JP4551641B2 - Portable electronic device with non-contact data communication function - Google Patents
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Description
本発明は、非接触データ通信機能を備えた携帯用電子機器、特にRFID(RadioFrequency Identification、以下、RFIDと略記する)に関するものである。 The present invention is a portable electronic apparatus having a non-contact data communication function, particularly RFID (R adio F requency Id entification , hereinafter referred to as RFID) relates.
電子決済などに使用されている従来のRFIDはカード形状であるものが多いが、最近になってそのRFIDを携帯電話や、PDA、あるいは時計等に組み込んで使うケースが増えてきている(例えば、特許文献1参照。)。 Many of the conventional RFIDs used for electronic payments have a card shape, but recently, there are an increasing number of cases in which the RFID is incorporated into a mobile phone, PDA, or a watch (for example, (See Patent Document 1).
図12、図13は、従来の携帯用電子機器とリーダライタの断面図で、図12は携帯用電子機器がリーダライタに対して平行に置かれた時の断面図、図13は携帯用電子機器がリーダライタに対して垂直に置かれた時の断面図である。また、図11は一般的な店舗におけるユーザーとリーダライタの位置関係の図である。 12 and 13 are sectional views of a conventional portable electronic device and a reader / writer. FIG. 12 is a sectional view when the portable electronic device is placed parallel to the reader / writer. FIG. 13 is a portable electronic device. It is sectional drawing when an apparatus is placed perpendicularly with respect to a reader / writer. FIG. 11 is a diagram showing the positional relationship between a user and a reader / writer in a general store.
非接触データ通信においては、リーダライタのアンテナより電磁波が送出され、その電磁波から電源とデータの両方をRFIDが受信する。40は非接触通信機能を有するRFID内蔵の携帯用電子機器で、本実施例では携帯用電子機器が時計の場合を示している。9は回路基板で、回路基板9上にはデータ通信機能とデータ記憶機能を有する図示されていないICが実装されている。3は回路基板9上に配線されているループ状のアンテナで、該ループ状のアンテナ3と前記通信機能とデータ記憶機能を有するICを組み合わせた物を本願発明ではRFID10と称している。4は時分秒の各指針を駆動する時計ムーブメントであり、5は文字板である。
In contactless data communication, an electromagnetic wave is transmitted from an antenna of a reader / writer, and the RFID receives both power and data from the electromagnetic wave.
20は携帯用電子機器40のRFID10内のデータにアクセスするためのリーダライタである。リーダライタ20の中には、アンテナ用基板21上にアンテナパターン22が形成され、このアンテナパターン22を介してRFID10と通信、並びに電力供給がなされる。
以上のように構成された携帯用電子機器40とリーダライタ20との関係において、図12のようにアンテナ面が互いに正対している場合には、リーダライタ20のアンテナ22面から出る電磁波が携帯用電子機器40側のアンテナ3に誘導電流を流す向きにあるため、良い条件で通信することが可能である。
In the relationship between the portable
一方、図13のようにアンテナ面が互いに垂直になっている場合には、リーダライタ20側のアンテナ22から出る電磁波は、携帯用電子機器40側のアンテナ3に誘導電流を流すことができず、このような位置関係にあるときには、リーダライタ20とRFID10の距離を短くしても安定して通信を行うことができない。
On the other hand, when the antenna surfaces are perpendicular to each other as shown in FIG. 13, the electromagnetic wave emitted from the
一般には、RFID10がカードである場合が多いため、リーダライタ20のアンテナ22は、天井に向かっているか、あるいはユーザー側に多少角度を付けて倒すのが一般的で、図11に示すような関係になっている。31はPOS端末、32は非接触通信機能を持つRFIDのリーダライタ、33はユーザー、34は店員、35はカウンターである。36はリーダライタ32のアンテナコイル面であり、ユーザー33側に傾いている状態かあるいは天井を向いている状態で、ユーザー33の左手側にある場合がほとんどである。
In general, since the
従来、RFID10はカード形状の物が主流であるため、多くのリーダライタ32はカード用に設計されていて、カードが置きやすい形状になっている。この形状のリーダライタ32に対して、RFID10がカード形状ではなく、携帯用電子機器40に内蔵されている場合には、カードのように置くことができないため、ユーザーが手に持ったまま、あるいは装着したまま使用することが要求される。
Conventionally, since the
RFID10がカード形状である場合、カードは薄いために、置き方またはかざし方がある程度限定されるため、使い方の周知徹底にはさほど支障がないが、携帯電話やPDAなどにRFID10を搭載した場合には、機器の持ち方や置き方にある程度の自由さがあるため、RFID10のアンテナの指向性により、置き方によっては通信が不安定になる場合があった。
When the
