JP4578728B2

JP4578728B2 - 携帯型機器

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Publication number: JP4578728B2
Application number: JP2001200458A
Authority: JP
Inventors: 不二夫仙波; 仲麻呂兵頭
Original assignee: Hanex Co Ltd
Current assignee: Hanex Co Ltd
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2001-07-02
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2021-07-02
Also published as: JP2003016409A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナコイルと制御回路とを備えて電磁波により送受信を行うデータキャリアをケース内に固定した携帯型機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機や携帯情報端末機（ＰＤＡ；Personal Digital Assistant）等の携帯型機器は、その製造管理、流通管理、リサイクル管理等を行う場合、携帯機器の製造者名、製造年月日、製造ロット番号、型式、仕様等の種々の固有情報が重要になる。
【０００３】
従来では、これ等の情報を個々の携帯型機器に付属させるため、例えば各種情報を記載した紙を携帯型機器のケース内部に貼り付けたり、刻印した名板を取り付ける方法が採用されている。
【０００４】
しかし、携帯電話機等は年々小型軽量化されるので、上記方法では記録する情報量に制限がある。また、紙や金属板による情報は例えば電子的なリーダ機で読み取って、コンピュータとオンラインで接続して管理することは出来ない。
【０００５】
また、携帯機器に個人情報を付属させることも考えられる。個人情報としては、氏名、住所、生年年月日、キャッシュカードやドア開閉用の暗証番号などがある。携帯機器にこれら個人情報を付属させることにより、あたかもＩＣカードが携帯機器に内臓されているような使用方法が可能になる。そのような使用方法としては、盗難、紛失等の場合の認証、役所、病院等の個人認証、ＪＲなどの交通機関における定期券の個人認証、その他、個人検索やＧＰＳとの連携などがある。
【０００６】
一方、情報を電子的に格納し、電磁波を利用して非接触でリーダ機との間で情報の送受信を行うものとしてアンテナコイル及び制御回路を備えた極めて小さなＲＦＩＤタグ（Radio frequency Identification TAG）等のデータキャリアが知られている。
【０００７】
これ等データキャリア（子機）には携帯型、または装置や機械もしくは各種部品に装着する固定型の２種があり、いずれも無線通信領域である高周波の電磁波を利用して、親機であるリーダライタ機（またはリーダ機）との間で非接触によりデータの送受信（通信）を行う。
【０００８】
尚、通常、データキャリア自体は作動用としてのバッテリー等の電源を保有せず、リーダライタ機から送信される電磁波の一部を電源として利用するように構成されている。
【０００９】
図７（ａ），（ｂ）はシリンダ状及び円盤状のアンテナコイルを有するデータキャリアの構造を説明する図であり、図８はそのブロック図である。図７に示すように、一般的なデータキャリア１ａ，１ｂはコア10に銅線を巻き付けて細長いシリンダ状に形成したアンテナコイル２ａ或いは導線を空芯コイルに巻回して形成した円盤状のアンテナコイル２ｂと、そのアンテナコイル２ａ，２ｂの両端に接続されたＩＣ回路３を有する。
【００１０】
ＩＣ回路３は図８に示すように送受信回路４、ＣＰＵ（中央演算装置）５、書き込み可能な不揮発性記憶素子を有するメモリ６及び電力貯蔵用のコンデンサ７を有している。そして、これ等アンテナコイル２ａ，２ｂ及びＩＣ回路３は非導電性材料であるガラス容器８や樹脂等の密封容器９を用いて細長い棒状、或いは薄い円盤状若しくはカード状に一体成形するか、またはラミネート加工されて外部環境から保護された密封型に形成される。
【００１１】
