JP2006270681A - Portable equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、RFID(Radio Frequency Identification)技術を利用した非接触通信媒体が筐体内部に組み込まれた携帯情報端末等の携帯機器に関し、更に詳しくは、外部アンテナとの近接時に発生し得る通信不具合を解消できる携帯機器に関する。 The present invention relates to a portable device such as a portable information terminal in which a non-contact communication medium using RFID (Radio Frequency Identification) technology is incorporated in a housing, and more specifically, a communication defect that may occur when close to an external antenna. It is related with the portable device which can eliminate.
従来より、非接触ICカードシステムに代表されるRFID技術においては、ICカード等の識別用非接触ICタグにアンテナコイルを内蔵させ、外部リーダ/ライタの送受信アンテナから発信される電波との誘導結合により、非接触データ通信を行うようにしている。 Conventionally, in the RFID technology represented by a non-contact IC card system, an antenna coil is built in a non-contact IC tag for identification such as an IC card and inductively coupled with a radio wave transmitted from an external reader / writer antenna. Thus, non-contact data communication is performed.
この種の非接触ICタグには、例えば、ベース基板表面にループ状に形成されたアンテナコイルを有するアンテナモジュールが用いられている(下記特許文献1参照)。このアンテナモジュールは、必要に応じて磁芯部材や金属シールド板を備え、例えば携帯電話等の携帯情報端末の筐体内部に組み込んで使用することができる。
For this type of non-contact IC tag, for example, an antenna module having an antenna coil formed in a loop shape on the surface of a base substrate is used (see
このアンテナモジュールは、アンテナコイルで受信した又は送信する信号を処理、生成する信号処理回路を備えている。この信号処理回路は、情報を記憶したメモリ等を含むICチップ等の部品で構成されており、アンテナコイルに電気的に接続されている。なお、この信号処理回路は、アンテナモジュールが組み込まれる機器の制御基板に組み込まれる場合もある。 This antenna module includes a signal processing circuit that processes and generates a signal received or transmitted by an antenna coil. This signal processing circuit is composed of components such as an IC chip including a memory storing information and the like, and is electrically connected to the antenna coil. This signal processing circuit may be incorporated into a control board of a device in which the antenna module is incorporated.
アンテナモジュールとリーダ/ライタ間の通信時、アンテナコイルには、リーダ/ライタから放射された所定周波数(例えば13.56MHz)の電磁波を受信することで、当該電磁波の強さに応じた誘導電流が発生する。この誘導電流は上記信号処理回路において整流され、情報の読出し電圧に変換される。読み出された情報は信号処理回路において変調され、アンテナコイルを介してリーダ/ライタへ送信される。 During communication between the antenna module and the reader / writer, the antenna coil receives an electromagnetic wave having a predetermined frequency (for example, 13.56 MHz) radiated from the reader / writer, so that an induced current corresponding to the intensity of the electromagnetic wave is received. appear. This induced current is rectified in the signal processing circuit and converted into an information read voltage. The read information is modulated in the signal processing circuit and transmitted to the reader / writer via the antenna coil.
近年、例えば13.56MHzの周波数により動作するRFIDを用いた非接触ICタグにおいて確実な動作環境が求められており、例えば通信特性においてもできるだけ長い通信距離や、リーダ/ライタとタグとが相対向する場合の平面状の広い通信エリアが求められている。 In recent years, for example, a non-contact IC tag using an RFID that operates at a frequency of 13.56 MHz has been required to have a reliable operating environment. For example, in communication characteristics, the communication distance is as long as possible, and the reader / writer and the tag face each other. There is a need for a wide planar communication area.
ところが、この種の非接触ICタグ(アンテナモジュール)においては、リーダ/ライタとの通信の際、これらの間の相対位置によっては、通信特性が変化することが知られている。具体的には、アンテナモジュールとリーダ/ライタとを近接対向させた状態において、アンテナモジュールのアンテナ中心とリーダ/ライタのアンテナ中心間の位置ズレの大きさによっては、両者間の通信が不可能になる場合がある。 However, in this type of non-contact IC tag (antenna module), it is known that the communication characteristics change depending on the relative position between them when communicating with the reader / writer. Specifically, in a state where the antenna module and the reader / writer are close to each other, communication between the antenna module and the reader / writer may be impossible depending on the positional deviation between the antenna center and the reader / writer antenna center. There is a case.
特に、この種のアンテナモジュールを携帯情報端末等の筐体内部に組み込んで使用する場合、筐体内部に本来組み込まれているバッテリパックや制御基板等の金属部品(部分)による影響で、リーダ/ライタに対するアンテナモジュールの相対位置によって通信特性の変動が生じやすい。 In particular, when this type of antenna module is used by being incorporated in a casing of a portable information terminal or the like, it is affected by metal parts (parts) such as a battery pack or a control board that are originally incorporated in the casing, and the reader / The communication characteristics tend to vary depending on the relative position of the antenna module with respect to the writer.
