情報端末装置および情報端末装置の製造方法
【課題】電気導体に発生する渦電流に起因した情報伝送距離の減小を軽減できること。
【解決手段】情報端末装置１は、フレキシブルプリント配線板等にコイル状のアンテナパターンを形成してなるアンテナ２ａ、絶縁性かつ非磁性を有したプラスチック等の材料をシート状に成形してなる絶縁部材３、フェライト等の磁性体をシート状に成形してなる磁性部材４、各種電子回路が表面に実装された配線基板５、各種情報を表示する表示装置６ａおよび筐体上面部に突起した複数の入力ボタン７ａを備え、アンテナ２ａ、絶縁部材３、磁性部材４、配線基板５および表示装置６ａは、筐体内部にあって底面部から順次配置され、さらに、アンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４は、順次積層されるように重ね合わせて配置される。
【解決手段】情報端末装置１は、フレキシブルプリント配線板等にコイル状のアンテナパターンを形成してなるアンテナ２ａ、絶縁性かつ非磁性を有したプラスチック等の材料をシート状に成形してなる絶縁部材３、フェライト等の磁性体をシート状に成形してなる磁性部材４、各種電子回路が表面に実装された配線基板５、各種情報を表示する表示装置６ａおよび筐体上面部に突起した複数の入力ボタン７ａを備え、アンテナ２ａ、絶縁部材３、磁性部材４、配線基板５および表示装置６ａは、筐体内部にあって底面部から順次配置され、さらに、アンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４は、順次積層されるように重ね合わせて配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記憶媒体に対して非接触に情報処理を行う情報端末装置および情報端末装置の製造方法に関し、特に情報記憶媒体の情報を読み取る情報読取処理および情報記憶媒体に情報を書き込む情報書込処理を行う情報端末装置および情報端末装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信による情報処理システムの１つであるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが、入退室管理、物品管理等に利用されている。このＲＦＩＤシステムでは、識別情報等を記憶するＲＦＩＤタグを管理対象に取り付け、情報端末装置がＲＦＩＤタグに対して所定周波数の電波を用いて情報読取処理および情報書込処理を行うことによって管理対象を管理する。
【０００３】
通常、ＲＦＩＤシステムの情報端末装置は、１ターン以上のループ状もしくはコイル状のアンテナを備え、このアンテナによってＲＦＩＤタグに対する電波の送受信を行っている。ところが、アンテナの近傍に金属がある場合、アンテナで発生した磁束が金属に錯交することによって金属内に渦電流が発生し、この渦電流による磁界がアンテナで発生した磁界を打ち消すことによって、情報端末装置のＲＦＩＤタグに対する情報読取距離および情報書込距離である情報伝送距離が短くなり、さらには情報伝送距離がなくなるという問題があった。この問題を解決するため、アンテナと金属との間に磁性体を配置した情報端末装置が提案されている（たとえば、特許文献１，２，４，５参照）。また、アンテナを有するＲＦＩＤタグについても同様の問題があり、この問題を解決するため、アンテナと金属との間に磁性体を配置したＲＦＩＤタグが提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
【０００４】
これらの情報端末装置およびＲＦＩＤタグは、高い透磁率を有するフェライト等の磁性体に磁束が集中する特性を利用し、アンテナと金属との間に磁性体を配置することによって、アンテナで発生する磁束が金属に錯交しないようにし、あるいは錯交する磁束が減少するようにして情報伝送距離の減小を軽減するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１０８９６６号公報
【特許文献２】特開２００４−３８５５２号公報
【特許文献３】特開２００４−１６６１７５号公報
【特許文献４】特開２００３−９９７３３号公報
【特許文献５】特開２００４−８６６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、ＲＦＩＤシステムの利便性を促進するため、情報端末装置の小型化の要求が高まっている。しかし、情報端末装置を小型化すると、内部の配線基板、スイッチ、表示装置等に組み込まれた金属部品がアンテナ近傍に配置されることになり、この金属部品に発生する渦電流に起因して、情報端末装置の情報伝送距離が短くなり、さらには情報伝送距離がなくなるという問題がある。この場合も、上述したように、アンテナと金属との間に磁性体を配置することによって情報伝送距離の減小を軽減することはできるが、近傍に金属がない場合と比較して十分な情報伝送距離を確保できるものではなく、所望の情報伝送距離が得られない場合が生じ、結果的に所望の通信ができない場合が生ずるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置の小型化等にともなって情報端末装置のアンテナ近傍に金属等の電気導体を配置する場合、この電気導体に発生する渦電流に起因した情報伝送距離の減小を一層軽減することができ、確実に所望の情報伝送距離を得ることができる情報端末装置および情報端末装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１にかかる情報端末装置は、情報記憶媒体に対して非接触に情報処理を行う情報端末装置において、前記情報記憶媒体との間で情報の伝送を行うアンテナと、当該情報端末装置内に存在する電気導体と前記アンテナとの間に配置され、磁性を有した磁性部材と、前記電気導体と前記アンテナとの間に配置され、非磁性かつ絶縁性を有した絶縁部材と、を備え、前記アンテナと前記磁性部材とに挟まれた第１の層厚をｄ１、前記磁性部材と前記電気導体とに挟まれた第２の層厚をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２にかかる情報端末装置は、外部情報端末装置によって非接触に情報処理が行われる情報記憶媒体を内蔵した情報端末装置において、前記情報記憶媒体に接続され、前記外部情報端末装置との間で情報の伝送を行うアンテナと、当該情報端末装置内に存在する電気導体と前記アンテナとの間に配置され、磁性を有した磁性部材と、前記電気導体と前記アンテナとの間に配置され、非磁性かつ絶縁性を有した絶縁部材と、を備え、前記アンテナと前記磁性部材とに挟まれた第１の層厚をｄ１、前記磁性部材と前記電気導体とに挟まれた第２の層厚をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３にかかる情報端末装置は、上記の発明において、前記絶縁部材は、前記アンテナによって前記情報の伝送を行うことができる情報伝送距離が所定値以上もしくは所定範囲内に入る厚さに設定されることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