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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2020-195049(P2020-195049A)
(43)【公開日】2020年12月3日
(54)【発明の名称】アンテナ装置及びこれを備えるＩＣカード
(51)【国際特許分類】
H01Q 7/00 20060101AFI20201106BHJP
H01Q 7/06 20060101ALI20201106BHJP
H01Q 19/02 20060101ALI20201106BHJP
G06K 19/077 20060101ALI20201106BHJP
B42D 25/305 20140101ALI20201106BHJP
【ＦＩ】
H01Q7/00
H01Q7/06
H01Q19/02
G06K19/077 296
G06K19/077 272
B42D25/305 100
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】13
(21)【出願番号】特願2019-99246(P2019-99246)
(22)【出願日】2019年5月28日
(71)【出願人】
【識別番号】000003067
【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100115738
【弁理士】
【氏名又は名称】鷲頭 光宏
(74)【代理人】
【識別番号】100121681
【弁理士】
【氏名又は名称】緒方 和文
(72)【発明者】
【氏名】松島 正樹
(72)【発明者】
【氏名】千代 憲隆
(72)【発明者】
【氏名】森木 朋大
【テーマコード（参考）】
2C005
5J020
【Ｆターム（参考）】
2C005NA08
2C005NA09
2C005NB13
2C005TA22
5J020AA04
5J020BA03
5J020BC02
5J020BC10
5J020DA02
(57)【要約】
【課題】アンテナコイルとカップリングコイルを有するアンテナ装置において、アンテナコイル及びカップリングコイルの抵抗成分を抑えつつ、通信距離を拡大する。【解決手段】アンテナ装置は、基板３０の表面３１に形成されたアンテナコイルＡＣ及びカップリングコイルＣＣ１と、アンテナコイルＡＣに接続されることなく、基板３０の表面３２に形成されたブースターコイルＢＣと、ブースターコイルＢＣに接続された共振用キャパシタＲＣを備え、ブースターコイルＢＣのターン数は、アンテナコイルＡＣのターン数よりも多い。これによれば、アンテナコイルＡＣのターンを増やすことなく、通信距離を拡大することが可能となる。しかも、ブースターコイルＢＣのターン数は、アンテナコイルＡＣのターン数よりも多いことから、十分な通信距離を確保することが可能となる。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と前記基板の表面に形成された導体パターンを備えるアンテナ装置であって、
前記導体パターンは、
スパイラル状又はループ状のアンテナコイルと、
前記アンテナコイルに接続され、前記アンテナコイルよりも径が小さいスパイラル状又はループ状のカップリングコイルと、
前記アンテナコイルに接続されることなく、少なくとも一部が前記基板を介して前記アンテナコイルと重なるスパイラル状のブースターコイルと、を含み、
前記ブースターコイルに接続された共振用キャパシタをさらに備え、
前記ブースターコイルのターン数は、前記アンテナコイルのターン数よりも多いことを特徴とするアンテナ装置。
前記導体パターンは、
スパイラル状又はループ状のアンテナコイルと、
前記アンテナコイルに接続され、前記アンテナコイルよりも径が小さいスパイラル状又はループ状のカップリングコイルと、
前記アンテナコイルに接続されることなく、少なくとも一部が前記基板を介して前記アンテナコイルと重なるスパイラル状のブースターコイルと、を含み、
前記ブースターコイルに接続された共振用キャパシタをさらに備え、
前記ブースターコイルのターン数は、前記アンテナコイルのターン数よりも多いことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項2】
