ＩＣタグ及び電子機器
【課題】ＩＣタグと外部回路との接続が簡単な構成で行えるようにする。
【解決手段】誘電体よりなる基板の表面に配置したコイルアンテナ部２０と、基板表面のコイルアンテナ部２０の一端及び他端が接続された通信回路チップ１２と、外部回路接続部３１，３２とを備える。外部回路接続部３１，３２は、コイルアンテナ部２０の一端及び他端の近傍と基板の表面又は裏面で接続し、基板の対向した反対側の面との間で所定面積の導電部が対向した形状とする。そして、その対向した反対側の面の導電部を、外部回路と接続するパッド３１，３２とする。
【解決手段】誘電体よりなる基板の表面に配置したコイルアンテナ部２０と、基板表面のコイルアンテナ部２０の一端及び他端が接続された通信回路チップ１２と、外部回路接続部３１，３２とを備える。外部回路接続部３１，３２は、コイルアンテナ部２０の一端及び他端の近傍と基板の表面又は裏面で接続し、基板の対向した反対側の面との間で所定面積の導電部が対向した形状とする。そして、その対向した反対側の面の導電部を、外部回路と接続するパッド３１，３２とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、リーダライタと非接触通信を行うＩＣタグ、及びそのＩＣタグを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
隣接したリーダライタとの間で非接触通信を行って、認証などの処理を行うＩＣタグが普及している。特に、ＩＣタグ自身が電池などの電源を持たず、リーダライタからの電波を受信してコンデンサなどに蓄積して得た電力で作動する、いわゆるパッシブ型のＩＣタグが、使い勝手の良さから普及している。
【０００３】
ＩＣタグは、リーダライタからの電波を受信するアンテナパターンが形成された回路基板に、通信処理を行うＩＣチップなどの部品を取り付けて構成される。アンテナパターンは、リーダライタからの電波を効率よく受信するために、回路基板上にコイル状に比較的大きな面積で配置してあり、通常、そのコイル状のアンテナパターンで囲まれる中央部に、ＩＣチップやコンデンサなどの部品を配置した形状に構成される。ＩＣタグで認証処理を行う際には、例えば、ＩＣチップ内のメモリが記憶した情報をリーダライタに送り、また、リーダライタから送られた情報を、ＩＣチップのメモリに書き込ませるなどの、ＩＣタグ単独で通信処理が行われる。
【０００４】
このように、ＩＣタグだけで単独してリーダライタと無線通信が可能であり、例えばＩＣタグを構成した回路基板を、カード形状のものに納めたものが、電子マネーカードや乗車券や認証用のカードなどとして、普及している。
これに対して、ＩＣタグを携帯電話端末などの各種電子機器に内蔵させたものも普及している。この電子機器内蔵型のＩＣタグの場合でも、ＩＣタグそのものの基本構成は同じであるが、ＩＣタグが内蔵された電子機器本体側で、ＩＣタグでの通信状態に連動して何らかの動作を行う場合がある。例えば、ＩＣタグがリーダライタと通信開始したことを検知し、その通信開始をトリガとして、電子機器本体の電源をオンさせることが行われている。
【０００５】
図１０は、従来の電子機器に内蔵されるＩＣタグの構成例を示した図であり、図１１は図１０のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
樹脂材料よりなる長方形の基板１の表面の外周寄りに、帯状の導電膜を螺旋状に巻回した構成のコイルアンテナ部２を配置する。図１０の例では、コイルアンテナ部２は、導電膜を３周させた構成である。
【０００６】
コイルアンテナ部２の外周側の端部２ａを、スルーホール３ｂを介して基板の裏面側の配線パターン２ｇに接続する。裏面側の配線パターン２ｇを、さらに別のスルーホール３ｂを介して、コイルアンテナ部２の内周寄りの表面に設けた配線パターン２ｄに接続する。コイルアンテナ部２の内周側の端部２ｂを、配線パターン２ｃに接続する。
このようにしてコイルアンテナ部２の一端及び他端に接続した配線パターン２ｃと配線パターン２ｄを、基板１の表面に取り付けたＩＣチップ４に接続する。ＩＣチップ４は、リーダライタと無線通信の処理を行う回路が組まれたチップである。このようにコイルアンテナ部２にＩＣチップ４を接続することで、リーダライタと非接触通信を行うことができる。
【０００７】
そして、図１０の例のＩＣタグは、基板１の表面のＩＣチップ４に接続された配線パターン２ｃ，２ｄの途中から分岐された配線パターン２ｅ，２ｆを設け、その配線パターン２ｅ，２ｆを、基板１の表面のパッド５ａ，５ｂに接続する。パッド５ａ，５ｂは、外部回路との接続端子として機能する電極部である。
【０００８】
このようなパッド５ａ，５ｂを備えたＩＣタグは、図１２に示すように、電子機器内の回路である外部回路に接続される。すなわち、ＩＣタグに設けたパッド５ａ，５ｂを、引き出し配線６ａ，６ｂを介して、整流回路７の入力端子７ａ，７ｂに接続する。整流回路７は、入力端子７ａ，７ｂに得られる信号を、コンデンサＣ１，Ｃ２を介して整流用ダイオードブリッジ７ｃに接続し、整流用ダイオードブリッジ７ｃで整流された信号を出力する。整流用ダイオードブリッジ７ｃの出力部には、コンデンサＣ３を接続する。そして、整流回路７で整流された信号を、検出回路８に供給する。
【０００９】
検出回路８は、ＩＣタグから整流回路７を介して閾値を超えるレベルの信号入力があるとき、検出信号を出力する。つまり、ＩＣタグがリーダライタに接近して、リーダライタから送信される信号をコイルアンテナ部２で受信したとき、その受信レベルを検出回路８で検出する。この検出回路８で得た検出信号をトリガとして電子機器が使用することで、例えばリーダライタへの接近を契機として電子機器を起動させる等の、様々の処理が行うことができる。
【００１０】
なお、コンデンサＣ１，Ｃ２は、ＩＣタグ側の回路と、外部回路とが影響を受けないようにするために、ＩＣタグ側の回路と外部回路とを直流的に切り離すためのものである。すなわち、ＩＣタグ内のコイルアンテナ部２やＩＣチップ４は、規定された共振周波数でリーダライタと非接触通信を行うように構成されている。ここで、外部回路を、コンデンサを介さずに直接ＩＣタグに接続すると、共振周波数などの電気的特性が乱れて、ＩＣタグとしての特性が劣化する虞がある。このため、そのような悪影響がないようするためにコンデンサＣ１，Ｃ２を接続されている。
【００１１】
特許文献１には、ＩＣタグを備えた電子機器の例として、携帯電話端末がＩＣタグを備えた構成についての記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−６０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、図１２に示すように、ＩＣタグを外部回路に接続するために、コンデンサＣ１，Ｃ２を設ける構成とすると、それだけ外部回路の部品点数が増え、製造コストが上昇するという問題がある。また、コンデンサＣ１，Ｃ２を基板に配置するスペースが必要であり、それだけ外部回路側の基板が大型化するという問題があった。
【００１４】
本開示はかかる点に鑑みてなされたものであり、ＩＣタグと外部回路との接続を簡単に行うことができるＩＣタグ、及びそのＩＣタグを備えた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本開示のＩＣタグは、誘電体よりなる基板の表面に配置したアンテナパターンと、基板表面のアンテナパターンの一端及び他端が接続された通信回路チップと、外部回路接続部とを備える。
外部回路接続部は、アンテナパターンの一端及び他端の近傍と基板の表面又は裏面で接続し、基板の対向した反対側の面との間で所定面積の導電部が対向した形状とする。そして、その対向した反対側の面の導電部を外部回路と接続するパッドとする。
【００１６】
本開示の電子機器は、ＩＣタグを備えた機器である。
ＩＣタグは、誘電体よりなる基板の表面に配置したアンテナパターンと、基板表面のアンテナパターンの一端及び他端が接続された通信回路チップと、外部回路接続部とを備える。
外部回路接続部は、アンテナパターンの一端及び他端の近傍と基板の表面又は裏面で接続し、基板の対向した反対側の面との間で所定面積の導電部が対向した形状とする。そして、その対向した反対側の面の導電部をパッドとする。