４にかかる情報端末装置は、上記の発明において、前記絶縁部材は、非磁性かつ絶縁性を有した複数層によって形成されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５にかかる情報端末装置は、上記の発明において、前記絶縁部材は、それぞれ非磁性かつ絶縁性を有した接着剤、接着剤と基材、粘着材、または粘着材と基材によって形成されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６にかかる情報端末装置は、上記の発明において、前記磁性部材は、前記電気導体と対向する面に、金属シートもしくは金属板を有することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７にかかる情報端末装置は、上記の発明において、前記磁性部材は、前記電気導体と対向する面に、接着剤もしくは粘着剤によって、前記金属シートもしくは金属板を接着して有することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８にかかる情報端末装置の製造方法は、情報記憶媒体に対して非接触に情報処理を行う情報端末装置の製造方法において、前記情報記憶媒体との間で情報の伝送を行うアンテナを配置するアンテナ配置工程と、当該情報端末装置内に存在する電気導体と前記アンテナとの間に、磁性を有した磁性部材を配置する磁性部材配置工程と、前記電気導体と前記アンテナとの間に、非磁性かつ絶縁性を有した絶縁部材を配置する絶縁部材配置工程と、を含み、前記磁性部材配置工程は、前記アンテナと前記磁性部材とに挟まれた第１の層厚をｄ１、前記磁性部材と前記電気導体とに挟まれた第２の層厚をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすように前記磁性部材を配置することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項９にかかる情報端末装置の製造方法は、外部情報端末装置によって非接触に情報処理が行われる情報記憶媒体を内蔵した情報端末装置の製造方法において、前記情報記憶媒体に接続され、前記外部情報端末装置との間で情報の伝送を行うアンテナを配置するアンテナ配置工程と、当該情報端末装置内に存在する電気導体と前記アンテナとの間に、磁性を有した磁性部材を配置する磁性部材配置工程と、前記電気導体と前記アンテナとの間に、非磁性かつ絶縁性を有した絶縁部材を配置する絶縁部材配置工程と、を含み、前記磁性部材配置工程は、前記アンテナと前記磁性部材とに挟まれた第１の層厚をｄ１、前記磁性部材と前記電気導体とに挟まれた第２の層厚をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすように前記磁性部材を配置することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１０にかかる情報端末装置の製造方法は、上記発明において、前記絶縁部材は、前記アンテナによって前記情報の伝送を行うことができる情報伝送距離が所定値以上もしくは所定範囲内に入る厚さに設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる情報端末装置および情報端末装置の製造方法によれば、装置の小型化等にともなって情報端末装置のアンテナ近傍に金属等の電気導体を配置する場合、この電気導体に発生する渦電流に起因した情報伝送距離の減小を一層軽減することができ、確実に所望の情報伝送距離を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明にかかる情報端末装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。
【００２０】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１にかかる情報端末装置について説明する。図１および図２は、それぞれこの実施の形態１にかかる情報端末装置の概要構成を示すブロック図および斜視図である。図１に示すように、この実施の形態１にかかる情報端末装置１は、管理対象等に取り付けられた外部情報記憶媒体であるＲＦＩＤタグ８に対して情報読取処理および情報書込処理を行うＲＦＩＤ処理部２と、各種情報を表示する表示部６と、各種情報の入力を受け付ける入力部７と、情報端末装置１の全体の処理および動作を制御する制御部Ｃ１とを備える。ＲＦＩＤ処理部２は、ＲＦＩＤタグ８に対し所定周波数の電波を送受信して情報の伝送を行うアンテナ２ａを備え、ＲＦＩＤタグ８は、同様に、ＲＦＩＤ処理部２に対して電波の送受信を行うアンテナ８ａを備える。ＲＦＩＤ処理部２、表示部６および入力部７は、制御部Ｃ１に電気的に接続され、制御部Ｃ１は、これらの各構成部位を制御する。また、図２に示すように、情報端末装置１は、筐体内部にあって底面部から順次配置されたアンテナ２ａ、絶縁部材３、磁性部材４、配線基板５および表示部６としての表示装置６ａと、入力部７の一部であって筐体上面部に突起した複数の入力ボタン７ａとを備える。アンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４は、順次積層されるように重ね合わせて配置される。
【００２１】
アンテナ２ａは、たとえば、硬質プリント配線板、フレキシブルプリント配線板等に１ターン以上のコイル状もしくはループ状のアンテナパターンを形成して実現される。なお、硬質プリント配線板あるいはフレキシブルプリント配線板では、通常、銅箔等の導体層のプリントパターンによってアンテナパターンが形成されるが、エナメル線等によってループを構成するようにしてもよい。また、アンテナパターン形状は、円形、矩形もしくは一部折れ曲がった形状等、任意の形状でよい。なお、情報端末装置１の小型化を図る場合、省スペース化対応および立体的な筐体形状への対応などの点で、硬質プリント配線板よりもフレキシブルプリント配線板の使用が好ましい。
【００２２】
絶縁部材３は、絶縁性かつ非磁性を有したプラスチック等の材料をシート状もしくはプレート状に成形して実現され、磁性部材４は、フェライト等の磁性体をシート状もしくはプレート状に成形して実現される。なお、絶縁部材３は、空間すなわち空気層でもよい。この空間を満たす空気層は、絶縁性および非磁性を有し、絶縁部材３として作用する。また、磁性部材４は、内部に渦電流が発生しないように、さらに絶縁性を有することが望ましく、たとえば、導電性を有した磁性体を材料として用いる場合、この磁性体を粉末状にしてプラスチック等の絶縁材料に混ぜ込み成形することによって、局所的に導電性を有しても、全体として絶縁性を有するように形成することが好ましい。
【００２３】
配線基板５は、情報端末装置１の機能を実現するためのＩＣチップ、各種電子回路等が表面に実装された回路基板であり、制御部Ｃ１を実現するＣＰＵを動作させる高速クロック等で発生するノイズを低減させるため、たとえば、基板の全面もしくは大部分の面がグランド面である層（グランドプレーン）を有した多層基板を用いて実現される。
【００２４】
