JP2012134808A - Non-contact communication medium and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、RFID(Radio Frequency IDentification)システム等の非接触データ通信に用いられる非接触通信媒体及びその非接触通信媒体が取り付けられた電子機器に関する。 The present invention relates to a non-contact communication medium used for non-contact data communication such as an RFID (Radio Frequency IDentification) system, and an electronic device to which the non-contact communication medium is attached.
近年、非接触型ICカード等の非接触通信媒体の需要は益々増加し、鉄道等における改札システム、コンビニエンスストア等における料金支払いシステム、企業等における入退室システム等に広く活用されている。 In recent years, the demand for non-contact communication media such as non-contact type IC cards is increasing, and it is widely used for ticket gate systems in railways, fee payment systems in convenience stores, etc., entrance / exit systems in companies and the like.
例えば、料金支払いシステムでは、非接触通信媒体に内蔵された非接触型ICモジュールが電子マネー機能を有しており、リーダー/ライターに非接触通信媒体をかざすだけで鉄道の運賃や商品の料金等の支払いを済ませることができる。 For example, in a fee payment system, a non-contact type IC module built in a non-contact communication medium has an electronic money function. Can be paid.
例えば、13.56MHz帯において電磁誘導方式で非接触データ通信を行う非接触型ICカードの場合、自由空間(周辺に金属体等がない状態)でリーダー/ライターと非接触データ通信を行うことを想定して設計されている。したがって、非接触型ICカードの近傍に金属体が配置される場合、この金属体の表面に誘導される渦電流が非接触型ICカードの非接触データ通信を妨害し、非接触データ通信が可能な距離(以下単に「通信可能距離」という)を著しく低下させることが知られている。 For example, in the case of a non-contact type IC card that performs non-contact data communication by an electromagnetic induction method in the 13.56 MHz band, non-contact data communication with a reader / writer is performed in a free space (a state where there is no metal body etc.). Designed with the assumption in mind. Therefore, when a metal body is arranged in the vicinity of a non-contact type IC card, eddy currents induced on the surface of the metal body interfere with non-contact type data communication of the non-contact type IC card, and non-contact data communication is possible. It is known to significantly reduce a long distance (hereinafter simply referred to as “communicable distance”).
一方、このような渦電流を抑え、通信可能距離を改善するために、複素比透磁率の実数部が25以上且つtanδが0.3以下の磁性シートが非接触通信媒体と金属体との間に配置されている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, in order to suppress such eddy currents and improve the communicable distance, a magnetic sheet having a real part of complex relative permeability of 25 or more and tan δ of 0.3 or less is formed between the non-contact communication medium and the metal body. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、この磁性シートによって通信可能距離は改善されるが、通信可能距離内に非接触データ通信のできない領域(以下単に「通信不感帯」という)が発生するという問題がある。 However, although the communicable distance is improved by this magnetic sheet, there is a problem that an area where non-contact data communication is impossible (hereinafter simply referred to as “communication dead zone”) occurs within the communicable distance.
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止し、適正な通信特性を有する非接触通信媒体及びその非接触通信媒体が取り付けられた電子機器を提供することにある。 In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a non-contact communication medium that has an appropriate communication characteristic and an electronic device to which the non-contact communication medium is attached. It is to provide.
上述の課題を解決するため、本発明の一形態に係る非接触通信媒体は、電子機器の外面に取り付けられる非接触通信媒体であって、非接触通信用のアンテナモジュールと、磁心部材とを具備する。
この磁心部材は、非接触通信の周波数において、実数部が120以上であり、虚数部が7以上且つ21以下である複素比透磁率を有する。
この磁心部材は、前記アンテナモジュールに積層される。
In order to solve the above-described problem, a non-contact communication medium according to an aspect of the present invention is a non-contact communication medium attached to an outer surface of an electronic device, and includes an antenna module for non-contact communication and a magnetic core member. To do.
This magnetic core member has a complex relative permeability in which the real part is 120 or more and the imaginary part is 7 or more and 21 or less at the frequency of non-contact communication.
The magnetic core member is laminated on the antenna module.
上記非接触通信媒体において、磁心部材は、非接触通信の周波数において、実数部が120以上であり、虚数部が7以上且つ21以下である複素比透磁率を有している。この構成により、リーダー/ライターから出力される基本搬送波以外の周波数帯の電磁波(ノイズ)を抑圧し、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止できる。 In the non-contact communication medium, the magnetic core member has a complex relative permeability having a real part of 120 or more and an imaginary part of 7 or more and 21 or less at the frequency of non-contact communication. With this configuration, it is possible to suppress electromagnetic waves (noise) in a frequency band other than the basic carrier wave output from the reader / writer and prevent the occurrence of a communication dead band within a communicable distance.
また、前記アンテナモジュールが、アンテナコイルと、前記アンテナコイルを支持する支持部材とを有してもよい。
前記アンテナコイルは、前記支持部材の第1の面に配置され、前記磁心部材は、前記支持部材の第2の面に配置されてもよい。
The antenna module may include an antenna coil and a support member that supports the antenna coil.