そして、パッドに接続して、パッドを介して得られる信号を整流する整流部と、整流部で整流された信号を検出する検出部とを備える。
【００１７】
本開示によると、ＩＣタグに設けた外部回路接続用のパッドが、基板の反対側の導電部と対向して、コンデンサとしても機能する。したがって、パッドに接続した外部回路は、アンテナパターンや通信回路チップと、コンデンサを介して接続されたことと同じになる。
【発明の効果】
【００１８】
本開示によると、ＩＣタグのパッドに接続した外部の回路が、コンデンサを介してＩＣタグ側と接続されたことになり、ＩＣタグ内の回路と外部の回路とを直流的に切り離すコンデンサを別途設ける必要がなくなり、それだけ回路構成が簡単になる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるＩＣタグの構成例を示す平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図３】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による端末装置の例を示す構成図である。
【図５】コンデンサの容量値と周波数特性との関係の例を示す特性図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態によるＩＣタグの構成例を示す平面図である。
【図７】図６のIII−III線に沿う断面図である。
【図８】図６のIV−IV線に沿う断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による端末装置の例を示す構成図である。
【図１０】従来のＩＣタグの構成例を示す平面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１２】従来のＩＣタグに外部回路が接続される例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本開示の実施の形態を、以下の順序で説明する。
１．第１の実施の形態の例
１−１．ＩＣタグの構成（図１〜図３）
１−２．ＩＣタグを装着した端末装置の構成（図４）
２．第２の実施の形態の例
２−１．ＩＣタグの構成（図６〜図８）
２−２．ＩＣタグを装着した端末装置の構成（図９）
３．変形例
【００２１】
［１．第１の実施の形態の例］
以下、本開示の第１の実施の形態の例を説明する。第１の実施の形態の例のＩＣタグは、端末装置に内蔵されるＩＣタグである。まず、ＩＣタグの構成を説明する。
【００２２】
［１−１．ＩＣタグの構成］
図１は、ＩＣタグの構成例を示した図であり、図２は図１のＩ−Ｉ線に沿う断面図であり、図３は図１のII−II線に沿う断面図である。
ＩＣタグ１０は、図１に示すように、樹脂材料よりなる長方形の基板１１の表面１１ａの外周寄りに、帯状の導電膜を螺旋状に巻回した構成のコイルアンテナ部２０を配置する。
基板１１は、誘電体である樹脂材料が使用され、例えばエポキシ樹脂基板が使用される。
なお、図１の例では、コイルアンテナ部２０は、導電膜を３周させた構成のアンテナパターンとして示すが、４周以上配置した構成のコイルなどのアンテナパターンでもよい。
【００２３】
そして、図２に示すように、コイルアンテナ部２０の外周側の端部２１を、スルーホール２１ａを介して基板１１の裏面１１ｂ側の配線パターン２５に接続する。この裏面１１ｂ側の配線パターン２５を、さらに別のスルーホール２３ａを介して、表面１１ａのコイルアンテナ部２０の内周寄りに設けた配線パターン２３に接続する。
また、図１に示すように、コイルアンテナ部２０の内周側の端部２２を、配線パターン２４に接続する。
そして、配線パターン２３の端部２３ｂと配線パターン２４の端部２４ｂとを近接させ、その近接した端部２３ｂ，２４ｂにＩＣチップ１２を載せ、配線パターン２３，２４とＩＣチップ１２とを接続する。
【００２４】
ＩＣチップ１２は、リーダライタと非接触無線通信の処理を行う回路が組まれた通信回路チップである。このＩＣチップ１２が、リーダライタからの電波を受信する受信処理を行い、またリーダライタに送信する送信処理を行う。送信時には、ＩＣチップ１２内のメモリに記憶された認証用のデータを送信し、また、受信したデータの内の必要なデータをメモリに記憶する。このようにコイルアンテナ部２０にＩＣチップ１２を接続することで、近接したリーダライタと非接触通信が行える。ＩＣチップ１２は、例えば、１３ＭＨｚ帯で非接触無線通信を行う。
【００２５】
なお、この例では、リーダライタからの電波を受信して得た信号を蓄積して電源として使用するコンデンサは図示していないが、例えばＩＣチップ１２内に電源として使用するコンデンサを内蔵させてもよい。あるいは、電源として使用するコンデンサを、ＩＣチップと別部材として、配線パターンでＩＣチップ１２と並列に接続してもよい。ＩＣチップ１２とは別部材のコンデンサを用意する場合には、例えばチップ形状のコンデンサを使用する。
【００２６】
そして本実施の形態の例のＩＣタグ１０は、外部回路接続部を備える。すなわち、図１に示すように、コイルアンテナ部２０よりも内周側の基板１１の表面１１ａに、外部回路との接続する電極部として使用するパッド３１，３２を配置する。パッド３１，３２は、図１に示すように、所定の面積のほぼ正方形の導電パターンで形成されており、基板１１の表面では、パッド３１，３２は他の配線パターンと直接的には接続されていない。
【００２７】
そして、図２に示すように、パッド３１と対向する基板１１の裏面１１ｂに、パッド対向電極３３を設ける。また、図３に示すように、パッド３２と対向する基板１１の裏面１１ｂに、パッド対向電極３４を設ける。
これらのパッド対向電極３３，３４は、パッド３１，３２とほぼ同じ面積及び形状の導電パターンである。
【００２８】
そして、図２に示すように、裏面１１ｂ側のパッド対向電極３３を、そのまま裏面側の配線パターン２６を介して配線パターン２５に接続する。先に説明したように、この裏面の配線パターン２５は、スルーホール２３ａを介して、表面側の配線パターン２３に接続されている。
また、図３に示すように、裏面１１ｂ側のパッド対向電極３４を、裏面側の配線パターン２７に接続し、その配線パターン２７を、スルーホール２４ａを介して、表面側の配線パターン２４に接続する。
したがって、パッド対向電極３３，３４は、ＩＣチップ１２が取り付けられた配線パターン２３，２４と導通した状態である。
【００２９】
このように構成したことで、図２に示すように、パッド３１とパッド対向電極３３が、誘電体よりなる基板１１を介して対向した配置となる。また、図３に示すように、パッド３２とパッド対向電極３４が、誘電体よりなる基板１１を介して対向した配置となる。ここで、基板１１はエポキシ樹脂などで構成される誘電体であり、基板１１を挟んで対向したパッド３１とパッド対向電極３３とでコンデンサが構成される。同様に、基板１１を挟んで対向したパッド３２とパッド対向電極３４とでコンデンサが構成される。但し、これらのパッド３１，３２とパッド対向電極３３，３４とで構成される２つのコンデンサは、微少な容量のコンデンサである。具体的には、それぞれのコンデンサとして、３ｐＦや６ｐＦ程度の微少な容量で、最大でも２０ｐＦ程度とする。このコンデンサの容量値を設定する意味については後述する。
【００３０】
このように、外部回路接続部であるパッド３１，３２は、微少な容量のコンデンサを介してコイルアンテナ部２０側と接続される。
【００３１】
［１−２．ＩＣタグを装着した端末装置の構成］
次に、図４を参照して、ＩＣタグ１０に接続される端末装置１００側の構成を説明する。
図４に示すように、ＩＣタグ１０のパッド３１，３２を、引き出し配線１０１，１０２を介して、整流回路１１０の入力端子１１０ａ，１１０ｂに接続する。パッド３１，３２と引き出し配線１０１，１０２との接続は、例えば半田付けにより行う。整流回路１１０は、ＩＣタグ１０からの信号を整流する整流部として機能し、入力端子１１０ａ，１１０ｂを、整流用ダイオードブリッジ１１１に接続し、この整流用ダイオードブリッジ１１１で整流された信号を得る。整流用ダイオードブリッジ１１１の出力部には、コンデンサ１１２を接続する。そして、整流回路１１０で整流された信号を、検出回路１２１に供給する。
【００３２】
