(57)【要約】【課題】アンテナの通信特性の低下を抑制しつつ、ウェアラブル化を可能とした携帯機を提供する。【解決手段】携帯機１は、金属製バンド１１と、所定の無線信号を送信及び受信のうちの少なくとも一方を行う指向性を有したアンテナ１３とを備えている。アンテナ１３と金属製バンド１１との配置関係を、アンテナ１３の最適な通信特性方向が金属製バンド１１の延びる方向に対して、アンテナ１３の通信損失値が所定の閾値以下となる角度範囲内となるように設定した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の帯状体と、所定の無線信号を送信及び受信のうちの少なくとも一方を行う指向性アンテナとを備えた携帯機において、
前記アンテナと前記帯状体との配置関係を、該アンテナの最適な通信特性方向が前記帯状体の延びる方向に対して、該アンテナの通信損失値がそのアンテナの最大通信損失値よりも低く設定された所定の閾値以下となる角度範囲内となるように設定したことを特徴とする携帯機。
【請求項２】
前記閾値は、前記通信損失値の最大値と前記通信損失値の最小値とを加算して、この算出値を２で除算した値以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の携帯機。
【請求項３】
前記角度範囲は、３０〜１２０°であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の携帯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠隔操作に用いられる携帯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば車両においては、そのセキュリティレベルの向上及び利便性の向上等を目的として、スマートエントリシステムが供されている。スマートエントリシステムにおいては、車両のユーザ（運転者）が携帯機を所持して運転席ドアに接近すると、携帯機は、車両から送信されるリクエスト信号を受信し、予め記憶された自己のＩＤコードを含むＩＤ信号を送信する。一方、車両は、このＩＤ信号を受信すると、このＩＤコードと車両固有のＩＤコードとの照合を行い、両者が一致したことを条件にドア錠を解錠するようになっている。また、ユーザが車両から離間すると、車両は、携帯機から送信されるＩＤ信号を受信不能となる。車両は、このＩＤ信号を受信不能になったことをトリガとしてドア錠を施錠する。このため、ユーザは、車両に何ら触れることなくドア錠を施解錠することができ、車両の利便性が向上する。また、このように携帯機から送信される電波の内容に基づいてドア錠の施解錠が行われるため、機械キーを用いて施解錠を行う場合に比較して車両のセキュリティレベルを向上させることができる。
【０００３】
このようなスマートエントリ機能を有する携帯機として、例えば、特許文献１に示される携帯機が提案されている。特許文献１に示される携帯機は、カード状に形成されたケース本体内に、電源としての電池や、複数の電子部品が実装された回路基板等を備えている。ユーザは、この携帯機を所持し車両に接近することでスマートエントリシステムの利益を享受することができる。このような携帯機は、携帯性の理由から、一層の薄型化及び小型化が望まれている。また、盗難防止、置き忘れ防止等への要望から、携帯機のウェアラブル化（身に付けられる）への要求もある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３３９６０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば、腕時計の形状をした携帯機にした場合、金属製バンド等によりアンテナの通信特性が低下してしまう。かといって、携帯機の外部にアンテナを出すとデザイン的な制約が多くなってしまうといった問題がある。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンテナの通信特性の低下を抑制しつつ、ウェアラブル化を可能とした携帯機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、金属製の帯状体と、所定の無線信号を送信及び受信のうちの少なくとも一方を行う指向性アンテナとを備えた携帯機において、前記アンテナと前記帯状体との配置関係を、該アンテナの最適な通信特性方向が前記帯状体の延びる方向に対して、該アンテナの通信損失値が所定の閾値以下となる角度範囲内となるように設定したことを要旨とした。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、前記閾値は、前記通信損失値の最大値と前記通信損失値の最小値とを加算して、この算出値を２で除算した値以下に設定されていることを要旨とした。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、前記角度範囲は、３０〜１２０°であることを要旨とした。
