JP2017135443A - ジャケット型デバイス及びジャケット型デバイス付き携帯通信端末 - Google Patents

Abstract

【課題】小さいコイル径のコイルアンテナを有するＲＦＩＤと容易に磁界結合して通信可能であって、携帯通信端末のリーダライタ側コイルアンテナと磁界結合する補助アンテナを有するデバイス型ジャケットを提供する。
【解決手段】ジャケット型デバイスは、携帯通信端末に搭載されたリーダライタ側コイルアンテナと、物品に設けられ、リーダライタ側コイルアンテナよりもコイル径の小さなＲＦＩＤタグのコイルアンテナと、をそれぞれ磁界結合させるための補助アンテナを備えた、携帯通信端末に装着可能なジャケット型デバイスであって、補助アンテナは、リーダライタ側コイルアンテナと磁界結合するための大径コイル部と、大径コイルアンテナと互いに接続され、大径コイル部よりもコイル径が小さく、ＲＦＩＤタグのコイルアンテナと磁界結合するための小径コイル部と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯通信端末等に装着して、携帯通信端末のリーダライタ側コイルアンテナと磁気結合する補助アンテナとして機能するジャケット型デバイス及び該ジャケット型デバイスを装着したジャケット型デバイス付き携帯通信端末に関する。

近年、物品の管理、流通経路追跡、及び、真贋判定等にＲＦＩＤタグが広く利用され始めている。ＲＦＩＤタグは、物品に付され、リーダライタ側のアンテナとの間で、いわゆる電波を用いた通信又は磁界結合による通信によって信号を送受信している。

例えば、通信可能領域を大きくするためのアンテナを備えた携帯通信端末用ジャケットが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。図７は、特許文献１の情報端末装置６０の構成を示す概略斜視図である。この情報端末装置６０では、アンテナ支持部５１に設けられた外部アンテナ５６を有する。外部アンテナ５６は、内蔵アンテナと電磁結合して、その間で信号の送受信を行う。さらに、外部アンテナ５６は、ＲＦＩＤタグとの間で電波の送受信によって信号の送受信を行う。つまり、ＲＦＩＤタグと内蔵アンテナとの間で、外部アンテナを介して信号の送受信を行っている。この特許文献１の情報端末装置では、外部アンテナを内蔵アンテナよりも大きい径とすることによって通信距離を拡大している。

特開２００６−４８５８０号公報

一方、読み取り対象の物品が小さい、あるいは、物品のデザイン性の観点から、物品に付すＲＦＩＤタグのサイズが小さい、つまり、ＲＦＩＤタグのアンテナサイズが小さい場合がある。
しかし、上記のような大きな外部アンテナは、小さいコイルアンテナとはアンテナの面積が大きく異なっており、一方アンテナの誘導磁界を他方アンテナに鎖交させることは困難であって、読み取りが困難であるという問題があった。また、上記のような外部アンテナは、単なる１ターンループであって、コイルアンテナではなく、磁界結合の結合度を十分に確保するのが困難であった。

本発明の目的は、小さいコイル径のコイルアンテナを有するＲＦＩＤタグと容易に磁界結合して通信可能であって、携帯通信端末のリーダライタ側コイルアンテナと磁界結合する補助アンテナを有するデバイス型ジャケットを提供することである。

本発明に係るジャケット型デバイスは、携帯通信端末に搭載され、ＲＦＩＤタグと通信するためのリーダライタ側コイルアンテナと、物品に設けられ、前記リーダライタ側コイルアンテナよりもコイル径の小さな前記ＲＦＩＤタグのコイルアンテナと、をそれぞれ磁界結合させるための補助アンテナを備えた、前記携帯通信端末に装着可能なジャケット型デバイスであって、
前記補助アンテナは、
前記リーダライタ側コイルアンテナと磁界結合するための大径コイル部と、
前記大径コイルアンテナと互いに接続され、前記大径コイル部よりもコイル径が小さく、前記ＲＦＩＤタグの前記コイルアンテナと磁界結合するための小径コイル部と、
を有する。

