(57)【要約】【課題】機器との相互干渉を抑制して良好なデータ通信を可能にし、また、タグやリーダ／ライタのアンテナを容易に実装、交換することができるＲＦＩＤ機能付き携帯無線器の提供。【解決手段】タグ又はリーダ／ライタのＲＦＩＤアンテナ２をコイルアンテナ６ｂ近傍に実装し、ＲＦＩＤアンテナ２のアンテナ軸がコイルアンテナ６ｂのアンテナ軸と略直交するように配置する。これにより携帯無線機との相互干渉を抑制でき、ホイップアンテナ６ａを引き出すことにより遠方から認知しやすくなり、良好にデータ通信を行うことができると共に容易に実装、交換が可能となる。また、ＲＦＩＤアンテナ２とＲＦＩＤ回路との接続を一対の電磁誘導コイルを用いて行うことにより、接続信頼性を高めることができ、更に、ＲＦＩＤ回路を携帯無線機の制御手段と接続することにより、部品やサイズの増加を最小限にする。【選択図】図１
2004343287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮自在なアンテナを備え、前記アンテナの先端部近傍に、少なくとも、ＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤリーダ、ＲＦＩＤライタ又はＲＦＩＤリーダ／ライタのアンテナが配設されていることを特徴とするＲＦＩＤ機能付き携帯無線機。
【請求項２】
前記伸縮自在なアンテナは、一端が前記携帯無線機の筐体に保持されるホイップアンテナと、前記ホイップアンテナの他端側に配設され、アンテナ軸が前記ホイップアンテナの伸縮方向に略一致するコイルアンテナとからなり、前記ＲＦＩＤアンテナが前記コイルアンテナ近傍に配設されていることを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤ機能付き携帯無線機。
【請求項３】
前記ＲＦＩＤアンテナのアンテナ軸が、前記コイルアンテナのアンテナ軸と略直交するように、前記ＲＦＩＤアンテナの向きが設定されることを特徴とする請求項２記載のＲＦＩＤ機能付き携帯無線機。
【請求項４】
前記ＲＦＩＤアンテナを複数備え、各々の前記ＲＦＩＤアンテナのアンテナ軸が前記コイルアンテナのアンテナ軸と略直交し、かつ、各々の前記ＲＦＩＤアンテナのアンテナ軸が互いに略直交するように、各々の前記ＲＦＩＤアンテナの向きが設定されることを特徴とする請求項２記載のＲＦＩＤ機能付き携帯無線機。
【請求項５】
複数の前記ＲＦＩＤアンテナは、前記ＲＦＩＤタグのアンテナと、前記ＲＦＩＤリーダ、ＲＦＩＤライタ又はＲＦＩＤリーダ／ライタのアンテナとを含むことを特徴とする請求項４記載のＲＦＩＤ機能付き携帯無線機。
【請求項６】
前記ＲＦＩＤアンテナが非磁性材からなる取り付け手段に埋設され、前記取り付け手段が前記コイルアンテナに着脱可能に保持されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載のＲＦＩＤ機能付き携帯無線機。
【請求項７】
前記取り付け手段は、前記コイルアンテナ外周面に嵌合する凹部を備える構造、前記コイルアンテナを押圧するネジを挿入可能なネジ穴を備える構造、又は、前記コイルアンテナの前記ホイップアンテナ側端部に当接する返しを備える構造のいずれかを備えることを特徴とする請求項６記載のＲＦＩＤ機能付き携帯無線機。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一に記載のＲＦＩＤアンテナを備え、かつ、前記ＲＦＩＤアンテナに接続されるＲＦＩＤ回路が前記携帯無線機本体内部に格納され、前記ＲＦＩＤアンテナと前記ＲＦＩＤ回路とが前記ホイップアンテナ側面又は内部に配設された導体を介して接続されていることを特徴とするＲＦＩＤ機能付き携帯無線機。
【請求項９】
前記ホイップアンテナの筐体側端部に、前記導体を介して前記ＲＦＩＤアンテナと接続され、前記ホイップアンテナの伸縮方向を中心軸として巻回する第１のコイルを備え、
前記携帯無線機の前記筐体に、前記ＲＦＩＤ回路に接続され、前記ホイップアンテナを収納した状態又は前記ホイップアンテナを引き出した状態の少なくとも一方の状態で前記第１のコイルの周りを巻回するように形成される第２のコイルを備え、
前記第１のコイルと前記第２のコイルとの間の電磁誘導により、前記ＲＦＩＤアンテナと前記ＲＦＩＤ回路との間で信号が伝達されることを特徴とする請求項８記載のＲＦＩＤ機能付き携帯無線機。
【請求項１０】
前記第１のコイル又は前記第２のコイルの少なくとも一方の周囲に軟磁性材が配設されていることを特徴とする請求項９記載のＲＦＩＤ機能付き携帯無線機。
【請求項１１】
前記ＲＦＩＤ回路は前記携帯無線機の制御手段に接続され、該制御手段により、前記ＲＦＩＤ回路内に記憶された情報が前記携帯無線機の表示手段に表示可能とされることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一に記載のＲＦＩＤ機能付き携帯無線機。
【請求項１２】