上記データキャリア１ａ，１ｂの送受信方法を図８により説明すると、先ず図示しないリーダライタ機が最初のステップでデータキャリア１ａ，１ｂの呼び出し及び電力送信用の電磁波を送信する。するとデータキャリア１ａ，１ｂはその電磁波をアンテナコイル２ａ，２ｂと送受信回路４の同調作用により受信し、その電力をコンデンサ７に貯蔵する。これによってデータキャリア１ａ，１ｂは作動状態になるので、次のステップでリーダライタ機からデータキャリア１ａ，１ｂに読み出し用の電磁波を送信する。
【００１２】
電磁波はデータキャリア１ａ，１ｂのアンテナコイル２ａ，２ｂから送受信回路４を経てＣＰＵ５に入力され、ＣＰＵ５はそれに応じて必要な情報をメモリ６から読み出し、その情報を送受信回路４からアンテナコイル２ａ，２ｂを経て電磁波としてリーダライタ機に送信する。リーダライタ機からデータキャリア１ａ，１ｂのメモリ６にデータを書き込む場合も上記方法に準じて実行される。尚、これ等一連のステップは略瞬時に行われる。
【００１３】
図９及び図10はアンテナコイル２ａ，２ｂと電磁波の関係を説明するものである。一般に電磁波は９０度の位相差をもって交流的に伝播する電界と磁界により表すことが出来、その磁界とアンテナコイル２ａ，２ｂが鎖交することにより該アンテナコイル２ａ，２ｂに流れる電流（高周波電流）を利用して送受信が行われる。
【００１４】
例えば、アンテナコイル２ａ，２ｂから電磁波が送信される場合は、アンテナコイル２ａ，２ｂに流れる高周波電流により各図に示すような高周波の磁界成分Ｈがアンテナコイル２ａ，２ｂの中心を通るループ（磁束ループ）として分布し、この磁束領域にリーダライタ機のアンテナコイルを置くと、リーダライタ機はデータキャリア１ａ，１ｂからの情報を受信出来る。
【００１５】
同様にリーダライタ機から電磁波を送信する場合にも、データキャリア１ａ，１ｂのアンテナコイル２ａ，２ｂの周囲には図示のような磁界成分Ｈが分布し、それをアンテナコイル２ａ，２ｂが受信することになる。
【００１６】
上記のように構成されたデータキャリア１ａ，１ｂがリーダライタ機との間で通信出来る距離、即ち、通信距離は通常数ｍｍ〜数ｃｍ程度である。例えば鉄道の自動改札口の場合には、定期券等のデータキャリアを、その挿入口に差し込んで装置内部に設けたリーダ部に近接通過させて読み取ることが出来るので、通信距離の問題は殆どない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、データキャリアとしてのＲＦＩＤタグ等を物品に装着して管理を行う場合等においては、通信距離が短いと、その利用範囲が制限される。また、管理形態によっては特定方向に通信指向性が高いことが要求されることもある。そこで従来からデータキャリアの通信距離の延長方法または指向性向上方法について種々の提案がされている。
【００１８】
前述したように、電磁波は互いに９０度の異なる電界波と磁界波からなり、この磁界成分Ｈを構成する磁束がアンテナコイルを鎖交することによって誘起する起電力（または電流）を利用して送受信が出来る。
【００１９】
しかし、データキャリアを金属等の導電性部材に接近して配置すると、送受信用の磁束が導電性部材と鎖交して、そこに渦電流を発生し、それによって送受信に利用出来る磁束が減少するという問題がある。
【００２０】
実際、発明者等はデータキャリア１ａ，１ｂを携帯電話機のケース内に取り付け、外部からリーダ機と送受信することを試みたが、ケース内には銅を多く使用するプリント基板や金属製のバッテリー容器等の導電性部材または金属製の部品が密に収容されているため、前記の理由から磁束が減少して送受信出来ない場合が多いことが分かった。
【００２１】
特に従来から各分野でデータキャリアとして一般的に用いられている円盤状のアンテナコイル２ｂを有するデータキャリア１ｂの場合は、携帯電話機のケース内における全ての場所において通信が困難であった。また、ケースがアルミニウム等の導電性材料により作られている場合、または表面に導電性メッキが施されている場合のように、導電性を有する場合には、シリンダ状または円盤状のいずれのアンテナコイル２ａ，２ｂを有するデータキャリア１ａ，１ｂであっても送受信が困難であった。
