WO2014083990A1

WO2014083990A1 - インタフェース及び通信装置

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Publication number: WO2014083990A1
Application number: PCT/JP2013/079229
Authority: WO
Inventors: 加藤　登; 真大小澤; 信人椿
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2014-06-05
Also published as: CN104704513B; US10147998B2; CN107611615A; JPWO2014083990A1; GB2521952B; US20180175482A1; GB2521952A; JP5682739B2; US9935358B2; US20150207205A1; GB201504386D0; JP6197757B2; JP2014212573A; CN104704513A

Abstract

通信端末のアンテナ（３４）を、ディスプレイ（３２）を構成する反射板（７１）の下面側に配置する。ＬＥＤ光源（８２）によって、反射板（７１）が照明されると、ディスプレイ（３２）の表示画面（＋Ｚ側の面）側から、アンテナ（３４）が見えなくなる。これにより、アンテナ（３４）を構成するアンテナコイル（６２）を、透明電極を用いて形成する必要がなくなり、種々の導電率の高い材料を用いて形成することが可能となる。したがって、感度の高いアンテナ（３４）を低コストで製造することができ、ディスプレイ（３２）の表示画面側に位置する外部機器（９０）と、良好に近距離通信を行うことが可能となる。

Description

インタフェース及び通信装置

　本発明は、インタフェース及び通信装置に関する。

　携帯電話に代表される通信端末は、プロセッサの進歩により、パーソナルコンピュータと同等の機能を有するに至っている。特に、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を備える通信端末は、ユーザに対して、用途に応じたインタフェースを提供することができる。このため、電話以外に、ＮＦＣ（Near Field Communication）規格に準拠した近距離無線通信への利用が期待されている。

　従来、近距離無線通信を行うためには、通信端末の背面側に配置されるアンテナを、通信対象となる外部機器に近づける必要があった。そのため、通信端末の背面には、アンテナの位置を示すマークが設けられている。

　しかしながら、通信端末に、例えばシリコンゴム製のカバーなどが取り付けられると、アンテナの位置を示すマークが外部から視認できなくなってしまう。また、通信端末の筐体が、アルミニウムやステンレスなどの金属製である場合には、通信可能エリアが小さくなったり、通信ができなくなったりするという不都合もある。更に、タブレット端末などの比較的大きな通信端末を用いて、ＩＣカードに記録された情報を読み出す場合には、通信端末の前面側から近距離無線通信ができると便利である。

　そこで、通信端末の前面側から、近距離無線通信を実現するための技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたリーダライタ装置は、液晶パネルの表示画面と重なるアンテナを備えている。このため、液晶パネルの前面側に位置する機器やＩＣカードと良好に通信を行うことができる。

特開２００６－１９５８０２号公報

　特許文献１に開示されたリーダライタ装置のアンテナは、液晶パネルに重なる透明な基板上に、透明な導電性材料をスパッタリングし、これをパターニングすることにより形成される。このため、汎用のアンテナに比べて設計の自由度が低い。また、この方法によってアンテナを形成する場合には、ディスプレイの製造の際にアンテナコイルが形成される。そのため、ディスプレイの製造後に、当該ディスプレイを収容する筐体に設計変更が生じ、アンテナ特性が劣化したときには、対応が困難になる。

　また、透明な導電性材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）がよく用いられる。しかしながら、このＩＴＯの導電率は、銅、アルミ、或いは銀などの導電率の１００分の１以下でしかない。このため、ＩＴＯからなるコイルを備えるアンテナでは、十分なＱ値を得るのが困難であり、通信の品質が不安定になるという問題がある。

　本発明は、上述の事情の下になされたもので、アンテナ設計の自由度を確保しつつ、表示装置の表示画面側に位置する機器と、良好に通信を行うことを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るインタフェースは、
　一側に情報を表示する表示画面を有するマトリクス駆動方式の表示装置と、
　前記表示装置の他側に配置されるシールド板と、
　前記表示装置と前記シールド板との間に配置されるアンテナコイルと、
　を備える。

　前記アンテナコイルは、前記表示装置の表示画面側から露出しないように配置されていてもよい。

　前記表示装置は、光源を備えていてもよい。

　インタフェースは、前記アンテナコイルと前記シールド板との間に配置される磁性体シートを備えていていもよい。

　前記アンテナコイルは、前記表示画面に交差する磁束を発生させることとしてもよい。

　インタフェースは、前記アンテナコイルを前記表示画面に沿って貫通する磁性体を有していてもよい。

　インタフェースは、前記アンテナコイルと前記磁性体の段差をなくすためのスペーサを備えていてもよい。

　前記アンテナコイルは、前記表示画面に平行な磁束を発生させることとしてもよい。

　インタフェースは、複数の前記アンテナコイルを有していてもよい。

　インタフェースは、前記表示画面に重なるタッチパネルを備えていてもよい。

　前記タッチパネルは静電容量方式のタッチパネルであってもよい。

　アンテナコイルの外周部と開口内の少なくとも一方に浮き電極を備えていてもよい。

　アンテナコイルの前記シールド板側又は前記表示装置側に絶縁部を備えていてもよい。

　磁性体シートは、平面視で前記アンテナコイルの形成領域に重なる箇所に設けられていてもよい。

　本発明の第２の観点に係る通信装置は、
　本発明の第１の観点に係るインタフェースと、
　前記インタフェースが備える前記アンテナコイルを介して、外部機器と通信を行う通信手段と、
　を備える。