表示装置６ａは、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ等を用いて実現され、情報読取処理によってＲＦＩＤタグ８から読み取られた情報等、各種情報をディスプレイ上に表示する。なお、表示装置６ａは、入力部７としてのタッチパネルをディスプレイ上に備えるようにしてもよく、この場合、ディスプレイおよびタッチパネルで発生するノイズを低減するため、たとえば、裏面など、表示面以外の表面に薄い金属板（シールド板）が設けられる。
【００２５】
入力ボタン７ａは、情報端末装置１が行う各種処理および動作の指示情報の入力を受け付ける。入力ボタン７ａは、たとえば、外部から押し込まれることによって配線基板５上に配置されたプッシュスイッチ７ｂの金属接点を接続し、所定の処理回路に接続信号を伝送する。
【００２６】
図３は、アンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４を底面側から見た場合の構成を模式的に示す斜視図である。図３に示すように、アンテナ２ａは、図上、上面側であって、情報端末装置１の底面側にコイル状に形成されたアンテナパターン２ａａを有する。電気導体９は、上述した配線基板５のグランドプレーン、表示装置６ａのシールド板、プッシュスイッチ７ｂの金属接点等、情報端末装置１内に存在する電気導体の総体を模式的に示したものである。情報端末装置１では、絶縁部材３および磁性部材４を配置しない場合、この電気導体９に発生する渦電流によってアンテナ２ａで発生する磁界が打ち消され、情報伝送距離が減小する。これに対し、従来は、電気導体９とアンテナ２ａとの間に磁性部材４を配置することによって、情報伝送距離の減小を抑制するようにしていたが、この実施の形態１では、さらに磁性部材４とアンテナ２ａとの間に絶縁部材３を配置することによって、情報伝送距離の減小を一層抑制するようにしている。なお、図３では、アンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４が互いに対向する面を同じ大きさで示しているが、必ずしもこの限りではなく、アンテナ２ａの大きさに対して絶縁部材３および磁性部材４の大きさをある程度大きくするか、あるいは小さくするようにしてもよい。また、図３では、磁性部材４と電気導体９との間隔層を空気層としているが、この間隔層に絶縁部材３と同様の絶縁部材を配置するようにしてもよい。
【００２７】
図４は、図３に示したアンテナ２ａ、絶縁部材３、磁性部材４および電気導体９のＡ−Ａ線断面図である。図４に示すように、絶縁部材３は、アンテナ２ａおよび磁性部材４に対して密着して配置されている。情報端末装置１の小型化を図る場合、アンテナ２ａと電気導体９との間隔は必然的に小さくなるため、このようにアンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４は互いに密着して配置させることが配置都合上、有効である。なお、実用的には、アンテナ２ａから電気導体９までの間隔は、０．１ｍｍでも小さいことが望まれ、具体的には１ｍｍ以下を目標とする場合がある。そして、このように限られたスペースの中でアンテナ２ａと電気導体９とが密接して配置される場合に、電気導体９に発生する渦電流をいかに抑制するかが本発明の課題である。
【００２８】
アンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４を互いに密着配置させるためには、図５に示すように、絶縁性および非磁性を有した絶縁基材３ａと絶縁接着剤３ｂとの２層によって絶縁部材３を形成し、絶縁接着剤３ｂによって絶縁基材３ａを磁性部材４に接着するようにしてもよい。さらに、絶縁基材３ａのアンテナ２ａに対向する面に絶縁接着剤の層を設け、絶縁基材３ａとアンテナ２ａとを接着するようにしてもよい。このように、アンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４を互いに接着することによって、安価かつ簡便に各部材を密着配置させることができる。この場合、絶縁接着剤３ｂは、塗布して形成する接着剤であってもよいし、貼付して形成する粘着テープであってもよい。
【００２９】
なお、絶縁部材３は、さらに複数層によって形成し、たとえば図６に示すように、絶縁基材３ｃ，３ｄおよび絶縁接着材３ｂの３層構造としてもよく、さらに、各層の部材を絶縁性および非磁性を有した絶縁接着剤によって接着するようにしてもよい。また、各部材を密着させる必要がない場合には、たとえば図７に示すように、絶縁部材３とアンテナ２ａとの間に部材を配置せず空気層３ｅを設けるようにしてもよい。この空気層３ｅは、絶縁性および非磁性を有し、絶縁部材３として作用する。
【００３０】
ここで、アンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４を配置する工程として、たとえば、図４に示したように個別に部材を配置する場合、情報端末装置１の筐体にアンテナ２ａを配置し、このアンテナ２ａの上に順次、絶縁部材３および磁性部材４を配置すればよい。また、図５に示したように絶縁接着剤３ｂによって部材を接着して配置する場合、たとえば、筐体にアンテナ２ａを配置し、その後、接着した絶縁部材３および磁性部材４をアンテナ２ａ上に配置すればよい。あるいは、情報端末装置１の筐体とは別に、アンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４を順次重ね合わせて一体の部品とし、その後、この一体の部品を筐体に固定するようにしてもよい。なお、絶縁部材３は、これら配置工程の前にあらかじめ、アンテナ２ａの最終的な情報伝送距離が所定値以上もしくは所定範囲内に入る厚さに成形しておくとよい。
【００３１】
つぎに、絶縁部材３を配置したアンテナ２ａと磁性部材４との間隔の作用によって、電気導体９に発生した渦電流に起因する情報伝送距離の減小が抑制されることを示す実験結果について説明する。図８は、アンテナ２ａから磁性体４までの間隔と、磁性部材４の厚さと、磁性部材４から電気導体９までの間隔とを変化させて測定した情報伝送距離の結果を示す図である。ここで、アンテナ２ａから磁性部材４までの間隔をＡ、磁性部材４の厚さをＢ、磁性部材４から電気導体９までの間隔をＣとすると、アンテナ２ａから電気導体９までの間隔は（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）に等しい。組合せ「１」は、従来技術に相当し、アンテナ２ａと磁性部材４、および磁性部材４と電気導体９をそれぞれ０．１５ｍｍ厚の粘着剤である両面テープによって貼り合わせた構成で情報伝送距離を測定した結果である。これに対して、組合せ「２」および「３」は、間隔Ａを間隔Ｃよりも大きくした本発明の構成による測定結果であり、それぞれ厚さＢを固定し、間隔Ａを変化させた場合の測定結果である。また、組合せ「４」は、厚さＢと間隔（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）とを組合せ「３」と等しくし、間隔Ａを間隔Ｃよりも小さくした構成の測定結果である。なお、この測定で使用したアンテナ２ａは、２５μｍ厚のポリイミドを基材としたフレキシブル配線板にアンテナパターンを形成しており、周波数１３．５６ＭＨｚの電波を送受信できる。
