(57)【要約】【課題】  アンテナモジュールとリーダ／ライタとの近接対向時における両者間の通信特性の変動を抑制できる携帯機器を提供する。【解決手段】  端末本体２２に内蔵されたアンテナモジュール１０の通信面ＣＳよりも、リーダ／ライタから放射された電磁波の入射側に、金属層３０を設ける。この金属層３０で、通信用磁場をアンテナモジュール１０のアンテナコイル１５に導き、通信状態を確保する。金属層３０は銅箔等で構成でき、端末内部や外面の所定位置に貼り付けられる。これにより、リーダ／ライタと端末本体２２の近接時、互いの位置関係に起因する通信の不具合を抑制することができる。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部アンテナから放射された所定周波数の電磁波を受信することで通信を行うアンテナコイルが、筐体内部に組み込まれた携帯機器であって、
前記アンテナコイルの通信面よりも前記電磁波の入射側に、金属層が設けられている
ことを特徴とする携帯機器。
【請求項２】
前記金属層は、前記外部アンテナと前記アンテナコイル間の対向間隙内に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
【請求項３】
前記金属層は、通信用磁場を前記アンテナコイルへ誘導する位置に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
【請求項４】
前記金属層は、前記筐体の内部又は外面に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
【請求項５】
前記金属層は、前記アンテナコイルの一部を覆う位置に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
【請求項６】
前記金属層は、前記アンテナコイルの外周側に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
【請求項７】
前記金属層は、金属箔である
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
【請求項８】
前記筐体は、携帯情報端末の端末本体である
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
【請求項９】
前記アンテナコイルの通信面とは反対側の面に、磁芯部材が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
【請求項１０】
前記アンテナコイルには、信号処理回路部が電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）技術を利用した非接触通信媒体が筐体内部に組み込まれた携帯情報端末等の携帯機器に関し、更に詳しくは、外部アンテナとの近接時に発生し得る通信不具合を解消できる携帯機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、非接触ＩＣカードシステムに代表されるＲＦＩＤ技術においては、ＩＣカード等の識別用非接触ＩＣタグにアンテナコイルを内蔵させ、外部リーダ／ライタの送受信アンテナから発信される電波との誘導結合により、非接触データ通信を行うようにしている。
【０００３】
この種の非接触ＩＣタグには、例えば、ベース基板表面にループ状に形成されたアンテナコイルを有するアンテナモジュールが用いられている（下記特許文献１参照）。このアンテナモジュールは、必要に応じて磁芯部材や金属シールド板を備え、例えば携帯電話等の携帯情報端末の筐体内部に組み込んで使用することができる。
【０００４】
このアンテナモジュールは、アンテナコイルで受信した又は送信する信号を処理、生成する信号処理回路を備えている。この信号処理回路は、情報を記憶したメモリ等を含むＩＣチップ等の部品で構成されており、アンテナコイルに電気的に接続されている。なお、この信号処理回路は、アンテナモジュールが組み込まれる機器の制御基板に組み込まれる場合もある。
【０００５】
アンテナモジュールとリーダ／ライタ間の通信時、アンテナコイルには、リーダ／ライタから放射された所定周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）の電磁波を受信することで、当該電磁波の強さに応じた誘導電流が発生する。この誘導電流は上記信号処理回路において整流され、情報の読出し電圧に変換される。読み出された情報は信号処理回路において変調され、アンテナコイルを介してリーダ／ライタへ送信される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３６４１９９号公報
【特許文献２】特開２００４−２２７０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、例えば１３．５６ＭＨｚの周波数により動作するＲＦＩＤを用いた非接触ＩＣタグにおいて確実な動作環境が求められており、例えば通信特性においてもできるだけ長い通信距離や、リーダ／ライタとタグとが相対向する場合の平面状の広い通信エリアが求められている。
【０００８】