前記ＲＦＩＤ回路は前記携帯無線機の制御手段に接続され、該制御手段により、前記ＲＦＩＤ回路内に記憶された情報が前記携帯無線機の操作手段により書き換え可能とされることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一に記載のＲＦＩＤ機能付き携帯無線機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯無線機に関し、特に、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ、リーダ、ライタ、リーダ／ライタを備える携帯無線機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣチップを備えたタグとリーダ、ライタ又はリーダ／ライタ（以下、総称してリーダ／ライタと呼ぶ。）との間でデータの交信を行うＲＦＩＤシステムが普及している。このＲＦＩＤシステムは、タグ及びリーダ／ライタの各々に備えたアンテナを用いてデータの交信を行うため、タグをリーダ／ライタから数ｃｍ乃至数十ｃｍ離しても通信可能であり、また、汚れや静電気等に強いという長所から、工場の生産管理、物流の管理、入退室管理等の様々な分野に利用されるようになってきている。
【０００３】
ＲＦＩＤシステムを機能で分類すると、ＩＤ認識用入退室・物の管理に用いられる近傍型（ＩＳＯ１５６９３）や、認証・精算用、電子乗車券用に用いられる近接型（ＩＳＯ１４４４３）等があり、近接型では通信速度は速い（１０６ｋｂｐｓ）が作動距離は短く（１０ｃｍ程度）、一方、近傍型では、通信速度（６．６７ｋｂｐｓ）は近接型に比べて遅いがタグの送信能力を上げて長距離通信（５０ｃｍ〜７０ｃｍ）を可能としており、用途に合わせてタグのアンテナコイルの形状や使用するＩＣ、リーダ／ライタの信号処理回路等が設計されている。
【０００４】
このＲＦＩＤシステムは、従来は単独のシステムとして製造され利用されていたが、近年、ＲＦＩＤシステムを既存の機器に組み込んで機器にＲＦＩＤ機能を付加する構造が提案されている。例えば、特開２００２−２６９５０８号公報には、腕時計の筐体にＲＦＩＤタグを実装する方法が提案されており、また、特開２００３−１６４０９号公報には、携帯型機器のケースにＲＦＩＤタグを実装する方法が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２６９５０８号公報（第５−９頁、第１図）
【特許文献２】
特開２００３−１６４０９号公報（第５−８頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載されているように既成の機器にタグやリーダ／ライタを実装することにより機器にＲＦＩＤ機能を付加することは可能であるが、既成の機器に単にタグやリーダ／ライタを実装しただけでは機器とＲＦＩＤシステムとが相互に干渉し、ＲＦＩＤシステムの性能を低下させてしまう場合がある。例えば、ＲＦＩＤシステムはタグのアンテナとリーダ／ライタのアンテナとの間の電磁誘導や電磁結合を利用するため、金属製の機器に近接した状態でＲＦＩＤシステムを実装すると、金属部材に電磁波が吸収され、タグとリーダ／ライタとの間のデータ交信ができなくなってしまう場合がある。
【０００７】
従って、既存の機器にタグやリーダ／ライタを実装する場合、相互干渉を抑制するために、その機器がどのような材料で製造されているか、どのような部位に実装するか等を考慮する必要がある。また、ＲＦＩＤシステムを追加することによるコストの上昇を抑えるためにはタグやリーダ／ライタを簡便に取り付けられる構造とする必要がある。また、ＲＦＩＤシステムが多様な用途で利用されるようになってくると、各々の用途専用に製造された複数のタグを適宜交換して使用する場合が考えられるため、タグを容易に交換できるような構造とする必要もある。更に、ＲＦＩＤシステムは上述したように通信可能距離が数ｃｍ乃至数十ｃｍ程度であるため、機器に取り付けられたタグ又はリーダ／ライタとデータ通信を行う固定アンテナの設置場所によっては通信が困難な場合も考えられるため、データ通信上、有利な部位に実装する必要もある。
【０００８】
このような観点で考えると、上記公報に記載された方法はいずれもタグを腕時計や携帯型機器の筐体の表面または筐体内に実装しており、筐体や内部の金属材料によってタグのアンテナの特性が変化してしまい、また、タグを筐体の表面または筐体内に取り付けるために取り付け構造が複雑となり機器のコストが上昇するという問題がある。また、上記公報に記載された構造はタグの交換について考慮されていないため、ＲＦＩＤシステムに合わせてタグを容易に交換することはできないという問題もある。更に、タグを腕時計や携帯型機器の筐体に取り付けているために、例えば、データ通信を行う固定アンテナが高い位置に取り付けられている場合などでは機器を固定式アンテナに近づけることが困難になり、データ通信ができなくなる場合も生じる。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、機器との相互干渉を抑制して良好なデータ通信を可能にし、また、タグやリーダ／ライタのアンテナを容易に実装、交換することができるＲＦＩＤ機能付き携帯無線機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のＲＦＩＤ機能付き携帯無線機は、伸縮自在なアンテナを備え、前記アンテナの先端部近傍に、少なくとも、ＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤリーダ、ＲＦＩＤライタ又はＲＦＩＤリーダ／ライタのアンテナが配設されているものである。
【００１１】