　前記通信手段は、前記外部機器と近距離無線通信を行うこととしてもよい。

　マトリクス駆動方式を採用する表示装置の表示画面の反対側にアンテナコイルが配置される。このため、アンテナコイルの形状が表示装置との関係で制約を受けることがない。よって、アンテナ設計の自由度を確保できる。また、表示画面の反対側に配置されたアンテナコイルは、表示画面側から視認することができない。このため、アンテナコイルの材料として、透明な導電性材料以外の材料を用いることができる。したがって、導電率の高い銅やアルミニウムなどでアンテナコイルを形成することができるので、感度の高いアンテナを低コストで製造することができる。その結果、アンテナ設計の自由度を確保しつつ、表示装置の表示画面側に位置する機器と、良好に通信を行うことが可能となる。

本実施形態に係る通信端末の斜視図である。通信端末の展開斜視図である。インタフェースの展開斜視図である。ディスプレイを、アンテナ及びシールド板とともに示す図である。透明電極を示す図である。アンテナの平面図である。アンテナの断面図である。制御系のブロック図である。通信端末が、外部機器と通信を行う様子を示す図である。アンテナの変形例を示す図である。アンテナの変形例を示す図である。第２の実施形態に係るインタフェースを示す図である。コイルの斜視図である。通信端末が、外部機器と通信を行う様子を示す図である。変形例に係るインタフェースを示す図である。変形例に係るインタフェースを示す図である。保護部材の平面図である。変形例に係るインタフェースを示す図である。変形例に係るインタフェースを示す図である。変形例に係るインタフェースを示す図である。磁性体シートの平面図である。スペーサを示す図である。通信端末が、ＩＣカードと通信を行う様子を示す図である。アンテナのホットスポットに表示されるマークを示す図である。変形例のアンテナの平面図である。変形例のアンテナの断面図である。変形例のアンテナの断面図である。変形例のアンテナの断面図である。

《第１の実施形態》
　以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。説明にあたっては、便宜上、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸からなるＸＹＺ座標系を用いる。

　本実施形態に係る通信端末１０は、図１に示すように、筐体２０に収容されたインタフェース３０を有するスマートホンである。インタフェース３０は、タッチパネルによるグラフィカル・ユーザ・インタフェースである。

　図２に示すように、通信端末１０は、筐体２０を構成する前面パネル２１、フレーム２２、及び背面パネル２３と、筐体２０に収容されるインタフェース３０、及び制御基板４０と、を有している。

　前面パネル２１は、長手方向をＹ軸方向とする長方形のパネルである。前面パネル２１には、インタフェース３０が露出する長方形の開口２１ｄが形成されている。また、前面パネル２１に形成された開口２１ｄの－Ｙ側には、長手方向をＸ軸方向とする長方形の開口２１ａ，２１ｂ，２１ｃが、Ｘ軸に沿って等間隔に設けられている。そして、前面パネル２１に形成された開口２１ｄの＋Ｙ側には、長手方向をＸ軸方向とする開口２１ｅが設けられている。前面パネル２１は、ガラス、或いは樹脂にて形成可能である。

　背面パネル２３は、例えばアルミニウムから形成され、長手方向をＹ軸方向とする長方形のパネルである。背面パネル２３は、前面パネル２１と同じ大きさに成形されている。

　フレーム２２は、例えばアルミニウムやステンレスなどの金属製の枠状の部材である。フレーム２２の上に前面パネル２１が固定され、フレーム２２の下に背面パネル２３が固定されることで、図１に示す筐体２０が構成される。

　図３に示すように、インタフェース３０は、タッチパネル３１、ディスプレイ３２、シールド板３３、及びアンテナ３４を備えている。

　ディスプレイ３２は、長手方向をＹ軸方向とする長方形の液晶パネルである。ディスプレイ３２は、マトリクス状に配置された透明電極を有するマトリクス駆動方式のフラットパネルディスプレイである。ディスプレイ３２は、前面パネル２１に形成された開口２１ｄから露出する表示画面を有している。ディスプレイ３２では、＋Ｚ側の面が表示画面である。

　図４に示すように、ディスプレイ３２は、導光板としてのガラス基板７２と、ガラス基板７２の上面（＋Ｚ側の面）に順に積層された、偏光板８３、ガラス層７３、走査電極７４、配向膜７５、液晶層７６、配向膜７７、信号電極７８、ガラス層７９、偏光板８４、カラーフィルタ８０、保護フィルム８１を有している。また、ガラス基板７２の下面（－Ｚ側の面）には、例えばＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）から形成された反射板７１が接着され、－Ｘ側側面にはＬＥＤ光源８２が取り付けられている。

　図５に示すように、ディスプレイ３２の電極は、Ｙ軸方向に等間隔に配列された走査電極７４と、走査電極７４に対向し、Ｘ軸方向に等間隔に配列された信号電極７８とを備える。