ところが、この種の非接触ＩＣタグ（アンテナモジュール）においては、リーダ／ライタとの通信の際、これらの間の相対位置によっては、通信特性が変化することが知られている。具体的には、アンテナモジュールとリーダ／ライタとを近接対向させた状態において、アンテナモジュールのアンテナ中心とリーダ／ライタのアンテナ中心間の位置ズレの大きさによっては、両者間の通信が不可能になる場合がある。
【０００９】
特に、この種のアンテナモジュールを携帯情報端末等の筐体内部に組み込んで使用する場合、筐体内部に本来組み込まれているバッテリパックや制御基板等の金属部品（部分）による影響で、リーダ／ライタに対するアンテナモジュールの相対位置によって通信特性の変動が生じやすい。
【００１０】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、アンテナモジュールとリーダ／ライタとの近接対向時における両者間の通信特性の変動を抑制することができる携帯機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するに当たり、本発明は、外部アンテナから放射された所定周波数の電磁波を受信することで通信を行うアンテナコイルが、筐体内部に組み込まれた携帯機器であって、アンテナコイルの通信面よりも前記電磁波の入射側に、金属層が設けられている。
【００１２】
外部アンテナと筐体内部のアンテナコイル間の通信空間に配置された金属層は、外部アンテナから発生した電磁場を反射、吸収する電磁シールド的な機能を発揮する。本発明者らは、これら金属層とアンテナコイル間の位置関係によって、金属層の影響を受けた電磁場がアンテナ側に誘導されて結合を高める働きをすることを確認した。
【００１３】
これにより、外部アンテナと筐体内部のアンテナコイル間の相対位置に起因する通信特性の不具合を抑制でき、両者間の安定した近接通信（例えば通信距離が０〜３０ｍｍ）が可能となる。また同時に、外部アンテナと筐体内部のアンテナコイル間の最大通信距離を金属層を設けない場合に比べて向上させることができる。
【００１４】
金属層は、外部アンテナとアンテナコイル間の対向間隙内に配置することができる。特に、アンテナコイルの一部を覆う位置あるいはアンテナコイルの外周側など、通信用磁場をアンテナコイルへ誘導する位置に配置される。金属層の形成部位としては、筐体の内部又は筐体の外面等が好適である。
【００１５】
ここで、「通信用磁場をアンテナコイルへ誘導する位置」とは、金属層表面の誘導電流（渦電流）で発生した磁場成分を介して、外部アンテナとアンテナコイル間が結合される当該金属層の形成位置、あるいは、外部アンテナから放射された電磁波を金属層の表裏面で反射、吸収等することにより、通信用磁場がアンテナコイルへ到達されるような磁場分布空間を形成する当該金属層の形成位置などをいう。
【００１６】
金属層は、銅箔やアルミニウム箔等の金属箔、金属シート、金属板等の比較的層厚の小さいもので構成することにより、携帯機器への組込みが有利となる。また、金属層の形状は、円形状、矩形状は勿論、クランク形状やコイル形状等であってもよい。携帯機器としては、携帯型電話等に代表される携帯情報端末、携帯型オーディオプレーヤ、携帯型ゲーム機等が挙げられる。
【発明の効果】
【００１７】
以上述べたように、本発明の携帯機器によれば、外部アンテナと筐体内部のアンテナコイルとの近接時における通信の不具合を抑制することができる。また、外部アンテナと筐体内部のアンテナコイル間の最大通信距離の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１及び図２は、本発明の実施の形態による非接触データ通信用のアンテナモジュール１０の構成を示す分解斜視図及び側断面図である。まず、このアンテナモジュール１０の全体構成について説明する。
【００２０】
本実施の形態のアンテナモジュール１０は、支持体としてのベース基板１４と、磁芯部材１８との積層構造を有している。ベース基板１４と磁芯部材１８とは、両面接着シート１３を介して積層されている。なお、図２において両面接着シート１３の図示は省略している。
【００２１】
ベース基板１４は、例えばポリイミドやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のプラスチックフィルムでなる絶縁性フレキシブル基板で構成されているが、ガラスエポキシ等のリジッド性基板で構成されていてもよい。
【００２２】
このベース基板１４には、平面内でループ状に巻回されたアンテナコイル１５が搭載されている。ベース基板１４の一方側の表面は、外部アンテナとしてのリーダ／ライタの送受信アンテナ部との間で通信を行う通信面ＣＳ（図２）とされ、ベース基板１４の反対側の面は、磁芯部材１８が設けられる積層面とされている。
【００２３】
アンテナコイル１５は、非接触ＩＣタグ機能のための非接触通信用アンテナコイルで、リーダ／ライタの送受信アンテナ部と誘導結合し通信を行う（図４）。このアンテナコイル１５は、ベース基板１４の上にパターニングされた銅、アルミニウム等の金属パターンで形成されている。
【００２４】
