JP2005018671A - メモリカード及び携帯電話 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性が良く、かつ、携帯性を損なうことなく通信距離を確保したＲＦＩＤ機能を搭載するメモリカードを提供する。
【解決手段】アンテナコイル５の設置場所を携帯情報機器の外側にして、組み込むＲＦＩＤの通信距離を伸ばす。アンテナコイルの両端に共振用コンデンサを接続する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はメモリカードに係り、特に外部機器と電磁界信号を介して通信するＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を搭載したメモリカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
外部機器から放射される所定の周波数の電磁界を信号搬送波として使用し、外部機器との間でＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）情報及び各種データの通信を行う自動認識認識技術の一つであるＲＦＩＤを搭載した例としては、ＩＣテレホンカード、電子乗車券などのいわゆる非接触ＩＣカードがある。
【０００３】
非接触ＩＣカードの通信特性を向上させる技術としては、下記特許文献１−２にしめすようなものがある。
【０００４】
特許文献１は、アンテナコイルとその両端に接続される容量で構成される共振回路の中間タップ点（インピーダンスによっては共振回路の外側にも位置しうる）における出力インピーダンスとＬＳＩの入力インピーダンスとの整合をとる回路を開示する。
【０００５】
また、特許文献２は、通信距離を伸ばすために、外部機器からの信号搬送波の周波数に、ＲＦＩＤの受信回路の共振周波数を合わせることが行われている。例えば、非接触型ＩＣカードのＲＦＩＤでは、印刷パターンで形成した共振用微小コンデンサ列の使用数をＲＦＩＤ単体ごとにトリミングすることを開示する（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２７８１７２号公報
【特許文献２】特開平１１−３５３４４０号公報
【発明が解決しようとする課題】
近年、携帯電話機の普及は目覚しいものがあり、日常的に携帯電話機を携帯することが一般的となっている。
【０００７】
さらに携帯電話機の高機能化も進み、内蔵カメラ、音楽プレーヤーを搭載する携帯電話機も一般的となっており、それに伴い画像、音楽情報を着脱可能な記憶用のメモリカードを携帯電話機に搭載することも一般的となっている。また、携帯電話機へ音楽、着信メロディのダウンロード、路線検索、ＨＰへのアクセス、ネット決済等のデータのやり取りが可能なネットワーク接続機能を有した携帯電話機も一般的となっている。
【０００８】
また、電車等の料金チャージ機能、支払い機能を有した非接触ＩＣカード等のＲＦＩＤも一般的となっており、日本の都心において出かける際には非常に便利なものとなっている。
【０００９】
この携帯電話機にＲＦＩＤ機能を搭載することにより携帯性にすぐれる料金チャージ機能、支払い機能を有した携帯電話機とすることにより、更に利便性を高めることが可能となる。
【００１０】
この場合、携帯電話機の無線周波数と既存の非接触ＩＣカード等ＲＦＩＤが使用する無線周波数帯域は異なっているため、携帯電話機に既存のインフラとの互換性を持たせたままＲＦＩＤ機能を搭載するには、アンテナを２つ設けることが簡便である。
【００１１】
しかしながら、外部機器から放射される所定の周波数の電磁界を信号搬送波として使用するＲＦＩＤの機能を携帯電話機に搭載する場合、ＲＦＩＤに設けるアンテナコイルに必要な磁路上に携帯情報機器の回路基板上のシールドを兼ねたグランドパターンなど低インピーダンス閉回路が存在することを考慮する必要性と、電磁環境適合性（ＥＭＣ：Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）対策のため携帯電話機の筐体に金属蒸着膜もしくは導電材塗装があることを考慮する必要があり、通信距離の確保のため磁路障害物影響の排除が要求される。
【００１２】
また、ＲＦＩＤの機能を携帯電話に搭載するには、携帯電話機の携帯性の面から大きさに制限があり、ＲＤＩＤのアンテナコイルの磁路開口面積を充分に大きくとれないこと等により、自由空間での通信に比べ通信距離が大幅に短くなるという問題がある。
【００１３】
しかしながら、前述した特許文献１及び２では、ＲＦＩＤが搭載される携帯端末（電話）自体が通信用アンテナを備えた電磁波の発信源として、他の電子機器に悪影響を及ぼさず、又、メモリカード等が外部ノイズにより障害を受けたりしないように筐体にＥＭＣ対策が施こされていることを考慮しておらず、従来技術をそのまま適用しても前記問題を解決することができない。