　上述のように構成されたディスプレイ３２では、ＬＥＤ光源８２が発光すると、ＬＥＤ光源８２から照明光が射出される。この照明光の一部は、ガラス基板７２の内部を通り反射板７１に入射する。反射板７１に入射した照明光は、反射板７１の表面で散乱し、最終的にはカラーフィルタ８０を照明する。

　タッチパネル３１は、例えば静電容量方式のタッチパネルである。タッチパネル３１も、ディスプレイ３２と同様に、マトリクス状に配置された透明電極を有している。タッチパネル３１は、図３に示すように、ディスプレイ３２の表示画面とほぼ同じ大きさに成形されている。タッチパネル３１は、ディスプレイ３２の表示画面上に配置される。

　シールド板３３は、長手方向をＹ軸方向とする金属板である。例えば、シールド板３３は、アルミニウム、亜鉛メッキ鋼板、或いはステンレス鋼板などの金属部材である。シールド板３３は、当該シールド板３３の前面（＋Ｚ側の面）に配置されたディスプレイ３２から発生した電磁波が、制御基板４０に形成された電気回路にノイズとなって進入するのを防止する電磁シールドとして機能する。また、シールド板３３は、通信端末１０の落下などによる衝撃からディスプレイ３２を保護する補強板としても機能する。

　図６に示すように、アンテナ３４は、ほぼ正方形のシート状の部品であり、アンテナコイル６２と、アンテナコイル６２を保護する保護部材６１とを有している。アンテナ３４をＡ－Ａ線断面視すると、図７に示すように、保護部材６１は、絶縁シート６１ａと、絶縁シート６１ａの上面と下面にそれぞれ形成されたソルダレジスト層６１ｂ，６１ｃとを有している。そして、ソルダレジスト層６１ｃの下面には、磁性体シート６３が貼り付けられている。

　アンテナコイル６２は、絶縁シート６１ａの上面に形成された導体配線６２ａと、絶縁シート６１ａの下面に形成された導体配線６２ｂと、導体配線６２ａ，６２ｂを接続するビア導体６２ｃ，６２ｄとを有している。なお図６では、導体配線６２ａを、ハッチングを付して図示している。

　絶縁シート６１ａは、例えばポリイミドのシートであり、図６に示すように、左下のコーナー部分に、－Ｘ側に突出する突出部３４ａを有している。

　導体配線６２ａ，６２ｂは、絶縁シート６１ａに貼り付けられた銅箔をパターニングすることにより形成される。また、ビア導体６２ｃ，６２ｄは、絶縁シート６１ａを貫通する貫通孔の内壁面に銅めっきを行うことにより形成される。

　ソルダレジスト層６１ｂ，６１ｃは、導体配線６２ａ，６２ｂ、及びビア導体６２ｃが形成された絶縁シート６１ａの上面及び下面に、ソルダレジストを塗布し、このソルダレジストを硬化させることで形成される。アンテナ３４では、図７に示すように、絶縁シート６１ａに設けられた突出部３４ａの上面は、ソルダレジスト層６１ｂから露出した状態になっている。

　磁性体シート６３は、フェライトなどの非導電性の磁性体から形成されたシートである。磁性体シート６３はアンテナコイル６２よりも大きく、アンテナコイル６２の下面全体を覆っている。このため、アンテナコイル６２は、磁性体シート６３から下方（－Ｚ側）に露出しない状態になっている。

　上述のように構成されたアンテナ３４は、図３に示すように、シールド板３３の上面に配置される。そして、シールド板３３の上面に、ディスプレイ３２が取り付けられ、当該ディスプレイ３２の表示画面に重ねてタッチパネル３１が取り付けられることで、タッチパネル３１、ディスプレイ３２、シールド板３３、及びアンテナ３４が一体化する。これにより、図２に示すインタフェース３０が構成される。

　図２に示すように、インタフェース３０では、絶縁シート６１ａの突出部３４ａが、露出した状態になる。そのため、アンテナ３４に設けられた突出部３４ａの上面に配線された導体配線６２ａを介して、当該アンテナ３４を、制御基板４０に実装された電子部品と電気的に接続することができる。

　インタフェース３０では、アンテナ３４を構成するアンテナコイル６２に、図６の矢印ａ１に示す方向の電流が流れると、図４の白抜き矢印に示すように、ディスプレイ３２及びタッチパネル３１を通過する磁束が生じる。このため、アンテナコイル６２へ、送信する情報に基づいて変調した電流を供給することで、ディスプレイ３２の表示画面側に位置する外部機器に、情報を送信することができる。

　逆に、外部機器によって生成された磁束が、ディスプレイ３２及びタッチパネル３１を通過し、アンテナ３４を構成するアンテナコイル６２を貫通すると、当該アンテナコイル６２に電流が流れる。このため、アンテナコイル６２に流れる電流を復調することにより、外部機器から送信された情報を受信することができる。

　図２に示すように、制御基板４０は、長手方向をＹ軸方向とする配線板である。制御基板４０には、ＲＦＩＣ７０、ＣＰＵ５０や、押しボタン５５などの電子部品が実装されている。