【００２２】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、携帯型機器のケース内にデータキャリアを取り付け、該データキャリアが送受信に利用する磁束の方向と、携帯型機器のケースに形成した磁束漏洩路を効果的に利用することにより送受信可能な磁束レベルを確実に確保して大容量の固有情報の通信を可能にした携帯型機器を提供せんとするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る携帯型機器は、アンテナコイルと制御回路とを備えて電磁波により送受信を行うデータキャリアをケース内に固定した携帯型機器であって、前記アンテナコイルは円盤状とされ、そのアンテナコイル面を前記携帯型機器のケース面に平行にして固定すると共に、該アンテナコイルの片面から高比透磁率の第１のシート状磁性体を延長し、他面から高比透磁率の第２のシート状磁性体を逆方向に延長し、該第１、第２のシート状磁性体は前記アンテナコイルを通る連続的な磁束路を形成し、更に該第１、第２のシート状磁性体の延長上に前記携帯型機器のケース外への磁束漏洩路を形成したことを特徴とする。
【００２４】
上記構成によれば、円盤状のアンテナコイルの片面から高比透磁率の第１のシート状磁性体を延長し、他面から高比透磁率の第２のシート状磁性体を逆方向に延長し、該第１、第２のシート状磁性体が円盤状のアンテナコイルを通る連続的な磁束路を形成し、更に該第１、第２のシート状磁性体の延長上に携帯型機器のケース外への磁束漏洩路を形成したことで携帯型機器のケース内部に導電性部材が密に存在しても、データキャリアに記録した固有情報を電磁波で非接触により外部のリーダ機等に確実に送信することが出来る。また、高比透磁率のシート状磁性体を設けたことで通信指向性を向上し、その方向における通信距離を長くすることが出来る。
【００２５】
従って、容積が極めて小さい携帯型機器の内部に大容量の固有情報を付属させることが出来、オンラインによるコンピュータ管理を安定して行うことが出来る。また、特に小型化された携帯型機器に有効である。
【００２６】
また、前記携帯型機器のケースが導電性を有し且つ分割型であり、磁束漏洩路を該携帯型機器のケースの分割部に形成した場合には、携帯型機器のケースが導電性を有する場合であっても外部との間で確実に通信を行うことが出来る。
【００２７】
また、前記データキャリアを、バッテリーユニットを着脱自在に装着するバッテリー装着部の底面または裏面に固定した場合には、使用可能なスペースの有効利用を図って円盤状のアンテナコイルを有するデータキャリアを安定して固定することが出来る。
【００２８】
また、前記携帯型機器が携帯電話機である場合には、本発明は極めて小型化され、導電性部材が密に収容されている携帯電話機に適用することによって、その効果が一層高まる。また、携帯電話機はその利便性から使用台数が急速に延びており、その製造管理、流通管理、リサイクル管理等を行う場合に有利である。
【００２９】
尚、携帯型機器としては、携帯電話機の他にも携帯情報端末機（ＰＤＡ）等についても同様に構成して同様の効果を得ることが出来るものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係る携帯型機器の一例として携帯電話機に適用した場合の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る携帯型機器の構成を示す分解説明図であり、上下ケースに夫々データキャリアを設けた様子を示す図である。
【００３１】
また、図２（ａ），（ｂ）は携帯型機器のケースの内面側に設けられた保持部材によりシリンダ状のアンテナコイルを有するデータキャリアを取り付けた様子を示す側面図及び正面図、図２（ｃ）は携帯型機器のケースのコーナ部等の肉厚部分に設けた孔を利用してシリンダ状のアンテナコイルを有するデータキャリアを取り付けた様子を示す正面図である。
【００３２】
また、図３はシリンダ状のアンテナコイルを有するデータキャリアにおいて、該アンテナコイルに形成される磁束発生部位から外側へ延長する高比透磁率のシート状磁性体を該アンテナコイルの片面に配置して携帯型機器のケースの内面側に取り付けた様子を示す側断面説明図である。
【００３３】
また、図４及び図５は円盤状のアンテナコイルを有するデータキャリアにおいて、該アンテナコイルの片面から高比透磁率の第１のシート状磁性体を延長し、他面から高比透磁率の第２のシート状磁性体を逆方向に延長して配置して携帯型機器のケースの内面側に取り付けた様子を示す側断面説明図及び平面説明図である。
【００３４】
