KR20060029635A - 데이터 통신 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 전자 유도를 이용한 비접촉 데이터 통신을 행하기 위한 루프 코일 안테나(5) 중 적어도 도선(5a)의 일부가 하우징(2a)의 측면에 따라서 주회하도록 배치하고, 루프 코일 안테나(5)의 감도를 하우징(2a)의 양쪽 주요면에 있어서 균일화한다.
루프 코일 안테나, 도선, 하우징, 반도체 집적 회로, 리더라이터 수신 회로

Description

데이터 통신 장치 {DATA COMMUNICATION DEVICE}
본 발명은, 전자 유도를 이용한 비접촉 데이터 통신을 행하는 데이터 통신 장치에 관한 것이다. 본 출원은 일본에 있어서 2003년 6월 30일에 출원된 일본 특허 출원 번호 2003-188462를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 본 출원은 참조함으로써, 본 출원에 원용된다.
최근, 철도의 자동 개찰기나 전자 머니 시스템 등의 분야에서는 비접촉 IC 카드가 이용되고 있다. 이 비접촉 IC 카드는 카드 내에 데이터의 기입 및 판독을 행하기 위한 각종 처리를 행하는 전자 회로가 집적된 IC(Integrated Circuit)칩과, 도선이 평면 형상으로 권취된 루프 코일 안테나를 갖고 있다. 비접촉 IC 카드는 전자 유도의 원리를 기초로 하여, 이 비접촉 IC 카드에 대해 데이터의 기입 또는 판독을 행하는 리더 라이터측의 루프 코일 안테나에 발생하는, 예를 들어 13.56 ㎒의 교류자계를 받아, 이 비접촉 IC 카드측의 루프 코일 안테나에 여기한 교류 전압을 IC칩을 동작시키기 위한 전원으로서 이용하는 동시에, 부하의 임피던스를 변화시킴으로써 리더 라이터 사이에서 비접촉 데이터 통신을 행한다.
따라서, 이 접촉형 IC 카드는 리더 라이터측으로부터 필요한 전력이 공급되기 때문에, 내부에 전원을 가질 필요가 없고, 리더 라이터에 부착한 동작만으로, 데이터의 기입 동작이나 판독 동작을 간이하면서 고속으로 행할 수 있다.
그런데, 일본 특허 공개 평11-213111호 공보에 있는 바와 같이, 비접촉 IC 카드는 사용상 편리하므로, 예를 들어 휴대 전화기 등의 이동성 기기에, 상술한 비접촉 IC 카드 기능을 탑재하고, 이러한 비접촉 IC 카드를 갖고 다니지 않아도, 이동성 기기 자체를 상술한 서비스가 받아지는 비접촉 근거리 무선 전송용 장치로 하는 것이 검토되어 있다.
그러나, 상술한 비접촉 데이터 통신을 행하는 데이터 통신 장치에서는, 예를 들어 도7에 모식적으로 도시한 휴대 전화기와 같은 두께를 갖는 하우징(100)에, 비접촉 IC 카드에 탑재되는 평면 형상의 루프 코일 안테나(101)를 실장하면, 이 루프 코일 안테나(101)가 배치된 하우징(100)의 일주요면측에 감도의 기울기가 생기기 때문에, 사용하기 불편해지는 등의 문제가 있었다. 즉, 이러한 두께를 갖는 하우징(100)의 내부에 평면 형상의 루프 코일 안테나(101)를 실장하는 경우에는, 루프 코일 안테나(101)의 감도가 방향에 의해 변하거나 감도가 있는 영역이 좁아지는 등의 문제가 생겨 버린다.
따라서, 이 루프 코일 안테나(101)의 감도를 하우징(100)의 양면에서 균등화하기 위해서는, 하우징(100)의 한가운데에 평면 형상의 루프 코일 안테나(101)를 배치해야만 한다. 그러나, 상술한 휴대 전화기 등의 이동성 기기에서는 하우징(100) 내의 한정된 스페이스에, 이러한 루프 코일 안테나(101)를 중앙부에 배치하는 것은 실장상의 큰 제약이 되어 버린다.
또한, 상술한 평면 형상의 루프 코일 안테나(101)에서는 도선의 권취수가 늘 어나면, 그 개구 면적이 좁게 되기 때문에 리더 라이터와의 통신 가능한 감도 영역도 좁아져 버린다.
