JP2006262055A - Antenna module and portable information terminal having the same - Google Patents
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Abstract
【課題】 リーダ/ライタとの近接時における通信不具合を解消しながら、通信距離の低下を抑えることができるアンテナモジュールを提供する。
【解決手段】 本発明に係るアンテナモジュール11は、リーダ/ライタとの離間時における同調を目的とした第1同調コイル13Aと、リーダ/ライタとの近接時における同調を目的とした第2同調コイル13Bとを備えている。第1同調コイル13Aは通信距離確保のため高いQレベルのアンテナとし、第2同調コイル13Bは、同調周波数帯域の拡大を図るためQレベルを抑えたアンテナ設計とする。リーダ/ライタとの離間時と近接時における同調点のズレを原因とする通信不具合を解消することができ、通信距離の低下も抑えられる。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna module capable of suppressing a decrease in communication distance while eliminating a communication problem when approaching a reader / writer.
An antenna module 11 according to the present invention includes a first tuning coil 13A for tuning when separated from a reader / writer and a second tuning coil for tuning when close to the reader / writer. 13B. The first tuning coil 13A is an antenna with a high Q level to secure a communication distance, and the second tuning coil 13B is an antenna design with a suppressed Q level in order to expand the tuning frequency band. It is possible to eliminate a communication failure caused by a shift in the tuning point when the reader / writer is separated from and close to the reader / writer, and a decrease in communication distance can be suppressed.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、RFID(無線周波数識別:Radio Frequency Identification)システムに用いられるアンテナモジュール及びこれを備えた携帯情報端末に関する。 The present invention relates to an antenna module used in an RFID (Radio Frequency Identification) system and a portable information terminal including the antenna module.
従来より、非接触ICカードシステムに代表されるRFID技術においては、ICカード等の識別用非接触ICタグにアンテナコイルを内蔵させ、外部リーダ/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、例えば通信周波数13.56MHzにおける非接触データ通信を行うようにしている。 Conventionally, in the RFID technology represented by a non-contact IC card system, an antenna coil is built in a non-contact IC tag for identification such as an IC card and inductively coupled with a radio wave transmitted from an external reader / writer antenna. Thus, for example, contactless data communication at a communication frequency of 13.56 MHz is performed.
この種の非接触ICタグには、例えば、ベース基板表面にループ状に形成されたアンテナコイルを有するアンテナモジュールが用いられている(下記特許文献1参照)。このアンテナモジュールは、必要に応じて磁芯部材や金属シールド板を備え、例えば携帯電話等の携帯情報端末の筐体内部に組み込んで使用することができる。 For this type of non-contact IC tag, for example, an antenna module having an antenna coil formed in a loop shape on the surface of a base substrate is used (see Patent Document 1 below). This antenna module includes a magnetic core member and a metal shield plate as necessary, and can be used by being incorporated in a casing of a portable information terminal such as a cellular phone.
このアンテナモジュールは、アンテナコイルで受信した又は送信する信号を処理、生成するモジュール回路(信号処理回路)を備えている。このモジュール回路は、情報を記憶したメモリ等を含むICチップ等の部品で構成されており、アンテナコイルに電気的に接続されている。なお、このモジュール回路は、アンテナモジュールが組み込まれる機器の制御基板に組み込まれる場合もある。 This antenna module includes a module circuit (signal processing circuit) that processes and generates a signal received or transmitted by an antenna coil. This module circuit is composed of components such as an IC chip including a memory storing information, and is electrically connected to the antenna coil. This module circuit may be incorporated into a control board of a device in which the antenna module is incorporated.
アンテナモジュールとリーダ/ライタ間の通信時、アンテナコイルにはリーダ/ライタからの発振電波の強さに応じた誘導電流が発生する。この誘導電流は上記モジュール回路において整流され情報の読出し電圧に変換される。読み出された情報はモジュール回路において変調され、アンテナコイルを介してリーダ/ライタへ送信される。 During communication between the antenna module and the reader / writer, an induced current corresponding to the intensity of the oscillating radio wave from the reader / writer is generated in the antenna coil. This induced current is rectified in the module circuit and converted into an information read voltage. The read information is modulated in the module circuit and transmitted to the reader / writer via the antenna coil.