本発明においては、前記伸縮自在なアンテナは、一端が前記携帯無線機の筐体に保持されるホイップアンテナと、前記ホイップアンテナの他端側に配設され、アンテナ軸が前記ホイップアンテナの伸縮方向に略一致するコイルアンテナとからなり、前記ＲＦＩＤアンテナが前記コイルアンテナ近傍に配設されている構成とすることができる。
【００１２】
また、本発明においては、前記ＲＦＩＤアンテナのアンテナ軸が、前記コイルアンテナのアンテナ軸と略直交するように、前記ＲＦＩＤアンテナの向きが設定され、また、前記ＲＦＩＤアンテナを複数備え、各々の前記ＲＦＩＤアンテナのアンテナ軸が前記コイルアンテナのアンテナ軸と略直交し、かつ、各々の前記ＲＦＩＤアンテナのアンテナ軸が互いに略直交するように、各々の前記ＲＦＩＤアンテナの向きが設定されることが好ましい。
【００１３】
また、本発明においては、前記ＲＦＩＤアンテナが非磁性材からなる取り付け手段に埋設され、前記取り付け手段が前記コイルアンテナに着脱可能に保持される構成とすることができ、前記取り付け手段は、前記コイルアンテナ外周面に嵌合する凹部を備える構造、前記コイルアンテナを押圧するネジを挿入可能なネジ穴を備える構造、又は、前記コイルアンテナの前記ホイップアンテナ側端部に当接する返しを備える構造のいずれかを備えることが好ましい。
【００１４】
また、本発明においては、上記記載のＲＦＩＤアンテナを備え、かつ、前記ＲＦＩＤアンテナに接続されるＲＦＩＤ回路が前記携帯無線機本体内部に格納され、前記ＲＦＩＤアンテナと前記ＲＦＩＤ回路とが前記ホイップアンテナ側面又は内部に配設された導体を介して接続されている構成とすることができ、前記ホイップアンテナの筐体側端部に、前記導体を介して前記ＲＦＩＤアンテナと接続され、前記ホイップアンテナの伸縮方向を中心軸として巻回する第１のコイルを備え、前記携帯無線機の前記筐体に、前記ＲＦＩＤ回路に接続され、前記ホイップアンテナを収納した状態又は前記ホイップアンテナを引き出した状態の少なくとも一方の状態で前記第１のコイルの周りを巻回するように形成される第２のコイルを備え、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの間の電磁誘導により、前記ＲＦＩＤアンテナと前記ＲＦＩＤ回路との間で信号が伝達される構成とすることもでき、前記第１のコイル又は前記第２のコイルの少なくとも一方の周囲に軟磁性材を配設することもできる。
【００１５】
また、本発明においては、前記ＲＦＩＤ回路は前記携帯無線機の制御手段に接続され、該制御手段により、前記ＲＦＩＤ回路内に記憶された情報が前記携帯無線機の表示手段に表示可能とされる構成、又は、前記ＲＦＩＤ回路は前記携帯無線機の制御手段に接続され、該制御手段により、前記ＲＦＩＤ回路内に記憶された情報が前記携帯無線機の操作手段により書き換え可能とされる構成とすることができる。
【００１６】
このように、本発明では、ＲＦＩＤシステムのタグ又はリーダ、ライタ、リーダ／ライタのアンテナを携帯無線機の筐体ではなく、ホイップアンテナの先端のコイルアンテナ近傍に実装し、更に、ＲＦＩＤアンテナのアンテナ軸がコイルアンテナのアンテナ軸と略直交するように配置しているため、ＲＦＩＤシステムと携帯無線機との相互干渉を抑制することができ、また、ホイップアンテナを引き出すことにより遠方から認知しやすくなり、固定アンテナが情報に設置される形態であっても良好にデータ通信を行うことができる。また、ＲＦＩＤアンテナを携帯無線機のアンテナに取り付ける構造とすることにより、携帯無線機の部品交換や改修を不要とし、容易に実装、交換することが可能となる。
【００１７】
また、ＲＦＩＤアンテナに接続される回路を携帯無線機本体内部に収納する場合において、ＲＦＩＤアンテナとＲＦＩＤ回路との接続を一対の電磁誘導コイルを用いて行うことにより、ホイップアンテナを繰り返し伸縮した場合であっても接続不良や断線を防止することができる。更に、ＲＦＩＤ回路を携帯無線機の制御手段と接続することにより、携帯無線機の表示手段や操作手段を利用して、ＲＦＩＤ回路に記憶された情報の表示やＲＦＩＤ回路への情報の書き込みが可能となり、部品点数やサイズの増加を最小限に抑えて、携帯無線機にＲＦＩＤ機能を付加することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
従来技術で示したように、特開２００２−２６９５０８号公報や特開２００３−１６４０９号公報にはタグを腕時計や携帯型機器の筐体に実装する構造が開示されているが、タグやリーダ／ライタを既存の機器に実装する場合には、機器を構成する材料や実装する部位、機器の携帯性、実装容易性、交換可能性等を考慮しなければならない。
【００１９】
また、ＲＦＩＤシステムの利用形態は様々であり、固定アンテナはユーザがアクセスしやすい場所に設置されているとは限らず、例えば、混雑する場所に固定アンテナを設置する形態ではユーザが視認しやすいように上方に設置される場合もある。このような形態では、ＲＦＩＤシステムを機器の筐体に実装する構造では、機器を高く掲げなければ固定アンテナとアクセスすることができず不便である。従って、遠方から認知することができ、また、人の接触による破損の恐れを少なくするには、ＲＦＩＤアンテナができるだけ高い位置に配置されるように実装する部位を設定することが望ましい。
【００２０】
このような要求を総合的に勘案すると、ＲＦＩＤシステムを実装する機器としては普及率が高い携帯無線機が適当であるが、タグやリーダ／ライタのアンテナを携帯無線機の筐体表面やその内部に実装する構造では、金属材料を含む携帯無線機の筐体や本体とＲＦＩＤアンテナとが近接してしまいアンテナの特性を変化させる恐れがあり、また、筐体やその内部にＲＦＩＤシステムを実装するために取り付け構造が複雑となり機器のコストが上昇するという問題が生じる。