検出回路１２１は、ＩＣタグ１０から閾値を超えるレベルの信号入力があるとき、検出信号を出力する検出部として機能する。つまり、ＩＣタグ１０がリーダライタに接近して、リーダライタから送信される信号をコイルアンテナ部２０で受信したとき、その受信レベルを検出回路１２１で検出する。この検出状態に基づいて、リーダライタへの接近や、リーダライタとの非接触通信の開始を検出した検出信号を出力する。
【００３３】
この検出回路１２１で得た検出信号を、端末装置１００の制御部１２２に供給する。制御部１２２は、検出回路１２１から供給される検出信号で、リーダライタへの接近や通信の開始を判別し、その判別に基づいて、各種処理を行う。例えば、表示部１２３で、リーダライタとの通信が開始されたことや通信中であることを、文字や図形などで表示する。あるいは、端末装置１００が電源オフ状態又はスタンバイ状態で、検出回路１２１から検出信号が供給された場合に、制御部１２２の制御下で電源オンにする処理を行う。あるいはまた、制御部１２２からデータ処理部１２４に何らかの指示を送り、リーダライタとの通信開始に対応した処理を行う。
【００３４】
このように構成した本実施の形態の例のＩＣタグ１０によると、ＩＣタグ１０の外部回路接続端子であるパッド３１，３２を使用して、外部回路である端末装置側の回路と接続する際に、ＩＣタグ１０と外部回路とを切り離すコンデンサが不要になる。すなわち、従来は図１２に示したように、ＩＣタグと外部回路とを直流的に切り離すコンデンサＣ１，Ｃ２が必要であったが、本実施の形態の場合には、パッド３１，３２がパッド対向電極３３，３４との作用でコンデンサを有した構成となっている。このため、図４に示すように、外部回路である整流回路１１０内に別途コンデンサＣ１，Ｃ２を設ける必要がなく、それだけ構成が簡単になる。
ＩＣタグの電気的な特性としては、パッド３１，３２の部分によるコンデンサの作用で、ＩＣタグ側の回路と外部回路とを直流的に切り離すことができ、ＩＣタグとしての良好な特性を維持しながら、外部回路を簡単に接続することができる。
【００３５】
また、パッド３１，３２の部分に構成されるコンデンサは、ＩＣタグ１０を構成する基板１１の裏面側に対向電極３３，３４や配線パターン２６，２７を設けるだけでよい。ＩＣタグは、元々裏面側にも配線パターンが必要な構成のため、コンデンサを構成することによる製造コストの上昇は殆どない。また、コンデンサとして機能させるために基板に設けた対向電極３３，３４は、パッド３１，３２と重なる位置であるため、コンデンサを設けたことでＩＣタグとしての磁束の通過状態が従来のものと比べて妨げられることがない。したがって、ＩＣタグとしての特性が、コンデンサを設けたことで劣化することがない。
【００３６】
なお、パッド３１，３２とパッド対向電極３３，３４とで構成される２つのコンデンサとして、最大でも２０ｐＦ以下の微少な容量としたのは、それ以上の容量値とした場合、ＩＣタグ側と外部回路側とが直流的に切り離されなくなるためである。
すなわち、ＩＣタグが１３ＭＨｚ帯で非接触無線通信を行う場合で、コンデンサを２０ｐＦ以上としたとき、ＩＣタグと外部回路との影響を考えたとき、コンデンサがない状態と実質的にほぼ同じになってしまう。
【００３７】
図５は、ＩＣタグを外部回路と接続する際における、ＩＣタグと外部回路との間のコンデンサの容量値がＩＣタグに与える影響を示した図である。この図５の縦軸は、ＩＣタグでの非接触通信時の共振周波数を示す。図５に示した周波数Ｆ０は、ＩＣタグに外部回路の接続がない場合の、ＩＣタグ単体での共振周波数である。この例では、ＩＣタグ単体での共振周波数Ｆ０は１３．１８ＭＨｚである。
一方、このＩＣタグに、コンデンサを使用せずに直接外部回路（例えば図４の整流回路１１０）を接続した場合の共振周波数が、周波数Ｆ１である。図５から判るように、接続がない場合の周波数Ｆ０が１３．１８ＭＨｚであるのに対して、直接接続時の周波数Ｆ１は、１３．０７ＭＨｚに低下している。
【００３８】
また、図５に示した周波数特性Ｆａは、ＩＣタグにコンデンサを介して外部回路を接続した場合の、変化特性を示したもので、容量値が３ｐＦから２３ｐＦまでの特性を示す。この周波数特性Ｆａから判るように、３ｐＦのとき共振周波数が１３．１２ＭＨｚであり、６ｐＦのとき共振周波数が１３．１１ＭＨｚである。これらの３ｐＦや６ｐＦのような小さな容量値とした場合、ＩＣタグ単体での共振周波数Ｆ０からの変化を、比較的小さく抑えることができる。
これに対して、コンデンサの容量値が２０ｐＦを超えると、共振周波数が約１３．０７ＭＨｚであり、ＩＣタグをコンデンサなしで直接外部回路に接続した場合の共振周波数Ｆ１とほぼ同じとなり、コンデンサを設ける効果がなくなってしまう。
【００３９】
したがって、本開示のＩＣタグ１０のパッド３１，３２とパッド対向電極３３，３４とで構成される２つのコンデンサは、少なくとも２０ｐＦ以下の容量値とする必要がある。好ましくは、１０ｐＦよりも小さい容量値とする。
なお、図５において、コンデンサ接続時の周波数特性Ｆａの値が、ＩＣタグ単体での共振周波数Ｆ０よりも若干低い周波数になるのは、接続した配線（図４での引き出し配線１０１，１０２に相当）などの影響である。
【００４０】
［２．第２の実施の形態の例］
次に、本開示の第２の実施の形態の例を、図６〜図９を参照して説明する。この図６〜図９において、第１の実施の形態の例（図１〜５）で説明した箇所と同一の部分については同一符号を付している。第２の実施の形態の例のＩＣタグは、パッドの位置を第１の実施の形態の例の構成から変更したものである。
【００４１】
［２−１．ＩＣタグの構成］
図６は、ＩＣタグの構成例を示した図であり、図７は図６のIII−III線に沿う断面図であり、図８は図６のIV−IV線に沿う断面図である。
ＩＣタグ５０は、図６に示すように、樹脂材料よりなる長方形の基板５１の表面５１ａの外周寄りに、帯状の導電膜を螺旋状に巻回した構成のコイルアンテナ部６０を配置する。
基板５１は、エポキシ樹脂基板などの誘電体材料が使用される。
【００４２】
そして、図７に示すように、コイルアンテナ部６０の外周側の端部６１を、スルーホール６１ａを介して基板５１の裏面５１ｂ側の配線パターン６５に接続する。この裏面５１ｂ側の配線パターン６５を、さらに別のスルーホール６３ａを介して、表面５１ａのコイルアンテナ部６０の内周寄りに設けた配線パターン６３に接続する。
また、図６に示すように、コイルアンテナ部６０の内周側の端部６２を、配線パターン６４に接続する。
そして、配線パターン６３，６４とＩＣチップ５２とを接続する。ＩＣチップ５２は、リーダライタと非接触無線通信の処理を行う回路が組まれたチップである。
【００４３】
図６の例では、リーダライタからの電波を受信して得た信号を蓄積して電源として使用するコンデンサを図示していないが、例えばＩＣチップ５２内に電源として使用するコンデンサを内蔵させてもよい。あるいは、電源として使用するコンデンサを、ＩＣチップとは別部材とし、配線パターンでＩＣチップ５２と並列に接続してもよい。
【００４４】
そして本実施の形態の例のＩＣタグ５０は、外部回路接続部を備える。すなわち、図６に示すように、コイルアンテナ部２０よりも外周側の基板５１の表面１１ａに、基板延長部５１ｃを設け、この基板延長部５１ｃの表面に、外部回路との接続する電極部として使用するパッド７１，７２を配置する。パッド７１，７２は、図６に示すように、所定の面積のほぼ正方形の導電パターンで形成されており、基板５１の表面では、パッド７１，７２は他の配線パターンと直接的には接続されていない。
【００４５】
そして、図７に示すように、パッド７１と対向する基板５１の裏面５１ｂに、パッド対向電極７３を設ける。また、図８に示すように、パッド７２と対向する基板５１の裏面５１ｂに、パッド対向電極７４を設ける。
これらのパッド対向電極７３，７４は、パッド７１，７２とほぼ同じ面積及び形状の導電パターンである。
【００４６】
そして、図７に示すように、裏面５１ｂ側のパッド対向電極７３を、そのまま裏面側の配線パターン６６を介して配線パターン６５に接続する。先に説明したように、この裏面の配線パターン６５は、スルーホール６３ａを介して、表面側の配線パターン６３に接続されている。
