(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ループパターンと、
絶縁性を有する基台に形成され前記ループパターンに接続される調整パターンと、を備え、
前記調整パターンは、第１の線路と第２の線路とが交差し、前記第１の線路が前記基台を挟み前記第２の線路とは反対側にあることで前記第１の線路と前記第２の線路との交差部は前記基台により電気的に非接続であり、
前記第１の線路と第２の線路を結び前記交点と非交差の第３の線路と、前記第１の線路と第２の線路を結び前記第３の線路と交点を挟み反対側にある第４の線路と、前記第１の線路及び前記第３の線路のそれぞれ一方を結ぶ端部と前記第２の線路及び前記第４の線路のそれぞれ一方を結ぶ端部とを結ぶ第５の線路とを備え、
前記第１の線路及び前記第４の線路のそれぞれ他方を結ぶ端部と前記第２の線路及び前記第３の線路のそれぞれ他方を結ぶ端部とは前記ループパターンに接続されたアンテナ装置であって、
前記第１の線路及び前記第２の線路、もしくは、前記第３の線路及び前記第４の線路のいずれか一方を切断し、前記アンテナ装置の共振周波数を調整することを特徴とするアンテナ装置の調整方法。
【請求項２】
前記第５の線路は並列に接続された複数の線路からなることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置の調整方法。
【請求項３】
前記第５の線路は、前記第１の線路と前記第２の線路とに近いほうから順に切断することを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置の調整方法。
【請求項４】
段差が設けられた基台に、前記ループパターンと前記調整パターンとを段差を挟んで形成したことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置の調整方法。
【請求項５】
絶縁性を有する基台上にループパターンと、第１の線路と第２の線路とが交差し、前記第１の線路が前記基台を挟み前記第２の線路とは反対側にあることで前記第１の線路と前記第２の線路との交差部は前記基台により電気的に非接続であり、前記第１の線路と第２の線路を結び前記交点と非交差の第３の線路と、前記第１の線路と第２の線路を結び前記第３の線路と交点を挟み反対側にある第４の線路と、前記第１の線路及び前記第３の線路のそれぞれ一方を結ぶ端部と前記第２の線路及び前記第４の線路のそれぞれ一方を結ぶ端部とを結ぶ第５の線路とにより形成され、前記第１の線路及び前記第４の線路のそれぞれ他方を結ぶ端部と前記第２の線路及び前記第３の線路のそれぞれ他方を結ぶ端部とは前記ループパターンに接続された調整パターンとを形成する第１の工程と、
前記基台の前記ループパターンを形成した面とは反対側に磁性シートを貼り合わせる第２の工程と、
前記ループパターンの共振周波数を測定し、前記調整パターンで所望の共振周波数に調整する第３の工程とからなることを特徴とするアンテナ装置の製造方法。
【請求項６】
ループパターンと、
絶縁性を有する基台に形成され前記ループパターンに接続される調整パターンと、を備え、
前記調整パターンは、第１の線路と第２の線路とが交差し、前記第１の線路が前記基台を挟み前記第２の線路とは反対側にあることで前記第１の線路と前記第２の線路との交差部は前記基台により電気的に非接続であり、
前記第１の線路と第２の線路を結び前記交点と非交差の第３の線路と、前記第１の線路と第２の線路を結び前記第３の線路と交点を挟み反対側にある第４の線路と、前記第１の線路及び前記第３の線路のそれぞれ一方を結ぶ端部と前記第２の線路及び前記第４の線路のそれぞれ一方を結ぶ端部とを結ぶ第５の線路と、を備え、
前記第１の線路及び前記第４の線路のそれぞれ他方を結ぶ端部と前記第２の線路及び前記第３の線路のそれぞれ他方を結ぶ端部とは前記ループパターンに接続され、
前記第１の線路及び前記第２の線路、もしくは、前記第３の線路及び前記第４の線路のいずれか一方が切断されていることを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦ−ＩＤ、即ちＩＣカードやＩＣタグなどの無線通信媒体との通信を行う無線通信媒体処理装置、あるいは無線通信媒体そのもの等に用いられるアンテナ装置であり、電磁誘導方式、マイクロ波方式での通信性を向上させるとともに、薄くて低コストのアンテナ装置の調整方法、およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＲＦ−ＩＤ、即ち非接触型ＩＣカードやＩＣタグにおいて、アンテナ特性の調整を行う場合、図１７に示すように、アンテナ部１０５内にコンデンサパターン１０２や調整用抵抗パターン１０３を形成し、これらをトリミングやエッチングを行うことで、アンテナ装置１０１の共振周波数の調整やＱ値の調整を行っていた（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１０２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記方法では調整用抵抗パターン１０３では、アンテナ装置１０１の共振周波数の調整範囲が狭く、アンテナ装置において十分な共振周波数の調整範囲を確保することができなかった。また、コンデンサパターン１０２によって共振周波数の調整を行った後、上記アンテナ装置１０１を電子機器に搭載した場合、高温高湿環境下において基材１０４の誘電率が変化し、共振周波数が変化してしまうといった問題があった。