【００３２】
図８に示すように、間隔（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＝１．３ｍｍが等しい組合せ「１」および「３」の情報伝送距離はそれぞれ３５ｍｍおよび６０ｍｍであり、組合せ「３」は組合せ「１」の約１．７倍の情報伝送距離を有している。この結果は、間隔（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）が等しい場合、絶縁部材３を配置した間隔Ａを間隔Ｃよりも大きくすることによって、アンテナ２ａの情報伝送距離を少なくとも約１．７倍に延伸できることを示している。すなわち、この結果は、絶縁部材３を配置した間隔Ａを間隔Ｃよりも大きくすることによって、従来技術に比して、電気導体９に発生する渦電流に起因した情報伝送距離の減小を一層抑制できることを示している。
【００３３】
同様に、間隔（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＝１．３ｍｍが等しい組合せ「３」および「４」の情報伝送距離はそれぞれ６０ｍｍおよび４０ｍｍであり、組合せ「３」は組合せ「４」の約１．５倍の情報伝送距離を有している。この結果は、間隔（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）および厚さBが等しい場合、絶縁部材３を配置した間隔Ａを間隔Ｃよりも大きくし、すなわち、磁性部材４をアンテナ２ａよりも電気導体９に近く配置することによって、アンテナ２ａの情報伝送距離を少なくとも約１．５倍に延伸できることを示している。
【００３４】
また、組合せ「２」では、間隔（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＝１．１ｍｍであり、組合せ「１」に比べて、アンテナ２ａから電気導体９までの間隔が小さくなっているにもかかわらず、絶縁部材３を配置した間隔Ａを間隔Ｃよりも大きくすることによって、情報伝送距離を３５ｍｍから４５ｍｍへと約１．３倍に延伸できることを示している。この組合せ２の結果でも、情報伝送距離の減小を従来技術より抑制できることがわかる。
【００３５】
なお、磁性部材４は、アンテナ１から電気導体９方向に発生した磁束が磁性部材４の中を通り、磁性部材４を配置しない場合に比べ、電気導体９に錯交する磁束を減少させるため、情報送信距離の減小を抑制するものである。
【００３６】
以上説明したこの実施の形態１にかかる情報端末装置１およびこの情報端末装置１の製造方法によれば、装置の小型化等にともなってアンテナ２ａの近傍に情報端末装置１の内部に存在する金属等である電気導体９を配置する場合、アンテナ２ａと電気導体９との間に磁性を有した磁性部材４を配置し、さらに、アンテナ２ａから磁性部材４までの間隔Ａを磁性部材４から電気導体９までの間隔Ｃよりも大きくすることによって、電気導体９に発生する渦電流に起因したアンテナ２ａの情報伝送距離の減小を一層軽減することができ、確実に所望の情報伝送距離を得ることができる。
【００３７】
なお、上述した情報端末装置１は、ＲＦＩＤタグ８に対し所定周波数の電波を送受信して情報読取処理および情報書込処理を行う情報端末装置として説明したが、このような情報端末装置に限定されるものではなく、たとえば図９に示すような情報端末装置であってもよい。図９は、この実施の形態１の変形例としての情報端末装置の概要構成を示すブロック図である。図９に示すように、この変形例としての情報端末装置１１は、図１に示した情報端末装置１のＲＦＩＤ処理部２に代えて、アンテナ２ａを接続したＲＦＩＤチップ１２を備えている。情報端末装置１１は、アンテナ２ａによって、外部情報端末装置２１が備えるＲＦＩＤ処理部２２との間で所定周波数の電波を送受信する。そして、情報端末装置１１は、受信電波による外部情報端末装置２１からの指示情報をもとに、ＲＦＩＤチップ１２に対して情報の入出力を行う。なお、ＲＦＩＤ処理部２２は、アンテナ２２ａによって、情報端末装置１１に対して電波を送受信する。また、ＲＦＩＤチップ１２の起動、電力供給等は、情報端末装置１１または外部情報端末装置２１のどちらから行うようにしてもよい。
【００３８】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、アンテナ２ａと電気導体９との間に絶縁部材３と磁性部材４とを配置するようにしていたが、この実施の形態２では、磁性部材４と電気導体９との間に、さらに金属シートを配置するようにしている。
【００３９】
図１０は、本発明の実施の形態２にかかる情報端末装置のアンテナ周辺部の構成を示す断面図である。図１０に示すアンテナ周辺部の構成では、図５に示した構成であるアンテナ２ａ、絶縁部材３、磁性部材４および電気導体９に加えて、磁性部材４と電気導体９との間に金属シート１４が配置されている。この金属シート１４は、接着剤１３によって磁性部材４に接着されている。その他の構成は、情報端末装置１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００４０】
金属シート１４は、銅、アルミ等の導体金属によって形成され、シートに限らずプレート状であってもよい。接着剤１３は、絶縁体、電気導体、磁性体、非磁性体のいずれで形成されてもよく、また、塗布して形成する接着剤、貼付して形成する粘着テープ等のいずれであってもよい。金属シート１４は、この金属シート１４もしくは磁性部材４に形成された接着剤１３によって、磁性部材４に接着される。
【００４１】
このように金属シート１４をさらに配置することによって、アンテナ２ａから電気導体９方向に発生した磁束であって磁性部材４によって捕捉されなかった磁束は、金属シート１４に錯交して渦電流を発生させるが、電気導体９に錯交せず渦電流を発生させない。このため、電気導体９によって情報伝送距離が減小させられることがなくなり、たとえば、情報端末装置の組み付けのばらつきにともなってアンテナ２ａから電気導体９までの距離が個体によって変動しても、情報伝送距離は個体によらず安定させることができる。
【００４２】
ここで、図８に示す表との対応関係は、次の通りである。金属シート１４は、電気的には電気導体９と等価の動きを示すので、表中の電気導体９を金属シート１４に置き換えた形となる。つまり、磁性部材４と電気導体９の間隔（Ｃ）は、磁性部材４と金属シート１４の間隔（Ｃ）となり、さらに、アンテナ２ａと電気導体９の間隔（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）は、アンテナ２ａと金属シート１４の間隔（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）となる。
【００４３】
また、金属シート１４をさらに配置することによって、アンテナ２から金属シート１４までの積層部品をユニット化することができる。このユニット化によって、情報伝送距離を含む種々のアンテナ性能評価をユニット単体で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる情報端末装置の概要構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる情報端末装置の概要構成を示す斜視図である。