また、図８に示すように、裏面５１ｂ側のパッド対向電極７４を、裏面側の配線パターン６７に接続し、その配線パターン６７を、スルーホール６４ａを介して、表面側の配線パターン６４に接続する。
したがって、パッド対向電極７３，７４は、ＩＣチップ５２が取り付けられた配線パターン６３，６４と導通した状態である。
【００４７】
このように構成したことで、図７に示すように、パッド７１とパッド対向電極７３が、誘電体よりなる基板５１を介して対向した配置となる。また、図８に示すように、パッド７２とパッド対向電極７４が、誘電体よりなる基板５１を介して対向した配置となる。ここで、基板５１は誘電体であり、基板５１を挟んで対向したパッド７１とパッド対向電極７３とでコンデンサが構成される。同様に、基板５１を挟んで対向したパッド７２とパッド対向電極７４とでコンデンサが構成される。
これらのパッド７１，７２とパッド対向電極７３，７４とで構成される２つのコンデンサは、第１の実施の形態の場合と同様に、３ｐＦや６ｐＦ程度の微少な容量のコンデンサで、最大でも２０ｐＦ以下とする。２０ｐＦ以下とする根拠は、第１の実施の形態の例で図５で説明した周波数特性に基づく。
【００４８】
このようにして、外部回路接続部であるパッド７１，７２は、微少な容量のコンデンサを介してコイルアンテナ部６０側と接続される。
【００４９】
［２−２．ＩＣタグを装着した端末装置の構成］
次に、図９を参照して、ＩＣタグ５０に接続される端末装置１００側の構成を説明する。
図９に示すように、ＩＣタグ５０のパッド７１，７２を、引き出し配線１０１，１０２を介して、整流回路１１０の入力端子１１０ａ，１１０ｂに接続する。パッド７１，７２と引き出し配線１０１，１０２との接続は、例えば半田付けにより行う。整流回路１１０以降の端末装置１００′側の構成や動作は、第１の実施の形態の例で、図４に示した端末装置１００の構成や動作と同じである。
【００５０】
図９に示した本実施の形態の例のＩＣタグ５０の場合には、外部回路接続部であるパッド７１，７２が、コイルアンテナ部２０の外側に配置してあるため、引き出し配線１０１，１０２がコイルアンテナ部２０とクロスしない。したがって、引き出し配線１０１，１０２を短くすることができる。
【００５１】
この第２の実施の形態の例の場合にも、第１の実施の形態の例と同様に、ＩＣタグ５０のパッド７１，７２がコンデンサとして機能し、外部回路である端末装置側の回路と接続する際に、ＩＣタグ１０と外部回路とを切り離すコンデンサが不要になる。したがって、ＩＣタグを接続した端末装置（電子機器）の構成を簡単にすることができる。
【００５２】
［３．変形例］
なお、上述した各実施の形態の例では、ＩＣタグが装着される端末装置の具体的な例については示さなかったが、ＩＣタグを有する各種電子機器が適用可能である。例えば、携帯電話端末装置に適用することで、携帯電話端末装置でＩＣタグでの通信状態に応じた表示や電源オン処理などが行える。
また、各図に示したコイルアンテナ部や、各導電パターンの形状は好適な一例を示したものであり、その他の形状としてもよい。
【００５３】
なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）誘電体よりなる基板と、
前記基板の表面に配置したアンテナパターンと、
基板表面の前記アンテナパターンの一端及び他端と接続し、無線信号の送信処理及び／又は受信処理を行う通信回路チップと、
前記アンテナパターンの一端及び他端の近傍と前記基板の表面又は裏面で接続し、前記基板の対向した反対側の面との間で所定面積の導電部が対向し、前記対向した反対側の面の導電部を外部回路と接続するパッドとした外部回路接続部と、
を備えるＩＣタグ。
【００５４】
（２）前記外部回路接続部の前記所定面積の導電部が対向することで得られる容量を、前記通信回路チップと前記アンテナパターンで形成される回路と前記外部回路とを直流的に切り離す２０ｐＦ以下の容量とした
前記（１）記載のＩＣタグ。
【００５５】
（３）前記外部回路接続部のパッドを、前記アンテナパターンの内側の前記基板上に配置した
前記（１）又は（２）のいずれか１項に記載のＩＣタグ。
【００５６】
（４）前記外部回路接続部のパッドを、前記アンテナパターンの外側の前記基板上に配置した
前記（１）又は（２）のいずれか１項に記載のＩＣタグ。
【００５７】
（５）誘電体よりなる基板と、
前記基板の表面に配置したアンテナパターンと、
基板表面の前記アンテナパターンの一端及び他端と接続し、無線信号の送信処理及び／又は受信処理を行う通信回路チップと、
前記アンテナパターンの一端及び他端の近傍と前記基板の表面又は裏面で接続し、前記基板の対向した反対側の面との間で所定面積の導電部が対向し、前記対向した反対側の面の導電部をパッドとした外部回路接続部と、よりなるＩＣタグと、
前記ＩＣタグのパッドに接続し、前記パッドを介して得られる信号を整流する整流部と、
前記整流部で整流された信号を検出する検出部と、
を備える電子機器。
【００５８】
（６）前記整流部で整流された信号レベルが所定以上の場合に、前記検出部がトリガ信号を出力し、
前記トリガ信号により電源をオン状態にする制御部を備えた
前記（５）記載の電子機器。
【００５９】
（７）前記整流部で整流された信号レベルが所定以上の場合に、前記検出部がトリガ信号を出力し、
前記トリガ信号によりリーダライタへの接近を表示する表示部を備えた
前記（５）又は（６）のいずれか１項に記載の電子機器。
【符号の説明】
【００６０】
１…基板、２…コイルアンテナ部、２ａ〜２ｇ…配線パターン、３ａ，３ｂ…スルーホール、４…ＩＣチップ、５ａ，５ｂ…パッド、６ａ，６ｂ…引き出し配線、７…整流回路、７ａ，７ｂ…入力端子、７ｃ…ダイオードブリッジ、８…検出回路、１０…ＩＣタグ、１１…基板、１１ａ…表面、１１ｂ…裏面、１２…ＩＣチップ、２０…コイルアンテナ部、２１…外周側の端部、２２…内周側の端部、２３〜２７…配線パターン、２１ａ，２３ａ，２４ａ…スルーホール、３１，３２…パッド、３３，３４…パッド対向電極、５０…ＩＣタグ、５１…基板、５１ａ…表面、５１ｂ…裏面、５２…ＩＣチップ、６０…コイルアンテナ部、６１…外周側の端部、６２…内周側の端部、６３〜６７…配線パターン、６１ａ，６３ａ，６４ａ…スルーホール、７１，７２…パッド、７３，７４…パッド対向電極、１００…端末装置、１０１，１０２…引き出し配線、１１０…整流回路、１１０ａ，１１０ｂ…入力端子、１１１…ダイオードブリッジ、１１２…コンデンサ、１２１…検出回路、１２２…制御部、１２３…表示部、１２４…データ処理部
【技術分野】
【０００１】
本開示は、リーダライタと非接触通信を行うＩＣタグ、及びそのＩＣタグを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
隣接したリーダライタとの間で非接触通信を行って、認証などの処理を行うＩＣタグが普及している。特に、ＩＣタグ自身が電池などの電源を持たず、リーダライタからの電波を受信してコンデンサなどに蓄積して得た電力で作動する、いわゆるパッシブ型のＩＣタグが、使い勝手の良さから普及している。
【０００３】
ＩＣタグは、リーダライタからの電波を受信するアンテナパターンが形成された回路基板に、通信処理を行うＩＣチップなどの部品を取り付けて構成される。アンテナパターンは、リーダライタからの電波を効率よく受信するために、回路基板上にコイル状に比較的大きな面積で配置してあり、通常、そのコイル状のアンテナパターンで囲まれる中央部に、ＩＣチップやコンデンサなどの部品を配置した形状に構成される。ＩＣタグで認証処理を行う際には、例えば、ＩＣチップ内のメモリが記憶した情報をリーダライタに送り、また、リーダライタから送られた情報を、ＩＣチップのメモリに書き込ませるなどの、ＩＣタグ単独で通信処理が行われる。
【０００４】
このように、ＩＣタグだけで単独してリーダライタと無線通信が可能であり、例えばＩＣタグを構成した回路基板を、カード形状のものに納めたものが、電子マネーカードや乗車券や認証用のカードなどとして、普及している。
これに対して、ＩＣタグを携帯電話端末などの各種電子機器に内蔵させたものも普及している。この電子機器内蔵型のＩＣタグの場合でも、ＩＣタグそのものの基本構成は同じであるが、ＩＣタグが内蔵された電子機器本体側で、ＩＣタグでの通信状態に連動して何らかの動作を行う場合がある。例えば、ＩＣタグがリーダライタと通信開始したことを検知し、その通信開始をトリガとして、電子機器本体の電源をオンさせることが行われている。
