JP2016058825A - 電子機器 - Google Patents

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武洋 糸谷
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Abstract

【課題】アンテナの配置スペースが従来技術に比較して小さくなっても、アンテナの感度を維持することができる電子機器を提供する。
【解決手段】開口部を有する金属製の筐体を備えた電子機器であって、前記開口部に設けられた平面ループアンテナを備え、前記平面ループアンテナは、当該平面ループアンテナの面中心が前記開口部の面中心の位置と異なる位置に位置するように設けられる。また、前記平面ループアンテナは、当該平面ループアンテナの面中心が前記開口部の面中心の位置から所定の方向にシフトされるように設けられる。
【選択図】図3

Description

本開示は、例えばFeliCa(登録商標)などの非接触ICカードのためのリーダライタを備えた、例えば携帯型パーソナルコンピュータ、携帯型情報処理装置などの電子機器に関する。
従来、携帯型情報処理装置のパームレスト部において例えばFeliCa(登録商標)などの非接触ICカードのためのリーダライタが設けられている。当該携帯型情報処理装置の堅牢性を有する金属筐体においては、当該リーダライタのアンテナを配置する位置には、開口部を設ける必要があり、開口部の中央部に当該リーダライタのアンテナを配置している(特許文献1の図4及び図8参照)。
また、非接触ICカードの近傍に配置された導電体によるカップリング特性の低下を、磁性体を貼り付ける方法得以外の方法により抑制するために、開口部と、当該開口部から前記導電板の端部に至るスリットとを有する導体板を備えた近接型アンテナにおいて、アンテナパターンを、前記開口部とは平面的に見て重ならず、前記スリットの少なくとも一部と平面的に見て重なる位置に配置している(特許文献2参照)。
特開2011−138403号公報 特開2011−249936号公報
しかしながら、携帯型電子機器の小型化が進むに伴い、配置スペースおよびアンテナも、小型化する必要が生じ、アンテナの感度を維持することが困難になるという問題点があった。
本開示の目的は以上の問題点を解決し、アンテナの配置スペースが従来技術に比較して小さくなっても、アンテナの感度を維持することができる電子機器を提供することにある。
本開示の一態様に係る電子機器は、
開口部を有する金属製の筐体を備えた電子機器であって、
前記開口部に設けられた平面ループアンテナを備え、
前記平面ループアンテナは、当該平面ループアンテナの面中心が前記開口部の面中心の位置と異なる位置に位置するように設けられたことを特徴とする。
本開示に係る電子機器によれば、平面ループアンテナの配置スペースが従来技術に比較して小さくなっても、平面ループアンテナの形成領域を確保することができ、アンテナの感度を維持することができる。
実施形態1に係る携帯型パーソナルコンピュータの外観を示す斜視図である。 図1のリーダライタ130に非接触ICカード200を近接したときの構成を示すブロック図である。 図2の平面ループアンテナL1の位置を示す平面図である。 図2の非接触ICカード200の平面図である。 実施形態2に係る携帯型パーソナルコンピュータの平面ループアンテナL1の位置を示す平面図である。 実施形態3に係る携帯型パーソナルコンピュータの平面ループアンテナL1の位置を示す平面図である。 実施形態4に係る携帯型パーソナルコンピュータの平面ループアンテナL1の位置を示す平面図である。 実施形態5に係る携帯型パーソナルコンピュータの平面ループアンテナL1の位置を示す平面図である。 実施形態6に係る携帯型パーソナルコンピュータの平面ループアンテナL1の位置を示す平面図である。 従来例に係る携帯型情報処理装置の平面ループアンテナの位置を示す平面図である。
図10は従来例に係る携帯型情報処理装置の平面ループアンテナL301の位置を示す平面図である。当該携帯型情報処理装置の堅牢性を有する金属筐体302においては、当該リーダライタの平面ループアンテナL301を配置する位置には、開口部303を設ける必要があり、図10に示すように、開口部303を塞ぐ蓋部310の裏側に装着されたリーダライタの平面ループアンテナL301が金属筐体302に近接しないように、開口部303の中央部に当該リーダライタの平面ループアンテナL301を配置している(特許文献1の図4及び図8参照)。ここで、開口部303の中心Oと平面ループアンテナL301の中心O7とは一致している。
以下、本開示に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
実施形態1.