以下、本発明の作用について説明する。
【００１０】
請求項１に記載の発明によると、携帯機は帯状体を備えているため、この帯状体を用いることで人体に容易に装着することができ、携帯機のウェアラブル化が可能である。また、アンテナと帯状体との配置関係を、アンテナの通信損失値に基づいて設定している。一般に、アンテナの周囲に金属体が存在すると、この金属体が電波を吸収するためアンテナの通信特性は低下する。すなわち、アンテナの周囲に金属体が存在すると、アンテナの受信感度が低下したりアンテナから送信される電波の送信距離が短くなったりする。このため、例えば金属製バンド等の帯状体を備えた携帯機においては、この帯状体の存在によってアンテナの通信特性が低下する。この通信特性の低下度合いを示す通信損失値は、アンテナの最適な通信特性方向と帯状体の延びる方向との角度の大きさに応じて変化する。通信損失値が小さいことは、アンテナの通信特性の低下が小さいことに相当する。したがって、アンテナと帯状体との配置関係を、アンテナの最適な通信特性方向が帯状体の延びる方向に対して、アンテナの通信損失値が所定の閾値以下となる角度範囲内となるように設定することで、アンテナの通信特性の低下を抑制することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によると、アンテナの通信損失値は、通信損失値の最大値と最小値とを加算した値の半分以下に抑制される。したがって、アンテナの通信特性の低下を確実に抑制することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によると、アンテナの最適な通信特性方向と帯状体の延びる方向とがなす角度範囲を３０°〜１２０°に設定することにより、アンテナの通信損失値が所定の閾値以下となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両のスマートエントリシステムに用いられる時計内蔵型の携帯機として具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。なお、説明の便宜上、携帯機の文字盤等は省略する。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、腕時計の形状をした携帯機１は、本体１０と、この本体１０の両端（図１（ａ）の上下方向）に軸支された帯状体としての金属製バンド１１とを備えている。本体１０には収容部としてのスマート基板１２が取り付けられており、スマート基板１２には、アンテナ１３と、スマート基板１２を機能させるための電池１４とが配設されている。
【００１５】
本実施形態において、アンテナ１３は、ＬＦ帯の電波を受信可能であり、アモルファス金属を磁芯とするコイルアンテナによって構成されている。このため、アンテナ１３は指向性を有しており、アンテナ１３の通信特性は、アンテナ１３の周囲にて異なる。詳しくは、アンテナ１３の通信特性は、アンテナ１３の長手方向で良好となり、その他の場所では低くなる。
【００１６】
このような性質を有したアンテナ１３と電池１４との配置関係について説明する。本実施形態におけるスマート基板１２は円形状をなし、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、アンテナ１３と電池１４とは、スマート基板１２の直径において最も離間する位置に配置されている。すなわち、アンテナ１３及び電池１４は、アンテナ１３の中心と電池１４の中心とを結ぶ直線Ａがスマート基板１２の中心を通るようにスマート基板１２に配置されている。また、その直線Ａは、アンテナ１３の最適な通信特性方向を示す直線Ｂと直交するようになっている。
【００１７】
次に、アンテナ１３と金属製バンド１１との配置関係について説明する。図１に示すように、アンテナ１３の最適な通信特性方向である直線Ｂと、金属製バンド１１の延びる方向である直線Ｃとの狭角を角度θ［°］とする。
【００１８】