図8は従来のアンテナモジュールの一構成例を示している。このアンテナモジュール1は、給電コイル2と、この給電コイル2と相互誘導により結合された同調コイル3と、給電コイル2に接続されたモジュール回路4とを備えている。同調コイル3は、同調容量5を有しており、外部リーダ/ライタとの間で所定の同調周波数で同調する。
FIG. 8 shows a configuration example of a conventional antenna module. The antenna module 1 includes a
このアンテナモジュール1における同調コイル3は、例えば図9に示したようなアンテナ特性(周波数特性)P0に設計されている。この例では、同調周波数(同調点)はf0に設計されており、この周波数で最大の共振先鋭度Q0及び通信距離が得られることになる。なお、通信距離は、一般に、同調コイル3の共振先鋭度が高いほど大きくなる。 The tuning coil 3 in the antenna module 1 is designed to have an antenna characteristic (frequency characteristic) P0 as shown in FIG. 9, for example. In this example, the tuning frequency (tuning point) is designed to be f0, and the maximum resonance sharpness Q0 and the communication distance can be obtained at this frequency. Note that the communication distance generally increases as the resonance sharpness of the tuning coil 3 increases.
一方、図10に示したアンテナモジュール6は、同調コイルが給電コイルと兼ねた給電/同調コイル7で構成された例を示している。この構成によっても、図9に示したようなアンテナ特性P0が得られる。 On the other hand, the antenna module 6 shown in FIG. 10 shows an example in which the tuning coil is composed of a power feeding / tuning coil 7 that also serves as a power feeding coil. Also with this configuration, the antenna characteristic P0 as shown in FIG. 9 is obtained.
ところで、この種のアンテナモジュール(非接触ICタグ)においては、リーダ/ライタとの通信の際、これらの間の相対距離によって同調点が変化することが知られている。具体的には、アンテナモジュールとリーダ/ライタとが互いに離間している状態での同調点f0に比べて、アンテナモジュールがリーダ/ライタに接近している近接状態での同調点は、高周波数側(図9においてfp)にシフトする。従って、同調点の帯域が狭いアンテナ特性では、アンテナモジュールとリーダ/ライタとの近接状態において、通信特性が低下することになる。 By the way, in this type of antenna module (non-contact IC tag), it is known that the tuning point changes depending on the relative distance between them when communicating with the reader / writer. Specifically, compared with the tuning point f0 when the antenna module and the reader / writer are separated from each other, the tuning point when the antenna module is close to the reader / writer is higher than the tuning point f0. Shift to (fp in FIG. 9). Therefore, in the antenna characteristic where the band of the tuning point is narrow, the communication characteristic deteriorates in the proximity of the antenna module and the reader / writer.
このように、従来のアンテナモジュールにおいては、構造上、Q値が高いアンテナ特性が得られるものの、同調点がずれたときの通信特性の低下は回避できない。また、同調コイルに抵抗等を挿入しQを下げる(ダンピング)こともできるが、出力レベルの低下が起こるため用途に制限が生じてしまい、本質的な対策にはなり得ない。 As described above, in the conventional antenna module, although the antenna characteristic with a high Q value can be obtained due to the structure, the deterioration of the communication characteristic when the tuning point is shifted cannot be avoided. In addition, a resistor or the like can be inserted into the tuning coil to lower the Q (damping). However, the output level is lowered, so that the application is limited and cannot be an essential measure.
一方、同調コイルを複数備え、各々異なる同調点で同調する同調回路を備えたアンテナコイルも知られている(下記特許文献2参照)。これは図11に示したように、給電コイル2に相互誘導により結合する同調回路8が、複数の同調コイル8a,8b及び8cで構成されている。図12に示したように、各同調コイル8a,8b,8cのアンテナ特性P1,P2,P3はそれぞれf1(=f0),f2,f3に同調点を有している。
On the other hand, an antenna coil having a plurality of tuning coils and a tuning circuit that tunes at different tuning points is also known (see
この構成によれば、図12に示したように個々の同調コイル8a〜8cで同調周波数帯域を広げ、シフトした同調点fpを包含するアンテナ特性を得ることが可能となり、アンテナモジュールがリーダ/ライタと近接したときの同調周波数の変化による影響をなくして、安定した通信性能を確保するようにしている。 According to this configuration, as shown in FIG. 12, it is possible to widen the tuning frequency band with the individual tuning coils 8a to 8c and obtain the antenna characteristics including the shifted tuning point fp, and the antenna module can be a reader / writer. In order to ensure stable communication performance, the influence of the change in the tuning frequency when close to is eliminated.
