JPH04321190A - 非接触型携帯記憶装置のアンテナ回路 - Google Patents

非接触型携帯記憶装置のアンテナ回路

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JPH04321190A
JPH04321190A JP3090323A JP9032391A JPH04321190A JP H04321190 A JPH04321190 A JP H04321190A JP 3090323 A JP3090323 A JP 3090323A JP 9032391 A JP9032391 A JP 9032391A JP H04321190 A JPH04321190 A JP H04321190A
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JP
Japan
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coil
antenna circuit
portable storage
conductor pattern
storage device
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▲高▼比良　賢一
Kenichi Takahira
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、非接触型携帯記憶装
置のアンテナ回路及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＩＣカード等の携帯記憶装置の中
で、電磁波及び光等の空間伝送媒体を用いて信号の授受
を行う非接触型携帯記憶装置が利用されつつある。この
種の非接触型携帯記憶装置の構成を図５に示す。記憶装
置の動作を制御するＣＰＵ１にバス８を介してＲＯＭ２
及びＲＡＭ３が接続されている。バス８には外部装置（
図示せず）とのデータの入出力を制御する入出力制御回
路４が接続され、入出力制御回路４には変復調回路５を
介してアンテナ回路６が接続されている。さらに、記憶
装置内の各電気回路に電源を供給するための電池７が内
蔵されている。このような記憶装置では、端末機等の外
部装置からの電磁波によるコマンド信号がアンテナ回路
６で受信されると、このコマンド信号は変復調回路５で
復調された後、入出力制御回路４を介してＣＰＵ１に入
力される。ＣＰＵ１はコマンド信号を解読し、所定の応
答信号を作成する。この応答信号は入出力制御回路４を
介して変復調回路５に入力され、ここで変調された後、
アンテナ回路６から外部装置に発信される。
【０００３】実際には、図６に示されるように、ＣＰＵ
１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、入出力制御回路４、変復調回
路５及びバス８は一つのＩＣ９内に集積され、このＩＣ
９及び電池７等がカード基板１０上に搭載される。また
、電磁波により外部装置と信号交換を行うアンテナ回路
６は、カード基板１０の周辺部上にスパイラル状に形成
された導体パターン６１からなるインダクタンスＬのコ
イル６２とカード基板１０上に搭載されたキャパシタン
スＣのコンデンサ６３とを有している。これらのコイル
６２とコンデンサ６３は、図７に示されるように、ＬＣ
直列共振回路を形成しており、その共振周波数付近の周
波数を有する電磁波により共振回路上に誘導される電圧
が検出され、これにより受信が行われる。この場合、ア
ンテナ回路６により受信することのできる電磁波の周波
数は、ＬＣ直列共振回路の共振周波数ｆ０＝１／｛２π
（Ｌ・Ｃ）１／２｝で決定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示したように、アンテナ回路６のコイル６２は導体パタ
ーンとしてカード基板１０の周辺部上に形成されるので
、コイル６２のインダクタンスＬはカード基板１０の製
造時に決定されてしまい、その後インダクタンスＬを変
更することはできなかった。その結果、信号交換のため
の搬送波の周波数の変更に対応することができず、また
カード基板１０の製造後に共振周波数のマッチング調整
