JP2006157598A - 携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】 裏面通信時においても不感帯を発生させることなく、リーダライタアンテナと良好に非接触通信することができる携帯端末を提供する。
【解決手段】 下筐体２と、上筐体４と、下筐体２内に設けられ第１表面５および第２表面６を有する電子部品実装基板７と、上筐体４内に設けられ、下筐体２と上筐体４とが近接した状態にあるときに電子部品実装基板７の第２表面６に対向する第１表面１２と第２表面１３とを有する電子部品実装基板１４と、電子部品実装基板７の第１表面５に対向して下筐体２内に設けられ、リーダライタアンテナと非接触通信を行う非接触通信用アンテナ８と、電子部品実装基板１４の第２表面１３に対向して設けられた磁性体シート１５とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、非接触ＩＣカード機能を備えた携帯端末に関するものである。

従来の携帯端末は、図９に示すように、電子機器４０を内部に有する筐体４１を備え、筐体４１の内面に、外部のリーダライタアンテナ４２と非接触通信を行う非接触通信用アンテナを有するシート状のフレキシブル基材４３を貼着し、フレキシブル基材４３上に非接触通信用アンテナを覆うシート状の軟磁性体電波吸収体４４を貼着することによって、リーダライタアンテナ４２または内部の非接触通信用アンテナから発生した磁界が金属体やシールドケースによって渦電流に変換されることを防止し、筐体４１の非接触通信用アンテナが設けられた内面に背向する外面４５をリーダライタアンテナ４２に接近させて行われる非接触通信（以下、単に「表面通信」と記載する。）の性能を向上していた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１５３４６３号公報（第４頁、第１図）

しかしながら、従来の携帯端末においては、表面通信の性能を向上することができるものの、表面通信時にリーダライタアンテナに接近させる外面４５に背向する外面４６をリーダライタアンテナ４２に接近させて行われる非接触通信（以下、単に「裏面通信」と記載する。）では、電子機器４０や筐体４１等に含まれる金属部とリーダライタアンテナ４２とが磁気結合してリーダライタアンテナ４２のインダクタンスが低下し、リーダライタアンテナ４２の共振周波数が非接触通信用アンテナと通信可能な範囲外まで変動してしまう。

このため、従来の携帯端末においては、裏面通信時に、非接触通信用アンテナがリーダライタアンテナ４２に対して通信可能な距離にありながらリーダライタアンテナ４２と通信不可能になる領域（以下、単に「不感帯」と記載する。）が発生し、通信性能が悪くなるといった問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、裏面通信時においても不感帯を発生させることなく、リーダライタアンテナと良好に非接触通信することができる携帯端末を提供することを目的とする。

本発明の携帯端末は、筐体と、前記筐体内に設けられ第１、２表面を有する電子部品実装基板と、前記電子部品実装基板の第１表面に対向して前記筐体内に設けられ、リーダライタアンテナと非接触通信を行う非接触通信用アンテナと、前記電子部品実装基板の第２表面に対向して設けられた磁性体とを備えた構成を有している。

この構成により、本発明の携帯端末は、磁性体とリーダライタアンテナとが磁気結合することにより、携帯端末に含まれる金属部とリーダライタアンテナとの磁気結合によって生じるリーダライタアンテナの共振周波数の変動が抑制されるため、裏面通信時においても不感帯を発生させることなく、リーダライタアンテナと良好に非接触通信することができる。

なお、前記磁性体は、前記筐体の内面に取り付けられていてもよく、前記筐体の外面に取り付けられていてもよい。また、前記磁性体の比透磁率は、１５以上であることが好ましい。

本発明は、裏面通信時においても不感帯を発生させることなく、リーダライタアンテナと良好に非接触通信することができる携帯端末を提供するものである。

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。

本発明の一実施の形態の携帯端末を図１に示す。

携帯端末１は、下筐体２と、ヒンジ３を介して下筐体２に回動可能に接続された上筐体４と、下筐体２に設けられ第１表面５および第２表面６を有する電子部品実装基板７と、電子部品実装基板７の第１表面５に対向して下筐体２に設けられ、リーダライタアンテナと非接触通信を行う非接触通信用アンテナ８と、非接触通信用アンテナ８の電子部品実装基板７側に非接触通信用アンテナ８を覆うように設けられた磁性体シート９とを備えている。