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、アンテナモジュールとリーダ/ライタとの近接対向時における両者間の通信特性の変動を抑制することができる携帯機器を提供することを課題とする。 This invention is made in view of the above-mentioned problem, and makes it a subject to provide the portable apparatus which can suppress the fluctuation | variation of the communication characteristic between both at the time of the antenna module and reader / writer facing near.
以上の課題を解決するに当たり、本発明は、外部アンテナから放射された所定周波数の電磁波を受信することで通信を行うアンテナコイルが、筐体内部に組み込まれた携帯機器であって、アンテナコイルの通信面よりも前記電磁波の入射側に、金属層が設けられている。 In solving the above-described problems, the present invention provides a portable device in which an antenna coil that performs communication by receiving electromagnetic waves of a predetermined frequency radiated from an external antenna is incorporated in a housing. A metal layer is provided on the electromagnetic wave incident side of the communication surface.
外部アンテナと筐体内部のアンテナコイル間の通信空間に配置された金属層は、外部アンテナから発生した電磁場を反射、吸収する電磁シールド的な機能を発揮する。本発明者らは、これら金属層とアンテナコイル間の位置関係によって、金属層の影響を受けた電磁場がアンテナ側に誘導されて結合を高める働きをすることを確認した。 The metal layer disposed in the communication space between the external antenna and the antenna coil inside the housing exhibits an electromagnetic shielding function that reflects and absorbs an electromagnetic field generated from the external antenna. The inventors of the present invention have confirmed that the electromagnetic field affected by the metal layer is induced to the antenna side by the positional relationship between the metal layer and the antenna coil, thereby enhancing the coupling.
これにより、外部アンテナと筐体内部のアンテナコイル間の相対位置に起因する通信特性の不具合を抑制でき、両者間の安定した近接通信(例えば通信距離が0〜30mm)が可能となる。また同時に、外部アンテナと筐体内部のアンテナコイル間の最大通信距離を金属層を設けない場合に比べて向上させることができる。 Thereby, the malfunction of the communication characteristic resulting from the relative position between an external antenna and the antenna coil inside a housing | casing can be suppressed, and the stable proximity communication (for example, communication distance is 0-30 mm) between both is attained. At the same time, the maximum communication distance between the external antenna and the antenna coil inside the housing can be improved as compared with the case where no metal layer is provided.
金属層は、外部アンテナとアンテナコイル間の対向間隙内に配置することができる。特に、アンテナコイルの一部を覆う位置あるいはアンテナコイルの外周側など、通信用磁場をアンテナコイルへ誘導する位置に配置される。金属層の形成部位としては、筐体の内部又は筐体の外面等が好適である。 The metal layer can be disposed in a facing gap between the external antenna and the antenna coil. In particular, it is arranged at a position for guiding a communication magnetic field to the antenna coil, such as a position covering a part of the antenna coil or an outer peripheral side of the antenna coil. As a formation part of a metal layer, the inside of a housing | casing or the outer surface of a housing | casing is suitable.
ここで、「通信用磁場をアンテナコイルへ誘導する位置」とは、金属層表面の誘導電流(渦電流)で発生した磁場成分を介して、外部アンテナとアンテナコイル間が結合される当該金属層の形成位置、あるいは、外部アンテナから放射された電磁波を金属層の表裏面で反射、吸収等することにより、通信用磁場がアンテナコイルへ到達されるような磁場分布空間を形成する当該金属層の形成位置などをいう。 Here, the “position for inducing the communication magnetic field to the antenna coil” means the metal layer where the external antenna and the antenna coil are coupled via the magnetic field component generated by the induced current (eddy current) on the surface of the metal layer. Or by reflecting or absorbing electromagnetic waves radiated from an external antenna on the front and back surfaces of the metal layer to form a magnetic field distribution space in which the communication magnetic field reaches the antenna coil. This refers to the formation position.
金属層は、銅箔やアルミニウム箔等の金属箔、金属シート、金属板等の比較的層厚の小さいもので構成することにより、携帯機器への組込みが有利となる。また、金属層の形状は、円形状、矩形状は勿論、クランク形状やコイル形状等であってもよい。携帯機器としては、携帯型電話等に代表される携帯情報端末、携帯型オーディオプレーヤ、携帯型ゲーム機等が挙げられる。 The metal layer is made of a metal foil such as copper foil or aluminum foil, a metal sheet, a metal plate or the like having a relatively small layer thickness, so that it can be advantageously incorporated into a portable device. Further, the shape of the metal layer may be a crank shape or a coil shape as well as a circular shape and a rectangular shape. Examples of the portable device include a portable information terminal represented by a portable phone, a portable audio player, a portable game machine, and the like.