【０００４】
また、様々な無線通信媒体との通信を行う無線通信処理装置や、無線通信媒体そのものにおいて通信の安定性を確保するには、アンテナ装置の共振周波数を所望の周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）に合わせこむ必要がある。
【０００５】
しかしながら、従来のアンテナ装置ではアンテナパターンにおける共振周波数の調整範囲が狭いことから、アンテナ装置の組み立て時において共振周波数の調整範囲が狭くなり、共振周波数の調整が行いにくかった。
【０００６】
また、携帯電話メーカーから要求されるアンテナ装置における中心周波数の公差範囲が年々狭められてきており、アンテナ装置の共振周波数の調整が非常に困難なものになってきている。
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑み、電磁誘導方式やマイクロ波方式を用いて通信を行うアンテナ装置において、アンテナ装置における共振周波数の調整範囲を広げるとともに、携帯電話メーカーから要求されているアンテナの中心周波数に対して狭公差のアンテナ装置の製造方法、およびその調整方法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】
【０００８】
本発明は、ループパターンと、絶縁性を有する基台に形成され前記ループパターンに接続される調整パターンと、を備え、前記調整パターンは、第１の線路と第２の線路とが交差し、前記第１の線路が前記基台を挟み前記第２の線路とは反対側にあることで前記第１の線路と前記第２の線路との交差部は前記基台により電気的に非接続であり、前記第１の線路と第２の線路を結び前記交点と非交差の第３の線路と、前記第１の線路と第２の線路を結び前記第３の線路と交点を挟み反対側にある第４の線路と、前記第１の線路及び前記第３の線路のそれぞれ一方を結ぶ端部と前記第２の線路及び前記第４の線路のそれぞれ一方を結ぶ端部とを結ぶ第５の線路とを備え、前記第１の線路及び前記第４の線路のそれぞれ他方を結ぶ端部と前記第２の線路及び前記第３の線路のそれぞれ他方を結ぶ端部とは前記ループパターンに接続されたアンテナ装置であって、前記第１の線路及び前記第２の線路、もしくは、前記第３の線路及び前記第４の線路のいずれか一方を切断し、前記アンテナ装置の共振周波数を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アンテナ装置の共振周波数を調整する際、調整パターンの切断する箇所を選択することにより、調整パターンを調整幅の狭い線路が非交差の調整パターンと、調整幅が大きい線路が交差している調整パターンにすることができるため、アンテナ装置の共振周波数の微調整を行ったり、共振周波数の調整範囲を広げたりすることができ、アンテナ組み立て時における周波数の調整不良を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、ループパターンと、絶縁性を有する基台に形成され前記ループパターンに接続される調整パターンと、を備え、前記調整パターンは、第１の線路と第２の線路とが交差し、前記第１の線路が前記基台を挟み前記第２の線路とは反対側にあることで前記第１の線路と前記第２の線路との交差部は前記基台により電気的に非接続であり、前記第１の線路と第２の線路を結び前記交点と非交差の第３の線路と、前記第１の線路と第２の線路を結び前記第３の線路と交点を挟み反対側にある第４の線路と、前記第１の線路及び前記第３の線路のそれぞれ一方を結ぶ端部と前記第２の線路及び前記第４の線路のそれぞれ一方を結ぶ端部とを結ぶ第５の線路とを備え、前記第１の線路及び前記第４の線路のそれぞれ他方を結ぶ端部と前記第２の線路及び前記第３の線路のそれぞれ他方を結ぶ端部とは前記ループパターンに接続されたアンテナ装置であって、前記第１の線路及び前記第２の線路、もしくは、前記第３の線路及び前記第４の線路のいずれか一方を切断し、前記アンテナ装置の共振周波数を調整することにより、アンテナ装置の共振周波数を調整する際、調整パターンの切断する箇所を選択することにより、調整パターンを調整幅の狭い線路が非交差の調整パターンと、調整幅が大きい線路が交差している調整パターンにすることができるため、アンテナ装置の共振周波数の微調整を行ったり、共振周波数の調整範囲を広げたりすることができ、アンテナ装置組み立て時における周波数の調整不良を大幅に低減することができる。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の発明によれば、請求項１記載のアンテナ装置の調整方法であって、第５の線路は並列に接続された複数の線路からなることにより、調整範囲を大きくすることができる。
【００１２】
本発明の請求項３記載の発明によれば、請求項２記載のアンテナ装置の調整方法であって、第５の線路は、第１の線路と第２の線路とに近いほうから順に切断することにより、アンテナ装置の共振周波数の調整幅を徐々に大きくして調整することができる。
【００１６】
本発明の請求項４記載の発明によれば、請求項１記載のアンテナ装置の調整方法であって、段差が設けられた基台に、形成されているループパターンと形成されている調整パターンとを段差を挟んで形成したことにより、表面の高さを一定にしつつ、ループパターンと調整パターンとの膜厚を変えることができる。
【００１７】