また腕時計の場合には、腕時計内のRFID10の位置とアンテナの向きが、時計の外装に対してほぼ限定される。すなわち、指向性の良い方向に腕時計内のRFID10のアンテナ3を向けようとしたときに、腕時計のリーダライタ32に対する位置関係は限定され、そして腕の向け方、置き方も限定されるという問題があった。
In the case of a wristwatch, the position of the
図11にあるようなリーダライタ32の置き方の場合、通信が可能になるようにしようとすると、携帯電話やPDAの場合は、毎回向きに注意しながら置かなければならない。また、腕時計の場合には、左腕の内側を手前にしたまま、ユーザー33の左下側にあるアンテナ面36に左手首の甲側を当てなければならず、これはユーザーに不自然な姿勢を強いるという問題があった。
In the case of placing the reader /
このように、従来の技術ではリーダライタ32とRFID10間の通信に指向性があるため、RFID10の置き方に制限があるという課題があった。極端な例を挙げれば、先述の図13のようにアンテナ面が互いに垂直になっている場合には、リーダライタ20のアンテナ22から出る電磁波は、RFID10のアンテナ3に誘導電流を流すことができず、安定して通信を行うことができないという問題があった。また垂直にしないまでも、アンテナ面を正対させない場合には安定した通信をできないことが少なくないという問題もあった。
As described above, in the conventional technique, there is a problem in that there is a limitation in how the
携帯情報端末は形状や大きさもまちまちであるから、位置の指定は困難であり、持ち方によっては通信がしづらくなり決済がなかなかできないという可能性もある。また腕時計のように腕に装着するタイプの端末の場合には、人間の腕の可動範囲には限界があり、通信を安定的に行わせるためには、手首の甲側をリーダライタ32のアンテナコイル面36に正対させる必要があるため、図11にあるようなユーザー34とアンテナコイル面36との位置関係では、不自然な姿勢をしなければ通信ができないというという問題もあった。
Since the portable information terminal has various shapes and sizes, it is difficult to specify a position. Depending on how the portable information terminal is held, it may be difficult to communicate and settlement may be difficult. In the case of a terminal that is worn on the arm, such as a wristwatch, the movable range of the human arm is limited, and the back side of the wrist is connected to the antenna of the reader /
腕時計の場合であれば、腕時計の文字板の面をリーダライタのアンテナコイル面に正対させるよりも、文字板を垂直に立てたような置き方の方が遙かにユーザーの姿勢は楽であるが、従来はそのような置き方では通信が不可能であった。 In the case of a wristwatch, the user's posture is much easier when the dial is placed vertically than when the face of the watch dial is directly facing the antenna coil surface of the reader / writer. However, in the past, communication was impossible with such a placement.
特許文献1に記載されている腕時計では、ユーザーが不自然な姿勢をしなくてもリーダライタと通信しやすいように、人間の腕の可動範囲に合うようにアンテナコイル面の角度
を付けることで、無理のない姿勢でもリーダライタに対して感度の良い方向に時計内部のRFIDを置くことが可能になっているが、この方法では、単に腕時計の中にあるRFIDのアンテナの指向性パターンを回転させているだけで、指向性を広げているわけではなく、感度の悪い向きが違うところに現れてしまうという欠点があった。このように、一般の携帯用電子機器の場合には、ユーザーの持ち方や置き方などは固定でないため、指向性パターンを回転させるだけではなく、指向性を平滑化することが望ましい。
In the wristwatch described in
本発明の目的は、上述の指向性を少しでも広げた非接触データ通信機能を備えた携帯用電子機器を提供することにある。 The objective of this invention is providing the portable electronic device provided with the non-contact data communication function which extended the above-mentioned directivity as much as possible.
上記目的を達成するために、非接触データ通信を行うためのアンテナ及び送受信手段を
含む非接触通信部と、前記非接触通信部を収容するケース体と、前記ケース体の内部に前記アンテナ面と角度を持って配置した電磁波反射板とを有し、前記ケース体には開口部が形成され、該開口部を塞ぐ裏蓋をさらに有し、前記電磁波反射板を、前記裏蓋の前記ケース体側に一体に設けたことを特徴とする。
To achieve the above object, a non-contact communication unit including an antenna for performing non-contact data communication and a transmission / reception means, a case body housing the non-contact communication unit, and the antenna surface inside the case body possess an electromagnetic wave reflector arranged at an angle, the opening is provided in the case body further includes a rear cover for closing the opening, the electromagnetic wave reflecting plate, the case body side of the back cover It is characterized by being provided integrally .