The antenna coil may be disposed on a first surface of the support member, and the magnetic core member may be disposed on a second surface of the support member.
この構成により、非接触通信媒体を電子機器の外面に取り付けるとき、アンテナコイルと電子機器の間に磁心部材を配置することができる。したがって、電子機器の外面に取り付けられた非接触通信媒体がリーダー/ライターにかざされたとき、磁心部材はアンテナコイルがリーダー/ライターから出力される電磁波と鎖交しやすくできる。 With this configuration, when the non-contact communication medium is attached to the outer surface of the electronic device, the magnetic core member can be disposed between the antenna coil and the electronic device. Therefore, when the non-contact communication medium attached to the outer surface of the electronic device is held over the reader / writer, the magnetic core member can easily interlink with the electromagnetic wave output from the reader / writer.
前記電子機器の外面に接着される粘着部材と、前記粘着部材と前記磁心部材との間に配置される金属部材とを更に具備してもよい。 You may further comprise the adhesion member adhere | attached on the outer surface of the said electronic device, and the metal member arrange | positioned between the said adhesion member and the said magnetic core member.
この構成により、金属部材が、電子機器から非接触通信媒体への影響を防止し、磁心部材が、金属部材から非接触通信媒体への影響を防止できる。 With this configuration, the metal member can prevent the electronic device from affecting the non-contact communication medium, and the magnetic core member can prevent the metal member from affecting the non-contact communication medium.
前記磁心部材は、フェライトで構成されてもよい。 The magnetic core member may be made of ferrite.
この構成により、磁心部材は、実数部が120以上で、虚数部が7以上且つ21以下の複素比誘電率を有することができる。 With this configuration, the magnetic core member can have a complex relative dielectric constant having a real part of 120 or more and an imaginary part of 7 or more and 21 or less.
本発明の一形態に係る電子機器は、本体と、この本体の外面に取り付けられる非接触通信媒体と、この非接触通信媒体を覆い、弾力性を有する保護部材とを具備する。
前記非接触通信媒体は、非接触通信用のアンテナモジュールと、磁心部材とを有する。
前記磁心部材は、前記非接触通信の周波数において、実数部が120以上であり、虚数部が7以上且つ21以下である複素比透磁率を有する。
この磁心部材は、前記アンテナモジュールに積層される。
An electronic device according to one embodiment of the present invention includes a main body, a non-contact communication medium attached to the outer surface of the main body, and a protection member that covers the non-contact communication medium and has elasticity.
The non-contact communication medium includes an antenna module for non-contact communication and a magnetic core member.
The magnetic core member has a complex relative permeability in which the real part is 120 or more and the imaginary part is 7 or more and 21 or less at the frequency of the non-contact communication.
The magnetic core member is laminated on the antenna module.
この構成により、非接触通信媒体に加えられる外力等によりアンテナモジュールが破壊されることを防ぐことができる。 With this configuration, it is possible to prevent the antenna module from being damaged by an external force applied to the non-contact communication medium.
以上のように、本発明によれば、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止し、適正な通信特性を有する非接触通信媒体及びその非接触通信媒体が取り付けられた電子機器を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a non-contact communication medium that has an appropriate communication characteristic and an electronic device to which the non-contact communication medium is attached. Can do.
以下、図面を参照し、本発明の一実施の形態の非接触通信媒体及びその非接触通信媒体が取り付けられた電子機器について説明する。 Hereinafter, a non-contact communication medium according to an embodiment of the present invention and an electronic device to which the non-contact communication medium is attached will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態の非接触通信媒体の概略構成を示す分解斜視図である。本実施形態の非接触通信媒体100は、アンテナモジュール1と、磁心部材5と、保護部材6と、粘着部材10とを有する。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a non-contact communication medium according to an embodiment of the present invention. The