　本実施形態では、制御基板４０に実装された電子部品と、インタフェース３０によって、図８に示す制御系６０が構成される。制御系６０は、ＲＦＩＣ７０、ＣＰＵ５０、主記憶部５１、補助記憶部５２、マイク５３、スピーカ５４、及び押しボタン５５と、上記各部とインタフェース３０を接続するバス５６とを有している。

　ＲＦＩＣ７０は、近距離無線通信（ＮＦＣ）の信号処理回路であって、チップ部品として構成されている。つまり、ＲＦＩＣ７０は、外部機器と通信を行う通信手段を構成する。

　主記憶部５１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含んで構成され、ＣＰＵ５０の作業領域として用いられる。

　補助記憶部５２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、半導体メモリなどの不揮発性メモリを有している。補助記憶部５２は、ＣＰＵ５０が実行するプログラム、各種パラメータなどを記憶している。

　上述の制御基板４０、及びインタフェース３０は、図２に示すように、前面パネル２１、フレーム２２、背面パネル２３によって構成される筐体２０に収容される。図１に示すように、通信端末１０では、インタフェース３０のタッチパネル３１と、制御基板４０に実装された押しボタン５５のキートップとが、前面パネル２１の開口２１ａ～２１ｄから露出した状態になっている。

　通信端末１０を用いて、近距離通信（ＮＦＣ）を行う場合には、図９に示すように、通信端末１０の前面を、通信対象となる外部機器９０に近づける。通信端末１０が、外部機器９０に対して、通信可能な距離まで近づけられると、ＲＦＩＣ７０は、アンテナ３４を介して、外部機器９０と近距離通信を行う。通信端末１０を構成するアンテナ３４のアンテナコイル６２に、送信情報に基づいて変調された電流が流れると、アンテナ３４から発生した磁束は、図９の矢印ａｗ１に示すように、外部機器９０に至る。また、通信端末１０が外部機器９０からの磁界を受けると、アンテナ３４を構成するアンテナコイル６２を磁束が鎖交する。このため、通信端末１０は、ディスプレイ３２の前面側に位置する外部機器９０と、良好に近距離通信を行うことができる。

　以上説明したように、本実施形態に係る通信端末１０を構成するインタフェース３０では、アンテナ３４が、ディスプレイ３２を構成する反射板７１の下面側に配置されている。そして、ＬＥＤ光源８２によって、反射板７１が照明されると、ディスプレイ３２の表示画面（＋Ｚ側の面）側から、反射板７１の下方にあるアンテナ３４が見えなくなる。

　これにより、アンテナ３４を構成するアンテナコイル６２を、透明電極を用いて形成する必要がなくなり、種々の導電率の高い材料を用いて形成することが可能となる。したがって、感度の高いアンテナ３４を低コストで製造することができ、結果的に、通信端末１０の製造コストを増加させることなく、ディスプレイ３２の表示画面側に位置する外部機器９０と、良好に近距離通信を行うことが可能となる。

　本実施形態では、ＬＥＤ光源８２によって、反射板７１が照明されると、ディスプレイ３２の表示画面側から、反射板７１の下方にあるアンテナ３４が見えなくなる。このため、アンテナ３４として汎用の電子部品を用いても、ディスプレイ３２の視認性が低下することがない。しがたって、ディスプレイ３２の表示画面側にアンテナを設ける場合に比較して、装置の構造をシンプルにすることができ、結果的に通信装置の製造コストを削減することができる。アンテナコイル６２の材料を例えばアルミニウムにすると、ＬＥＤ光源８２から反射板７１を漏れ出て、シールド板３３側に漏れ出た光をアルミニウムが反射するので、ディスプレイ３２の表示画面側からアンテナコイル６２を見えにくくすることができる。

　また、本実施形態では、ディスプレイ３２の表示画面側から、反射板７１の下方にあるアンテナ３４が見えないので、アンテナ３４の設計の自由度が向上する。そのため、例えば、図１０に示すアンテナ３４Ａのように、シールド板３３と同等の大きさのアンテナを用いてインタフェース３０を構成することができる。また、アンテナ３４が、ディスプレイ３２を構成する電子部品などと干渉する場合には、図１１に示すアンテナ３４Ｂのように、任意の場所に空間３４ｂを設けることもできる。このように、ディスプレイ３２の視認性を考慮することなく、アンテナの形状をデザインすることができる。

　また、透明な導電性材料であるＩＴＯなどを用いて、数μｍ（例えば３μｍ）以下の厚さのアンテナコイルを形成する必要がなく、銅やアルミなどの導電率の高い金属材料を用いて、数十μｍ以上の厚さのアンテナコイルを形成することができる。したがって、読み取り距離が大きなアンテナを製造することができる。その結果、通信端末の表示面側からの近距離通信が可能となる。

　本実施形態では、図５に示すように、ディスプレイ３２の透明電極は、Ｙ軸方向に等間隔に配列された走査電極７４と、走査電極７４に対向し、Ｘ軸方向に等間隔に配列された信号電極７８とを有する。走査電極７４、及び信号電極７８は、アンテナコイル６２を構成する導体配線６２ａの開口径に比べて十分に細い。また、走査電極７４と信号電極７８は、直流に対しては相互に絶縁されているといえる。このため、走査電極７４、及び信号電極７８に磁界が作用することにより発生する誘導電流は、異なる透明電極間に渡って流れることはない。すなわち、アンテナコイル６２による磁界が、これらの電極によって誘導電流として消費されてしまうことはほとんどない。