본 발명의 목적은, 상술한 바와 같은 종래의 기술이 갖는 문제점을 해소할 수 있는 데이터 통신 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 하우징의 두께에 상관없이 루프 코일 안테나의 감도를 하우징의 양쪽 주요면에 있어서 균일화하는 동시에, 감도 영역의 확대를 가능하게 한 비접촉 데이터 통신 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 관한 데이터 통신 장치는 하우징과, 적어도 도선의 일부가 상기 하우징의 측면에 따라서 주회하도록 배치된 루프 코일 안테나와, 상기 루프 코일 안테나에 접속되고, 이 루프 코일 안테나를 통해 외부의 통신 장치 사이에서 전자 유도를 이용한 비접촉 데이터 통신을 행하는 반도체 집적 회로를 구비한다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 데이터 통신 장치에서는 도선이 하우징의 측면에 따라서 주회하도록 루프 코일 안테나가 배치되어 있으므로, 상기 루프 코일 안테나의 감도를 하우징의 두께 방향에 있어서 균등화할 수 있고, 상기 루프 코일 안테나의 통신 가능한 감도 영역을 넓힐 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적, 본 발명에 의해 얻어지는 구체적인 이점은, 이하에 있어서 도면을 참조하여 설명되는 실시 형태의 설명으로부터 한층 더 명백해질 것이다.
도1은 본 발명을 적용한 휴대 전화기의 구성을 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도2는 상기 휴대 전화기에 조립된 반도체 집적 회로의 구성을 도시하는 블록도이다.
도3은 상기 휴대 전화기에 배치된 루프 코일 안테나의 구성을 도시하는 사시도이다.
도4는 상기 루프 코일 안테나가 되는 가요성 프린트 기판의 구성을 도시하는 평면도이다.
도5는 상기 가요성 프린트 기판에 의해 루프 코일 안테나가 구성된 상태를 도시하는 사시도이다.
도6은 상기 휴대 전화기에 배치된 루프 코일 안테나의 변형예를 나타내는 사시도이다.
도7은 종래의 루프 코일 안테나의 구성을 도시하는 사시도이다.
이하, 본 발명을 적용한 데이터 통신 장치에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
본 발명을 적용한 데이터 통신 장치는, 예를 들어 도1에 도시한 바와 같이 종래의 전화 기능 외에 비접촉 IC 카드 기능과 리더 라이터 기능을 구비한 휴대 전화기(1)이다. 이 휴대 전화기(1)는 본체부(2)에 대해 표시부(3)가 개폐 가능하게 부착된 구조를 갖고 있다.
이 휴대 전화기(1)에는, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이 비접촉 IC 카드 기능과 리더 라이터 기능을 갖는 반도체 집적 회로(IC)(4)와, 이 반도체 집적 회로(4)와 전기적으로 접속된 비접촉 IC 카드측의 루프 코일 안테나(5) 및 리더 라이터측의 루프 코일 안테나(6)가 조립되어 있다. 이 중, 비접촉 IC 카드측의 루프 코일 안테나(5)는 본체부(2)측의 하우징에 배치되고, 리더 라이터측의 루프 코일 안테나(6)는 표시부(3)측의 하우징에 배치되어 있다.
반도체 집적 회로(4)는 외부의 리더 라이터에 의해 데이터의 기입 및 판독이 행해지는 비접촉 IC 카드 회로(7)와, 외부의 비접촉 IC 카드에 대해 데이터의 기입을 행하는 리더 라이터 송신 회로(8)와, 외부의 비접촉 IC 카드에 대해 데이터의 판독을 행하기 위한 리더 라이터 수신 회로(9)를 갖고 있다. 또, 이 반도체 집적 회로(4)는 휴대 전화기(1)의 통화 또는 통신 기능을 실현하기 위한 휴대 전화 기능부(20)가 전기적으로 접속되어 있다.
비접촉 IC 카드 회로(7)는 외부의 리더 라이터측의 루프 코일 안테나를 통해 송출된 질문 신호로서의 전자파를, 루프 코일 안테나(5)를 통해 수신하면, 그 전자파의 반송파를 정류하여, 이를 직류 전원으로 변환하여 내부 회로를 구동한다. 또한, 이 비접촉 IC 카드 회로(7)는 질문 신호에 따라서, 외부의 리더 라이터측의 루프 코일 안테나 사이에서 부하를 변화시키면서 진폭 변조를 행하고, 응답 신호를 루프 코일 안테나(5)를 통해 외부의 리더 라이터에 송신한다.
리더 라이터 송신 회로(8)는, 송신하는 데이터에 따라서 송신 캐리어를 변조하고, 질문 신호를 루프 코일 안테나(6)를 통해 외부의 비접촉 IC 카드에 송신한 다. 리더 라이터 수신 회로(9)는 외부의 비접촉 IC 카드로부터 송신된 응답 신호를 루프 코일 안테나(6)를 통해 수신하고, 그 신호를 원상 회복시켜 수신 데이터를 취득한다.