【００２１】
そこで、本願発明ではタグやリーダ／ライタのアンテナを携帯無線機のアンテナ先端部分に実装することにより、ＲＦＩＤアンテナを携帯無線機の筐体や本体から遠ざけ、ＲＦＩＤアンテナと携帯無線機との相互干渉を抑制し、良好なデータ通信を可能としている。また、その取り付け構造を工夫することによって、携帯無線機のアンテナとＲＦＩＤのアンテナの相互誘導によるアンテナのインダクタンスの変化によりＲＦＩＤ又は携帯無線機が正常に作動しなくなること、及び携帯無線機の電波がＲＦＩＤのアンテナに吸収されることにより携帯無線機が正常に作動しなくなることを防止し、既存の携帯無線機に容易に実装、交換ができるようにしている。更に、ＲＦＩＤアンテナとＲＦＩＤ回路との接続部分に電磁誘導コイルを用いることにより、可動するホイップアンテナにＲＦＩＤアンテナを実装する場合であっても接続不良や断線を防止して信頼性の向上を図ると共に、携帯無線機に付随する表示機能や操作機能を利用可能とすることにより、部品点数やサイズの増加を最小限に抑えて、ＲＦＩＤ回路に記憶された情報の表示や情報の書き込みを可能としている。
【００２２】
【実施例】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２３】
［実施例１］
まず、本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤ機能付き携帯無線機について、図１乃至図１１を参照して説明する。図１は、第１の実施例に係るＲＦＩＤ機能付き携帯無線機の外観を示す図であり、図２はＲＦＩＤシステムの構成を示すブロック図である。また、図３乃至図１１は、ＲＦＩＤアンテナの取り付け構造を示す図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施例のＲＦＩＤ機能付き携帯無線機は、表示部４及び操作部５、スピーカ、マイク、バッテリ等を備え、筐体内部に無線通信回路や制御回路等が形成された携帯無線機本体３と、筐体内に一端が保持される伸縮自在なホイップアンテナ６ａ及びホイップアンテナ６ａの先端に取り付けられるコイルアンテナ６ｂとからなる携帯無線機アンテナ６と、携帯無線機アンテナ６の先端部に実装されたタグやリーダ／ライタのアンテナ（以下、タグアンテナやリーダ／ライタアンテナを総称してＲＦＩＤアンテナ２と呼ぶ。）とにより構成される。
【００２５】
また、携帯無線機に実装されるタグやリーダ／ライタは図２に示すような構成となる。例えば、タグ１０には、渦巻き状に導体が巻回されたタグアンテナ１１と、データ通信の制御を行うタグ回路１２とを備え、タグ回路１２は、電源回路１６、無線周波数回路１３、変調回路１４、復調回路１５、ＣＰＵ１７、メモリ１８などにより構成される。また、リーダ／ライタ２０には、渦巻き状に導体が巻回又は細長い円柱状又は板状の磁芯の周囲に導体が巻回されたリーダ／ライタアンテナ２１と、データ通信の制御を行うリーダ／ライタ回路２２と、情報を表示する表示回路２９ａ及び表示手段２９ｂとを備え、リーダ／ライタアンテナ２１も、同様に電源回路２６、無線周波数回路２３、変調回路２４、復調回路２５、ＣＰＵ２７、メモリ２８などにより構成される。
【００２６】
なお、本実施例では、携帯無線機アンテナ６の先端部には、タグアンテナ１１やリーダ／ライタアンテナ２１（又はアンテナに図示しないコンデンサを接続した共振回路）のみを実装する場合について記載するが、タグ回路やリーダ／ライタ回路（以下、これらを総称してＲＦＩＤ回路と呼ぶ。）を含めたタグ１０やリーダ／ライタ２０全体を実装する構成としてもよい。ＲＦＩＤアンテナ２のみが実装される場合は、タグ回路１２やリーダ／ライタ回路２２は携帯無線機本体の筐体内に設置され、ＲＦＩＤアンテナ２と回路との間はホイップアンテナ６ａに沿って配設又はホイップアンテナ６ａ内部に配設された導体によって接続される。どのような形態で実装するかは任意に選択することができるが、タグ１０の全体サイズが小さい場合には取り付けや交換を容易にするために、タグ１０全体を携帯無線機アンテナ６先端に実装する構成が好適である。
【００２７】
次に、ＲＦＩＤアンテナ２の実装構造について、図４乃至図１１を参照して説明する。現在広く使用されているＲＦＩＤアンテナ２は空芯コイルまたは磁心入りコイルとコンデンサよりなる共振回路である。このため、携帯無線機を使用するときはＲＦＩＤを停止させても携帯無線機の電波を吸収してしまう。これを防止するために、携帯無線機のコイルアンテナ６ｂのアンテナ軸（ホイップアンテナ６ａの長手方向）とＲＦＩＤアンテナ２のアンテナ軸が略直交する様に、即ちホイップアンテナ６ａの長手方向に略垂直になるように配置する。
【００２８】
具体的には、例えば、図３に示すように、ＲＦＩＤアンテナ２を円環状の空芯コイルとし、そのアンテナ軸がホイップアンテナ６ａの長手方向に略直交するようにコイルアンテナ６ｂの側面に設置する。このような構成ではＲＦＩＤアンテナ２のアンテナ軸がアンテナコイル６ｂのアンテナ軸と略直交するため、相互の干渉を防止することができる。
【００２９】