本発明に係るジャケット型デバイスによれば、補助アンテナのコイル径の小さい小径コイル部によって、コイル径の小さいＲＦＩＤタグと容易に磁界結合して通信できる。

（ａ）は、実施の形態１に係るジャケット型デバイスを携帯通信端末本体に装着した全体構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のジャケット型デバイスの補助アンテナの構成を示す平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の携帯通信端末のリーダライタ側コイルアンテナの構成を示す平面図である。 実施の形態１に係るジャケット型デバイスの補助アンテナの等価回路図の一例である。 実施の形態１に係るジャケット型デバイスと、装着する携帯通信端末本体とを示す斜視図である。 （ａ）は、実施の形態１に係るジャケット型デバイスを装着した携帯通信端末による万年筆に搭載されたＲＦＩＤタグとの通信の一例を示す概略図であり、（ｂ）は、万年筆に搭載されたＲＦＩＤタグの構成の一例を示す概略図である。 実施の形態２に係るジャケット型デバイスと、装着する携帯通信端末本体とを示す斜視図である。 実施の形態２に係るジャケット型デバイスを装着した携帯通信端末による腕時計に搭載されたＲＦＩＤタグとの通信の一例を示す概略図である。 従来の外部アンテナの構成を示す概略斜視図である。

第１の態様に係るジャケット型デバイスは、携帯通信端末に搭載されたリーダライタ側コイルアンテナと、物品に設けられ、前記リーダライタ側コイルアンテナよりもコイル径の小さなＲＦＩＤタグのコイルアンテナと、をそれぞれ磁界結合させるための補助アンテナを備えた、前記携帯通信端末に装着可能なジャケット型デバイスであって、
前記補助アンテナは、
前記リーダライタ側コイルアンテナと磁界結合するための大径コイル部と、
前記大径コイルアンテナと互いに接続され、前記大径コイル部よりもコイル径が小さく、前記ＲＦＩＤタグの前記コイルアンテナと磁界結合するための小径コイル部と、
を有する。

上記構成によれば、補助アンテナのコイル径の小さい小径コイル部によって、コイル径の小さいＲＦＩＤタグと容易に磁界結合して通信できる。

第２の態様に係るジャケット型デバイスは、上記第１の態様に係るジャケット型デバイスであって、前記小径コイル部は、複数巻きの巻き線からなってもよい。

上記構成によれば、小径コイル部が複数巻きの巻き線からなるので磁界を強くでき、小型のＲＦＩＤタグの微少なコイルアンテナであっても磁界結合による結合度を高めることができる。

第３の態様に係るジャケット型デバイスは、上記第２の態様に係るジャケット型デバイスであって、前記小径コイル部における巻き数は、前記大径コイル部における巻き数よりも多くてもよい。

第４の態様に係るジャケット型デバイスは、上記第１から第３のいずれかの態様に係るジャケット型デバイスであって、前記大径コイル部および前記小径コイル部は、絶縁基板に搭載されていてもよい。

第５の態様に係るジャケット型デバイスは、上記第４の態様に係るジャケット型デバイスであって、前記絶縁基板のうち、前記小径コイル部を搭載する部分は、前記携帯通信端末から突出していてもよい。

第６の態様に係るジャケット型デバイスは、上記第５の態様に係るジャケット型デバイスであって、前記絶縁基板の前記携帯通信端末から突出する部分の突出方向に垂直な横幅は、前記携帯通信端末と重なる部分の横幅よりも小さくてもよい。

第７の態様に係るジャケット型デバイスは、上記第１から第６のいずれかの態様に係るジャケット型デバイスであって、前記ジャケット型デバイスを前記携帯通信端末に装着時に、前記大径コイル部が前記リーダライタ側コイルアンテナと対面する位置に配置され、前記小径コイル部が前記携帯通信端末から突出する位置に配置されるように、前記携帯情報端末と位置合わせする位置合わせ部をさらに備えてもよい。