図６は円盤状のアンテナコイルを有するデータキャリアにおいて、該アンテナコイルに形成される磁束発生部位から外側へ延長する高比透磁率のシート状磁性体を該アンテナコイルの片面に配置して携帯型機器のケースのバッテリーユニット装着部の裏面側に取り付けた様子を示す側断面説明図である。
【００３５】
図１において、携帯型機器の一例である携帯電話機11は、上ケース11ａと下ケース11ｂを備え、それ等上下ケース11ａ，11ｂは嵌め込み式で装着される。上下ケース11ａ，11ｂ内にはプリント基板13等の導電性を有する部材が密に収容される。また、下ケース11ｂにはバッテリーユニット12を着脱自在に装着するバッテリー装着部11ｃが設けられる。
【００３６】
図１中、14は携帯電話機11を利用して電話を掛けたり、電子メールを送受信したり、インターネットを利用する際に操作するキーであり、15は軸15ａを中心に回動自在に構成され、キー14の部分を開閉するための蓋体である。また、16は携帯電話機11に付属される伸縮自在に構成されたアンテナである。
【００３７】
図１には詳しくは後述する各種のデータキャリア１ａ，１ｂを上下ケース11ａ，11ｂ内に固定した３つの例を示したものである。第１例は上ケース11ａの内面にシリンダ状のアンテナコイル２ａを有するデータキャリア１ａを固定したものであり、第２例は下ケース11ｂの内面に同じくシリンダ状のアンテナコイル２ａを有するデータキャリア１ａを固定したものであり、第３例はバッテリー装着部11ｃの底面または裏面に円盤状のアンテナコイル２ｂを有するデータキャリア１ｂを夫々固定した一例である。
【００３８】
円盤状のアンテナコイル２ｂを有するデータキャリア１ｂは外径が大きくなるため、比較的広い設置面積が確保出来るバッテリー装着部11ｃに固定することが望ましい。
【００３９】
各データキャリア１ａ，１ｂは図７〜図10に示して前述したように、シリンダ状のアンテナコイル２ａ或いは円盤状のアンテナコイル２ｂと、制御回路となるＩＣ回路３とを備えて電磁波により送受信を行なう。
【００４０】
上ケース11ａおよび下ケース11ｂは底面と背丈の低い周壁により断面コ字型に形成され、図７に示すように、コア10に銅線を巻き付けた細長いシリンダ状のアンテナコイル２ａを有するデータキャリア１ａの軸方向をプリント基板13に並行して上下ケース11ａ，11ｂ面に平行にして固定し、該アンテナコイル２ａの軸方向の延長上に上下ケース11ａ，11ｂ外への磁束漏洩路を形成する。
【００４１】
携帯電話機11の上下ケース11ａ，11ｂが導電性を有する場合には、磁束漏洩路を分割型の上下ケース11ａ，11ｂの分割部に形成する。
【００４２】
磁束漏洩路における漏洩磁束の量は、形成する間隙が大きくなるほど増加する。従って、その間隙幅は所望する通信感度により決定されるが、通常のリーダ装置などによる良好な通信感度のレベルを安定して確保するには、間隙幅を数μｍ〜数百μｍ程度とすることが望ましく、さらに好ましくは数十μｍ〜数百μｍ程度とする。尚、場合によっては数ｍｍ程度にすることも可能であるが、上限はケースの所望する密閉性によって制限される。
【００４３】
図２（ａ），（ｂ）は携帯電話機11の上下ケース11ａ，11ｂが樹脂製であり、上下ケース11ａ，11ｂの内面に一対の対向するバネ性の保持片からなる固定部材17を一体成形し、その間にシリンダ状のアンテナコイル２ａを有するデータキャリア１ａを差し込み、接着剤18等で固定した例である。尚、上下ケース11ａ，11ｂが樹脂製の場合は上下ケース11ａ，11ｂ全体が磁束漏洩路を形成する。
【００４４】
アンテナコイル２ａの軸方向を上下ケース11ａ，11ｂの面に平行とすることにより、狭いスペースであってもデータキャリア１ａを効率的に固定することが出来ると共に、送受信に利用する磁束方向を容易に磁束漏洩路に向けることが出来る。尚、上下ケース11ａ，11ｂ内のプリント基板13の表面或いは裏面の端部にスペースを設け、そこにデータキャリア１ａを接着等により固定することも出来る。
【００４５】
携帯電話機11の上下ケース11ａ，11ｂが導電性を有する場合や更にはプリント基板13が近接される場合には、シリンダ状のアンテナコイル２ａの軸方向を携帯電話機11の短手方向に配置すれば機器の幅が狭い方向の磁束漏洩路を利用して通信の指向性と通信距離を大きくして容易に通信することが出来る。
【００４６】