図1は実施形態1に係る携帯型パーソナルコンピュータ100の外観を示す斜視図である。また、図2は図1のリーダライタ130に非接触ICカード200を近接したときの構成を示すブロック図である。さらに、図3は図2の平面ループアンテナL1の位置を示す平面図である。
図1において、携帯型パーソナルコンピュータ100のタッチパッド101の左側のパームレスト部102(金属製筐体の一部)において、矩形形状の開口部103が形成され、当該開口部103は、例えば樹脂である非金属にてなる矩形形状の蓋部110により閉じられる。開口部103及び蓋部110の各矩形形状は4つの角部が丸くなるように成型されてもよい。蓋部110の直下にリーダライタ130が載置され、蓋部110の裏側には前記リーダライタ130に接続された平面ループアンテナL1(図3)が設けられる。平面ループアンテナL1は、図3に示すように、矩形形状を有し、例えば複数回巻きのスパイラル形状を有する。蓋部110の奥行き方向中央部の左側に非接触ICカードマーク111が形成され、ユーザが非接触ICカードを載置するためのめやすの位置を示す。
図2において、リーダライタ130は、携帯型パーソナルコンピュータ100のCPU120に接続される制御部131と、制御部131に接続される平面ループアンテナL1とを備えて構成される。ユーザが図1の蓋部110に非接触ICカード200を近接させたとき、平面ループアンテナL1と、非接触ICカード200の平面ループアンテナL200とが磁界結合する。
非接触ICカード200は、平面ループアンテナL200と、RFIDチップ210とを備えて構成される。ここで、RFIDチップ210は、電源回路211と、復調回路212と、変調回路213と、CPU220と、例えばEEPROMである不揮発性メモリ221と、暗号回路222とを備えて構成される。平面ループアンテナL200には、電源回路211、復調回路212及び変調回路213が接続される。CPU220には不揮発性メモリ221及び暗号回路222が接続されるとともに、復調回路212及び変調回路213が接続される。
図3において、携帯型パーソナルコンピュータ100の横方向(左から右方向)をX方向とし、奥行き方向(奥から手前方向)をY方向とする。図3に示すように、パームレスト部102(金属製筐体の一部)において、矩形形状の開口部103が形成され、蓋部110の裏側には、リーダライタ130の平面ループアンテナL1が設けられる。平面ループアンテナL1は例えば四辺S11〜S14の矩形形状を有する一方、開口部103は例えば四辺S1〜S4の矩形形状を有する。ここで、平面ループアンテナL1の各辺S11〜S14が例えば矩形形状の開口部103の各辺S1〜S4に対して平行となるように、平面ループアンテナL1は設けられる。本実施形態では、平面ループアンテナL1は、当該平面ループアンテナL1の面中心O1が開口部103の面中心Oとは異なる位置であって、矢印201で示すように開口部103の面中心OからX方向にシフトされた位置になるように設けられる。ここで、平面ループアンテナL1の辺S11〜S13はそれぞれ金属筐体の開口部103の辺S1〜S3から所定の距離だけ離隔している。特に、平面ループアンテナL1の辺S12と、開口部103の辺S2との距離を十分に大きく確保することができる。このため、金属製筐体の一部であるパームレスト部102による、磁界への影響をさらに低減できる。また、平面ループアンテナL1の辺S14が開口部103のY方向の一辺S4に沿って延在するように、平面ループアンテナL1が設けられている。
図4は図2の非接触ICカード200の平面図である。図4において、非接触ICカード200には、その縁端部に沿って形成された平面ループアンテナL200が内蔵され、RFIDチップ210に接続される。平面ループアンテナL200は例えば四辺S201〜S204の矩形形状を有し、例えば複数回巻きのスパイラル形状を有する。
以上のように構成されたリーダライタ130及び非接触ICカード200は以下のように動作する。
まず、ユーザが非接触ICカード200を、例えば非接触ICカードマーク111を目標に例えば非接触ICカード200の面中心が当該非接触ICカードマーク111に対向するように蓋部110上に載置する。このとき、平面ループアンテナL200の辺S201は平面ループアンテナL1の辺S11に対向するように近接し、平面ループアンテナL200の辺S202は平面ループアンテナL1の辺S12に対向するように近接し、平面ループアンテナL200の辺S203は平面ループアンテナL1の辺S13に対向するように近接する。以上の状態では、平面ループアンテナL1の三辺S11〜S13がそれぞれ平面ループアンテナL200の三辺S1〜S3と対向するように近接しているが、少なくとも各一辺で近接すればよい。これにより、平面ループアンテナL200は平面ループアンテナL1とは磁界結合できる。