なお、ＲＦＩＤアンテナ２の固定方法は特に限定されないが、コイルアンテナ６ｂはホイップアンテナ６ａを引き出す際に力が加わる部分であるため、容易に脱離しないようにする必要があり、接着剤や粘着部材で保持することができる。また、ＲＦＩＤアンテナ２のサイズも特に限定されないが、ＲＦＩＤアンテナ２がコイルアンテナ６ｂよりも大きくなると、ホイップアンテナ６ａが携帯無線機本体に完全に収納できなくなったり、コイルアンテナ６ｂから外れやすくなる等の弊害が考えられるため、ＲＦＩＤアンテナ２のアンテナ軸方向から見て（図３の右図）、ＲＦＩＤアンテナ２がコイルアンテナ６ｂ内に収まる形状とすることが好ましい。
【００３０】
また、図４に示すように、ＲＦＩＤアンテナ２として細長い磁芯に導体を巻線したものを用い、ＲＦＩＤアンテナ２のアンテナ軸がホイップアンテナ６ａの長手方向に略直交するようにコイルアンテナ６ｂの上部に設置することも可能である。この場合もＲＦＩＤアンテナ２のアンテナ軸がアンテナコイル６ｂのアンテナ軸と略直交するための相互の干渉を防止することができる。この構成では、コイルアンテナ６ｂのアンテナ軸方向の磁芯寸法は小であるため、コイルアンテナ６ｂに対する磁性材の影響は小であるが、ＲＦＩＤアンテナ２に対してはアンテナ軸方向の寸法は大きいため、磁性材として十分な効果を発揮することができる。なお、磁芯材の形状は限定されないが、断面を矩形、特に薄い板状として厚み方向をコイルアンテナ６ｂのアンテナ軸に揃えるように配置すればコイルアンテナ６ｂに与える影響を更に小さくすることができる。また、この構成の場合もＲＦＩＤアンテナ２の固定方法やサイズは特に限定されず、コイルアンテナ６ｂの上部から見て、ＲＦＩＤアンテナ２がコイルアンテナ６ｂ内に収まる寸法とすることもできるが、図４に示すようにコイルアンテナ６ｂからはみ出すように構成した場合、ＲＦＩＤアンテナ２をつまみとしてホイップアンテナ６ａを引き出すことができるため、操作性を向上させることができる。
【００３１】
図３又は図４の構成は、タグ１０又はリーダ／ライタ２０のいずれか一方のアンテナを実装する場合の構成であるが、異なる複数のＲＦＩＤシステムに対応可能とする場合には複数のタグ１０やタグ１０とリーダ／ライタ２０の双方を実装する必要がある。そのような場合には複数のタグアンテナ１１又はタグアンテナ１１とリーダ／ライタアンテナ２１の双方を実装することもできる。例えば、図５に示すように、コイルアンテナ６ｂの側面に、円環状空芯コイルのタグアンテナ１１及びリーダ／ライタアンテナ２１をアンテナ軸が互いに略直交するように配置したり、図６に示すように、円環状空芯コイルのタグアンテナ１１をコイルアンテナ６ｂの側面に配置し、細長い磁芯に巻線したリーダ／ライタアンテナ２１をコイルアンテナ６ｂの上面に配置する。このような構造とすることにより、携帯無線機とＲＦＩＤアンテナ２の相互作用を抑制することができると共に、複数のＲＦＩＤアンテナ２間の相互作用も抑制することができる。なお、どちらのＲＦＩＤアンテナ２をタグ１０用又はリーダ／ライタ２０用とするかは任意であり、双方をタグ１０用としてもよい。
【００３２】
また、図７に示すように、コイルアンテナ６ｂの上部に、十字型の磁芯７の一組の突起にタグアンテナ１１用の巻線をし、他方の組の突起にリーダ／ライタアンテナ２１用の巻線をしたＲＦＩＤアンテナ２を実装することもできる。このような構造によっても、携帯無線機とＲＦＩＤアンテナ２の相互作用を抑制することができるとともに、複数のＲＦＩＤアンテナ２間の相互作用も抑制することができる。上記いずれの構造であっても、携帯無線機アンテナ６とタグアンテナ１１とリーダ／ライタアンテナ１２のそれぞれのアンテナ軸が互いに略直交するように配置することが重要である。
【００３３】
図３乃至図７はＲＦＩＤアンテナ２をコイルアンテナ６ｂに近接して配置する構造であるが、例えば、図８に示すように、ホイップアンテナ６ａ先端部に円環状空芯コイルや細長い磁芯に巻線したコイル（図では円環状空芯コイル）を実装することも可能である。更に、ホイップアンテナ６ａ先端とコイルアンテナ６ｂの側面又は上部の各々にタグアンテナ１１やリーダ／ライタアンテナ２１を実装する構成とすることもできる。
【００３４】
上記説明は、基本的にタグアンテナ１１やリーダ／ライタアンテナ２１を単体としてコイルアンテナ６ｂやホイップアンテナ６ａ近傍に実装する形態であるが、上述したようにＲＦＩＤシステムを様々な用途に利用する場合、各々の用途に適したＲＦＩＤアンテナ２に適宜交換できることが好ましい。そのような場合、タグ１０（又はリーダ／ライタ２０）を内部に格納したケースをコイルアンテナ６ｂ部分に着脱可能に取り付ける構成とすることもできる。
【００３５】
例えば、図９に示すように、インサート成形によりタグ１０をプラスチック製のケース１９内に埋設し、このケース１９にコイルアンテナ６ｂの外装に合致した凹部を設け、タグ付きのケース１９をコイルアンテナ６ｂに差し込んでタグ１０を固定することもできる。このような構造を用いることにより、既存の携帯無線機のコイルアンテナ６ｂにも簡単にタグ１０を実装することができ、また、容易に取り外して別のタグ１０を装着することもできる。
【００３６】
なお、図では、細い磁芯材に巻線したコイルのアンテナ軸を図の水平方向に保持する構成を示しているが、ケース１９内に配設されるタグ１０のアンテナ軸がホイップアンテナ６ａの長手方向に略直交する方向に固定されていればよく、細い磁芯材に巻線したコイルに代えて、ケース１９の上部や側面に円環状空芯コイルを埋設する構成とすることもでき、ケース１９をコイルアンテナ６ｂに確実に固定するために接着剤等を併用することもできる。また、タグ１０を挿入するケース１９の材料はプラスチックに限定されず、非磁性で成型が容易な材料であればよく、特に、弾性のある材料を用いてケース１９を形成することにより、ケース１９をコイルアンテナ６ｂに密着させることができ、衝撃や振動でケース１９が外れるといった不具合を防止することができる。
