JP2008152677A - 非接触通信補助機能を備えた携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯端末の非接触通信用アンテナと携帯端末本体との間の長さを十分にとることができ、かつそのことにより常時邪魔になるものが存在することがなく、携帯端末に内蔵されたＩＣチップへ伝達する電力の減衰量が大きくなることのない携帯端末を提供する。
【解決手段】携帯端末本体から非接触通信用アンテナを引き伸ばしてリーダ／ライタとの通信を行い、通信終了後非接触通信用アンテナを引き戻して携帯端末本体に収納する。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯端末本体を直接リーダ／ライタにかざさなくても通信できるようにする非接触通信補助機能を備えた携帯端末あるいは非接触通信補助装置に関するものである。

近年、携帯端末に各種機能が付加されるようになり、例えば携帯端末に非接触通信機能を有するＩＣチップを内蔵し、電子マネーの財布の機能を持たせることが行われている。
このような電子マネーサービスの普及に伴い、携帯端末を手に取ってリーダ／ライタにかざすことにより決済を行うことが増えてきた。

しかし、携帯端末をかざす最中に、携帯端末を誤って手放したりすることで携帯端末が疵付いたり破損したりするといった問題が発生している。
この問題を回避するためには、例えば携帯端末内蔵のＩＣチップのアンテナを携帯端末から伸ばせるようにして、伸ばしたアンテナをリーダ／ライタにかざせばよい。

このようなアンテナの長さを確保する方法として、リーダ／ライタとＩＣチップとの通信を非接触通信補助装置で中継する方法が、以下の特許文献１、２に示されている。
下記特許文献１に開示された技術は、ＴＡＧ装置のアンテナと電磁結合する第１の結合部とリーダ／ライタ装置と電磁結合する第２の結合部を備えた中継装置を非接触通信補助装置として用いることにより、実質的にＴＡＧ装置のアンテナの長さを確保しようとするものである。

また、下記特許文献２に開示された技術は、ブースタアンテナのコイルを介して金属製の筐体内に設置されたＩＣタグのアンテナとリーダライタのアンテナを電磁結合させて、実質的にＩＣタグのアンテナの長さを確保しようとするものである。

これらの従来技術の考え方は、リーダ／ライタとＩＣチップの間に非接触通信補助装置を配置することで、リーダ／ライタと非接触補助通信装置ならびにＩＣチップと非接触通信補助装置とがそれぞれ電磁結合され、リーダ／ライタとＩＣチップ間の距離を非接触通信補助装置の配線の長さ分確保しようというものである。
特開２００３―１７９５２６号公報 特開２００４―２５３８５８号公報

上記従来技術で示されるような非接触通信補助装置は、携帯端末を入れているポケット等からリーダ／ライタまでの距離の通信を中継するものであった場合、中継する非接触通信補助装置の配線の長さは約５０〜８０ｃｍ必要であり、非接触通信補助装置を携帯端末に常時取り付けておくには長くて邪魔であるという問題がある。

また、リーダ／ライタと非接触通信機能を有するＩＣチップ間で電磁結合が必須であるが、上記従来技術で示されるような非接触通信補助装置を介在させることで、電磁結合が２回行われるため、非接触通信補助装置を使わない場合の通信よりもＩＣチップへ伝達する電力が減衰する。その結果、供給電力の不足でＩＣチップが駆動せず通信ができなくなったり、ＳＮ比が低く情報誤りが多発して通信に時間がかかったりするといった問題も発生する。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、携帯端末の非接触通信用アンテナと携帯端末本体との間の長さを十分にとることができ、かつそのことにより常時邪魔になるものが存在することがなく、携帯端末に内蔵されたＩＣチップへ伝達する電力の減衰量が大きくなることのない携帯端末及び非接触通信補助装置を提供することである。

本発明の一つの態様によれば、携帯端末本体から非接触通信用アンテナを引き伸ばしてリーダ／ライタとの通信を行うことができ、通信が終了すると非接触通信用アンテナを引き戻して携帯端末本体にコンパクトに収納できる手段を提供する。

また本発明の別の態様によれば、携帯端末には伸縮可能な外付けアンテナを取り付けられる仕組みを設け、取り付けた外付けアンテナを引き伸ばして通信でき、非接触通信機能を有するＩＣチップに接続されている内蔵アンテナと外付けのアンテナを切り替えることにより、リーダ／ライタと1アンテナで通信できるようにすることで通信特性を維持する手段を提供する。

