JP2006237782A - 携帯情報端末 - Google Patents

Abstract

【課題】 少ない占有体積で携帯情報端末の裏表で同等の通信距離を得ることができ、機器の小型化に貢献すると共に改札機通過に支障をきたさなくすることができる携帯情報端末を実現する。
【解決手段】 電磁結合により非接触で外部機器から電力供給を受けて該外部機器と信号を授受するアンテナ部を、板状もしくは棒状の芯材に線材を巻回して構成し、当該アンテナ部を携帯電話機１の端面近傍に厚さ方向に配置したので、少ない占有体積で携帯情報端末の裏表で同等の通信距離を得ることができ、機器の小型化に貢献すると共に改札機通過に支障をきたさなくすることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、外部機器から非接触で電力供給を受けて該外部機器と信号を授受する携帯情報端末に関する。

携帯電話機などの携帯情報端末に実装され、電磁結合により非接触で外部機器から 電力供給を受けて該外部機器と信号を授受する非接触ＩＣカード用アンテナが知られている。図１４および図１５を参照して従来の携帯情報端末に搭載される非接触ＩＣカード用アンテナの一例について説明する。図１４は非接触ＩＣカード用アンテナが搭載された携帯電話機１の側面図であり、実装状態を分かりやすく説明するためにアンテナ部分を破断図で図示している。図１５は、非接触ＩＣカード用アンテナが搭載された携帯電話機１の下面破断図である。

図１４および図１５に図示する通り、携帯電話機１の面方向（長手方向）に配設されるアンテナ基板２は、渦巻き状に形成されたアンテナコイル５を備える。アンテナコイル５には、携帯電話機１内に実装されるＩＣ６（実装状態図示は略す）と共振用コンデンサ７（実装状態図示は略す）が並列に接続される。図示されていないリーダライタからの磁束はアンテナコイル５の開口部を通り、携帯電話機１の回路部４とアンテナコイル５との間に設けた空隙３を磁路としてループを形成する。なお、空隙３の替わりに磁性材を用いることも知られている。こうした構成の携帯端末装置については、例えば特許文献１に開示されている。
特開２００２−８４３４５号公報

ところで、上記従来技術として開示した構成の携帯情報端末は、リーダライタにかざすことによって電磁結合するが、その際の通信性能は非接触ＩＣカード用アンテナが設置されている面と逆の面とで大きな差が出る。そのため、携帯情報端末にアンテナの設置位置を示すマークを印刷することでリーダライタに向ける方向をユーザーに示唆することが行われている。

しかし、ユーザがリーダライタにかざす方向を間違えることもあり、とりわけ携帯情報端末を「乗車券」として使われる場合には、かざす方向の間違えがラッシュ時の改札通過に大きな遅滞を及ぼす。そのため、両面で同等の通信距離を得る手段として、ＩＣとアンテナをそれぞれ別に用意したり、２個のアンテナを連結することやアンテナだけを用意しＩＣの構造を変える等の試みが為されているが、いずれもコストが高くなる、通信距離が短くなるという問題だけでなく両面にアンテナを用意せざるを得ず、アンテナ部の占める体積が大きくならざるを得なく、ひいては本体の小型化に相反するという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、少ない占有体積で携帯情報端末の裏表で同等の通信距離を得ることができ、機器の小型化に貢献すると共に改札機通過に支障をきたさなくすることができる携帯情報端末を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、電磁結合により非接触で外部機器から電力供給を受けて該外部機器と信号を授受するアンテナ部を備える携帯情報端末において、前記アンテナ部を板状もしくは棒状の芯材に線材を巻回して構成し、当該アンテナ部を端末筐体の端面近傍に厚さ方向に配置したことを特徴とする。

