JP2013070369A

JP2013070369A - Short-range radiocommunication antenna device

Info

Publication number: JP2013070369A
Application number: JP2012196915A
Authority: JP
Inventors: Masaki Nakamura; 真貴中村; Hirohiko Miki; 裕彦三木; Tokukazu Koyuhara; 徳和小湯原
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2013-04-18
Anticipated expiration: 2032-09-07
Also published as: JP5987263B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a short-range radiocommunication antenna device having excellent productivity that can bring a resonance frequency into a predetermined frequency range even in the presence of displacement in positions to dispose an antenna coil and a soft magnetic member, thereby eliminating the need for a strict positioning.SOLUTION: A short-range radiocommunication antenna device includes: an antenna coil; a ferrite member having a larger outer shape than the antenna coil and disposing and fixing the antenna coil on a first main surface; a conductive member that is disposed on a second main surface opposed to the first main surface of the ferrite member and is larger than the outer shape of the ferrite member; and a capacitor for matching. The short-range radiocommunication antenna device has a resonance frequency in a frequency range of 13.56 MHz±250 kHz with respect to the capacitor for matching.

Description

本発明は、携帯電話等の小型の無線通信装置に用いられる、磁界誘導を用いた小電力無線通信：ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）に基づくアンテナ装置に関し、特には１３．５６ＭＨｚの通信周波数帯を利用した近距離通信規格：ＮＦＣ（ＮｅａｒＦｉｅｌｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）に対応した近距離無線通信用アンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device based on RFID (Radio Frequency Identification), which is used in a small wireless communication device such as a mobile phone, and particularly uses a communication frequency band of 13.56 MHz. The present invention relates to an antenna device for near field communication corresponding to NFC (Near Field Communication).

近接通信を行うシステムとしては、例えば、ＩＣカードシステムが広く知られている。ＩＣカードシステムにおいては、読み書き装置であるリーダ／ライタ（以下単にアンテナ装置という場合がある）のアンテナが電磁波を発生することにより、磁界が形成され、リーダ／ライタにＩＣカードが近づけると、ＩＣカードのアンテナへの電磁誘導によって電力伝送され、集積回路は電源の供給を受けるとともに、リーダ／ライタとの間で設定されたプロトコル（例えばＩＳＯ１４４４３、１５６９３、１８０９２等）でデータ伝送を行う。近年では、ＩＣカードシステムの他に携帯電話等の小型の無線通信装置にも近接通信が採用される様になって来た。 As a system for performing near field communication, for example, an IC card system is widely known. In an IC card system, a magnetic field is formed when an antenna of a reader / writer (hereinafter simply referred to as an antenna device), which is a read / write device, generates an electromagnetic wave, and the IC card is brought closer to the reader / writer. Power is transmitted by electromagnetic induction to the antenna, and the integrated circuit is supplied with power and performs data transmission with a protocol (for example, ISO14443, 15693, 18092, etc.) set with the reader / writer. In recent years, proximity communication has been adopted for small wireless communication devices such as mobile phones in addition to IC card systems.

図１３はループアンテナを用いて構成される近距離無線通信用アンテナ装置の一般的な構成を示す平面図である。以下の説明では、近距離無線通信用アンテナ装置を単にアンテナ装置と呼ぶ場合がある。このアンテナ装置１は、フレキシブル基板３１０の面上にループ状に巻回されたアンテナコイル３０５をループアンテナとして形成して構成される。アンテナコイル３０５に高周波電流が流れるとその周囲には磁束が発生する。 FIG. 13 is a plan view showing a general configuration of a near field communication antenna device configured using a loop antenna. In the following description, the short-range wireless communication antenna device may be simply referred to as an antenna device. The antenna device 1 is configured by forming an antenna coil 305 wound in a loop on the surface of a flexible substrate 310 as a loop antenna. When a high-frequency current flows through the antenna coil 305, a magnetic flux is generated around it.

通常、その磁束はアンテナコイル３０５が形成された面側とその反対面側とで実質的に差異は無く、磁界は均等に生じる。しかしながら通信においては一方面側のみの磁界しか寄与しない為、この様な構成にあっては、アンテナ装置は通信距離が短く、また通信に寄与しない磁界は他の通信機器に影響を与えてしまう。また、近接して配置される他の構成部品の金属導体による影響を受けて、Ｑ値やインダクタンスの低下を招き易いという問題があり、アンテナコイルのどちらか一方の面側に、透磁率の高いフェライト板や磁性金属粉末を樹脂に混合した金属樹脂シートなどの軟磁性部材を貼り付けることが行なわれている。 Usually, the magnetic flux does not substantially differ between the surface side on which the antenna coil 305 is formed and the opposite surface side, and the magnetic field is generated uniformly. However, since communication contributes only to a magnetic field on only one side, the antenna device has a short communication distance in such a configuration, and a magnetic field that does not contribute to communication affects other communication devices. In addition, there is a problem that the Q value and the inductance are likely to be lowered due to the influence of the metal conductors of other components arranged close to each other, and there is a high magnetic permeability on either side of the antenna coil. A soft magnetic member such as a ferrite plate or a metal resin sheet in which magnetic metal powder is mixed with a resin is attached.

磁束を遠くまで及ばせて通信性能を高めようとすれば、アンテナコイルの外形寸法を大きく構成するのが好ましいが、アンテナコイルの近傍では強い磁界が生じるので、周囲にある金属の影響を受けやすく、例えアンテナコイルに軟磁性部材を配置しても、相互の位置関係がずれると、アンテナ装置の共振周波数が大きく変化してしまう問題があった。 If it is intended to improve communication performance by extending the magnetic flux far, it is preferable to make the outer dimensions of the antenna coil large. However, since a strong magnetic field is generated near the antenna coil, it is easily affected by surrounding metals. Even if a soft magnetic member is arranged on the antenna coil, there is a problem that the resonance frequency of the antenna device changes greatly if the mutual positional relationship is shifted.

アンテナコイルと軟磁性部材とを一体化する際に、厳密な位置合わせを行うことは多くの作業工数を必要とする。また、アンテナコイルの位置ずれによるインダクタンスの変化を共振用コンデンサによって補正し、個体ごとに共振周波数を合わせ込んで再調整することは可能だが、作業工数の増加とともに、容量値の異なる複数の共振用コンデンサを準備しなければならず、生産性が劣るとともに、アンテナ装置のコストが増加するという問題がある。 When integrating the antenna coil and the soft magnetic member, strict alignment requires a large number of work steps. In addition, it is possible to correct the inductance change due to the position shift of the antenna coil with the resonance capacitor and adjust the resonance frequency for each individual, but it can be readjusted. Capacitors must be prepared, resulting in inferior productivity and increased cost of the antenna device.