本発明の請求項５記載の発明によれば、絶縁性を有する基台上にループパターンと、第１の線路と第２の線路とが交差し、前記第１の線路が前記基台を挟み前記第２の線路とは反対側にあることで前記第１の線路と前記第２の線路との交差部は前記基台により電気的に非接続であり、前記第１の線路と第２の線路を結び前記交点と非交差の第３の線路と、前記第１の線路と第２の線路を結び前記第３の線路と交点を挟み反対側にある第４の線路と、前記第１の線路及び前記第３の線路のそれぞれ一方を結ぶ端部と前記第２の線路及び前記第４の線路のそれぞれ一方を結ぶ端部とを結ぶ第５の線路とにより形成され、前記第１の線路及び前記第４の線路のそれぞれ他方を結ぶ端部と前記第２の線路及び前記第３の線路のそれぞれ他方を結ぶ端部とは前記ループパターンに接続された調整パターンとを形成する第１の工程と、前記基台の前記ループパターンを形成した面とは反対側に磁性シートを貼り合わせる第２の工程と、前記ループパターンの共振周波数を測定し、前記調整パターンで所望の共振周波数に調整する第３の工程とからなることにより、アンテナ装置を組み立てた後でも、共振周波数の調整を行うことができ、さらにアンテナ装置の共振周波数を調整する際、調整パターンの切断する箇所を選択することにより、調整パターンを調整幅の狭い線路が非交差の調整パターンと、調整幅が大きい線路が交差している調整パターンにすることができるため、アンテナ装置の共振周波数の微調整を行ったり、共振周波数の調整範囲を広げたりすることができ、アンテナ装置組み立て時における周波数の調整不良を大幅に低減することができる。また、本発明の請求項６に記載の発明によれば、ループパターンと、絶縁性を有する基台に形成され前記ループパターンに接続される調整パターンと、を備え、前記調整パターンは、第１の線路と第２の線路とが交差し、前記第１の線路が前記基台を挟み前記第２の線路とは反対側にあることで前記第１の線路と前記第２の線路との交差部は前記基台により電気的に非接続であり、前記第１の線路と第２の線路を結び前記交点と非交差の第３の線路と、前記第１の線路と第２の線路を結び前記第３の線路と交点を挟み反対側にある第４の線路と、前記第１の線路及び前記第３の線路のそれぞれ一方を結ぶ端部と前記第２の線路及び前記第４の線路のそれぞれ一方を結ぶ端部とを結ぶ第５の線路と、を備え、前記第１の線路及び前記第４の線路のそれぞれ他方を結ぶ端部と前記第２の線路及び前記第３の線路のそれぞれ他方を結ぶ端部とは前記ループパターンに接続され、前記第１の線路及び前記第２の線路、もしくは、前記第３の線路及び前記第４の線路のいずれか一方が切断されていることを特徴とすることによって、アンテナ装置の共振周波数を調整する際、調整パターンの切断する箇所を選択することにより、調整パターンを調整幅の狭い線路が非交差の調整パターンと、調整幅が大きい線路が交差している調整パターンにすることができるため、アンテナ装置の共振周波数の微調整を行ったり、共振周波数の調整範囲を広げたりすることができ、アンテナ装置組み立て時における周波数の調整不良を大幅に低減することができる。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１９】
まず、本発明のアンテナ装置１の形状、構造について説明する。図１は、本発明の実施例におけるアンテナ装置の斜視図である。
【００２０】
図１に表されたアンテナ装置１は、基材４の上にループパターンであるアンテナ部３が形成されており、アンテナ部３の一部に梯子状の調整パターン２が形成されている。基材４の下には保護部材６、７にてコーティングされた磁性シート５が貼り付けられた構成となっている。
【００２１】
以下に、図１を用いてアンテナ装置１を構成する各部の詳細について説明する。
【００２２】
まず、調整パターン２について説明する。
【００２３】
調整パターン２はアンテナ部３の一部に形成されており、数本の梯子パターンとクロス状のパターンにより形成されている。
【００２４】
調整パターン２の材質としては、導電性のパターンが形成されるものであればよく、導電性の金属製線材、金属製板材、金属製箔材、または金属製筒材等から適宜選択することができ、例えば、金、銀、銅、アルミ、ニッケル等を用いることができ、金属線、金属箔、導電性ペースト、めっき転写、スパッタ、蒸着、もしくは、スクリーン印刷により形成することができる。
【００２５】
調整パターン２は、アンテナ部３が形成される面を主面とすると、その主面上において
アンテナ部３の中央でも端部でも構わないが、リーダー・ライターからの磁束を妨げないことを考慮すると、図２に示されているようにアンテナ部３の端部からアンテナ部３の中央を避けるように配置するのが好ましく、中央を避けるようにしてアンテナ装置１の構造を非対称にすることで、アンテナ装置１として利用した場合、効率よく通信を行うことができる。
【００２６】
また、調整パターン２は、アンテナ部３と調整パターン２との接続に必要な導線を少なくするために、アンテナ部３の端部から調整パターン２を形成するのが好ましい。
【００２７】
本実施例では、調整パターンは、基材４に銅箔を形成し、基材４上の銅箔にパターンエッチングを行うことにより形成する。
【００２８】
なお、本実施例では、調整パターン２を厚膜のパターンで形成し、調整パターン２の抵抗値をできるだけ低くしてアンテナのＱ値を大きくし、通信距離を向上させているが、セキュリティの問題等で通信距離を短くしたい場合には、薄膜のパターンを形成すればよい。
【００２９】