第８の態様に係るジャケット型デバイス付き携帯通信端末は、上記第１から第７のいずれかの態様に係る前記ジャケット型デバイスが装着されている。

第９の態様に係るジャケット型デバイス付き携帯通信端末は、ＲＦＩＤタグと通信するためのリーダライタ側コイルアンテナを有する携帯通信端末本体と、
前記携帯通信端末本体に装着されたジャケット型デバイスと、
を備えた携帯通信端末であって、
前記ジャケット型デバイスは、前記携帯通信端末本体のリーダライタ側コイルアンテナと、物品に設けられ、前記リーダライタ側コイルアンテナよりもコイル径の小さな前記ＲＦＩＤタグのコイルアンテナと、をそれぞれ磁界結合させるための補助アンテナを備え、
前記補助アンテナは、
前記リーダライタ側コイルアンテナと磁界結合するための大径コイル部と、
前記大径コイルアンテナと互いに接続され、前記大径コイル部よりもコイル径が小さく、前記ＲＦＩＤタグの前記コイルアンテナと磁界結合するための小径コイル部と、
を有する。

以下、実施の形態に係るジャケット型デバイス及びジャケット型デバイス付き携帯通信端末について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。

（実施の形態１）
図１（ａ）は、実施の形態１に係るジャケット型デバイス１０を携帯通信端末本体２０に装着した全体構成を示す斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のジャケット型デバイス１０の補助アンテナ１６の構成を示す平面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）の携帯通信端末２０のリーダライタ側コイルアンテナ２２の構成を示す平面図である。図２は、実施の形態１に係るジャケット型デバイス１０の補助アンテナ１６の等価回路図の一例である。図３は、実施の形態１に係るジャケット型デバイス１０と、装着する携帯通信端末本体２０とを示す斜視図である。
実施の形態１に係るジャケット型デバイス１０は、ＨＦ帯ＲＦＩＤシステム用のリーダライタを搭載した携帯通信端末に外付けされるデバイスであって、絶縁基板１１上に設けられた補助アンテナ１６を備える。この補助アンテナ１６によって、携帯通信端末２０のリーダライタ側コイルアンテナ２２と、物品に設けられたＲＦＩＤタグのコイルアンテナと、をそれぞれ磁界結合させることができる。このジャケット型デバイス１０は、携帯通信端末２０に装着可能である。携帯通信端末２０のリーダライタ側コイルアンテナ２２は、ＲＦＩＤタグと通信するためのものである。また、ＲＦＩＤタグのコイルアンテナは、リーダライタ側コイルアンテナ２２よりもコイル径の小さなコイルアンテナである。
このジャケット型デバイス１０の補助アンテナ１６は、大径コイル部１２と、大径コイルアンテナと互いに接続された小径コイル部と、を有する。大径コイル部１２は、リーダライタ側コイルアンテナ２２と磁界結合する。一方、小径コイル部１４は、大径コイル部１２よりもコイル径が小さく、ＲＦＩＤタグのコイルアンテナと磁界結合する。
このジャケット型デバイス１０によれば、携帯通信端末２０のリーダライタ側コイルアンテナ２２よりもコイル径が小さいコイルアンテナを有するＲＦＩＤタグについても、小さいコイル径を有する小径コイル部１４によって磁界結合によって通信可能である。これによって、コイル径が小さいコイルアンテナを有するＲＦＩＤタグであっても通信可能である。