図２（ｃ）は樹脂製の上下ケース11ａ，11ｂのコーナ部等の肉厚部11ｄを利用し、該肉厚部11ｄにおいて上下ケース11ａ，11ｂ面と平行にして設けた挿入孔11ｅにシリンダ状のアンテナコイル２ａを有するデータキャリア１ａを差し込んで収容し、接着剤18で固定した一例である。尚、上下ケース11ａ，11ｂの成形時にデータキャリア１ａを一体的にモールドして上下ケース11ａ，11ｂの内面に固定することでも良い。
【００４７】
図３はシリンダ状のアンテナコイル２ａを有するデータキャリア１ａにおいて、該アンテナコイル２ａに形成される磁束発生部位から外側へ延長する高比透磁率のシート状磁性体19としてアモルファス磁性体シートを該アンテナコイル２ａの片面（本実施形態では上下ケース11ａ，11ｂ側）に配置した一例である。
【００４８】
データキャリア１ａ及びシート状磁性体19は樹脂等の保護ケース20等により密封され、該樹脂等の保護ケース20が上下ケース11ａ，11ｂの内面に接着剤18により接着されている。
【００４９】
シート状磁性体19は空中よりも磁気抵抗が著しく小さいので、アンテナコイル２ａと鎖交する磁束は該シート状磁性体19の長手方向に容易に延長してその先端部を通る磁束ループとして空気中に分布する。従って、通信距離は主としてシート状磁性体19の長手方向に延長され、且つ該方向の通信指向性が高くなる。
【００５０】
データキャリア１ａの通信感度は磁束路φの磁束密度に比例し、その磁束密度はシート状磁性体19の比透磁率に比例する。従って、シート状磁性体19は比透磁率のできるだけ高いものを選択すべきであり、少なくとも１万以上の比透磁率を有する磁性体が望ましい。このような高い比透磁率を有する磁性材料からなる磁性体として、シート状に形成したアモルファス磁性体を挙げることができる。
【００５１】
一般にアモルファス磁性体の比透磁率は数万から数百万の範囲にあり、極めて比透磁率が高い。例えば米国のアライドケミカル社から市販されているＦｅ―Ｎｉ―Ｍｏ―Ｂ−Ｓ系で比透磁率が８０万のシート状アモルファス磁性体があり、更に、類似組成でより高比透磁率のシート状アモルファス磁性体が日立金属（株）から市販されており、いずれも本発明に使用できる。
【００５２】
シリンダ状のアンテナコイル２ａの場合は、コア10の先端部付近に磁束発生部位が存在し、磁束は、その磁束発生部位から軸方向に出て反対側の先端部に向かうループを形成する。
【００５３】
そこで、シリンダ状のアンテナコイル２ａにおける軸方向外側の指向性を高めたい時には、その磁束発生部位から軸方向外側にシート状磁性体19を延長する。すると、磁束発生部位からの磁束のかなりの部分が高透磁率のシート状磁性体19により軸方向外側に導かれ、結果として、その軸方向における通信可能な磁束領域が拡大される。
【００５４】
尚、シート状磁性体19を延長した軸方向を中心として三次元的に通信可能な磁束領域が拡大する。また、このように構成すると、磁束のループが大きくなるので、結果として反対側の先端部から軸方向外側における通信可能な磁束領域も略同じ大きさで拡大される現象が起こる。
【００５５】
尚、シート状磁性体19を磁束発生部位から軸中心方向にも同時に延長すると、通信可能な磁束領域は次第に減少し、軸方向中心点を超えると急激に減少する。従って、シリンダ状アンテナコイル２ａに配置するシート状磁性体19は、磁束発生部位から軸方向外側に延長することが好ましく、同時に軸中心方向に延長する場合は比較的短い距離に留めるべきである。
【００５６】
携帯電話機11の上下ケース11ａ，11ｂが導電性を有する場合や更にはプリント基板13が近接される場合には、シリンダ状のアンテナコイル２ａの軸方向（シート状磁性体19の延長方向）を携帯電話機11の短手方向に配置すれば機器の幅が狭い方向の磁束漏洩路を利用して通信の指向性と通信距離を大きくして容易に通信することが出来る。
【００５７】
図４及び図５は円盤状アンテナコイル２ｂを有するデータキャリア１ｂを携帯電話機11の下ケース11ｂに設けられたバッテリー装着部11ｃにおける底面または裏面に接着剤18等で固定した一例である。
【００５８】
図４において、密封容器９により封止された円盤状アンテナコイル２ｂのアンテナコイル面に平行にして該アンテナコイル２ｂの片面から高比透磁率の第１のシート状磁性体19ａを延長し、他面から高比透磁率の第２のシート状磁性体19ｂを逆方向に延長して樹脂等の保護ケース20内に収容固定し、該樹脂等の保護ケース20がバッテリー装着部11ｃの底面または裏面に平行にして配置されて接着剤18により固定することで、アンテナコイル２ｂのアンテナコイル面が携帯電話機11の上下ケース11ａ，11ｂ面に平行に固定されている。