次いで、リーダライタ130の制御部131は平面ループアンテナL1から微弱電波を発生させる。非接触ICカード200の電源回路211は、平面ループアンテナL200を介してリーダライタ130から放射された微弱電波から電磁誘導によって電力を取得し、取得された電力が所定値を上回ったときに非接触ICカード200内のCPU220を起動させる。次いで、リーダライタ130は所定のデータ信号に従って微弱電波を変調して非接触ICカード200に送信する。変調された微弱電波を受信した非接触ICカード200は、その負荷を切り替えることによりリーダライタ130にデータ信号を返信する。リーダライタ130は非接触ICカード200内の負荷変動を、平面ループアンテナL200を介して平面ループアンテナL1の負荷変動として検出することで、返信されたデータ信号を受信する。
以上説明したように、本実施形態では、リーダライタ130の平面ループアンテナL1と、非接触ICカード200の平面ループアンテナL200とは少なくとも一辺で互いに近接して磁界結合することで、電力を伝送し、また、データ信号を送受信することができる。
以上のように構成された本実施形態によれば、平面ループアンテナL1は、当該平面ループアンテナL1の面中心O1が開口部103の面中心Oとは異なる位置であって、面中心OからX方向にシフトされた位置になるように設けられる。従って、例えば開口部103のY方向の幅が元の幅よりも狭くなっても、リーダライタ130の平面ループアンテナL1の三辺S11〜S13のうちの少なくとも一辺を介して非接触ICカード200の平面ループアンテナL200と磁界結合できる。すなわち、平面ループアンテナL1の形成領域を確保することができ、平面ループアンテナL1の感度を維持することができる。
実施形態2.
図5は実施形態2に係る携帯型パーソナルコンピュータの平面ループアンテナL2の位置を示す平面図である。実施形態2に係る平面ループアンテナL2は、図3の実施形態1に係る平面ループアンテナL2の位置に比較して、以下のように設けたことを特徴としている。
(1)平面ループアンテナL2は例えば四辺S21〜S24の矩形形状を有し、当該平面ループアンテナL2の面中心O2が開口部103の面中心Oとは異なる位置であって、矢印202で示すように開口部103の面中心OからX方向にシフトされた位置になるように設けられることは同じであるが、そのずれ量を大きくして、平面ループアンテナL2の辺S24がパームレスト部102(筐体の一部)の下に隠れており筐体内に位置する。
本実施形態では、特に、平面ループアンテナL2の辺S22と、開口部103の辺S2との距離を十分に大きく確保することができる。このため、金属製筐体の一部であるパームレスト部102による、磁界への影響をさらに低減できる。
以上のように構成することにより、平面ループアンテナL2の辺S24では、非接触ICカード200とは磁界結合できないが、平面ループアンテナL2の他の辺S21〜S23の少なくとも1つの辺では磁界結合可能である。従って、例えば開口部103のY方向の幅が図3の実施形態1の幅よりも狭くなっても、リーダライタ130の平面ループアンテナL2の三辺S21〜S23のうちの少なくとも一辺を介して非接触ICカード200の平面ループアンテナL200と磁界結合できる。すなわち、平面ループアンテナL2の形成領域を確保することができ、平面ループアンテナL2の感度を維持することができる。
実施形態3.
図6は実施形態3に係る携帯型パーソナルコンピュータの平面ループアンテナL3の位置を示す平面図である。実施形態3に係る平面ループアンテナL3は、図3の実施形態1に係る平面ループアンテナL3の位置に比較して、以下のように設けたことを特徴としている。
(1)平面ループアンテナL3は例えば四辺S31〜S34の矩形形状を有し、L3当該平面ループアンテナL3の面中心O3が開口部103の面中心Oとは異なる位置であって、矢印203で示すように開口部103の面中心OからY方向にシフトされた位置になるように設けられている。
(2)ここで、平面ループアンテナL3の辺S33は開口部103の辺S3に沿って延在している。
本実施形態では、特に、平面ループアンテナL3の辺S31と、開口部103の辺S1との距離を十分に大きく確保することができる。このため、金属製筐体の一部であるパームレスト部102による、磁界への影響をさらに低減できる。
以上のように構成することにより、平面ループアンテナL3の辺S31〜S32,S34の少なくとも1つの辺では磁界結合可能である。従って、例えば開口部103のX方向の長さが図3の実施形態1の長さよりも小さくなっても、リーダライタ130の平面ループアンテナL3の三辺S31〜S32,S34のうちの少なくとも一辺を介して非接触ICカード200の平面ループアンテナL200と磁界結合できる。すなわち、平面ループアンテナL3の形成領域を確保することができ、平面ループアンテナL3の感度を維持することができる。
実施形態4.