を十分に行うことができないという問題があった。
【０００５】この発明はこのような問題点を解消するた
めになされたもので、基板上に回路部品を搭載した後で
も搬送波周波数の変更に対応でき且つ共振周波数のマッ
チング調整を行うことができる非接触型携帯記憶装置の
アンテナ回路を提供することを目的とする。また、この
発明はこのような非接触型携帯記憶装置のアンテナ回路
を得ることができる製造方法を提供することも目的とし
ている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る非接触型
携帯記憶装置のアンテナ回路は、基板の周辺部上にスパ
イラル状に形成された導体パターンからなる主コイルと
、それぞれ主コイルの対応する巻き数の導体パターンと
主コイルの一端とを電気的に接続すると共にこれらのう
ち一つを残して他を切断することにより所望のインダク
タンス特性を得るための複数の調整パターンとを有する
コイルと、このコイルに接続されて共振回路を形成する
ためのコンデンサとを備えたものである。
【０００７】また、請求項２に係るアンテナ回路は、基
板の周辺部上に形成された導体パターンからなると共に
その一部をスパイラル状にトリミングすることにより所
望のインダクタンス特性を得るようにしたコイルと、こ
のコイルに接続されて共振回路を形成するためのコンデ
ンサとを備えたものである。
【０００８】請求項３に係るアンテナ回路は、基板の周
辺部上にスパイラル状に形成された導体パターンからな
るコイルと、それぞれコイルの対応する巻き数の導体パ
ターンとコイルの一端との間に電気的に接続された複数
のスイッチと、コイルの他端に接続されて共振回路を形
成するためのコンデンサとを備えたものである。
【０００９】さらに、請求項４に係るアンテナ回路の製
造方法は、基板の周辺部上にスパイラル状に導体パター
ンからなる主コイルを形成し、それぞれ主コイルの対応
する巻き数の導体パターンと主コイルの一端とを電気的
に接続する複数の調整パターンを基板上に形成し、所望
のインダクタンス特性を得るために複数の調整パターン
のうち一つを残して他を切断し、主コイルの他端にコン
デンサを接続して共振回路を形成する方法である。
【００１０】請求項５に係るアンテナ回路の製造方法は
、基板の周辺部上に形成された導体パターンを形成し、
導体パターンのインダクタンスを計測しながら所望のイ
ンダクタンスとなるまで導体パターンの一部をスパイラ
ル状にトリミングしてコイルを形成し、コイルの一端に
コンデンサを接続して共振回路を形成する方法である。
【００１１】
【作用】請求項１のアンテナ回路では、複数の調整パタ
ーンがインダクタンス特性調整のために設けられており
、これら調整パターンのうち一つを残して他の調整パタ
ーンを切断することによりインダクタンス特性が調整さ
れる。請求項２のアンテナ回路では、導体パターンの一
部をスパイラル状にトリミングすることによりインダク
タンス特性が調整される。請求項３のアンテナ回路では
、複数のスイッチのうち一つをオンさせると共に他のス
イッチをオフさせることによりインダクタンス特性が調
整される。請求項４の製造方法では、複数の調整パター
ンのうち一つを残して他の調整パターンを切断すること
により所望の特性を有するアンテナ回路を製造する。 請求項５の製造方法では、導体パターンのインダクタン
スを計測しながら導体パターンの一部をスパイラル状に
トリミングすることにより所望の特性を有するアンテナ
回路を製造する。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１にこの発明の第１の実施例に係る非接
触型携帯記憶装置のアンテナ回路のコイル１１を示す。 この図１はコイル１１を模式的に示したもので、実際に
は図６に示したようにカード基板の周辺部上に形成され
、コイル１１の内側にＩＣ、電池等の部品が配置される
。このコイル１１は基板上に３回巻きのスパイラル状に
形成された導体パターンからなる主コイル１２を有して
いる。主コイル１２の端部Ａからみて１回巻きの部分Ｄ
と主コイル１２の他端部Ｂとを接続する第１の調整パタ
ーン１３が基板上に形成されている。また、主コイル１
２の端部Ａからみて２回巻きの部分Ｅと主コイル１２の