前記基板は矩形であり、
前記アンテナコイルは、前記基板の辺に沿って一方の表面に形成され、
前記ブースターコイルは、前記基板の前記辺に沿って他方の表面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
前記アンテナコイルは、前記基板の辺に沿って一方の表面に形成され、
前記ブースターコイルは、前記基板の前記辺に沿って他方の表面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項3】
前記カップリングコイルは、前記アンテナコイル及び前記ブースターコイルの内径領域と重なる位置に設けられ、且つ、前記基板の一方の短辺側にオフセットして配置されていることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項4】
前記共振用キャパシタは、前記導体パターンによって構成され、且つ、前記基板の他方の短辺側にオフセットして配置されていることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項5】
前記導体パターンは、前記アンテナコイルに対して直列又は並列に接続されたマッチング用キャパシタをさらに含み、
前記マッチング用キャパシタは、前記アンテナコイル及び前記ブースターコイルの内径領域と重なる位置に設けられ、且つ、前記基板の前記一方の短辺側にオフセットして配置されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のアンテナ装置。
前記マッチング用キャパシタは、前記アンテナコイル及び前記ブースターコイルの内径領域と重なる位置に設けられ、且つ、前記基板の前記一方の短辺側にオフセットして配置されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のアンテナ装置。
【請求項6】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のアンテナ装置と、
前記アンテナ装置と重なるメタルプレートと、
前記アンテナ装置と前記メタルプレートの間に配置された磁性シートと、
前記カップリングコイルと電磁界結合するＩＣモジュールと、を備えることを特徴とするＩＣカード。
前記アンテナ装置と重なるメタルプレートと、
前記アンテナ装置と前記メタルプレートの間に配置された磁性シートと、
前記カップリングコイルと電磁界結合するＩＣモジュールと、を備えることを特徴とするＩＣカード。
【請求項7】
前記メタルプレートは、第１の開口部を有し、
前記ＩＣモジュールは、前記第１の開口部に配置され、
前記磁性シートは、前記ＩＣモジュールと重なる位置に第２の開口部を有し、
前記カップリングコイルと前記ＩＣモジュールは、前記第２の開口部を介して電磁界結合することを特徴とする請求項６に記載のＩＣカード。
前記ＩＣモジュールは、前記第１の開口部に配置され、
前記磁性シートは、前記ＩＣモジュールと重なる位置に第２の開口部を有し、
前記カップリングコイルと前記ＩＣモジュールは、前記第２の開口部を介して電磁界結合することを特徴とする請求項６に記載のＩＣカード。
【請求項8】
前記カップリングコイルの内径領域は、平面視で全体が前記第２の開口部と重なることを特徴とする請求項７に記載のＩＣカード。
【請求項9】
前記カップリングコイルのコイル領域は、平面視で全体が前記第２の開口部と重なることを特徴とする請求項８に記載のＩＣカード。
【請求項10】
前記カップリングコイルは、前記基板の表面のうち、前記磁性シートと向かい合う面とは反対側の面に形成されていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載のＩＣカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はアンテナ装置及びこれを備えるＩＣカードに関し、特に、ＩＣモジュールと電磁界結合するカップリングコイルと、カードリーダーと電磁界結合するアンテナコイルを有するアンテナ装置及びこれを備えるＩＣカードに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ＩＣモジュールを有するＩＣカードが広く利用されている。例えば、特許文献１及び２には、ＩＣモジュールと電磁界結合するカップリングコイルと、カードリーダーと電磁界結合するアンテナコイルを備えたＩＣカードが開示されている。特許文献１及び２に記載されたＩＣカードは、ＩＣモジュールと電磁界結合するカップリングコイルを備えていることから、アンテナコイルとＩＣモジュールを直接接続することなく、ＩＣモジュールに対する電力供給及び信号の送受信を行うことが可能となる。