電子部品実装基板７の第１表面５および第２表面６の少なくとも一方には、通話処理、通信処理およびデータ処理等を行うための回路が形成されている。

磁性体シート９は、磁界を受けた電子部品実装基板７等に含まれる金属に渦電流が発生することを抑制して、非接触通信用アンテナ８で受ける磁界が弱まることを抑制している。なお、本実施形態においては、磁性体シート９として比透磁率が３５の磁性体を用いた。

携帯端末１は、上筐体４内に設けられ文字や画像を表示するためのメインＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１０およびサブＬＣＤ１１と、上筐体４内に設けられ、下筐体２と上筐体４とが近接した状態にあるときに電子部品実装基板７の第２表面６に対向する第１表面１２と第２表面１３とを有する電子部品実装基板１４と、電子部品実装基板１４の第２表面１３に対向して上筐体４の内面に取り付けられた磁性体シート１５とをさらに備えている。

電子部品実装基板１４の第１表面１２および第２表面１３の少なくとも一方には、メインＬＣＤ１０およびサブＬＣＤ１１の表示制御等を行うための回路が形成されている。

磁性体シート１５は、上筐体４の強度を確保するための金属部１６のように下筐体２、上筐体４、電子部品実装基板７、１４および図示しない電池等に含まれる金属（以下、「携帯端末１に含まれる金属部」と総称する。）と磁気結合するようになっている。

ここで、磁性体シート１５について図２および図３を参照して詳細に説明する。図２は、携帯端末１とリーダライタアンテナとの裏面通信時の位置関係の一例を示す模式図である。

携帯端末１とリーダライタアンテナ２０とが図２に示した位置関係にある場合、すなわち、携帯端末１の中心軸２２とリーダライタアンテナ２０のループパターン２３の中心軸２４が一致するように携帯端末１を配置した場合には、ループパターン２３と携帯端末１に含まれる金属部との磁気結合の度合い、すなわち磁気結合係数が最も大きくなる。この場合には、リーダライタアンテナ２０の共振周波数の変動量が大きくなり、不感帯が最も広くなる。

磁性体シート１５は、携帯端末１とリーダライタアンテナ２０との位置関係が図２に示した位置関係にあるときに、図３に示すように、リーダライタアンテナ２０と磁気結合するように配置されている。なお、リーダライタアンテナ２０の共振周波数の変動量が大きい場合には、磁性体シート１５の比透磁率をある程度高くする必要があるため、磁性体シート１５の比透磁率は、１５以上であることが好ましい。なお、本実施形態においては、磁性体シート１５として比透磁率が６０の磁性体を用いた。

図４は、携帯端末１がリーダライタアンテナ２０に対して図２に示した位置関係にある場合に、携帯端末１とリーダライタアンテナ２０との間の距離（以下、単に「通信距離」と記載する。）を携帯端末１の中心軸２２に沿って変えながら測定したリーダライタアンテナ２０の共振周波数を示すグラフである。

なお、曲線Ａは、携帯端末１に代えて従来の携帯端末を用いた場合のリーダライタアンテナ２０の共振周波数を示し、曲線Ｂは、携帯端末１を用いた場合のリーダライタアンテナ２０の共振周波数を示している。

従来の携帯端末や携帯端末１をリーダライタアンテナ２０に近づけると、リーダライタアンテナ２０の共振周波数が急激に上昇することが図４に示したグラフによって分かる。これは、通信距離が短い場合には、従来の携帯端末や携帯端末１に含まれる金属部とリーダライタアンテナ２０との磁気結合係数が大きくなり、リーダライタアンテナ２０の共振周波数が変動してしまうためである。

しかしながら、曲線Ａと曲線Ｂとを比べると、携帯端末１を用いた場合のリーダライタアンテナ２０の共振周波数の上昇が抑えられていることが分かる。これは、磁性体シート１５とリーダライタアンテナ２０とが磁気結合し、携帯端末１に含まれる金属部とリーダライタアンテナ２０との磁気結合係数が小さくなり、携帯端末１に含まれる金属部とリーダライタアンテナ２０との磁気結合によって生じるリーダライタアンテナ２０の共振周波数の変動が抑制されるためである。

図５は、従来の携帯端末がリーダライタアンテナ２０に対して図２に示した位置関係にある場合に、通信距離を従来の携帯端末の中心軸に沿って変えながら測定した通信成功率を示すグラフである。また、図６は、携帯端末１がリーダライタアンテナ２０に対して図２に示した位置関係にある場合に、通信距離を携帯端末１の中心軸２２に沿って変えながら測定した通信成功率を示すグラフである。