角度θの変化に対するＬＦ受信感度低下値（通信損失値）を評価した結果を図２に示す。ここで、ＬＦ受信感度低下値とは、通信特性の低下度合いを示す値である。図２に示すように、角度θが変化するとＬＦ受信感度低下値は変化する。「θ＝０」でのＬＦ受信感度低下値は、「３．０ｄＢ」（ポイントＰ０）である。そして、角度θの増加に伴いＬＦ受信感度低下値は減少し、「θ＝４５」では「２．４５ｄＢ」（ポイントＰ１）まで減少する。すなわち、アンテナ１３の通信特性の低下が抑制される。そして、さらに角度θが増加するとＬＦ受信感度低下値はさらに減少し、「θ＝９０」（図１（ｂ）に示す）で「２．１５ｄＢ」（ポイントＰ２）となり最小値となる。その後、引き続き角度θを増加させると、転じてＬＦ受信感度低下値は増加し、「θ＝１８０」で「３．２ｄＢ」（ポイントＰ３）となり最大値（最大通信損失値）となる。したがって、角度θとＬＦ受信感度低下値とのグラフは、角度θの増加に対して、「θ＝９０」を最小値とする曲線となる。ここで、曲線が「θ＝９０」を中心に左右対称でないのは、スマート基板１２に実装された電子部品や時計用電子部品等の影響による。
【００１９】
閾値ＴＨは、ＬＦ受信感度低下を一定水準に保つための基準値である。本実施形態における閾値ＴＨは、ＬＦ受信感度低下値の最大値とＬＦ受信感度低下値の最小値とを加算して、「２」で除算した値よりも小さく設定されている。詳しくは、ポイントＰ３におけるＬＦ受信感度低下値（最大値）とポイントＰ２におけるＬＦ受信感度低下値（最小値）とを用いて、閾値ＴＨは「２．５ｄＢ」（（「３．２ｄＢ」＋「２．１５ｄＢ」）／２＝２．６７５）に設定される。
【００２０】
ＬＦ受信感度低下値が閾値ＴＨとなる角度θは、図２から、「θ＝３０」と「θ＝１２０」である。したがって、アンテナ１３は、角度θが３０°〜１２０°の角度範囲Ｔ内に入るように配置される。このため、アンテナ１３は、アンテナ１３の中心が金属製バンド１１の延びる方向である直線Ｃ上、またはその近辺に位置するようにスマート基板１２に配置された状態となる。
【００２１】
以上詳述した上記実施形態の携帯機によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）携帯機１は金属製バンド１１を備えているため、この金属製バンド１１を用いることで人体に容易に装着することができ、携帯機１のウェアラブル化が可能である。また、時計内蔵型の携帯機１の場合、アンテナ１３の通信特性は、アンテナ１３と金属製バンド１１との配置位置によって変動する。通信特性の低下度合いを示すＬＦ受信感度低下値は、アンテナ１３の最適な通信特性方向（直線Ｂ）と、金属製バンド１１の延びる方向（直線Ｃ）との狭角である角度θ［°］の大きさに応じて変化する。図２に示す評価結果より、ＬＦ受信感度低下値は、角度θが０°〜９０°で減少し、角度θが９０°〜１８０°で増加する。一方、閾値ＴＨは、ＬＦ受信感度低下値を一定水準に保つための基準値である。このため、ＬＦ受信感度低下値が閾値ＴＨ以下の値になるようにアンテナ１３を配置することで、ＬＦ受信感度低下値の変動幅を一定水準以下に保つことができる。したがって、金属製バンド１１の存在に起因するアンテナ１３の通信特性の低下を抑制できる。
【００２２】
（２）閾値ＴＨは、ＬＦ受信感度低下値の最大値と、ＬＦ受信感度低下値の最小値とを加算して「２」で除算した値以下となるように設定され、本実施形態では、アンテナ１３の最適な通信特性方向（直線Ｂ）と金属製バンド１１の延びる方向（直線Ｃ）との狭角（角度θ）が３０°〜１２０°となる値に設定されている。すなわち、角度θが３０°〜１２０°の角度範囲内となるようにアンテナ１３を配置することによって、ＬＦ受信感度低下値を閾値ＴＨ（２．５ｄＢ）以下にすることができる。したがって、アンテナ１３の通信特性の低下を抑制できる。
【００２３】
（３）アンテナ１３と電池１４とは、ともにスマート基板１２に配置されている。電池１４がアンテナ１３に近接した状態で配置されると、電池１４が電波を吸収するためアンテナ１３の通信特性が低下する。本実施形態では、スマート基板１２においてアンテナ１３と電池１４とが最も離間するように配置されている。このため、電池１４の存在に起因するアンテナ１３の通信特性の低下を抑制することができる。したがって、アンテナ１３の通信特性の低下を一層抑制することができる。
【００２４】
（４）本実施形態における金属体は、金属製バンド１１、電池１４、スマート基板１２に実装された電子部品、時計用電子部品等である。これらのうちアンテナ１３の通信特性に大きな影響を及ぼすのは、金属部分の体積から、金属製バンド１１及び電池１４である。したがって、スマート基板１２においてアンテナ１３と電池１４とを最も離間するようにし、しかも、ＬＦ受信感度低下値が閾値ＴＨ以下の値になるように金属製バンド１１に対してアンテナ１３を配置することで、アンテナ１３の通信特性の低下を大幅に抑制することができる。
【００２５】