図４（ａ）は、実施の形態１に係るジャケット型デバイス１０を装着した携帯通信端末２０による万年筆３０に搭載されたＲＦＩＤタグとの通信の一例を示す概略図であり、（ｂ）は、万年筆３０に搭載されたＲＦＩＤタグ５の構成の一例を示す概略図である。例えば、万年筆３０の後端部に超小型のＲＦＩＤタグ５を仕込むことができる。このＲＦＩＤタグ５は、ＲＦＩＣ素子１と、ＲＦＩＣ素子１と接続され、複数巻きの巻き線からなるコイルアンテナ２と、を有する。
実施の形態１に係る携帯通信端末２０に内蔵されているリーダライタ側コイルアンテナ２２は、超小型ＲＦＩＤタグ５のアンテナ２のサイズよりもかなり大きいので、そのままでは読みにくい。そこで、このジャケット型デバイス１０では、ジャケット（アッタッチメント）に小径コイル部（読取り部）１４と大径コイル部（ＲＷ結合部）１２とからなる補助アンテナ（リピータ）１６を搭載している。この補助アンテナ１６によれば、大径コイル部１２を携帯通信端末２０に内蔵されたコイルアンテナ２２と結合させ、小径コイル部１４を万年筆３０のパッドに仕込まれた超小型のＲＦＩＤタグ５と結合させている。これによって、比較的小さなアンテナを持った超小型のＲＦＩＤタグ５と比較的大きなアンテナを持った携帯通信端末２０とを通信させることができる。たとえば真贋判定等に用いることができる。

以下にこのジャケット型デバイス１０の構成要素について説明する。

＜絶縁基板＞
絶縁基板１１には、通常使用される絶縁基板であれば使用できる。絶縁基板１１は、図示しないが、携帯通信端末２０に着脱可能な取り付け部を有している。携帯通信端末（本体）２０に装着しやすく、小径コイル部のＲＦＩＤタグを視認して位置合わせが容易に行えるように絶縁基板１１は透明であってもよい。また、絶縁基板１１は、平板形状に限られない。例えば、携帯通信端末２０の裏面を覆うカバーであってもよい。また、携帯通信端末２０の裏面に装着され、裏面から表面を覆う手帳型であってもよい。なお、補助アンテナ１６が自身で形状保持可能な材料で構成されている場合、絶縁基板は必ずしも必要であるわけではない。

＜補助アンテナ＞
補助アンテナ１６は、互いに接続された大径コイル部１２と小径コイル部１４とからなる。なお、図２に示すように、補助アンテナ１６は、大径コイル部１２を構成するコイルＬ１、小径コイル部を構成するコイルＬ２ならびに各コイルに並列接続されたコンデンサ１３を有した共振回路を備える。この共振回路の共振周波数はキャリア周波数（ここでは
ＨＦ帯）に相当する。なお、コンデンサ１３は、図１や図３では省略した。この等価回路図の例では、補助アンテナ１６は、大径コイル部１２と小径コイル部１４に加えてコンデンサ１３を有するが、このコンデンサ１３はコンデンサチップで構成されていてもよいし、絶縁基板１１に描かれたコンデンサパターンで構成されていてもよい。このように、本例の補助アンテナはパッシブデバイスであって、バッテリーや信号増幅回路を有しているわけではない。

＜大径コイル部＞
大径コイル部１２は、スマートフォン、タブレット、専用検出装置等の携帯通信端末２０のリーダライタ（ＲＷ）側コイルアンテナ２２と対応する箇所に設けられる。この大径アンテナ１２は、リーダライタ側コイルアンテナ２２と磁界結合して、リーダライタ側コイルアンテナ２２との信号の送受信を行う。大径コイル部１２は、例えば、直径３ｃｍ以上８ｃｍ以下であってもよい。なお、上記直径は一例であって限定するものではない。

＜小径コイル部＞
小径コイル部１４は、大径コイル部１２と互いに接続され、コイル径（コイル部の外径寸法）が大径コイル部１２よりも小さい。また、小径コイル部１４は、小さいコイル径のＲＦＩＤタグのコイルアンテナと磁界結合して信号の送受信を行う。なお、小径コイル部１４は、１つに限定されず、複数あってもよい。また、小径コイル部１４は、携帯通信端末２０から突出した位置に配置されていてもよい。この場合、携帯通信端末２０の画面をみながら、超小型のＲＦＩＤタグへの位置合わせができる。さらに、小径コイル部１４における磁束密度を大きくするため、小径コイル部１４は、複数巻きの巻き線によって構成してもよい。さらに、小径コイル部１４の巻き数を大径コイル部１２の巻き数よりも多くしておいてもよい。これによって読み取り性を向上できる。また磁界結合の結合度を高めることができる。小径コイル部１４は、例えば、直径２ｍｍ以上２０ｍｍ以下であってもよい。なお、小径コイル１４の上記直径は一例であって限定するものではない。