次に、アンテナ部３について説明する。アンテナ部３はアンテナパターンであり、スパイラル状に形成される。スパイラルの構造としては、中央に開口部を備えたスパイラル形状であればよく、その形状は円形または略矩形または多角形のいずれであってもよい。スパイラル構造とすることで、十分な磁界を発生させて、誘導電力の発生と相互インダクタンスによる無線通信媒体と無線通信媒体処理装置との通信を可能とするものである。また、アンテナ部は、受信用アンテナと送信用アンテナを組合わせたものであってもよい。
【００３０】
さらに、アンテナの材質としては、導電性のパターンが形成されるものであればよく、導電性の金属製線材、金属製板材、金属製箔材、または金属製筒材等から適宜選択することができ、例えば、金、銀、銅、アルミ、ニッケル等を用いることができ、金属線、金属箔、導電性ペースト、めっき転写、スパッタ、蒸着、もしくは、スクリーン印刷により形成することができるが、本実施例では、基材４に銅箔を形成し、基材４状の銅箔にパターンエッチングを行うことにより形成する。
【００３１】
なお、本実施例では、アンテナ部３を金属線、金属箔、導電性ペースト等で作製した厚膜のパターンで形成し、アンテナ部３の抵抗値をできるだけ低くしてアンテナのＱ値を大きくし、通信距離を向上させているが、セキュリティの問題等で通信距離を短くしたい場合には、めっき、スパッタ、蒸着等で作製した薄膜のパターンを形成すればよい。
【００３２】
また、本実施例では、調整パターン２とアンテナ部３とを同時にエッチングできるように同じ材料である銅箔を基材４上に形成しているが、導電性の材料であれば、調整パターン２とアンテナ部３とは異なる材料でもよい。
【００３３】
次に、基材４について説明する。
【００３４】
アンテナ部３を設けた基材４は、絶縁性を有する材料であればよく、絶縁性を有するセラミックや樹脂を利用することができ、例えば、ポリイミド、ＰＥＴ、ガラエポ基板等で形成することが可能であり、ポリイミド、ＰＥＴ等に形成することで薄くて柔軟性を有するアンテナ部３およびループパターン２を形成することができる。また、ポリイミド、ＰＥＴ等のフィルムはコストが安いことから、低価格のアンテナ装置１を作製することが可能となり、本実施例では、ポリイミドで構成した。
【００３５】
なお、基材４については、板状のもの以外にも、柱状のものも可能であり、表面にパターンを形成できるものであればよい。
【００３６】
また、基材４は、調整パターン２およびアンテナ部３を形成するために、表面が絶縁性を有するものであればよく、導電性の材料の表面に絶縁性の膜を形成することで利用でき、例えば、シリコンに酸化膜を形成した基板を使用することもできる。
【００３７】
次に、磁性シート５について説明する。
【００３８】
磁性材は、磁性材料の中でも軟磁性を有する磁性材料であることが好ましく、軟磁性フェライト粉体を乾式プレス成形し、焼成することにより焼成体、高密度のフェライト焼成体とすることができ、軟磁性フェライトの密度が３．５ｇ／ｃｍ3以上であることが好ましい。また、軟磁性フェライトの磁性体の大きさが、結晶粒界以上であることが好ましく、さらに磁性シート５は、０．０５ｍｍ〜３ｍｍ程度で形成されるシート状（あるいは板状、膜状、層状）のものがよい。
【００３９】
上記軟磁性フェライトとしては、Ｎｉ−ＺｎＯ3、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ、または、Ｆｅ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＭｎＯ、ＣｕＯからなっていてもよい。さらにアモルファス合金、パーマロイ、電磁鋼、珪素鉄、Ｆｅ−Ａｌ合金、センダスト合金のいずれかの磁性体の単層であってもよく、フェライト、アモルファス箔、パーマロイ、電磁鋼、センダストの積層体であってもよく、また、様々な磁性体を組み合わせた積層体であってもよい。磁性材を積層する際には、樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、両面テープ、粘着層、またはフィルムの少なくとも１つの手段により、磁性材が接着され積層構造となる。
【００４０】
さらに本発明の磁性シート５は、フェライト、アモルファス合金、パーマロイ、電磁鋼、珪素鉄、Ｆｅ−Ａｌ合金、センダスト合金の単体、または積層体を樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、両面テープ、粘着層、またはフィルムの少なくとも１つの手段によりコーティングを行ったものでもよい。
【００４１】
また、フェライト、アモルファス箔、パーマロイ、電磁鋼、センダスト単体および積層体が、磁性体固片の集合体であってもよく、整合配置することにより、磁性シート５総厚に対して磁性体を効率よく形成できる。
【００４２】
さらに、すべての磁性体固片がその上下面を略同一面となるように配置することで、磁性シート５に要求される厚み寸法や、機械的強度、その他の物理的性能の範囲において磁性体の最大限の体積を利用することができ、高い磁気性能を得ることができる。
【００４３】
本発明の磁性シート５は、単層、多層構造、または固片からなり、樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、両面テープ、粘着層、またはフィルムの少なくとも１つの手段によりコーティングを行うことで、柔軟性が高くて耐久性に優れる上、表面抵抗が高く、表面にパターン印刷やめっきなどによる回路形成を行うことが容易である。