このように構成することにより、リーダライタのアンテナと携帯用電子機器内のアンテナが互いに垂直になるような状態に於いても、アンテナ開口面に対して傾いた状態で配置されている反射板により電磁波の向きが変わり、携帯用電子機器のアンテナ開口部に入れることが可能になり、通信が行えるようになる。さらに、携帯用電子機器の製造や修理が容易になる。 With such a configuration, even when the antenna of the reader / writer and the antenna in the portable electronic device are perpendicular to each other, the reflector is arranged so as to be inclined with respect to the antenna opening surface. The direction of the electromagnetic wave is changed, and the electromagnetic wave can be inserted into the antenna opening of the portable electronic device, so that communication can be performed. Furthermore, it becomes easier to manufacture and repair portable electronic devices.
また、前記ケース体に対して、前記裏蓋の向きを決めるための位置決め用のガイド手段を有することを特徴とする。 Moreover, it has the guide means for positioning for determining the direction of the said back cover with respect to the said case body .
また、前記電磁波反射板は、前記裏蓋を加工して形成したことを特徴とする。 Further, the electromagnetic wave reflection plate is formed by processing the back cover .
また、非接触データ通信を行うためのアンテナ及び送受信手段を含む非接触通信部と、前記非接触通信部を収容するケース体と、前記ケース体の内部に前記アンテナ面と角度を持って配置された電磁誘導板を有し、前記電磁誘導板の一部分が前記アンテナを構成する導体に沿って配置されていることを特徴とする。 Further, a non-contact communication unit including an antenna for performing non-contact data communication and a transmission / reception means, a case body that accommodates the non-contact communication unit, and an angle with the antenna surface are disposed inside the case body. And a part of the electromagnetic induction plate is disposed along a conductor constituting the antenna.
このように構成することにより、リーダライタのアンテナと携帯用電子機器内のアンテナが互いに垂直になるような状態においても、前記電磁誘導板がリーダライタのアンテナに対して平行にはならないために、誘導電流が発生し電磁誘導板の周りに磁界が発生する。そして、電磁誘導板の周りの磁界は、携帯用電子機器内のアンテナに誘導電流を流す。
電磁誘導板に発生する磁界は、リーダライタからの磁界を打ち消す向きに発生するが、上記のような置き方の場合、打ち消されるのはRFIDのアンテナに平行な成分のみで、RFIDのアンテナに垂直な有効な成分は打ち消されない。この電磁誘導板内に発生する誘導電流によって発生する磁界によりRFIDのアンテナに二次的に誘導電流が発生し、通信が行えるようになる。
By configuring in this way, the electromagnetic induction plate is not parallel to the reader / writer antenna even when the reader / writer antenna and the antenna in the portable electronic device are perpendicular to each other. An induced current is generated and a magnetic field is generated around the electromagnetic induction plate. The magnetic field around the electromagnetic induction plate causes an induced current to flow through the antenna in the portable electronic device.
The magnetic field generated in the electromagnetic induction plate is generated in a direction that cancels the magnetic field from the reader / writer. However, in the case of the above-described placement, only the component parallel to the RFID antenna is canceled and perpendicular to the RFID antenna. Effective ingredients are not countered. The induction current is secondarily generated in the RFID antenna by a magnetic field generated by the induction current generated in the electromagnetic induction plate, and communication can be performed.
また、非接触データ通信を行うためのアンテナ及び送受信手段を含む非接触通信部を取り囲むように、複数の互いに絶縁された前記電磁誘導板を重ね合わせて配置していることを特徴とする。 In addition, a plurality of the electromagnetic induction plates insulated from each other are arranged so as to surround a non-contact communication unit including an antenna for performing non-contact data communication and a transmission / reception means.
このように構成することにより、リーダライタとRFIDが通信可能な方向を必要に応じて広げたり変えたりすることが可能となる。
With this configuration, the direction in which the reader / writer and the RFID can communicate can be expanded or changed as necessary.