（５）アンテナ１３の中心は、金属製バンド１１の延びる方向である直線Ｃ上、またはその近辺に位置している。このため、アンテナ１３の両端において、金属製バンド１１及び電池１４による電波の吸収度合いの較差が小さくなる。すなわち、アンテナ１３の両端での通信特性の較差は小さくなる。したがって、携帯機１の装着方向等によるアンテナ１３の受信感度の相違を排除することができ、携帯機１の利便性が向上する。
【００２６】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・アンテナ１３と電池１４との配置関係は、本実施形態の配置関係に限定されない。例えば、図３（ａ）に示すように、スマート基板１２が四角形状であり、金属製バンド１１の延びる方向である直線Ｃがスマート基板１２の中心よりも偏って配置されていた場合、アンテナ１３と電池１４とは、図３（ａ）に示すＸの位置に電池１４が配置されるときに最も離間する。しかし、この場合、アンテナ１３の中心と電池１４の中心とを結ぶ直線Ａと、アンテナ１３の最適な通信特性方向である直線Ｂとは直交しなくなる。こうした場合、アンテナ１３及び電池１４は、前記直線Ａと前記直線Ｂとが直交する関係、及びアンテナ１３と電池１４とがスマート基板１２内で最も離間する関係のうちの一方の関係を満たすような配置関係となっていればよい。例えば、電池１４をアンテナ１３から最も離間させた場合でのアンテナ１３のＬＦ受信感度低下値（通信損失値）と、直線Ａと直線Ｂとが直交するように電池１４を配置した場合でのアンテナ１３の通信損失値とを比較した際に、該通信損失値が低くなるように、アンテナ１３及び電池１４を配置するようにしてもよい。このようにすれば、アンテナ１３の通信特性の低下を確実に抑制することができる。
【００２７】
・前記実施形態においてアンテナ１３と電池１４との配置関係は、アンテナ１３の中心と電池１４の中心とを結ぶ直線Ａと、アンテナ１３の最適な通信特性方向である直線Ｂとが直交するとともに、アンテナ１３及び電池１４は、スマート基板１２内において最も離間するように設定されている。しかし、例えば図３（ｂ）に示すように、該アンテナ１３と電池１４との配置関係は、該直線Ａと直線Ｂとが直交せず、しかもスマート基板１２内において最も離間しないように設定されてもよい。このようにした場合においても、金属製バンド１１が延びる方向である直線Ｃと前記直線Ｂとがなす狭角（角度θ）が、前記実施形態で規定されているような角度範囲（角度θ＝３０°〜１２０°）となってさえいれば、アンテナ１３の通信特性の低下を抑制することができる。また、このようにアンテナ１３と電池１４との配置関係を自由に設定することにより、例えば同図に示すようにスマート基板１２に他の金属部品１５が配置されている場合、アンテナ１３の両端での通信特性の較差が最も小さくなるような位置（同図に示す「Ｚ」の位置）に電池１４を配置することもできる。換言すれば、アンテナ１３と電池１４との配置関係は、アンテナ１３の両端での通信特性の較差が小さくなるように設定されてもよい。
【００２８】
・閾値ＴＨは「２．５ｄＢ」に限定されない。例えば、閾値ＴＨは「２．３ｄＢ」でもよい。こうすれば、アンテナ１３の通信特性の低下を一層抑制することができる。
【００２９】
・前記実施形態において、アンテナ１３は、車両からの電波を受信するために用いられていたが、電波を送信するために用いられてもよい。この場合、携帯機１は、電波の強度を低下させることなくＩＤ信号を送信することができる。よって、携帯機１から送信される電波の送信距離を伸ばすことができる。また、アンテナ１３は、電波を送受信するために用いられてもよい。
【００３０】
・スマート基板１２は、指輪、ブレスレッド等の金属製の帯状体を有する物品に搭載されてもよい。帯状体を有する携帯機１においては、本実施形態と同様にアンテナ１３と電池１４との配置関係によってアンテナ１３の通信特性が変化する。この場合も、アンテナ１３と帯状体との配置関係を、アンテナ１３の最適な通信特性方向が帯状体の延びる方向に対してアンテナ１３のＬＦ受信感度低下値が閾値以下となる角度範囲内となるように設定することで、アンテナ１３の通信特性の低下を抑制することができる。つまり、携帯機１が帯状体を有する場合、前述したアンテナ１３と電池１４との配置関係にすれば、アンテナ１３の通信特性の低下を抑制することができる。
【００３１】
・アンテナ１３と、金属製バンド１１と、電池１４とのそれぞれの配置関係は、実施形態での配置関係（角度θが３０°〜１２０°となる角度範囲内）に限定されない。アンテナ１３の最適な通信特性方向が金属製バンド１１の延びる方向に対して、アンテナ１３のＬＦ受信感度低下値が所定の閾値以下となる角度範囲内であればよい。
【００３２】