【００４４】
ここで本実施例において、磁性シート５は、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトまたは、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト材を８００℃〜１０００℃で焼成したもので、焼成した磁性シート５を保護テープ、両面テープ等の保護部材６、７によりコーティングし、ローラー等で磁性シート５を粉砕することで柔軟性を有した磁性シート５を作製する。
【００４５】
また、保護部材６、７によりコーティングされた磁性シート５は、非常に優れた柔軟性を有しているので、パンチング等により、容易に打ち抜き成形加工ができるので、複雑な形状の加工も低コストで、しかも大量に成形できるという特徴も有する。
【００４６】
さらに、磁性シート５の形状としては、略三角柱、略四角柱、略円柱、略球等の形状で構成されていてもよい。
【００４７】
本発明の磁性シート５は、両面テープまたは微粘着テープ等に固定されローラーにて粉砕されることにより、磁性シート５に柔軟性を与えることができる。また、ローラーにて粉砕されることで磁性シート５の加工性がよくなり、加工時の負荷も少なくなるので、製品の低コスト化も実現できる。さらに、磁性シート５がローラーにより粉砕されることで、磁性シート５に隙間ができ、磁性シート５の上に樹脂を印刷した際に、樹脂が磁性シート５に滲みこみ、樹脂がバインダーの役割を果たし磁性シート５にさらに柔軟性をもたせることが可能となる。
【００４８】
また、本発明の磁性シート５は、磁性材にスリットを設けることにより、磁性シート５を容易に分割することができ、柔軟性および加工性に優れた磁性シート５を実現できる。
【００４９】
次に、保護部材６、７について説明する。
【００５０】
保護部材６、７は、絶縁性を有するものであればよく、樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、両面テープ、粘着層、またはフィルムの少なくとも１つの手段が用いられ、アンテナ装置１およびアンテナ装置１を構成する各部品の曲げやたわみ等に対する柔軟性だけではなく、耐熱性、耐湿性等の耐候性を考慮して選定を行ってもよい。また、アンテナ装置１およびアンテナ装置１を構成する各部品の片面、両面、片側面、両側面または全面が、保護部材６、７によりコーティングされていてもよい。
【００５１】
なお、保護部材７は、アンテナ装置１の表面となるため、耐候性を有するのを使用することが好ましい。
【００５２】
特に磁性シート５の焼成体は、通常、曲げやたわみ等に対して破壊されてしまうのに対して、焼成体の磁性シート５の片面、両面、片側面、両側面または全面が、樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、両面テープ、粘着層、またはフィルム等の保護部材６、７によりコーティングをすると優れた柔軟性を有するようになり、しかも表面抵抗が高く、表面にパターン印刷やめっきなどによる回路形成を行うことが容易になる。
【００５３】
また、保護部材６、７によりコーティングされた磁性シート５は、適度な柔軟性を有しているので、パンチング等により、容易に打ち抜き成形加工ができるので、複雑な形状の加工も低コストで、しかも大量に成形できるという特徴も有する。
【００５４】
また、基材４と磁性シート５の間にスペーサーを用いる場合は、磁性シートの両面を保護部材でコーティングする必要はなく、片面のみに磁性シート５のコーティングを行う。
【００５５】
次に、端子接続部８について説明する。
【００５６】
端子接続部８は、図１に示されているようにアンテナ部３の外側に形成されており、アンテナ部３の両端部と接続される。端子接続部８は、アンテナ部３を設けた基材４に形成されていてもよく、端子接続部８は携帯電話の回路基板上のコネクターと接続される。
【００５７】
また、端子接続部８の材質としては、導電性のパターンが形成されるものであればよく、導電性の金属製線材、金属製板材、金属製箔材、または金属製筒材等から適宜選択することができ、例えば、金、銀、銅、アルミ、ニッケル等を用いることができ、金属線、金属箔、導電性ペースト、めっき転写、スパッタ、蒸着、もしくは、スクリーン印刷により形成することができるが、本実施例では、基材４と同一基材上に形成されており、スルーホールによってアンテナ部３と接続されている。
【００５８】
上記構成によりアンテナ装置１は形成される。
【００５９】
また、アンテナ装置１を携帯電話等の小型端末に搭載する際には、アンテナ部３および調整パターン２が形成された基材４に両面テープ、接着剤、粘着層、または樹脂等を塗布することで携帯端末の必要な箇所に貼り付ける。
【００６０】
上述したアンテナ部３と調整パターン２の詳細な構造について、図２〜図５を用いて説明する。図２は、本発明の実施例におけるアンテナ装置の上面図、図３は、本発明の実施例における調整パターンの拡大図、図４は、本発明の実施例における調整パターンの変形図、図５は、本発明の実施例におけるアンテナ装置の断面図である。
【００６１】
図２において、アンテナ装置１は、基材４の外周にアンテナ部３が形成されており、内部に調整パターン２が形成され、調整パターン２はアンテナ部３に接続されている。
【００６２】