本実施の形態において、アンテナコイル１５は、平面内で巻回されたループ部分と、後述する信号処理回路部１６との電気的接続用の配線部分とからなるが、図ではループ部分のみを示している。
【００２５】
なお、このアンテナモジュール１０にリーダ／ライタ機能のための第２のアンテナコイルを設けることも可能である。この場合、当該第２のアンテナコイルを上述のアンテナコイル１５と兼用してもよいし、アンテナコイル１５の内周側あるいは外周側に別途設けてもよい。あるいは、アンテナコイル１５と当該第２のアンテナコイルとをベース基板１４の表面側と裏面側とに分けて配置するようにしてもよい。
【００２６】
ベース基板１４の磁芯部材１８側表面には、信号処理回路部１６が搭載されている。この信号処理回路部１６は、アンテナコイル１５の内方側に配置されているとともに、アンテナコイル１５と上記配線部分を介して電気的に接続されている。
【００２７】
信号処理回路部１６は、非接触データ通信に必要な信号処理回路および情報を格納したＥＥＰＲＯＭ等のメモリ部、同調用コンデンサ等の電気・電子部品で構成されている。信号処理回路部１６は、複数の部品群で構成されていてもよいし、単一のＩＣチップで構成されていてもよい。なお、信号処理回路部１６は、ベース基板１４に取り付けられる外部接続部１７を介して、後述する携帯情報端末２１の制御基板２４（図３）に接続されている。
【００２８】
次に、磁芯部材１８は、例えば、合成樹脂材料やゴム等の絶縁性バインダー及びその他添加剤中に軟磁性粉末を混合しシート状又はプレート状に形成された複合材料で構成されている。軟磁性粉末としては、センダスト（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系）、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系）、アモルファス（Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系等）、フェライト（Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等）などが適用可能であり、目的とする通信性能や用途に応じて使い分けられる。
【００２９】
磁芯部材１８の中央部には、ベース基板１４に実装された信号処理回路部１６を収容するための開口（凹所）１８ａが凹設されている。また、磁芯部材１８の一側方には、ベース基板１４との積層時に外部接続部１７のニゲ部１８ｂが形成されている。
【００３０】
更に、必要に応じて、磁芯部材１８の裏面側（ベース基板１４と反対側）に、ステンレスやアルミニウム製の金属シールド板を貼り付けてもよい。この場合、当該アンテナモジュール１０が組み込まれる携帯機器の内蔵金属部品との間の電磁的相互干渉を抑えることができる。
【００３１】
図３は、上述した構成のアンテナモジュール１０が携帯情報端末２１に組み込まれている様子を端末本体２２の側方から見た模式図である。
【００３２】
図示する携帯情報端末２１は、端末本体２２と、この端末本体２２に対して回動可能に取り付けられたパネル部２３とを備えた携帯型電話機として構成されている。図３において、端末本体２２は合成樹脂材料製の筐体部を構成しており、そのパネル部２３側の表面は、図示せずともテンキー入力ボタン等が配置された操作面とされている。
【００３３】
端末本体２２の内部には、携帯情報端末２１の機能あるいは動作を制御する制御基板（プリント配線板）２４と、電源を供給するバッテリパック２５等が内蔵されている。ここで、バッテリパック２５は、例えばリチウムイオン電池であり、全体が直方形状をなし、外筐がアルミニウム等の金属材料で形成されている。
【００３４】
図４は、携帯情報端末に内蔵されているアンテナモジュール１０と外部のリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）との間の通信時の様子を説明する断面模式図である。
【００３５】
アンテナモジュール１０を用いてリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）とデータ通信を行う際は、端末本体２２の背面２２ａ（図３）をリーダ／ライタの送受信アンテナ部２６に近接対向させる。そして、リーダ／ライタの送受信アンテナ部２６から放射された電磁波（１３．５６ＭＨｚ）が、アンテナモジュール１０の通信面ＣＳに入射することで、アンテナコイル１５に当該電磁波の強さに応じた誘導電流が発生する。この誘導電流は、信号処理回路部１６において整流されメモリ部に記録された情報の読出し電圧に変換される。読み出された情報は信号処理回路部１６において変調され、通信面ＣＳを介してリーダ／ライタの送受信アンテナ部２６へ送信される。
【００３６】
ここで図５及び図６に、非接触データ通信用のアンテナモジュールを備えた従来構造の携帯情報端末１とリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）間の近接時（通信距離例えば５ｍｍ）における通信の様子を模式的に示す。なお、図示する従来構造の携帯情報端末１において、上述の構成要素と対応する部分（アンテナモジュール１０、バッテリパック２５等）についてはそれぞれ同一の符号を付している。
【００３７】