この様な問題に対して、特許文献１では、貼り合わせ位置が軟磁性部材の面内で多少ずれても、金属導体による影響を受けない程度に、軟磁性部材の外形寸法をアンテナコイルの外形寸法よりも十分に大きく構成することで、アンテナ装置の共振周波数を安定化させ、アンテナコイルと軟磁性部材の貼り合わせを容易とすることを提案している。 In order to deal with such a problem, in Patent Document 1, the outer dimensions of the soft magnetic member are set so as not to be affected by the metal conductor even if the bonding position is slightly shifted in the plane of the soft magnetic member. It has been proposed to stabilize the resonance frequency of the antenna device and to facilitate the bonding of the antenna coil and the soft magnetic member by making the structure sufficiently larger than the dimensions.

特開２００７−３２５０５４号公報JP 2007-325054 A

しかしながら、携帯電話等の無線通信装置は小型化、多機能化が進み、用いられるアンテナ装置もその大きさに制限があるため、軟磁性部材の外形寸法を十分に大きく構成することは現実的な解決策では無いのが実際である。 However, since wireless communication devices such as cellular phones are becoming smaller and more multifunctional, and the size of the antenna device used is limited, it is realistic to make the outer dimensions of the soft magnetic member sufficiently large. In fact it is not a solution.

この為、アンテナコイルの中心位置が所定の搭載位置から外れる場合に、共振周波数がシフトして所望の周波数範囲内に共振が得られず、通信距離が著しく減じてしまう問題は、携帯電話等の無線通信装置用のアンテナ装置においては依然残されたままであった。 For this reason, when the center position of the antenna coil deviates from the predetermined mounting position, the resonance frequency shifts and resonance cannot be obtained within a desired frequency range, and the communication distance is significantly reduced. The antenna device for the wireless communication device still remains.

アンテナコイルの巻径を小径とすれば、相対的にアンテナコイルの外周と軟磁性部材の外周との間を大きく取ることは可能だが、アンテナコイルの周囲に発生する磁束が及ぶ距離も短くなり通信距離に影響する問題がある。 If the winding diameter of the antenna coil is made small, it is possible to make a relatively large space between the outer periphery of the antenna coil and the outer periphery of the soft magnetic member, but the distance over which the magnetic flux generated around the antenna coil reaches is also reduced. There is a problem that affects distance.

本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、近距離無線通信用のアンテナ装置において、アンテナコイルと軟磁性部材の配置位置にずれがある場合であっても、共振周波数を所定の周波数範囲内とすることが出来て、厳密な位置合わせを行わなくても済み、生産性に優れたアンテナ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and in an antenna device for short-range wireless communication, the resonance frequency is set to a predetermined frequency even when the antenna coil and the soft magnetic member are misaligned. It is an object of the present invention to provide an antenna device that can be within the range and does not require strict alignment and has excellent productivity.

第１の発明は、対向する主面を備えた軟磁性部材の第一主面にアンテナコイルを配置固定し、第二主面側に導電部材を配置した近距離無線通信用アンテナ装置であって、前記軟磁性部材の外形はアンテナコイルよりも大きく、前記導電部材の外形は前記軟磁性部材よりも大きく、整合用のコンデンサとの共振周波数が１３．５６ＭＨｚ±２５０ｋＨｚの周波数範囲にあり、アンテナコイルを軟磁性部材に配置固定する際に生じる位置ずれを最小とした組立体を基準として、前記整合用のコンデンサの容量値を、共振周波数がその周波数範囲の下限周波数の近傍となる容量値に設定したことを特徴とする近距離無線通信用アンテナ装置である。 A first invention is an antenna device for short-range wireless communication in which an antenna coil is arranged and fixed on a first main surface of a soft magnetic member having opposed main surfaces, and a conductive member is arranged on the second main surface side. The outer shape of the soft magnetic member is larger than that of the antenna coil, the outer shape of the conductive member is larger than that of the soft magnetic member, and the resonance frequency with the matching capacitor is in the frequency range of 13.56 MHz ± 250 kHz. Based on the assembly that minimizes the positional deviation that occurs when the element is fixed to the soft magnetic member, the capacitance value of the matching capacitor is set to a capacitance value at which the resonance frequency is close to the lower limit frequency of the frequency range. This is a short-range wireless communication antenna device.

アンテナコイルを軟磁性部材に配置固定する際に生じた面内の位置ずれにより自己インダクタンスが変化し、位置ずれが大きいほど自己インダクタンスが低下する。その為に、整合用のコンデンサとの共振周波数はアンテナコイルの外周が軟磁性部材の外周に近づくにつれて高周波となり、位置ずれが小さいと低周波となる。その変化は有底で双曲線状に変化する。本発明においては、位置ずれ量の異なる複数の組立体の自己インダクタンスを評価し、それらの内、自己インダクタンスが最も大きい組立体を基準として用いることが出来る。 The self-inductance changes due to an in-plane positional shift that occurs when the antenna coil is placed and fixed on the soft magnetic member, and the self-inductance decreases as the positional shift increases. Therefore, the resonance frequency with the matching capacitor becomes higher as the outer periphery of the antenna coil approaches the outer periphery of the soft magnetic member, and becomes lower when the positional deviation is small. The change changes with a bottom and a hyperbola. In the present invention, self-inductances of a plurality of assemblies having different positional deviation amounts can be evaluated, and an assembly having the largest self-inductance among them can be used as a reference.

近接して配置される金属導体の影響を予定し、共振周波数の変化に基づいて、アンテナコイルを軟磁性部材に配置固定する際に生じる位置ずれを最小とした組立体を基準として、前記整合用のコンデンサの容量値を前記周波数範囲の下限周波数の近傍に設定すれば、共振周波数の上限に近い周波数まで組立体の位置ずれは許容される。従って、貼り合わせ位置が軟磁性部材の面内で多少ずれがある場合でも、アンテナ装置の共振周波数が大きくシフトすることを抑えて、所定の周波数範囲内に安定化させることができる。アンテナコイルの多少の位置ずれを許容するのであるから、軟磁性部材とアンテナコイルとを貼り合わせて組立体とする作業は自ずと容易になり、生産性を向上させることが出来る。 Based on the assembly that minimizes the positional deviation that occurs when the antenna coil is placed and fixed to the soft magnetic member based on the change of the resonance frequency, the influence of the metal conductors arranged close to each other is planned. If the capacitance value of the capacitor is set in the vicinity of the lower limit frequency of the frequency range, the positional deviation of the assembly is allowed to a frequency close to the upper limit of the resonance frequency. Therefore, even when the bonding position is somewhat shifted in the plane of the soft magnetic member, it is possible to suppress the resonance frequency of the antenna device from being largely shifted and to stabilize the antenna device within a predetermined frequency range. Since some displacement of the antenna coil is allowed, the work of attaching the soft magnetic member and the antenna coil to form an assembly is naturally facilitated, and productivity can be improved.

なお、共振周波数を上限に近い周波数は、軟磁性部材の材質特性である初透磁率の相対温度係数を考慮すれば１３．７６ｋＨｚ以上であるのが好ましく、位置ずれの無い場合の共振周波数は１３．４０ＭＨｚ以上であるのが好ましい。 Note that the frequency close to the upper limit of the resonance frequency is preferably 13.76 kHz or more in consideration of the relative temperature coefficient of initial permeability, which is a material characteristic of the soft magnetic member, and the resonance frequency when there is no positional deviation is 13 It is preferably 40 MHz or higher.