【０００５】
図１０は、従来の電子機器に内蔵されるＩＣタグの構成例を示した図であり、図１１は図１０のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
樹脂材料よりなる長方形の基板１の表面の外周寄りに、帯状の導電膜を螺旋状に巻回した構成のコイルアンテナ部２を配置する。図１０の例では、コイルアンテナ部２は、導電膜を３周させた構成である。
【０００６】
コイルアンテナ部２の外周側の端部２ａを、スルーホール３ｂを介して基板の裏面側の配線パターン２ｇに接続する。裏面側の配線パターン２ｇを、さらに別のスルーホール３ｂを介して、コイルアンテナ部２の内周寄りの表面に設けた配線パターン２ｄに接続する。コイルアンテナ部２の内周側の端部２ｂを、配線パターン２ｃに接続する。
このようにしてコイルアンテナ部２の一端及び他端に接続した配線パターン２ｃと配線パターン２ｄを、基板１の表面に取り付けたＩＣチップ４に接続する。ＩＣチップ４は、リーダライタと無線通信の処理を行う回路が組まれたチップである。このようにコイルアンテナ部２にＩＣチップ４を接続することで、リーダライタと非接触通信を行うことができる。
【０００７】
そして、図１０の例のＩＣタグは、基板１の表面のＩＣチップ４に接続された配線パターン２ｃ，２ｄの途中から分岐された配線パターン２ｅ，２ｆを設け、その配線パターン２ｅ，２ｆを、基板１の表面のパッド５ａ，５ｂに接続する。パッド５ａ，５ｂは、外部回路との接続端子として機能する電極部である。
【０００８】
このようなパッド５ａ，５ｂを備えたＩＣタグは、図１２に示すように、電子機器内の回路である外部回路に接続される。すなわち、ＩＣタグに設けたパッド５ａ，５ｂを、引き出し配線６ａ，６ｂを介して、整流回路７の入力端子７ａ，７ｂに接続する。整流回路７は、入力端子７ａ，７ｂに得られる信号を、コンデンサＣ１，Ｃ２を介して整流用ダイオードブリッジ７ｃに接続し、整流用ダイオードブリッジ７ｃで整流された信号を出力する。整流用ダイオードブリッジ７ｃの出力部には、コンデンサＣ３を接続する。そして、整流回路７で整流された信号を、検出回路８に供給する。
【０００９】
検出回路８は、ＩＣタグから整流回路７を介して閾値を超えるレベルの信号入力があるとき、検出信号を出力する。つまり、ＩＣタグがリーダライタに接近して、リーダライタから送信される信号をコイルアンテナ部２で受信したとき、その受信レベルを検出回路８で検出する。この検出回路８で得た検出信号をトリガとして電子機器が使用することで、例えばリーダライタへの接近を契機として電子機器を起動させる等の、様々の処理が行うことができる。
【００１０】
なお、コンデンサＣ１，Ｃ２は、ＩＣタグ側の回路と、外部回路とが影響を受けないようにするために、ＩＣタグ側の回路と外部回路とを直流的に切り離すためのものである。すなわち、ＩＣタグ内のコイルアンテナ部２やＩＣチップ４は、規定された共振周波数でリーダライタと非接触通信を行うように構成されている。ここで、外部回路を、コンデンサを介さずに直接ＩＣタグに接続すると、共振周波数などの電気的特性が乱れて、ＩＣタグとしての特性が劣化する虞がある。このため、そのような悪影響がないようするためにコンデンサＣ１，Ｃ２を接続されている。
【００１１】
特許文献１には、ＩＣタグを備えた電子機器の例として、携帯電話端末がＩＣタグを備えた構成についての記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−６０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、図１２に示すように、ＩＣタグを外部回路に接続するために、コンデンサＣ１，Ｃ２を設ける構成とすると、それだけ外部回路の部品点数が増え、製造コストが上昇するという問題がある。また、コンデンサＣ１，Ｃ２を基板に配置するスペースが必要であり、それだけ外部回路側の基板が大型化するという問題があった。
【００１４】
本開示はかかる点に鑑みてなされたものであり、ＩＣタグと外部回路との接続を簡単に行うことができるＩＣタグ、及びそのＩＣタグを備えた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本開示のＩＣタグは、誘電体よりなる基板の表面に配置したアンテナパターンと、基板表面のアンテナパターンの一端及び他端が接続された通信回路チップと、外部回路接続部とを備える。
外部回路接続部は、アンテナパターンの一端及び他端の近傍と基板の表面又は裏面で接続し、基板の対向した反対側の面との間で所定面積の導電部が対向した形状とする。そして、その対向した反対側の面の導電部を外部回路と接続するパッドとする。
【００１６】
本開示の電子機器は、ＩＣタグを備えた機器である。
ＩＣタグは、誘電体よりなる基板の表面に配置したアンテナパターンと、基板表面のアンテナパターンの一端及び他端が接続された通信回路チップと、外部回路接続部とを備える。
外部回路接続部は、アンテナパターンの一端及び他端の近傍と基板の表面又は裏面で接続し、基板の対向した反対側の面との間で所定面積の導電部が対向した形状とする。そして、その対向した反対側の面の導電部をパッドとする。
そして、パッドに接続して、パッドを介して得られる信号を整流する整流部と、整流部で整流された信号を検出する検出部とを備える。
【００１７】
本開示によると、ＩＣタグに設けた外部回路接続用のパッドが、基板の反対側の導電部と対向して、コンデンサとしても機能する。したがって、パッドに接続した外部回路は、アンテナパターンや通信回路チップと、コンデンサを介して接続されたことと同じになる。
【発明の効果】
【００１８】
本開示によると、ＩＣタグのパッドに接続した外部の回路が、コンデンサを介してＩＣタグ側と接続されたことになり、ＩＣタグ内の回路と外部の回路とを直流的に切り離すコンデンサを別途設ける必要がなくなり、それだけ回路構成が簡単になる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるＩＣタグの構成例を示す平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図３】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による端末装置の例を示す構成図である。
【図５】コンデンサの容量値と周波数特性との関係の例を示す特性図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態によるＩＣタグの構成例を示す平面図である。
【図７】図６のIII−III線に沿う断面図である。
【図８】図６のIV−IV線に沿う断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による端末装置の例を示す構成図である。
【図１０】従来のＩＣタグの構成例を示す平面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１２】従来のＩＣタグに外部回路が接続される例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本開示の実施の形態を、以下の順序で説明する。
１．第１の実施の形態の例
１−１．ＩＣタグの構成（図１〜図３）
１−２．ＩＣタグを装着した端末装置の構成（図４）
２．第２の実施の形態の例
２−１．ＩＣタグの構成（図６〜図８）
２−２．ＩＣタグを装着した端末装置の構成（図９）
３．変形例
【００２１】
［１．第１の実施の形態の例］
以下、本開示の第１の実施の形態の例を説明する。第１の実施の形態の例のＩＣタグは、端末装置に内蔵されるＩＣタグである。まず、ＩＣタグの構成を説明する。
【００２２】
［１−１．ＩＣタグの構成］
図１は、ＩＣタグの構成例を示した図であり、図２は図１のＩ−Ｉ線に沿う断面図であり、図３は図１のII−II線に沿う断面図である。
ＩＣタグ１０は、図１に示すように、樹脂材料よりなる長方形の基板１１の表面１１ａの外周寄りに、帯状の導電膜を螺旋状に巻回した構成のコイルアンテナ部２０を配置する。
基板１１は、誘電体である樹脂材料が使用され、例えばエポキシ樹脂基板が使用される。
