JP2014057243A - 携帯端末、携帯端末の実装方法、表示装置、携帯端末の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】電磁誘導用のアンテナの十分な取り付け領域を確保でき、通信特性を改善できるようにする。
【解決手段】液晶表示モジュール３１の前面側にタッチパネル３２を被装し、液晶表示モジュール３１の背面側に、ＲＦＩＤ用アンテナ１２、フェライトシート３５を配設して、フレーム部材３６によりこれらを一体化して組み込む。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯端末、携帯端末の実装方法、表示装置、携帯端末の制御プログラムに関するもので、特に、ＲＦＩＤ機能の実装に係わる。

近年の携帯端末は、スマートフォン（携帯型の情報端末に電話による通信機能を統合した携帯端末）の台頭により、表示画面の拡大化やバッテリー容量の増大化が進んでいる。また、回路基板上の部品の集積化が進み、回路実装面積の縮小化が進んでいる。また、近年の携帯端末では、ＦｅｌｉＣａ（登録商標）やＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）に代表されるＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）機能の実装が標準的に求められている（例えば特許文献１）。このようなＲＦＩＤでは、電磁誘導によりアンテナ間を非接触でエネルギーや信号を伝送する電磁誘導方式が採用されている。電磁誘導方式では、アンテナ間の電磁誘導を利用するため、十分なアンテナ面積を確保する必要がある。また、特許文献２に記載されているように、電磁誘導方式では、電磁結合が生じる付近に金属部材があると、渦電流が生じ、電磁誘導が阻害される。このことから、携帯端末にＲＦＩＤ機能を搭載する場合には、基本性能を得るために、バッテリー等の金属部分を避けて、ＲＦＩＤ用アンテナを配置する必要がある。

特開２０１１−２１１２７２号公報 特開２０１１−２２９１３３号公報

しかしながら、特に、近年のスマートフォンでは、バッテリーが機器の裏側に装着されており、高機能化による消費電力の増大や長時間駆動の要求から、バッテリー容量が増大する傾向にある。このため、携帯端末にＲＦＩＤ機能を搭載する場合、基本性能を得るために必要なアンテナ面積を確保することが困難になってきている。

つまり、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、関連技術に係わる携帯端末１０１の前面側及びその背面側を示すものである。この携帯端末１０１は、図７（Ａ）に示すように、その前面側に、タッチパネルが被装された表示部１１１を備えている。また、図７（Ｂ）に示すように、このような携帯端末１０１では、その背面側に、バッテリー１１３が搭載されている。ＲＦＩＤ用アンテナ１１２は、携帯端末１０１の背面側において、バッテリー１１３が位置していない領域に取り付けられる。また、ＲＦＩＤ用アンテナ１１２が取り付けられている位置には、目安マーク１１５が印字される。

このように、関連技術に係わる携帯端末１０１では、バッテリー１１３が位置していない領域に、ＲＦＩＤ用アンテナ１１２が設けられる。しかしながら、バッテリー１１３の拡大に応じ、ＲＦＩＤ用アンテナ１１２を取り付けられる領域の面積は縮小されてきている。

そこで、例えばバッテリーカバー１１４の裏側に、ＲＦＩＤ用アンテナを貼り付けるなどしてアンテナ面積を確保することが考えられる。しかしながら、ＲＦＩＤ用アンテナをバッテリーカバー１１４の裏側に貼り付けると、バッテリーカバー１１４は本体から取り外せる構造となっているため、ユーザがバッテリーカバー１１４を紛失してしまったり、ユーザが不用意にバッテリーカバー１１４の裏側のＲＦＩＤ用アンテナを剥がしてしまったりして、ＲＦＩＤ機能が使用できなくなるおそれがある。

