JP2008017299A - 無線端末ホルダおよび無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、無線端末を収容する本体の大きさを装着する無線端末と同程度の大きさに維持しつつ、当該無線端末を単体で使用する場合と比較して、通信距離の延長を可能とする無線端末ホルダを提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る無線端末ホルダは、アンテナを介して電波の授受を行う無線端末を着脱自在に収容する本体と、前記本体に設けられ、前記本体をつり下げることができる引っ張り強さを持つとともに、前記無線端末のアンテナ端子に接続された状態において前記アンテナとして機能するアンテナ部と、前記本体に設けられ、前記無線端末が前記本体に収容された状態において前記アンテナ部を前記無線端末のアンテナ端子に接続する接続部とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線端末ホルダおよび無線通信システムに関する。

近年、ＩＣチップに記憶されたデータを非接触方式で送受信する非接触式ＩＣタグ（ＲＦＩＤ）が、従来のバーコードに代わる次世代の個体認識技術として期待されている。この非接触式ＩＣタグは、通常、データを記憶するためのＩＣチップと、データを送受信するためのアンテナにより構成され、カード型、ラベル型、スティック型等さまざまな形状のものが開発されている。非接触式ＩＣタグのアンテナは、ＩＣチップが配設された基板に導電塗料をプリントすることにより形成されたり、当該基板にワイヤーを配設することにより形成されるのが一般的である。従って、アンテナの長さの延長に伴い、基板のサイズも大きくなる。
特開２００２−３５８４９７号公報

本発明は、無線端末を収容する本体の大きさを装着する無線端末と同程度の大きさに維持しつつ、当該無線端末を単体で使用する場合と比較して、通信距離の延長を可能とする無線端末ホルダを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明は、一実施形態として、アンテナを介して電波の授受を行う無線端末を着脱自在に収容する本体と、前記本体に設けられ、前記本体をつり下げることができる引っ張り強さを持つとともに、前記無線端末のアンテナ端子に接続された状態において前記アンテナとして機能するアンテナ部と、前記本体に設けられ、前記無線端末が前記本体に収容された状態において前記アンテナ部を前記無線端末のアンテナ端子に接続する接続部とを備えることを特徴とする無線端末ホルダを提供する。

上記構成において、前記アンテナ部は、中空に形成された紐状のストラップ部と、前記ストラップ部の中空内に挿入された導電性を有するアンテナ部材とを備えてもよい。また、紐の形状は必ずしも中空でなくてもよく、例えば紐に導電性の糸状材料を織り込むことによってアンテナ素子を形成しても良い。

上記構成において、前記アンテナ端子と前記接続部とは、各々金属端子を有し、相互の金属端子が接触することにより両者が電気的に接続されてもよい。

上記構成において、前記アンテナ端子と前記接続部とは、各々電磁誘導によって結合し得る無線インターフェースを有し、前記各無線インターフェースによって接続されてもよい。

上記構成において、ＵＨＦ帯の周波数を使用してデータの送受信を行う無線端末をさらに備えてもよい。

本発明はまた、一実施形態として、上記構成を備える無線端末ホルダと、前記無線端末ホルダに装着される無線端末と、前記無線端末ホルダを介して前記無線端末と通信を行う送受信装置とを備えることを特徴とする無線通信システムを提供する。

本発明は、装着する無線端末と同程度の大きさを維持しつつ、当該無線端末を単体で使用する場合と比較して、通信距離の延長を可能とする無線端末ホルダの提供を可能にする。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なおこの実施形態は本願発明の一例に過ぎず、発明の内容を限定するものではない。
（１）実施形態
図１は、本実施形態に係る無線端末ホルダ１の外観斜視図を示す図である。
同図に示されるように、無線端末ホルダ１は、本体１０とアンテナ内蔵ストラップ２０により構成されている。
本体１０は、直方体形状をしており、上方が開口している中空構造を有している。本体１０は、底面部１０１、側面部１０２、１０３、背面部１０４および中央部分に方形の切欠窓１０５´が設けられている正面部１０５を有している。この本体１０には外形が板状に形成されている無線端末３０が収容可能であり、本体１０の収容空間の幅方向の長さは、装着される無線端末３０の幅方向の長さより僅かに長く設定され、本体１０の縦方向の長さは、装着される無線端末３０の縦方向の長さより僅かに長く設定され、本体１０の厚さは、装着される無線端末の厚さより僅かに厚く設定される。
アンテナ内蔵ストラップ２０は、ストラップ２０１と、当該ストラップ２０１の内部に配設されるアンテナ２０２により構成されている。アンテナ内蔵ストラップ２０のストラップ２０１は、化学繊維、合成樹脂、皮革等から作られており、無線端末ホルダ１の使用者は、例えば、当該ストラップ２０１を首に掛けたり、手に持ったりして携帯することができる。ストラップ２０１の内部に配設されるアンテナ２０２には、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、ループアンテナ等の電界放射型のアンテナを使用する。