以上述べたように、本発明の携帯機器によれば、外部アンテナと筐体内部のアンテナコイルとの近接時における通信の不具合を抑制することができる。また、外部アンテナと筐体内部のアンテナコイル間の最大通信距離の向上を図ることができる。 As described above, according to the portable device of the present invention, it is possible to suppress a communication failure when the external antenna is close to the antenna coil inside the housing. In addition, the maximum communication distance between the external antenna and the antenna coil inside the housing can be improved.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2は、本発明の実施の形態による非接触データ通信用のアンテナモジュール10の構成を示す分解斜視図及び側断面図である。まず、このアンテナモジュール10の全体構成について説明する。
1 and 2 are an exploded perspective view and a side sectional view showing a configuration of an
本実施の形態のアンテナモジュール10は、支持体としてのベース基板14と、磁芯部材18との積層構造を有している。ベース基板14と磁芯部材18とは、両面接着シート13を介して積層されている。なお、図2において両面接着シート13の図示は省略している。
The
ベース基板14は、例えばポリイミドやポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のプラスチックフィルムでなる絶縁性フレキシブル基板で構成されているが、ガラスエポキシ等のリジッド性基板で構成されていてもよい。
The
このベース基板14には、平面内でループ状に巻回されたアンテナコイル15が搭載されている。ベース基板14の一方側の表面は、外部アンテナとしてのリーダ/ライタの送受信アンテナ部との間で通信を行う通信面CS(図2)とされ、ベース基板14の反対側の面は、磁芯部材18が設けられる積層面とされている。
An
アンテナコイル15は、非接触ICタグ機能のための非接触通信用アンテナコイルで、リーダ/ライタの送受信アンテナ部と誘導結合し通信を行う(図4)。このアンテナコイル15は、ベース基板14の上にパターニングされた銅、アルミニウム等の金属パターンで形成されている。
The
本実施の形態において、アンテナコイル15は、平面内で巻回されたループ部分と、後述する信号処理回路部16との電気的接続用の配線部分とからなるが、図ではループ部分のみを示している。
In the present embodiment, the
なお、このアンテナモジュール10にリーダ/ライタ機能のための第2のアンテナコイルを設けることも可能である。この場合、当該第2のアンテナコイルを上述のアンテナコイル15と兼用してもよいし、アンテナコイル15の内周側あるいは外周側に別途設けてもよい。あるいは、アンテナコイル15と当該第2のアンテナコイルとをベース基板14の表面側と裏面側とに分けて配置するようにしてもよい。
The
ベース基板14の磁芯部材18側表面には、信号処理回路部16が搭載されている。この信号処理回路部16は、アンテナコイル15の内方側に配置されているとともに、アンテナコイル15と上記配線部分を介して電気的に接続されている。
A signal
信号処理回路部16は、非接触データ通信に必要な信号処理回路および情報を格納したEEPROM等のメモリ部、同調用コンデンサ等の電気・電子部品で構成されている。信号処理回路部16は、複数の部品群で構成されていてもよいし、単一のICチップで構成されていてもよい。なお、信号処理回路部16は、ベース基板14に取り付けられる外部接続部17を介して、後述する携帯情報端末21の制御基板24(図3)に接続されている。
The signal
次に、磁芯部材18は、例えば、合成樹脂材料やゴム等の絶縁性バインダー及びその他添加剤中に軟磁性粉末を混合しシート状又はプレート状に形成された複合材料で構成されている。軟磁性粉末としては、センダスト(Fe−Al−Si系)、パーマロイ(Fe−Ni系)、アモルファス(Fe−Si−B系等)、フェライト(Ni−Znフェライト、Mn−Znフェライト等)などが適用可能であり、目的とする通信性能や用途に応じて使い分けられる。
Next, the
磁芯部材18の中央部には、ベース基板14に実装された信号処理回路部16を収容するための開口(凹所)18aが凹設されている。また、磁芯部材18の一側方には、ベース基板14との積層時に外部接続部17のニゲ部18bが形成されている。
An opening (recess) 18 a for accommodating the signal
更に、必要に応じて、磁芯部材18の裏面側(ベース基板14と反対側)に、ステンレスやアルミニウム製の金属シールド板を貼り付けてもよい。この場合、当該アンテナモジュール10が組み込まれる携帯機器の内蔵金属部品との間の電磁的相互干渉を抑えることができる。
Further, if necessary, a metal shield plate made of stainless steel or aluminum may be attached to the back surface side (the side opposite to the base substrate 14) of the
図3は、上述した構成のアンテナモジュール10が携帯情報端末21に組み込まれている様子を端末本体22の側方から見た模式図である。
FIG. 3 is a schematic view of the state in which the
図示する携帯情報端末21は、端末本体22と、この端末本体22に対して回動可能に取り付けられたパネル部23とを備えた携帯型電話機として構成されている。図3において、端末本体22は合成樹脂材料製の筐体部を構成しており、そのパネル部23側の表面は、図示せずともテンキー入力ボタン等が配置された操作面とされている。