여기서, 비접촉 IC 카드측의 루프 코일 안테나(5)는, 도1 및 도3에 도시한 바와 같이 도선(5a)이 본체부(2)측의 하우징(2a)의 내측면을 전체 주위에 걸쳐 주회하도록 배치되어 있다. 이에 의해, 하우징(2a)의 두께에 상관없이, 루프 코일 안테나(5)의 감도를 하우징(2a)의 두께 방향에 있어서 균등화할 수 있다.
이 루프 코일 안테나(5)는 하우징(2a)의 내측면에 따라서 도선(5a)이 나선 형상으로 권취된 입체 형상을 갖고 있다. 이 경우, 도선(5a)의 권취수에 상관없이 루프 코일 안테나(5)의 개구 면적을 크게 확보할 수 있고, 도7에 도시한 종래의 루프 코일 안테나(101)에 비해, 리더 라이터와의 통신 가능한 감도 영역을 크게 넓힐 수 있다.
이 입체 형상을 갖는 루프 코일 안테나(5)는, 도4에 도시한 가요성 프린트 기판(10)을 이용하여 용이하게 제작할 수 있다. 구체적으로, 이 가요성 프린트 기판(10)은, 예를 들어 폴리이미드 등의 가요성을 갖는 장척(長尺) 형상의 절연 기판 또는 필름으로 이루어지고, 도선(5a)은 이 가요성 프린트 기판(10)의 주요면에, 상기 기판의 길이 방향과 직교하는 방향으로 복수 배열하는 직선 형상의 동박 패턴으로서 형성되어 있다. 또한, 이 가요성 프린트 기판(10)에는, 상술한 하우징(2a)의 내측면에 대응한 복수의 접은선(10a)이 형성되어 있다. 또, 이 접은선(10a)을 형성하는 위치에 대해서는 임의이다.
그리고, 도5에 도시한 바와 같이 이 가요성 프린트 기판(10)을 접은선(10a)에 따라서 동일 방향으로 절곡하면서 길이 방향의 양단부를 접합함으로써, 통 형상의 가요성 프린트 기판(10)으로 한다. 이 때, 인접하는 도선(5a)의 일단부와 타단부를 차례로 접속함으로써, 가요성 프린트 기판(10)의 짧은 방향으로 도선(5a)이 나선 형상으로 권취된 하나의 루프 코일이 형성된다. 또, 이 루프 코일의 양단부는 가요성 프린트 기판(10) 상에 실장된 반도체 집적 회로(4)와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 이 루프 코일의 양단부는 와이어 등에 의해 반도체 집적 회로(4)가 실장된 기판과 전기적으로 접속하는 것도 가능하다.
이상과 같이 하여, 입체 형상을 갖는 루프 코일 안테나(5)를 용이하게 제작할 수 있고, 이러한 루프 코일 안테나(5)를 상술한 하우징(2a)의 측면에 따라서 용이하게 배치할 수 있다. 또, 이 루프 코일 안테나(5)는 하우징(2a)의 측면에 접착제를 이용하여 접착 고정된다. 또는, 하우징의 측면에 마련된 삽입부에 삽입함으로써 고정된다. 기타, 루프 코일 안테나(5)의 개정 방법에 대해서는, 임의의 방법을 사용할 수 있다.
또, 상술한 루프 코일 안테나(5)는 도선(5a)이 하우징(2a)의 측면을 전체 주위에 걸쳐 주회하도록 배치된 구성으로 한정되지 않고, 예를 들어 도6에 도시한 바와 같이 도선(5a)이 하우징(2a)의 측면에 따라서 부분적으로 주회하도록 배치된 구성으로 하는 것도 가능하다.
또한, 상술한 루프 코일 안테나(5)는 수지로 된 하우징(2a)의 측면에 직접 설치하여 형성된 것이라도 좋고, 또는 수지 하우징(2a)의 측면에 도선(5)이 패턴 도금된 것이나, 하우징(2a)의 측면에 형성한 홈부에 도선(5a)을 배치한 것이라도 좋다.