　また、スマートホンなどに使われる走査電極、及び信号電極は、幅が３μｍで長さが４０ｍｍ程度である。このため、近距離無線通信に使用される周波数帯域では電極自体の抵抗が大きく、電極に誘導電流が発生することはない。仮に、発生したとしても、電極自体の抵抗が大きいため、熱として消費され、アンテナコイルによって生成される磁界を打ち消す磁界が発生することはない。

　このため、アンテナ３４からの磁束は、走査電極７４、及び信号電極７８に発生する誘導電流の影響をあまり受けることなく、走査電極７４の隙間と、信号電極７８の隙間を介して、ディスプレイ３２の表示画面側に位置する外部機器９０に至る。したがって、通信端末１０は、外部機器９０と良好に近距離通信を行うことが可能となる。

　走査電極７４、及び信号電極７８を細長くかつ薄く整形することで、走査電極７４、及び信号電極７８の抵抗値を高めることができる。この場合、走査電極７４、及び信号電極７８の内部を周回する誘導電流が抑制されるので、ディスプレイ３２を通過する磁束への影響が低減する。

　また、静電容量方式のタッチパネル３１も、Ｘ軸方向に等間隔に配列された透明電極と、Ｙ軸方向に等間隔に配列された透明電極とを有している。このため、アンテナ３４からの磁束は、透明電極の間を通り抜ける。したがって、ディスプレイ３２の前面にタッチパネル３１が配置されていたとしても、通信端末１０は、ディスプレイ３２の表示画面側に位置する外部機器９０と、良好に近距離通信を行うことができる。

　なお、タッチパネルとしては、抵抗膜式のものも存在するが、抵抗膜式のものでは、近距離通信の際に誘導電流による損失が大きくなる。このため、静電容量方式のタッチパネルを採用するのが望ましい。

　本実施形態では、通信端末１０を所持するユーザは、ディスプレイ３２を介して外部機器と近距離通信を行うことができる。このため、通信端末１０の筐体２０として、アルミニウムやステンレスなどの金属材料を用いることができる。これにより、通信端末１０の設計の自由度が向上する。また、表示画面側から見てアンテナコイル６２の下にある磁性体シート６３は、アンテナコイル６２に隠れてほぼ見えない。このようにすることで、ＬＥＤ光源８２から反射板７１を漏れ出てきた光をアンテナコイル６２とシールド板３３により反射させることができる。このため、磁性体シート６３はアンテナコイル６２の内径および外形とほぼ一致するような形状にするとよい。またアンテナコイル６２の電極間はできるだけ狭くし、その金属アンテナ材で磁性体シート６３（シールド材）を隠すようにするとよい。

《第２の実施形態》
　次に、本発明の第２の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、第１の実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略する。

　本実施形態に係る通信端末１０は、図１２に示すように、インタフェース３０がアンテナ３４Ｃを備えている点で、第１の実施形態に係る通信端末１０と相違している。図１２に示すように、アンテナ３４Ｃは、保護部材６１、アンテナコイル６２、アンテナコイル６２を貫通する磁性体シート６３を有している。

　図１３に示すように、保護部材６１は、アンテナコイル６２とともに２カ所で折り曲げられ、３つの部分Ｐ１～Ｐ３に区分されている。磁性体シート６３は、保護部材６１の中央部分Ｐ２に形成された、長手方向をＹ軸方向とする長方形の開口６４に挿入されている。この状態のときには、磁性体シート６３は、アンテナコイル６２を貫通し、保護部材６１の両端の２部分Ｐ１，Ｐ２とほぼ平行になっている。

　上述のように構成された、アンテナ３４Ｃでは、アンテナコイル６２に、図１３の矢印ａ２に示す方向に電流が流れると、図１２の矢印ａ３に沿って、ディスプレイ３２の表示画面に非対称な磁束が発生する。これにより、アンテナ３４の指向方向が変化する。したがって、例えば図１４に示すように、通信端末１０の姿勢が外部機器９０に対して斜めになっている場合にも、矢印ａｗ２に示すように、外部機器９０に対してほぼ垂直に鎖交する磁束を発生させることができる。

　したがって、本実施形態では、通信端末１０の姿勢が外部機器９０に対して斜めになっている場合であっても、外部機器９０と良好に近距離通信を行うことが可能となる。また、第１の実施形態に係る通信端末１０と同等の効果を実現することができる。

　本実施形態では、図１３に示すように、保護部材６１が折り曲げられ、磁性体シート６３が折り曲げられていない場合について説明した。これとは逆に、保護部材６１を折り曲げることなく、磁性体シート６３のみを折り曲げて、当該磁性体シート６３をアンテナコイル６２に貫通させてもよい。また、保護部材６１、及び磁性体シート６３の双方を折り曲げることにより、当該磁性体シート６３をアンテナコイル６２に貫通させてもよい。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、図４に示すように、ガラス基板７２の側面から入射する照明光を、反射板７１で散乱させることにより、カラーフィルタ８０を照明した。これに限らず、図１５に示すように、ガラス基板７２の下面に冷陰極管８６を配置することとしてもよい。この場合、ガラス基板７２の底面全域に配置された冷陰極管８６による面発光によって、カラーフィルタ８０が均一に照明される。これにより、ディスプレイ３２の視認性が向上する。