The illustrated
端末本体22の内部には、携帯情報端末21の機能あるいは動作を制御する制御基板(プリント配線板)24と、電源を供給するバッテリパック25等が内蔵されている。ここで、バッテリパック25は、例えばリチウムイオン電池であり、全体が直方形状をなし、外筐がアルミニウム等の金属材料で形成されている。
Inside the
図4は、携帯情報端末に内蔵されているアンテナモジュール10と外部のリーダ/ライタ(R/W)との間の通信時の様子を説明する断面模式図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a state during communication between the
アンテナモジュール10を用いてリーダ/ライタ(R/W)とデータ通信を行う際は、端末本体22の背面22a(図3)をリーダ/ライタの送受信アンテナ部26に近接対向させる。そして、リーダ/ライタの送受信アンテナ部26から放射された電磁波(13.56MHz)が、アンテナモジュール10の通信面CSに入射することで、アンテナコイル15に当該電磁波の強さに応じた誘導電流が発生する。この誘導電流は、信号処理回路部16において整流されメモリ部に記録された情報の読出し電圧に変換される。読み出された情報は信号処理回路部16において変調され、通信面CSを介してリーダ/ライタの送受信アンテナ部26へ送信される。
When performing data communication with a reader / writer (R / W) using the
ここで図5及び図6に、非接触データ通信用のアンテナモジュールを備えた従来構造の携帯情報端末1とリーダ/ライタ(R/W)間の近接時(通信距離例えば5mm)における通信の様子を模式的に示す。なお、図示する従来構造の携帯情報端末1において、上述の構成要素と対応する部分(アンテナモジュール10、バッテリパック25等)についてはそれぞれ同一の符号を付している。
Here, FIGS. 5 and 6 show the state of communication when the
図5では、アンテナモジュール10を構成するアンテナコイル15の中心が、リーダ/ライタ(R/W)の送受信アンテナ部26の中心と一致するように、端末本体22をリーダ/ライタ(R/W)に近接させた状態を示している。
In FIG. 5, the
図5の例において、リーダ/ライタ(R/W)の送受信アンテナ部26で発生した電磁波の通信用磁場Hのうち、一部の磁場成分が、端末本体22内のバッテリパック25等の金属物による影響を受けて反射、吸収等による減衰作用を受ける。しかし、残余の磁場成分が、リーダ/ライタ(R/W)との通信を確保できる程度の大きさの誘導電流をアンテナコイル15に発生させることにより、アンテナモジュール10とリーダ/ライタ(R/W)間の通信が可能となる。
In the example of FIG. 5, a part of the magnetic field component of the communication magnetic field H generated by the transmission /
一方、図6では、アンテナモジュール10を構成するアンテナコイル15の中心が、リーダ/ライタ(R/W)の送受信アンテナ部26の中心から左側へ約20mm離れた位置となるように、端末本体22をリーダ/ライタ(R/W)へ近接させた状態を示している。
On the other hand, in FIG. 6, the terminal
図6の例においては、リーダ/ライタ(R/W)の送受信アンテナ部26で発生した電磁波のうち、端末本体22内のバッテリパック25等の金属物により減衰される磁場成分Hが、図5に示した状態の場合よりも多く、結果的にアンテナコイル15に発生する誘導電流が小さく、通信が不可能となっている。
In the example of FIG. 6, the magnetic field component H attenuated by the metal object such as the
このように、従来の携帯情報端末1においては、リーダ/ライタ(R/W)との近接時におけるアンテナ間の相対位置に応じて通信特性が変動し、通信が不安定となる場合があった。
Thus, in the conventional
そこで本実施の形態の携帯情報端末21においては、アンテナコイル15の通信面CSよりも電磁波の入射側に、金属層30が設けられている(図3)。即ち、図3の例において金属層30は、アンテナモジュール10の通信面CSよりも端末本体22の背面22a側(図中上方側)に設けられている。
Therefore, in the
本実施の形態において、金属層30は、銅箔やアルミニウム箔等の金属箔、金属シートあるいは金属板等、比較的層厚の小さい導電部材で形成されている。この金属層30は、図3に示したように端末本体22の内部に組み込まれているが、端末本体22の背面22aの内面側あるいは外面側に貼り付けられていてもよい。
In the present embodiment, the
金属層30の大きさは特に限定されず、本例ではアンテナモジュール10の平面形状と同一の大きさ、形状で形成されているが、アンテナモジュール10の通信特性や仕様、端末本体22の構造や内部構成等に応じて適宜設定される。金属層30は、電気的に接地されていてもよいし浮遊状態でもよい。
The size of the
また、金属層30は、図3に示したように、アンテナモジュール10とバッテリパック25との間に配置されており、図示するようにアンテナモジュール10の通信面CSと所定の間隙をおいてアンテナコイル15の一部の領域を覆う位置に形成されている。なお後述するように、この金属層30を例えばバッテリパック25側に形成して、アンテナコイル15の外周側に一定の距離だけ離間させてもよい(図8)。
Further, as shown in FIG. 3, the
以下、上述のようにして構成される本実施の形態の携帯情報端末21の作用について、図7を参照して説明する。
Hereinafter, the operation of the
図7は、本実施の形態の携帯情報端末21とリーダ/ライタ(R/W)間の近接時(通信距離例えば5mm)における通信の様子を模式的に示している。そして、アンテナモジュール10を構成するアンテナコイル15の中心が、リーダ/ライタの送受信アンテナ部26の中心から左側へ約20mm離れた位置となるように、端末本体22をリーダ/ライタへ近接させた状態を示している。