【0003】
ここで、ＩＣカードとカードリーダーの通信距離を拡大するためには、アンテナコイルのターン数を増やせばよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平１１−１４９５３６号公報
【特許文献2】特開２００８−６７０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、アンテナコイルの他にカップリングコイルを備えるＩＣカードにおいては、アンテナコイルの抵抗成分とカップリングコイルの抵抗成分の両方が存在することから、アンテナコイルのターン数を増やすと、抵抗成分がさらに増大してしまう。このため、アンテナコイルとカップリングコイルを備えるＩＣカードでは、アンテナコイル及びカップリングコイルの抵抗成分を抑えつつ、通信距離を拡大することは容易ではなかった。
【0006】
したがって、本発明の目的は、アンテナコイルとカップリングコイルを有するアンテナ装置及びこれを備えるＩＣカードにおいて、アンテナコイル及びカップリングコイルの抵抗成分を抑えつつ、通信距離を拡大することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明によるアンテナ装置は、基板と基板の表面に形成された導体パターンを備えるアンテナ装置であって、導体パターンは、スパイラル状又はループ状のアンテナコイルと、アンテナコイルに接続され、アンテナコイルよりも径が小さいスパイラル状又はループ状のカップリングコイルと、アンテナコイルに接続されることなく、少なくとも一部が基板を介してアンテナコイルと重なるスパイラル状のブースターコイルとを含み、ブースターコイルに接続された共振用キャパシタをさらに備え、ブースターコイルのターン数は、アンテナコイルのターン数よりも多いことを特徴とする。
【0008】
本発明によれば、アンテナコイルに接続されることなくアンテナコイルと電磁界結合するブースターコイルが設けられていることから、アンテナコイルのターンを増やすことなく、通信距離を拡大することが可能となる。しかも、ブースターコイルのターン数は、アンテナコイルのターン数よりも多いことから、十分な通信距離を確保することが可能となる。
【0009】
本発明において、基板は矩形であり、アンテナコイルは、基板の辺に沿って一方の表面に形成され、ブースターコイルは、基板の辺に沿って他方の表面に形成されていても構わない。これによれば、アンテナコイル及びブースターコイルの内径領域を十分に確保することが可能となる。
【0010】
本発明において、カップリングコイルは、アンテナコイル及びブースターコイルの内径領域と重なる位置に設けられ、且つ、基板の一方の短辺側にオフセットして配置されていても構わない。これによれば、アンテナコイル及びブースターコイルの内径領域と重なり、且つ、基板の一方の短辺側にオフセットした位置にＩＣモジュールを配置することが可能となる。
【0011】
本発明において、共振用キャパシタは、導体パターンによって構成され、且つ、基板の他方の短辺側にオフセットして配置されていても構わない。これによれば、カップリングコイルと共振用キャパシタの相互干渉を防止することが可能となる。
【0012】
本発明において、導体パターンは、アンテナコイルに対して直列又は並列に接続されたマッチング用キャパシタをさらに含み、マッチング用キャパシタは、アンテナコイル及びブースターコイルの内径領域と重なる位置に設けられ、且つ、基板の一方の短辺側にオフセットして配置されていても構わない。これによれば、マッチング用キャパシタをカップリングコイルの近傍に配置することが可能となる。
【0013】
本発明によるＩＣカードは、上記のアンテナ装置と、アンテナ装置と重なるメタルプレートと、アンテナ装置とメタルプレートの間に配置された磁性シートと、カップリングコイルと電磁界結合するＩＣモジュールとを備えることを特徴とする。