非接触通信媒体100は、電子機器500に貼り付けられる。電子機器500は、外面501を有する筺体502を備え、筺体502には、図示しない電子回路が実装された基板が収納されている。本実施の形態では、図1に示すように、筺体502の裏面501’に非接触通信媒体100が貼り付けられるが、これに限らず外面501の他の位置に非接触通信媒体100が貼り付けられてもよい。
The
[非接触通信媒体]
非接触通信媒体100は、図1に示すように、13.56MHz帯の非接触通信用のアンテナモジュール1を有する。アンテナモジュール1は、ベース基板2と、ベース基板2上に形成されたアンテナコイル3と、アンテナコイル3に電気的に接続される信号処理回路部4とを有している。
[Non-contact communication medium]
As shown in FIG. 1, the
アンテナコイル3は、リーダー/ライターのアンテナ部と誘導結合されることで非接触通信媒体100とリーダー/ライターとの非接触データ通信が実行される。アンテナコイル3は、例えば、ベース基板2上にパターニングされた銅、アルミニウム等の金属パターンであって、平面内でループ状に巻回するように形成される。このアンテナコイル3の開口面積を大きくすることで、非接触通信媒体100の通信特性を向上させることができる。
The
本実施の形態のベース基板2は、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のプラスチックフィルムでなる絶縁性フレキシブル基板で構成されているが、ガラスエポキシ等のリジッド性基板で構成されてもよい。例えば、ベース基板2としてフレキシブル基板が用いられることによって、本体502の裏面501’が曲面であっても、裏面501’に沿って非接触通信媒体100を接着することができる。
The
図1では、本実施の形態のベース基板2の形状は矩形であるが、例えば、円形や多角形であってもよい。また、ベース基板2の大きさも適宜設定可能である。例えば、アンテナコイル3の開口面積が所定の大きさになるように、ベース基板2の形状や大きさ等が適宜設定される。
In FIG. 1, the shape of the
信号処理回路部4は、非接触データ通信に必要な信号処理回路及び情報を格納したICチップ4aや同調用コンデンサ等の電気・電子部品で構成される。信号処理回路部4は、複数の部品群で構成されてもよいし、あるいは単一の部品で構成されてもよい。信号処理回路部4は、ベース基板2上の、例えば、アンテナコイル3の内方側に配置される。
The signal
ここで、ベース基板2のアンテナコイル3や信号処理回路部4が形成される面を、アンテナモジュール1の第1の面1aとし、反対側の面をアンテナモジュール1の第2の面1bとする。
Here, the surface of the
アンテナモジュール1の第2の面1bには、磁心部材5と、粘着部材10とがそれぞれ設けられる。
On the
磁心部材5は、シート状の磁性材料で形成される。本実施形態では、磁心部材5はベース基板2よりも大きい矩形シートで形成されているが、大きさはこれに限定されず、例えばベース基板2と同等の大きさで形成されてもよい。
The
磁心部材5は、13.56MHz帯において、実数部(μ’)が120以上であり、虚数部(μ")が7以上且つ21以下である複素比透磁率を有する。これにより、後述するように、リーダー/ライターから出力される基本搬送波以外の周波数帯の電磁波(ノイズ)を抑圧し、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止できる。
In the 13.56 MHz band, the
上記特性を有する磁性材料として、本実施形態では、フェライトが用いられる。磁心部材5は、フェライトシート単独で用いられてもよいが、プラスチックフィルム等でフェライトシートを被覆したものでもよい。この場合、フェライトは定形のシート状に限られず、破片をシート状に敷き詰めたものでもよい。
In this embodiment, ferrite is used as the magnetic material having the above characteristics. The
粘着部材10は、例えば、両面粘着シート等からなり、この粘着部材10により非接触通信媒体100が電子機器500の裏面501’に接着される。
The pressure-
保護部材6は、アンテナモジュール1の第1の面1aを覆うようにが形成される。保護部材6は、例えば、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、エポキシ系樹脂、又は塩化ビニル系樹脂等からなる液体材料がポッティングされることで形成される。例えば、所定の型に液体材料が充填され固められることで作成された保護部材6が、図示しない粘着シートによりアンテナモジュール1の第1の面1a側に接着されてもよい。または、アンテナモジュール1の第1の面1a側に液体材料が滴下されることで、保護部材6が形成されてもよい。
The
保護部材6は、透明樹脂によって形成されることによって非接触通信媒体100の外部から加飾層が視認可能となる。また、保護部材6は、保護部材6により加飾層が保護されるので、加飾層の劣化が防止され、長期にわたり非接触通信媒体100のデザイン性が維持される。保護部材6は、無色透明に限られず、有色透明、無色半透明、又は有色半透明でもよい。また、保護部材6の内部に加飾用の粉末や着色剤が含有されてもよい。さらに加飾層が保護部材6の内部に埋め込まれてもよい。
By forming the
本実施の形態では、保護部材6がポッティングにより形成されるので、保護部材6の形状、大きさ、厚み等を種々のものに設定することが容易であり、非接触通信媒体100のデザイン性を向上させることができる。また保護部材6を形成するために金型を用いる必要がないので、保護部材6の形状変更等を伴うモデルチェンジの対応に多大なコストを要することがない。この結果、非接触通信媒体100の多品種少ロット生産を容易に実現することができる。
In the present embodiment, since the
また保護部材6としては、弾力性を有するものが用いられる。これにより非接触通信媒体100に加えられる外力等により、アンテナモジュール1が破壊されることを防ぐことができる。例えば、約20℃程度の常温状態において、ショア硬度A0以上A90以下の範囲となるように、保護部材6の硬度が適宜設定される。例えば、保護部材6がショア硬度A0以下の硬度となると、保護部材6の強度が不十分となる。一方、保護部材6がショア硬度A90以上の硬度となると、外力等を吸収することができなくなる。いずれにしても、保護部材6によりアンテナモジュール1を十分に保護することが難しくなる。
Further, as the
また、弾力性を有する保護部材6が用いられることで、電子機器500の裏面501’の形状に沿って非接触通信媒体100を接着することができる。さらに、保護部材6により、部品等が配置されているアンテナモジュール1の第1の面1a上を、配置されている部品の形状に沿って覆うことができる。
Further, by using the elastic
なお、本実施の形態の非接触通信媒体100は、何度でも貼り替えて用いることが可能である。従って、新しい電子機器を購入した場合でも、その電子機器に非接触通信媒体100を装着することで、非接触データ通信を行うことができる。しかしながら、例えば、非接触通信媒体100が無断で剥がされて他人に使用されることを防ぐために、剥がされたときにアンテナモジュール1の非接触データ通信の機能が停止するようにしてもよい。
Note that the
図2は、本発明の一実施の形態の非接触通信媒体が取り付けられた面をリーダー/ライターに向けている電子機器の斜視図である。 FIG. 2 is a perspective view of an electronic device in which a surface to which a non-contact communication medium according to an embodiment of the present invention is attached faces a reader / writer.