他端部Ｂとを接続する第２の調整パターン１４が基板の
裏面上に形成され、この調整パターン１４と主コイル１
２とがスルーホール１６を介して電気的に接続されてい
る。さらに、主コイル１２の端部Ａからみて３回巻きの
部分Ｆと主コイル１２の他端部Ｂとを接続する第３の調
整パターン１５が基板の裏面上に形成され、この調整パ
ターン１５と主コイル１２とがスルーホール１６を介し
て電気的に接続されている。
【００１３】これら三つの調整パターン１３〜１５のう
ち一つをそのまま残すと共に他の調整パターンを切断線
Ｌ１、Ｌ２あるいはＬ３で切断することにより、コイル
１１の実質的な巻き数を１回から３回までの間で選択す
ることができる。例えば、調整パターン１３を残して他
の調整パターン１４及び１５を切断すれば１回巻きのコ
イル１１となり、同様にして調整パターン１４を残せば
２回巻き、調整パターン１５を残せば３回巻きのコイル
１１となる。一般にコイルのインダクタンスＬは、コイ
ルの巻き数Ｎとの間にＬ＝ａ・Ｎ２の関係を有している
。 ここで、ａはコイルの形状により決定される定数である
。従って、コイル１１の実質的な巻き数を変えることに
より、コイル１１のインダクタンスＬを調整することが
できる。
【００１４】なお、コイル１１の一端部Ａには図６及び
図７に示したようにキャパシタンスＣのコンデンサが接
続され、このコンデンサとコイル１１とによりＬＣ直列
共振回路からなるアンテナ回路が形成される。この実施
例のアンテナ回路では、基板上に回路部品を搭載した後
でも、調整パターン１３〜１５の選択により、搬送波周
波数の変更に対応することができ、また共振周波数のマ
ッチング調整を行うことが可能となる。
【００１５】このようなアンテナ回路は、次のようにし
て製造することができる。すなわち、基板の周辺部上に
スパイラル状に導体パターンからなる主コイル１２を形
成する一方、主コイル１２の部分Ｄ〜Ｆと端部Ｂとをそ
れぞれ接続する調整パターン１３〜１５を形成する。次
に、所望のインダクタンス特性が得られるように、これ
ら調整パターン１３〜１５のうち一つのパターンを残し
て他のパターンを切断する。この調整パターンの切断は
、例えばパターンへのレーザビームの照射、サンドによ
るパターンの切削、化学的エッチング等の方法により行
うことができる。さらに、主コイル１２の端部Ａにコン
デンサを接続して共振回路を形成する。
【００１６】なお、主コイル１２の端部Ａへのコンデン
サの接続を、調整パターンの切断に先立って行ってもよ
い。また、図１では模式的に３回巻きの主コイル１２を
示したが、これに限るものではなく、実際には数十回巻
きの主コイルが用いられる。これに伴って、調整パター
ンも三つに限らず、それ以上の調整パターンを形成する
こともできる。
【００１７】この発明の第２の実施例に係るアンテナ回
路のコイル１７を図２に示す。この図２は図１と同様に
コイル１７を模式的に示したもので、実際には図６に示
したようにカード基板の周辺部上に形成され、コイル１
７の内側にＩＣ、電池等の部品が配置される。このコイ
ル１７は基板上に形成されると共にその一部がスパイラ
ル状にトリミングされた導体パターン１８を有している
。導体パターン１８の最も内側の部分Ｇはスルーホール
１９及び基板裏面に形成された接続パターン２０を介し
て基板表面の端部パターン２１に電気的に接続されてい
る。導体パターン１８は、位置ｅ１からスパイラル状に
位置ｅ２までトリミングされているが、このトリミング
の終了位置ｅ２を変えることにより、コイル１７の実質
的な巻き数が変化し、これによりコイル１７のインダク
タンス特性を調整することができる。図２において、一
点鎖線はさらにトリミングする際のパターンラインを示
している。
【００１８】なお、コイル１７の一端部ＨあるいはＪに
は図６及び図７に示したようにキャパシタンスＣのコン
デンサが接続され、このコンデンサとコイル１７とによ
りＬＣ直列共振回路からなるアンテナ回路が形成される
。この第２の実施例のアンテナ回路においては、基板上
に回路部品を搭載した後でも、導体パターン１８をさら
にトリミングすることにより、搬送波周波数の変更に対
応することができ、また共振周波数のマッチング調整を
行うことが可能となる。
【００１９】このようなアンテナ回路は、次のようにし