アンテナ２０２としてモノポールアンテナ又はダイポールアンテナを使用した場合には、その長さは、無線端末ホルダ１とデータの送受信を行うリーダライタ（図示略）が出力する電波の周波数の１／４波長に設定される。そのため、周波数が７５ＭＨｚ以上の場合には、アンテナ２０２の長さは１ｍ以下となる。周波数がＵＨＦ帯（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の場合には、アンテナ２０２の長さは２．５ｃｍ〜２５ｃｍが適正である。一例として300MHz帯の微弱無線強度で通信した場合、無線端末ホルダ１とリーダライタの通信距離は約１ｍとなる。
アンテナ２０２としてループアンテナを使用した場合には、その長さは、無線端末ホルダ１とデータの送受信を行うリーダライタが出力する電波の周波数の１波長に設定される。そのため、周波数が１５０ＭＨｚ以上の場合には、アンテナ２０２の長さは２ｍ以下となる。周波数がＵＨＦ帯の場合には、アンテナ２０２の長さは１０ｃｍ〜１ｍが適正である。一例として300MHz帯の微弱無線強度で通信した場合、無線端末ホルダ１とリーダライタの通信距離は約１ｍとなる。
この場合、ストラップ２０１を首にかけて用いる場合には、ストラップ２０１の長さは首にかけ易い長さに設定するとともに、ストラップ２０１内に設けられるアンテナ２０２の長さは、使用される周波数に対応する長さにすればよい。すなわち、ストラップ２０１の一部にアンテナ２０２を配置したり、多重に巻き回したループアンテナをストラップ２０１内に収容したりする。

図２は、本体１０の背面部１０４の収容側（以下、単に背面部１０４と記載する）に形成される電極パターンの一例を示す図である。同図に示されるように、本体１０の背面部１０４には、接続端子１０４１と、当該接続端子１０４１をアンテナ２０２と接続するための接続用配線１０４２が形成されている。
本体１０の背面部１０４は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のプラスチック、塩ビ（ポリエチレン）、ポリカーポネート、ポリアミド等の絶縁性の基材により形成される。一方、接続端子１０４１と接続用配線１０４２は、アルミニウム薄層や銅薄層等の導電性薄層により形成される。
接続端子１０４１は、無線端末３０側の接続端子と接続されることにより、無線端末ホルダ１と無線端末３０の間のデータの送受信を可能にする。その結果、無線端末３０に記憶されたデータは、無線端末ホルダ１のアンテナ２０２を介してリーダライタに送信可能であり、また、リーダライタから送信されたデータはアンテナ２０２を介して受信可能になる。
なお、接続端子１０４１の背面部１０４上の位置および数は、図２に示される例に限らず、無線端末ホルダ１に装着される無線端末３０の接続端子の構成に応じて決定される。

図３は、無線端末ホルダ１に装着される無線端末３０の構成の一例を示す図である。同図に示されるように、この例に係る無線端末３０は、ベース基板３０１、ＩＣチップ３０２、接続端子３０３、接続用配線３０４およびアンテナコイル３０５により構成されている。使用する周波数帯は、ＵＨＦ帯またはマイクロ波帯である。
無線端末３０のベース基板３０１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のプラスチック、塩ビ（ポリエチレン）、ポリカーボネート、ポリアミド等の絶縁性の基材により形成される。一方、接続端子３０３、接続用配線３０４およびアンテナコイル３０５は、アルミニウム薄層や銅薄層等の導電性薄層を有し、ベース基板３０１に積層された導電性薄層をフォトエッチングして形成される。
ＩＣチップ３０２は、ＵＨＦ帯またはマイクロ波帯を使用し、アンテナコイル３０５を介してリーダライタ（図示略）とデータの送受信を行う。
接続端子３０３は、接続用配線３０４を介してＩＣチップ３０２と接続される一方、無線端末ホルダ１側の接続端子１０４１と接続されることにより、無線端末３０と無線端末ホルダ１の間のデータの送受信を可能にする。その結果、無線端末３０のＩＣチップ３０２は、無線端末ホルダ１のアンテナ２０２を介してリーダライタとデータの送受信を行うことが可能になる。
一般的なカード型の無線端末は、３００ＭＨｚの周波数を使用してアンテナコイルで通信を行った場合、その通信距離は約２〜３ｃｍである。これに対して、同じく３００ＭＨｚの周波数を使用して無線端末ホルダ１のアンテナ２０２で通信を行った場合、その通信距離は約１ｍとなる。