上記構成を有する非接触通信媒体100が接着された電子機器500を用いて、外部のリーダー/ライター300と非接触データ通信を行う際には、図2に示すように、電子機器500の裏面501’をリーダー/ライター300のアンテナ部に接近させる。そして、リーダー/ライター300のアンテナ部から出力された電磁波あるいは高周波磁界が、アンテナモジュール1のアンテナコイル3と鎖交することによって、アンテナコイル3に電磁波あるいは高周波磁界の強さに応じて誘導電流が発生する。この誘導電流は信号処理回路部4において整流され、ICチップ4aに記録された情報の読出し電圧に変換される。読み出された情報は、信号処理回路部4において変調され、アンテナコイル3を介して300のアンテナ部へ送信される。
When performing non-contact data communication with an external reader /
(磁心部材の複素比透磁率の評価)
通信妨害部材となる金属面の近傍で用いることができるようにするため、非接触通信媒体は、通信妨害部材との間に磁性シートが配置される。磁性シートは、一般的には、複素比透磁率の実数部μ’が大きい材料から成り、磁力線が磁性シートを集中して通り、近傍に存在する通信妨害部材内を通らないか、又は通りにくくしている。
(Evaluation of complex relative permeability of magnetic core member)
In order to be able to be used in the vicinity of a metal surface serving as a communication disturbing member, a magnetic sheet is disposed between the noncontact communication medium and the communication disturbing member. The magnetic sheet is generally made of a material having a large real part μ ′ of the complex relative permeability, and the magnetic field lines are concentrated on the magnetic sheet and do not pass through the communication disturbing member present in the vicinity or are difficult to pass. is doing.
例えば、通信妨害部材の代わりに電子機器が非接触通信媒体の近傍に配置された(又は電子機器の外部に非接触通信媒体が取り付けられた)状態で、アンテナコイルと電子機器の間に磁性シートが設けられていない場合、磁力線が電子機器の金属筺体の表面近傍を通り、磁界の変化に伴って電子機器の金属筺体の表面に渦電流が誘導されるため、渦電流損によって磁界のエネルギーが熱エネルギーに変換され、磁界のエネルギーが吸収される。また、渦電流による逆向きの磁界が非接触データ通信を妨害することになる。 For example, the magnetic sheet is placed between the antenna coil and the electronic device in a state where the electronic device is disposed in the vicinity of the non-contact communication medium (or the non-contact communication medium is attached outside the electronic device) instead of the communication blocking member. Is not provided, magnetic field lines pass near the surface of the metal housing of the electronic device, and eddy currents are induced on the surface of the metal housing of the electronic device as the magnetic field changes. It is converted into thermal energy and the magnetic field energy is absorbed. In addition, the reverse magnetic field due to the eddy current interferes with non-contact data communication.
また、従来の磁性シートには、通常、複素比透磁率の虚数部μ"が小さい材料が用いられており、この磁性シートの中を磁束が通過しても通過に伴う磁性シート内でのエネルギーの損失を小さく抑えている。 In addition, a material having a small imaginary part μ ″ of complex relative permeability is usually used for a conventional magnetic sheet, and the energy in the magnetic sheet accompanying the passage of magnetic flux passes through this magnetic sheet. The loss of is kept small.
図3は、従来の磁性シート(μ’=105、μ"=3)を用いた場合の非接触通信媒体の通信距離特性を示すグラフである。 FIG. 3 is a graph showing communication distance characteristics of a non-contact communication medium when a conventional magnetic sheet (μ ′ = 105, μ ″ = 3) is used.
図3の通信距離特性は、非接触通信媒体100を電子機器500の外面に取り付けた状態で、遠い距離から徐々にリーダー/ライター300に近づけたときのものである。
なお、磁心部材の複素比透磁率の評価に用いた電子機器、非接触通信媒体、及び保護部材は以下の通りである。
電子機器: ソフトバンクモバイル株式会社製「iPhone3G(商品名)」
非接触通信媒体: アンテナコイルと、
FeliCa(ソニー株式会社の登録商標)チップと、が搭載されたモジュール
保護部材: ウレタン系部材
The communication distance characteristics of FIG. 3 are those when the
The electronic device, the non-contact communication medium, and the protective member used for evaluating the complex relative permeability of the magnetic core member are as follows.
Electronic device: “iPhone3G (trade name)” manufactured by Softbank Mobile Corp.