【図３】図１に示した情報端末装置のアンテナ周辺部材の構成を示す斜視図である。
【図４】図３に示したＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図５】図４に示した絶縁部材の変形例を示す断面図である。
【図６】図４に示した絶縁部材の変形例を示す断面図である。
【図７】図４に示した絶縁部材の変形例を示す断面図である。
【図８】図４に示した絶縁部材を配置したアンテナと磁性部材との間隔の作用によって情報伝送距離の減小が抑制される効果を説明する実験結果を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１にかかる情報端末装置の変形例の概要構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態２にかかる情報端末装置のアンテナ周辺部材の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１，１１ 情報端末装置
２，２２ ＲＦＩＤ処理部
２ａ，２２ａ アンテナ
２ａａ アンテナパターン
３ 絶縁部材
３ａ，３ｃ，３ｄ 絶縁基材
３ｂ 絶縁接着剤
３ｅ 空気層
４ 磁性部材
５ 配線基板
６ 表示部
６ａ 表示装置
７ 入力部
７ａ 入力ボタン
７ｂ プッシュスイッチ
８ ＲＦＩＤタグ
８ａ アンテナ
９ 電気導体
１２ ＲＦＩＤチップ
１３ 接着剤
１４ 金属シート
２１ 外部情報端末装置
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記憶媒体に対して非接触に情報処理を行う情報端末装置および情報端末装置の製造方法に関し、特に情報記憶媒体の情報を読み取る情報読取処理および情報記憶媒体に情報を書き込む情報書込処理を行う情報端末装置および情報端末装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信による情報処理システムの１つであるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが、入退室管理、物品管理等に利用されている。このＲＦＩＤシステムでは、識別情報等を記憶するＲＦＩＤタグを管理対象に取り付け、情報端末装置がＲＦＩＤタグに対して所定周波数の電波を用いて情報読取処理および情報書込処理を行うことによって管理対象を管理する。
【０００３】
通常、ＲＦＩＤシステムの情報端末装置は、１ターン以上のループ状もしくはコイル状のアンテナを備え、このアンテナによってＲＦＩＤタグに対する電波の送受信を行っている。ところが、アンテナの近傍に金属がある場合、アンテナで発生した磁束が金属に錯交することによって金属内に渦電流が発生し、この渦電流による磁界がアンテナで発生した磁界を打ち消すことによって、情報端末装置のＲＦＩＤタグに対する情報読取距離および情報書込距離である情報伝送距離が短くなり、さらには情報伝送距離がなくなるという問題があった。この問題を解決するため、アンテナと金属との間に磁性体を配置した情報端末装置が提案されている（たとえば、特許文献１，２，４，５参照）。また、アンテナを有するＲＦＩＤタグについても同様の問題があり、この問題を解決するため、アンテナと金属との間に磁性体を配置したＲＦＩＤタグが提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
【０００４】
これらの情報端末装置およびＲＦＩＤタグは、高い透磁率を有するフェライト等の磁性体に磁束が集中する特性を利用し、アンテナと金属との間に磁性体を配置することによって、アンテナで発生する磁束が金属に錯交しないようにし、あるいは錯交する磁束が減少するようにして情報伝送距離の減小を軽減するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１０８９６６号公報
【特許文献２】特開２００４−３８５５２号公報
【特許文献３】特開２００４−１６６１７５号公報
【特許文献４】特開２００３−９９７３３号公報
【特許文献５】特開２００４−８６６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、ＲＦＩＤシステムの利便性を促進するため、情報端末装置の小型化の要求が高まっている。しかし、情報端末装置を小型化すると、内部の配線基板、スイッチ、表示装置等に組み込まれた金属部品がアンテナ近傍に配置されることになり、この金属部品に発生する渦電流に起因して、情報端末装置の情報伝送距離が短くなり、さらには情報伝送距離がなくなるという問題がある。この場合も、上述したように、アンテナと金属との間に磁性体を配置することによって情報伝送距離の減小を軽減することはできるが、近傍に金属がない場合と比較して十分な情報伝送距離を確保できるものではなく、所望の情報伝送距離が得られない場合が生じ、結果的に所望の通信ができない場合が生ずるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置の小型化等にともなって情報端末装置のアンテナ近傍に金属等の電気導体を配置する場合、この電気導体に発生する渦電流に起因した情報伝送距離の減小を一層軽減することができ、確実に所望の情報伝送距離を得ることができる情報端末装置および情報端末装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１にかかる情報端末装置は、情報記憶媒体に対して非接触に情報処理を行う情報端末装置において、前記情報記憶媒体との間で情報の伝送を行うアンテナと、当該情報端末装置内に存在する電気導体と前記アンテナとの間に配置され、磁性を有した磁性部材と、前記電気導体と前記アンテナとの間に配置され、非磁性かつ絶縁性を有した絶縁部材と、を備え、前記アンテナと前記磁性部材とに挟まれた第１の層厚をｄ１、前記磁性部材と前記電気導体とに挟まれた第２の層厚をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２にかかる情報端末装置は、外部情報端末装置によって非接触に情報処理が行われる情報記憶媒体を内蔵した情報端末装置において、前記情報記憶媒体に接続され、前記外部情報端末装置との間で情報の伝送を行うアンテナと、当該情報端末装置内に存在する電気導体と前記アンテナとの間に配置され、磁性を有した磁性部材と、前記電気導体と前記アンテナとの間に配置され、非磁性かつ絶縁性を有した絶縁部材と、を備え、前記アンテナと前記磁性部材とに挟まれた第１の層厚をｄ１、前記磁性部材と前記電気導体とに挟まれた第２の層厚をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３にかかる情報端末装置は、上記の発明において、前記絶縁部材は、前記アンテナによって前記情報の伝送を行うことができる情報伝送距離が所定値以上もしくは所定範囲内に