本発明によれば非接触データ通信機能を有する携帯情報端末に置ける通信アンテナの指向性を広げることができる。携帯情報端末内に反射板をアンテナに対して傾けて配置させることにより、電磁波の向きを変えることで、アンテナに対して有効な成分の電磁波に変えて、従来通信できなかった角度においても通信が可能になり、ユーザーが使用するときに機器の姿勢的制限の少ない端末を提供する事ができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the directivity of the communication antenna which can be put in the portable information terminal which has a non-contact data communication function can be expanded. By arranging the reflector in the portable information terminal so as to be inclined with respect to the antenna, the direction of the electromagnetic wave can be changed to an electromagnetic wave having an effective component with respect to the antenna. This makes it possible to provide a terminal with less device posture restrictions when used by the user.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。図1、図2は、本発明の第一の実施の形態を示す携帯用電子機器とリーダライタの断面図で、図1は携帯用電子機器がリーダライタに対して平行に置かれた時の断面図、図2は携帯用電子機器がリーダライタに対して垂直に置かれた時の断面図である。図5は、図1、図2の反射板の実施例を示す上面図、図6は図1、図2のRFIDの平面図、図7は図1、図2のRFIDとリーダライタの関係を示すRFIDのシステムブロック図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 and 2 are cross-sectional views of a portable electronic device and a reader / writer showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a state in which the portable electronic device is placed parallel to the reader / writer. FIG. 2 is a sectional view when the portable electronic device is placed perpendicular to the reader / writer. 5 is a top view showing an embodiment of the reflector of FIGS. 1 and 2, FIG. 6 is a plan view of the RFID of FIGS. 1 and 2, and FIG. 7 is a relationship between the RFID of FIG. 1 and FIG. It is a system block diagram of RFID shown.
図1、図2において、4は時分秒の各指針を駆動する時計ムーブメント、10は非接触データ通信を行うための非接触通信部であるRFIDで、前記時計ムーブメント4の外周のリング状空間に収納されており、RFID10は図6に示すようにドーナツ型の回路基板9と、該回路基板9に形成されたループ状のアンテナ3と、非接触データ通信機能並びに記憶手段を有するICチップ12、及びアンテナ同調用コンデンサ11とから構成されており、RFID10の回路基板9の中央の開口部9aに時計ムーブメント4が入る構造になっている。
1 and 2, 4 is a timepiece movement for driving hour, minute, and second hands, and 10 is an RFID that is a non-contact communication unit for performing non-contact data communication. The ring-shaped space around the outer periphery of the
RFID10はアンテナ3とアンテナ同調用コンデンサ11により定まる共振周波数の電磁波を受けることで、ICチップ12内部の電源生成回路によって直流電圧を生成し、その電圧でICチップ12内部の回路が動作するようになっている。なお、本実施例に於いてはRFID10の回路基板9の外形が円形になっているが、もちろん、長方形や正方形や六角形等の多角形になっていても構わない。
The
5は文字板、6はケース体、2は金属材料よりなる電磁波反射板で、電磁波反射板2はケース体6の内部のアンテナ3の面と一定の角度(θ)をもって配置されており、本実施例ではアンテナ3の面に対し、15°の角度を設けた場合を示している。反射板2の形状は図5(a)のように1枚の板を抜いただけの単純な形状でも良いし、図5(b)、(c)のように、渦電流の発生を極力抑えるために縦横、あるいは径方向にスリットを入れたり、図5(d)のように渦巻型にスリットを入れてもよいし、細かく格子状にした図5(
e)の形状や、小さな四角形を細い隙間を設けて縦横に並べた図5(f)のような形状にしても良い。なお、図5(b)、(c)、(d)、(f)の様な形状の場合には、プラスチックなどの絶縁部材に前記形状の板を張り付けるか、または、プラ母材に前記金属板を埋め込む様な成型をすることで実現が可能である。
5 is a dial plate, 6 is a case body, 2 is an electromagnetic wave reflection plate made of a metal material, and the electromagnetic
The shape shown in FIG. 5F or the shape shown in FIG. 5F in which small squares are arranged vertically and horizontally with a narrow gap may be used. 5 (b), (c), (d), and (f), a plate of the above shape is attached to an insulating member such as plastic, or the plastic base material is This can be realized by molding such as embedding a metal plate.