図５では、アンテナモジュール１０を構成するアンテナコイル１５の中心が、リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）の送受信アンテナ部２６の中心と一致するように、端末本体２２をリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）に近接させた状態を示している。
【００３８】
図５の例において、リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）の送受信アンテナ部２６で発生した電磁波の通信用磁場Ｈのうち、一部の磁場成分が、端末本体２２内のバッテリパック２５等の金属物による影響を受けて反射、吸収等による減衰作用を受ける。しかし、残余の磁場成分が、リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）との通信を確保できる程度の大きさの誘導電流をアンテナコイル１５に発生させることにより、アンテナモジュール１０とリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）間の通信が可能となる。
【００３９】
一方、図６では、アンテナモジュール１０を構成するアンテナコイル１５の中心が、リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）の送受信アンテナ部２６の中心から左側へ約２０ｍｍ離れた位置となるように、端末本体２２をリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）へ近接させた状態を示している。
【００４０】
図６の例においては、リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）の送受信アンテナ部２６で発生した電磁波のうち、端末本体２２内のバッテリパック２５等の金属物により減衰される磁場成分Ｈが、図５に示した状態の場合よりも多く、結果的にアンテナコイル１５に発生する誘導電流が小さく、通信が不可能となっている。
【００４１】
このように、従来の携帯情報端末１においては、リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）との近接時におけるアンテナ間の相対位置に応じて通信特性が変動し、通信が不安定となる場合があった。
【００４２】
そこで本実施の形態の携帯情報端末２１においては、アンテナコイル１５の通信面ＣＳよりも電磁波の入射側に、金属層３０が設けられている（図３）。即ち、図３の例において金属層３０は、アンテナモジュール１０の通信面ＣＳよりも端末本体２２の背面２２ａ側（図中上方側）に設けられている。
【００４３】
本実施の形態において、金属層３０は、銅箔やアルミニウム箔等の金属箔、金属シートあるいは金属板等、比較的層厚の小さい導電部材で形成されている。この金属層３０は、図３に示したように端末本体２２の内部に組み込まれているが、端末本体２２の背面２２ａの内面側あるいは外面側に貼り付けられていてもよい。
【００４４】
金属層３０の大きさは特に限定されず、本例ではアンテナモジュール１０の平面形状と同一の大きさ、形状で形成されているが、アンテナモジュール１０の通信特性や仕様、端末本体２２の構造や内部構成等に応じて適宜設定される。金属層３０は、電気的に接地されていてもよいし浮遊状態でもよい。
【００４５】
また、金属層３０は、図３に示したように、アンテナモジュール１０とバッテリパック２５との間に配置されており、図示するようにアンテナモジュール１０の通信面ＣＳと所定の間隙をおいてアンテナコイル１５の一部の領域を覆う位置に形成されている。なお後述するように、この金属層３０を例えばバッテリパック２５側に形成して、アンテナコイル１５の外周側に一定の距離だけ離間させてもよい（図８）。
【００４６】
以下、上述のようにして構成される本実施の形態の携帯情報端末２１の作用について、図７を参照して説明する。
【００４７】
図７は、本実施の形態の携帯情報端末２１とリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）間の近接時（通信距離例えば５ｍｍ）における通信の様子を模式的に示している。そして、アンテナモジュール１０を構成するアンテナコイル１５の中心が、リーダ／ライタの送受信アンテナ部２６の中心から左側へ約２０ｍｍ離れた位置となるように、端末本体２２をリーダ／ライタへ近接させた状態を示している。
【００４８】
図７の例において、リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）の送受信アンテナ部２６から放射された所定周波数（１３．５６ＭＨｚ）の電磁波のうち、一部の磁場成分Ｈが、端末本体２２内のバッテリパック２５等の金属物による影響を受けて反射、吸収等による減衰作用を受ける。このとき、アンテナモジュール１０の通信面ＣＳよりも当該電磁波の入射側に位置するように、リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）とアンテナコイル１５間の対向間隙内に設けられた金属層３０の表面に、外部磁場の印加で誘導電流（渦電流）が発生し、これに起因して生じた磁場成分Ｈ１が、アンテナモジュール１０のアンテナコイル１５に誘導電流を生じさせる。