【００５９】
第１、第２のシート状磁性体19ａ，19ｂはアンテナコイル２ｂを通る連続的な磁束路を形成し、更に該第１、第２のシート状磁性体19ａ，19ｂの延長上に携帯電話機11の上下ケース11ａ，11ｂ外への磁束漏洩路が形成される。
【００６０】
図４に示す例は大量生産され、市場に流通している標準的なデータキャリア１ｂを利用し、それに第１のシート状磁性体19ａ及び第２のシート状磁性体19ｂを組み合わせて樹脂等の保護ケース20内に収容したものである。図４におけるデータキャリア１ｂは薄型で樹脂等の非導電性材料で作られた密封容器９内に円盤状のアンテナコイル２ｂとＩＣ回路３を封入して構成される。
【００６１】
そして、密封容器９の上面に沿って第１のシート状磁性体19ａを平行に配置して接着等によって固定し、該密封容器９の下面に沿って第２のシート状磁性体19ｂを同様に平行に配置して接着等によって固定する。
【００６２】
第１のシート状磁性体19ａの先端部は密封容器９内に配置されたアンテナコイル２ｂの図４における中央部よりやや左側から右方向の外側まで延長させ、第２のシート状磁性体19ｂの先端部は密封容器９内に配置されたアンテナコイル２ｂの図４における中央部よりやや右側から左方向の外側まで延長させる。
【００６３】
そして、それ等第１のシート状磁性体19ａ及び第２のシート状磁性体19ｂを密封容器９と共に樹脂等の保護ケース20内に収容し、接着剤等を充填してモールドする。アンテナコイル２ｂの中央部側に位置する第１のシート状磁性体19ａと第２のシート状磁性体19ｂの端部は一部が互いに重なって（オーバラップして）いる。
【００６４】
そして、図４に示すように、磁束の少なくとも一部は空中よりも著しく磁気抵抗の少ない第１のシート状磁性体19ａと第２のシート状磁性体19ｂ、及びアンテナコイル２ｂを通って破線で示すような扁平で拡大された磁束路（磁束ループ）φを形成する。尚、図４はバッテリー装着部11ｃが樹脂製である場合の磁束路（磁束ループ）φを示す。
【００６５】
図５は図４における樹脂等の保護ケース20を省略して、データキャリア１ｂ及び第１、第２のシート状磁性体19ａ，19ｂがバッテリー装着部11ｃの底面または裏面に平行にして配置して接着剤等により固定された一例である。
【００６６】
図４及び図５に示す場合も、携帯電話機11の下ケース11ｂが導電性を有する場合やバッテリー装着部11ｃにプリント基板13が近接される場合や金属製のバッテリーユニット12が装着される場合には、第１、第２のシート状磁性体19ａ，19ｂの延長方向を携帯電話機11の短手方向に配置すれば機器の幅が狭い方向の磁束漏洩路を利用して通信の指向性と通信距離を大きくして容易に通信することが出来る。
【００６７】
図４及び図５では、アンテナコイル２ｂの片面から外側に向けて第１のシート状磁性体19ａを延長し、更に、反対面から逆方向の外側に向けて第２のシート状磁性体19ｂを延長し、それ等第１、第２のシート状磁性体19ａ，19ｂがアンテナコイル２ｂを通る連続的な磁束路φを形成している。
【００６８】
円盤状のアンテナコイル２ｂの場合は、該アンテナコイル２ｂの径中心と、該アンテナコイル２ｂの内周部との中間付近に磁束発生部位が存在し、磁束はその磁束発生部位を通ってアンテナコイル２ｂの導線の周りに比較的高い密度のループを形成する。
【００６９】
尚、磁束発生部位は点ではなく、アンテナコイル２ｂの径中心と、該アンテナコイル２ｂの内周部の中間点を中心とする比較的狭い領域として存在する。そこで、円盤状のアンテナコイル２ｂにおける特定の面方向（半径方向）外側に指向性を高めたい時には、その磁束発生部位から指向性を高めたい面方向に高透磁率を有する第１、第２のシート状磁性体19ａ，19ｂを延長して配置する。
【００７０】
すると、磁束発生部位からの磁束のかなりの部分が高透磁率の第１、第２のシート状磁性体19ａ，19ｂにより面方向（半径方向）に導かれ、結果として、その面方向外側における通信可能な磁束領域が拡大される。尚、磁束は広がる特性を有するので延長した面方向外側を中心として三次元的に通信可能な磁束領域が拡大する。
【００７１】
一方、磁束発生部位よりもアンテナコイル２ｂの内側、例えば、アンテナコイル２ｂの径中心に向かう方向へも同時に第１、第２のシート状磁性体19ａ，19ｂを延長すると、その延長距離に比例して通信可能な磁束領域が次第に減少する傾向を示し、アンテナコイル２ｂの径中心まで延長すると、第１、第２のシート状磁性体19ａ，19ｂを配置しない場合よりもかえって減少することが実験により判明した。