ケース体6の内部に、前述の時計ムーブメント4、RFID10、電磁波反射板2、文字板5を収納することにより、非接触データ通信機能を有する指針式腕時計型の携帯用電子機器1が構成されている。なお、図示していないが、携帯用電子機器1にはバンドが装着されており、携帯者の腕に装着されるようになっている。
The wristwatch type portable
図1、図2において、20はRFID10内のデータにアクセスするためのリーダライタで、リーダライタ20のケース体23の中のアンテナ用基板21上にはコイル状のアンテナパターン22が形成され、このアンテナパターン22を介してRFID10と通信、並びに電力供給がなされる。なお、図1、図2において、リーダライタ20は、物理的に通信に必要な、アンテナコイル用回路基板21とコイル状のアンテナパターン22のみ図示してある。
1 and 2,
次に、図1、図2のRFIDとリーダライタの関係を示すRFIDのシステムブロック図について図7を用いて説明する。RFID10は、図6に示したアンテナ3と同調コンデンサ11に該当するアンテナ13と、CPU12bと、メモリ12dと、電源生成部12aと、通信制御部12cとからなるICチップ12により構成されており、ICチップ12は送受信手段を構成する。なお、アンテナ13は、コイルとコンデンサによる並列共振回路により構成されているが、電源生成部12aの回路構成によっては直列共振回路となるような構成であっても構わない。
Next, an RFID system block diagram showing a relationship between the RFID of FIG. 1 and FIG. 2 and a reader / writer will be described with reference to FIG. The
リーダライタ20はCPU26と通信制御部25と電源回路24と外部インターフェイス部27とアンテナ22により構成されている。リーダライタ20では、外部インターフェイス部27を通じてホストコンピューターより転送されてきたデータをCPU26が受け取り、通信制御部25に転送する。通信制御部25はそのデータを変調し、アンテナ22を介して電磁波として電力と共にデータを外界に放出する。
The reader /
RFID10は、リーダライタ20から放出された電磁波をアンテナ3(13)で受信し、電源生成部12aと通信制御部12cに送り込む。電源生成部12aでは受信した交流信号をICチップ12内部の電源として活用するために、直流に整流する。一方、通信制御部12cは、電源生成部12aから電源の供給を受け、受信した交流信号を復調してCPU12bが判別できる信号にする。CPU12bはその信号によりメモリ12dへのアクセスなどを行い、その応答を通信制御部12cとアンテナ3(13)を介してリーダライタ10に返信して、1つのシーケンスが完了する。
The
さて、RFID10に於いて電磁波の受信状況に関与するのは、アンテナ3の開口面積とその向きである。本実施例に於けるアンテナ3(13)、22は、RFID10もリーダライタ20もループ形状であることから、一種のトランスのような働きをしており、磁束を共有する向きに置く状態が最も通信条件が良くなるといえる。
Now, it is the opening area and the direction of the
そこで、図1、図2を使って、本発明の携帯用電子機器10とリーダライタ20とが通信を行う時の動作に関して説明する。前述のように本実施例に於いては従来の構造に加えて電磁波反射板2が追加されている。電磁波反射板2は、本実施例では一枚の板より構成されて、ループ状のアンテナ3の面と平行ではなく、一定の角度を持って斜めに置かれている。
An operation when the portable
図1のようにアンテナコイル面が正対している場合、リーダライタ20とRFID10が通信しようとしたときには、まずリーダライタ20のアンテナ用基板21のコイル状のアンテナ22より白矢印Aの向きに電磁波が送出される。その電磁波をアンテナ3が受けると、RFID10のICチップ12内に直流電圧が発生し、RFID10が動作を始めてデータを受信する。このようにアンテナコイル面が正対している場合には、従来の構造に比べて電磁波反射板2の反射により感度は鈍くなるが、直接波の方が圧倒的に強いため従来構造とほぼ同様に通信が可能となる。
As shown in FIG. 1, when the reader /
次に、図2のように、リーダライタ20と携帯用電子機器1のアンテナコイル面が互いに垂直或いは垂直に近い角度を持っている場合、リーダライタ20のコイル状のアンテナ22から出力される電磁波は電磁波反射板2で反射され、その反射波は携帯用電子機器1のアンテナ3面に垂直な成分を持ち、ループ状のアンテナ3に誘導電流を流すことができる成分を有する。このようにアンテナ面が互いに垂直に近い位置関係にあっても、互いに出力した電磁波を受けることができるようになり、リーダライタ20と携帯用電子機器1内のRFID10は通信が可能となる。なお、本実施例ではアンテナ3の面に対する電磁波反射板2の角度θを15°としたが、角度θを10〜25°とすれば、リーダライタ20と携帯用電子機器1内のRFID10と良好な通信が確保できる。
Next, as shown in FIG. 2, when the reader /