本発明においては、前記軟磁性部材の第二主面と前記導電部材の間に、前記軟磁性部材よりも低誘電率のギャップ層を介在させて、前記ギャップ層の厚みによって共振周波数を調整するのが好ましい。ギャップ層の厚みが厚くなると前記アンテナコイルと前記導電部材との間に形成される寄生容量が小さくなり共振周波数が低下する。この様な共振周波数の挙動に着目すれば、位置ずれに基づく共振周波数のずれを整合用のコンデンサの容量値を変更する事無く、ギャップ層の厚みによって調整することが出来る。ずれ量が共振周波数の上限を満足し得る位置ずれを超える場合であっても、ギャップ層の厚みを増すことで共振周波数を所定の周波数範囲内に低下させることが可能であり、共振周波数を満足しないとして除かれるアンテナ装置を減じることが出来て、生産上の歩留まりを改善する。 In the present invention, a gap layer having a dielectric constant lower than that of the soft magnetic member is interposed between the second main surface of the soft magnetic member and the conductive member, and the resonance frequency is adjusted by the thickness of the gap layer. Is preferred. When the thickness of the gap layer is increased, the parasitic capacitance formed between the antenna coil and the conductive member is reduced and the resonance frequency is lowered. If attention is paid to such behavior of the resonance frequency, the deviation of the resonance frequency based on the position deviation can be adjusted by changing the thickness of the gap capacitor without changing the capacitance value of the matching capacitor. Even when the amount of deviation exceeds the position deviation that can satisfy the upper limit of the resonance frequency, the resonance frequency can be lowered within a predetermined frequency range by increasing the thickness of the gap layer, and the resonance frequency is satisfied. As a result, the number of antenna devices that can be eliminated can be reduced, and the production yield can be improved.

本発明においては、前記軟磁性部材の外形は平面視で略四角形状で、前記導電部材の外形を前記軟磁性部材と近似形状とし、前記軟磁性部材の外周を前記導電部材の外周よりも内側に位置して一体化するが、アンテナコイルの引出部が軟磁性部材を介さずに導電部材と対向しない様に、前記軟磁性部材のアンテナコイルの端部を引き出す側であって、その外周の一辺を前記導電部材の外周に近接して沿わせ、他の三辺を前記導電部材の外周よりも内側に位置して一体化しても良い。 In the present invention, the outer shape of the soft magnetic member is substantially rectangular in plan view, the outer shape of the conductive member is an approximate shape to the soft magnetic member, and the outer periphery of the soft magnetic member is inside the outer periphery of the conductive member. Is located on the side where the end of the antenna coil of the soft magnetic member is pulled out so as not to face the conductive member without the soft magnetic member interposed therebetween, One side may be placed close to the outer periphery of the conductive member, and the other three sides may be integrated with the inner side of the outer periphery of the conductive member.

また、アンテナコイルの外周と軟磁性部材の外周との最小の間隔が０ｍｍに近づくほどにインダクタンスは大きく低下し、所望の共振周波数に調整することが困難な場合がある。それはアンテナコイルの外形によるが、実用的なアンテナコイルの外形が５０ｍｍ角を超える場合には、多少の間隔を設けて０．５ｍｍ以上とするのが好ましい。 In addition, the inductance greatly decreases as the minimum distance between the outer periphery of the antenna coil and the outer periphery of the soft magnetic member approaches 0 mm, and it may be difficult to adjust to a desired resonance frequency. This depends on the outer shape of the antenna coil, but when the outer shape of the practical antenna coil exceeds 50 mm square, it is preferable to provide a slight gap of 0.5 mm or more.

本発明においては、軟磁性部材の外形はアンテナコイルの外形よりも１．２ｍｍ以上５ｍｍ以下大きく構成するのが好ましい。この場合であれば、アンテナコイルと軟磁性部材の中心が一致する場合に対して±０．１ｍｍの位置ずれがあっても、アンテナコイルの配置時の位置ずれを含んだアンテナコイルと軟磁性部材との外周間隔を、０．５ｍｍ以上とすることが出来る。更に好ましくは１．５ｍｍ超４ｍｍ以下である。 In the present invention, it is preferable that the outer shape of the soft magnetic member is 1.2 mm or more and 5 mm or less larger than the outer shape of the antenna coil. In this case, even if there is a positional deviation of ± 0.1 mm with respect to the case where the center of the antenna coil and the soft magnetic member coincide with each other, the antenna coil and the soft magnetic member including the positional deviation when the antenna coil is arranged The outer peripheral distance can be 0.5 mm or more. More preferably, it is more than 1.5 mm and 4 mm or less.

また導電部材に窪みを設けて、軟磁性部材を窪み内に配置しても良い。この場合は導電部材と軟磁性部材との位置合わせが容易となるので好ましい。また、アンテナ装置の厚みを減じることが出来て好ましい。 Further, a recess may be provided in the conductive member, and the soft magnetic member may be disposed in the recess. In this case, the conductive member and the soft magnetic member can be easily aligned, which is preferable. In addition, the thickness of the antenna device can be reduced, which is preferable.

本発明によれば、近距離無線通信用のアンテナ装置において、アンテナコイルと軟磁性部材の配置位置にずれがある場合であっても、共振周波数を所定の周波数範囲内することが出来て、厳密な位置合わせを行わなくても済み、生産性に優れたアンテナ装置を提供することが出来る。 According to the present invention, in an antenna device for short-range wireless communication, the resonance frequency can be within a predetermined frequency range even when the arrangement position of the antenna coil and the soft magnetic member is misaligned. Therefore, it is not necessary to perform a proper alignment, and an antenna device with excellent productivity can be provided.

本発明の一実施例に係るアンテナ装置の平面図である。It is a top view of the antenna apparatus which concerns on one Example of this invention. 本発明の一実施例に係るアンテナ装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the antenna apparatus which concerns on one Example of this invention. 本発明の一実施例に係るアンテナ装置のａ−ａ’断面図である。It is a-a 'sectional drawing of the antenna device which concerns on one Example of this invention. アンテナコイルを軟磁性部材に配置固定する際に生じる面内の位置ずれを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the position shift in the plane which arises when arrange | positioning and fixing an antenna coil to a soft-magnetic member. アンテナコイルを軟磁性部材に配置固定する際に生じる面内の一軸方向の位置ずれによる共振周波数の変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the resonant frequency by the position shift of the uniaxial direction in a plane produced when an antenna coil is arrange | positioned and fixed to a soft magnetic member. 本発明の一実施例に係るアンテナ装置の等価回路と、それに接続される整合回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the equivalent circuit of the antenna apparatus which concerns on one Example of this invention, and the matching circuit connected to it. アンテナ装置のギャップ厚みによる共振周波数の変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the resonant frequency by the gap thickness of an antenna apparatus. 本発明の他の実施例に係るアンテナ装置の斜視図である。It is a perspective view of the antenna apparatus which concerns on the other Example of this invention. 本発明の他の実施例に係るアンテナ装置のｂ−ｂ’断面図である。It is b-b 'sectional drawing of the antenna device which concerns on the other Example of this invention. 本発明の他の実施例に係るアンテナ装置のｃ−ｃ’断面図である。It is c-c 'sectional drawing of the antenna device which concerns on the other Example of this invention. 本発明の他の実施例に係るアンテナ装置の構成を説明すいための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the structure of the antenna apparatus which concerns on the other Example of this invention. 本発明の実施例に係るアンテナ装置を用いた無線通装置を説明する為の図である。It is a figure for demonstrating the radio | wireless communication apparatus using the antenna apparatus which concerns on the Example of this invention. 従来のアンテナ装置の一般的な構成を示す平面図である。It is a top view which shows the general structure of the conventional antenna apparatus.