（２）変形例
（２−１）変形例１
図４は、無線端末ホルダ１の本体１０の背面部１０４に形成される電極パターンの他の例を示す図である。アンテナ２０２に対する給電方法は、図２に示されるような平衡給電方式に限らず、図４に示されるような不平衡給電方式を採用することも可能である。
同図に示される背面部１０４には、接続端子１０４１と、当該接続端子１０４１をアンテナ２０２と接続するための接続用配線１０４２に加えて、グラウンド１０４３と、当該グラウンドと接続端子１０４１を接続するための接続用配線１０４４が形成されている。
尚、本変形例に係る接続端子１０４１の位置および数も、無線端末ホルダ１に装着される無線端末３０の接続端子３０３の構成に応じて決定される。

（２−２）変形例２
図５は、無線端末ホルダ１の本体１０の背面部１０４に形成される電極パターンの他の例を示す図である。無線端末３０との接続方法は、図２に示されるような接触方式に限らず、図５に示されるような非接触方式を採用することも可能である。
同図に示される背面部１０４には、接続端子１０４１と接続用配線１０４２に代えて、アンテナコイル１０４５が形成されている。
図６は、このような構成を備える無線端末ホルダ１に装着される無線端末３０の構成の一例を示す図である。同図に示される無線端末３０には、図３の例と同様に、ベース基板３０１、ＩＣチップ３０２、アンテナコイル３０５が含まれているが、接続端子３０３および接続用配線３０４は含まれておらず、代わりにアンテナコイル３０６が含まれている。アンテナコイル３０６は、無線端末ホルダ１側のアンテナコイル１０４５と非接触方式で通信を行うことにより、無線端末３０と無線端末ホルダ１の間のデータの送受信を可能にする。その結果、無線端末３０のＩＣチップ３０２は、無線端末ホルダ１のアンテナ２０２を介してリーダライタとデータの送受信を行うことが可能になる。無線端末にアンテナコイルが形成されている場合は、そのアンテナコイルを利用すれば、無線端末単体でも近距離の無線通信が可能である。
尚、本変形例に係るアンテナコイル１０４５の背面部１０４上の位置は、無線端末ホルダ１に装着される無線端末３０のアンテナコイル１０４５の構成に応じて決定される。

無線端末ホルダ1の外観斜視図である。 無線端末ホルダ１の本体１０の背面部１０４に形成される電極パターンの一例を示す図である。 無線端末ホルダ１に装着される無線端末３０の構成の一例を示す図である。 無線端末ホルダ１の本体１０の背面部１０４に形成される電極パターンの一例を示す図である。 無線端末ホルダ１の本体１０の背面部１０４に形成される電極パターンの一例を示す図である。 無線端末ホルダ１に装着される無線端末３０の構成の一例を示す図である。

符号の説明

１…無線端末ホルダ、１０…本体、１０１…底面部、１０２、１０３…側面部、１０４…背面部、１０４１、３０３…接続端子、１０４２、１０４４、３０４…接続用配線、１０４３…グラウンド、１０４５、３０５、３０６…アンテナコイル、１０５…正面部、１０５´…切欠窓、２０…アンテナ内蔵ストラップ、２０１…ストラップ、２０２…アンテナ、３０…無線端末、３０１…ベース基板、３０２…ＩＣチップ。

Claims (6)

1. アンテナを介して電波の授受を行う無線端末を着脱自在に収容する本体と、
   前記本体に設けられ、前記本体をつり下げることができる引っ張り強さを持つとともに、前記無線端末のアンテナ端子に接続された状態において前記アンテナとして機能するアンテナ部と、
   前記本体に設けられ、前記無線端末が前記本体に収容された状態において前記アンテナ部を前記無線端末のアンテナ端子に接続する接続部と
   を備えることを特徴とする無線端末ホルダ。
2. 前記アンテナ部は、中空に形成された紐状のストラップ部と、前記ストラップ部の中空内に挿入された導電性を有するアンテナ部材とを備えることを特徴とする請求項１記載の無線端末ホルダ。
3. 前記アンテナ端子と前記接続部とは、各々金属端子を有し、相互の金属端子が接触することにより両者が電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載の無線端末ホルダ。
4. 前記アンテナ端子と前記接続部とは、各々電磁誘導によって結合し得る無線インターフェースを有し、前記各無線インターフェースによって接続されることを特徴とする請求項１記載の無線端末ホルダ。
5. ＵＨＦ帯の周波数を使用してデータの送受信を行う無線端末をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の無線端末ホルダ。
6. 請求項１に記載の無線端末ホルダと、
   前記無線端末ホルダに装着される無線端末と、
   前記無線端末ホルダを介して前記無線端末と通信を行う送受信装置と
   を備えることを特徴とする無線通信システム。

Images