電磁波反射板2の形状は、外装の制限などにより、アンテナコイルの形状に合わせた形でなくてもよく、円形に限らず四角や三角の形状でも構わない。又、電磁波反射板2の大きさもループ状のアンテナ3の大きさに合わせる必要はなく、アンテナコイル面より大きくても小さくても良い。ただし、同じ大きさのケース本体6に収納することや、渦電流の影響を考えると少なくともアンテナ3の外周部よりは小さい方が望ましい。
The shape of the electromagnetic
また、電磁波反射板2の材料は、電磁波を反射する材料でなければならず、その中では金属板が一般的で安価であるが、樹脂内に金属粒子を混ぜ合わせた物でも代用は可能であり、樹脂内に金属粒子を混ぜた物の方が形状の自由度は増すため、いろいろな形状のケースへの対応がしやすくなる。また、本実施例では携帯用電子機器1のケース本体6と一体になった構造となっているが、ケース本体6を外装ケースと裏蓋とに別体とし、電磁波反射板2を外装ケースや裏蓋などと一体構造をとっても良い。裏蓋の内側を斜めに削ってそこに金属板を張り付けても良いし、金属製の裏蓋や外装ケースの内側を斜めに削り、その斜めの部分を反射板として使用しても良い。
Further, the material of the electromagnetic
また、文字板5の材質は非導電性物質であることが望ましいが、文字板5とアンテナ3の距離をある程度とれば、金属部材であっても通信は可能である。
The
このように、携帯用電子機器1内に電磁波反射板2を置き、リーダライタ20からの電磁波の向きを変え、両者のアンテナ面の位置条件の制限を緩くすることで、ユーザーに無理な姿勢を強いることなく通信が可能となる。
As described above, the
なお、本実施例のように携帯用電子機器1が腕時計型の携帯用電子機器1の場合、時計の10〜12時方向あるいは12時〜2時方向において、電磁波反射板2とアンテナ3面との距離を最も離れるように配置すると良い。
In the case where the portable
一般的に、腕時計タイプの携帯用電子機器1の場合、12時方向は体の外側を向いており、12時側が最も離れるように電磁波反射板2を傾けることにより、体の外側の電磁波を拾いやすくなり、結果として不自然な体の使い方をしなくてもデータの送受信が可能になる。このようにすると、腕時計タイプの携帯用電子機器1においても、図11に示した一般的な店舗における店員34とPOS端末31とリーダライタ32とユーザー33の位置関係の図のように、たとえリーダライタ32のアンテナコイル面36がカード用に設計
されたカードの置きやすい形状になっていても、携帯用電子機器1の文字板5を垂直に立てるような楽な姿勢で、リーダライタ32との通信が可能となる。
Generally, in the case of a wristwatch-type portable
図3は、本発明の第二の実施の形態を示す携帯用電子機器とリーダライタの断面図で、携帯用電子機器1Aがリーダライタ20に対して垂直に置かれた時の断面図である。なお、同一構成部品には同一番号を付して説明を省略する。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the portable electronic device and the reader / writer showing the second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view when the portable electronic device 1A is placed perpendicular to the reader /
図3において、電磁波反射板14は、その面積をループ状のアンテナ3の内径よりも小さくし、電磁波反射板14の中央付近にアンテナ3面と角度を有する面を構成するように屈曲部14aを1カ所設けている。本実施例では電磁波反射板14が屈曲部14aを有する形状としたが、RFID10に向かって凹形状に彎曲させても良いし、折り曲げている箇所を1カ所ではなく、2カ所以上の複数箇所設けて、曲面に近い形にしても良い。こうすることで、リーダライタ20のアンテナ22の面とRFID10のアンテナ3の面が垂直に近い角度でも、リーダライタ20から放射された電磁波を拾ってループ状のアンテナ3の面に集めることができる。また、たとえ電磁波反射板14の材料が金属であったとしても、ループ状のアンテナ3の内径よりも電磁波反射板14を小さい形状にすることにより、そこに発生する渦電流による電磁波の打ち消し量を低減することができる。
In FIG. 3, the electromagnetic
図4は、本発明の第三の実施の形態を示す携帯用電子機器とリーダライタの断面図で、図4(a)は携帯用電子機器1Bがリーダライタ20に対して垂直に置かれた時の断面図、図4(b)は携帯用電子機器1Bの裏蓋17の平面図である。なお、同一構成部品には同一番号を付して説明を省略する。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a portable electronic device and a reader / writer showing a third embodiment of the present invention. FIG. 4 (a) shows the portable