図１〜図６を基に本発明のアンテナ装置について説明する。図１はアンテナ装置の平面図であり、図２はアンテナ装置の分解斜視図であり、図３はアンテナ装置のｘ−ｘ’断面図であり、図４はアンテナコイルを軟磁性部材に配置固定する際に生じる面内の位置ずれを説明するための図であり、図５はアンテナコイルを軟磁性部材に配置固定する際に生じる面内の一軸方向の位置ずれによる共振周波数の変化を説明するための図である。図６はアンテナ装置と整合回路とによる共振回路の構成例である。 The antenna device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a plan view of the antenna device, FIG. 2 is an exploded perspective view of the antenna device, FIG. 3 is a sectional view taken along line xx ′ of the antenna device, and FIG. 4 is arranged and fixed to the soft magnetic member. FIG. 5 is a diagram for explaining the in-plane positional deviation that occurs when the antenna coil is placed on the soft magnetic member, and FIG. FIG. FIG. 6 is a configuration example of a resonance circuit including an antenna device and a matching circuit.

アンテナ装置１の基本的な構成は、アンテナコイル１０と、前記アンテナコイル１０の非伝送面側を覆い、互いに平行となるように重ねて配置された平板状のフェライト部材などの軟磁性部材１５と、前記軟磁性部材１５と平行となるようにギャップ層３５を介して重ねられた導電部材３５を備える。 The basic configuration of the antenna device 1 includes an antenna coil 10, a soft magnetic member 15 such as a flat ferrite member that covers the non-transmission surface side of the antenna coil 10 and is disposed so as to be parallel to each other. The conductive member 35 is disposed so as to be parallel to the soft magnetic member 15 with a gap layer 35 interposed therebetween.

アンテナコイル１０は、例えばポリイミド等の絶縁材料でなるベースフィルムと、このベースフィルムの上に形成された銅又はアルミニウム等でなる１ターン以上巻回されたスパイラル状の導体４であるコイル部５と引出部６で構成されている。金属箔や金属の蒸着膜をエッチングして、フレキシブル基板にアンテナコイル１０を構成したり、導電性ペーストにてアンテナの導体パターンを印刷形成し、表面に粘着剤を設けた樹脂フィルムに導体パターンを転写したりして構成される。フレキシブル基板のベースフィルムは、ポリイミドの他に、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド等のポリイミド類、ポリアミド類、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル類等からなるのが好ましい。中でも、耐熱性及び誘電損失の観点から、ポリアミド類及びポリイミド類が好ましい。ここではフレキシブル基板については図示を省略している。 The antenna coil 10 includes, for example, a base film made of an insulating material such as polyimide, and a coil portion 5 that is a spiral conductor 4 wound on the base film for one turn or more made of copper or aluminum. It consists of a drawer 6. Etching a metal foil or metal vapor deposited film to form an antenna coil 10 on a flexible substrate, or printing a conductor pattern of an antenna with a conductive paste, and applying a conductor pattern to a resin film provided with an adhesive on the surface It is composed by transcription. The base film of the flexible substrate is preferably made of polyimides such as polyetherimide and polyamideimide, polyamides, polyesters such as polyethylene terephthalate, and the like in addition to polyimide. Of these, polyamides and polyimides are preferable from the viewpoints of heat resistance and dielectric loss. Here, the illustration of the flexible substrate is omitted.

コイル部５は、平面的にスパイラル状の巻回されたコイルであれば良く、エナメル線などの線状の導体４をコイル状に加工しても良い。フレキシブル基板化したアンテナコイル１０と比べて若干厚みが増すものの、特性的に優れ、かつ安価に提供することが可能である。用いる線状導体は単線、多芯の区別は無いが、アンテナ装置１は低背を求められることから、線状導体として単線のエナメル線を用いるのが好ましく、融着力を持つオーバーコート（融着層）がなされたエナメル線（自己融着線）がより好ましい。融着層は熱又は溶剤により活性化するものであり、自己融着コイルを用いれば組立工程における取り扱い容易と成る。またその線径は３０μｍ〜８０μｍであるのが好ましい。 The coil unit 5 may be a coil wound in a spiral shape in a plane, and the linear conductor 4 such as an enameled wire may be processed into a coil shape. Although the thickness is slightly increased as compared with the antenna coil 10 formed as a flexible substrate, it is excellent in characteristics and can be provided at a low cost. There is no distinction between single-wire and multi-core conductors to be used. However, since the antenna device 1 is required to have a low profile, it is preferable to use a single-wire enameled wire as the linear conductor, and an overcoat (fusing) More preferred is an enameled wire (self-bonding wire). The fusion layer is activated by heat or a solvent, and if a self-fusion coil is used, it becomes easy to handle in the assembly process. Moreover, it is preferable that the wire diameter is 30 micrometers-80 micrometers.

アンテナコイル１０と軟磁性部材１５との一体化では両面テープを用いる場合が多く、その際には、図４に示す様に面内位置ずれが生じ易い。図ではアンテナコイル１０の中心が軟磁性部材１５の面内の右上方にずれた状態を示している。アンテナコイル１０が配置固定する際に多少ずれても、軟磁性部材１５の面内に収めることを考慮すれば、軟磁性部材１５の外形は必然的にアンテナコイル１０のコイル部５の外形よりも大きな面積を有するものとなる。また、軟磁性部材１５の厚みが薄いとアンテナコイル１０による磁束が下部の導電部材３５へ漏れて渦電流が増し、また厚いとアンテナ装置の厚みが増すばかりであるため、０．１ｍｍ〜２．５ｍｍとするのが好ましい。 When the antenna coil 10 and the soft magnetic member 15 are integrated, a double-sided tape is often used, and in this case, in-plane positional deviation is likely to occur as shown in FIG. In the figure, the center of the antenna coil 10 is shifted to the upper right in the plane of the soft magnetic member 15. Even if the antenna coil 10 is displaced and fixed slightly, the outer shape of the soft magnetic member 15 is inevitably larger than the outer shape of the coil portion 5 of the antenna coil 10 in consideration of being accommodated within the surface of the soft magnetic member 15. It has a large area. Further, if the thickness of the soft magnetic member 15 is thin, the magnetic flux from the antenna coil 10 leaks to the lower conductive member 35 and eddy current increases, and if it is thick, the thickness of the antenna device only increases. 5 mm is preferable.