【００３７】
また、寸法が多少異なるコイルアンテナ６ｂに対しても取り付け可能とするために、図１０に示すようにケース１９にネジ孔を設け、コイルアンテナ６ｂに装着した後、止めネジ１９ａによりケース１９とコイルアンテナ６ｂとをより強固に固定することができる。この場合、止めネジ１９ａによるコイルアンテナ６ｂに対する影響を減らすために、止めネジ１９ａは黄銅等の非磁性体を用いることが好ましく、非磁性で非導電材であるプラスチック製の止めネジ１９ａを用いることがより好ましい。また、図１１に示すように、ケース１９を弾性のある材料で作成し、その先端に返り１９ｂを設けてコイルアンテナ６ｂから外れにくくする構成とすることもできる。これらの構造において接着剤等を併用することによって更に強固に固定することができる。
【００３８】
なお、図１０又は図１１の構成においても、内部に格納するタグ１０のアンテナは空芯コイルでも細長い磁芯材に巻線したコイルでもよく、収納場所もコイルアンテナ６ｂ上部又は側面のいずれでもよい。また、タグ１０をインサート成形によりケース１９内部に埋設する構成としたが、ゴム等の弾性のある材料でケース１９を製作し、ケース１９製作後にケースに設けた切り込みからタグ１０を挿入したりケース１９に設けた凹部にタグ１０をはめ込む構成としてもよく、また、コイルアンテナ６ｂ上部にタグ１０を設置し、その上からケース１９を被せてタグ１０を固定する構造とすることもできる。
【００３９】
このように、携帯無線機のコイルアンテナ６ｂ側面や上部、ホイップアンテナ６ａ先端部に、アンテナ軸がホイップアンテナ６ａの長手方向と略直交するように、タグアンテナ１１やリーダ／ライタアンテナ２１を実装することにより、携帯無線機アンテナ６との相互作用を防止し、かつ、携帯機器本体によるＲＦＩＤアンテナ２の特性の変化を防止することができる。また、タグ１０を埋設したケース１９をコイルアンテナ６ｂにはめ込む構成とすることにより、実装や交換を容易にすることができる。そして、携帯無線機にタグ１０やリーダ／ライタ２０を実装することにより、タグ１０やリーダ／ライタ２０のみを持ち歩く必要がなくなり、ユーザの利便性を向上させることができると共に、アンテナを延ばすことにより、データの通信状態を良好に保つことができ、特に、固定アンテナがユーザの上に設置されている場合などに確実にＲＦＩＤシステムを動作させることができる。
【００４０】
［実施例２］
次に、本発明の第２の実施例に係るＲＦＩＤ機能付き携帯無線機について、図１２乃至図１７を参照して説明する。図１２及び図１３は、第２の実施例に係るＲＦＩＤ機能付き携帯無線機におけるＲＦＩＤアンテナとＲＦＩＤ回路との接続構造を示す図であり、図１４乃至図１６は接続部の拡大図である。また、図１７は、ＲＦＩＤ機能付き携帯無線機の構成を示すブロック図である。
【００４１】
前記した第１の実施例では、携帯無線機アンテナ６にＲＦＩＤアンテナ２を実装する場合について記載したが、リーダ／ライタアンテナ２１を実装する場合には、リーダ／ライタ回路２２（無線周波数回路２３、変調回路２４、復調回路２５、電源回路２６、ＣＰＵ２７、メモリ２８など）は携帯無線機本体内に格納されるため、リーダ／ライタアンテナ２１とリーダ／ライタ回路２２とを接続する必要がある。また、タグアンテナ１１を実装する場合でもタグ回路１２を携帯無線機本体内に設置する場合もあり、同様にこれらを接続する必要がある。
【００４２】
その方法として、ホイップアンテナ６ａに沿って又はホイップアンテナ６ａ内部に配線を形成し、配線の一方をリーダ／ライタアンテナ２１に接続し、また、リーダ／ライタ回路２２に擦動面を設けて配線の他方を接触させる方法がある。また、リーダ／ライタアンテナ２１とリーダ／ライタ回路２２とを可撓性のある配線材料を用いて接続し、ホイップアンテナ６ａが伸縮しても接続を維持できるようにする方法もある。
【００４３】
このような方法を用いても、リーダ／ライタアンテナ２１と携帯無線機本体に設置したリーダ／ライタ回路２２との接続を維持することは可能であるが、リーダ／ライタ回路２２に擦動面を設ける方法では擦動面の摩耗、汚染等により接続が非安定になる場合があり、また、可撓性のある配線材料で接続する方法ではホイップアンテナ６ａの繰り返しの伸縮による金属疲労によって配線材料が機械的に破損する恐れがある。
【００４４】
そこで本実施例では、接続部分に一対の電磁誘導コイルを設けることにより上記問題の解決を図っている。例えば、図１２（ａ）に示すように、ホイップアンテナ６ａの本体側端部に可動電磁誘導コイル３０を設け、ホイップアンテナ６ａを完全に引き出した状態で可動電磁誘導コイル３０に隣接するように（可動電磁誘導コイル３０の周囲を取り囲むように）固定電磁誘導コイル３１を設ける。これにより、ホイップアンテナ６ａを引き出した状態では、ＲＦＩＤアンテナ２の信号はホイップアンテナ６ａに沿って又は内部に形成された配線（図示せず）によって可動電磁誘導コイル３０に伝達され、電磁誘導によって可動電磁誘導コイル３０から固定電磁誘導コイル３１に伝達され、機器内部に予め設けた配線３２を介してリーダ／ライタ回路２２に伝達される。この構成の場合、接続部の摩耗や金属疲労を考慮しなくてよいため、ＲＦＩＤシステムの信頼性を高めることができる。また、ホイップアンテナ６ａを収納した状態では、図１２（ｂ）に示すように、可動電磁誘導コイル３０と固定電磁誘導コイル３１とが離れて信号は伝達されないため、ホイップアンテナ６ａの伸縮をＲＦＩＤシステムの動作スイッチとして利用することもできる。