しかしながら、複数の同調コイル8a〜8cを備えた従来のアンテナモジュール(上記特許文献2に開示されたアンテナコイル)においては、図12に示したように、従前の単一コイルでなる同調コイル3のアンテナ特性P0に比べてQが大きく低下するので、その低下量ΔQ0の大きさによっては、リーダ/ライタとの離間時においてアンテナモジュールの通信距離が確保できなくなるという問題がある。 However, in the conventional antenna module (the antenna coil disclosed in Patent Document 2) including a plurality of tuning coils 8a to 8c, as shown in FIG. Since Q is greatly reduced as compared with the antenna characteristic P0, depending on the magnitude of the reduction amount ΔQ0, there is a problem that the communication distance of the antenna module cannot be secured when separated from the reader / writer.
これは、各同調コイル8a〜8cがそれぞれ同様なQレベルを有し互いに同調点を異ならせることによって、通信距離を犠牲にして周波数帯域を広げることを主眼としているからである。現実には、リーダ/ライタとの近接時の通信不具合を解消しながらも、通信距離は最大限確保することが求められており、従って従来のアンテナモジュールでは、このような要求に十分に応えることは困難である。 This is because the tuning coils 8a to 8c each have the same Q level and have different tuning points so that the frequency band is broadened at the expense of the communication distance. In reality, it is required to secure the maximum communication distance while eliminating communication problems when approaching a reader / writer. Therefore, the conventional antenna module sufficiently meets such requirements. It is difficult.
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、リーダ/ライタとの近接時における通信不具合を解消しながら、通信距離の低下を抑えることができるアンテナモジュール及びこれを備えた携帯情報端末を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an antenna module that can suppress a decrease in communication distance while eliminating a communication failure when approaching a reader / writer, and a portable information terminal including the antenna module. Let it be an issue.
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、外部アンテナとの離間時に同調する第1同調コイルと、外部アンテナとの近接時に同調する第2同調コイルとを備えている。 In order to solve the above problems, the antenna module of the present invention includes a first tuning coil that is tuned when separated from the external antenna and a second tuning coil that is tuned when close to the external antenna.
第1の同調コイルは、外部アンテナとの離間時(通信距離が比較的長い時)における同調を目的としているので、できるだけ長い通信距離が得られるような、比較的Q(共振先鋭度)値の高いアンテナ設計とされる。 The first tuning coil is intended for tuning when separated from the external antenna (when the communication distance is relatively long), so that the Q (resonance sharpness) value is relatively high so that the longest communication distance can be obtained. High antenna design.
一方、第2同調コイルは、外部アンテナとの近接時(通信距離が比較的短い時)における同調帯域の確保を目的としているので、Qダンプを施して、同調周波数帯域を押し広げられるようなアンテナ設計とされる。第2同調コイルとしては、近接時の不具合を解消できる程度のQレベルを確保できれば十分だからである。なお、この第2同調コイルの同調点は第1同調コイルの同調点と同一としてもよいし、異ならせてもよい。 On the other hand, the second tuning coil is intended to secure a tuning band when close to an external antenna (when the communication distance is relatively short), so an antenna that can spread the tuning frequency band by applying a Q dump. Designed. This is because, as the second tuning coil, it is sufficient to ensure a Q level that can solve the problem at the time of proximity. The tuning point of the second tuning coil may be the same as or different from the tuning point of the first tuning coil.
このように、Qのレベルを異ならせた複数の同調コイルを有するアンテナモジュールにおいては、外部アンテナとの通信時における通信距離の低下量を従来よりも低く抑えることが可能となる。これにより、外部アンテナとの近接時における通信不具合を解消しながら、必要とする通信距離を確保できる。 Thus, in an antenna module having a plurality of tuning coils with different Q levels, it is possible to keep the amount of decrease in communication distance during communication with an external antenna lower than before. As a result, the necessary communication distance can be ensured while eliminating the communication trouble when close to the external antenna.