Non-contact communication medium: antenna coil,
Module with FeliCa (registered trademark of Sony Corporation) chip and protective member: Urethane-based member
図3のグラフの横軸の数値は、リーダー/ライター300から出力される電磁波の周波数を示し、縦軸の数値は、非接触通信媒体100とリーダー/ライター300の間の距離を示している。
The numerical value on the horizontal axis of the graph in FIG. 3 indicates the frequency of the electromagnetic wave output from the reader /
ここで、図3のグラフに示した通信正答率を次のように定義する。
リーダー/ライター300の電磁波の周波数と、非接触通信媒体100からリーダー/ライター300までの距離を変え、各位置及び周波数でリーダー/ライター300が非接触通信媒体100に対して予め設定された回数の非接触データ通信を行う。そして、一回の失敗もせずに非接触データ通信を行ったとき、通信正答率100%と定義する。
指定された位置及び周波数において同様に予め設定された回数の非接触データ通信を繰り返し、通信正答率を評価している。
Here, the correct communication rate shown in the graph of FIG. 3 is defined as follows.
The frequency of the electromagnetic wave of the reader /
Similarly, non-contact data communication is repeated a preset number of times at the designated position and frequency, and the communication correct answer rate is evaluated.
図3の通信距離特性では、一点破線で示す領域、すなわち(非接触通信媒体100のアンテナの共振周波数13.56MHzを含む)13.11MHzから13.81MHzにおいてリーダー/ライター300の近傍に通信不感帯が存在することを示している。
In the communication distance characteristic of FIG. 3, there is a communication dead band in the vicinity of the reader /
ここで、通信可能距離及び通信不感帯を以下のように定義する。
非接触通信媒体100とリーダー/ライター300の間の距離を変え、各距離でリーダー/ライター300が非接触通信媒体100に対して複数回の非接触データ通信を行う。そして、通信正答率100%で非接触データ通信を行った距離を通信可能距離と定義する。
非接触通信媒体100とリーダー/ライター300の間の距離を離散的に変え、各距離でリーダー/ライター300が非接触通信媒体100に対して複数回の非接触データ通信を行う。そして、通信可能距離の範囲内で通信正答率100%未満、すなわち一回以上非接触データ通信が失敗に終わった位置又はその区間を通信不感帯と定義する。
Here, the communicable distance and the communication dead zone are defined as follows.
The distance between the
The distance between the
この通信距離特性のようにリーダー/ライター300の近傍に通信不感帯が存在している場合、ユーザが非接触通信媒体100をリーダー/ライター300にかざしても、非接触通信媒体100がリーダー/ライター300の電磁波に反応しないことも考えられる。
When there is a communication dead zone in the vicinity of the reader /
また、(機種によって格差はあるが)リーダー/ライター300は、基本搬送波の13.56MHz以外の周波数帯の電磁波(例えば、基本搬送波の高調波成分)も発生しているため、リーダー/ライター300の近傍においては、たとえ微弱な高調波成分(非接触データ通信には必要のない成分)であっても、高調波成分が非接触通信媒体100に影響を及ぼし、非接触データ通信を失敗させている可能性が高いと考えられる。
In addition, the reader /
また、リーダー/ライター300の種類も年々増加傾向にあり、用途・目的に応じて設計されているため、リーダー/ライター300と非接触通信媒体の組合せによって多様な通信不感帯が発生すると考えられる。したがって、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止できる磁心部材が必要とされている。
The types of reader /
次に、本実施の形態の非接触通信媒体を構成する磁心部材の複素比透磁率について説明する。 Next, the complex relative permeability of the magnetic core member constituting the non-contact communication medium of the present embodiment will be described.
図4は、通信距離特性の通信不感帯の有無の検討に用いた磁性材料の複素比透磁のグラフである。 FIG. 4 is a graph of the complex relative permeability of the magnetic material used for examining the presence or absence of the communication dead band of the communication distance characteristic.
実際には、複素比透磁率の異なる多数のフェライトシートについて通信不感帯の有無を調査/評価しているが、図4に例示したのは下記複素比透磁率を有するフェライトシートである。
サンプル番号 虚数部μ’ 実数部μ"
No.1 113 3.8
No.2 119 6.3
No.3 127 10.4
No.4 135 12.8
No.5 143 20.2
Actually, the presence / absence of a communication dead band is investigated / evaluated for a large number of ferrite sheets having different complex relative magnetic permeability. FIG. 4 illustrates a ferrite sheet having the following complex relative magnetic permeability.
Sample number Imaginary part μ 'Real part μ "
No. 1 113 3.8
No. 2 119 6.3
No. 3 127 10.4
No. 4 135 12.8
No. 5 143 20.2
なお、磁心部材の複素比透磁率は、16454A磁性材料測定電極を用いた透磁率の測定システムで測定している(アジレント社、アプリケーション・ノート1369‐1「インピーダンス測定技術を用いた誘電体、磁性体材料測定」、第15〜18頁参照)。 The complex relative permeability of the magnetic core member is measured by a permeability measurement system using a 16454A magnetic material measurement electrode (Agilent, application note 1369-1 “Dielectrics using impedance measurement technology, magnetic Body material measurement ", see pages 15-18).