【００４５】
また、携帯無線機のホイップアンテナ６ａは、通常本体に完全に収納した状態又は完全に引き伸ばした状態をいずれかである場合が多いことから、図１３に示すように、固定電磁誘導コイル（上部側固定電磁誘導コイル３１ａ及び下部側固定電磁誘導コイル３１ｂ）をホイップアンテナ６ａが収納又は引き出された状態で隣接するように複数箇所に設置する構成とすることもできる。このような構成とすることによっても、通常の状態（ホイップアンテナ６ａを完全に収納した状態又は完全に引き伸ばした状態）では確実にリーダ／ライタアンテナ２１からの信号をリーダ／ライタ回路２２に伝達することができ、ＲＦＩＤシステムを動作させたくない場合にはホイップアンテナ６ａを少しだけ引き出した状態にすればよく、ＲＦＩＤシステムの動作スイッチとして利用することができる。
【００４６】
上記可動電磁誘導コイル３０と固定電磁誘導コイル３１、３１ａ、３１ｂは図１４に示すようにむき出しの状態で設置することもできるが、電磁誘導コイルで発生する電磁波が外部の部品に作用して誤動作を引き起こす恐れがある。そこで、図１５に示すように、電磁誘導コイルの周囲、例えば、可動電磁誘導コイル３０の上面及び下面、固定電磁誘導コイル３１の上面、下面及び側面を、電磁波を吸収する材料、例えば軟磁性材３３で覆う構造とすることもできる。また、図１６に示すように、ホイップアンテナ６ａの筐体側端部に、可動電磁誘導コイル３０の下面を覆うように軟磁性材３３ａを配置し、一方、固定電磁誘導コイル３１の側面及び上面全体を覆うように軟磁性材３３ｂを配置する構成とすることもできる。このような構造とすることにより、電磁誘導コイルで発生する電磁波が外部に漏れることがなく、外部の部品への影響を抑制することができ、また、外部から電磁誘導コイルに侵入する電磁波も遮断することができ、電磁誘導コイルの動作の安定性を高めることができる。
【００４７】
このように、携帯無線機のアンテナの先端にＲＦＩＤアンテナ２（特にリーダ／ライタアンテナ２１）を実装する構造において、ＲＦＩＤアンテナ２と携帯無線機本体内部に設置したＲＦＩＤ回路とを、ホイップアンテナ６ａ側に設けた電磁誘導コイル及び携帯無線機本体側に設けた電磁誘導コイルの一対の電磁誘導コイルを用いて電磁誘導で接続することにより、ホイップアンテナ６ａを繰り返し伸縮させた場合であっても接続部分が摩耗、汚染して接触不良が生じたり金属疲労によって断線する等の不具合を防止することができる。
【００４８】
上記構造でＲＦＩＤアンテナ２とＲＦＩＤ回路とを接続することによってＲＦＩＤシステムを動作させることができるが、携帯無線機にタグ１０やリーダ／ライタ２０を組み込む場合には、タグ１０やリーダ／ライタ２０の情報を携帯無線機の表示部４に表示させたり、タグ１０やリーダ／ライタ２０の情報の書き換えを操作部５を用いて行うことも可能である。そのような場合にはタグ回路１２やリーダ／ライタ回路２２を携帯無線機で制御できるように接続すればよい。
【００４９】
一般に携帯無線機は、図１６に示すように、各種設定画面やｗｅｂ画面、カメラ映像等を表示する表示部４と、数字キーや方向キー、ファンクションキー等からなる操作部５と、電話の交信、メールの送受信、ｗｅｂ画面の受信等を行う無線通信部３ｂ及び携帯無線機アンテナ６と、各種設定情報を記憶する記憶部３ｃと、音声や楽曲を出力するスピーカ３ｄ、音声を入力するマイク３ｅ等と、これらの動作を制御する制御部３ａとからなるが、本実施例ではリーダ／ライタ回路２２（又はタグ回路１２）を携帯無線機の制御部３ａに接続する。これにより、例えば、制御部３ａは操作部５の操作に従ってリーダ／ライタ回路２２のＣＰＵ２７に制御信号を送出し、制御信号を受けたＣＰＵ２７はメモリ２８から記憶された情報を取り出して制御部３ａに送り、制御部３ａではその情報をユーザが識別できる情報に変換して表示部４に表示させることができる。
【００５０】
このように携帯無線機側の構成部品を利用してタグ１０やリーダ／ライタ２０に記憶された情報を表示したり、情報を書き換えることによって、携帯無線機の部品点数やサイズの増加を最小限にしてＲＦＩＤの機能を追加することができる。また、ＲＦＩＤシステムの電源を携帯無線機の電池と共用することにより、更に部品点数やサイズの増加を抑えることができる。
【００５１】
なお、上記各実施例では、本発明の構造を携帯無線機に適用する場合について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、伸縮するアンテナを備えた任意の無線通信機器、例えば、ＰＨＳ、トランシーバー、無線通信機能を備えた携帯端末機器等に同様に適用することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＲＦＩＤ機能付き携帯無線機によれば下記記載の効果を奏する。
【００５３】
本発明の第１の効果は、タグやリーダ／ライタと携帯無線機との相互干渉を防止し、良好なデータ通信が可能となるということである。
【００５４】