【００４９】
この例では、金属層３０がアンテナコイル１５の一部を覆うように、アンテナモジュール１０に近接対向配置されることにより、金属層３０で発生した磁場成分Ｈ１を介してリーダ／ライタの送受信アンテナ部２６とアンテナモジュール１０のアンテナコイル１５との間が誘導結合し、アンテナモジュール１０とリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）間の通信に必要な電力の供給源として補助的に作用する。
【００５０】
なお、アンテナモジュール１０を構成する磁芯部材１８は、アンテナコイル１５の周りに発生する信号磁界の磁路を形成するとともに、アンテナコイル１５と携帯情報端末２１の制御基板上の金属構成体（配線や部品電極等）との電磁干渉を抑制し、安定した通信特性を確保する。
【００５１】
以上のようにして、リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）から放射された電磁波の通信用磁場成分が、金属層３０によってアンテナコイル１５へ誘導されることにより、アンテナモジュール１０とリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）間の通信が確保される。
【００５２】
続いて図８に示した例は、本実施の形態の携帯情報端末２１において、金属層３０は、リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）とアンテナモジュール１０間の対向間隙内に配置されており、図７の例と比較して、アンテナコイル１５の外周側に当該金属層３０が配置された構成となっている。なお、金属層３０とバッテリパック２５とは接触しておらず、両者間に一定の間隙が形成されている。
【００５３】
そして、図８の例では、アンテナモジュール１０を構成するアンテナコイル１５の中心が、リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）の送受信アンテナ部２６の中心から左側へ約２０ｍｍ離れた位置となるように、端末本体２２をリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）へ近接（通信距離例えば５ｍｍ）させた状態を示している。
【００５４】
この構成において、リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）の送受信アンテナ部２６で発生した電磁場Ｈのうち、一部が端末本体２２内のバッテリパック２５等の金属物に反射、吸収される等して減衰される。このとき金属層３０は、外部アンテナから放射された電磁波を金属層３０の表面（又は裏面）で反射、吸収等することにより、通信用磁場がアンテナコイル１５へ到達されるような磁場分布空間を形成する。
【００５５】
以上のようにして、リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）から放射された電磁波の通信用磁場成分が、金属層３０によってアンテナコイル１５へ誘導されることにより、アンテナモジュール１０とリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）間の通信が確保される。
【００５６】
従って本実施の形態の携帯情報端末２１によれば、アンテナモジュール１０の通信面ＣＳよりも電磁波の入射側に、通信用磁場をアンテナコイル１５へ導く金属層３０が設けられているので、リーダ／ライタとの近接時におけるアンテナ間の位置ズレに起因する通信の不具合を効果的に抑制することができ、ＲＦＩＤシステムの信頼性を向上させることができる。また同様な原理で、金属層３０を設けることにより、リーダ／ライタとアンテナモジュール１０巻の最大通信距離の向上を図ることができる。
【００５７】
また、金属層３０は、金属箔等の比較的層厚の小さいもので構成されているので、端末本体２２の内部への組込みに際して制約が少なく、コンパクトに機器を構成することができる。さらに、低コストで近接時の通信不具合を抑制することができる。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００５９】
（実施例１）
非接触データ通信用のアンテナモジュールを内蔵した携帯型電話を用いてリーダ／ライタとの近接時における通信状態の確認を行った。本実施例では、図９に示したように、端末本体２２の背面２２ａをリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）の送受信アンテナ部２６に対向させた状態で実験を行った。
【００６０】
実験に用いた携帯型電話は「Ｎ９０１ｉＣ」（日本電気社製）、リーダ／ライタは「無線カードリーダライタ」（ＥＵ−Ｄ２５００ＪＲ）である。アンテナモジュール１０（端末本体背面２２ａ）とリーダ／ライタ間の通信距離Ｄ（図１１）は２ｍｍ及び５ｍｍとした。そして、図９に示したようにリーダ／ライタのアンテナ中心とアンテナモジュール１０のアンテナ中心とを一致させたセンタ位置を基準として、通信距離Ｄを一定に保ちながら、リーダ／ライタの左右方向に１０ｍｍピッチでアンテナモジュール１０（端末本体２２）を移動させ、それぞれの位置で通信が安定か否かを確認した。