【００１４】
そこで、本発明の目的は携帯性を損なうことなく通信距離を確保したＲＦＩＤ機能を有する携帯電話機を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば下記のとおりである。
【００１６】
本発明に係るメモリカードは、携帯情報機器に挿入されるメモリカードであって、外部機器とデータ通信を行うアンテナコイルを有し、前記携帯情報機器の前記メモリカードの挿入口の外側に前記ＲＦＩＤのアンテナコイルが配置される構造となっていることを特徴とする。
【００１７】
上記構成により、携帯性を損なうことなく通信距離を確保したＲＦＩＤを有する携帯電話機を提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るメモリカードの好適な実施形態につき、添付図面を参照しながら詳細に説明する。また、同一の符号を付したものは同様の機能を有するものとする。
【００１９】
なお、実施形態の説明において、基板と、この基板に印刷されるアンテナコイルと、前記アンテナコイルに接続される共振用コンデンサおよびＩＣとを組合わせたものを、“ＲＦＩＤ”と称する。
【００２０】
一般に、携帯電話機の筐体には、金属蒸着膜もしくは導電材塗装されている。そこで、上述のようにＲＦＩＤを携帯電話機に搭載する際に問題となる通信距離の確保のため磁路障害物影響の排除をするためには、携帯電話機の筐体に金属蒸着膜もしくは導電材塗装がない箇所にＲＦＩＤのアンテナを設置する必要性がある。
【００２１】
そこで本願では、ＲＦＩＤを携帯電話機のメモリカードに一体化させるとともに、ＲＦＩＤのアンテナコイル部を携帯電話機のメモリカード挿入部の外部に設けることにより、携帯性を損なうことなく通信距離を確保したＲＦＩＤを有する携帯電話機を提供することを実現した。
【００２２】
また、この構成とすることにより携帯電話機の携帯性の面から大きさに制限のあるアンテナコイルの磁路開口面積を充分に大きくとらずとも自由空間での通信距離を伸ばすことができる。
【００２３】
＜実施形態１＞
図１は本発明に係るメモリカードの第１の実施形態を示す図であり、従来のメモリカードを延長し前記メモリカードが携帯情報機器に実装された場合の携帯情報機器の外側に位置する部分にＲＦＩＤのアンテナコイルをメモリカードと水平に実装するアンテナコイル実装部１−１を装備したメモリカード１の概略外形図である。
【００２４】
図２は図１で示したメモリカード１の概略内部実装図である。
【００２５】
フラッシュメモリ２とコントローラ３でメモリカード本来の機能を持ち、フラッシュメモリ２は携帯情報機器からの接触結合による要求信号に応じコントローラ３によって制御されデータのライト・リードが行われる。
【００２６】
外部機器から放射される所定の周波数の磁束をアンテナコイル５を介して信号搬送波および電力として使用し、非接触結合で外部機器との間でＩＤ情報及び各種データの通信を行い、また、メモリを有するＩＣ４はアンテナコイル５に接続される。共振用コンデンサ６はアンテナコイル５に接続される。
【００２７】
ＩＣ４は、アンテナコイル５を介して外部機器との各種情報の通信を制御、情報の記憶を行う。なお、前記ＩＣ４が接触・非接触の両機能を有する場合は、携帯情報機器との接触結合による情報と外部機器との非接触結合による情報を共有することが出来る。図１、２で示した構成をとることにより、メモリカードとＲＦＩＤを同一基板状に構成することができ、安価にＲＦＩＤ搭載メモリカードを提供する。
【００２８】
また、メモリカード本体と水平に前記アンテナコイルを配置することで、メモリカード１搭載時における携帯情報機器の表裏にかかわらず、外部機器と通信可能であり、ＲＦＩＤの通信距離も確保することが出来る。
【００２９】
図３は図１で示したメモリカード１を携帯電話機７に適用した場合の概略実装図である。アンテナコイル部分が外部にでているために装着がしやすいという効果もある。
【００３０】
図４は図３で示したメモリカード１搭載の携帯電話機７を外部機器としての電子乗車券改札機８にかざしている図であり、携帯電話機７の下側に位置するアンテナコイル５を含むＲＦＩＤと電子乗車券改札機８との間で電磁界を使っての通信を行う。電子乗車券改札機８から発生しアンテナコイル５の開口部５−１を通過する磁束の大部分は自由空間でループを形成し、通信距離を確保することが出来る。
【００３１】
＜実施形態２＞
図５は本発明に係るメモリカードの第２の実施形態を示す図であり、従来のメモリカードを延長し前記メモリカードが携帯情報機器に実装された場合の携帯情報機器の外側に位置する部分にＲＦＩＤのアンテナコイルをメモリカードと垂直に実装するアンテナコイル実装部９−１を装備したメモリカード９の概略外形図である。
【００３２】
