　以上に示した各実施形態では、アンテナコイルと給電コイル素子とを備え、アンテナコイルが特に共振ブースターとして作用する形式のアンテナ装置について、共振ブースターの表裏面の一部に磁性体シートを配置することによって磁束の経路を制御する構成について示したが、本発明は共振ブースターを備えたアンテナ装置に限らない。
　第１０の実施形態以降では、共振ブースターを備えない幾つかのアンテナ装置の例を示す。
　図１３（Ａ）は第１０の実施形態に係るＲＦＩＤタグ１１０の外観斜視図である。ＲＦＩＤタグ１１０は、第１磁性体シート２１、第２磁性体シート２２、第３磁性体シート２３およびアンテナコイル７１を備えている。アンテナコイル７１は、樹脂基材部７０に矩形スパイラル状となるように形成されている。なお、アンテナコイル７１は、フレキシブル基材上に形成された導体層をエッチングすることによって形成されてもよいし、MID（Molded Interconnect Devices）技術により形成されたものであってもよい。MIDは金型を用いて樹脂やセラミックスの成形品表面や内部に銅箔などによる導体パターンを形成したもののことである。
　アンテナコイル７１の端部は外部接続用の端子７１Ｅである。後に示すように、例えばスプリングピンが端子７１Ｅに当接して電気的に接続される。
　第１磁性体シート２１および第２磁性体シート２２はアンテナコイル７１の第２面（図１３（Ａ）における下面）側に配置されている。第３磁性体シート２３は、アンテナコイル７１の第１面（図１３（Ａ）における上面）側に配置されている。第３磁性体シート２３は、第１磁性体シート２１および第２磁性体シート２２に対して相補形状またはほぼ相補形状である。すなわち、アンテナコイル７１の内側の領域のうち、第１磁性体シート２１および第２磁性体シート２２が近接していない領域を覆うように第３磁性体シート２３が近接されている。第１磁性体シート２１、第２磁性体シート２２、第３磁性体シート２３はそれぞれフェライトシートである。
　図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、金属物品４０に貼付されたＲＦＩＤタグ１１０とリーダ・ライターアンテナとの磁気的結合の様子を磁束の経路で表した図である。図１４（Ａ）はＲＦＩＤタグ１１０に対してリーダ・ライターアンテナが正対している状態、図１４（Ｂ）はＲＦＩＤタグ１１０の側部にリーダ・ライターアンテナがある状態である。
　図１４（Ａ）から明らかなように、リーダ・ライターアンテナ（コイルアンテナ）の磁束が第３磁性体シート２３に対して垂直方向に入る場合、その磁束は、第１磁性体シート２１と第２磁性体シート２２とをそれぞれ通って抜ける。そのため、これらの磁束はアンテナコイル７１と鎖交することになる。
　また、図１４（Ｂ）から明らかなように、リーダ・ライターアンテナの磁束が第３磁性体シート２３に対して右斜め方向から入る場合、または右側部から入る場合、その磁束は、第１磁性体シート２１を通って抜ける。リーダ・ライターアンテナの磁束が第３磁性体シート２３に対して左斜め方向から入る場合、または左側部から入る場合、その磁束は、第２磁性体シート２２を通って抜ける。そのため、これらの磁束はアンテナコイル７１と鎖交することになる。
　図１５は、第１０の実施形態のアンテナ装置およびそれを備えた通信端末装置の主要部の断面図である。この通信端末装置の筐体６０内に、ＲＦＩＤタグ１１０、金属物品４０およびプリント配線板５０等が設けられている。ＲＦＩＤタグ１１０は両面粘着シートを介して、例えばバッテリーパックやＬＣＤの裏面などの金属物品４０に貼付されている。プリント配線板５０上の回路とＲＦＩＤタグ１１０の端子７１Ｅとは引き出し線８１を介して接続されている。
　図１３（Ｂ）は第１０の実施形態に係る別のＲＦＩＤタグ１１１の外観斜視図である。図１３（Ａ）に示したＲＦＩＤタグと異なるのは、端子７１Ｅの引き出し位置である。その他の構成はＲＦＩＤタグ１１０と同じである。このように、樹脂基材部７０の端辺付近にまで端子７１Ｅを引き出して、実装先の基板に設けられているコネクタに接続するようにしてもよい。
《第１１の実施形態》
　図１６は第１１の実施形態のアンテナ装置およびそれを備えた通信端末装置の主要部の断面図である。この通信端末装置の筐体６０内に、ＲＦＩＤタグ１１０およびプリント配線板５０等が設けられている。筐体６０は樹脂製の成型体であり、ＲＦＩＤタグ１１０は両面粘着シートを介して筐体６０の内面に貼付されている。プリント配線板５０にはスプリングピン８２が形成されていて、通信端末装置を組み立てた状態で、ＲＦＩＤタグ１１０の端子７１Ｅに当接するように構成されている。
《第１２の実施形態》
　図１７は第１２の実施形態に係る通信端末装置の主要部の断面図である。図１５に示した通信端末装置と異なるのは、第１磁性体シート２１および第２磁性体シート２２の形状である。図１７に示す例では、磁性体シート２１，２２を金属体４０に沿って配置（貼付）している。