FIG. 7 schematically shows a state of communication when the
図7の例において、リーダ/ライタ(R/W)の送受信アンテナ部26から放射された所定周波数(13.56MHz)の電磁波のうち、一部の磁場成分Hが、端末本体22内のバッテリパック25等の金属物による影響を受けて反射、吸収等による減衰作用を受ける。このとき、アンテナモジュール10の通信面CSよりも当該電磁波の入射側に位置するように、リーダ/ライタ(R/W)とアンテナコイル15間の対向間隙内に設けられた金属層30の表面に、外部磁場の印加で誘導電流(渦電流)が発生し、これに起因して生じた磁場成分H1が、アンテナモジュール10のアンテナコイル15に誘導電流を生じさせる。
In the example of FIG. 7, a part of the magnetic field component H out of the electromagnetic wave of a predetermined frequency (13.56 MHz) radiated from the transmitting / receiving
この例では、金属層30がアンテナコイル15の一部を覆うように、アンテナモジュール10に近接対向配置されることにより、金属層30で発生した磁場成分H1を介してリーダ/ライタの送受信アンテナ部26とアンテナモジュール10のアンテナコイル15との間が誘導結合し、アンテナモジュール10とリーダ/ライタ(R/W)間の通信に必要な電力の供給源として補助的に作用する。
In this example, the
なお、アンテナモジュール10を構成する磁芯部材18は、アンテナコイル15の周りに発生する信号磁界の磁路を形成するとともに、アンテナコイル15と携帯情報端末21の制御基板上の金属構成体(配線や部品電極等)との電磁干渉を抑制し、安定した通信特性を確保する。
Note that the
以上のようにして、リーダ/ライタ(R/W)から放射された電磁波の通信用磁場成分が、金属層30によってアンテナコイル15へ誘導されることにより、アンテナモジュール10とリーダ/ライタ(R/W)間の通信が確保される。
As described above, the communication magnetic field component of the electromagnetic wave radiated from the reader / writer (R / W) is guided to the
続いて図8に示した例は、本実施の形態の携帯情報端末21において、金属層30は、リーダ/ライタ(R/W)とアンテナモジュール10間の対向間隙内に配置されており、図7の例と比較して、アンテナコイル15の外周側に当該金属層30が配置された構成となっている。なお、金属層30とバッテリパック25とは接触しておらず、両者間に一定の間隙が形成されている。
Subsequently, in the example shown in FIG. 8, in the
そして、図8の例では、アンテナモジュール10を構成するアンテナコイル15の中心が、リーダ/ライタ(R/W)の送受信アンテナ部26の中心から左側へ約20mm離れた位置となるように、端末本体22をリーダ/ライタ(R/W)へ近接(通信距離例えば5mm)させた状態を示している。
In the example of FIG. 8, the terminal is arranged such that the center of the
この構成において、リーダ/ライタ(R/W)の送受信アンテナ部26で発生した電磁場Hのうち、一部が端末本体22内のバッテリパック25等の金属物に反射、吸収される等して減衰される。このとき金属層30は、外部アンテナから放射された電磁波を金属層30の表面(又は裏面)で反射、吸収等することにより、通信用磁場がアンテナコイル15へ到達されるような磁場分布空間を形成する。
In this configuration, a part of the electromagnetic field H generated by the transmitting / receiving
以上のようにして、リーダ/ライタ(R/W)から放射された電磁波の通信用磁場成分が、金属層30によってアンテナコイル15へ誘導されることにより、アンテナモジュール10とリーダ/ライタ(R/W)間の通信が確保される。
As described above, the communication magnetic field component of the electromagnetic wave radiated from the reader / writer (R / W) is guided to the
従って本実施の形態の携帯情報端末21によれば、アンテナモジュール10の通信面CSよりも電磁波の入射側に、通信用磁場をアンテナコイル15へ導く金属層30が設けられているので、リーダ/ライタとの近接時におけるアンテナ間の位置ズレに起因する通信の不具合を効果的に抑制することができ、RFIDシステムの信頼性を向上させることができる。また同様な原理で、金属層30を設けることにより、リーダ/ライタとアンテナモジュール10巻の最大通信距離の向上を図ることができる。
Therefore, according to the
また、金属層30は、金属箔等の比較的層厚の小さいもので構成されているので、端末本体22の内部への組込みに際して制約が少なく、コンパクトに機器を構成することができる。さらに、低コストで近接時の通信不具合を抑制することができる。
Further, since the
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
(実施例1)
非接触データ通信用のアンテナモジュールを内蔵した携帯型電話を用いてリーダ/ライタとの近接時における通信状態の確認を行った。本実施例では、図9に示したように、端末本体22の背面22aをリーダ/ライタ(R/W)の送受信アンテナ部26に対向させた状態で実験を行った。
Example 1