また、図4のグラフの横軸の数値は複素比透磁率の実数部を示し、縦軸の数値は複素比透磁率の虚数部を示している。 Further, the numerical value on the horizontal axis of the graph of FIG. 4 indicates the real part of the complex relative permeability, and the numerical value on the vertical axis indicates the imaginary part of the complex relative permeability.
図5乃至10は、複素比透磁率の異なる複数のフェライトシートを用いて磁心部材を構成したときの通信距離特性を示すグラフである。
図5は、μ’=113、μ"=3.8のフェライトシート(サンプル1)を用いた場合の通信特性である。
図6は、μ’=119、μ"=6.3のフェライトシート(サンプル2)を用いた場合の通信特性である。
図7は、μ’=127、μ"=10.4のフェライトシート(サンプル3)を用いた場合の通信特性である。
図8は、μ’=135、μ"=12.8のフェライトシート(サンプル4)を用いた場合の通信特性である。
図9は、μ’=143、μ"=20.2のフェライトシート(サンプル5)を用いた場合の通信特性である。
図10は、μ’=167、μ"=4.0のフェライトシート(サンプル6)を用いた場合の通信特性である。
5 to 10 are graphs showing communication distance characteristics when a magnetic core member is configured using a plurality of ferrite sheets having different complex relative permeability.
FIG. 5 shows communication characteristics when a ferrite sheet (sample 1) with μ ′ = 113 and μ ″ = 3.8 is used.
FIG. 6 shows communication characteristics when a ferrite sheet (sample 2) with μ ′ = 119 and μ ″ = 6.3 is used.
FIG. 7 shows communication characteristics when a ferrite sheet (sample 3) with μ ′ = 127 and μ ″ = 10.4 is used.
FIG. 8 shows communication characteristics when a ferrite sheet (sample 4) with μ ′ = 135 and μ ″ = 12.8 is used.
FIG. 9 shows communication characteristics when a ferrite sheet (sample 5) with μ ′ = 143 and μ ″ = 20.2 is used.
FIG. 10 shows communication characteristics when a ferrite sheet (sample 6) with μ ′ = 167 and μ ″ = 4.0 is used.
これらのフェライトシートを評価するため、非接触通信媒体100とリーダー/ライター300の間の距離を変え、距離毎にリーダー/ライター300が非接触通信媒体100に対して複数回の非接触データ通信を行って、通信正答率100%か否を判定している。
In order to evaluate these ferrite sheets, the distance between the
また、図5乃至10のグラフは"Y−10","X−10","XY0","X+10","Y+10"の5つの異なる条件下の通信距離特性を示している。 The graphs of FIGS. 5 to 10 show the communication distance characteristics under five different conditions of “Y-10”, “X-10”, “XY0”, “X + 10”, and “Y + 10”.
(1)"Y−10"の通信距離特性は、リーダー/ライター300の不図示のアンテナコイルの中心軸に対してY軸方向に非接触通信媒体のアンテナコイルが−10mmずれた状態で、非接触通信媒体を遠い距離から徐々にリーダー/ライター300に近づけたときのものである。
(2)"X−10"の通信距離特性は、リーダー/ライター300の不図示のアンテナコイルの中心軸に対してX軸方向に非接触通信媒体のアンテナコイルが−10mmずれた状態で、非接触通信媒体を遠い距離から徐々にリーダー/ライター300に近づけたときのものである。
(3)"XY0"の通信距離特性は、リーダー/ライター300の不図示のアンテナコイルの中心軸と非接触通信媒体のアンテナコイルの中心軸が一致する状態で、非接触通信媒体を遠い距離から徐々にリーダー/ライター300に近づけたときのものである。
(4)"X+10"の通信距離特性は、リーダー/ライター300の不図示のアンテナコイルの中心軸に対してX軸方向に非接触通信媒体のアンテナコイルが+10mmずれた状態で、非接触通信媒体を遠い距離から徐々にリーダー/ライター300に近づけたときのものである。
(5)"Y+10"の通信距離特性は、リーダー/ライター300の不図示のアンテナコイルの中心軸に対してY軸方向に非接触通信媒体のアンテナコイルが+10mmずれた状態で、非接触通信媒体を遠い距離から徐々にリーダー/ライター300に近づけたときのものである。
(1) The communication distance characteristic of “Y-10” is not in the state where the antenna coil of the non-contact communication medium is shifted by −10 mm in the Y-axis direction with respect to the central axis of the antenna coil (not shown) of the reader /
(2) The communication distance characteristic of “X-10” indicates that the antenna coil of the non-contact communication medium is shifted by −10 mm in the X-axis direction with respect to the central axis of the antenna coil (not shown) of the reader /
(3) The communication distance characteristic of “XY0” indicates that the center axis of the antenna coil (not shown) of the reader /
(4) The communication distance characteristic of “X + 10” is a non-contact communication medium in a state where the antenna coil of the non-contact communication medium is shifted by +10 mm in the X-axis direction with respect to the central axis of the antenna coil (not shown) of the reader /
(5) The communication distance characteristic of “Y + 10” is a non-contact communication medium in a state where the antenna coil of the non-contact communication medium is shifted by +10 mm in the Y-axis direction with respect to the central axis of the antenna coil (not shown) of the reader /