本発明に係るアンテナモジュールは、非接触ICタグ用のアンテナモジュールに限らずリーダ/ライタの送受信アンテナ部にも適用可能である。従って、本発明が非接触ICタグ用のアンテナモジュールに適用される場合、外部アンテナはリーダ/ライタの送受信アンテナ部に相当し、本発明がリーダ/ライタの送受信アンテナ部に適用される場合、外部アンテナは非接触ICタグのアンテナコイルに相当する。 The antenna module according to the present invention is applicable not only to the antenna module for non-contact IC tags but also to the transmission / reception antenna section of the reader / writer. Therefore, when the present invention is applied to an antenna module for a non-contact IC tag, the external antenna corresponds to a transmission / reception antenna section of a reader / writer, and when the present invention is applied to a transmission / reception antenna section of a reader / writer, The antenna corresponds to the antenna coil of the non-contact IC tag.
更に本発明に係るアンテナモジュールは、上記第1同調コイルと第2同調コイルとを選択的に切り替える切替手段を備えた構成とすることができる。この構成により、アンテナモジュールが外部アンテナと離間しているときには第1同調コイルを選択して両者間の通信を確立し、他方、アンテナモジュールが外部アンテナと近接しているときには第2同調コイルを選択し、同調点の変化の影響を抑えた安定した通信状態を確保する。 Furthermore, the antenna module according to the present invention can include a switching unit that selectively switches between the first tuning coil and the second tuning coil. With this configuration, when the antenna module is separated from the external antenna, the first tuning coil is selected to establish communication between them, while when the antenna module is close to the external antenna, the second tuning coil is selected. In this way, a stable communication state is secured while suppressing the influence of the change in the tuning point.
なお、第1同調コイルと第2同調コイルとの間の切替手法としては、例えば、当該アンテナモジュールと外部アンテナとの間の相対距離の大きさに応じて変化する同調コイルの誘導電圧を基準とすることができる。即ち、この電圧レベルが一定値に達している場合、第2同調コイルを選択して同調周波数帯域を広げ、近接時の通信不具合を回避する。逆に同調コイルの電圧レベルが上記一定値よりも低い場合は、第1同調コイルを選択してQ値の低下を抑え、通信距離を確保する。 As a switching method between the first tuning coil and the second tuning coil, for example, the induced voltage of the tuning coil that changes according to the magnitude of the relative distance between the antenna module and the external antenna is used as a reference. can do. That is, when this voltage level has reached a certain value, the second tuning coil is selected to widen the tuning frequency band, thereby avoiding communication troubles when close. On the other hand, when the voltage level of the tuning coil is lower than the predetermined value, the first tuning coil is selected to suppress the decrease in the Q value and secure the communication distance.
以上述べたように本発明によれば、外部アンテナとの離間時に同調する第1同調コイルと、外部アンテナとの近接時に同調する第2同調コイルとを備えているので、外部アンテナとの近接時における通信不具合を解消しながら、アンテナモジュールのQ値の低下を抑えて、安定した通信動作を確保することができる。 As described above, according to the present invention, the first tuning coil that is tuned when being separated from the external antenna and the second tuning coil that is tuned when being close to the external antenna are provided. It is possible to secure a stable communication operation by suppressing a decrease in the Q value of the antenna module while solving the communication troubles in FIG.
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。以下の各実施の形態では、外部リーダ/ライタと非接触通信を行う非接触ICタグ用のアンテナモジュールを例に挙げて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, an antenna module for a non-contact IC tag that performs non-contact communication with an external reader / writer will be described as an example.