アンテナコイル１０の位置ずれが大きく、アンテナコイル１０の外周が軟磁性部材１５の外周に近づくにつれ、周囲に漏洩する磁束が増すためにインダクタンスが低下する。更に軟磁性部材１５の周囲に導電部材３５を設けると、漏洩磁束により渦電流が生じるためにインダクタンスの低下がいっそう大きくなる。 As the position shift of the antenna coil 10 is large and the outer periphery of the antenna coil 10 approaches the outer periphery of the soft magnetic member 15, the magnetic flux leaking to the surroundings increases, and the inductance decreases. Further, when the conductive member 35 is provided around the soft magnetic member 15, an eddy current is generated due to the leakage magnetic flux, so that the inductance is further reduced.

このアンテナ装置１は、整合用のコンデンサとの共振周波数が１３．５６ＭＨｚ±２５０ｋＨｚの周波数範囲にある。整合回路５０を構成する整合用のコンデンサは通常チップコンデンサで構成され、アンテナコイルの両端側に設けられて、給電回路との不整合による電力反射を抑制している。ここで示した整合回路５０は平衡回路として構成されるが、不平衡回路であっても良い。アンテナ装置１は、等価的にはアンテナコイル１０によるインダククタＬと寄生抵抗Ｒｍ、及び寄生容量Ｃｃと整合用のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４と、アンテナコイル１０と導電部材３５との間に形成される寄生容量Ｃｓとで表され、寄生容量Ｃｓはフレームグランドと接続する。 The antenna device 1 has a resonance frequency with a matching capacitor in a frequency range of 13.56 MHz ± 250 kHz. The matching capacitor that constitutes the matching circuit 50 is usually formed of a chip capacitor, and is provided on both ends of the antenna coil to suppress power reflection due to mismatching with the feeder circuit. The matching circuit 50 shown here is configured as a balanced circuit, but may be an unbalanced circuit. The antenna device 1 is equivalently formed between the inductor L and the parasitic resistance Rm by the antenna coil 10, the parasitic capacitance Cc, the matching capacitors C 1, C 2, C 3 and C 4, and the antenna coil 10 and the conductive member 35. The parasitic capacitance Cs is connected to the frame ground.

共振周波数の１３．５６ＭＨｚは近距離無線通信において規格化された周波数であり、１３．５６ＭＨｚを中心とする±２５０ｋＨｚとする周波数範囲は、発明者等が実験で求めた通信距離３ｃｍで実用的な通信が可能な状態が得られる周波数範囲である。 The resonance frequency of 13.56 MHz is a frequency standardized in short-range wireless communication, and the frequency range of ± 250 kHz centered on 13.56 MHz is practical at a communication distance of 3 cm obtained by the inventors through experiments. This is a frequency range in which communication is possible.

整合回路５０の各コンデンサの定数等の条件を固定して共振周波数を見れば、アンテナコイル１０の位置ずれが大きいと、共振周波数は高周波側にシフトし、小さいと低周波へシフトする。位置ずれに対する共振周波数は、図５に示す様に、位置ずれが無い場合を底とした双曲線状に変化する。軟磁性部材１５の周囲に導電部材３５があると、その変化は大きくなる。 When the resonance frequency is observed with the conditions such as the constants of the capacitors of the matching circuit 50 fixed, the resonance frequency shifts to the high frequency side when the position shift of the antenna coil 10 is large, and to the low frequency when it is small. As shown in FIG. 5, the resonance frequency with respect to the displacement shifts in a hyperbolic shape with the bottom when there is no displacement. If the conductive member 35 exists around the soft magnetic member 15, the change becomes large.

この様な位置ずれに対する共振周波数の挙動に着目し、共振周波数の底となる位置ずれの無い場合の共振周波数を所定の周波数範囲内（１３．５６ＭＨｚ±２５０ｋＨｚ）の下限以上とし、アンテナコイルの位置ずれを許容される最大とした場合の共振周波数を上限に近い周波数とするように整合用のコンデンサの容量値を設定すれば、許容されるアンテナコイルの位置ずれ幅が広がり、生産上、共振周波数を満足しないとして除かれるアンテナ装置を低減することが出来る。 Paying attention to the behavior of the resonance frequency with respect to such a displacement, the resonance frequency when there is no displacement that is the bottom of the resonance frequency is set to be equal to or higher than the lower limit within a predetermined frequency range (13.56 MHz ± 250 kHz), and the position of the antenna coil If the capacitance value of the matching capacitor is set so that the resonance frequency when the deviation is allowed to be the maximum is close to the upper limit, the allowable deviation width of the antenna coil is widened, and the resonance frequency is increased in production. Therefore, it is possible to reduce the number of antenna devices that are excluded as not satisfying.

軟磁性部材１５を構成する磁性材料として、Ｎｉ系、Ｍｎ系、Ｌｉ系などの軟磁性フェライトやＦｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系の磁性合金、Ｆｅ−（Ｃｏ，Ｎｉ）−Ｂ−Ｓｉ−Ｃ系アモルファス合金、Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｎｂ系ナノ結晶合金なとがあげられる。１３．５６ＭＨｚにおける透磁率は３０〜２５０であるのが好ましく、金属系の磁性材料では微粉化したものを樹脂と混合してシート状にして用いる。また軟磁性フェライトであれば、ドクターブレード法等の公知のシート化技術により得たグリーンシートを所定の形状に加工し、単層のままで焼結してシート状あるいは板状としたり、複数層を積層して用いたりすることが出来る。複数層を積層する場合には、異なる軟磁性フェライトを用いたグリーンシートを用いて、層によって磁気特性を異ならせて構成することも出来る。 Examples of magnetic materials constituting the soft magnetic member 15 include soft magnetic ferrites such as Ni, Mn, and Li, Fe—Si, Fe—Ni, and Fe—Al—Si based magnetic alloys, Fe— (Co, Ni) -B-Si-C based amorphous alloy, Fe-B-Si-Cu-Nb based nanocrystalline alloy. The magnetic permeability at 13.56 MHz is preferably 30 to 250, and a metal-based magnetic material is used in the form of a sheet mixed with resin. In the case of soft magnetic ferrite, a green sheet obtained by a known sheeting technique such as a doctor blade method is processed into a predetermined shape and sintered as a single layer to form a sheet or plate, or a plurality of layers Can be used in layers. In the case of laminating a plurality of layers, a green sheet using different soft magnetic ferrites can be used so that the magnetic characteristics are different depending on the layers.