入る厚さに設定されることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４にかかる情報端末装置は、上記の発明において、前記絶縁部材は、非磁性かつ絶縁性を有した複数層によって形成されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５にかかる情報端末装置は、上記の発明において、前記絶縁部材は、それぞれ非磁性かつ絶縁性を有した接着剤、接着剤と基材、粘着材、または粘着材と基材によって形成されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６にかかる情報端末装置は、上記の発明において、前記磁性部材は、前記電気導体と対向する面に、金属シートもしくは金属板を有することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７にかかる情報端末装置は、上記の発明において、前記磁性部材は、前記電気導体と対向する面に、接着剤もしくは粘着剤によって、前記金属シートもしくは金属板を接着して有することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８にかかる情報端末装置の製造方法は、情報記憶媒体に対して非接触に情報処理を行う情報端末装置の製造方法において、前記情報記憶媒体との間で情報の伝送を行うアンテナを配置するアンテナ配置工程と、当該情報端末装置内に存在する電気導体と前記アンテナとの間に、磁性を有した磁性部材を配置する磁性部材配置工程と、前記電気導体と前記アンテナとの間に、非磁性かつ絶縁性を有した絶縁部材を配置する絶縁部材配置工程と、を含み、前記磁性部材配置工程は、前記アンテナと前記磁性部材とに挟まれた第１の層厚をｄ１、前記磁性部材と前記電気導体とに挟まれた第２の層厚をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすように前記磁性部材を配置することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項９にかかる情報端末装置の製造方法は、外部情報端末装置によって非接触に情報処理が行われる情報記憶媒体を内蔵した情報端末装置の製造方法において、前記情報記憶媒体に接続され、前記外部情報端末装置との間で情報の伝送を行うアンテナを配置するアンテナ配置工程と、当該情報端末装置内に存在する電気導体と前記アンテナとの間に、磁性を有した磁性部材を配置する磁性部材配置工程と、前記電気導体と前記アンテナとの間に、非磁性かつ絶縁性を有した絶縁部材を配置する絶縁部材配置工程と、を含み、前記磁性部材配置工程は、前記アンテナと前記磁性部材とに挟まれた第１の層厚をｄ１、前記磁性部材と前記電気導体とに挟まれた第２の層厚をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすように前記磁性部材を配置することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１０にかかる情報端末装置の製造方法は、上記発明において、前記絶縁部材は、前記アンテナによって前記情報の伝送を行うことができる情報伝送距離が所定値以上もしくは所定範囲内に入る厚さに設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる情報端末装置および情報端末装置の製造方法によれば、装置の小型化等にともなって情報端末装置のアンテナ近傍に金属等の電気導体を配置する場合、この電気導体に発生する渦電流に起因した情報伝送距離の減小を一層軽減することができ、確実に所望の情報伝送距離を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明にかかる情報端末装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。
【００２０】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１にかかる情報端末装置について説明する。図１および図２は、それぞれこの実施の形態１にかかる情報端末装置の概要構成を示すブロック図および斜視図である。図１に示すように、この実施の形態１にかかる情報端末装置１は、管理対象等に取り付けられた外部情報記憶媒体であるＲＦＩＤタグ８に対して情報読取処理および情報書込処理を行うＲＦＩＤ処理部２と、各種情報を表示する表示部６と、各種情報の入力を受け付ける入力部７と、情報端末装置１の全体の処理および動作を制御する制御部Ｃ１とを備える。ＲＦＩＤ処理部２は、ＲＦＩＤタグ８に対し所定周波数の電波を送受信して情報の伝送を行うアンテナ２ａを備え、ＲＦＩＤタグ８は、同様に、ＲＦＩＤ処理部２に対して電波の送受信を行うアンテナ８ａを備える。ＲＦＩＤ処理部２、表示部６および入力部７は、制御部Ｃ１に電気的に接続され、制御部Ｃ１は、これらの各構成部位を制御する。また、図２に示すように、情報端末装置１は、筐体内部にあって底面部から順次配置されたアンテナ２ａ、絶縁部材３、磁性部材４、配線基板５および表示部６としての表示装置６ａと、入力部７の一部であって筐体上面部に突起した複数の入力ボタン７ａとを備える。アンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４は、順次積層されるように重ね合わせて配置される。
【００２１】
アンテナ２ａは、たとえば、硬質プリント配線板、フレキシブルプリント配線板等に１ターン以上のコイル状もしくはループ状のアンテナパターンを形成して実現される。なお、硬質プリント配線板あるいはフレキシブルプリント配線板では、通常、銅箔等の導体層のプリントパターンによってアンテナパターンが形成されるが、エナメル線等によってループを構成するようにしてもよい。また、アンテナパターン形状は、円形、矩形もしくは一部折れ曲がった形状等、任意の形状でよい。なお、情報端末装置１の小型化を図る場合、省スペース化対応および立体的な筐体形状への対応などの点で、硬質プリント配線板よりもフレキシブルプリント配線板の使用が好ましい。
【００２２】
絶縁部材３は、絶縁性かつ非磁性を有したプラスチック等の材料をシート状もしくはプレート状に成形して実現され、磁性部材４は、フェライト等の磁性体をシート状もしくはプレート状に成形して実現される。なお、絶縁部材３は、空間すなわち空気層でもよい。この空間を満たす空気層は、絶縁性および非磁性を有し、絶縁部材３として作用する。また、磁性部材４は、内部に渦電流が発生しないように、さらに絶縁性を有することが望ましく、たとえば、導電性を有した磁性体を材料として用いる場合、この磁性体を粉末状にしてプラスチック等の絶縁材料に混ぜ込み成形することによって、局所的に導電性を有しても、全体として絶縁性を有するように形成することが好ましい。
【００２３】
配線基板５は、情報端末装置１の機能を実現するためのＩＣチップ、各種電子回路等が表面に実装された回路基板であり、制御部Ｃ１を実現するＣＰＵを動作させる高速クロック等で発生するノイズを低減させるため、たとえば、基板の全面もしくは大部分の面がグランド面である層（グランドプレーン）を有した多層基板を用いて実現される。