(第1の実施の形態)
図1及び図2は本発明の第1の実施の形態を示している。ここで、図1は本実施の形態のアンテナモジュール11の概略構成図、図2はアンテナモジュール11のアンテナ特性を説明する図である。
(First embodiment)
1 and 2 show a first embodiment of the present invention. Here, FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the
本実施の形態のアンテナモジュール11は、給電コイル12と、この給電コイル12と相互誘導により結合された同調回路13と、給電コイル12に接続されたモジュール回路14とを備えている。同調回路13は、同調容量15を有しており、リーダ/ライタ(図示略)との間で所定の同調周波数で同調する。これによりアンテナモジュール11はリーダ/ライタとの間で非接触通信を行う。
The
同調回路13は、リーダ/ライタとの離間時に同調する第1同調コイル13Aと、リーダ/ライタとの近接時に同調する第2同調コイル13Bと、同調容量15と、Qダンプ抵抗16とで構成されている。
The tuning circuit 13 includes a
第1同調コイル13Aは、例えば図2において実線で示したようなアンテナ特性P11Aに設計されている。この例において、第1同調コイル13Aは、図8を参照して説明した同調コイル3と同様に設計され、リーダ/ライタとの離間時の通信周波数f0(例えば16.76MHz)に同調点が設定されている。即ち、第1同調コイル13Aは、リーダ/ライタとの離間時(リーダ/ライタから離れているとき)における同調を目的としており、通信距離が長くなるような比較的高い共振先鋭度Q1が得られるアンテナ設計とされている。
The
第2同調コイル13Bは、例えば図2において一点鎖線で示したようなアンテナ特性P11Bに設計されている。この例では、同調点が第1同調コイル13Aの同調点f0に設計され、この周波数で共振先鋭度Q2(<Q1)を得る。
The
第2同調コイル13Bは、リーダ/ライタとの近接時における同調帯域の確保を目的としているので、Qダンプを施して同調周波数帯域を押し広げるアンテナ設計となっている。第2同調コイル13Bには長い通信距離は特に必要なく、近接時の不具合を解消できる程度のQレベルを確保できれば十分だからである。
Since the
本実施の形態では、第2同調コイル13BにQダンプ抵抗16を並列接続することによって、図2に示したように、周波数fpが含まれる同調帯域を確保している。Qダンプ抵抗16の大きさは特に限定されず、必要とする周波数範囲に同調帯域を広げられ、かつ、外部リーダーライタとの近接時に通信を確立できる程度のQ2が確保できればよい。
In the present embodiment, a tuning band including the frequency fp is secured as shown in FIG. 2 by connecting the
なお、第1,第2同調コイルの線幅、ターン数、材質等の形成条件は、仕様に応じて適宜設定される。 The formation conditions such as the line width, the number of turns, and the material of the first and second tuning coils are appropriately set according to the specifications.
モジュール回路14は、同調回路13で受信した又は送信する信号を処理、生成するための信号処理回路部で、主として、情報を記憶したメモリや演算回路、変復調回路等を集積したIC部品で構成されている。このモジュール回路14は、同調回路13と相互誘導により結合された給電コイル12に接続されており、給電コイル12及び同調回路13と共にモジュール化されている。
The
これら給電コイル12及び同調回路13は、同一基板上に配置形成されている。特に本実施の形態では、給電コイル12の内周側に同調回路13が配置されている。また、同調回路13においては、第1同調コイル13Aと第2同調コイル13Bとが互いに隣接しており、第1同調コイル13Aの内周側に第2同調コイル13Bが配置されている。このとき、モジュール回路14は同一基板上に実装することができる。
These feeding
これにより、給電コイル12、同調回路13及びモジュール回路14のモジュール体でなるアンテナモジュール11の小型化、薄型化を図ることができ、携帯情報端末の小型、薄型化された筐体内部へ省スペースで搭載することが可能となる。
Thereby, it is possible to reduce the size and thickness of the
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11においては、リーダ/ライタとの通信時、同調回路13においてリーダ/ライタからの発振電波の強さに応じた誘導電流が発生する。この誘導電流は給電コイル12を介してモジュール回路14に供給され、このモジュール回路14において整流され情報の読出し電圧に変換される。読み出された情報はモジュール回路14において変調され、給電コイル12及び同調回路13を介してリーダーライタへ送信される。
In the
同調回路13においては、リーダ/ライタとアンテナモジュール11との間の相対距離が比較的長い場合、主として第1同調コイル13Aを用いた非接触通信が行われる。第1同調コイル13Aのアンテナ特性P11Aは、第2同調コイル13Bの影響を受け、第2同調コイル13Bが存在しない場合(図8に示した同調コイル3のアンテナ特性P0)の共振先鋭度Q0に比べて低くなる。しかし、第1,第2同調コイル13A,13BのQ値を互いに異ならせて構成しているので、このQの低下量ΔQ1(図2)は、図11及び図12を参照して説明した従来のアンテナモジュールにおけるQの低下量ΔQ0に比べて小さい(ΔQ1<ΔQ0)。
In the tuning circuit 13, when the relative distance between the reader / writer and the
一方、リーダ/ライタとの近接時におけるアンテナモジュール11の通信は、主として第2同調コイル13Bが用いられる。この第2同調コイル13Bのアンテナ特性P11Bは、リーダ/ライタとの近接時における通信周波数fpを包含するブロードな同調帯域を有しているため、アンテナモジュールとリーダ/ライタとが近接した状態での同調周波数のズレを吸収して安定した通信動作が確保される。
On the other hand, the
従って本実施の形態によれば、リーダ/ライタとの近接時における通信不具合を解消しながら、必要とする通信距離を確保できるので、幅広い通信距離に対応して安定かつ確実な通信動作環境を提供でき、RFIDの信頼性向上を図ることが可能となる。 Therefore, according to the present embodiment, the necessary communication distance can be secured while eliminating the communication trouble when close to the reader / writer, so that a stable and reliable communication operation environment corresponding to a wide communication distance is provided. Thus, it is possible to improve the reliability of the RFID.