・アンテナ１３の中心が金属製バンド１１の延びる方向である直線Ｃ上、またはその近辺に位置していなくてもよい。この場合でも、アンテナ１３のＬＦ受信感度低下値が所定の閾値以下であれば、アンテナ１３の通信特性の低下を抑制することができる。
【００３３】
・アンテナ１３と金属製バンド１１とは、アンテナ１３の最適な通信特性方向である直線Ｂと、金属製バンド１１の延びる方向である直線Ｃとの角度が、ＬＦ受信感度低下値が最小となる角度θから６０°減算した値と、同角度に３０°加算した値との間になるように配置されてもよい。こうすれば、ＬＦ受信感度低下値の最小値が「θ＝９０」からずれても、アンテナ１３の通信特性の低下を本実施形態と同等レベルに抑えることができる。
【００３４】
・本実施形態の携帯機１の用途は車両用に限定されない。例えば、住宅用として用いられてもよい。要するに、携帯機１と対象物との間で通信により遠隔操作が行われる用途であれば、対象物は限定されない。
【００３５】
次に、本実施形態及び他の実施形態から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（１）請求項１に記載の携帯機において、前記角度範囲は、前記通信損失値が最小となる前記アンテナの最適通信特性方向と前記帯状体の延びる方向との角度から６０°減算した値から同角度に３０°加算した値までである携帯機。
【００３６】
（２）請求項１〜３のいずれか１項に記載の携帯機において、前記アンテナと電池とが収容される収容部を備え、前記アンテナと前記電池との配置関係を、前記アンテナの中心と前記電池の中心とを結ぶ直線と前記アンテナの最適な通信特性方向とが直交するように設定した携帯機。
【００３７】
（３）請求項１〜３のいずれか１項に記載の携帯機において、前記アンテナと電池と他の金属体とが収容される収容部を備え、前記アンテナと前記電池との配置関係を、前記アンテナの両端での通信特性の較差が小さくなるように設定した携帯機。この技術的思想（３）に記載の発明によれば、アンテナの通信特性の低下を抑制することができるとともに、アンテナの両端での通信特性の較差を小さくすることができる。
【００３８】
（４）請求項１〜３のいずれか１項に記載の携帯機において、前記アンテナと電池とが収容される収容部を備え、その収容部において前記アンテナを前記電池に対して最も離間するように配置した携帯機。この技術的思想（４）に記載の発明によれば、アンテナと電池とを収容部内で最も離間させることでアンテナの通信特性の低下をさらに抑制することができる。
【００３９】
（５）技術的思想（４）に記載の携帯機において、前記アンテナの中心と前記電池の中心とを結ぶ線が、前記アンテナの最適な通信特性方向に対して直交するように、前記アンテナと前記電池との配置関係を設定した携帯機。この技術的思想（５）に記載の発明によれば、収容部が円形の場合、アンテナの中心と電池の中心とを結ぶ線がアンテナの最適な通信特性方向に対して直交するようにし、アンテナと電池とを収容部内で最も離間させることにより、電池の存在に基づいたアンテナの通信特性の低下を抑制することができる。
【００４０】
（６）請求項１〜３、技術的思想（１）〜（５）のいずれか１項に記載の携帯機において、前記アンテナと前記電池とが腕時計内に収められている携帯機。この技術的思想（６）によれば、腕時計として常に身に付けることができるため、携帯機のウェアラブル化が可能となる。
【００４１】
（７）技術的思想（６）に記載の携帯機において、前記アンテナの中心と前記帯状体の延びる方向における中心線とが重なり、該アンテナの最適な通信特性方向が前記帯状体の延びる方向に対して９０°となるように配置されている携帯機。この技術的思想（７）に記載の発明によれば、通信損失値を最も小さくすることができるとともに、アンテナの両端での通信特性の較差を小さくすることができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、アンテナの通信特性の低下を抑制しつつ、ウェアラブル化を可能とした携帯機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ），（ｂ）は、本実施形態における携帯機の正面図。
【図２】本実施形態の携帯機において、角度θとＬＦ受信感度低下値との関係の評価結果を示すグラフ。
【図３】（ａ），（ｂ）は、他の実施形態における携帯機の正面図。
【符号の説明】
１…携帯機、１１…帯状体としての金属製バンド、１２…収容部としてのスマート基板、１３…アンテナ、１４…電池、ＴＨ…閾値、Ｔ…角度範囲。
【図１】
2004242105.tif 000003
【図２】
2004242105.tif 000004
【図３】
2004242105.tif 000005