　上記実施形態では、図１２に示すように、保護部材６１が２カ所で折り曲げられている場合について説明した。これに限らず、図１６に示すアンテナ３４Ｄのように、保護部材６１は、４カ所で折り曲げられ、５つの部分Ｐ１～Ｐ５に区分されていてもよい。アンテナ３４Ｄでは、２つの部分Ｐ２，Ｐ４それぞれに開口６４，６５が形成されている。そして、磁性体シート６３は、開口６４，６５の双方に貫通し、３つの部分Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５と平行になっている。

　図１７に示すように、保護部材６１に形成されたアンテナコイル６２は、部分Ｐ２に形成された開口６４を回る向きと、部分Ｐ４に形成された開口６５を回る向きとが等しい。このため、アンテナコイル６２に矢印ａ４に示す方向に電流が流れると、開口６４，６５には紙面の裏から表に向かう磁束が生じる。したがって、アンテナ３４Ｄを介して外部機器９０と近距離通信を行う際には、図１６の白抜き矢印に示すように、ディスプレイ３２及びタッチパネル３１を通過する磁束と、ディスプレイ３２の表示画面と平行な磁束とが生じる。このため、外部機器９０が、ディスプレイ３２の正面から、Ｘ軸方向にオフセットしていたとしても、当該外部機器９０と良好に近距離通信を行うことが可能となる。

　なお、アンテナ３４Ｄでは、１つの磁性体シート６３が、保護部材６１の開口６４，６５を貫通している場合について説明した。これに限らず、図１８に示すアンテナ３４Ｅのように、保護部材６１の開口６４，６５に、磁性体シート６３が個別に貫通していてもよい。

　上記実施形態では、アンテナコイル６２が、保護部材６１に形成されている場合について説明した。これに限らず、図１９に示すように、アンテナコイル６２は、ディスプレイ３２を構成する反射板７１の下面に形成されていてもよい。

　図１９に示すインタフェース３０では、シールド板３３によって、ディスプレイ３２の４つの側面が覆われている。また、アンテナコイル６２の大きさは、ディスプレイ３２よりも小さく、アンテナコイル６２は、ディスプレイ３２から表示面側（＋Ｚ側）に露出しないように設けられている。

　言い換えれば、表示面に垂直な方向（Ｚ軸方向）から平面視して、アンテナコイル６２はディスプレイ３２の外縁よりも内側に設けられている。しかしながら、例えばアンテナコイル６２の配線は、ディスプレイ３２の外縁よりも外側に設けられていてもよい。

　なお、図１９以外の構成、例えば図４、図１２、図１５、図１６、図１８、図２０、図２２等においても、シールド板３３によって、ディスプレイ３２の４つの側面が覆われていてもよい。

　上記実施形態では、インタフェース３０を構成するアンテナ３４が、内部にＺ軸方向に向き、ディスプレイ３２の表示画面に交差する磁束を生じさせるアンテナコイル６２を有している場合について説明した。これに限らず、図２０に示すインタフェース３０のように、その内部にディスプレイ３２の表示画面に平行な磁束を発生するアンテナ３４Ｆを備えていてもよい。図２０に示すように、アンテナ３４Ｆは、磁性体シート６３と、磁性体シート６３に巻き回されたアンテナコイル６２と、アンテナコイル６２をモールドする樹脂膜６１ｄとを備える。

　アンテナ３４Ｆは、図２１に示すように、シールド板３３の上面に配置された磁性体シート８５のＸ軸方向両端部にそれぞれ配置されている。これらのアンテナ３４Ｆそれぞれのアンテナコイル６２は、磁性体シート８５の上面に形成された導体配線８５ａ，８５ｂ，８５ｃによって接続されている。そして、２つのアンテナ３４Ｆそれぞれのアンテナコイル６２に、図２１の矢印ａ５に示す方向に電流が流れると、アンテナコイル６２の内部に、図２１の白抜き矢印に示す向きの磁束が発生する。

　したがって、アンテナ３４Ｆを介して外部機器９０と近距離通信を行う際には、図２０の白抜き矢印に示すように、ディスプレイ３２及びタッチパネル３１を通過する磁束と、ディスプレイ３２の表示画面と平行な磁束とが生じる。このため、外部機器９０が、ディスプレイ３２の正面から、Ｘ軸方向にオフセットしていたとしても、当該外部機器９０と良好に近距離通信を行うことが可能となる。

　上記実施形態及び上記変形例では、インタフェース３０が、１つ或いは２つのアンテナを有している場合について説明した。これに限らず、インタフェース３０は、複数のアンテナを有していてもよい。