なお、上述した構成のアンテナモジュール11において、第1同調コイル13Aは給電コイル12を兼ねる構成とすることも可能である。図3にその一構成例を示す。給電/同調コイル17は、リーダ/ライタとの離間時に同調する第1同調コイルに対応している。
In the
この場合、第2同調コイル13Bは、給電/同調コイル17の内周側に隣接配置され、当該コイル17と相互誘導により結合される。また、コイル17,13Bの双方に同調容量15が設けられている。このような構成によっても、上述と同様な作用効果を得ることができる。
In this case, the
(第2の実施の形態)
図4及び図5は本発明の第2の実施の形態を示している。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。
(Second Embodiment)
4 and 5 show a second embodiment of the present invention. In the figure, portions corresponding to those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施の形態のアンテナモジュール21は、同調回路23の構成が上述の第1の実施の形態と異なっている。即ち本実施の形態では、リーダ/ライタとの近接時に発生する同調周波数のズレの傾向を予め把握し、その周波数帯域に合うように第1同調コイル23Aの同調点と第2同調コイル23Bの同調点とを異ならせている。
The
上述したように、リーダ/ライタとの近接時における同調点が、離間時における同調点よりも高周波数側にシフトすることから、第1同調コイル23Bの同調点よりも高い周波数で第2同調コイル23Bの同調点を設定している。図5は、第1同調コイル23Aの同調点f0(16.76MHz)に対し、第2同調コイル23Bの同調点を18.53MHzに設定した例を示している。
As described above, the tuning point at the time of proximity to the reader / writer shifts to a higher frequency side than the tuning point at the time of separation, so the second tuning coil at a frequency higher than the tuning point of the
本実施の形態によれば、上述の第1の実施の形態と同様な効果を得ることができるとともに、上述の第1の実施の形態に比べて、第1同調コイル23Aのアンテナ特性P21Aと第2同調コイル23Bのアンテナ特性P21Bとの相互間の干渉を抑えることができるので、第1同調コイル23Aの共振先鋭度Q1の低下量ΔQ2をより低減することが可能となる。
According to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained, and the antenna characteristic P21A of the
(第3の実施の形態)
図6及び図7は本発明の第3の実施の形態を示している。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。
(Third embodiment)
6 and 7 show a third embodiment of the present invention. In the figure, portions corresponding to those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施の形態のアンテナモジュール31は、リーダ/ライタとの離間時に同調する第1同調コイル33Aと、リーダ/ライタとの近接時に同調する第2同調コイル33Bとを有している。第1同調コイル33A及び第2同調コイル33Bは、それぞれ給電コイルとしての機能を独立して備え、各々独立してモジュール回路34に電気的に接続されている。
The
第1同調コイル33A及び第2同調コイル33Bは互いに同一の同調点f0(16.76MHz)に設定されている。第2同調コイル33BにはQダンプ抵抗16が並列接続されたQダンプコイルとされており、これにより図7に示したように、第1同調コイル33Aの共振先鋭度Q1は、第2同調コイル33Bの共振先鋭度Q2よりも高くなっている。なお、第1同調コイル33Aと第2同調コイル33B間は、相互誘導による結合を小さくするために、互いに距離を離して配置されている。
The first tuning coil 33A and the
一方、モジュール回路34には、第1同調コイル33Aと第2同調コイル33Bとを選択的に切り替える切替回路35が設けられている。図6の例では、切替回路35が第1同調コイル33Aを選択している状態を示している。これら第1同調コイル33Aと第2同調コイル33B間の切替は、これらのコイルに発生する誘導電圧を検出する検出部(図示略)の出力に基づいて行われるようになっている。
On the other hand, the
即ち、第1,第2同調コイル33A,33Bの発生誘導電圧は、リーダ/ライタとの間の相対距離(通信距離)によって変化し、両者間の距離が近いほど大きな誘導電圧が発生する。 That is, the induced voltage generated by the first and second tuning coils 33A and 33B varies depending on the relative distance (communication distance) between the reader / writer and a larger induced voltage is generated as the distance between the two is closer.