なお、図１の例では、コイルアンテナ部２０は、導電膜を３周させた構成のアンテナパターンとして示すが、４周以上配置した構成のコイルなどのアンテナパターンでもよい。
【００２３】
そして、図２に示すように、コイルアンテナ部２０の外周側の端部２１を、スルーホール２１ａを介して基板１１の裏面１１ｂ側の配線パターン２５に接続する。この裏面１１ｂ側の配線パターン２５を、さらに別のスルーホール２３ａを介して、表面１１ａのコイルアンテナ部２０の内周寄りに設けた配線パターン２３に接続する。
また、図１に示すように、コイルアンテナ部２０の内周側の端部２２を、配線パターン２４に接続する。
そして、配線パターン２３の端部２３ｂと配線パターン２４の端部２４ｂとを近接させ、その近接した端部２３ｂ，２４ｂにＩＣチップ１２を載せ、配線パターン２３，２４とＩＣチップ１２とを接続する。
【００２４】
ＩＣチップ１２は、リーダライタと非接触無線通信の処理を行う回路が組まれた通信回路チップである。このＩＣチップ１２が、リーダライタからの電波を受信する受信処理を行い、またリーダライタに送信する送信処理を行う。送信時には、ＩＣチップ１２内のメモリに記憶された認証用のデータを送信し、また、受信したデータの内の必要なデータをメモリに記憶する。このようにコイルアンテナ部２０にＩＣチップ１２を接続することで、近接したリーダライタと非接触通信が行える。ＩＣチップ１２は、例えば、１３ＭＨｚ帯で非接触無線通信を行う。
【００２５】
なお、この例では、リーダライタからの電波を受信して得た信号を蓄積して電源として使用するコンデンサは図示していないが、例えばＩＣチップ１２内に電源として使用するコンデンサを内蔵させてもよい。あるいは、電源として使用するコンデンサを、ＩＣチップと別部材として、配線パターンでＩＣチップ１２と並列に接続してもよい。ＩＣチップ１２とは別部材のコンデンサを用意する場合には、例えばチップ形状のコンデンサを使用する。
【００２６】
そして本実施の形態の例のＩＣタグ１０は、外部回路接続部を備える。すなわち、図１に示すように、コイルアンテナ部２０よりも内周側の基板１１の表面１１ａに、外部回路との接続する電極部として使用するパッド３１，３２を配置する。パッド３１，３２は、図１に示すように、所定の面積のほぼ正方形の導電パターンで形成されており、基板１１の表面では、パッド３１，３２は他の配線パターンと直接的には接続されていない。
【００２７】
そして、図２に示すように、パッド３１と対向する基板１１の裏面１１ｂに、パッド対向電極３３を設ける。また、図３に示すように、パッド３２と対向する基板１１の裏面１１ｂに、パッド対向電極３４を設ける。
これらのパッド対向電極３３，３４は、パッド３１，３２とほぼ同じ面積及び形状の導電パターンである。
【００２８】
そして、図２に示すように、裏面１１ｂ側のパッド対向電極３３を、そのまま裏面側の配線パターン２６を介して配線パターン２５に接続する。先に説明したように、この裏面の配線パターン２５は、スルーホール２３ａを介して、表面側の配線パターン２３に接続されている。
また、図３に示すように、裏面１１ｂ側のパッド対向電極３４を、裏面側の配線パターン２７に接続し、その配線パターン２７を、スルーホール２４ａを介して、表面側の配線パターン２４に接続する。
したがって、パッド対向電極３３，３４は、ＩＣチップ１２が取り付けられた配線パターン２３，２４と導通した状態である。
【００２９】
このように構成したことで、図２に示すように、パッド３１とパッド対向電極３３が、誘電体よりなる基板１１を介して対向した配置となる。また、図３に示すように、パッド３２とパッド対向電極３４が、誘電体よりなる基板１１を介して対向した配置となる。ここで、基板１１はエポキシ樹脂などで構成される誘電体であり、基板１１を挟んで対向したパッド３１とパッド対向電極３３とでコンデンサが構成される。同様に、基板１１を挟んで対向したパッド３２とパッド対向電極３４とでコンデンサが構成される。但し、これらのパッド３１，３２とパッド対向電極３３，３４とで構成される２つのコンデンサは、微少な容量のコンデンサである。具体的には、それぞれのコンデンサとして、３ｐＦや６ｐＦ程度の微少な容量で、最大でも２０ｐＦ程度とする。このコンデンサの容量値を設定する意味については後述する。
【００３０】
このように、外部回路接続部であるパッド３１，３２は、微少な容量のコンデンサを介してコイルアンテナ部２０側と接続される。
【００３１】
［１−２．ＩＣタグを装着した端末装置の構成］
次に、図４を参照して、ＩＣタグ１０に接続される端末装置１００側の構成を説明する。
図４に示すように、ＩＣタグ１０のパッド３１，３２を、引き出し配線１０１，１０２を介して、整流回路１１０の入力端子１１０ａ，１１０ｂに接続する。パッド３１，３２と引き出し配線１０１，１０２との接続は、例えば半田付けにより行う。整流回路１１０は、ＩＣタグ１０からの信号を整流する整流部として機能し、入力端子１１０ａ，１１０ｂを、整流用ダイオードブリッジ１１１に接続し、この整流用ダイオードブリッジ１１１で整流された信号を得る。整流用ダイオードブリッジ１１１の出力部には、コンデンサ１１２を接続する。そして、整流回路１１０で整流された信号を、検出回路１２１に供給する。
【００３２】
検出回路１２１は、ＩＣタグ１０から閾値を超えるレベルの信号入力があるとき、検出信号を出力する検出部として機能する。つまり、ＩＣタグ１０がリーダライタに接近して、リーダライタから送信される信号をコイルアンテナ部２０で受信したとき、その受信レベルを検出回路１２１で検出する。この検出状態に基づいて、リーダライタへの接近や、リーダライタとの非接触通信の開始を検出した検出信号を出力する。
【００３３】
この検出回路１２１で得た検出信号を、端末装置１００の制御部１２２に供給する。制御部１２２は、検出回路１２１から供給される検出信号で、リーダライタへの接近や通信の開始を判別し、その判別に基づいて、各種処理を行う。例えば、表示部１２３で、リーダライタとの通信が開始されたことや通信中であることを、文字や図形などで表示する。あるいは、端末装置１００が電源オフ状態又はスタンバイ状態で、検出回路１２１から検出信号が供給された場合に、制御部１２２の制御下で電源オンにする処理を行う。あるいはまた、制御部１２２からデータ処理部１２４に何らかの指示を送り、リーダライタとの通信開始に対応した処理を行う。
【００３４】
このように構成した本実施の形態の例のＩＣタグ１０によると、ＩＣタグ１０の外部回路接続端子であるパッド３１，３２を使用して、外部回路である端末装置側の回路と接続する際に、ＩＣタグ１０と外部回路とを切り離すコンデンサが不要になる。すなわち、従来は図１２に示したように、ＩＣタグと外部回路とを直流的に切り離すコンデンサＣ１，Ｃ２が必要であったが、本実施の形態の場合には、パッド３１，３２がパッド対向電極３３，３４との作用でコンデンサを有した構成となっている。このため、図４に示すように、外部回路である整流回路１１０内に別途コンデンサＣ１，Ｃ２を設ける必要がなく、それだけ構成が簡単になる。
ＩＣタグの電気的な特性としては、パッド３１，３２の部分によるコンデンサの作用で、ＩＣタグ側の回路と外部回路とを直流的に切り離すことができ、ＩＣタグとしての良好な特性を維持しながら、外部回路を簡単に接続することができる。
【００３５】
また、パッド３１，３２の部分に構成されるコンデンサは、ＩＣタグ１０を構成する基板１１の裏面側に対向電極３３，３４や配線パターン２６，２７を設けるだけでよい。ＩＣタグは、元々裏面側にも配線パターンが必要な構成のため、コンデンサを構成することによる製造コストの上昇は殆どない。また、コンデンサとして機能させるために基板に設けた対向電極３３，３４は、パッド３１，３２と重なる位置であるため、コンデンサを設けたことでＩＣタグとしての磁束の通過状態が従来のものと比べて妨げられることがない。したがって、ＩＣタグとしての特性が、コンデンサを設けたことで劣化することがない。
【００３６】
なお、パッド３１，３２とパッド対向電極３３，３４とで構成される２つのコンデンサとして、最大でも２０ｐＦ以下の微少な容量としたのは、それ以上の容量値とした場合、ＩＣタグ側と外部回路側とが直流的に切り離されなくなるためである。