【００２４】
表示装置６ａは、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ等を用いて実現され、情報読取処理によってＲＦＩＤタグ８から読み取られた情報等、各種情報をディスプレイ上に表示する。なお、表示装置６ａは、入力部７としてのタッチパネルをディスプレイ上に備えるようにしてもよく、この場合、ディスプレイおよびタッチパネルで発生するノイズを低減するため、たとえば、裏面など、表示面以外の表面に薄い金属板（シールド板）が設けられる。
【００２５】
入力ボタン７ａは、情報端末装置１が行う各種処理および動作の指示情報の入力を受け付ける。入力ボタン７ａは、たとえば、外部から押し込まれることによって配線基板５上に配置されたプッシュスイッチ７ｂの金属接点を接続し、所定の処理回路に接続信号を伝送する。
【００２６】
図３は、アンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４を底面側から見た場合の構成を模式的に示す斜視図である。図３に示すように、アンテナ２ａは、図上、上面側であって、情報端末装置１の底面側にコイル状に形成されたアンテナパターン２ａａを有する。電気導体９は、上述した配線基板５のグランドプレーン、表示装置６ａのシールド板、プッシュスイッチ７ｂの金属接点等、情報端末装置１内に存在する電気導体の総体を模式的に示したものである。情報端末装置１では、絶縁部材３および磁性部材４を配置しない場合、この電気導体９に発生する渦電流によってアンテナ２ａで発生する磁界が打ち消され、情報伝送距離が減小する。これに対し、従来は、電気導体９とアンテナ２ａとの間に磁性部材４を配置することによって、情報伝送距離の減小を抑制するようにしていたが、この実施の形態１では、さらに磁性部材４とアンテナ２ａとの間に絶縁部材３を配置することによって、情報伝送距離の減小を一層抑制するようにしている。なお、図３では、アンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４が互いに対向する面を同じ大きさで示しているが、必ずしもこの限りではなく、アンテナ２ａの大きさに対して絶縁部材３および磁性部材４の大きさをある程度大きくするか、あるいは小さくするようにしてもよい。また、図３では、磁性部材４と電気導体９との間隔層を空気層としているが、この間隔層に絶縁部材３と同様の絶縁部材を配置するようにしてもよい。
【００２７】
図４は、図３に示したアンテナ２ａ、絶縁部材３、磁性部材４および電気導体９のＡ−Ａ線断面図である。図４に示すように、絶縁部材３は、アンテナ２ａおよび磁性部材４に対して密着して配置されている。情報端末装置１の小型化を図る場合、アンテナ２ａと電気導体９との間隔は必然的に小さくなるため、このようにアンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４は互いに密着して配置させることが配置都合上、有効である。なお、実用的には、アンテナ２ａから電気導体９までの間隔は、０．１ｍｍでも小さいことが望まれ、具体的には１ｍｍ以下を目標とする場合がある。そして、このように限られたスペースの中でアンテナ２ａと電気導体９とが密接して配置される場合に、電気導体９に発生する渦電流をいかに抑制するかが本発明の課題である。
【００２８】
アンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４を互いに密着配置させるためには、図５に示すように、絶縁性および非磁性を有した絶縁基材３ａと絶縁接着剤３ｂとの２層によって絶縁部材３を形成し、絶縁接着剤３ｂによって絶縁基材３ａを磁性部材４に接着するようにしてもよい。さらに、絶縁基材３ａのアンテナ２ａに対向する面に絶縁接着剤の層を設け、絶縁基材３ａとアンテナ２ａとを接着するようにしてもよい。このように、アンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４を互いに接着することによって、安価かつ簡便に各部材を密着配置させることができる。この場合、絶縁接着剤３ｂは、塗布して形成する接着剤であってもよいし、貼付して形成する粘着テープであってもよい。
【００２９】
なお、絶縁部材３は、さらに複数層によって形成し、たとえば図６に示すように、絶縁基材３ｃ，３ｄおよび絶縁接着材３ｂの３層構造としてもよく、さらに、各層の部材を絶縁性および非磁性を有した絶縁接着剤によって接着するようにしてもよい。また、各部材を密着させる必要がない場合には、たとえば図７に示すように、絶縁部材３とアンテナ２ａとの間に部材を配置せず空気層３ｅを設けるようにしてもよい。この空気層３ｅは、絶縁性および非磁性を有し、絶縁部材３として作用する。
【００３０】
ここで、アンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４を配置する工程として、たとえば、図４に示したように個別に部材を配置する場合、情報端末装置１の筐体にアンテナ２ａを配置し、このアンテナ２ａの上に順次、絶縁部材３および磁性部材４を配置すればよい。また、図５に示したように絶縁接着剤３ｂによって部材を接着して配置する場合、たとえば、筐体にアンテナ２ａを配置し、その後、接着した絶縁部材３および磁性部材４をアンテナ２ａ上に配置すればよい。あるいは、情報端末装置１の筐体とは別に、アンテナ２ａ、絶縁部材３および磁性部材４を順次重ね合わせて一体の部品とし、その後、この一体の部品を筐体に固定するようにしてもよい。なお、絶縁部材３は、これら配置工程の前にあらかじめ、アンテナ２ａの最終的な情報伝送距離が所定値以上もしくは所定範囲内に入る厚さに成形しておくとよい。
【００３１】
つぎに、絶縁部材３を配置したアンテナ２ａと磁性部材４との間隔の作用によって、電気導体９に発生した渦電流に起因する情報伝送距離の減小が抑制されることを示す実験結果について説明する。図８は、アンテナ２ａから磁性体４までの間隔と、磁性部材４の厚さと、磁性部材４から電気導体９までの間隔とを変化させて測定した情報伝送距離の結果を示す図である。ここで、アンテナ２ａから磁性部材４までの間隔をＡ、磁性部材４の厚さをＢ、磁性部材４から電気導体９までの間隔をＣとすると、アンテナ２ａから電気導体９までの間隔は（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）に等しい。組合せ「１」は、従来技術に相当し、アンテナ２ａと磁性部材４、および磁性部材４と電気導体９をそれぞれ０．１５ｍｍ厚の粘着剤である両面テープによって貼り合わせた構成で情報伝送距離を測定した結果である。これに対して、組合せ「２」および「３」は、間隔Ａを間隔Ｃよりも大きくした本発明の構成による測定結果であり、それぞれ厚さＢを固定し、間隔Ａを変化させた場合の測定結果である。また、組合せ「４」は、厚さＢと間隔（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）とを組合せ「３」と等しくし、間隔Ａを間隔Ｃよりも小さくした構成の測定結果である。なお、この測定で使用したアンテナ２ａは、２５μｍ厚のポリイミドを基材としたフレキシブル配線板にアンテナパターンを形成しており、周波数１３．５６ＭＨｚの電波を送受信できる。