【００７２】
尚、円盤状のアンテナコイル２ｂの面方向両側に第１、第２のシート状磁性体19ａ，19ｂを延長すると、該第１、第２のシート状磁性体19ａ，19ｂの効果は相殺されてしまうので好ましくない。
【００７３】
従って、円盤状のアンテナコイル２ｂに配置する第１、第２のシート状磁性体19ａ，19ｂは磁束発生部位よりも面方向外側の一方に延長することが好ましく、同時にアンテナコイル２ｂの径中心方向内側に延長する時は比較的小さな距離に留めるべきである。
【００７４】
また、アンテナコイル２ｂのアンテナコイル面をバッテリー装着部11ｃの底面または裏面に平行にして該バッテリー装着部11ｃに取り付けることにより、狭いスペースであってもデータキャリア１ｂを効率的に固定することが出来る。
【００７５】
また、送受信に利用する磁束方向はアンテナコイル２ｂのアンテナコイル面に垂直な方向であるが、その磁束をシート状磁性体19ａ，19ｂによりアンテナコイル面に平行する方向に誘導して該方向の通信指向性を大きくし、その延長上に形成した磁束漏洩路を通して漏洩する磁束を増加出来るので、高い通信感度で送受信を行うことが出来る。
【００７６】
尚、上下ケース11ａ，11ｂが非導電性または導電性を有する場合についての磁束漏洩路の考え方は、前記シリンダ状のアンテナコイル２ａを有するデータキャリア１ａの場合と同様である。
【００７７】
図６は円盤状のアンテナコイル２ｂに形成される磁束発生部位から外側へ延長する高比透磁率のシート状磁性体19を該アンテナコイル２ｂの片面に配置した例である。この場合も図４に示して前述した構成と略同様であり、携帯電話機11の下ケース11ｂが導電性を有する場合やバッテリー装着部11ｃにプリント基板13が近接される場合や金属製のバッテリーユニット12が装着される場合には、シート状磁性体19の延長方向を携帯電話機11の短手方向に配置すれば機器の幅が狭い方向の磁束漏洩路を利用して通信の指向性と通信距離を大きくして容易に通信することが出来る。
【００７８】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、携帯型機器のケース内にデータキャリアを取り付け、該データキャリアが送受信に利用する磁束の方向と、携帯型機器のケースに形成した磁束漏洩路を効果的に利用することにより送受信可能な磁束レベルを確実に確保して大容量の固有情報の通信を可能にした携帯型機器を提供することが出来る。
【００７９】
また、円盤状のアンテナコイルの片面から高比透磁率の第１のシート状磁性体を延長し、他面から高比透磁率の第２のシート状磁性体を逆方向に延長し、該第１、第２のシート状磁性体が円盤状のアンテナコイルを通る連続的な磁束路を形成し、更に該第１、第２のシート状磁性体の延長上に携帯型機器のケース外への磁束漏洩路を形成したことで、携帯型機器のケース内部に導電性部材が密に存在しても、データキャリアに記録した固有情報を電磁波で非接触により外部のリーダ機等に確実に送信することが出来る。また、高比透磁率のシート状磁性体を設けたことで通信指向性を向上し、その方向における通信距離を長くすることが出来る。
【００８０】
従って、容積が極めて小さい携帯型機器の内部に大容量の固有情報を付属させることが出来、オンラインによるコンピュータ管理を安定して行うことが出来る。また、特に小型化された携帯型機器に有効である。
【００８１】
また、携帯型機器のケースが導電性を有し且つ分割型であり、磁束漏洩路を該携帯型機器のケースの分割部に形成した場合には、携帯型機器のケースが導電性を有する場合であっても外部との間で確実に通信を行うことが出来る。
【００８２】
また、円盤状のアンテナコイルを有するデータキャリアを、バッテリーユニットを着脱自在に装着するバッテリー装着部の底面または裏面に固定した場合には、使用可能なスペースの有効利用を図って該データキャリアを安定して固定することが出来る。
【００８３】
また、携帯型機器が携帯電話機である場合には、本発明は極めて小型化され、導電性部材が密に収容されている携帯電話機に適用することによって、その効果が一層高まる。また、携帯電話機はその利便性から使用台数が急速に延びており、その製造管理、流通管理、リサイクル管理等を行う場合に有利である。
【００８４】