【0014】
本発明によれば、メタルプレートに阻害されることなく、カードリーダーとの間で通信を行うことが可能となる。
【0015】
本発明において、メタルプレートは第１の開口部を有し、ＩＣモジュールは第１の開口部に配置され、磁性シートはＩＣモジュールと重なる位置に第２の開口部を有し、カップリングコイルとＩＣモジュールは、第２の開口部を介して電磁界結合するものであっても構わない。これによれば、磁性シートに阻害されることなく、カップリングコイルとＩＣモジュールを電磁界結合させることが可能となる。
【0016】
本発明において、カップリングコイルの内径領域は、平面視で全体が第２の開口部と重なるものであっても構わないし、カップリングコイルのコイル領域は、平面視で全体が第２の開口部と重なるものであっても構わない。これらによれば、カップリングコイルとＩＣモジュールの結合度を十分に高めることが可能となる。
【0017】
本発明において、カップリングコイルは、基板の表面のうち、磁性シートと向かい合う面とは反対側の面に形成されていても構わない。これによれば、磁性シートに第２の開口部を形成するプロセスにおいて、カップリングコイルにダメージが加わることがない。
【発明の効果】
【0018】
このように、本発明によれば、アンテナコイルとカップリングコイルを有するアンテナ装置及びこれを備えるＩＣカードにおいて、アンテナコイル及びカップリングコイルの抵抗成分を抑えつつ、通信距離を拡大することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【0021】
図１は、本発明の好ましい実施形態によるＩＣカード１の外観を示す略斜視図である。
【0022】
図１に示すように、本実施形態によるＩＣカード１は、ｘ方向を長手方向、ｙ方向を短手方向、ｚ方向を厚み方向とする板状体であり、ｘｙ面を構成する上面ａと裏面ｂを有している。ＩＣカード１には後述するＩＣモジュールが内蔵されており、ＩＣモジュールの端子電極ＥがＩＣカード１の上面ａに露出している。ＩＣカード１は、裏面ｂをカードリーダー４と向かい合わせることによって通信を行うことができる。
【0024】
図２及び図３に示すように、本実施形態によるＩＣカード１は、上面ａ側から裏面ｂ側に向かって、メタルプレート１０、磁性シート２０、基板３０及びカバー層４０がこの順に積層された構造を有している。メタルプレート１０は、ステンレスやチタンなどの金属材料からなり、その一方の表面はＩＣカード１の上面ａを構成する。メタルプレート１０には開口部１１が設けられており、開口部１１の内部にはＩＣモジュール５０が配置される。
【0025】
基板３０は、ＰＥＴなどの絶縁性樹脂材料からなるフィルムであり、その両面に導体パターンが形成されることによってアンテナ装置を構成する。基板３０の厚みについては特に限定されないが、２０〜３０μｍ程度とすることができる。
【0026】
図４は、基板３０の一方の表面３１に形成された導体パターンのパターン形状を示す略平面図である。また、図５は基板３０の他方の表面３２に形成された導体パターンのパターン形状を一方の表面３１側から見た略透視平面図である。さらに、図６は、基板３０の一方の表面３１に形成された導体パターンと基板３０の他方の表面３２に形成された導体パターンを重ねた状態を示す略透視平面図である。
【0027】
図４に示すように、基板３０の一方の表面３１に設けられた導体パターンは、アンテナコイルＡＣ、カップリングコイルＣＣ１、キャパシタ電極パターンＰ１，Ｐ３及び接続パターン７１，７４を含んでいる。アンテナコイルＡＣは、矩形である基板３０の辺に沿ってスパイラル状に例えば４ターン巻回された構成を有するループアンテナである。このように、アンテナコイルＡＣは基板３０の辺に沿って設けられていることから、基板３０の大部分がアンテナコイルＡＣの内径領域を構成する。但し、アンテナコイルＡＣのターン数が複数ターンである点は必須でなく、１ターンのみからなるループ状であっても構わない。一方、カップリングコイルＣＣ１は、アンテナコイルＡＣの内径領域に設けられたより径の小さいコイルであり、スパイラル状に例えば５ターン巻回された構成を有している。但し、カップリングコイルＣＣ１についてもターン数が複数ターンである点は必須でなく、１ターンのみからなるループ状であっても構わない。