そこで、この電圧レベルが一定値よりも低い場合は第1同調コイル33Aを選択することにより、両者間の通信距離の低下を抑制することができる。一方、電圧レベルが一定値に達している場合は第2同調コイル33Bを選択することにより、同調周波数帯域を広げ、安定した通信動作を確保することができる。
Therefore, when the voltage level is lower than a certain value, the first tuning coil 33A is selected to suppress a decrease in the communication distance between the two. On the other hand, when the voltage level has reached a certain value, the tuning frequency band can be expanded and stable communication operation can be ensured by selecting the
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。 As mentioned above, although each embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to these, A various deformation | transformation is possible based on the technical idea of this invention.
例えば以上の各実施の形態では、第2同調コイル13B,23B,33Bの同調周波数帯域を広げるためにQダンプ抵抗を挿入したが、これに代えて、第1同調コイルからの離間距離を広げたり、コイル抵抗の大きい材料で第2同調コイルを形成する等の方法も適用可能である。 For example, in each of the embodiments described above, the Q dump resistor is inserted in order to widen the tuning frequency band of the second tuning coils 13B, 23B, and 33B, but instead of this, the separation distance from the first tuning coil is increased. A method of forming the second tuning coil with a material having a large coil resistance is also applicable.
また、以上の各実施の形態では、本発明に係るアンテナモジュール11,21,31として、非接触ICタグ用のアンテナモジュールを例に挙げて説明したが、これに限らず、リーダ/ライタの送受信アンテナ部に本発明を適用することも勿論可能である。
In each of the above embodiments, the
更に本発明に係るアンテナモジュールは、非接触ICタグ用のアンテナモジュールとリーダ/ライタ用のアンテナモジュールを兼ねた構成とすることも可能である。この場合、給電コイルや同調回路は、タグ用及びリーダ/ライタ用として、共通に用いることができる。 Furthermore, the antenna module according to the present invention may be configured to serve both as an antenna module for a non-contact IC tag and an antenna module for a reader / writer. In this case, the feeding coil and the tuning circuit can be used in common for the tag and the reader / writer.
11,21,31…アンテナモジュール、12…給電コイル、13,23…同調回路、13A,23A,33A…第1同調コイル、13B,23B,33B…第2同調コイル、14,34…モジュール回路、15…同調容量、16…Qダンプ抵抗。 11, 21, 31 ... antenna module, 12 ... feeding coil, 13, 23 ... tuning circuit, 13A, 23A, 33A ... first tuning coil, 13B, 23B, 33B ... second tuning coil, 14, 34 ... module circuit, 15 ... tuned capacity, 16 ... Q dump resistor.
Claims (9)
前記外部アンテナとの離間時に同調する第1同調コイルと、
前記外部アンテナとの近接時に同調する第2同調コイルとを備えた
ことを特徴とするアンテナモジュール。 An antenna module for contactless communication that tunes to an external antenna,
A first tuning coil that is tuned when separated from the external antenna;
An antenna module comprising: a second tuning coil that is tuned when close to the external antenna.
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。 The antenna module according to claim 1, wherein a resonance sharpness (Q) of the first tuning coil is higher than a resonance sharpness of the second tuning coil.
ことを特徴とする請求項2に記載のアンテナモジュール。 The antenna module according to claim 2, wherein a Q dump resistor is connected in parallel to the second tuning coil.
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。 The antenna module according to claim 1, wherein the first tuning coil and the second tuning coil are disposed adjacent to each other.
ことを特徴とする請求項4に記載のアンテナモジュール。 The antenna module according to claim 4, wherein the first tuning coil and the second tuning coil are both formed on the same substrate.
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。 The antenna module according to claim 1, further comprising switching means for selectively switching between the first tuning coil and the second tuning coil.
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。 The antenna module according to claim 1, wherein the first tuning coil also serves as a feeding coil.
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。 The antenna module according to claim 1, wherein the external antenna is a reader / writer.
ことを特徴とする携帯情報端末。
An antenna module for non-contact communication having a first tuning coil that is tuned when separated from an external antenna and a second tuning coil that is tuned when close to the external antenna is incorporated in the housing. A portable information terminal.
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