上記請求項１に従属する請求項２に記載の発明では、前記アンテナ部は、板状もしくは棒状の芯材に磁性体を使用したことを特徴とする。

上記請求項１に従属する請求項３に記載の発明では、前記アンテナ部は、板状もしくは棒状の芯材に１ｍｍ以上の間隔で線材を巻いた構成を備えることを特徴とする。

上記請求項１に従属する請求項４に記載の発明では、前記アンテナ部は、板状もしくは棒状の芯材に線材を巻いたアンテナコイルの両端に共振用のコンデンサを接続し、その一端と中間タップに外部機器へ情報を送出する非接触ＩＣを接続した構成を備えることを特徴とする。

本発明によれば、電磁結合により非接触で外部機器から電力供給を受けて該外部機器と信号を授受するアンテナ部を、板状もしくは棒状の芯材に線材を巻回して構成し、当該アンテナ部を端末筐体の端面近傍に厚さ方向に配置したので、少ない占有体積で携帯情報端末の裏表で同等の通信距離を得ることができ、機器の小型化に貢献すると共に改札機通過に支障をきたさなくすることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の一形態による携帯電話機１のアンテナ部実装構造を示す側面図であり、実装状態を分かりやすく説明するためにアンテナ部分を破断図で示したものである。図２は、図１に図示した携帯電話機１の前面破断図である。図１および図２において、板状の磁性材８に線材を巻き付けて形成されたアンテナコイル９は、両端に携帯電話機１内に実装される共振用コンデンサ７（実装状態図示は略す）が接続され、コイルの一端と同コイルの中間端子が携帯電話機１内に実装されるＩＣ６（実装状態図示は略す）に接続される。リーダライタからの磁束は磁性材８を通りループを形成する。

図３は、前述のＩＣ６、共振用コンデンサ７、アンテナコイル９の接続状態を示す回路図である。この図に示すように、アンテナコイル９の両端に共振用コンデンサ７が接続され、アンテナコイル９の一端と中間端子がＩＣ６に接続される。
図４は、通信エリア測定時の携帯電話機１とリーダライタ１０との位置関係を示しており、リーダライタ１０のアンテナコイル上面中心に対して携帯電話機１に実装されたアンテナコイル９が形成される磁性材８からなるアンテナ部の下面中心との座標（ｘ，ｚ）を示すこととなる。

図５は、図１および図２において説明した構造で高さ１４ｍｍ、横幅２５ｍｍ、厚さ１ｍｍ、占有体積３５０立方ｍｍで透磁率２７の磁性材８に両端から等間隔で総巻き数１０ターンのアンテナコイル９を形成し両端に共振用コンデンサ７を接続し、一端と４．５ターンの中間端子をＩＣ６に接続したものの通信エリアを示している。この図に示す特性から明らかなように、携帯電話機１の表裏で通信エリアの差はほとんど無い。

図６は、図５で記述の磁性材８に両端から等間隔で総巻き数１０ターンのアンテナコイル９を形成し、これまでの技術であるアンテナコイル９の両端に共振用コンデンサ７とＩＣ６を並列に接続した場合の通信エリアを示している。携帯電話機１の表裏で通信エリアの差はほとんど無い。

図７は、図５で記述の磁性材８に両端から等間隔で総巻き数１８ターンのアンテナコイル９を形成し、本発明であるアンテナコイル９の両端に共振用コンデンサ７を接続し、一端と７．５ターンの中間端子をＩＣ６に接続したものの通信エリアを示している。巻き数を増やすことが線間隔を狭くすることとなり、通信距離延長に結びつかない。携帯電話機１の表裏で通信エリアの差はほとんど無い。

図８は、従来技術である、図１４および図１５に図示した構造でアンテナパターン外形を縦３５ｍｍ横５５ｍｍとし、磁路確保用の磁性材シートなどを含めて占有体積約２８００立方ｍｍのアンテナ部を携帯電話機１に装着したもののアンテナ部装着側での通信エリアを示している
図９は、前述の携帯電話機１を裏返した状態での通信エリアを示す。表裏で通信エリアに大きな差が生じている。