이상과 같이, 이 휴대 전화기(1)에서는 도선(5a)이 본체부(2)측의 하우징(2a)의 측면에 따라서 주회하도록 비접촉 IC 카드측의 루프 코일 안테나(5)가 배치되어 있으므로, 이 루프 코일 안테나(5)의 감도를 하우징(2a)의 두께 방향에 있어서 균등화하는 동시에, 외부의 리더 라이터와의 통신 가능한 감도 영역을 확대하는 것이 가능하다. 따라서, 이 휴대 전화기(1)에서는 본체부(2)의 양쪽 주요면에 있어서 루프 코일 안테나(5)의 대략 균일한 감도를 얻는 것이 가능하고, 통신 가능한 감도 영역도 확대되므로, 또 다른 편리성의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
또, 상술한 휴대 전화기(1)에서는 리더 라이터측의 루프 코일 안테나(6)에 대해서도, 상술한 비접촉 IC 카드측의 루프 코일 안테나(5)와 마찬가지로, 도선이 나선 형상으로 권취된 입체 형상으로 하고, 표시부(3)측의 하우징의 측면에 따라서 도선이 주회하도록 배치하는 것도 가능하다. 또한, 휴대 전화기(1)에서는 비접촉 IC 카드측의 루프 코일 안테나(5)를 표시부(3)의 하우징에 마련하고, 리더 라이터측의 루프 코일 안테나(6)를 본체부(2)의 하우징(2a)에 마련하도록 해도 좋다. 게다가, 휴대 전화기(1)에서는 루프 코일 안테나(5, 6)의 양쪽을 본체부(2)의 하우징 또는 표시부(3)의 하우징에 마련하도록 해도 좋다.
또, 본 발명을 적용한 데이터 통신 장치는, 상기 휴대 전화기(1)로 한정되는 것은 아니라, 상술한 비접촉 IC 카드 기능 및/또는 리더 라이터 기능을 탑재하는 비접촉 근거리 무선 전송용 장치에 대해 널리 적용 가능하다.
또, 본 발명은 도면을 참조하여 설명한 상술의 실시예로 한정되는 것은 아니라, 첨부의 청구 범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 여러 가지 변경, 치환 또는 그 동등한 것을 행할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 명백하다.
본 발명에 관한 데이터 통신 장치에서는, 두께를 갖는 하우징의 양쪽 주요면측에 있어서 루프 코일 안테나의 대개 균일한 감도를 얻는 것이 가능하고, 통신 가능한 감도 영역도 확대되므로, 또 다른 편리성의 향상을 도모하는 것이 가능하다.

Claims (12)

  1. 하우징과,
    상기 하우징 내에 배치된 휴대 전화 기능부와,
    적어도 도선의 일부가 상기 하우징의 측면에 따라서 주회하도록 배치된 루프 코일 안테나와,
    상기 루프 코일 안테나에 접속되고, 이 루프 코일 안테나를 통해 외부의 통신 장치 사이에서 전자 유도를 이용한 비접촉 데이터 통신을 행하는 비접촉 IC 카드 기능 및/또는 리더 라이터 기능을 갖는 반도체 집적 회로를 구비하는 데이터 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 루프 코일 안테나는 상기 도선이 상기 하우징의 측면을 전체 주위에 걸쳐 주회하도록 배치되어 있는 데이터 통신 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 루프 코일 안테나는 상기 하우징의 측면에 따라서 도선이 나선 형상으로 권취된 입체 형상을 갖는 데이터 통신 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 루프 코일 안테나는 가요성의 절연 기판의 주요면에, 상기 절연 기판의 길이 방향과 직교하는 방향으로 직선 형상으로 복수의 동박 패턴을 형성하여 구성되어 있는 데이터 통신 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 루프 코일 안테나 상기 하우징의 측면에 매립되어 형성되어 있는 데이터 통신 장치.
  6. (삭제)
  7. 제1항에 있어서, 상기 루프 코일 안테나는 상기 반도체 집적 회로의 비접촉 IC 카드 기능을 실현하는 비접촉 IC 카드 회로부에 전기적으로 접속된 제1 루프 코일 안테나와, 상기 반도체 집적 회로의 리더 라이터 기능을 실현하는 리더 라이터 회로부에 전기적으로 접속된 제2 루프 코일 안테나로 구성되고, 상기 제1 및 제2 루프 코일 안테나 모두 상기 하우징의 측면에 배치되어 있는 데이터 통신 장치.
  8. (삭제)
  9. 제7항에 있어서, 상기 하우징은 본체부와, 이 본체부에 대해 개폐 가능하게 부착된 표시부를 갖는 데이터 통신 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 루프 코일 안테나의 한 쪽이 상기 본체부의 하우징에 배치되고, 다른 쪽이 상기 표시부의 하우징에 배치되어 있는 데이터 통신 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 루프 코일 안테나 모두 상기 본체부의 하우징에 배치되어 있는 데이터 통신 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 루프 코일 안테나 모두 상기 표시부의 하우징에 배치되어 있는 데이터 통신 장치.
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