軟磁性部材１５はシート状、あるいは単板状でも良いし、それが複数に分割された状態にあっても良い。焼結フェライト板であれば、その小片は予め分割されたものを用い、並べて、プラスチックフィルムに貼付する場合や、焼結フェライト板に分割の為の溝や孔を形成し、プラスチックフィルムに貼付した状態で外力を作用させて分割する場合もある。プラスチックフィルムに貼付後に分割すると、曲げを要しない場合に小片間の間隔は実質的に生じることが無く、透磁率はほとんど劣化することが無い。これによりインダクタンスの低下も無く、インピーダンスマッチングも適正に保持されて通信特性の劣化を抑えることも出来る。 The soft magnetic member 15 may be in the form of a sheet or a single plate, or it may be divided into a plurality of parts. If it is a sintered ferrite plate, the small pieces should be pre-divided and placed side-by-side and pasted on a plastic film, or a groove or hole for division may be formed on the sintered ferrite plate and pasted on a plastic film In some cases, an external force is applied in the state to divide. When it is divided after being applied to the plastic film, the interval between the small pieces does not substantially occur when bending is not required, and the magnetic permeability hardly deteriorates. As a result, there is no decrease in inductance, and impedance matching is properly maintained, so that deterioration in communication characteristics can be suppressed.

軟磁性部材１５と近接して設けられる導電部材３５は、シールドとして用いるものや、単にバッテリーケース等の無線通信装置内の金属構造物である場合もあり、銅、アルミニウム、ステンレスといった金属である。それらと軟磁性部材１５との間は、軟磁性部材１５よりも低誘電率のギャップ層が設けられる。ギャップ層は粘着剤層又は空気層として構成され、その厚みは２０μｍ以上２００μｍ以下であるのが好ましく、プラスチックフィルムや両面テープが用いられて、その厚みによって任意に調整することが出来る。一般的な軟磁性フェライトの比誘電率は１０〜２０程度であり、前記ギャップ層は比誘電率が５以下の樹脂であるのが好ましい。 The conductive member 35 provided in the vicinity of the soft magnetic member 15 may be used as a shield, or may simply be a metal structure in a wireless communication device such as a battery case, and is a metal such as copper, aluminum, or stainless steel. A gap layer having a dielectric constant lower than that of the soft magnetic member 15 is provided between them and the soft magnetic member 15. The gap layer is configured as an adhesive layer or an air layer, and the thickness is preferably 20 μm or more and 200 μm or less, and a plastic film or double-sided tape is used, and can be arbitrarily adjusted depending on the thickness. A typical soft magnetic ferrite has a relative dielectric constant of about 10 to 20, and the gap layer is preferably a resin having a relative dielectric constant of 5 or less.

図７はアンテナ装置のギャップ厚みによる共振周波数の変化を説明するための図である。ギャップ層の厚みによって、アンテナコイル１０と導電部材３５との間に形成される寄生容量が変化する。ギャップ層１７の厚みが厚くなると、アンテナコイル１０と導電部材３５との間に形成される寄生容量が小さくなり共振周波数が低下する。この様な共振周波数の挙動に着目すれば、位置ずれに基づく共振周波数のずれを整合用のコンデンサの容量値を変更する事無く、ギャップ層の厚みによって調整することが出来る。 FIG. 7 is a diagram for explaining the change in the resonance frequency due to the gap thickness of the antenna device. The parasitic capacitance formed between the antenna coil 10 and the conductive member 35 varies depending on the thickness of the gap layer. As the thickness of the gap layer 17 increases, the parasitic capacitance formed between the antenna coil 10 and the conductive member 35 decreases and the resonance frequency decreases. If attention is paid to such behavior of the resonance frequency, the deviation of the resonance frequency based on the position deviation can be adjusted by changing the thickness of the gap capacitor without changing the capacitance value of the matching capacitor.

図１１に本発明の他の実施態様を示す。これはバッテリーケースを導電部材３５とするものであって、バッテリ７４の主面上にアンテナコイル１０と軟磁性部材１５とが配置固定される。アンテナ装置１の側面には、バッテリ制御回路と接続する端子８１とアンテナコイル１０の端部ａ，ｂが接続する端子８２を備える。 FIG. 11 shows another embodiment of the present invention. In this case, the battery case is used as the conductive member 35, and the antenna coil 10 and the soft magnetic member 15 are arranged and fixed on the main surface of the battery 74. The side surface of the antenna device 1 includes a terminal 81 connected to the battery control circuit and a terminal 82 connected to the ends a and b of the antenna coil 10.

図１２は本発明のアンテナ装置を用いた無線通装置の斜視図である。アンテナ装置１は携帯電話２００に内蔵され、携帯電話２００側のバッテリ給電回路と端子８１とが接続し、アンテナコイル１０への給電／制御回路と端子８２が接続される。アンテナ装置１は、端子８１を介して携帯電話２００に電力を供給し、端子８２により近距離無線通信の信号を携帯電話側の回路との間でやり取りする。 FIG. 12 is a perspective view of a wireless communication device using the antenna device of the present invention. The antenna device 1 is built in the mobile phone 200, the battery power supply circuit on the mobile phone 200 side and the terminal 81 are connected, and the power supply / control circuit for the antenna coil 10 and the terminal 82 are connected. The antenna device 1 supplies power to the mobile phone 200 via a terminal 81, and exchanges short-range wireless communication signals with a circuit on the mobile phone side via the terminal 82.

導電部材３５であるバッテリ７４、アンテナコイル１０、軟磁性部材１５を、予め一体化することで、アンテナ装置１を携帯電話２００に収容しても、他の金属部品との位置関係も予め分かっているので、それを見込んで各部材の関係を決定することが可能で、収容前後での共振周波数の変化を小さく出来る。 By integrating the battery 74, the antenna coil 10, and the soft magnetic member 15 that are the conductive members 35 in advance, even if the antenna device 1 is accommodated in the mobile phone 200, the positional relationship with other metal parts can be known in advance. Therefore, it is possible to determine the relationship between the members in anticipation of this, and to reduce the change in the resonance frequency before and after housing.

（実施例）
実施例のアンテナ装置の斜視図を図８に、図９にそのｂ−ｂ’断面図を、図１０にｃ−ｃ’断面図を示す。このアンテナ装置は図１等で説明したものと基本的な構成は同じであるので、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。 (Example)
FIG. 8 is a perspective view of the antenna device of the embodiment, FIG. 9 is a bb ′ sectional view thereof, and FIG. 10 is a cc ′ sectional view thereof. Since the basic configuration of this antenna device is the same as that described with reference to FIG. 1 and the like, the corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

アンテナ装置１は、線幅０．５ｍｍ、線間０．５ｍｍで２ターンに巻回された厚み３５μｍのＣｕ箔をエッチングしてなる導線で構成されたアンテナコイル１０を有する。アンテナコイル１０のコイル部５は平面視で矩形状に構成され、長手方向と短手方向を備え、長手方向をＸ方向とし、短手方向をＹ方向としている。外周縁において、Ｘ方向の一辺を５０ｍｍとし、Ｙ方向の一辺を４２ｍｍとした。アンテナコイル１０はフレキシブル基板として構成されるが、ベースフィルムの図示は省略した。なおその厚みは３０μｍであった。アンテナコイル１０の端部ａ、ｂは引出部６にて軟磁性部材１５の外周縁を越えて引き出される。 The antenna device 1 has an antenna coil 10 composed of a conductive wire formed by etching a 35 μm thick Cu foil wound in two turns with a line width of 0.5 mm and a line spacing of 0.5 mm. The coil portion 5 of the antenna coil 10 is formed in a rectangular shape in plan view, has a longitudinal direction and a short direction, the longitudinal direction is the X direction, and the short direction is the Y direction. At the outer periphery, one side in the X direction was 50 mm and one side in the Y direction was 42 mm. Although the antenna coil 10 is configured as a flexible substrate, the base film is not shown. The thickness was 30 μm. The ends a and b of the antenna coil 10 are drawn out beyond the outer peripheral edge of the soft magnetic member 15 by the lead-out portion 6.