ここで、通信成功率とは、従来の携帯端末または携帯端末１とリーダライタアンテナ２０との間でデータまたはコマンドの送受信を繰り返し行った試行回数に対する正常に通信できた回数の割合である。例えば、試行回数が１００回で正常に通信できた回数が１００回の場合には、通信成功率１００％となり、試行回数が１００回で正常に通信できた回数が６０回の場合には、通信成功率６０％となり、試行回数が１００回で正常に通信できた回数が０回の場合には、通信成功率０％となる。

図５に示したグラフによって、従来の携帯端末では、通信距離を短くしていくと通信成功率が低下する部分が発生することが分かる。これは、リーダライタアンテナ２０と非接触通信用アンテナとが通信不可能なところまで、リーダライタアンテナ２０の共振周波数が変動してしまったためである。

ここで、通信距離をさらに短くするとリーダライタアンテナ２０の共振周波数が図４に示したように高くなり、非接触通信用アンテナとリーダライタアンテナ２０との磁気結合係数も大きくなるために再び通信成功率が１００％になる。

一方、携帯端末１では、前述したようにリーダライタアンテナ２０の共振周波数の上昇が抑制されているため、図６に示すように通信距離を短くしていっても通信成功率が低下する部分が生じていない。

このような本発明の一実施の形態の携帯端末１によれば、磁性体シート１５とリーダライタアンテナ２０とが磁気結合することにより、携帯端末１に含まれる金属部とリーダライタアンテナ２０との磁気結合によって生じるリーダライタアンテナ２０の共振周波数の変動が抑制されるため、裏面通信時においても不感帯を発生させることなく、リーダライタアンテナ２０と良好に非接触通信することができる。

なお、本実施形態において、磁性体シート１５は、上筐体４の内面に設けられていると説明したが、本発明においては、磁性体シート１５は、図７に示すように、上筐体４の外面に設けてもよい。

また、本実施形態において、下筐体２および上筐体４は、ヒンジ３によって回動可能に接続されていると説明したが、本発明においては、図８に示すように、下筐体２および上筐体４を一体に形成し、電子部品実装基板７および電子部品実装基板１４をさらに一体に形成してもよい。なお、図８において、符号２５は、下筐体２および上筐体４を一体に形成したものを示し、符号２６は、電子部品実装基板７および電子部品実装基板１４を一体に形成したものを示している。

以上のように、本発明にかかる携帯端末は、裏面通信時においても不感帯を発生させることなく、リーダライタアンテナと良好に非接触通信することができるという効果を有し、例えば、非接触ＩＣカード機能を備えた携帯端末等として有用である。

本発明の一実施の形態における携帯端末の断面図 本発明の一実施の形態における携帯端末とリーダライタアンテナとの裏面通信時の位置関係の一例を示す模式図 本発明の一実施の形態における携帯端末を構成する磁性体シートとリーダライタアンテナとが磁気結合する様子を示す模式図 本発明の一実施の形態における携帯端末とリーダライタアンテナとの間の通信距離とリーダライタアンテナの共振周波数との関係を示すグラフ 従来の携帯端末とリーダライタアンテナとの間の通信距離と通信成功率との関係を示すグラフ 本発明の一実施の形態における携帯端末とリーダライタアンテナとの間の通信距離と通信成功率との関係を示すグラフ 本発明の一実施の形態における携帯端末の他の第１の態様の断面図 本発明の一実施の形態における携帯端末の他の第２の態様の断面図 従来の携帯端末の断面図

符号の説明

１ 携帯端末
２ 下筐体
３ ヒンジ
４ 上筐体
７、１４ 電子部品実装基板
８ 非接触通信用アンテナ
９、１５ 磁性体シート
１０ メインＬＣＤ
１１ サブＬＣＤ
２０、４２ リーダライタアンテナ
４１ 筐体
４３ フレキシブル基材
４４ 軟磁性体電波吸収体

Claims (4)

1. 筐体と、
   前記筐体内に設けられ第１、２表面を有する電子部品実装基板と、
   前記電子部品実装基板の第１表面に対向して前記筐体内に設けられ、リーダライタアンテナと非接触通信を行う非接触通信用アンテナと、
   前記電子部品実装基板の第２表面に対向して設けられた磁性体とを備えたことを特徴とする携帯端末。
2. 前記磁性体は、前記筐体の内面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
3. 前記磁性体は、前記筐体の外面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
4. 前記磁性体の比透磁率は、１５以上であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の携帯端末。

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