図4において、携帯用電子機器1Bの外装ケースは、開口部を有するケース体16と、前記開口部をふさぐ裏蓋17から構成されている。裏蓋17はケース体16側の面に、ケース体16との接合面と角度を有する反射面18を有している。裏蓋17に形成した反射面18は、図1、図2に示した電磁波反射板2と同様の作用を及ぼすことができるため、アンテナコイル面が互いに垂直に近い位置関係にあっても、互いに出力した電磁波を受けることができるようになり、リーダライタ20と携帯用電子機器1内のRFID10は通信が可能となる。
In FIG. 4, the exterior case of the portable
本実施例では、図4(b)に示すように反射面18の形状が円形であるが、その形状は内部の構造に合わせて四角形や五角形などの多角形でも良い。また、本実施例では、反射面18は裏蓋17の外側の面に対して単一の角度で構成される面であるが、反射面18は曲面で構成しても良いし、複数の向きを有する面の組み合わせで構成しても良い。
In the present embodiment, the shape of the
また、裏蓋17が金属あるいは樹脂に金属粒を混ぜたような物質でできている場合には、この反射面18がリーダライタ20からの電磁波を反射するため、別体で反射板を使用しなくてもよく、コストを抑えることが可能である。またこの場合、裏蓋の向きを決めるための、位置決め用のガイドがあれば反射面18の向きをケース体16に対して一定にする事ができ、製造や修理が容易になる。裏蓋17が絶縁物質で製造される場合には、電磁波反射板2を、反射面18に貼り付けることで、ケース体16内に反射板位置決め用の部品が不要となり、反射板の向きや角度を容易に固定することが可能である。
Further, when the
図8は、本発明の第四の実施の形態を示す携帯用電子機器とリーダライタの断面図で、図8(a)は携帯用電子機器のアンテナがリーダライタのアンテナに対して垂直に置かれた時の断面図、図8(b)は図8(a)の矢視BBにおける携帯用電子機器の平面図、図
8(c)は図8(b)の矢視CCの側面図で、ケース体を取り除いた状態を示す携帯用電子機器の側面図である。なお、同一構成部品には同一番号を付して説明を省略する。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a portable electronic device and a reader / writer showing a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8 (a) shows the antenna of the portable electronic device placed perpendicular to the antenna of the reader / writer. 8B is a plan view of the portable electronic device in the direction of arrow BB in FIG. 8A, and FIG. 8C is a side view in the direction of arrow CC in FIG. 8B. It is a side view of the portable electronic device which shows the state which removed the case body. In addition, the same number is attached | subjected to the same component and description is abbreviate | omitted.
図8(a)において、携帯用電子機器1Cは、RFID10と運針モジュール4と文字板5とケース体6と電磁誘導板7から構成される。図1、図2と大きく異なる構成部分は電磁誘導板7で、電磁誘導板7は導電性の材料からなり、アンテナ3の開口面と角度を持って配置され(本実施例では、90度)、電磁誘導板7が1枚の板から曲げあるいはプレス加工によって成形されたドーナツ状の形状をしており、電磁誘導板7はRFID10上のアンテナ3とは電気的に絶縁された状態で、電磁誘導板7の一部分がアンテナ3を構成する導体に沿ってケース体6と運針モジュール4の間の空間に収納されている。
In FIG. 8A, the portable
図8(a)において、リーダライタ20のアンテナ22から放出されたY軸方向の磁束変化により電磁誘導板7に誘導電流が流れる。この誘導電流は、リーダライタ20のアンテナ22からの磁束変化を打ち消す向きに発生し、結果としてY軸方向の磁束変化は打ち消されてしまうが、電磁誘導板7に流れる誘導電流により発生する磁束は、電磁誘導板7a、7bをそれぞれ囲むように発生するため、X軸方向の磁束については打ち消されず、このためRFID10のアンテナ3に誘導電流を流すことができる。このようにしてアンテナ面が互いに垂直に近い位置関係にあってもリーダライタ20と携帯用電子機器1C内のRFID10は通信が可能となる。
In FIG. 8A, an induced current flows through the
なお、電磁誘導板7の形状は図10(a)のように1枚の板を外枠を抜いただけの形状でも良いし、図10(b)のように1枚の板でも良い。図10(b)の場合でも磁界の変化による誘導電流は平面内をループ上に流れるが、その経路は板の面積だけ広がってしまうため、図10(a)より効果は低減してしまう。一方、図10(c)の様に渦巻き上に抜いて、その端子両端を立体的に接続する方法をとれば、RFID10のアンテナ3に発生させる誘導電流を増やすことも可能である。また、本実施例においては電磁誘導板7の形状を長方形にしているが、外装ケースの形状に合わせて、三角形や六角形などその他の多角形や円形などの形を取っても良い。