また、小径コイル部１４は、必要に応じて携帯通信端末２０から突出した位置に配置できるように折り畳み式に格納されていてもよい。例えば、絶縁基板１１が上記のようにカバーや、手帳型の場合には、それらの中に小径コイル１４を格納してもよい。これによって、携帯通信端末２０の形状のままでは入らない狭い部分に設けられたＲＦＩＤタグについても位置合わせすることができ磁界結合によって信号の送受信を行うことができる。さらに、小径コイル部１４は、伸縮性を有してもよい。小径コイル部１４は、携帯通信端末２０の長辺方向からの角度を可変させることができるように構成してもよい。小径コイル部１４は、曲げられるように構成してもよい。小径コイル部１４を設けた絶縁基板１１上に小径コイル部１４の位置を示すマークを設けてもよい。これによって小径コイル部１４をＲＦＩＤタグに位置合わせしやすくなる。小径コイル部１４を設けた絶縁基板１１は、透明又は半透明にしてもよい。これによってＲＦＩＤタグを視認でき、小径コイル部１４をＲＦＩＤタグに位置合わせしやすくなる。

＜ＲＦＩＤタグ＞
ＲＦＩＤタグ５は、ＨＦ帯ＲＦＩＤタグである。このタグ５は、信号処理回路やメモリ回路を有するＲＦＩＣ素子１と、ＲＦＩＣ素子１と接続され、複数巻きの巻き線からなるコイルアンテナ２と、を有する。例えば、コイルアンテナ２の直径は、１ｍｍ以上２ｃｍ以下であってもよい。

＜携帯通信端末＞
このジャケット型デバイス１０を装着する携帯通信端末２０は、ＲＦＩＤタグと通信するためのリーダライタ側コイルアンテナ２２を有する。この携帯通信端末２０としては、例えば携帯電話、スマートフォン、タブレット、パーソナルコンピュータ、ＲＦＩＤタグ専用業務端末等のいずれであってもよい。
なお、上記携帯通信端末２０に上記ジャケット型デバイス１０を装着した場合、ジャケット型デバイス付き携帯通信端末となる。

＜ジャケット型デバイスと携帯通信端末との位置合わせ＞
ジャケット型デバイス１０は、携帯通信端末２０への装着用の位置合わせ部１８を有してもよい。ジャケット型デバイス１０を携帯通信端末２０に装着時に、位置合わせ部１８によって、大径コイル部１２がリーダライタ側コイルアンテナ２２と対面する位置に配置される。また同様に、小径コイル部１４が携帯通信端末２０から突出する位置に配置される。この位置合わせ部１８は、例えば、携帯通信端末２０と面するジャケット型デバイス１０の面に携帯通信端末の凹凸と整合するように設けられていてもよい。あるいは、携帯情報端末２０の側面と整合する形状であってもよい。位置合わせ部１８は、ジャケット型デバイス１０と携帯通信端末２０とを装着する方向を限定する方向性を有するものであってもよい。

（実施の形態２）
図５は、実施の形態２に係るジャケット型デバイス１０ａと、装着する携帯通信端末本体２０とを示す斜視図である。図６は、実施の形態２に係るジャケット型デバイス１０ａを装着した携帯通信端末２０による腕時計４０に搭載されたＲＦＩＤタグとの通信の一例を示す概略図である。
このジャケット型デバイス１０ａは、実施の形態１に係るジャケット型デバイスと対比すると、小径コイル部１４を設けた絶縁基板１１ａは、携帯通信端末２０からの突出方向に垂直な横幅が携帯通信端末２０と重なる部分の横幅よりも小さい点で相違する。これによって、携帯通信端末２０の横幅よりも狭い部分に設けられたＲＦＩＤタグについても小径コイル部１４を位置合わせでき、読み取ることができる。
例えば、図６では、腕時計４０のベルト部（または本体部）の内側に超小型のＲＦＩＤタグを仕込むことができる。この場合、上記ジャケット型デバイス１０ａでは、小径コイル部１４を設けた先端部の幅が携帯通信端末本体２０の幅よりも小さい。
そこで、携帯通信端末２０自体では入らないような部位（ここでは腕時計４０の内側）にも読取り部である小径コイル部１４を挿入して、ＲＦＩＤタグと磁気結合して信号の送受信を行うことができる。

なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。

本発明に係るジャケット型デバイスは、小さいコイル径の小径コイル部によって、小さいコイル径のＲＦＩＤタグと容易に磁気結合して通信可能である。

１ ＲＦＩＣ素子
２ コイル
５ ＲＦＩＤタグ
１０、１０ａ ジャケット型デバイス（補助アンテナ装置）
１１ 絶縁基板
１１ａ 突出部
１２ 大径コイル部
１３ 内部容量
１４ 小径コイル部
１６ 補助アンテナ
１８ 位置合わせ部
２０ 携帯通信端末（本体）
２２ ＲＷ側アンテナコイル
３０ 万年筆
４０ 腕時計
５１ アンテナ支持部
５６ 外部アンテナ
６０ 情報端末装置

Claims (9)

1. 携帯通信端末に搭載されたリーダライタ側コイルアンテナと、物品に設けられ、前記リーダライタ側コイルアンテナよりもコイル径の小さなＲＦＩＤタグのコイルアンテナと、をそれぞれ磁界結合させるための補助アンテナを備えた、前記携帯通信端末に装着可能なジャケット型デバイスであって、
   前記補助アンテナは、
   前記リーダライタ側コイルアンテナと磁界結合するための大径コイル部と、
   前記大径コイルアンテナと互いに接続され、前記大径コイル部よりもコイル径が小さく、前記ＲＦＩＤタグの前記コイルアンテナと磁界結合するための小径コイル部と、
   を有する、ジャケット型デバイス。
2. 前記小径コイル部は、複数巻きの巻き線からなる、請求項１に記載のジャケット型デバイス。
3. 前記小径コイル部における巻き数は、前記大径コイル部における巻き数よりも多い、請求項２に記載のジャケット型デバイス。
4. 前記大径コイル部および前記小径コイル部は、絶縁基板に搭載されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のジャケット型デバイス。
5. 前記絶縁基板のうち、前記小径コイル部を搭載する部分は、前記携帯通信端末から突出する、請求項４に記載のジャケット型デバイス。
6. 前記絶縁基板の前記携帯通信端末から突出する部分の突出方向に垂直な横幅は、前記携帯通信端末と重なる部分の横幅よりも小さい、請求項５に記載のジャケット型デバイス。
7. 前記ジャケット型デバイスを前記携帯通信端末に装着時に、前記大径コイル部が前記リーダライタ側コイルアンテナと対面する位置に配置され、前記小径コイル部が前記携帯通信端末から突出する位置に配置されるように、前記携帯情報端末と位置合わせする位置合わせ部をさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のジャケット型デバイス。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の前記ジャケット型デバイスが装着されたジャケット型デバイス付き携帯通信端末。
9. ＲＦＩＤタグと通信するためのリーダライタ側コイルアンテナを有する携帯通信端末本体と、
   前記携帯通信端末本体に装着されたジャケット型デバイスと、
   を備えたジャケット型デバイス付き携帯通信端末であって、
   前記ジャケット型デバイスは、前記携帯通信端末本体のリーダライタ側コイルアンテナと、物品に設けられ、前記リーダライタ側コイルアンテナよりもコイル径の小さな前記ＲＦＩＤタグのコイルアンテナと、をそれぞれ磁界結合させるための補助アンテナを備え、
   前記補助アンテナは、
   前記リーダライタ側コイルアンテナと磁界結合するための大径コイル部と、
   前記大径コイルアンテナと互いに接続され、前記大径コイル部よりもコイル径が小さく、前記ＲＦＩＤタグの前記コイルアンテナと磁界結合するための小径コイル部と、
   を有する、ジャケット型デバイス付き携帯通信端末。

Images