調整パターン２は、図３に示すように、第１の線路１１と第２の線路１２とが交差するように配置され、交点は、第１の線路１１と第２の線路１２とが絶縁され、上記第１の線路１１と第２の線路１２を接続する第３の線路１３、第４の線路１４が形成され、さらに第３の線路１３、第４の線路１４の一方の端に第５の線路１５が接続され、第３の線路１３、第４の線路１４の他方の端が、アンテナ部３に接続され、同様に、アンテナ部３には、第１の線路１１と第２の線路１２が接続され、一辺が２．０ｍｍ幅の梯子が３本形成されている。
【００６３】
なお、上述しているように、調整パターン２およびアンテナ部３の抵抗が低いほうが通信距離を伸ばすことができ、抵抗が高い場合には、通信距離を短くすることができるため、通信距離を伸ばしたい場合には、上述の膜厚を厚くするとともに、線幅を大きくし、通信距離を短くしたい場合には、膜厚を薄くし、線幅を小さくすればよい。
【００６４】
また、第１の線路１１は破線で示しているが、これは第２の線路１２と交点が絶縁されていることを便宜上あらわしたものであり、本実施例では後述するが、第２〜第５の線路とは別の層に形成されている。
【００６５】
また、図４に示すように構成することで、切断のやり方によって調整パターン２の線路が非交差のパターンと交差のパターンとにすることが可能になるが、本実施例では調整を段階的に行うため、第３の線路１３と第４の線路１４との間に複数の線路を設けているが、大小の調整を行う場合には、図４の調整ループ２でもよい。
【００６６】
また、本実施例は図４（ａ）のように第１の線路１１と第２の線路１２との端に第３の線路１３と第４の線路１４を接続しているが、図４（ｂ）のように第１の線路１１と第２の線路１２との交点から離れた第１の線路１１と第２の線路１２との間、つまり第１の線路１１と第２の線路１２との端以外の部分で接続してもよい。
【００６７】
図５は、図２に示されているアンテナ装置をＸ−Ｘ’にて切断したときの断面図で、図５に示すように、基材４の上面にはアンテナ部３、第２〜第５の線路１２〜第１５が形成されており、第１の線路１１のみが基材４の反対の面に形成されており、第１の線路１１と第２の線路１２の交点は基材４によって絶縁されている。なお、第１の線路１１は、スルーホール等によって基材４の上面に形成された線路と接続されている。このようにすることにより磁界によりアンテナ部３に発生する電流が、調整パターン２においてループ状に流れることになりアンテナ装置１における共振周波数の調整範囲を拡大することが可能となる。
【００６８】
なお、本実施例では、基材４の両面に配線を形成することで、第１の線路１１と第２の線路１２との交点を絶縁しているが、交点の間に絶縁部材等を設けることで絶縁すれば、同じ面に形成してもよい。
【００６９】
また、図５において調整パターン２およびアンテナ部３のそれぞれの導電パターンの断面形状は長方形形状としているが、この形状に限定されたものではなく、三角形形状、台形形状、半径形状のもの、またはそれを組み合わせた形状のものであってもよい。
【００７０】
上記のように形成されたアンテナ装置１の調整方法について図６〜図１２を用いて説明する。図６は、本発明の実施例における梯子状にした調整のパターンの調整図、図７は、本発明の実施例における梯子状にした調整パターンの断面図、図８は、本発明の実施例におけるループ状にした調整のパターンの調整図、図９は、本発明の実施例におけるループ状にした調整パターンの断面図、図１０は、本発明の実施例における共振周波数変化量図である。
【００７１】
まず、トリミングポイントＹを切断し、梯子状のパターンとループパターンとに決定する。図６に示すように、トリミングポイントＹをトリミングすることで、第１の線路１１と第２の線路１２とは切断され、調整パターン２は、梯子状の非交差のパターンとなる。本実施例では、トリミングポイントＹを打ち抜きによって行っているため図７に示すようなり、第１の線路１１と第２の線路１２が切断されるが、これは第１の線路１１と第２の線路１２が交差している部分を打ち抜いているため１回の打ち抜きで両方の線路を切断しているが、第１の線路１１および第２の線路それぞれを切断することも可能である。
【００７２】
なお、本実施例では、第１の線路１１と第２の線路１２との交点を切断しているが、第１の線路１１は基材４の裏面にあるため、交点を確実に打ち抜けるように、目印等のマークを設けたほうが好ましい。
【００７３】
また、打ち抜き加工において本実施例では磁性シート５も含めて打ち抜き加工を行っているが、必要な線路が切断できれば、磁性シート５を打ち抜く必要はなく、磁性シート５を打ち抜くことによるクズの発生等を防止することもできる。
【００７４】
また、第２の線路１２は、基材４の表面に形成されているため、打ち抜き以外にも、エッチング等の第２の線路１２を削って切断することも可能であり、第１の線路１１を基材４の裏面にすべて形成するのではなく、基材４の表面に少なくとも一部露出させることで、基材４の表面をエッチング等で第１の線路１１、第２の線路１２を切断することもできる。
【００７５】
また、切断する部分にレーザーを照射し、表面を削ることによって線路を切断してもよい。
【００７６】
また、第１の線路１１の一部を基材４の表面に露出させる際に、例えば、第１の線路１１が直線形状であった場合に、第３の線路１３と第４の線路１４との交点近傍の第１の線路１１を基材４の表面上に露出させることで、基材４の裏面に形成されている第１の線路１１の位置を特定することができ、第１の線路１１を打ち抜き加工によって切断する際の目印として利用できる。
【００７７】
また、上記エッチング等の磁性シート５に穴を開けない方法を用いることで、打ち抜くことによるクズの発生等を防止することもできる。