て製造することができる。すなわち、基板の周辺部上に
図３に示すように幅広の環状の導体パターン１８を形成
する一方、導体パターン１８の部分Ｇに接続される接続
パターン２０及び端部パターン２１を形成する。次に、
図示しないインダクタンス測定装置により導体パターン
１８の端部Ｈと端部パターン２１の端部Ｊとの間のイン
ダクタンスを計測しつつ、計測値が所望の値となるまで
位置ｅ１からスパイラル状に導体パターン１８をトリミ
ングする。このとき、トリミングされずに残された導体
パターンの幅が一定となるようにトリミングを行う。こ
のようにしてトリミングを進めると、端部Ｈ及びＪから
みたコイル１７の巻き数は次第に増加し、その結果コイ
ル１７のインダクタンスＬも増加する。そして、所望の
値のインダクタンスとなったところでトリミングを終了
する。さらに、導体パターン１８の端部ＨあるいはＪに
コンデンサを接続して共振回路を形成する。
【００２０】なお、コンデンサの接続を、導体パターン
１８のトリミングに先立って行ってもよい。このように
してアンテナ回路を製造すれば、コイル１７のインダク
タンスを計測しながら導体パターン１８のトリミングを
行うので、極めて高精度にインダクタンスの調整をする
ことができる。
【００２１】この発明の第３の実施例に係るアンテナ回
路を図４に示す。インダクタンスＬのコイル２２の一端
とキャパシタンスＣのコンデンサ２３の一端とが互いに
接続されてＬＣ共振回路を形成している。コイル２２は
、ソレノイドコイルの形状に形成され、所定の巻き数の
箇所Ｐ、Ｑ及びＲにそれぞれスイッチＳ１、Ｓ２及びＳ
３の一端が接続され、これらのスイッチＳ１、Ｓ２及び
Ｓ３の他端が互いに接続されてコイル２２の他端を形成
している。スイッチＳ１、Ｓ２及びＳ３のうち一つをオ
ン状態にすると共に他のスイッチをオフ状態にすること
により、コイル２２の実質的な巻き数を３段階に変える
ことができる。その結果、共振回路のインダクタンスを
調整することができる。
【００２２】なお、図１に示した第１の実施例と同様に
基板の周辺部上にスパイラル状の導体パターンからなる
コイルと複数の調整パターンとを形成し、各調整パター
ンにそれぞれ調整パターンを導通／遮断させるスイッチ
を設けることにより、この第３の実施例を実現すること
ができる。スイッチＳ１、Ｓ２及びＳ３としては、例え
ば半導体アナログスイッチを用いることができる。また
、スイッチは三つに限るものではない。
【００２３】この第３の実施例では、スイッチＳ１、Ｓ
２及びＳ３を非接触型携帯記憶装置に内蔵されているＣ
ＰＵ（図示せず）からの制御信号によってオン／オフ制
御することができる。すなわち、ＣＰＵを制御するプロ
グラムにより、アプリケーションの中で自由にコイル２
２の実質的なインダクタンスを変更させることが可能と
なる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
非接触型携帯記憶装置のアンテナ回路は、基板の周辺部
上にスパイラル状に形成された導体パターンからなる主
コイルと、それぞれ主コイルの対応する巻き数の導体パ
ターンと主コイルの一端とを電気的に接続すると共にこ
れらのうち一つを残して他を切断することにより所望の
インダクタンス特性を得るための複数の調整パターンと
を有するコイルと、このコイルに接続されて共振回路を
形成するためのコンデンサとを備えているので、基板上
に回路部品を搭載した後でも搬送波周波数の変更に対応
でき且つ共振周波数のマッチング調整を行うことが可能
となる。また、請求項２及び３に記載のアンテナ回路に
おいても同様の効果が得られる。
【００２５】請求項４に記載の非接触型携帯記憶装置の
アンテナ回路の製造方法は、基板の周辺部上にスパイラ
ル状に導体パターンからなる主コイルを形成し、それぞ
れ主コイルの対応する巻き数の導体パターンと主コイル
の一端とを電気的に接続する複数の調整パターンを基板
上に形成し、所望のインダクタンス特性を得るために複
数の調整パターンのうち一つを残して他を切断し、主コ
イルの他端にコンデンサを接続して共振回路を形成する
ので、基板上に回路部品を搭載した後でも搬送波周波数
の変更に対応でき且つ共振周波数のマッチング調整を行
うことのできるアンテナ回路が得られる。また、請求項