Using a portable phone with a built-in antenna module for non-contact data communication, the communication state was checked when it was close to the reader / writer. In this example, as shown in FIG. 9, the experiment was performed in a state where the
実験に用いた携帯型電話は「N901iC」(日本電気社製)、リーダ/ライタは「無線カードリーダライタ」(EU−D2500JR)である。アンテナモジュール10(端末本体背面22a)とリーダ/ライタ間の通信距離D(図11)は2mm及び5mmとした。そして、図9に示したようにリーダ/ライタのアンテナ中心とアンテナモジュール10のアンテナ中心とを一致させたセンタ位置を基準として、通信距離Dを一定に保ちながら、リーダ/ライタの左右方向に10mmピッチでアンテナモジュール10(端末本体22)を移動させ、それぞれの位置で通信が安定か否かを確認した。
The portable phone used in the experiment is “N901iC” (manufactured by NEC), and the reader / writer is “wireless card reader / writer” (EU-D2500 JR). The communication distance D (FIG. 11) between the antenna module 10 (terminal main body
上述の実験条件において、端末本体背面22aの外面部に金属層30として、縦×横の長さが40mm×20mm、厚さ35μmの長方形状(図10)の銅箔を粘着テープで貼り付けた。銅箔の貼り付け位置は、図9に示したように、アンテナコイル15の一部の領域を覆う位置からバッテリパック25の直上位置までの間で、アンテナコイル15の中心と銅箔30の左側端部間の距離がそれぞれ5mm、10mm、15mm、20mm、30mmの場合について実験した。
Under the above-described experimental conditions, a rectangular (FIG. 10) copper foil having a length × width of 40 mm × 20 mm and a thickness of 35 μm was pasted with an adhesive tape as the
実験の結果を表1に示す。表1において、○は通信安定、△は通信安定限度、×は通信不安定を示す。また、銅箔30を貼らないで実験を行ったときの結果と、銅箔30の有無の場合におけるそれぞれの最大通信距離を表1に併せて示す。
The results of the experiment are shown in Table 1. In Table 1, ◯ indicates communication stability, Δ indicates communication stability limit, and X indicates communication instability. Table 1 also shows the results when the experiment was conducted without attaching the
表1より、銅箔無しの場合、アンテナモジュール10(端末本体22)がリーダ/ライタのアンテナ中心に対して左方向に20mm〜40mm移動させたときに通信が不安定になることがわかる。これは、図6を参照して説明したように、リーダ/ライタの送受信アンテナ部26から放射された電磁波の一部がバッテリパック25で減衰される結果、アンテナモジュール10に必要電力を供給できなくなるからと推察される。
From Table 1, it can be seen that when there is no copper foil, communication becomes unstable when the antenna module 10 (terminal body 22) is moved 20 mm to 40 mm in the left direction with respect to the antenna center of the reader / writer. As described with reference to FIG. 6, a part of the electromagnetic wave radiated from the transmission /
これに対し、銅箔30を貼り付けた実験結果では、銅箔30の貼付位置が5mm、10mm、15mmの位置で、明らかな効果が確認されている。貼付位置20mmの位置でも条件によって効果が認められる。これは、図8を参照して説明したように、これらの位置で銅箔30の存在による信号磁界分布の再形成が起こり、アンテナモジュール10のアンテナコイル15へ到達する通信用磁場成分の増加で通信が確保されているものと考えられる。
On the other hand, in the experimental result of attaching the
更に、銅箔30を設けることで、最大通信距離も向上していることが認められる。そして、リーダ/ライタとアンテナモジュール10とが離れた位置にある場合の信号の読み始めから安定するまでの間隔が短くなり、離れた距離においても通信が安定していることが予測できる。
Furthermore, it is recognized that the maximum communication distance is improved by providing the
なお、表1に示されているように、銅箔30を貼り付けた場合に全ての条件下で効果があるとは限らず、銅箔の貼り付け位置やアンテナモジュール10の移動方向、移動距離によって効果のバラツキが認められる。これは、アンテナモジュール10の大きさ、仕様、組込位置、端末本体20の内装構造、周辺金属物等の各種要素が通信環境に少なからずの影響を与えているものと考えられる。従って、金属層30の貼り付け位置や形状、大きさあるいは材質等を適宜選択することで、近接通信時における通信不具合を抑制し、通信状態を改善できるようになると考えることができる。
In addition, as shown in Table 1, when the