　上記実施形態及び上記変形例では、アンテナがシールド板３３に直接載置されている場合について説明した。これに限らず、図２２に示すように、アンテナ３４Ｃとシールド板３３との間、或いはアンテナ３４Ｃとディスプレイ３２を構成する反射板７１の間に、例えばＡＢＳ樹脂製のスペーサＳＰを設けてもよい。また、シールド板３３に、スペーサＳＰに相当する肉厚部を設けてもよい。

　上記実施形態では、通信端末１０が、スマートホンである場合について説明した。これに限らず、通信端末１０は、ＧＵＩを持たない携帯電話、タブレット端末、ノートパソコンなどの通信機能を有する装置であってもよい。

　上記実施形態では、ディスプレイ３２が液晶パネルであるとしたが、これに限定されない。ディスプレイ３２は、例えば有機ＥＬディスプレイや、プラズマディスプレイなどであってもよい。要するに、ディスプレイ３２は、アクティブマトリックス駆動方式、パッシブマトリックス駆動方式、単純マトリックス駆動方式に代表されるマトリックス駆動方式のフラットパネルであればよい。

　パッシブマトリクス方式のディスプレイでは、走査電極と信号電極との間を流れる誘導電流がほとんど発生しないと考えられる。そのため、上述したように、両電極間に発生する誘導電流の影響を受けることなく良好に近距離通信を行うことが可能である。一方、アクティブマトリクス方式のディスプレイでは、走査電極と信号電極との間に画素電極などの素子が設けられる。このため、走査電極と信号電極との間が狭くなるうえに、両電極間に誘導電流が発生することがある。したがって、パッシブマトリクス方式のディスプレイを用いた通信端末に対して、本発明は特に有効であるといえる。

　上記実施形態では、インタフェース３０が、タッチパネル３１、ディスプレイ３２、シールド板３３、及びアンテナ３４から構成されている場合について説明した。これに限らず、インタフェース３０は、ディスプレイ３２、シールド板３３、アンテナ３４のみから構成されていてもよい。

　また、インタフェース３０は、タッチパネル３１及びディスプレイ３２を有するＧＵＩを必ずしも備えている必要はなく、タッチパネル３１に代わるテンキーなどのハードキーを備えていてもよい。

　上記実施形態では、通信端末１０と外部機器９０とが近距離通信を行う場合について説明した。これに限らず、例えば図２３に示すように、通信端末１０を、ＩＣカード９１に対して情報の読み書きを行うリーダライタとして使用してもよい。

　ＩＣカード９１のリーダライタとして使用する通信端末１０としては、スマートホンの他、タブレット端末、ノートパソコン、テレビなど液晶パネルを備える機器が考えられる。

　通信端末１０を構成する表示装置は、例えば図２４に示すように、アンテナ３４のホットスポットを示すマークを表示してもよい。

　また、図２５に示すように、アンテナコイル６２の外周部及び開口６２ｅ内に、アルミニウムの浮き電極１００を形成してもよい。浮き電極１００は、アンテナコイル６２の形成層（例えば絶縁シート６１ａのソルダレジスト層６１ｂ側又はソルダレジスト層６１ｃ）に形成される。これにより、アンテナコイル６２から発生する磁界を遮蔽せずに光を反射させることができ、ディスプレイ３２をその表示画面側から見た際の光のムラを小さくすることができる。また、アルミニウム以外であっても、アンテナコイル６２と同じ導体材料であれば、ある程度の効果を得ることができる。なお図２５では、導体配線６２ａ及び浮き電極１００を、ハッチングを付して図示している。

　この場合、光のムラをなくすための浮き電極１００をアンテナコイル６２に近接させ過ぎると、不要結合の原因になる。このため、アンテナコイル６２の開口６２ｅ内に配置させる場合は磁束密度が比較的低い、アンテナコイル６２の中心部に配置する。また、アンテナコイル６２の外周部に配置させる場合は、分断部１０１により分断された不連続のリング形状にする。こうすることで、誘導電流の発生によるアンテナ特性の劣化を軽減することができる。なお、浮き電極１００をアンテナコイル６２の外周部又は開口６２ｅ内の一方に設けるようにしてもよい。

　また、図２６に示すように、磁性体シート６３のアンテナコイル６２側に、白色又は光沢のある絶縁シート１０３（絶縁部）を貼り付けるようにしてもよい。一般的に磁性体は黒っぽい色をしている。黒っぽい色はＬＥＤ光源８２からの光を吸収してしまうため、ディスプレイ３２の表示画面が暗くなってしまうことが懸念される。しかし、絶縁シート１０３を設けることにより、表示画面を明るくできる。つまり、ＬＥＤ光源８２からの光が絶縁シート１０３によって反射されるため、少ない電力で画面表示を明るくすることができる。なお、絶縁シート１０３に替えて、磁性体シート６３のアンテナコイル６２側に白色又は光沢のある絶縁塗料を塗布した絶縁部としてもよい。

　なお磁性体シート６３に焼結体を用いる場合、焼結体の割れを防止するために絶縁シート１０３で覆う。これにより、焼結体の割れ防止と、画面表示を明るくすることの両方を満たすことができる。

　また、図２７に示すように、アンテナコイル６２の上面側に白色又は光沢のある絶縁シート１０３（絶縁部）を貼り付けるようにしてもよい。また、ソルダレジスト層６１ｂの上面側に白色や光沢のある絶縁塗料を塗布した絶縁部としてもよい。