【0028】
そして、アンテナコイルＡＣの内周端とカップリングコイルＣＣ１の外周端は、接続パターン７１を介して短絡されている。接続パターン７１には、キャパシタ電極パターンＰ１が接続されている。また、アンテナコイルＡＣの外周端６０は、基板３０を貫通して設けられたスルーホール導体Ｔ１を介して、基板３０の他方の表面３２に設けられた接続ノード６１に接続される。一方、カップリングコイルＣＣ１の内周端６２は、基板３０を貫通して設けられたスルーホール導体Ｔ２を介して、基板３０の他方の表面３２に設けられた接続ノード６３に接続される。図５に示すように、接続ノード６１と接続ノード６３は、接続パターン７２を介して短絡される。接続パターン７２は、平面視でキャパシタ電極パターンＰ１と重なる位置に設けられたキャパシタ電極パターンＰ２に接続される。
【0029】
かかる構成により、アンテナコイルＡＣとカップリングコイルＣＣ１は直列に接続され、その接続部分にはキャパシタ電極パターンＰ１，Ｐ２からなるマッチング用キャパシタＭＣが挿入されることになる。このように、アンテナコイルＡＣ及びカップリングコイルＣＣ１は、直流的な接続を行うための外部端子を備えておらず、直流的には完全に閉じた回路である。
【0030】
図５に示すように、基板３０の他方の表面３２に設けられた導体パターンは、ブースターコイルＢＣ、キャパシタ電極パターンＰ２，Ｐ４及び接続パターン７２，７３を含んでいる。ブースターコイルＢＣは、矩形である基板３０の辺に沿ってスパイラル状に例えば８ターン巻回された構成を有している。このように、ブースターコイルＢＣは基板３０の辺に沿って設けられていることから、基板３０の大部分がブースターコイルＢＣの内径領域を構成する。そして、ブースターコイルＢＣとアンテナコイルＡＣは、平面視で互いに重なるように設けられていることから、両者は電磁界結合する。
【0031】
そして、ブースターコイルＢＣの外周端６４は、基板３０を貫通して設けられたスルーホール導体Ｔ３を介して、基板３０の一方の表面３１に設けられた接続ノード６５に接続される。また、ブースターコイルＢＣの内周端６６は、基板３０を貫通して設けられたスルーホール導体Ｔ４を介して、基板３０の一方の表面３１に設けられた接続ノード６７に接続される。接続ノード６７は、キャパシタ電極パターンＰ３に接続される。基板３０の他方の表面３２には、キャパシタ電極パターンＰ３と重なる位置にキャパシタ電極パターンＰ４が設けられており、キャパシタ電極パターンＰ３，Ｐ４によって共振用キャパシタＲＣが構成される。そして、キャパシタ電極パターンＰ４は、接続パターン７３を介して接続ノード６８に接続される。接続ノード６８は、基板３０を貫通して設けられたスルーホール導体Ｔ５を介して、基板３０の一方の表面３１に設けられた接続ノード６９に接続される。接続ノード６５と接続ノード６９は、接続パターン７４を介して短絡される。
【0032】
かかる構成により、ブースターコイルＢＣと共振用キャパシタＲＣは直列に接続されることになる。このように、ブースターコイルＢＣは、直流的な接続を行うための外部端子を備えておらず、直流的には完全に閉じた回路である。
【0033】
ここで、カップリングコイルＣＣ１は、ＩＣモジュール５０と重なるようメタルプレート１０の開口部１１と重なる位置に配置されている。メタルプレート１０の開口部１１は、基板３０の−ｘ方向、つまり、一方の短辺側にオフセットして配置されているため、カップリングコイルＣＣ１も同様にオフセットして配置される。キャパシタ電極パターンＰ１，Ｐ２からなるマッチング用キャパシタＭＣについても、カップリングコイルＣＣ１の近傍に配置されることから、基板３０の一方の短辺側にオフセットして配置される。これに対し、キャパシタ電極パターンＰ３，Ｐ４からなる共振用キャパシタＲＣは、基板３０の＋ｘ方向、つまり、他方の短辺側にオフセットして配置されている。このように、共振用キャパシタＲＣをカップリングコイルＣＣ１やマッチング用キャパシタＭＣから離れた位置に配置すれば、両者間における相互干渉を防止することが可能となる。
【0034】