尚、携帯型機器としては、携帯電話機の他にも携帯情報端末機（ＰＤＡ）等についても同様に構成して同様の効果を得ることが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る携帯型機器の構成を示す分解説明図であり、上下ケースに夫々データキャリアを設けた様子を示す図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は携帯型機器のケースの内面側に設けられた保持部材によりシリンダ状のアンテナコイルを有するデータキャリアを取り付けた様子を示す側面図及び正面図、（ｃ）は携帯型機器のケースのコーナ部等の肉厚部分に設けた孔を利用してシリンダ状のアンテナコイルを有するデータキャリアを取り付けた様子を示す正面図である。
【図３】シリンダ状のアンテナコイルを有するデータキャリアにおいて、該アンテナコイルに形成される磁束発生部位から外側へ延長する高比透磁率のシート状磁性体を該アンテナコイルの片面に配置して携帯型機器のケースの内面側に取り付けた様子を示す側断面説明図である。
【図４】円盤状のアンテナコイルを有するデータキャリアにおいて、該アンテナコイルの片面から高比透磁率の第１のシート状磁性体を延長し、他面から高比透磁率の第２のシート状磁性体を逆方向に延長して配置して携帯型機器のケースのバッテリーユニット装着部の底面側に取り付けた様子を示す側断面説明図である。
【図５】円盤状のアンテナコイルを有するデータキャリアにおいて、該アンテナコイルの片面から高比透磁率の第１のシート状磁性体を延長し、他面から高比透磁率の第２のシート状磁性体を逆方向に延長して配置して携帯型機器のケースのバッテリーユニット装着部の底面側に取り付けた様子を示す平面説明図である。
【図６】円盤状のアンテナコイルを有するデータキャリアにおいて、該アンテナコイルに形成される磁束発生部位から外側へ延長する高比透磁率のシート状磁性体を該アンテナコイルの片面に配置して携帯型機器のケースのバッテリーユニット装着部の裏面側に取り付けた様子を示す側断面説明図である。
【図７】（ａ）はシリンダ状のアンテナコイルを有するデータキャリアの構成を示す図、（ｂ）は円盤状のアンテナコイルを有するデータキャリアの構成を示す図である。
【図８】データキャリアの制御回路の構成を示すブロック図である。
【図９】シリンダ状のアンテナコイルを有するデータキャリアから発生する磁界成分を示す図である。
【図10】円盤状のアンテナコイルを有するデータキャリアから発生する磁界成分を示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ…データキャリア
２ａ，２ｂ…アンテナコイル
３…ＩＣ回路
４…送受信回路
５…ＣＰＵ
６…メモリ
７…コンデンサ
８…ガラス容器
９…密封容器
10…コア
11…携帯電話機
11ａ…上ケース
11ｂ…下ケース
11ｃ…バッテリー装着部
11ｄ…肉厚部
11ｅ…挿入孔
12…バッテリーユニット
13…プリント基板
14…キー
15…蓋体
16…アンテナ
17…固定部材
18…接着剤
19，19ａ，19ｂ…シート状磁性体
20…保護ケース
Ｈ…磁界成分
φ…磁束路

Claims

アンテナコイルと制御回路とを備えて電磁波により送受信を行うデータキャリアをケース内に固定した携帯型機器であって、
前記アンテナコイルは円盤状とされ、そのアンテナコイル面を前記携帯型機器のケース面に平行にして固定すると共に、該アンテナコイルの片面から高比透磁率の第１のシート状磁性体を延長し、他面から高比透磁率の第２のシート状磁性体を逆方向に延長し、該第１、第２のシート状磁性体は前記アンテナコイルを通る連続的な磁束路を形成し、更に該第１、第２のシート状磁性体の延長上に前記携帯型機器のケース外への磁束漏洩路を形成したことを特徴とする携帯型機器。
前記携帯型機器のケースが導電性を有し且つ分割型であり、磁束漏洩路を該携帯型機器のケースの分割部に形成したことを特徴とする請求項１に記載の携帯型機器。
前記データキャリアを、バッテリーユニットを着脱自在に装着するバッテリー装着部の底面または裏面に固定したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の携帯型機器。
前記携帯型機器が携帯電話機であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の携帯型機器。