携帯端末をポケットやバッグに入れたままリーダ／ライタとの通信が可能なため、携帯端末を直接リーダ／ライタにかざす時に生じ得るトラブルを回避できる。また、非接触通信補助装置が伸縮できるので補助装置が邪魔にならない。さらに、非接触通信機能を有するＩＣチップと非接触通信補助装置との通信は非接触ではないので、リーダ／ライタからの信号伝達を効率良く行うことができる。

本発明の第１の実施形態は、携帯端末本体から非接触通信用アンテナを引き伸ばしてリーダ／ライタとの通信を行うことができ、通信が終了すると非接触通信用アンテナを引き戻して携帯端末本体にコンパクトに収納できるようにした携帯端末である。

図１Ａは、本発明の第１の実施形態における第１実施例の携帯端末の構造を模式的に示す図である。
本実施例の携帯端末１０ａは、携帯端末本体１９ａから着脱可能な部材１３ａを備えている。図１Ａに示す部材１３ａは、携帯端末本体１９ａの筐体に差し込むチップの形状を有する。携帯端末本体１９ａには部材１３ａを挿入するスロット１２が設けられている。

非接触通信用アンテナ１４ａは、部材１３ａに貼り付けや巻き付け等によって取り付けられ、携帯端末１０ａに内蔵された非接触通信機能を有するＩＣチップとは、非接触通信用アンテナ１４ａとＩＣチップ間の配線１１ａを伸縮する図示しない伸縮部を介することで接続される。

なお、リーダ／ライタと電磁結合する電磁結合部は、本実施例では非接触通信用アンテナ１４ａが取り付けられた部材１３ａに当たるが、携帯端末本体１９ａに着脱可能であることに限定されない。たとえば、電磁結合部と携帯端末１０ａに内蔵されたＩＣチップとは、伸縮する伸縮部を介して配線するだけで、携帯端末本体１９ａに着脱可能としない構成でも良い。

図１Ｂは、本発明の第１の実施形態における第２実施例の携帯端末の構造を模式的に示す図である。
本実施例の携帯端末１０ｂは、第１実施例のものと同様に携帯端末本体１９ｂから着脱可能な部材１３ｂを備えている。図１Ｂに示す部材１３ｂは、図１Ｂに示すように、携帯端末本体１９ｂの直方体の筐体の一部を切り出したような形状であり、下部に突起部を設
けて携帯端末本体１９ｂとの係合を安定なものとしている。携帯端末本体１９ｂには部材１３ｂの突起部を挿入するかん入部が設けられている。

第１実施例のものと同様に、非接触通信用アンテナ１４ｂは、部材１３ｂに貼り付けや巻き付け等によって取り付けられ、携帯端末１０ｂに内蔵された非接触通信機能を有するＩＣチップとは、非接触通信用アンテナ１４ｂとＩＣチップ間の配線１１ｂを伸縮する図示しない伸縮部を介することで接続される。

部材（１３ａ、１３ｂ）の形状は上記のものに限らず、筐体のカバーのように携帯端末本体（１９ａ、１９ｂ）に装着できるものであればよい。
また、携帯端末の筐体から部材を容易に引き伸ばせるようにするため、部材にはストラップ／キーホルダーのようなものを取り付けてもよい。その場合、部材にはストラップ／キーホルダーを取り付けられる留め具を設ける必要がある。

図２は、バッグ５０内に携帯端末１０を入れておいた場合の使い方の一例を示す図である。携帯端末１０から部材１３をバッグ５０の口の外側まで引き伸ばしておく。決済等の非接触通信を行う際に、ストラップ等１５をつかんで部材１３を更に引き伸ばしてリーダ／ライタにかざす。部材１３に内蔵された伸縮部が自動巻上げ可能なリール等であれば、通信後は部材１３を手放すだけでバッグ５０の口付近まで縮ませることができる。

したがって、バッグ５０やポケット等から携帯端末１０を取り出さなくてもリーダ／ライタとの非接触通信を行うことができる。
図２に示す使用例以外にも、首かけストラップやポケット等に繋ぎ止めるクリップで携帯端末１０を体に固定しているなどのように使用すると、リーダ／ライタまで携帯端末１０を届かせにくい場合でも、固定を外したりリーダ／ライタに体を寄せたりする必要がなくなる。