その理由は、タグアンテナやリーダ／ライタアンテナを携帯無線機本体や筐体に設置するのではなく、伸縮するホイップアンテナの先端に設けるコイルアンテナ近傍に設置するため、携帯無線機本体からの距離を大きくすることができるからである。また、携帯無線機のアンテナとタグアンテナやリーダ／ライタアンテナのアンテナ軸が略直交するように配置されるため、携帯無線機使用時の電波の吸収を抑制することができるからである。そして、ＲＦＩＤアンテナを高い位置に設置可能とすることにより遠方から認知しやすくし、固定アンテナが高い位置に設置される場合であってもデータ通信を容易に行うことができる。
【００５５】
また、本発明の第２の効果は、ＲＦＩＤアンテナに接続される回路（リーダ／ライタ回路やタグ回路）を携帯無線機本体内部に格納する場合であっても、ＲＦＩＤアンテナとＲＦＩＤ回路の接続不良や断線を防止し、信頼性を向上させることができるということである。
【００５６】
その理由は、携帯無線機のホイップアンテナの本体側端部に可動電磁誘導コイルを設けると共に、ホイップアンテナを収納又は引き出した状態で可動電磁誘導コイルに隣接するように固定電磁誘導コイルを設け、可動電磁誘導コイルと固定電磁誘導コイルの電磁誘導によって信号の伝達を行うため、接点が摩耗、汚染したり、破損することがないからである。また、この電磁誘導コイルを用いることにより、別途スイッチを設けることなく、リーダ／ライタやタグの動作を停止させることもできる。
【００５７】
また、本発明の第３の効果は、タグやリーダ／ライタを設置する携帯無線機の部品点数やサイズを増加を最小限に抑えて、ＲＦＩＤ機能を付加することができるということである。
【００５８】
その理由は、タグ回路やリーダ／ライタ回路を携帯無線機の制御部に接続して制御可能とすることにより、携帯無線機の表示部や操作部を用いて、タグやリーダ／ライタに記憶された情報の表示や情報の書き換えを行うことができるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤ機能付き携帯無線機の外観図である。
【図２】ＲＦＩＤシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤアンテナの実装構造を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤアンテナの実装構造を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤアンテナの実装構造を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤアンテナの実装構造を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤアンテナの実装構造を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤアンテナの実装構造を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤアンテナの実装構造を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤアンテナの実装構造を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤアンテナの実装構造を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施例に係るアンテナと回路との接続構造を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施例に係るアンテナと回路との接続構造を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施例に係るアンテナと回路との接続部を拡大した図である。
【図１５】本発明の第２の実施例に係るアンテナと回路との接続部を拡大した図である。
【図１６】本発明の第２の実施例に係るアンテナと回路との接続部を拡大した図である。
【図１７】本発明の第２の実施例に係るＲＦＩＤ機能付き携帯無線機の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  ＲＦＩＤ機能付き携帯無線機
２  ＲＦＩＤアンテナ
３  携帯無線機本体
３ａ  制御部
３ｂ  無線通信部
３ｃ  記憶部
３ｄ  スピーカ
３ｅ  マイク
４  表示部
５  操作部
６  携帯無線機アンテナ
６ａ  ホイップアンテナ
６ｂ  コイルアンテナ
７  磁芯
８  筐体
１０  タグ
１１  タグアンテナ
１２  タグ回路
１３、２３  無線周波数回路
１４、２４  変調回路
１５、２５  復調回路
１６、２６  電源回路
１７、２７  ＣＰＵ
１８、２８  メモリ
１９  ケース
１９ａ  止めネジ
１９ｂ  返り
２０  リーダ／ライタ
２１  リーダ／ライタアンテナ
２２  リーダ／ライタ回路
２９ａ  表示回路
２９ｂ  表示手段
３０  可動電磁誘導コイル
３１、３１ａ、３１ｂ  固定電磁誘導コイル
３２  配線
３３  軟磁性材
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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