図１０は、本発明によるアンテナ部実装位置の他の一例でありアンテナ部１１を透視した状態を示しており、折りたたみ型の携帯電話機１のヒンジ部近傍で携帯電話機自体のアンテナの内側に配置したものである。

図１１は、本発明によるアンテナ部実装位置の他の一例でありアンテナ部１１を透視した状態を示しており、折りたたみ型携帯電話機１の操作部筐体の横面に配置したものである。

図１２は、本発明によるアンテナ部実装位置の他の一例でありアンテナ部１１を透視した状態を示しており、折りたたみ型携帯電話機１の操作部端面に配置したものである。

図１３は、本発明によるアンテナ部実装位置の他の一例でありアンテナ部１１を透視した状態を示しており、折りたたみ型携帯電話機１のヒンジ部近傍で携帯電話機自体のアンテナに隣接して配置したものである。

以上説明したように、本実施の形態では、電磁結合により非接触で外部機器から電力供給を受けて該外部機器と信号を授受するアンテナ部を、板状もしくは棒状の芯材に線材を巻回して構成し、当該アンテナ部を携帯電話機１の端面近傍に厚さ方向に配置したので、少ない占有体積で携帯情報端末の裏表で同等の通信距離を得ることができ、機器の小型化に貢献すると共に改札機通過に支障をきたさなくすることができる。

本発明の実施の一形態による携帯電話機１のアンテナ部実装構造を示す側面図である。 図１に図示した携帯電話機１の前面破断図である。 ＩＣ６、共振用コンデンサ７、アンテナコイル９の接続状態を示す回路図である。 通信エリア測定時の携帯電話機１とリーダライタ１０との位置関係を示す図である。 図１および図２に図示した構造による携帯電話機１の通信エリアを示す図である。 磁性材８に両端から等間隔で総巻き数１０ターンのアンテナコイル９を形成し、その両端に共振用コンデンサ７とＩＣ６を並列に接続した場合の通信エリアを示す図である。 磁性材８に両端から等間隔で総巻き数１８ターンのアンテナコイル９を形成し、その両端に共振用コンデンサ７を接続し、一端と７．５ターンの中間端子をＩＣ６に接続した場合の通信エリアを示す図である。 従来技術によるアンテナ部装着側での通信エリアを示す図である。 従来技術によるアンテナ部を裏返した状態での通信エリアを示す図である。 本発明によるアンテナ部実装位置の他の一例を示す図である。 本発明によるアンテナ部実装位置の他の一例を示す図である。 本発明によるアンテナ部実装位置の他の一例を示す図である。 本発明によるアンテナ部実装位置の他の一例を示す図である。 従来技術を説明するための図である。 従来技術を説明するための図である。

符号の説明

１ 携帯電話機
２ アンテナ基板
３ 空隙
４ 携帯電話機内部回路
５ アンテナコイルパターン
６ ＩＣ
７ 共振用コンデンサ
８ 磁性材
９ アンテナコイル
１０ リーダライタ
１１ アンテナ部

Claims (4)

1. 電磁結合により非接触で外部機器から電力供給を受けて該外部機器と信号を授受するアンテナ部を備える携帯情報端末において、
   前記アンテナ部を板状もしくは棒状の芯材に線材を巻回して構成し、当該アンテナ部を端末筐体の端面近傍に厚さ方向に配置したことを特徴とする携帯情報端末。
2. 前記アンテナ部は、板状もしくは棒状の芯材に磁性体を使用したことを特徴とする請求項１記載の携帯情報端末。
3. 前記アンテナ部は、板状もしくは棒状の芯材に１ｍｍ以上の間隔で線材を巻いた構成を備えることを特徴とする請求項１記載の携帯情報端末。
4. 前記アンテナ部は、板状もしくは棒状の芯材に線材を巻いたアンテナコイルの両端に共振用のコンデンサを接続し、その一端と中間タップに外部機器へ情報を送出する非接触ＩＣを接続した構成を備えることを特徴とする請求項１記載の携帯情報端末。

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