５に記載の製造方法においても請求項４の方法と同様の
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例に係る非接触型携帯記
憶装置のアンテナ回路のコイルを模式的に示す平面図で
ある。
【図２】第２の実施例に係るアンテナ回路のコイルを模
式的に示す平面図である。
【図３】図２のアンテナ回路を製造する際の初期の導体
パターンを模式的に示す平面図である。
【図４】第３の実施例に係るアンテナ回路を示す回路図
である。
【図５】従来の非接触型携帯記憶装置の構成を示すブロ
ック図である。
【図６】図５の非接触型携帯記憶装置の機械的構造を示
す平面図である。
【図７】図５の非接触型携帯記憶装置におけるアンテナ
回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１１　　　　コイル １２　　　　主コイル １３　　　　調整パターン １４　　　　調整パターン １５　　　　調整パターン １７　　　　コイル １８　　　　導体パターン ２２　　　　主コイル ２３　　　　コンデンサ Ｓ１　　　　スイッチ Ｓ２　　　　スイッチ Ｓ３　　　　スイッチ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　電磁波により外部装置と信号交換を行
    う非接触型携帯記憶装置のアンテナ回路であって、非接
    触型携帯記憶装置の基板の周辺部上にスパイラル状に形
    成された導体パターンからなる主コイルと、それぞれ主
    コイルの対応する巻き数の導体パターンと主コイルの一
    端とを電気的に接続すると共にこれらのうち一つを残し
    て他を切断することにより所望のインダクタンス特性を
    得るための複数の調整パターンとを有するコイルと、前
    記コイルに接続されて共振回路を形成するためのコンデ
    ンサとを備えたことを特徴とする非接触型携帯記憶装置
    のアンテナ回路。
  2. 【請求項２】　　電磁波により外部装置と信号交換を行
    う非接触型携帯記憶装置のアンテナ回路であって、非接
    触型携帯記憶装置の基板の周辺部上に形成された導体パ
    ターンからなると共にその一部をスパイラル状にトリミ
    ングすることにより所望のインダクタンス特性を得るよ
    うにしたコイルと、前記コイルに接続されて共振回路を
    形成するためのコンデンサとを備えたことを特徴とする
    非接触型携帯記憶装置のアンテナ回路。
  3. 【請求項３】　　電磁波により外部装置と信号交換を行
    う非接触型携帯記憶装置のアンテナ回路であって、非接
    触型携帯記憶装置の基板の周辺部上にスパイラル状に形
    成された導体パターンからなるコイルと、それぞれコイ
    ルの対応する巻き数の導体パターンとコイルの一端との
    間に電気的に接続された複数のスイッチと、前記コイル
    の他端に接続されて共振回路を形成するためのコンデン
    サとを備えたことを特徴とする非接触型携帯記憶装置の
    アンテナ回路。
  4. 【請求項４】　　基板の周辺部上にスパイラル状に導体
    パターンからなる主コイルを形成し、それぞれ主コイル
    の対応する巻き数の導体パターンと主コイルの一端とを
    電気的に接続する複数の調整パターンを基板上に形成し
    、所望のインダクタンス特性を得るために複数の調整パ
    ターンのうち一つを残して他を切断し、主コイルの他端
    にコンデンサを接続して共振回路を形成することを特徴
    とする非接触型携帯記憶装置のアンテナ回路の製造方法
    。
  5. 【請求項５】　　基板の周辺部上に形成された導体パタ
    ーンを形成し、導体パターンのインダクタンスを計測し
    ながら所望のインダクタンスとなるまで導体パターンの
    一部をスパイラル状にトリミングしてコイルを形成し、
    コイルの一端にコンデンサを接続して共振回路を形成す
    ることを特徴とする非接触型携帯記憶装置のアンテナ回
    路の製造方法。
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