The shape of the
また、図8(b)のように、本実施例において電磁誘導板7は、RFID10のアンテナ3を構成する導体である配線上全体に乗っている形となっているが、この乗っている量は配線幅全体ではなく、配線1本分だけでも構わない。また、本実施例では電磁誘導板7はRFID10の上に乗っているが、RFID10とケース体6との隙間に挟み込んで、RFID10の側面に置いても良いし、電磁誘導板7の中空部に、RFID10を挟むようにして、電磁誘導板7の上下の辺がRFID10を挟んで互いに逆側にあっても良い。また、本実施例ではケース体6と電磁誘導板7が別体となっているが、省スペースを図るためにケース体6に埋め込むような構造をとっても良い。
Further, as shown in FIG. 8B, in this embodiment, the
図9は、本発明の第五の実施の形態を示す携帯用電子機器の平面図であり、携帯用電子機器1に外装ケース6とRFID10とRFIDのアンテナ3と電磁誘導板7の位置関係の例を示す図である。なお、同一構成部品には同一番号を付して説明を省略する。
FIG. 9 is a plan view of a portable electronic device showing a fifth embodiment of the present invention. The positional relationship among the
図9(a)と図9(b)における携帯用電子機器1DはRFID10とアンテナ3の上部に配置されている。携帯用電子機器1Dは、複数の電磁誘導板7より構成され、複数の互いに絶縁された電磁誘導板7を重ね合わせて配置することでアンテナ指向性を広げている。すなわち、複数の電磁誘導板7を組み合わせることで、それぞれの電磁誘導板7が向いている方向からの電磁波に対応することができるようになっている。
The portable
複数の電磁誘導板7の置き方としては、図9(a)のように同心円上のまま互い違いに
重ねても良いし、図9(b)のようにそれぞれを少しだけひねった状態で重ねてもよい。また本実施例では、アンテナ3が円形であるため円状に重ねているが、アンテナ形状に合わせて四角形や六角形などの他の形でもよい。また、本実施例では、半周分を電磁誘導板7で囲んでいるが、その囲む角度は、使用する目的やアプリケーションによって、全周360度でも良いし90度程度でも良い。このように、電磁誘導板を重ねて配置することで、アンテナ面が互いに垂直に近い位置関係にあってもリーダライタ20と携帯用電子機器1D内のRFID10が通信可能となる方向が広がる。
As a method of placing the plurality of
1、1A、1B、1C、1D 携帯情報機器
2 電磁波反射板
3 ループ状のアンテナ
4 時計ムーブメント
5 文字板
6 ケース体
7 電磁誘導板
9 回路基板
10 RFID
11 アンテナ同調用コンデンサ
12 ICチップ
12a 電源生成部
12b CPU
12c 通信制御部
12d メモリ
13 アンテナ
14a 屈曲部
20 リーダライタ
21 アンテナ用基板
22 アンテナパターン
24 電源回路
25 通信制御部
26 CPU
27 外部インターフェイス部
31 POSレジ
32 リーダライタ
33 ユーザー
34 店員
35 カウンター
36 リーダライタのアンテナコイル面
1, 1A, 1B, 1C, 1D
3 Loop-shaped
11 Capacitor for
12c
27
Claims (5)
前記ケース体には開口部が形成され、該開口部を塞ぐ裏蓋をさらに有し、前記電磁波反射板を、前記裏蓋の前記ケース体側に一体に設けたことを特徴とする非接触データ通信機能を備えた携帯用電子機器。 Non-contact communication unit including an antenna and transmission / reception means for performing non-contact data communication, a case body that accommodates the non-contact communication unit, and an electromagnetic wave reflection disposed at an angle with the antenna surface inside the case body A board,
The case body has an opening, further includes a back cover that closes the opening, and the electromagnetic wave reflection plate is integrally provided on the case body side of the back cover. A portable electronic device with functions.
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