また、アンテナモジュール10とリーダ/ライタ間の近接時における通信不具合は、アンテナモジュール単体でも同様に発生することが確認されている。このとき用いたリーダ/ライタは、RC−S440C、RC−S440A、RC−S310(ともにソニー製)である。
従って、アンテナモジュールが筐体内部に組み込まれた携帯機器で、これら3機種のリーダ/ライタと近接通信を行った場合にも、同様の問題が発生すると当然考えられることから、当該携帯機器に対して本発明に係る金属層30を設けることにより、上記3機種のリーダ/ライタとの近接時における通信不具合の解消を図ることができると期待される。
In addition, it has been confirmed that a communication failure at the time of proximity between the
Therefore, it is assumed that the same problem will occur when a portable device with an antenna module incorporated in the housing performs proximity communication with these three types of reader / writers. By providing the
(実施例2)
実施例1と同様に、非接触データ通信用のアンテナモジュールを内蔵した携帯型電話を用いてリーダ/ライタとの近接時における通信状態の確認を行った。本実施例では、図12に示したように、端末本体22の正面22b(背面22aとは反対側の面)をリーダ/ライタ(R/W)の送受信アンテナ部26に対向させた状態で実験を行った。
(Example 2)
In the same manner as in Example 1, the communication state at the time of proximity to the reader / writer was confirmed using a portable phone with a built-in antenna module for non-contact data communication. In the present embodiment, as shown in FIG. 12, the experiment was performed with the
実験に用いた携帯型電話は「N901iC」(日本電気社製)、リーダ/ライタは「無線カードリーダライタ」(EU−D2500JR)である。アンテナモジュール10(端末本体正面22b)とリーダ/ライタ間の通信距離D(図12)は2mm及び5mmとした。そして、図12に示したようにリーダ/ライタのアンテナ中心とアンテナモジュール10のアンテナ中心とを一致させたセンタ位置を基準として、通信距離を一定に保ちながら、リーダ/ライタの左右方向に10mmピッチでアンテナモジュール10(端末本体22)を移動させ、それぞれの位置で通信が安定か否かを確認した。
The portable phone used in the experiment is “N901iC” (manufactured by NEC), and the reader / writer is “wireless card reader / writer” (EU-D2500 JR). The communication distance D (FIG. 12) between the antenna module 10 (terminal main
上述の実験条件において、端末本体正面22aの外面部に金属層30として、縦×横の長さが40mm×20mm、厚さ35μmの銅箔を粘着テープで貼り付けた。リーダ/ライタ(R/W)から放射された電磁波が端末本体22の周囲を周り込んで正面22aに入射するため、この例においても金属層30はアンテナモジュール10の通信面CSよりも電磁波の入射側に位置することになる。銅箔の貼り付け位置は、図12に示したように、アンテナコイル15の一部の領域を覆う位置からバッテリパック25の直上位置までの間で、アンテナコイル15の中心と銅箔30の左側端部間の距離がそれぞれ5mm、10mm、15mm、20mm、30mmの場合について実験した。
Under the above-described experimental conditions, a copper foil having a length × width of 40 mm × 20 mm and a thickness of 35 μm was attached to the outer surface portion of the terminal
実験の結果を表2に示す。表2において、○は通信安定、△は通信安定限度、×は通信不安定を示す。また、銅箔30を貼らないで実験を行ったときの結果と、銅箔30の有無の場合におけるそれぞれの最大通信距離を表2に併せて示す。
The results of the experiment are shown in Table 2. In Table 2, ○ indicates communication stability, Δ indicates communication stability limit, and X indicates communication instability. Table 2 also shows the results when the experiment was conducted without attaching the
表2より、銅箔無しの場合、アンテナモジュール10(端末本体22)がリーダ/ライタのアンテナ中心位置およびに対して左方向に40mmあるいは50mm移動させたときに通信が不安定になることがわかる。 From Table 2, it can be seen that when there is no copper foil, communication becomes unstable when the antenna module 10 (terminal main body 22) is moved 40 mm or 50 mm to the left with respect to the antenna center position of the reader / writer. .