図7は実施形態4に係る携帯型パーソナルコンピュータの平面ループアンテナL4の位置を示す平面図である。実施形態4に係る平面ループアンテナL4は、図6の実施形態3に係る平面ループアンテナL4の位置に比較して、以下のように設けたことを特徴としている。
(1)平面ループアンテナL4は例えば四辺S41〜S44の矩形形状を有し、L4当該平面ループアンテナL4の面中心O4が開口部103の面中心Oとは異なる位置であって、矢印204で示すように開口部103の面中心OからY方向にシフトされた位置になるように設けられることは同じであるが、そのずれ量を大きくして、平面ループアンテナL4の辺S43がパームレスト部102(筐体の一部)の下に隠れており筐体内に位置する。
本実施形態では、特に、平面ループアンテナL4の辺S41と、開口部103の辺S1との距離を十分に大きく確保することができる。このため、金属製筐体の一部であるパームレスト部102による、磁界への影響をさらに低減できる。
以上のように構成することにより、平面ループアンテナL4の辺S43では、非接触ICカード200とは磁界結合できないが、平面ループアンテナL4の他の辺S41〜S42,S44の少なくとも1つの辺では磁界結合可能である。従って、例えば開口部103のX方向の長さ図6の実施形態3の長さよりも小さくなっても、リーダライタ130の平面ループアンテナL4の三辺S41〜S42,S44のうちの少なくとも一辺を介して非接触ICカード200の平面ループアンテナL200と磁界結合できる。すなわち、平面ループアンテナL4の形成領域を確保することができ、平面ループアンテナL4の感度を維持することができる。
実施形態5.
図8は実施形態5に係る携帯型パーソナルコンピュータの平面ループアンテナL5の位置を示す平面図である。実施形態5に係る平面ループアンテナL5は、図3の実施形態1に係る平面ループアンテナL5の位置に比較して、以下のように設けたことを特徴としている。
(1)平面ループアンテナL5は例えば四辺S51〜S54の矩形形状を有し、L5当該平面ループアンテナL5の面中心O5が開口部103の面中心Oとは異なる位置であって、矢印205で示すように開口部103の面中心OからX方向及びY方向からそれぞれ45度傾斜された方向にシフトされた位置になるように設けられる。
(2)ここで、平面ループアンテナL5の辺S53が開口部103の辺S3に沿って延在し、また、平面ループアンテナL5の辺S54は開口部103の辺S4に沿って延在している。
本実施形態では、特に、平面ループアンテナL5の辺S51,S52と、開口部103の辺S1,S2との各距離を十分に大きく確保することができる。このため、金属製筐体の一部であるパームレスト部102による、磁界への影響をさらに低減できる。
以上のように構成することにより、平面ループアンテナL5の辺S53,S54では、非接触ICカード200とは磁界結合が困難になるかもしれないが、平面ループアンテナL5の他の辺S51〜S52の少なくとも1つの辺では磁界結合可能である。従って、例えば開口部103のY方向の幅及びX方向の長さが図3の実施形態1のそれらよりも小さくなっても、リーダライタ130の平面ループアンテナL5の二辺S51〜S52のうちの少なくとも一辺を介して非接触ICカード200の平面ループアンテナL200と磁界結合できる。すなわち、平面ループアンテナL5の形成領域を確保することができ、平面ループアンテナL5の感度を維持することができる。
なお、平面ループアンテナL5の位置において、開口部103の面中心OからX方向及びY方向からそれぞれ傾斜された方向にずれるときの角度は45度には限定されない。
実施形態6.