上述の課題を鑑み、本発明は、電磁誘導用のアンテナの十分な取り付け領域を確保でき、通信特性を改善できるようにした携帯端末、携帯端末の実装方法、表示装置、携帯端末の制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る携帯端末は、機器の各部を収納する筐体と、前記筐体の前面側に配設された表示部とを備え、前記表示部は、表示モジュールの表示面側にタッチパネルを被装し、前記表示モジュールの前記表示面と対峙する側に電磁誘導用のアンテナを配設し、フレーム部材により前記電磁誘導用のアンテナを前記タッチパネルが被装された表示モジュールと一体化して組み込むように構成されることを特徴とする。

本発明に係る携帯端末の実装方法は、筐体の前面側に表示部を実装する際に、前記表示部を、表示モジュールの表示面側にタッチパネルを被装し、前記表示モジュールの前記表示面と対峙する側に電磁誘導用のアンテナを配設し、フレーム部材により前記電磁誘導用のアンテナを前記タッチパネルが被装された表示モジュールと一体化して組み込んでおくことを特徴とする。

本発明に係る表示装置は、表示モジュールの表示面側にタッチパネルを被装し、前記表示モジュールの前記表示面と対峙する側に電磁誘導用のアンテナを配設し、フレーム部材により前記電磁誘導用のアンテナを前記タッチパネルが被装された表示モジュールと一体化して組み込むようにしたことを特徴とする。

本発明に係る携帯端末の制御プログラムは、電磁誘導用のアンテナを使用する機能を有する携帯端末の制御プログラムであって、前記携帯端末は、機器の各部を収納する筐体と、前記筐体の前面側に配設された表示部とを備え、前記表示部は、表示モジュールの表示面側にタッチパネルを被装し、前記表示モジュールの前記表示面と対峙する側に電磁誘導用のアンテナを配設し、フレーム部材により前記電磁誘導用のアンテナを前記タッチパネルが被装された表示モジュールと一体化して組み込むように構成されており、電磁誘導用のアンテナを使用する機能を実行するステップと、前記電磁誘導用のアンテナを使用する機能が実行されると、前記表示部に目安マークを表示させるステップとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、タッチパネルが被装された表示部に、電磁誘導用のアンテナをフレーム部材により一体化して組み込むようにしている。これにより、電磁誘導用のアンテナを配置する面積を広く確保でき、通信能力を向上することができる。

本発明の第１の実施形態に係る携帯端末の前面及びその背面の説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る携帯端末における表示部の構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る携帯端末の分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態の携帯端末の主要部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態の携帯端末における目安マークの説明図である。 本発明の第１の実施形態の携帯端末における目安マークを表示部に表示させる場合の処理を示すフローチャートである 本発明の関連技術に係わる携帯端末の前面及びその背面の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る携帯端末１の前面及びその背面を示すものである。

図１（Ａ）に示すように、本発明の第１の実施形態に係る携帯端末１は、スマートフォンの構成とされており、その前面側に、表示部１１を備えている。また、表示部１１にはタッチパネルが被装されており、ユーザは、表示部１１を直接触れて、各種の入力が行えるようになっている。

そして、本発明の第１の実施形態に係る携帯端末１では、このタッチパネルが被装された表示部１１に、ＲＦＩＤ用アンテナ１２（電磁誘導用のアンテナ）が一体化して組み込まれる。ここで、ＲＦＩＤ用アンテナ１２は、ＦｅｌｉＣａ（登録商標）やＮＦＣ等、電磁誘導方式のＲＦＩＤ機能を実現するものである。また、図１（Ｂ）に示すように、携帯端末１の背面側には、バッテリー１３が搭載されている。

図２は、表示部１１の構成を示す断面図である。図２に示すように、表示部１１は、液晶表示モジュール３１の前面側（表示面側）にタッチパネル３２及びスクリーン３３を被装し、液晶表示モジュール３１の背面側（表示面と対峙する側）に、ＲＦＩＤ用アンテナ１２及びフェライトシート（磁性シート）３５を配設し、フレーム部材３６によりこれらを一体化して構成される。