これに対し、銅箔30を貼り付けた実験結果では、銅箔30の貼付位置が15mmの位置で、明らかな効果が確認されている。これは、これらの位置で銅箔30の存在による信号磁界分布の再形成が起こり、アンテナモジュール10のアンテナコイル15へ到達する通信用磁場成分の増加で通信が確保されているものと考えられる。また同様な原理で、条件により、リーダ/ライタとアンテナモジュール10間の最大通信距離も向上している。
On the other hand, in the experimental result of attaching the
一方、表2に示されているように、銅箔30を貼り付けた場合に全ての条件下で効果があるとは限らず、銅箔の貼り付け位置やアンテナモジュール10の移動方向、移動距離によって効果のバラツキが認められる。これは、アンテナモジュール10の大きさ、仕様、組込位置、端末本体20の内装構造、周辺金属物等の各種要素が通信環境に少なからずの影響を与えているものと考えられる。従って本実施例においても、金属層30の貼り付け位置や形状、大きさあるいは材質等を適宜選択することで、近接通信時における通信不具合を抑制し、通信状態を改善できるようになると考えることができる。
On the other hand, as shown in Table 2, when the
以上、本発明の実施の形態及び実施例について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。 Although the embodiments and examples of the present invention have been described above, the present invention is of course not limited thereto, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
例えば以上の実施の形態では、金属層30として銅箔等の金属箔を用いたが、これに限らず、例えば樹脂やガラス等の非導電性基板上に金属箔を貼り付け、これを端末本体22の内部に組み込んでもよい。
For example, in the above embodiment, a metal foil such as a copper foil is used as the
また、以上の実施の形態では、携帯機器として携帯型電話やPDA等の携帯情報端末21を例に挙げて説明したが、これに限らず、携帯型オーディオプレーヤや携帯型ゲーム機等、非接触通信用アンテナモジュールを内装可能な携帯機器に対して、本発明は適用可能である。
In the above embodiment, the
10…アンテナモジュール、14…ベース基板、15…アンテナコイル、16…信号処理回路部、18…磁芯部材、21…携帯情報端末、22…端末本体、22a…背面、22b…正面、24…制御基板、25…バッテリパック、26…リーダ/ライタの送受信アンテナ部、R/W…リーダーライタ。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記アンテナコイルの通信面よりも前記電磁波の入射側に、金属層が設けられている
ことを特徴とする携帯機器。 An antenna coil that performs communication by receiving electromagnetic waves of a predetermined frequency radiated from an external antenna is a portable device incorporated in the housing,
A portable device, wherein a metal layer is provided on the incident side of the electromagnetic wave with respect to the communication surface of the antenna coil.
ことを特徴とする請求項1に記載の携帯機器。 The portable device according to claim 1, wherein the metal layer is disposed in a facing gap between the external antenna and the antenna coil.
ことを特徴とする請求項1に記載の携帯機器。 The portable device according to claim 1, wherein the metal layer is provided at a position for guiding a communication magnetic field to the antenna coil.
ことを特徴とする請求項1に記載の携帯機器。 The mobile device according to claim 1, wherein the metal layer is formed inside or outside the housing.
ことを特徴とする請求項1に記載の携帯機器。 The portable device according to claim 1, wherein the metal layer is formed at a position covering a part of the antenna coil.
ことを特徴とする請求項1に記載の携帯機器。 The portable device according to claim 1, wherein the metal layer is formed on an outer peripheral side of the antenna coil.
ことを特徴とする請求項1に記載の携帯機器。 The mobile device according to claim 1, wherein the metal layer is a metal foil.
ことを特徴とする請求項1に記載の携帯機器。 The mobile device according to claim 1, wherein the housing is a terminal body of a mobile information terminal.
ことを特徴とする請求項1に記載の携帯機器。 The mobile device according to claim 1, wherein a magnetic core member is provided on a surface opposite to the communication surface of the antenna coil.
ことを特徴とする請求項1に記載の携帯機器。
The portable device according to claim 1, wherein a signal processing circuit unit is electrically connected to the antenna coil.
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