図9は実施形態6に係る携帯型パーソナルコンピュータの平面ループアンテナL6の位置を示す平面図である。実施形態6に係る平面ループアンテナL6は、図3の実施形態1に係る平面ループアンテナL6の位置に比較して、以下のように設けたことを特徴としている。
(1)平面ループアンテナL6は例えば四辺S61〜S64の矩形形状を有し、L6当該平面ループアンテナL6の面中心O6が開口部103の面中心Oとは異なる位置であって、矢印205で示すように開口部103の面中心OからX方向及びY方向からそれぞれ60度、30度傾斜された方向にシフトされた位置になるように設けられる。
(2)ここで、平面ループアンテナL6の辺S63がパームレスト部102(筐体の一部)の下に隠れており筐体内に位置する。また、平面ループアンテナL6の辺S64は開口部103の辺S4に沿って延在している。
本実施形態では、特に、平面ループアンテナL6の辺S61,S62と、開口部103の辺S1,S2との各距離を十分に大きく確保することができる。このため、金属製筐体の一部であるパームレスト部102による、磁界への影響をさらに低減できる。
以上のように構成することにより、平面ループアンテナL6の辺S63では、非接触ICカード200とは磁界結合できず、平面ループアンテナL6の辺S64では、非接触ICカード200とは磁界結合が困難となるが、平面ループアンテナL6の他の辺S61〜S62の少なくとも1つの辺では磁界結合可能である。従って、例えば開口部103のY方向の幅及びX方向の長さが図3の実施形態1のそれらよりも小さくなっても、リーダライタ130の平面ループアンテナL6の二辺S61〜S62のうちの少なくとも一辺を介して非接触ICカード200の平面ループアンテナL200と磁界結合できる。すなわち、平面ループアンテナL6の形成領域を確保することができ、平面ループアンテナL6の感度を維持することができる。
なお、平面ループアンテナL6の位置において、開口部103の面中心OからX方向及びY方向からそれぞれ傾斜された方向にずれるときの傾斜の各角度は前記の角度には限定されない。
なお、実施形態5及び6では、平面ループアンテナL5,L6の少なくとも二辺S51,S52,もしくはS61,S62を用いて非接触ICカード200の平面ループアンテナL200と磁界結合可能であるが、例えば開口部103のX方向の長さをさらに大幅に小さくしても、平面ループアンテナL5,L6の少なくとも二辺S51,S52,もしくはS61,S62を用いて非接触ICカード200の平面ループアンテナL200と磁界結合可能である。すなわち、平面ループアンテナL5,L6の少なくとも一辺がパームレスト部102の筐体で隠れないようにすれば、非接触ICカード200とは磁界結合可能である。
変形例.
以上の実施形態においては、携帯型パーソナルコンピュータの平面ループアンテナL1について説明しているが、本開示はこれに限らず、携帯型情報処理装置などの電子機器の平面ループアンテナL1〜L6に適用できる。
本開示に係る電子機器は、例えばFeliCa(登録商標)などの非接触ICカードのためのリーダライタを備えた、例えば携帯型パーソナルコンピュータ、携帯型情報処理装置などの電子機器に適用できる。
100…携帯型パーソナルコンピュータ、
102…パームレスト部、
103…開口部、
110…蓋部、
111…非接触ICカードマーク、
200…非接触ICカード、
210…RFIDチップ、
L1〜L6,L200…平面ループアンテナ、
O…開口部の面中心、
O1〜O6…平面ループアンテナの面中心。

Claims (7)

  1. 開口部を有する金属製の筐体を備えた電子機器であって、
    前記開口部に設けられた平面ループアンテナを備え、
    前記平面ループアンテナは、当該平面ループアンテナの面中心が前記開口部の面中心の位置と異なる位置に位置するように設けられたことを特徴とする電子機器。
  2. 前記平面ループアンテナは、当該平面ループアンテナの面中心が前記開口部の面中心の位置から所定の方向にシフトされるように設けられたことを特徴とする請求項1記載の電子機器。
  3. 前記平面ループアンテナは矩形形状を有することを特徴とする請求項1又は2記載の電子機器。
  4. 前記方向は、前記矩形形状の一辺に平行な方向であることを特徴とする請求項3記載の電子機器。
  5. 前記方向は、前記矩形形状の一辺に対して所定の角度で傾斜した方向であることを特徴とする請求項3記載の電子機器。
  6. 前記開口部は矩形形状を有し、
    前記平面ループアンテナは、当該平面ループアンテナの矩形形状の少なくとも一辺が前記開口部の一辺に沿って設けられたことを特徴とする請求項3〜5のうちのいずれか1つに記載の電子機器。
  7. 前記開口部は矩形形状を有し、
    前記平面ループアンテナは、当該平面ループアンテナの矩形形状の少なくとも一辺が前記筐体内となるように設けられたことを特徴とする請求項3〜5のうちのいずれか1つに記載の電子機器。
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