軟磁性部材１５として、Ｎｉ系フェライトで厚みが０．２２ｍｍの焼結フェライト板を用いた。以下、フェライト部材１５と呼ぶ。このフェライト部材１５には、Ｆｅ２Ｏ３；４６．５ｍｏｌ％，ＺｎＯ；２０．０ｍｏｌ％，ＮｉＯ；２２．５ｍｏｌ％，ＣｕＯ；１１．０ｍｏｌ％の組成であり、初透磁率が１１０、比誘電率εｒが１０であるフェライト材料を用いた。その形状は平面視で矩形状に構成され、外周縁において、Ｘ方向の一辺を５２ｍｍとし、Ｙ方向の一辺を４４ｍｍとし、アンテナコイル１０に対してＸ方向、Ｙ方向で共に２ｍｍ大きいサイズである。 As the soft magnetic member 15, a sintered ferrite plate made of Ni-based ferrite and having a thickness of 0.22 mm was used. Hereinafter, it is referred to as a ferrite member 15. This ferrite member 15 has a composition of Fe2O3; 46.5 mol%, ZnO; 20.0 mol%, NiO; 22.5 mol%, CuO; 11.0 mol%, an initial permeability of 110, and a relative dielectric constant εr. A ferrite material of 10 was used. The shape is a rectangular shape in plan view, and at the outer periphery, one side in the X direction is 52 mm, one side in the Y direction is 44 mm, and the antenna coil 10 is 2 mm larger in both the X and Y directions. .

導電部材３５として、厚みが０．８ｍｍで、Ｘ方向の一辺が１５０ｍｍでＹ方向の一辺が１００ｍｍの矩形状に構成されたステンレス（ＳＵＳ３０４）板を用いた。その一部にアンテナコイル１０を備えたフェライト部材１５を配置するための、深さｔ２が０．３ｍｍとなる窪みＳが形成されている。 As the conductive member 35, a stainless steel (SUS304) plate having a rectangular shape with a thickness of 0.8 mm, one side in the X direction being 150 mm, and one side in the Y direction being 100 mm was used. A recess S having a depth t2 of 0.3 mm for disposing the ferrite member 15 including the antenna coil 10 in a part thereof is formed.

フェライト部材１５の第１面に、アクリル系粘着層を備えた両面テープを介してアンテナコイル１０を貼り付けた。アンテナコイル１０の中心とフェライト部材１５の中心とが一致する様に配置して、各辺での間隔を１ｍｍと均等に形成、あるいは他の試料としてＸ方向のみ、Ｙ方向のみ、Ｘ方向とＹ方向でアンテナコイル１０の中心をずらしたものを作製した。 The antenna coil 10 was attached to the first surface of the ferrite member 15 via a double-sided tape provided with an acrylic adhesive layer. Arranged so that the center of the antenna coil 10 and the center of the ferrite member 15 coincide with each other, and the interval between each side is formed to be equal to 1 mm, or as another sample, only in the X direction, only in the Y direction, only in the X direction and Y The antenna coil 10 center was shifted in the direction.

さらに、フェライト部材１５の第２面に、粘着層３１として厚みが１５μｍのアクリル系粘着層を備えた両面テープを貼付し、そこにプラスチックフィルム３２として厚みが１５μｍのＰＥＴフィルムを貼付けた。更にＰＥＴフィルムに厚みが３０μｍのアクリル系粘着層を備えた両面テープを貼り付けて、アンテナコイル１０を備えたフェライト部材１５を導電部材３５の窪みに収め、フェライト部材１５と一辺と導電部材３５の一辺が一致する様に固定してアンテナ装置を作製した。ＰＥＴフィルムと両面テープの合計厚みによってギャップ層の厚みが決定され、ＰＥＴフィルムや両面テープによる比誘電率は２〜３である。 Furthermore, a double-sided tape provided with an acrylic adhesive layer having a thickness of 15 μm as the adhesive layer 31 was attached to the second surface of the ferrite member 15, and a PET film having a thickness of 15 μm was attached thereto as the plastic film 32. Further, a double-sided tape provided with an acrylic adhesive layer having a thickness of 30 μm is attached to the PET film, and the ferrite member 15 provided with the antenna coil 10 is stored in the recess of the conductive member 35. The antenna device was manufactured by fixing so that one side coincided. The thickness of the gap layer is determined by the total thickness of the PET film and the double-sided tape, and the relative dielectric constant of the PET film or double-sided tape is 2 to 3.

更に、導電部材３５とフェライト部材１５との間隔ｔ１で規定されるギャップ層の厚みを、プラスチックフィルム３２の厚みを代えて異ならせたアンテナ装置を作製した。 Furthermore, an antenna device was manufactured in which the thickness of the gap layer defined by the interval t1 between the conductive member 35 and the ferrite member 15 was changed by changing the thickness of the plastic film 32.

得られた試料を図６に示した評価回路にて、ｐｏｒｔ１、２側から見たインピーダンスＺｉの周波数特性についてインピーダンスアナライザを用いて評価した。試料Ｎｏ．１〜１１までは、整合回路５０のコンデンサはＣ１＝Ｃ２＝６８ｐＦ、Ｃ３＝Ｃ４＝１８０ｐＦで構成した。この定数は、アンテナコイル１０とフェライト部材１５の位置ずれが無い状態で共振周波数が１３．５６ＭＨｚとなる様に設定されたものである。また試料Ｎｏ．１２〜１３ではコンデンサの容量値を、Ｃ１＝Ｃ２＝６８ｐＦ、Ｃ３＝Ｃ４＝１８８ｐＦとした。また、ギャップ層厚みｔ１は、試料Ｎｏ．１〜７、１２〜１４を６０μｍとし、試料Ｎｏ．８は１１０μｍ、試料Ｎｏ．９〜１１は１６０μｍとした。評価結果を表１に示す。表中、共振周波数Ｆｒが１３．５６±２５０ＫＨｚを超える試料には、そのＮｏに符号＊を付した。 The obtained sample was evaluated using the impedance analyzer for the frequency characteristics of the impedance Zi viewed from the ports 1 and 2 in the evaluation circuit shown in FIG. Sample No. From 1 to 11, the capacitors of the matching circuit 50 were configured with C1 = C2 = 68 pF and C3 = C4 = 180 pF. This constant is set so that the resonance frequency is 13.56 MHz in a state where there is no positional deviation between the antenna coil 10 and the ferrite member 15. Sample No. In 12 to 13, the capacitance values of the capacitors were C1 = C2 = 68 pF and C3 = C4 = 188 pF. In addition, the gap layer thickness t1 is the sample No. 1 to 7 and 12 to 14 are set to 60 μm. 8 is 110 μm, sample no. 9-11 was 160 micrometers. The evaluation results are shown in Table 1. In the table, a sample whose resonance frequency Fr exceeds 13.56 ± 250 KHz is marked with a symbol *.