以上説明したとおり、本発明の第１の実施形態によれば、リーダ／ライタと携帯端末の筐体から引き伸ばした部材（アンテナ）との間で電磁結合がなされ非接触通信を実行することができる。また、部材を携帯端末の筐体に装着している場合であっても、携帯端末をリーダ／ライタにかざすことで電磁結合による通信が可能となる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明をする。本発明の第２の実施形態は、携帯端末とは別体の非接触通信補助装置を携帯端末に接続してリーダ／ライタとの非接触通信を行うものである。

図３は、本発明の第２の実施形態における携帯端末と非接触通信補助装置の構成例を示す図である。図３に示すように、携帯端末１００と非接触通信補助装置２００から構成され、携帯端末１００は、図示しない非接触通信補助装置２００を接続するためのコネクタを備える。

非接触通信補助装置２００は該コネクタと接続する接続部２１０、伸縮部２２０及び電磁結合部(アンテナ)２３０を含む。
非接触通信補助装置２００の形態は、図３に例示するように携帯端末１００に取り付けるストラップのようなもので実現することができる。非接触通信補助装置２００は、電磁結合部２３０でリーダ／ライタと電磁結合を行い、その電気信号を接続部２１０にて携帯端末１００へ伝達する。また、電磁結合部２３０と接続部２１０の間の配線を伸縮する伸縮部２２０を介することで、携帯端末１００から電磁結合部２３０を引き伸ばすことができる。図３には、伸縮部２２０が伸びたときと縮んだときとが示されている。

図４は、携帯端末１００のアンテナ切り替え部１１０を模式的に示す図である。アンテナ切り替え部１１０は、携帯端末１００の上記コネクタと非接触通信機能を有するＩＣチップとの間に備えられている。

アンテナ切り替え部１１０は、スイッチ１２０の接続方向によって、ＩＣチップと接続するアンテナを、携帯端末１００の内蔵アンテナにするか、外付けの非接触通信補助装置２００の電磁結合部２３０にするかを切り替える。

非接触通信補助装置２００を携帯端末１００に接続し、アンテナ切り替え部１１０で接続するアンテナを非接触通信補助装置２００側に選択していれば、非接触通信補助装置２００の電磁結合部２３０を携帯端末１００から引き伸ばしてリーダ／ライタにかざすことで、リーダ／ライタと非接触通信補助装置２００の電磁結合部２３０との間は電磁結合により、非接触通信補助装置２００とＩＣチップとは配線の接続により、リーダ／ライタとＩＣチップ間で通信を行うことができる。

アンテナ切り替え部１１０で接続するアンテナを内蔵のＩＣチップ用アンテナに選択していれば、携帯端末１００を直接リーダ／ライタにかざすことで、従来と同様にリーダ／ライタとＩＣチップのアンテナ間で電磁結合による通信を行うことができる。

本発明の第２の形態によれば、非接触通信補助装置２００が破損して機能を果たせなくなっても、携帯端末１００に内蔵されたＩＣチップ用アンテナで通信を行うことができ、後に非接触通信補助装置２００だけを取り替えることができる。

また、アンテナ切り替え部１１０を設けることにより、ＩＣチップに直列または並列に接続されるアンテナ数の増加によって生じる非接触通信の電力損失がない。
さらに、第１の形態と同様に、携帯端末１００に内蔵されたＩＣチップと非接触通信補助装置２００が接続することで、伝達する電力の減衰がリーダ／ライタと非接触通信補助装置２００の電磁結合部２３０間の一箇所でしか起こらず、携帯端末１００をリーダ／ライタに直接かざす場合と同等の通信品質が得られる。

図５及び図６を参照して、本発明の第２の実施形態の第１実施例を説明する。
本実施例は、アンテナ切り替え部１１０のスイッチ１２０をユーザの操作によって切り替えるものである。

図５は、携帯端末１００の表示部１３０に表示された設定画面を示す図である。
携帯端末１００は、図５に示すような設定画面にて非接触通信用アンテナをユーザが選択できる手段を備える。ユーザが非接触通信用アンテナの選択を登録すると、設定値に応じて図４に示すスイッチ１２０の接続方向を切り替える。

図６は、切り替えスイッチ１２１を携帯端末１００の筐体の外面に設け、ユーザのスイッチ切り替えに操作により図４に示すスイッチ１２０の接続方向を切り替えるようにした例を示す図である。