【００６１】
上述の実験条件において、端末本体背面２２ａの外面部に金属層３０として、縦×横の長さが４０ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ３５μｍの長方形状（図１０）の銅箔を粘着テープで貼り付けた。銅箔の貼り付け位置は、図９に示したように、アンテナコイル１５の一部の領域を覆う位置からバッテリパック２５の直上位置までの間で、アンテナコイル１５の中心と銅箔３０の左側端部間の距離がそれぞれ５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍの場合について実験した。
【００６２】
実験の結果を表１に示す。表１において、○は通信安定、△は通信安定限度、×は通信不安定を示す。また、銅箔３０を貼らないで実験を行ったときの結果と、銅箔３０の有無の場合におけるそれぞれの最大通信距離を表１に併せて示す。
【００６３】
【表１】
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【００６４】
表１より、銅箔無しの場合、アンテナモジュール１０（端末本体２２）がリーダ／ライタのアンテナ中心に対して左方向に２０ｍｍ〜４０ｍｍ移動させたときに通信が不安定になることがわかる。これは、図６を参照して説明したように、リーダ／ライタの送受信アンテナ部２６から放射された電磁波の一部がバッテリパック２５で減衰される結果、アンテナモジュール１０に必要電力を供給できなくなるからと推察される。
【００６５】
これに対し、銅箔３０を貼り付けた実験結果では、銅箔３０の貼付位置が５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍの位置で、明らかな効果が確認されている。貼付位置２０ｍｍの位置でも条件によって効果が認められる。これは、図８を参照して説明したように、これらの位置で銅箔３０の存在による信号磁界分布の再形成が起こり、アンテナモジュール１０のアンテナコイル１５へ到達する通信用磁場成分の増加で通信が確保されているものと考えられる。
【００６６】
更に、銅箔３０を設けることで、最大通信距離も向上していることが認められる。そして、リーダ／ライタとアンテナモジュール１０とが離れた位置にある場合の信号の読み始めから安定するまでの間隔が短くなり、離れた距離においても通信が安定していることが予測できる。
【００６７】
なお、表１に示されているように、銅箔３０を貼り付けた場合に全ての条件下で効果があるとは限らず、銅箔の貼り付け位置やアンテナモジュール１０の移動方向、移動距離によって効果のバラツキが認められる。これは、アンテナモジュール１０の大きさ、仕様、組込位置、端末本体２０の内装構造、周辺金属物等の各種要素が通信環境に少なからずの影響を与えているものと考えられる。従って、金属層３０の貼り付け位置や形状、大きさあるいは材質等を適宜選択することで、近接通信時における通信不具合を抑制し、通信状態を改善できるようになると考えることができる。
【００６８】
また、アンテナモジュール１０とリーダ／ライタ間の近接時における通信不具合は、アンテナモジュール単体でも同様に発生することが確認されている。このとき用いたリーダ／ライタは、ＲＣ−Ｓ４４０Ｃ、ＲＣ−Ｓ４４０Ａ、ＲＣ−Ｓ３１０（ともにソニー製）である。
従って、アンテナモジュールが筐体内部に組み込まれた携帯機器で、これら３機種のリーダ／ライタと近接通信を行った場合にも、同様の問題が発生すると当然考えられることから、当該携帯機器に対して本発明に係る金属層３０を設けることにより、上記３機種のリーダ／ライタとの近接時における通信不具合の解消を図ることができると期待される。
【００６９】
（実施例２）
実施例１と同様に、非接触データ通信用のアンテナモジュールを内蔵した携帯型電話を用いてリーダ／ライタとの近接時における通信状態の確認を行った。本実施例では、図１２に示したように、端末本体２２の正面２２ｂ（背面２２ａとは反対側の面）をリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）の送受信アンテナ部２６に対向させた状態で実験を行った。
【００７０】
実験に用いた携帯型電話は「Ｎ９０１ｉＣ」（日本電気社製）、リーダ／ライタは「無線カードリーダライタ」（ＥＵ−Ｄ２５００ＪＲ）である。アンテナモジュール１０（端末本体正面２２ｂ）とリーダ／ライタ間の通信距離Ｄ（図１２）は２ｍｍ及び５ｍｍとした。そして、図１２に示したようにリーダ／ライタのアンテナ中心とアンテナモジュール１０のアンテナ中心とを一致させたセンタ位置を基準として、通信距離を一定に保ちながら、リーダ／ライタの左右方向に１０ｍｍピッチでアンテナモジュール１０（端末本体２２）を移動させ、それぞれの位置で通信が安定か否かを確認した。
【００７１】