【００７８】
その後、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、トリミングポイントＺの位置を変えることによって、アンテナ装置１の共振周波数を調整する。
【００７９】
詳細に説明すると、アンテナ装置１の共振周波数はアンテナ装置１全体のインダクタンスを調整することで変化させるものであり、アンテナ装置１の共振周波数を調整するために調整パターン２を変化させている。
【００８０】
調整パターン２を変化させる場合図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、トリミングポイントＺを切断するが、このようにすることで、調整パターン２を流れる電流の経路が変化し、調整パターン２の磁界が変化することでアンテナ装置１の共振周波数が変化する。
【００８１】
なお、調整パターン２に流れる電流は、抵抗値が低いところつまり、調整パターン２の最短経路にほとんどの電流が流れるため、調整パターン２の切断は、第１の線路１１と第２の線路１２に近いほうから順に切断することで共振周波数の調整幅が大きくなる。つまり、アンテナ装置１の共振周波数を調整するために必要な経路より短い経路を切断するのみで調整パターンの磁界が変化するため、共振周波数の調整は可能であり、特に図６（ａ）の場合には、切断しなくとも共振周波数の調整は可能であるが、他の経路は切断するほうが必要な経路のみに電流が流れるため、図６（ａ）〜（ｃ）のように示すように切断するほうが好ましい。
【００８２】
次に、図８に示すように、トリミングポイントＹを切断することで、第３の線路１３と第４の線路１４とは切断され、調整パターン２は第１の線路１１と第２の線路１２とが交差するループパターンとなる。本実施例では、打ち抜きによって第３の線路１３と第４の線路１４とを切断している。
【００８３】
その後、図８（ａ）〜（ｂ）に示すように、トリミングポイントＺの位置を変えることによって、アンテナ装置１の共振周波数を調整する。
【００８４】
上記トリミングポイントＹ、Ｚを切断した場合の共振周波数の変化について、図１０を用いて説明する。
【００８５】
図１０に示すように、調整パターン２によって従来の梯子状のパターンとあわせてループパターンによっても共振周波数の調整を行うことができる。
【００８６】
また、調整パターン２に梯子状のパターンとループパターンとを選択するトリミングポイントＹのほかに微調整を行うトリミングポイントＺを設けているため、図１０に示すように、少量調整したい場合には、梯子状のパターンにして、図６（ａ）のようにするとＡ、図６（ｂ）のようにするとＢ、図６（ｃ）のようにするとＣというように段階的にアンテナ装置１の共振周波数の微調整を行うことができ、大きく調整したい場合には、ループパターンにして、図８（ａ）のようにするとＡ、図８（ｂ）のようにするとＢ、図８（ｃ）のようにするとＣというように段階的にアンテナ装置１の共振周波数を多きく調整することができる。
【００８７】
以上のように、トリミングポイントＹを切断することで、梯子状のパターンにもループパターンにもすることができ、さらにトリミングポイントＺを切断することで、段階的に共振周波数の調整を行うことができ、従来の梯子パターンに第１の線路１１と第２の線路１２を形成するのみで、トリミングによって調整できるポイントを増やし、調整パターン２による調整範囲を拡大することができる。
【００８８】
上記、調整方法を含めたアンテナ装置１の製造工程について図１１、図１２を用いて説明する。図１１は本発明の実施例におけるアンテナ装置の製造工程図であり、図１２は、本発明の実施例におけるアンテナ装置の共振周波数変化図である。
【００８９】
まず初めに基材４にアンテナ部３を形成したアンテナ基板と、磁性シート５をそれぞれ作製し、上記２つを貼り付けてアンテナ装置１の組み立てを行う。
【００９０】
次にアンテナ装置１の共振周波数を測定し、アンテナ装置１の中心周波数とのずれを計測する。その後測定した中心周波数のずれをなくすためにアンテナ装置１における調整パターン２をトリミングすることにより指定の共振周波数に合わせこむ。最後に再度アンテナ装置１の共振周波数を測定し、指定の共振周波数にきているのかの確認を行ってアンテナ装置１が完成する。
【００９１】
以上の工程から、図１２に示すようにアンテナ装置１の中心周波数のずれを調整パターン２をトリミングすることで、必要とする周波数にあわせこむことができ、アンテナ装置１の共振周波数の調整が組み立て後に可能となり、アンテナ装置１における組み立て時の周波数調整不良を大幅に改善することができる。
【００９２】
つまり、梯子状にもループ状にも調整パターン２を変えることができるため、アンテナ装置１の共振周波数を調整する際、調整パターン２の切断する箇所を選択することにより、調整パターン２を整幅の狭い梯子状のパターンと、調整幅が大きいループパターンにすることができるため、アンテナ装置１の共振周波数の微調整を行ったり、共振周波数の調整範囲を広げたりすることができ、アンテナ組み立て時における周波数の調整不良を大幅に低減することができる。
【００９３】
また、上記調整方法により、設計段階ではなくアンテナ装置１を作製した後、調整パターン２を切断することで、アンテナ装置１の周波数を調整できるため、磁性シート５を貼り付けることによる、アンテナ装置１の周波数のずれ等の設計段階では、考慮できない周波数のずれを調整することができる。
【００９４】