すなわち、ＩＣタグが１３ＭＨｚ帯で非接触無線通信を行う場合で、コンデンサを２０ｐＦ以上としたとき、ＩＣタグと外部回路との影響を考えたとき、コンデンサがない状態と実質的にほぼ同じになってしまう。
【００３７】
図５は、ＩＣタグを外部回路と接続する際における、ＩＣタグと外部回路との間のコンデンサの容量値がＩＣタグに与える影響を示した図である。この図５の縦軸は、ＩＣタグでの非接触通信時の共振周波数を示す。図５に示した周波数Ｆ０は、ＩＣタグに外部回路の接続がない場合の、ＩＣタグ単体での共振周波数である。この例では、ＩＣタグ単体での共振周波数Ｆ０は１３．１８ＭＨｚである。
一方、このＩＣタグに、コンデンサを使用せずに直接外部回路（例えば図４の整流回路１１０）を接続した場合の共振周波数が、周波数Ｆ１である。図５から判るように、接続がない場合の周波数Ｆ０が１３．１８ＭＨｚであるのに対して、直接接続時の周波数Ｆ１は、１３．０７ＭＨｚに低下している。
【００３８】
また、図５に示した周波数特性Ｆａは、ＩＣタグにコンデンサを介して外部回路を接続した場合の、変化特性を示したもので、容量値が３ｐＦから２３ｐＦまでの特性を示す。この周波数特性Ｆａから判るように、３ｐＦのとき共振周波数が１３．１２ＭＨｚであり、６ｐＦのとき共振周波数が１３．１１ＭＨｚである。これらの３ｐＦや６ｐＦのような小さな容量値とした場合、ＩＣタグ単体での共振周波数Ｆ０からの変化を、比較的小さく抑えることができる。
これに対して、コンデンサの容量値が２０ｐＦを超えると、共振周波数が約１３．０７ＭＨｚであり、ＩＣタグをコンデンサなしで直接外部回路に接続した場合の共振周波数Ｆ１とほぼ同じとなり、コンデンサを設ける効果がなくなってしまう。
【００３９】
したがって、本開示のＩＣタグ１０のパッド３１，３２とパッド対向電極３３，３４とで構成される２つのコンデンサは、少なくとも２０ｐＦ以下の容量値とする必要がある。好ましくは、１０ｐＦよりも小さい容量値とする。
なお、図５において、コンデンサ接続時の周波数特性Ｆａの値が、ＩＣタグ単体での共振周波数Ｆ０よりも若干低い周波数になるのは、接続した配線（図４での引き出し配線１０１，１０２に相当）などの影響である。
【００４０】
［２．第２の実施の形態の例］
次に、本開示の第２の実施の形態の例を、図６〜図９を参照して説明する。この図６〜図９において、第１の実施の形態の例（図１〜５）で説明した箇所と同一の部分については同一符号を付している。第２の実施の形態の例のＩＣタグは、パッドの位置を第１の実施の形態の例の構成から変更したものである。
【００４１】
［２−１．ＩＣタグの構成］
図６は、ＩＣタグの構成例を示した図であり、図７は図６のIII−III線に沿う断面図であり、図８は図６のIV−IV線に沿う断面図である。
ＩＣタグ５０は、図６に示すように、樹脂材料よりなる長方形の基板５１の表面５１ａの外周寄りに、帯状の導電膜を螺旋状に巻回した構成のコイルアンテナ部６０を配置する。
基板５１は、エポキシ樹脂基板などの誘電体材料が使用される。
【００４２】
そして、図７に示すように、コイルアンテナ部６０の外周側の端部６１を、スルーホール６１ａを介して基板５１の裏面５１ｂ側の配線パターン６５に接続する。この裏面５１ｂ側の配線パターン６５を、さらに別のスルーホール６３ａを介して、表面５１ａのコイルアンテナ部６０の内周寄りに設けた配線パターン６３に接続する。
また、図６に示すように、コイルアンテナ部６０の内周側の端部６２を、配線パターン６４に接続する。
そして、配線パターン６３，６４とＩＣチップ５２とを接続する。ＩＣチップ５２は、リーダライタと非接触無線通信の処理を行う回路が組まれたチップである。
【００４３】
図６の例では、リーダライタからの電波を受信して得た信号を蓄積して電源として使用するコンデンサを図示していないが、例えばＩＣチップ５２内に電源として使用するコンデンサを内蔵させてもよい。あるいは、電源として使用するコンデンサを、ＩＣチップとは別部材とし、配線パターンでＩＣチップ５２と並列に接続してもよい。
【００４４】
そして本実施の形態の例のＩＣタグ５０は、外部回路接続部を備える。すなわち、図６に示すように、コイルアンテナ部２０よりも外周側の基板５１の表面１１ａに、基板延長部５１ｃを設け、この基板延長部５１ｃの表面に、外部回路との接続する電極部として使用するパッド７１，７２を配置する。パッド７１，７２は、図６に示すように、所定の面積のほぼ正方形の導電パターンで形成されており、基板５１の表面では、パッド７１，７２は他の配線パターンと直接的には接続されていない。
【００４５】
そして、図７に示すように、パッド７１と対向する基板５１の裏面５１ｂに、パッド対向電極７３を設ける。また、図８に示すように、パッド７２と対向する基板５１の裏面５１ｂに、パッド対向電極７４を設ける。
これらのパッド対向電極７３，７４は、パッド７１，７２とほぼ同じ面積及び形状の導電パターンである。
【００４６】
そして、図７に示すように、裏面５１ｂ側のパッド対向電極７３を、そのまま裏面側の配線パターン６６を介して配線パターン６５に接続する。先に説明したように、この裏面の配線パターン６５は、スルーホール６３ａを介して、表面側の配線パターン６３に接続されている。
また、図８に示すように、裏面５１ｂ側のパッド対向電極７４を、裏面側の配線パターン６７に接続し、その配線パターン６７を、スルーホール６４ａを介して、表面側の配線パターン６４に接続する。
したがって、パッド対向電極７３，７４は、ＩＣチップ５２が取り付けられた配線パターン６３，６４と導通した状態である。
【００４７】
このように構成したことで、図７に示すように、パッド７１とパッド対向電極７３が、誘電体よりなる基板５１を介して対向した配置となる。また、図８に示すように、パッド７２とパッド対向電極７４が、誘電体よりなる基板５１を介して対向した配置となる。ここで、基板５１は誘電体であり、基板５１を挟んで対向したパッド７１とパッド対向電極７３とでコンデンサが構成される。同様に、基板５１を挟んで対向したパッド７２とパッド対向電極７４とでコンデンサが構成される。
これらのパッド７１，７２とパッド対向電極７３，７４とで構成される２つのコンデンサは、第１の実施の形態の場合と同様に、３ｐＦや６ｐＦ程度の微少な容量のコンデンサで、最大でも２０ｐＦ以下とする。２０ｐＦ以下とする根拠は、第１の実施の形態の例で図５で説明した周波数特性に基づく。
【００４８】
このようにして、外部回路接続部であるパッド７１，７２は、微少な容量のコンデンサを介してコイルアンテナ部６０側と接続される。
【００４９】
［２−２．ＩＣタグを装着した端末装置の構成］
次に、図９を参照して、ＩＣタグ５０に接続される端末装置１００側の構成を説明する。
図９に示すように、ＩＣタグ５０のパッド７１，７２を、引き出し配線１０１，１０２を介して、整流回路１１０の入力端子１１０ａ，１１０ｂに接続する。パッド７１，７２と引き出し配線１０１，１０２との接続は、例えば半田付けにより行う。整流回路１１０以降の端末装置１００′側の構成や動作は、第１の実施の形態の例で、図４に示した端末装置１００の構成や動作と同じである。
【００５０】
図９に示した本実施の形態の例のＩＣタグ５０の場合には、外部回路接続部であるパッド７１，７２が、コイルアンテナ部２０の外側に配置してあるため、引き出し配線１０１，１０２がコイルアンテナ部２０とクロスしない。したがって、引き出し配線１０１，１０２を短くすることができる。
【００５１】
この第２の実施の形態の例の場合にも、第１の実施の形態の例と同様に、ＩＣタグ５０のパッド７１，７２がコンデンサとして機能し、外部回路である端末装置側の回路と接続する際に、ＩＣタグ１０と外部回路とを切り離すコンデンサが不要になる。したがって、ＩＣタグを接続した端末装置（電子機器）の構成を簡単にすることができる。
【００５２】
［３．変形例］
なお、上述した各実施の形態の例では、ＩＣタグが装着される端末装置の具体的な例については示さなかったが、ＩＣタグを有する各種電子機器が適用可能である。例えば、携帯電話端末装置に適用することで、携帯電話端末装置でＩＣタグでの通信状態に応じた表示や電源オン処理などが行える。
また、各図に示したコイルアンテナ部や、各導電パターンの形状は好適な一例を示したものであり、その他の形状としてもよい。
【００５３】
なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）誘電体よりなる基板と、
前記基板の表面に配置したアンテナパターンと、
基板表面の前記アンテナパターンの一端及び他端と接続し、無線信号の送信処理及び／又は受信処理を行う通信回路チップと、
前記アンテナパターンの一端及び他端の近傍と前記基板の表面又は裏面で接続し、前記基板の対向した反対側の面との間で所定面積の導電部が対向し、前記対向した反対側の面の導電部を外部回路と接続するパッドとした外部回路接続部と、
を備えるＩＣタグ。
【００５４】
（２）前記外部回路接続部の前記所定面積の導電部が対向することで得られる容量を、前記通信回路チップと前記アンテナパターンで形成される回路と前記外部回路とを直流的に切り離す２０ｐＦ以下の容量とした
前記（１）記載のＩＣタグ。
【００５５】
（３）前記外部回路接続部のパッドを、前記アンテナパターンの内側の前記基板上に配置した
前記（１）又は（２）のいずれか１項に記載のＩＣタグ。
【００５６】
（４）前記外部回路接続部のパッドを、前記アンテナパターンの外側の前記基板上に配置した
前記（１）又は（２）のいずれか１項に記載のＩＣタグ。
【００５７】
（５）誘電体よりなる基板と、
前記基板の表面に配置したアンテナパターンと、
基板表面の前記アンテナパターンの一端及び他端と接続し、無線信号の送信処理及び／又は受信処理を行う通信回路チップと、
前記アンテナパターンの一端及び他端の近傍と前記基板の表面又は裏面で接続し、前記基板の対向した反対側の面との間で所定面積の導電部が対向し、前記対向した反対側の面の導電部をパッドとした外部回路接続部と、よりなるＩＣタグと、
前記ＩＣタグのパッドに接続し、前記パッドを介して得られる信号を整流する整流部と、
前記整流部で整流された信号を検出する検出部と、
を備える電子機器。
【００５８】
（６）前記整流部で整流された信号レベルが所定以上の場合に、前記検出部がトリガ信号を出力し、
前記トリガ信号により電源をオン状態にする制御部を備えた
前記（５）記載の電子機器。
【００５９】
（７）前記整流部で整流された信号レベルが所定以上の場合に、前記検出部がトリガ信号を出力し、
前記トリガ信号によりリーダライタへの接近を表示する表示部を備えた
前記（５）又は（６）のいずれか１項に記載の電子機器。
【符号の説明】
【００６０】
１…基板、２…コイルアンテナ部、２ａ〜２ｇ…配線パターン、３ａ，３ｂ…スルーホール、４…ＩＣチップ、５ａ，５ｂ…パッド、６ａ，６ｂ…引き出し配線、７…整流回路、７ａ，７ｂ…入力端子、７ｃ…ダイオードブリッジ、８…検出回路、１０…ＩＣタグ、１１…基板、１１ａ…表面、１１ｂ…裏面、１２…ＩＣチップ、２０…コイルアンテナ部、２１…外周側の端部、２２…内周側の端部、２３〜２７…配線パターン、２１ａ，２３ａ，２４ａ…スルーホール、３１，３２…パッド、３３，３４…パッド対向電極、５０…ＩＣタグ、５１…基板、５１ａ…表面、５１ｂ…裏面、５２…ＩＣチップ、６０…コイルアンテナ部、６１…外周側の端部、６２…内周側の端部、６３〜６７…配線パターン、６１ａ，６３ａ，６４ａ…スルーホール、７１，７２…パッド、７３，７４…パッド対向電極、１００…端末装置、１０１，１０２…引き出し配線、１１０…整流回路、１１０ａ，１１０ｂ…入力端子、１１１…ダイオードブリッジ、１１２…コンデンサ、１２１…検出回路、１２２…制御部、１２３…表示部、１２４…データ処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体よりなる基板と、
前記基板の表面に配置したアンテナパターンと、
基板表面の前記アンテナパターンの一端及び他端と接続し、無線信号の送信処理及び／又は受信処理を行う通信回路チップと、
前記アンテナパターンの一端及び他端の近傍と前記基板の表面又は裏面で接続し、前記基板の対向した反対側の面との間で所定面積の導電部が対向し、前記対向した反対側の面の導電部を外部回路と接続するパッドとした外部回路接続部と、
を備えるＩＣタグ。
【請求項２】
前記外部回路接続部の前記所定面積の導電部が対向することで得られる容量を、前記通信回路チップと前記アンテナパターンで形成される回路と前記外部回路とを直流的に切り離す２０ｐＦ以下の容量とした
請求項１記載のＩＣタグ。
【請求項３】
前記外部回路接続部のパッドを、前記アンテナパターンの内側の前記基板上に配置した
請求項２記載のＩＣタグ。
【請求項４】
前記外部回路接続部のパッドを、前記アンテナパターンの外側の前記基板上に配置した
請求項２記載のＩＣタグ。
【請求項５】
誘電体よりなる基板と、
前記基板の表面に配置したアンテナパターンと、
基板表面の前記アンテナパターンの一端及び他端と接続し、無線信号の送信処理及び／又は受信処理を行う通信回路チップと、
前記アンテナパターンの一端及び他端の近傍と前記基板の表面又は裏面で接続し、前記基板の対向した反対側の面との間で所定面積の導電部が対向し、前記対向した反対側の面の導電部をパッドとした外部回路接続部と、よりなるＩＣタグと、
前記ＩＣタグのパッドに接続し、前記パッドを介して得られる信号を整流する整流部と、
前記整流部で整流された信号を検出する検出部と、
を備える電子機器。
【請求項６】
前記整流部で整流された信号レベルが所定以上の場合に、前記検出部がトリガ信号を出力し、
前記トリガ信号により電源をオン状態にする制御部を備えた
請求項５記載の電子機器。
【請求項７】
前記整流部で整流された信号レベルが所定以上の場合に、前記検出部がトリガ信号を出力し、
前記トリガ信号によりリーダライタへの接近を表示する表示部を備えた
請求項５記載の電子機器。
【請求項１】
誘電体よりなる基板と、
前記基板の表面に配置したアンテナパターンと、
基板表面の前記アンテナパターンの一端及び他端と接続し、無線信号の送信処理及び／又は受信処理を行う通信回路チップと、
前記アンテナパターンの一端及び他端の近傍と前記基板の表面又は裏面で接続し、前記基板の対向した反対側の面との間で所定面積の導電部が対向し、前記対向した反対側の面の導電部を外部回路と接続するパッドとした外部回路接続部と、
を備えるＩＣタグ。
【請求項２】
前記外部回路接続部の前記所定面積の導電部が対向することで得られる容量を、前記通信回路チップと前記アンテナパターンで形成される回路と前記外部回路とを直流的に切り離す２０ｐＦ以下の容量とした
請求項１記載のＩＣタグ。
【請求項３】
前記外部回路接続部のパッドを、前記アンテナパターンの内側の前記基板上に配置した
請求項２記載のＩＣタグ。
【請求項４】
前記外部回路接続部のパッドを、前記アンテナパターンの外側の前記基板上に配置した
請求項２記載のＩＣタグ。
【請求項５】
誘電体よりなる基板と、
前記基板の表面に配置したアンテナパターンと、
基板表面の前記アンテナパターンの一端及び他端と接続し、無線信号の送信処理及び／又は受信処理を行う通信回路チップと、
前記アンテナパターンの一端及び他端の近傍と前記基板の表面又は裏面で接続し、前記基板の対向した反対側の面との間で所定面積の導電部が対向し、前記対向した反対側の面の導電部をパッドとした外部回路接続部と、よりなるＩＣタグと、
前記ＩＣタグのパッドに接続し、前記パッドを介して得られる信号を整流する整流部と、
前記整流部で整流された信号を検出する検出部と、
を備える電子機器。
【請求項６】
前記整流部で整流された信号レベルが所定以上の場合に、前記検出部がトリガ信号を出力し、
前記トリガ信号により電源をオン状態にする制御部を備えた
請求項５記載の電子機器。
【請求項７】
前記整流部で整流された信号レベルが所定以上の場合に、前記検出部がトリガ信号を出力し、
前記トリガ信号によりリーダライタへの接近を表示する表示部を備えた
請求項５記載の電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１６０７６（Ｐ２０１３−１６０７６Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４９４６４（Ｐ２０１１−１４９４６４）
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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