上述の実験条件において、端末本体正面２２ａの外面部に金属層３０として、縦×横の長さが４０ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ３５μｍの銅箔を粘着テープで貼り付けた。リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）から放射された電磁波が端末本体２２の周囲を周り込んで正面２２ａに入射するため、この例においても金属層３０はアンテナモジュール１０の通信面ＣＳよりも電磁波の入射側に位置することになる。銅箔の貼り付け位置は、図１２に示したように、アンテナコイル１５の一部の領域を覆う位置からバッテリパック２５の直上位置までの間で、アンテナコイル１５の中心と銅箔３０の左側端部間の距離がそれぞれ５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍの場合について実験した。
【００７２】
実験の結果を表２に示す。表２において、○は通信安定、△は通信安定限度、×は通信不安定を示す。また、銅箔３０を貼らないで実験を行ったときの結果と、銅箔３０の有無の場合におけるそれぞれの最大通信距離を表２に併せて示す。
【００７３】
【表２】
2006270681.tif 000004
【００７４】
表２より、銅箔無しの場合、アンテナモジュール１０（端末本体２２）がリーダ／ライタのアンテナ中心位置およびに対して左方向に４０ｍｍあるいは５０ｍｍ移動させたときに通信が不安定になることがわかる。
【００７５】
これに対し、銅箔３０を貼り付けた実験結果では、銅箔３０の貼付位置が１５ｍｍの位置で、明らかな効果が確認されている。これは、これらの位置で銅箔３０の存在による信号磁界分布の再形成が起こり、アンテナモジュール１０のアンテナコイル１５へ到達する通信用磁場成分の増加で通信が確保されているものと考えられる。また同様な原理で、条件により、リーダ／ライタとアンテナモジュール１０間の最大通信距離も向上している。
【００７６】
一方、表２に示されているように、銅箔３０を貼り付けた場合に全ての条件下で効果があるとは限らず、銅箔の貼り付け位置やアンテナモジュール１０の移動方向、移動距離によって効果のバラツキが認められる。これは、アンテナモジュール１０の大きさ、仕様、組込位置、端末本体２０の内装構造、周辺金属物等の各種要素が通信環境に少なからずの影響を与えているものと考えられる。従って本実施例においても、金属層３０の貼り付け位置や形状、大きさあるいは材質等を適宜選択することで、近接通信時における通信不具合を抑制し、通信状態を改善できるようになると考えることができる。
【００７７】
以上、本発明の実施の形態及び実施例について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００７８】
例えば以上の実施の形態では、金属層３０として銅箔等の金属箔を用いたが、これに限らず、例えば樹脂やガラス等の非導電性基板上に金属箔を貼り付け、これを端末本体２２の内部に組み込んでもよい。
【００７９】
また、以上の実施の形態では、携帯機器として携帯型電話やＰＤＡ等の携帯情報端末２１を例に挙げて説明したが、これに限らず、携帯型オーディオプレーヤや携帯型ゲーム機等、非接触通信用アンテナモジュールを内装可能な携帯機器に対して、本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施の形態に係るアンテナモジュール１０の一構成例を示す分解斜視図である。
【図２】アンテナモジュール１０の側断面図である。
【図３】アンテナモジュール１０を備えた携帯機器の構成を示す断面模式図である。
【図４】携帯機器内のアンテナモジュールとリーダ／ライタ間の通信時の様子を説明する断面図である。
【図５】従来の携帯情報端末の一作用を説明する断面図である。
【図６】従来の携帯情報端末の一作用を説明する断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る携帯情報端末２１の一作用を説明する断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る携帯情報端末２１の一作用を説明する断面図である。
【図９】本発明の実施例１を説明する図であり、リーダ／ライタと端末本体２２との関係を説明する側断面図である。
【図１０】本発明の実施例１を説明する図であり、リーダ／ライタと端末本体２２との関係を説明する平面図である。
【図１１】本発明の実施例１を説明する図であり、リーダ／ライタと端末本体２２との関係を説明する他の側断面図である。
【図１２】本発明の実施例２を説明する図であり、リーダ／ライタと端末本体２２との関係を説明する側断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０…アンテナモジュール、１４…ベース基板、１５…アンテナコイル、１６…信号処理回路部、１８…磁芯部材、２１…携帯情報端末、２２…端末本体、２２ａ…背面、２２ｂ…正面、２４…制御基板、２５…バッテリパック、２６…リーダ／ライタの送受信アンテナ部、Ｒ／Ｗ…リーダーライタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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