　また、上記実施形態では、図７に示すように、磁性体シート６３はアンテナ３４の下面全体を覆っているが、これに限らない。図７に示す磁性体シート６３に替えて、図２８に示すように、平面視でアンテナコイル６２の形成領域の幅ＷＨ１と同程度の幅に磁性体６３Ａを設けるようにしてもよい。アンテナコイル６２の開口６２ｅ部に対応する部分では、磁性体６３Ａに開口部６３Ｂを設ける。つまり、磁性体６３Ａは、平面視でアンテナコイル６２の形成領域に重なる箇所に設けられている。これにより、ディスプレイ３２の表示画面側から見て磁性体６３Ａが、アンテナコイル６２の導体配線６２ａ間の隙間であるギャップ部６２ｆ（コイルの隙間）を除いてアンテナコイル６２により覆われることになる。このため、磁性体６３ＡによるＬＥＤ光源８２からの光の吸収を緩和することができる。

　更にアンテナコイル６２と通信端末１０のバックシャーシとを同じ材質にすることによって、光のムラを軽減することが可能となる。

　本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

　本発明は、２０１２年１１月２８日に出願された、日本国特許出願２０１２－２５９７３９号に基づく。本明細書中に日本国特許出願２０１２－２５９７３９号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。

　本発明のインタフェースは、外部機器に対する情報の送受信に適している。また、本発明の通信装置は、外部機器との近距離通信に適している。

　１０　通信端末
　２０　筐体
　２１　前面パネル
　２１ａ～２１ｅ　開口
　２２　フレーム
　２３　背面パネル
　３０　インタフェース
　３１　タッチパネル
　３２　ディスプレイ
　３３　シールド板
　３４，３４Ａ～３４Ｆ　アンテナ
　３４ａ　突出部
　３４ｂ　空間
　４０　制御基板
　５０　ＣＰＵ
　５１　主記憶部
　５２　補助記憶部
　５３　マイク
　５４　スピーカ
　５５　押しボタン
　５６　バス
　６０　制御系
　６１　保護部材
　６１ａ　絶縁シート
　６１ｂ，６１ｃ　ソルダレジスト層
　６１ｄ　樹脂膜
　６２　アンテナコイル
　６２ａ，６２ｂ　導体配線
　６２ｃ，６２ｄ　ビア導体
　６２ｅ　開口
　６２ｆ　ギャップ部
　６３　磁性体シート
　６４，６５　開口
　７０　ＲＦＩＣ
　７１　反射板
　７２　ガラス基板
　７３，７９　ガラス層
　７４　走査電極
　７５，７７　配向膜
　７６　液晶層
　７８　信号電極
　８０　カラーフィルタ
　８１　保護フィルム
　８２　ＬＥＤ光源
　８３，８４　偏光板
　８５　磁性体シート
　８５ａ～８５ｃ　導体配線
　８６　冷陰極管
　９０　外部機器
　９１　ＩＣカード
　１００　浮き電極
　１０１　分断部
　１０３　絶縁シート（絶縁部）
　Ｐ１～～Ｐ５　部分
　ＳＰ　スペーサ

Claims

　一側に情報を表示する表示画面を有するマトリクス駆動方式の表示装置と、
　前記表示装置の他側に配置されるシールド板と、
　前記表示装置と前記シールド板との間に配置されるアンテナコイルと、
　を備えるインタフェース。
　前記アンテナコイルは、前記表示装置の表示画面側から露出しないように配置されている請求項１に記載のインタフェース。
　前記表示装置は、光源を備えている請求項１又は２に記載のインタフェース。
　前記アンテナコイルと前記シールド板との間に配置される磁性体シートを備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインタフェース。
　前記アンテナコイルは、前記表示画面に交差する磁束を発生させる請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインタフェース。
　前記アンテナコイルを前記表示画面に沿って貫通する磁性体を有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインタフェース。
　前記アンテナコイルと前記磁性体の段差をなくすためのスペーサを備える請求項６に記載のインタフェース。
　前記アンテナコイルは、前記表示画面に平行な磁束を発生させる請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインタフェース。
　複数の前記アンテナコイルを有する請求項１乃至８のいずれか一項に記載のインタフェース。
　前記表示画面に重なるタッチパネルを備える請求項１乃至９のいずれか一項に記載のインタフェース。
　前記タッチパネルは静電容量方式のタッチパネルである請求項１０に記載のインタフェース。
　前記アンテナコイルの外周部と開口内の少なくとも一方に浮き電極を備える請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のインタフェース。
　前記アンテナコイルの前記シールド板側又は前記表示装置側に絶縁部を備える請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のインタフェース。
　前記磁性体シートは、平面視で前記アンテナコイルの形成領域に重なる箇所に設けられている請求項４に記載のインタフェース。
　請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のインタフェースと、
　前記インタフェースが備える前記アンテナコイルを介して、外部機器と通信を行う通信手段と、
　を備える通信装置。
　前記通信手段は、前記外部機器と近距離無線通信を行う請求項１５に記載の通信装置。