液晶表示モジュール３１は、液晶パネル４１と、液晶パネル４１の背面に配設された導光板４２及び反射板４３とから構成される。液晶パネル４１は、アレイ基板（図示せず）とフィルタ基板（図示せず）との間に、液晶材料（図示せず）を封入して構成される。アレイ基板には、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等からなる電極が配設されている。カラーフィルタ基板には、カラーフィルタが配列されている。

導光板４２は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源からの光を液晶パネル４１に照射する。導光板４２としては、例えばアクリル樹脂が使用される。反射板４３は、導光板４２を介して導かれた光を無駄なく均一に反射して、液晶パネル４１に照射させる。

タッチパネル３２は、押圧された画面位置の情報を感知して外部へ情報信号として出力するもので、画面上の表示を押すことで機器を操作する入力装置として用いられる。タッチパネル３２としては、押圧された複数の点を検出できるものが用いられる。また、タッチパネル３２には、抵抗膜方式、静電容量方式等各種のものがあるが、どのような方式のものを用いても良い。

ＲＦＩＤ用アンテナ１２は、フレキシブル基板上にアンテナパターンを形成したものである。ＲＦＩＤ用アンテナ１２としては、ループアンテナやスパイラルアンテナが用いられる。フェライトシート３５は、高透磁率のフレキシブルなシート状の部材で、ＲＦＩＤ用アンテナ１２とフレーム部材３６との間に配置され、フレーム部材３６による特性劣化を回避する。フレーム部材３６は、表示部全体を支持するフレームで、フレーム部材３６としては、金属製のフレームが用いられる。

次に、本発明の第１の実施形態に係る携帯端末１の実装方法について説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る携帯端末１の分解斜視図である。

図３において、上側筐体２１及び下側筐体２２は、合成樹脂部材等を用いて形成される。また、本発明の第１の実施形態では、表示部１１にＲＦＩＤ用アンテナ１２を一体化して組み込んでいることから、上側筐体２１及び下側筐体２２を、アルミニウムやチタン等の金属部材で形成することも可能である。上側筐体２１には、表示部１１を取り付けるための窓部２３が形成されている。下側筐体２２は、皿状に成型されている。下側筐体２２上には、バッテリー１３が配設される。バッテリー１３としては、リチウムポリマー電池等の二次電池が用いられる。メイン回路基板１４は、携帯端末１の機能を動作させるための電子部品を実装したものである。

表示部１１は、各種の情報を表示すると共に、入力装置として用いられる。また、本発明の第１の実施形態に係る携帯端末１では、図２に示したように、表示部１１は、液晶表示モジュール３１の前面側にタッチパネル３２及びスクリーン３３を被装し、液晶表示モジュール３１の背面側に、ＲＦＩＤ用アンテナ１２、フェライトシート３５を配設し、フレーム部材３６によりこれらを一体化して組み込んで構成したものが用いられる。

図３に示すように、本発明の第１の実施形態に係る携帯端末１を実装する場合、作業者は、上側筐体２１及び下側筐体２２からなる筐体内に、バッテリー１３と、メイン回路基板１４と、ＲＦＩＤ用アンテナ１２が一体化された表示部１１とを収納する。そして、作業者は、その表示面が上側筐体２１の窓部２３から露呈されるように表示部１１を位置させ、上側筐体２１と下側筐体２２とを固定する。

次に、本発明の第１の実施形態の携帯端末１の内部構成について説明する。図４は、本発明の第１の実施形態の携帯端末１の主要部の内部構成を示すものである。図４において、制御部５１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等からなり、携帯端末の全体の動作の制御を行っている。記憶部５２には、ブートプログラム、基本プログラム、各種のアプリケーションプログラムが保存されている。通信部５３は、基地局との間で、電波の送受信を行うものである。通信方式としては、どのようなものを用いても良い。

ＲＦＩＤ回路５４は、ＲＦＩＤ機能のデータのリード／ライトの処理を行っている。ＲＦＩＤ用アンテナ１２は、前述したように、液晶表示モジュール３１やタッチパネル３２と共に、表示部１１に一体化されて設けられる。