また、調整パターン２の調整範囲を初めに梯子状のパターンにするかループパターンにするか設定するため、設計段階では考慮できないずれに容易に対応することができる。
【００９５】
なお、調整パターン２とアンテナ部３とについては、図１３に示すように基材４に段差を設けてパターンを形成することも可能である。なお、図１３は、図２に示されているアンテナ装置をＸ−Ｘ’にて切断したときの断面図である。この場合、図１３（ａ）に示すように、調整パターン２の部分の基材４を高くして裏面に第１の線路１１を設けることで、アンテナ部３の膜厚を厚くして通信距離を伸ばしつつ、第１の線路１１を配置するためのスペースを設けることができる。
【００９６】
また、図１３（ｂ）に示すように、上述した第１の線路１１を第２の線路１２と同じ面に形成し、絶縁膜１６によって、第１の線路１１と第２の線路１２との交点を絶縁する場合、第１の線路１１と高さを合わせるために、アンテナ部３の部分の基材４の高さを高くし段差を設けてもよい。
【００９７】
上記、段差を設けることについては、アンテナ部３と調整パターン２の膜厚を変える必要があって、アンテナ装置１の表面の高さを一定する際に有効である。また、調整パターン２とアンテナ部３とを同一平面状ではなく、別の平面状に作製し、積層構造とすることもできる。
【００９８】
また、本実施例では１つの調整パターン２を設けているが、２つ以上の調整パターン２を形成することでさらに細かい周波数の調整が可能になり、同じ形状、同じ大きさの調整パターン２を配置して、一方をループ状の調整パターン２として用い、他方を梯子状の調整パターン２として用いたりすることも可能であり、調整パターン２を複数個配置することで、さらに調整パターン２による共振周波数の調整の自由度を大きくすることができる。
【００９９】
上記のように、複数個は位置する場合で、例えば、２つ配置するとき、図１４に示すように配置することで、アンテナ構造を非対称にすることができ、アンテナ装置として利用した場合、効率よく通信を行うことができる。
【０１００】
なお、上記調整パターン２の形状は一定の線幅の梯子状の形状としているが、図１５に示すように、線路によって線幅を変えたり、線幅を徐々に変化させたりしてもよく、また、図１６に示すように円形や、多角形状、例えば、四角形や三角形のものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明のアンテナ装置の調整方法、およびその製造方法は、商品棚などに収納される非接触ＩＣカードやＩＣタグなどの無線通信媒体に電力と送信データを供給し、無線通信媒体から受信データを負荷変動により取得する無線通信媒体処理装置であって、特に自動で商品管理、書籍管理等が可能となる収納棚、展示棚以外の医薬品管理、危険物管理、貴重品管理システム等々などの、通信範囲を拡大させることが必要な用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施例におけるアンテナ装置の斜視図
【図２】本発明の実施例におけるアンテナ装置の上面図
【図３】本発明の実施例における調整パターンの拡大図
【図４】本発明の実施例における調整パターンの変形図
【図５】本発明の実施例におけるアンテナ装置の断面図
【図６】本発明の実施例における梯子状にした調整のパターンの調整図
【図７】本発明の実施例における梯子状にした調整パターンの断面図
【図８】本発明の実施例におけるループ状にした調整のパターンの調整図
【図９】本発明の実施例におけるループ状にした調整パターンの断面図
【図１０】本発明の実施例における共振周波数変化量図
【図１１】本発明の実施例におけるアンテナ装置の製造工程図
【図１２】本発明の実施例におけるアンテナ装置の共振周波数変化図
【図１３】本発明の実施例における他のアンテナ装置の断面図
【図１４】本発明の実施例における他のアンテナ装置の上面図
【図１５】本発明の実施例における他の調整パターンの拡大図
【図１６】本発明の実施例における他の調整パターンの拡大図
【図１７】従来の技術におけるアンテナ装置の上面図
【符号の説明】
【０１０３】
１    アンテナ装置
２    調整パターン
３    アンテナ部
４    基材
５    磁性シート
６、７    保護部材
８    端子接続部
１１    第１の線路
１２    第２の線路
１３    第３の線路
１４    第４の線路
１５    第５の線路
１６    絶縁膜
【図１】
0005035080.tif 000002
【図２】
0005035080.tif 000003
【図３】
0005035080.tif 000004
【図４】
0005035080.tif 000005
【図５】
0005035080.tif 000006
【図６】
0005035080.tif 000007
【図７】
0005035080.tif 000008
【図８】
0005035080.tif 000009
【図９】
0005035080.tif 000010
【図１０】
0005035080.tif 000011
【図１１】
0005035080.tif 000012
【図１２】
0005035080.tif 000013
【図１３】
0005035080.tif 000014
【図１４】
0005035080.tif 000015
【図１５】
0005035080.tif 000016
【図１６】
0005035080.tif 000017
【図１７】
0005035080.tif 000018