図３に示すように、磁性シート２０は、メタルプレート１０と基板３０の間に配置される。磁性シート２０の材料としては、透磁率の高い材料であれば特に限定されないが、フェライトや金属磁性体などからなるバルク体であっても構わないし、樹脂材料とフェライト粉や金属磁性体粉を混合した複合磁性材料からなるものであっても構わない。磁性シート２０の平面サイズは、アンテナコイルＡＣ及びブースターコイルＢＣの外形よりも僅かに大きく、これにより、アンテナコイルＡＣ及びブースターコイルＢＣと鎖交する磁束の磁路として機能する。本実施形態によるＩＣカード１は、金属材料からなるメタルプレート１０を備えているため、メタルプレート１０と基板３０をそのまま重ねると通信が困難となるが、両者間に磁性シート２０を介在させることによって通信が可能となる。
【0035】
また、磁性シート２０には、カップリングコイルＣＣ１と重なる位置に開口部２１が設けられている。これにより、カップリングコイルＣＣ１とＩＣモジュール５０は、磁性シート２０を介することなく直接向かい合うことになる。
【0036】
図７は、ＩＣモジュール５０を裏面側から見た略斜視図である。
【0037】
図７に示すように、ＩＣモジュール５０はモジュール基板５１及びこれに搭載又は内蔵されたＩＣチップ５２を備え、モジュール基板５１の裏面側にはカップリングコイルＣＣ２が形成されている。モジュール基板５１の表面側には、図１に示す端子電極Ｅが設けられる。カップリングコイルＣＣ２の内径サイズ及び外径サイズは、基板３０に設けられたカップリングコイルＣＣ１の内径サイズ及び外径サイズとほぼ同じであり、これにより両者を重ねると、電磁界結合が生じる。これにより、端子電極を用いてＩＣモジュール５０とアンテナコイルＡＣを直接接続することなく、カップリングコイルＣＣ１，ＣＣ２を介して両者を交流的に接続することが可能となる。
【0038】
図８は、カップリングコイルＣＣ１，ＣＣ２と開口部１１，２１の好ましい関係を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は変形例による断面図である。
【0039】
図８において、符号８１はカップリングコイルＣＣ１，ＣＣ２のコイル領域、つまり、最外周ターンと最内周ターンの間に位置し、導体パターンが形成された領域を指し、符号８２はカップリングコイルＣＣ１，ＣＣ２の内径領域、つまり、最内周ターンに囲まれた領域を指す。そして、図８に示す例では、平面視で、内径領域８２及びコイル領域８１の全体が開口部２１と重なっている。これにより、カップリングコイルＣＣ１の内径領域８２及びコイル領域８１と、カップリングコイルＣＣ２の内径領域８２及びコイル領域８１の間に磁性シート２０が全く介在しない構造が得られることから、カップリングコイルＣＣ１とカップリングコイルＣＣ２の間の電磁界結合が磁性シート２０によって妨げられることがない。
【0040】
但し、本発明において、コイル領域８１の全体が開口部２１と重なっている点は必須でなく、磁性シート２０の一部がコイル領域８１と重なっていても構わない。この場合であっても、カップリングコイルＣＣ１とカップリングコイルＣＣ２の間の結合度を十分に確保するためには、内径領域８２の全体が開口部２１と重なっていることが好ましい。また、図８に示す例では、メタルプレート１０の開口部１１が磁性シート２０の開口部２１よりも大きいが、この点は必須でなく、メタルプレート１０の開口部１１よりも磁性シート２０の開口部２１の方が大きくても構わないし、両者のサイズが同じであっても構わない。
【0041】
また、本実施形態では、図８（ｂ）に示すように、カップリングコイルＣＣ１が基板３０の一方の表面３１、つまり、磁性シート２０と向かい合う表面３２とは反対側の面に形成されているが、逆に、図８（ｃ）に示す変形例のように、カップリングコイルＣＣ１を基板３０の他方の表面３２、つまり、磁性シート２０と向かい合う面に形成しても構わない。前者によれば、基板３０の他方の表面３２に複合磁性材料を塗布した後、複合磁性材料を部分的に除去することによって開口部２１を形成する場合であっても、複合磁性材料を部分的に除去する工程においてカップリングコイルＣＣ１にダメージが加わることがない。この場合であっても、図５に示す接続パターン７２については、複合磁性材料を除去する工程に晒されることになるが、これによるダメージが問題となる場合には、接続パターン７２の導体幅をカップリングコイルＣＣ１など他のパターンの導体幅よりも広く設計すれば良い。一方、後者によれば、カップリングコイルＣＣ１とカップリングコイルＣＣ２の距離がより近くなることから、結合度をより高めることが可能となる。