位置ずれが無い状態で共振周波数が１３．５６ＭＨｚとなる様に共振回路のコンデンサの定数が設定された場合、位置ずれが大きい試料Ｎｏ．５，７の試料では、所定の周波数範囲を超えるが、ギャップ層の厚みの調整や、コンデンサの定数を位置ずれが無い状態で共振周波数が１３．５６ＭＨｚよりも低い周波数とすることで、インダクンスの変化を確実に相殺出来て所定の周波数範囲内とすることが出来た。
以上の結果よれば、近距離無線通信用のアンテナ装置において、アンテナコイルと軟磁性部材の配置位置にずれがある場合であっても、共振周波数を所定の周波数範囲内することが出来て、厳密な位置合わせを行わなくても済み、生産性に優れたアンテナ装置を提供することが出来る。 When the constant of the capacitor of the resonance circuit is set so that the resonance frequency is 13.56 MHz in a state where there is no displacement, Sample No. In the samples 5 and 7, the frequency range exceeds the predetermined frequency range. However, by adjusting the thickness of the gap layer and setting the constant of the capacitor to a frequency lower than 13.56 MHz with no positional deviation, the inductance frequency is reduced. It was possible to cancel the change with certainty and keep it within a predetermined frequency range.
According to the above results, in the antenna device for short-range wireless communication, the resonance frequency can be within a predetermined frequency range even when the arrangement position of the antenna coil and the soft magnetic member is shifted. Therefore, it is not necessary to perform a proper alignment, and an antenna device with excellent productivity can be provided.

１近距離無線通信用アンテナ
４導体
５コイル部
６引出部
１０アンテナコイル
１５フェライト部材
１７ギャップ層
３１粘着層
３５導電部材

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Near field communication antenna 4 Conductor 5 Coil part 6 Lead part 10 Antenna coil 15 Ferrite member 17 Gap layer 31 Adhesive layer 35 Conductive member

Claims

対向する主面を備えた軟磁性部材の第一主面にアンテナコイルを配置固定し、第二主面側に導電部材を配置した近距離無線通信用アンテナ装置であって、
前記軟磁性部材の外形はアンテナコイルよりも大きく、前記導電部材の外形は前記軟磁性部材よりも大きく、
整合用のコンデンサとの共振周波数が１３．５６ＭＨｚ±２５０ｋＨｚの周波数範囲にあり、
アンテナコイルを軟磁性部材に配置固定する際に生じる位置ずれを最小とした組立体を基準として、前記整合用のコンデンサの容量値を、共振周波数がその周波数範囲の下限周波数の近傍となる容量値に設定したことを特徴とする近距離無線通信用アンテナ装置。 An antenna device for short-range wireless communication in which an antenna coil is arranged and fixed on a first main surface of a soft magnetic member having an opposing main surface, and a conductive member is arranged on the second main surface side,
The outer shape of the soft magnetic member is larger than the antenna coil, the outer shape of the conductive member is larger than the soft magnetic member,
The resonance frequency with the matching capacitor is in the frequency range of 13.56 MHz ± 250 kHz,
Based on the assembly that minimizes the positional deviation that occurs when the antenna coil is placed and fixed on the soft magnetic member, the capacitance value of the matching capacitor is the capacitance value at which the resonance frequency is in the vicinity of the lower limit frequency of the frequency range. An antenna device for short-range wireless communication characterized by being set to

請求項１に記載の近距離無線通信用アンテナ装置であって、
前記軟磁性部材の第二主面と前記導電部材の間に前記軟磁性部材よりも低誘電率のギャップ層を設けて、前記ギャップ層の厚みによって共振周波数を調整することを特徴とする近距離無線通信用アンテナ装置。 The short-range wireless communication antenna device according to claim 1,
A short distance is provided by providing a gap layer having a dielectric constant lower than that of the soft magnetic member between the second main surface of the soft magnetic member and the conductive member, and adjusting a resonance frequency according to a thickness of the gap layer. Antenna device for wireless communication.

請求項１又は２に記載の近距離無線通信用アンテナ装置であって、
前記軟磁性部材の外形は平面視で略四角形状であって、前記導電部材の外形が前記軟磁性部材と近似形状であり、
前記アンテナコイルの端部を引き出す側であって、前記軟磁性部材の外周の一辺を前記導電部材の外周に近接して沿わせ、他の三辺を前記導電部材の外周よりも内側に位置して一体化したことを特徴とする近距離無線通信用アンテナ装置。 The antenna device for near field communication according to claim 1 or 2,
The outer shape of the soft magnetic member is substantially rectangular in plan view, and the outer shape of the conductive member is an approximate shape to the soft magnetic member,
On the side where the end of the antenna coil is pulled out, one side of the outer periphery of the soft magnetic member is placed close to the outer periphery of the conductive member, and the other three sides are located inside the outer periphery of the conductive member. An antenna device for short-range wireless communication characterized by being integrated.

請求項１乃至３に記載の近距離無線通信用アンテナ装置であって、
前記アンテナコイルの外周と前記軟磁性部材の外周との最小の間隔を０．５ｍｍ以上とすることを特徴とする近距離無線通信用アンテナ装置。 The antenna device for short-range wireless communication according to claim 1,
An antenna device for near field communication, wherein a minimum interval between an outer periphery of the antenna coil and an outer periphery of the soft magnetic member is 0.5 mm or more.

請求項４に記載の近距離無線通信用アンテナ装置であって、
軟磁性部材の外形寸法は前記アンテナコイルの外形寸法よりも１．２ｍｍ以上５ｍｍ以下大きいことを特徴とする近距離無線通信用アンテナ装置。 The antenna device for short-range wireless communication according to claim 4,
An antenna device for near field communication, wherein an outer dimension of the soft magnetic member is 1.2 mm or more and 5 mm or less larger than an outer dimension of the antenna coil.

請求項１乃至５のいずれかに記載の近距離無線通信用アンテナ装置であって、
前記軟磁性部材を前記導電部材に設けられた窪み内に配置することを特徴とする近距離無線通信用アンテナ装置。

An antenna device for short-range wireless communication according to any one of claims 1 to 5,
An antenna device for near field communication, wherein the soft magnetic member is disposed in a recess provided in the conductive member.