図６は図５で示したメモリカード９の概略内部実装図である。フラッシュメモリ２、コントローラ３、アンテナコイル５、ＩＣ４、共振用コンデンサ６の機能は図２の説明と同様である。
【００３３】
アンテナコイル５が印刷された基板５−２は磁性体シート１０を挟む形態でアンテナコイル実装部９−１に取り付けられる。
【００３４】
図５、６で示した構成をとることにより、実装される携帯情報機器からの突出を少なくしながら、外部機器からのアンテナコイル開口部５−１を通過した磁束は磁気抵抗の少ない磁性体シート１０を通過してループを形成することでＲＦＩＤの通信距離を確保することが出来る。
【００３５】
図７は図５で示したメモリカード９を携帯電話機７に適用した場合の概略実装図である。アンテナコイル実装部の突出が少ないため端末の携帯性を損なわないという効果がる。
【００３６】
図８は図７で示したメモリカード９搭載の携帯電話機７を外部機器としての電子乗車券改札機８にかざしている図であり、携帯電話機７の下側に位置するアンテナコイル５を含むＲＦＩＤと電子乗車券改札機８との間で電磁界を使っての通信を行う。電子乗車券改札機８から発生しアンテナコイル５の開口部５−１を通る磁束は、大部分が磁路抵抗の低い磁性体シート１０を通過することでループを形成し、通信距離を確保することが出来る。
【００３７】
＜実施形態３＞
図９は本発明に係るメモリカードの第３の実施形態を示す図であり、従来のメモリカードからフレキシブル基板１１−２を経由して前記メモリカードが携帯情報機器に実装された場合の携帯情報機器の外側に位置する部分にＲＦＩＤのアンテナコイルを貼り付けるためのアンテナコイル実装部１１−１を装備したメモリカード１１の概略外形図である。
【００３８】
図１０は図９で示したメモリカード１１のアンテナコイル実装部１１−１の概略構造図である。
基板５−２に印刷されたアンテナコイル５はフレキシブル基板１１−２を経由して図示は割愛しているがＲＦＩＤのＩＣ４と共振用コンデンサ６に接続される。アンテナコイル５には磁路を形成するための磁性体シート１０およびクッション材１２が具備される。
【００３９】
また、前記アンテナコイルを前記メモリカードと可歪の導体で接続する構造とし、前記磁性体シートを挟んで携帯情報機器に取り付ける構成とすることで前記アンテナコイルを大きくすることにより通信距離を伸ばすことが可能となる。
図９、１０で示したアンテナコイル実装部１１−１は携帯情報機器の外側の面積の大きい部分に取り付けられることを前提としているためアンテナコイル開口部５−１を大きくすることができ前述したごとく磁性体シート１０の働きとあいまってより長い通信距離を確保することが出来る。また、クッション材１２は携帯情報機器の破損を防止する。
【００４０】
また、前記磁性体シートは、初期透磁率が１０以上で厚みが０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下とすれば、外部機器との通信距離の確保に好適である。
【００４１】
図１１は図１０で示したメモリカード１１を携帯電話機７に適用し、アンテナコイル実装部１１−１を携帯電話機の底部に図示は略したが両面接着テープで貼り付けた場合の概略実装図である。なお、着脱が容易にできる面テープを使用する構成でもよい。
【００４２】
図１２は図１０で示したメモリカード１１搭載の携帯電話機７を外部機器としての電子乗車券改札機８にかざしている図であり、携帯電話機７の下側に位置するアンテナコイル５を含むＲＦＩＤと電子乗車券改札機８との間で電磁界を使っての通信を行う。電子乗車券改札機８から発生しアンテナコイル５の開口部５−１を通る磁束は、大部分が磁路抵抗の低い磁性体シート１０を通過することでループを形成する。
【００４３】
クッション材１２は携帯電話機７と電子乗車券改札機８との衝突時の衝撃を和らげることで携帯電話機７の破損を防ぐ。
【００４４】
＜実施形態４＞
本発明に係わるメモリカードにＲＦＩＤ用のＩＣ４として接触・非接触両用のＩＣを具備した場合の使用例について述べる。
【００４５】
携帯電話機に接触・非接触両用のＩＣ４を具備したメモリーカードを装着し、ＲＦＩＤの非接触通信ではメモリカードはＲＦＩＤのアンテナコイルを用いて情報の送受信を行う。一方メモリカードに設けられた接続端子介して携帯電話機との接触通信を行い携帯電話機のアンテナ１３からの電波を使って、他の電話とのデータのやりとりやホームページへのアクセス等を行う。これら２種類の接続を可能とし、かつデータを相互に共有できるようにすることで、より多くの情報を端末であつかうことが可能になる。例えば、非接触通信によって前述の電子乗車券としての通信を行い、履歴、経費などのデータをＩＣ４のメモリに格納する。さらに、携帯電話のアンテナ１３を介して電子乗車券としての金員のチャージ、電子乗車券としての金員の金融機関における決済、定期券更新、指定券予約のデータをメモリカードのＩＣ４に格納する。金銭の処理と改札処理をとも管理することで操作性を向上することができる。さらに、携帯電話にある表示部に、非接触及び接触によるデータ操作の操作履歴、とまり電子乗車券としての残金表示や使用経過明細を表示することでもユーザの使いやすさを向上することも可能である。