次に、図７〜図９を参照して、本発明の第２の実施形態の第２実施例を説明する。
本実施例は、アンテナ切り替え部１１０のスイッチ１２０を自動的に切り替えるものである。

図７は、非接触通信補助装置２００の接続を検知することにより、自動的にアンテナ切り替え部１１０のスイッチ１２０を切り替える実現例１を説明する図である。
携帯端末１００は、図７に示すような非接触通信補助装置２００の接続検知機構１５０
とアンテナ切り替え部１１０のスイッチ１２０の切り替えを制御するスイッチ制御部１６０を備えている。スイッチ制御部１６０は、図４に示すスイッチ１２０の接続方向を、コネクタ１４０に非接触通信補助装置２００が接続されて接続検知機構１５０に電流が流れると非接触通信補助装置側に、電流が流れていないと内蔵アンテナ側に切り替える。

接続検知機構１５０は、例えば図示のように携帯端末１００のコネクタ１４０部分に端子間の常開スイッチを設け、非接触通信補助装置２００の接続部２１０がコネクタ１４０と接続したときに上記常開スイッチを閉じるものとして実現することができる。

図８は、非接触通信補助装置２００の伸縮部２２０の伸縮の状態を検知することにより、自動的にアンテナ切り替え部１１０のスイッチ１２０を切り替える実現例２を説明する図である。

図８に示すように、非接触通信補助装置２００は伸縮部２２０に伸縮伝達機構２２１を備え、携帯端末１００はコネクタ１４０に伸縮検知機構１７０を備える。例えば伸縮部２２０がリールのように伸び縮みする際に回転するような形態であったとして、伸縮伝達機構２２１は、伸縮部２２０の回転の滑り摩擦により、回転方向で切り替わるスイッチ２２２を操作し、伸縮検知用の配線の接続をオン／オフすることができる。スイッチ制御部１６０は、図４に示すスイッチ１２０の接続方向を、伸縮検知機構１７０に電流が流れると非接触通信補助装置２００側に、電流が流れていないと内蔵アンテナ側に切り替える。

図９は、内蔵アンテナと非接触通信補助装置２００のどちらが使用されるかを検知することにより、自動的にアンテナ切り替え部のスイッチを切り替える実現例３を説明する図であり、実現例３におけるアンテナ切り替え部の構成例を示す図である。

不使用時には、図９に示すアンテナ切り替え部１１１の内蔵アンテナ側と非接触通信補助装置２００側の両方のスイッチ（１２２、１２３）をオンにしておく。どちらかの側のアンテナがリーダ／ライタにかざされると、アンテナ切り替え部１１１に電流が流れる。図示しないスイッチ制御部は、アンテナ切り替え部１１１に電流が流れたことを検出し、内蔵アンテナ側と非接触通信補助装置２００側のスイッチ（１２２、１２３）を片方ずつ交互にオンにしてどちら側に大きな電流が流れるかを判定し、電流の大きな方側のスイッチ１２２あるいはスイッチ１２３のみをオンにする。また、アンテナ切り替え部１１１に電流が流れなくなると、両方のスイッチ（１２２、１２３）をオンにする。

図９には示していないが、スイッチ制御部において、例えば内蔵アンテナ側と非接触通信補助装置２００側に流れる電流を検出時にのみそれぞれ抵抗素子に分岐させその両端の電圧を比較することにより電流の大小を判定することができる。

以上本発明について詳細に説明したところから明らかなように、本発明によれば、携帯端末の非接触通信用アンテナと携帯端末本体との間の長さを十分にとることができ、かつそのことにより常時邪魔になるものが存在することがなく、携帯端末に内蔵されたＩＣチップへ伝達する電力の減衰量も小さくすることが可能である。

第１の実施形態における第１実施例の携帯端末の構造を示す図である。 第１の実施形態における第２実施例の携帯端末の構造を示す図である。 本発明の携帯端末の使用例を説明する図である。 第２の実施形態の構成例を示す図である。 第２の実施形態における携帯端末のアンテナ切り替え部を模式的に示す図である。 第２の実施形態における携帯端末の表示部に表示された設定画面を示す図である。 第２の実施形態における筐体の外面に切り替えスイッチを設けた携帯端末を示す図である。 第２の実施形態における実現例１を説明する図である。 第２の実施形態における実現例２を説明する図である。 第２の実施形態における実現例３を説明する図である。