図5乃至10の"Y−10","X−10","XY0","X+10","Y+10"の通信距離特性では、非接触通信媒体とリーダー/ライター300との間で非接触データ通信を複数回繰り返し、一度でも通信不能になった領域を通信不感帯として記録している。
In the communication distance characteristics of “Y-10”, “X-10”, “XY0”, “X + 10”, and “Y + 10” in FIGS. 5 to 10, noncontact data between the noncontact communication medium and the reader /
サンプル1(図5)では、"Y−10"の通信距離特性の4mm付近と"X+10"の通信距離特性の3mm付近に通信不感帯が発生している。サンプル2(図6)では、"Y−10"の通信距離特性の4mm付近と"X+10"の通信距離特性の3mm付近に通信不感帯が発生している。サンプル6(図10)では、複素比透磁率の実数部が大きいにもかかわらず、"Y−10"の通信距離特性の4mm付近に通信不感帯が発生している。 In sample 1 (FIG. 5), a communication dead band is generated around 4 mm of the communication distance characteristic of “Y-10” and around 3 mm of the communication distance characteristic of “X + 10”. In sample 2 (FIG. 6), there is a communication dead zone in the vicinity of 4 mm of the communication distance characteristic of “Y-10” and in the vicinity of 3 mm of the communication distance characteristic of “X + 10”. In sample 6 (FIG. 10), although the real part of the complex relative permeability is large, a communication dead band occurs in the vicinity of 4 mm of the communication distance characteristic of “Y-10”.
サンプル1,2の結果より、μ’が120未満で、μ"が7以下の磁心部材では、通信不感帯領域の発生により安定した通信特性を確保できないことが確認された。また、サンプル6に関しては、μ’が120以上であるものの、μ"が4と小さいため、限られた領域で通信不感帯が確認された。
From the results of
これに対して、サンプル3〜5(図7乃至9)では、"Y−10","X−10","XY0","X+10","Y+10"の何れの通信距離特性にも通信不感帯は発生していない。すなわち、複素比透磁率の実数部(μ’)が120以上であり、虚数部(μ")が7以上且つ21以下である場合、通信不感帯を生じさせることなく安定した通信特性が確保されることが確認される。
On the other hand, in
以上の結果から、磁心部材の複素比透磁率の実数部が大きいだけでは、通信不感帯の発生を防止することはできないことが明らかとなった。すなわち、リーダー/ライターの基本搬送波の13.56MHz以外の周波数帯の電磁波(例えば、基本搬送波の高調波成分)の影響を阻止するため、磁心部材には、複素比透磁率の実数部だけでなく、虚数部もある程度の大きな磁性材料を選択する必要がある。 From the above results, it has been clarified that the communication dead band cannot be prevented only by the large real part of the complex relative permeability of the magnetic core member. That is, in order to prevent the influence of electromagnetic waves in a frequency band other than 13.56 MHz of the basic carrier wave of the reader / writer (for example, harmonic components of the basic carrier wave), the magnetic core member has not only the real part of the complex relative permeability. In addition, it is necessary to select a magnetic material having a certain degree of imaginary part.
なお、複素比透磁率の虚数部が大きいと磁性部材による電力損失も大きくなるので、複素比透磁率の虚数部を適切な範囲に限定することが重要である。 In addition, since the power loss by a magnetic member also becomes large when the imaginary part of complex relative permeability is large, it is important to limit the imaginary part of complex relative permeability to an appropriate range.
なお、サンプル3〜5について、ソニー株式会社が定めるFeliCa性能検定及びビットワレット株式会社が定めるEdyカード技術検定の全対象機種において検定基準を満足することが確認された。
Regarding
以上、本実施の形態によれば、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止し、電子機器の外部に取り付けられた非接触通信媒体が適正な通信特性を有することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to prevent the occurrence of a communication dead zone within the communicable distance, and the non-contact communication medium attached to the outside of the electronic device can have appropriate communication characteristics.
<変形例>
本発明は上述の実施形態にのみ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変更され得る。
<Modification>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば非接触通信媒体は、金属部材をさらに有してもよい。図11は、上述の一実施の形態の非接触通信媒体の変形例の概略構成を示す斜視図である。
非接触通信媒体200は、図11に示すように、13.56MHz帯の非接触通信用のアンテナコイル201を有する。アンテナモジュール1は、ベース基板2と、ベース基板2上に形成されたアンテナコイル3と、アンテナコイル3に電気的に接続される信号処理回路部4とを有している。アンテナモジュール1の第2の面1bには、磁心部材5と、金属部材15と、粘着部材10とがこの順で設けられ、図示しない両面粘着シート等によりそれぞれ接着される。金属部材15は、ステンレス板やアルミニウム板などの金属板で形成される。
For example, the non-contact communication medium may further include a metal member. FIG. 11 is a perspective view showing a schematic configuration of a modified example of the non-contact communication medium of the above-described embodiment.