このように、本発明の第１の実施形態に係る携帯端末１では、表示部１１に、ＲＦＩＤ用アンテナ１２を一体化して組み込んでいる。そして、携帯端末１の表示面にカードをかざすことで、通信が行われる。本発明の第１の実施形態に係る携帯端末１では、表示部１１に、ＲＦＩＤ用アンテナ１２を一体化しているので、表示部１１の面積に相当する広い領域を使って、ＲＦＩＤ用アンテナ１２を配設することができる。

また、本発明の第１の実施形態に係る携帯端末１では、図２に示したように、ＲＦＩＤ用アンテナ１２は、液晶表示モジュール３１の背面の反射板４３の下層に接して配設される。この場合、ＲＦＩＤ用アンテナ１２より上層側に配置される部材は、液晶パネル４１、導光板４２、反射板４３等の液晶表示モジュール３１を構成する部材と、タッチパネル３２と、スクリーン３３である。これらの部材は、ガラスや光学部品等であり、電磁誘導を用いたＲＦＩＤの通信に影響を与えるものではない。また、液晶表示モジュール３１の背面には反射板４３がある。したがって、液晶表示モジュール３１の背面の反射板４３の下層側にＲＦＩＤ用アンテナ１２を配置すれば、表示部１１の表示面側からは、ＲＦＩＤ用アンテナ１２は見えることはない。

なお、フレーム部材３６としては金属製のフレームが用いられるが、ＲＦＩＤ用アンテナ１２とフレーム部材３６との間にフェライトシート３５を配設することで、フレーム部材３６の影響は除去される。したがって、良好な通信を行うことができる。

また、本発明の第１の実施形態に係る携帯端末１では、表示部１１に、ＲＦＩＤ用アンテナ１２を一体化して組み込んでいるため、携帯端末１の裏側に取り付けられたバッテリー１３の影響を受けない。このため、大型のバッテリー１３を搭載することが可能である。

ところで、本発明の第１の実施形態に係る携帯端末１では、表示部１１の表示面にカードをかざすことで通信が行われる。ＲＦＩＤのリード／ライト機能を有する端末では、どの部分にカードをかざすかをユーザに認識させるために、目安マークが設けられる。このような目安マークは、通常、印字や刻印により表示されるが、本発明の第１の実施形態に係る携帯端末１では、携帯端末１の表示部１１の表示面にカードをかざすため、印字や刻印により目安マークを表示することは難しい。

そこで、本発明の第１の実施形態に係る携帯端末１では、図５に示すように、ＲＦＩＤのリード／ライト機能のアプリケーションの起動時に、目安マーク６１を表示部１１に表示させるようにしている。ＲＦＩＤのリード／ライト機能は、ユーザ自身が携帯端末１を操作して、リード／ライト機能のアプリケーションを起動する。

図６は、ＲＦＩＤのリード／ライト機能のアプリケーションの起動時に、目安マークを表示部に表示させる場合の処理を示すフローチャートである。

図６において、ユーザ操作によりＲＦＩＤのリード／ライトのアプリケーションが起動されると（ステップＳ１）、制御部５１は、ＲＦＩＤ回路５４を起動し、ＲＦＩＤ用アンテナ１２から搬送波を出力させる（ステップＳ２）。そして、制御部５１は、図５に示すように、表示部１１に目安マーク６１を表示させる。

ユーザがカードをかざすと（ステップＳ４）、ＲＦＩＤ回路５４はそのカードと電磁誘導により通信を行い、通信が完了したか否かを判定する（ステップＳ５）。通信が完了すると、制御部５１は、表示部１１の目安マーク６１を消去し（ステップＳ６）、ＲＦＩＤ回路５４の動作を停止させる（ステップＳ７）。