符号の説明

１０、１０ａ、１０ｂ 第１の実施形態の携帯端末
１３ａ、１３ｂ 部材
１４ａ、１４ｂ アンテナ
１５ ストラップ等
５０ バッグ
１００ 第２の実施形態の携帯端末
１１０、１１１ アンテナ切り替え部
１２０ スイッチ
１２１ 切り替えスイッチ
１３０ 表示部
１４０ コネクタ
１５０ 接続検知機構
１６０ スイッチ制御部
１７０ 伸縮検知機構
２００ 非接触通信補助装置
２１０ 接続部
２２０ 伸縮部
２２１ 伸縮伝達機構
２２２ 回転方向で切り替わるスイッチ
２３０ 電磁結合部

Claims (10)

1. リーダ／ライタとの間の非接触通信機能を有するＩＣチップを備えた携帯端末において、
   前記携帯端末の本体部に対して着脱自在であって非接触通信用アンテナを備えた部材と、
   前記ＩＣチップと前記非接触通信用アンテナとの間の配線を伸縮する伸縮部と、
   を備えたことを特徴とする携帯端末。
2. リーダ／ライタとの間の非接触通信機能を有するＩＣチップを備えた携帯端末において、
   前記リーダ／ライタと電磁結合するための電磁結合部が、伸縮する伸縮部を介して前記ＩＣチップに配線されていることを特徴とする携帯端末。
3. リーダ／ライタとの間の非接触通信機能を有するＩＣチップを備えた携帯端末と前記リーダ／ライタとの間の通信を中継する非接触通信補助装置において、
   前記リーダ／ライタと電磁結合するための電磁結合部と、
   前記携帯端末と接続し、前記ＩＣチップとの間の有線接続路を形成する接続部と、
   前記電磁結合部と前記接続部との間の配線を伸縮する伸縮部と、
   を備えたことを特徴とする非接触通信補助装置。
4. 請求項３に記載の非接触通信補助装置と接続する携帯端末において、
   前記非接触通信補助装置と前記ＩＣチップとの間の有線接続路を形成するためのコネクタと、
   前記携帯端末内に配置するＩＣチップ用内蔵アンテナと、
   前記ＩＣチップ用内蔵アンテナと前記非接触通信補助装置のどちらを前記ＩＣチップの通信に使用するかを切り替えるアンテナ切り替え部と、
   を備えることを特徴とする携帯端末。
5. 請求項４に記載の携帯端末において、
   前記ＩＣチップ用内蔵アンテナまたは前記非接触通信補助装置を選択するための設定メニューを表示する表示部を備え、
   前記アンテナ切り替え部は、前記設定メニューで選択された前記内蔵アンテナまたは前記非接触通信補助装置を非接触通信に使用するように切り替えること、
   を特徴とする携帯端末。
6. 請求項４に記載の携帯端末において、
   前記ＩＣチップ用内蔵アンテナまたは前記非接触通信補助装置を選択するための筐体外面の切り替えスイッチを備え、
   前記アンテナ切り替え部は、前記切り替えスイッチで選択された前記内蔵アンテナまたは前記非接触通信補助装置を非接触通信に使用するように切り替えること、
   を特徴とする携帯端末。
7. 請求項４に記載の携帯端末において、
   前記非接触通信補助装置が接続されていることを検知する接続検知機構を備え、
   前記アンテナ切り替え部は、前記接続検知機能の検知結果に応じて前記内蔵アンテナまたは前記非接触通信補助装置を非接触通信に使用するように切り替えること、
   を特徴とする携帯端末。
8. 請求項３に記載の非接触通信補助装置において、
   前記伸縮部は、前記配線の伸縮に連動して接続／切断を行うスイッチ機構と、
   該スイッチ機構の接続／切断情報を、前記接続部を介して前記携帯端末側に伝達する伸縮伝達機構を備えたことを特徴とする非接触通信補助装置。
9. 請求項８に記載の非接触通信補助装置と接続する携帯端末において、
   前記伸縮伝達機構により伝達される前記スイッチ機構の接続／切断情報に基づいて前記非接触通信補助装置の配線の伸縮を検知する伸縮検知機構を備え、
   前記アンテナ切り替え部は、前記伸縮検知機能の検知結果に応じて前記内蔵アンテナまたは前記非接触通信補助装置を非接触通信に使用するように切り替えること、
   を特徴とする携帯端末。
10. 請求項４に記載の携帯端末において、
    前記アンテナ切り替え部の前記内蔵アンテナ側に流れる電流と前記非接触通信補助装置側に流れる電流を計測し、前記アンテナ切り替え部に、前記内蔵アンテナまたは前記非接触通信補助装置のうち大きい電流の流れる側を非接触通信に使用するように切り替えさせるスイッチ制御部を備えたことを特徴とする携帯端末。