【0042】
図９は、本実施形態によるＩＣカード１の等価回路図である。
【0043】
図９に示すように、本実施形態においては、アンテナコイルＡＣの一端とカップリングコイルＣＣ１の一端が接続され、アンテナコイルＡＣの他端とカップリングコイルＣＣ１の他端が接続され、これらの接続点にマッチング用キャパシタＭＣが接続されることにより、主アンテナＡＮＴ１が構成される。主アンテナＡＮＴ１に含まれるカップリングコイルＣＣ１は、ＩＣモジュール５０に含まれるカップリングコイルＣＣ２と電磁界結合する。カップリングコイルＣＣ２は、入力キャパシタＣ１に並列接続され、入力キャパシタＣ１の一端がＩＣチップ５２の入力端子に接続される。
【0044】
さらに、主アンテナＡＮＴ１に含まれるアンテナコイルＡＣは、図１に示すカードリーダー４との間の通信を行うだけでなく、ブースターコイルＢＣと電磁界結合する。ブースターコイルＢＣと共振用キャパシタＲＣは、補助アンテナＡＮＴ２を構成する。これにより、本実施形態によるＩＣカード１は、主アンテナＡＮＴ１と補助アンテナＡＮＴ２によってカードリーダー４と通信することから、通信距離を拡大することができる。
【0045】
尚、通信距離を拡大する方法としては、ブースターコイルＢＣを用いるのではなく、アンテナコイルＡＣのターン数をより増やす方法が考えられるが、アンテナコイルＡＣのターン数を増やすと、アンテナコイルＡＣの抵抗成分が増大するため、損失が大きくなる。特に、本実施形態においては、アンテナコイルＡＣとカップリングコイルＣＣ１が直列に接続されており、２つのコイルの抵抗成分が加算されることから、抵抗成分による損失を抑えつつ、アンテナコイルＡＣのターン数を増やすことは困難である。
【0046】
これに対し、本実施形態においては、アンテナコイルＡＣのターン数を増やすのではなく、アンテナコイルＡＣと電磁界結合するブースターコイルＢＣを用いていることから、抵抗成分を増やすことなく、通信距離を拡大することが可能となる。しかも、本実施形態においては、アンテナコイルＡＣのターン数よりもブースターコイルＢＣのターン数が多いことから、アンテナコイルＡＣの抵抗成分がより小さく抑えられるとともに、ブースターコイルＢＣを用いた補助アンテナＡＮＴ２の特性を高めることが可能となる。
【0047】
以上説明したように、本実施形態によるＩＣカード１は、アンテナ装置を構成する基板３０とメタルプレート１０の間に磁性シート２０が設けられていることから、メタルプレート１０に阻害されることなく、裏面ｂ側からカードリーダー４と無線通信することが可能となる。また、カップリングコイルＣＣ１，ＣＣ２と重なる位置には、磁性シート２０に開口部２１が設けられていることから、カップリングコイルＣＣ１とカップリングコイルＣＣ２の電磁界結合が磁性シート２０によって阻害されることもない。さらに、本実施形態によるＩＣカード１は、アンテナコイルＡＣと電磁界結合するブースターコイルＢＣを備えていることから、アンテナコイルＡＣの抵抗成分を抑えつつ、十分な通信距離を確保することが可能となる。
【0048】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【0049】
例えば、上記実施形態においては、基板３０の両面に形成されたキャパシタ電極パターンによってマッチング用キャパシタＭＣや共振用キャパシタＲＣを形成しているが、これらの一方又は両方がチップ型のキャパシタ部品であっても構わない。
【符号の説明】
【0050】
１ ＩＣカード４ カードリーダー
１０ メタルプレート
１１，２１ 開口部
２０ 磁性シート
３０ 基板
３１ 基板の一方の表面
３２ 基板の他方の表面
４０ カバー層
５０ ＩＣモジュール
５１ モジュール基板
５２ ＩＣチップ
６０，６４ 外周端
６１，６３，６５，６７〜６９ 接続ノード
６２，６６ 内周端
７１〜７４ 接続パターン
８１ コイル領域
８２ 内径領域
ａ ＩＣカードの上面
ｂ ＩＣカードの裏面
ＡＣ アンテナコイル
ＡＮＴ１ 主アンテナ
ＡＮＴ２ 補助アンテナ
ＢＣ ブースターコイル
Ｃ１ 入力キャパシタ
ＣＣ１，ＣＣ２ カップリングコイル
Ｅ 端子電極
ＭＣ マッチング用キャパシタ
Ｐ１〜Ｐ４ キャパシタ電極パターン
ＲＣ 共振用キャパシタ
Ｔ１〜Ｔ５ スルーホール導体