このような処理により、ＲＦＩＤのリード／ライト機能のアプリケーションの起動時に、目安マーク６１を表示部１１に表示させることができる。

以上説明したように、本発明の第１の実施形態に係る携帯端末１では、表示部１１に、ＲＦＩＤ用のアンテナ１２が一体化されている。スマートフォンでは、表示部１１の大きさは拡大傾向にある。これにより、本発明の第１の実施形態に係る携帯端末１では、大型のバッテリー１３を搭載した場合でも、ＲＦＩＤ用アンテナ１２を配置する面積を十分に確保できる。

なお、上述の実施形態では、ＦｅｌｉＣａ（登録商標）やＮＦＣ等の電磁誘導方式のＲＦＩＤ機能を実現する場合のＲＦＩＤ用アンテナについて説明したが、本発明は、他の電磁誘導方式の機能を実現する場合にも同様に適用できる。また、電磁誘導による非接触充電機能を実現する場合にも同様に適用できる。

なお、携帯端末１における制御部５１の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１：携帯端末
１１：表示部
１２：ＲＦＩＤ用アンテナ
１３：バッテリー
１４：メイン回路基板
２１：上側筐体
２２：下側筐体
２３：窓部
３１：液晶表示モジュール
３２：タッチパネル
３３：スクリーン
３５：フェライトシート
３６：フレーム部材
４１：液晶パネル
４２：導光板
４３：反射板

Claims (8)

1. 機器の各部を収納する筐体と、
   前記筐体の前面側に配設された表示部とを備え、
   前記表示部は、表示モジュールの表示面側にタッチパネルを被装し、前記表示モジュールの前記表示面と対峙する側に電磁誘導用のアンテナを配設し、フレーム部材により前記電磁誘導用のアンテナを前記タッチパネルが被装された表示モジュールと一体化して組み込むように構成される
   ことを特徴とする携帯端末。
2. 前記表示モジュールは、前記表示面と対峙する側に反射板を有し、前記電磁誘導用のアンテナは、前記反射板に接して配設することを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
3. 前記フレーム部材は、金属からなることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
4. 前記電磁誘導用のアンテナと前記フレーム部材との間に、磁性シートを配設したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の携帯端末。
5. 前記電磁誘導用のアンテナを使用する機能を実行するか否かを判定し、前記電磁誘導用のアンテナを使用する機能を実行すると判定されると、前記表示部に目安マークを表示させる制御部を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の携帯端末。
6. 筐体の前面側に表示部を実装する際に、
   前記表示部を、表示モジュールの表示面側にタッチパネルを被装し、前記表示モジュールの前記表示面と対峙する側に電磁誘導用のアンテナを配設し、フレーム部材により前記電磁誘導用のアンテナを前記タッチパネルが被装された表示モジュールと一体化して組み込んでおく、
   ことを特徴とする携帯端末の実装方法。
7. 表示モジュールの表示面側にタッチパネルを被装し、
   前記表示モジュールの前記表示面と対峙する側に電磁誘導用のアンテナを配設し、
   フレーム部材により前記電磁誘導用のアンテナを前記タッチパネルが被装された表示モジュールと一体化して組み込む
   ようにしたことを特徴とする表示装置。
8. 電磁誘導用のアンテナを使用する機能を有する携帯端末の制御プログラムであって、
   前記携帯端末は、機器の各部を収納する筐体と、前記筐体の前面側に配設された表示部とを備え、前記表示部は、表示モジュールの表示面側にタッチパネルを被装し、前記表示モジュールの前記表示面と対峙する側に電磁誘導用のアンテナを配設し、フレーム部材により前記電磁誘導用のアンテナを前記タッチパネルが被装された表示モジュールと一体化して組み込むように構成されており、
   電磁誘導用のアンテナを使用する機能を実行するステップと、
   前記電磁誘導用のアンテナを使用する機能が実行されると、前記表示部に目安マークを表示させるステップと
   を含むことを特徴とするコンピュータにより実行可能な携帯端末の制御プログラム。

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