As shown in FIG. 11, the
金属部材15が磁心部材5と粘着材10との間に配置されることで、電子機器500への取付け前と取付け後における非接触通信媒体の通信特性の変化を抑制することができる。また電子機器の種類によらず、非接触通信媒体の安定した通信特性を確保することができる。
By disposing the
上記の各実施形態で説明した非接触通信媒体が取り付けられる電子機器としては、例えば、デジタルカメラ及びデジタルビデオカメラ等の撮像装置、携帯電話及び携帯型オーディオビジュアル機器等の端末装置、携帯ゲーム機器、PDA(Personal Digital Assistance)、オンスクリーンキーボード、電子辞書、ディスプレイ装置、オーディオ/ビジュアル機器、プロジェクタ、ゲーム機器、ロボット機器、その他の電化製品等が挙げられる。 Examples of electronic devices to which the non-contact communication medium described in each of the above embodiments is attached include, for example, imaging devices such as digital cameras and digital video cameras, terminal devices such as mobile phones and portable audiovisual devices, portable game devices, PDA (Personal Digital Assistance), on-screen keyboard, electronic dictionary, display device, audio / visual device, projector, game device, robot device, and other electrical appliances.
また以上の実施形態では、電子機器に取り付けられる非接触通信媒体を例に挙げて説明したが、例えばICカードのように、電子機器に取り付けられない非接触通信媒体にも同様に適用可能である。 In the above embodiment, the non-contact communication medium attached to the electronic device has been described as an example. However, the present invention can be similarly applied to a non-contact communication medium that cannot be attached to the electronic device such as an IC card. .
1…アンテナモジュール
1a…アンテナモジュールの第1の面
1b…アンテナモジュールの第2の面
5…取付け媒体
5a…磁性部材
5b…金属部材
5c…粘着部材
6…保護部材
100、200…非接触通信媒体
300…リーダー/ライター
500…電子機器
501…電子機器の外面
501’…電子機器の裏面
502…電子機器の本体
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記非接触通信の周波数において、実数部が120以上であり、虚数部が7以上且つ21以下である複素比透磁率を有し、前記アンテナモジュールに積層される磁心部材と
を具備する非接触通信媒体。 An antenna module for non-contact communication;
A non-contact communication having a complex relative permeability of which the real part is 120 or more and the imaginary part is 7 or more and 21 or less at the frequency of the non-contact communication and is laminated on the antenna module. Medium.
前記アンテナモジュールは、アンテナコイルと、第1の面と第2の面とを有する支持部材とを有し、
前記アンテナコイルは、前記支持部材の前記第1の面に配置され、
前記磁心部材は、前記支持部材の前記第2の面に配置される非接触通信媒体。 The contactless communication medium according to claim 1,
The antenna module has an antenna coil and a support member having a first surface and a second surface,
The antenna coil is disposed on the first surface of the support member;
The magnetic core member is a non-contact communication medium disposed on the second surface of the support member.
前記電子機器の外面に接着される粘着部材と、
前記粘着部材と前記磁心部材との間に配置される金属部材と
を更に具備する非接触通信媒体。 The non-contact communication medium according to claim 2,
An adhesive member bonded to the outer surface of the electronic device;
A non-contact communication medium further comprising: a metal member disposed between the adhesive member and the magnetic core member.
前記磁心部材はフェライトで構成される非接触通信媒体。 The contactless communication medium according to claim 1,
The magnetic core member is a non-contact communication medium made of ferrite.
非接触通信用のアンテナモジュールと、前記非接触通信の周波数において、実数部が120以上であり、虚数部が7以上且つ21以下である複素比透磁率を有し、前記アンテナモジュールに積層される磁心部材とを有し、前記本体の外面に取り付けられる非接触通信媒体と、
前記非接触通信媒体を覆い、弾力性を有する保護部材と
を具備する電子機器。 The body,
An antenna module for non-contact communication and a complex relative permeability having a real part of 120 or more and an imaginary part of 7 or more and 21 or less at the non-contact communication frequency, and is laminated on the antenna module. A non-contact communication medium attached to the outer surface of the main body,
An electronic device comprising: a protective member that covers the non-contact communication medium and has elasticity.
前記アンテナモジュールは、アンテナコイルと、第1の面と第2の面とを有する支持部材とを有し、
前記アンテナコイルは、前記支持部材の前記第の1面に配置され、
前記磁心部材は、前記支持部材の前記第2の面に配置される電子機器。 The electronic device according to claim 5,
The antenna module has an antenna coil and a support member having a first surface and a second surface,
The antenna coil is disposed on the first surface of the support member,
The magnetic core member is an electronic device disposed on the second surface of the support member.
前記本体の外面に接着される粘着部材と、
前記粘着部材と前記磁心部材との間に配置される金属部材と
を更に具備する電子機器。 The electronic device according to claim 5,
An adhesive member bonded to the outer surface of the main body;
An electronic device further comprising: a metal member disposed between the adhesive member and the magnetic core member.
Priority Applications (1)
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