　図１８は第１２の実施形態に係る別の通信端末装置の主要部の断面図である。図１６に示した通信端末装置と異なるのは、第１磁性体シート２１および第２磁性体シート２２の形状である。図１８に示す例では、磁性体シート２１，２２を筐体６０の内面に沿って配置（貼付）している。
　なお、図１７、図１８では、磁性体シート２１，２２の端部のみ曲面となった例を示したが、全体的に曲面となっていてもよい。
　いずれの例でも、磁性体シート２１，２２を広範囲に亘って配置したことにより、磁界分布が広がり、通信相手の装置との面方向の通信可能範囲が広がる。
《他の実施形態》
　第１～第７の実施形態では基材シート１０の両面にアンテナコイルを形成することによって、アンテナコイル１１とアンテナコイル１２が基材シート１０を介して向かい合わせとなって、アンテナコイル１１とアンテナコイル１２が電磁界結合する例を示した。しかし、本発明はこの構造に限らない。アンテナコイルは基材シートの第１主面にのみまたは第２主面にのみ形成されていてもよい。また、ループ状やスパイラル状のアンテナコイルの二つの端部に給電回路が直接給電されるように構成されていてもよい。
　また、本願における金属物品とは金属製の物品に限定されず、面状に広がる（ベタ状の）平面導体が形成されたプリント基板、樹脂と金属粉の混合成形品、樹脂物品に金属シートがモールドされている物品、ケースに金属部分を含む電池や液晶ディスプレイなどを含む。すなわち、金属の存在によりコイルアンテナの磁界変化を打ち消すような渦電流が生じる可能性のある物品を含む。
Ａ１，Ａ２…開口
Ｃ１，Ｃ２…キャパシタ
Ｄ１，Ｄ２…切り欠き
Ｄ２０…切り欠き
Ｄ３１，Ｄ３２，Ｄ３３，Ｄ３４…切り欠き
ＣＩＣ…キャパシタ
Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ３２…インダクタ
１０…基材シート
１１，１２…アンテナコイル
２０…第１・第２一体磁性体シート
２１…第１磁性体シート
２２…第２磁性体シート
２３…第３磁性体シート
２３Ａ，２３Ｂ…第３磁性体シート
３０…給電デバイス
３１…ＲＦＩＣチップ
３２…給電コイル素子
４０…金属物品
５０…プリント配線板
６０…筐体
７０…樹脂基材部
７１…アンテナコイル
７１Ｅ…アンテナコイルの端子
８１…スプリングピン部
８２…引き出し線
９１…アンテナ装置
１０１～１０７，１１０，１１１…ＲＦＩＤタグ

Claims (9)

  1. 　アンテナコイルおよび磁性体シートを備えたアンテナ装置において、
    　前記磁性体シートは、前記アンテナコイルの第２面側に配置された第１磁性体シートおよび第２磁性体シート、ならびに前記アンテナコイルの第１面側に配置された第３磁性体シートで構成され、
    　前記アンテナコイルの第２面側には前記アンテナコイルの内側の領域で前記第１磁性体シートおよび前記第２磁性体シートが配置されない部分を有し、
    　前記第１磁性体シートの一部および前記第２磁性体シートの一部は前記アンテナコイルを介して前記第３磁性体シートに対向していることを特徴とするアンテナ装置。
  2. 　前記第３磁性体シートと前記第１磁性体シートとの対向位置または前記第３磁性体シートと前記第２磁性体シートとの対向位置の少なくとも一方は、前記アンテナコイルの内側の領域で、対向する磁性体シートが接合または当接している、請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 　前記第３磁性体シートは、前記第１磁性体シートおよび前記第２磁性体シートに対して相補形状またはほぼ相補形状である、請求項１または２に記載のアンテナ装置。
  4. 　前記第１磁性体シート、前記第２磁性体シートまたは前記第３磁性体シートには切り欠きが形成されている、請求項１～３のいずれかに記載のアンテナ装置。
  5. 　前記切り欠きは前記第１磁性体シートまたは前記第２磁性体シートの前記アンテナコイルの内側の領域に形成されていて、
    　前記第１磁性体シートと前記第２磁性体シートとが一体化されている、請求項４に記載のアンテナ装置。
  6. 　前記第３磁性体シートを複数備えた、請求項１～５のいずれかに記載のアンテナ装置。
  7. 　前記アンテナコイルに給電を行う給電デバイスを更に備えた、請求項１～６のいずれかに記載のアンテナ装置。
  8. 　請求項７に記載のアンテナ装置を備え、前記給電デバイスはＲＦＩＤタグ用回路を含むことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
  9. 　請求項１～７のいずれかに記載のアンテナ装置と金属物品とで構成され、前記アンテナコイルの前記第２面側が前記金属物品側となるように前記アンテナ装置が前記金属物品に表面に貼付された、アンテナ装置付き金属物品。
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