【００４６】
以上、本発明の好適な実施形態例について説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更をなし得ることは勿論である。
【００４７】
例えば、携帯電話機以外に、通信機能を有するＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などにも適用できる。また、用途としても電子乗車券以外に劇場入場など各種イベント入場にも適用できる。
【００４８】
また、フラッシュメモリ２、コントローラ３、ＩＣ４、コンデンサ６を別々にメモリカード１に搭載する実施例について示したが、フラッシュメモリ２、コントローラ３、ＩＣ４、コンデンサ６のいずれか２つ以上の機能の併せ持つ部品を搭載することも可能である。
【００４９】
【発明の効果】
携帯性を損なうことなく通信距離を確保したＲＦＩＤを有する携帯電話を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るメモリカード。
【図２】図１で示したメモリカード１の概略内部実装図。
【図３】図１で示したメモリカード１を携帯電話機７に適用した場合の概略実装図。
【図４】図３で示したメモリカード１搭載の携帯電話機７を外部機器としての電子乗車券改札機８にかざしている図。
【図５】本発明に係る他のメモリカード。
【図６】図５で示したメモリカード９の概略内部実装図。
【図７】図５で示したメモリカード９を携帯電話機７に適用した場合の概略実装図。
【図８】図７で示したメモリカード９搭載の携帯電話機７を外部機器としての電子乗車券改札機８にかざしている図。
【図９】本発明に係る他のメモリカード。
【図１０】図９で示したメモリカード１１のアンテナコイル実装部１１−１の概略構造図。
【図１１】図９で示したメモリカード１１を携帯電話機７に適用した場合の概略実装図。
【図１２】図１１で示したメモリカード１１搭載の携帯電話機７を外部機器としての電子乗車券改札機８にかざしている図。
【符号の説明】
１…メモリカード、１−１…アンテナコイル実装部、２…フラッシュメモリ、３…コントローラ、４…ＩＣ、５…アンテナコイル、５−１…アンテナコイル開口部 ５−２…基板 ６…共振用コンデンサ、７…携帯電話機、８…電子乗車券改札機、９…メモリカード、９−１…アンテナコイル実装部、１０…磁性体シート、１１…メモリカード、１１−１…アンテナコイル実装部、１１−２…フレキシブル基板、１２…クッション材、１３…アンテナ。

Claims (8)

1. 携帯情報機器に挿入されるメモリカードであって、
   外部機器とデータ通信を行うアンテナコイルを有し、
   前記携帯情報機器の前記メモリカードの挿入口の外側に前記ＲＦＩＤのアンテナコイルが配置される構造となっていることを特徴とするメモリカード。
2. 請求項１に記載のメモリカードに於いて、前記アンテナコイルがメモリカード本体と水平に配置されたことを特徴とするメモリカード。
3. 請求項１に記載のメモリカードに於いて、前記アンテナコイルがメモリカード本体と垂直に配置されたことを特徴とするメモリカード。
4. 請求項１に記載のメモリカードに於いて、前記アンテナコイルがメモリカード本体と可歪な導体で接続され、前記メモリカードが装着される携帯情報機器の外側に装着される構造であることを特徴とするメモリカード。
5. 請求項２〜４のいずれかに記載のメモリカードにおいて、アンテナコイルに透磁率が１０以上で厚みが０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下の磁性体シートが重ね合わさっていることを特徴とするメモリカード。
6. 請求項４に記載のメモリカードにおいて、アンテナコイルとの逆側にクッション材を具備することを特徴とするメモリカード。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のメモリカードにおいて、前記ＩＣが接触・非接触両用のＩＣであることを特徴とするメモリカード。
8. アンテナと、
   挿入口に挿入されるメモリカードと、
   表示部とを有し、
   上記メモリーカードは、外部機器とデータ通信を行うアンテナコイルと記憶部を有し、該記憶部は上記アンテナと上記アンテナコイルを介して受信したデータを格納し、
   前記ＲＦＩＤのアンテナコイルは前記挿入口の外側に配置されることを特徴とする携帯電話。

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