【００３２】
図８に示すように、間隔（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＝１．３ｍｍが等しい組合せ「１」および「３」の情報伝送距離はそれぞれ３５ｍｍおよび６０ｍｍであり、組合せ「３」は組合せ「１」の約１．７倍の情報伝送距離を有している。この結果は、間隔（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）が等しい場合、絶縁部材３を配置した間隔Ａを間隔Ｃよりも大きくすることによって、アンテナ２ａの情報伝送距離を少なくとも約１．７倍に延伸できることを示している。すなわち、この結果は、絶縁部材３を配置した間隔Ａを間隔Ｃよりも大きくすることによって、従来技術に比して、電気導体９に発生する渦電流に起因した情報伝送距離の減小を一層抑制できることを示している。
【００３３】
同様に、間隔（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＝１．３ｍｍが等しい組合せ「３」および「４」の情報伝送距離はそれぞれ６０ｍｍおよび４０ｍｍであり、組合せ「３」は組合せ「４」の約１．５倍の情報伝送距離を有している。この結果は、間隔（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）および厚さBが等しい場合、絶縁部材３を配置した間隔Ａを間隔Ｃよりも大きくし、すなわち、磁性部材４をアンテナ２ａよりも電気導体９に近く配置することによって、アンテナ２ａの情報伝送距離を少なくとも約１．５倍に延伸できることを示している。
【００３４】
また、組合せ「２」では、間隔（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＝１．１ｍｍであり、組合せ「１」に比べて、アンテナ２ａから電気導体９までの間隔が小さくなっているにもかかわらず、絶縁部材３を配置した間隔Ａを間隔Ｃよりも大きくすることによって、情報伝送距離を３５ｍｍから４５ｍｍへと約１．３倍に延伸できることを示している。この組合せ２の結果でも、情報伝送距離の減小を従来技術より抑制できることがわかる。
【００３５】
なお、磁性部材４は、アンテナ１から電気導体９方向に発生した磁束が磁性部材４の中を通り、磁性部材４を配置しない場合に比べ、電気導体９に錯交する磁束を減少させるため、情報送信距離の減小を抑制するものである。
【００３６】
以上説明したこの実施の形態１にかかる情報端末装置１およびこの情報端末装置１の製造方法によれば、装置の小型化等にともなってアンテナ２ａの近傍に情報端末装置１の内部に存在する金属等である電気導体９を配置する場合、アンテナ２ａと電気導体９との間に磁性を有した磁性部材４を配置し、さらに、アンテナ２ａから磁性部材４までの間隔Ａを磁性部材４から電気導体９までの間隔Ｃよりも大きくすることによって、電気導体９に発生する渦電流に起因したアンテナ２ａの情報伝送距離の減小を一層軽減することができ、確実に所望の情報伝送距離を得ることができる。
【００３７】
なお、上述した情報端末装置１は、ＲＦＩＤタグ８に対し所定周波数の電波を送受信して情報読取処理および情報書込処理を行う情報端末装置として説明したが、このような情報端末装置に限定されるものではなく、たとえば図９に示すような情報端末装置であってもよい。図９は、この実施の形態１の変形例としての情報端末装置の概要構成を示すブロック図である。図９に示すように、この変形例としての情報端末装置１１は、図１に示した情報端末装置１のＲＦＩＤ処理部２に代えて、アンテナ２ａを接続したＲＦＩＤチップ１２を備えている。情報端末装置１１は、アンテナ２ａによって、外部情報端末装置２１が備えるＲＦＩＤ処理部２２との間で所定周波数の電波を送受信する。そして、情報端末装置１１は、受信電波による外部情報端末装置２１からの指示情報をもとに、ＲＦＩＤチップ１２に対して情報の入出力を行う。なお、ＲＦＩＤ処理部２２は、アンテナ２２ａによって、情報端末装置１１に対して電波を送受信する。また、ＲＦＩＤチップ１２の起動、電力供給等は、情報端末装置１１または外部情報端末装置２１のどちらから行うようにしてもよい。
【００３８】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、アンテナ２ａと電気導体９との間に絶縁部材３と磁性部材４とを配置するようにしていたが、この実施の形態２では、磁性部材４と電気導体９との間に、さらに金属シートを配置するようにしている。
【００３９】
図１０は、本発明の実施の形態２にかかる情報端末装置のアンテナ周辺部の構成を示す断面図である。図１０に示すアンテナ周辺部の構成では、図５に示した構成であるアンテナ２ａ、絶縁部材３、磁性部材４および電気導体９に加えて、磁性部材４と電気導体９との間に金属シート１４が配置されている。この金属シート１４は、接着剤１３によって磁性部材４に接着されている。その他の構成は、情報端末装置１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００４０】
金属シート１４は、銅、アルミ等の導体金属によって形成され、シートに限らずプレート状であってもよい。接着剤１３は、絶縁体、電気導体、磁性体、非磁性体のいずれで形成されてもよく、また、塗布して形成する接着剤、貼付して形成する粘着テープ等のいずれであってもよい。金属シート１４は、この金属シート１４もしくは磁性部材４に形成された接着剤１３によって、磁性部材４に接着される。
【００４１】
このように金属シート１４をさらに配置することによって、アンテナ２ａから電気導体９方向に発生した磁束であって磁性部材４によって捕捉されなかった磁束は、金属シート１４に錯交して渦電流を発生させるが、電気導体９に錯交せず渦電流を発生させない。このため、電気導体９によって情報伝送距離が減小させられることがなくなり、たとえば、情報端末装置の組み付けのばらつきにともなってアンテナ２ａから電気導体９までの距離が個体によって変動しても、情報伝送距離は個体によらず安定させることができる。
【００４２】
ここで、図８に示す表との対応関係は、次の通りである。金属シート１４は、電気的には電気導体９と等価の動きを示すので、表中の電気導体９を金属シート１４に置き換えた形となる。つまり、磁性部材４と電気導体９の間隔（Ｃ）は、磁性部材４と金属シート１４の間隔（Ｃ）となり、さらに、アンテナ２ａと電気導体９の間隔（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）は、アンテナ２ａと金属シート１４の間隔（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）となる。
【００４３】
また、金属シート１４をさらに配置することによって、アンテナ２から金属シート１４までの積層部品をユニット化することができる。このユニット化によって、情報伝送距離を含む種々のアンテナ性能評価をユニット単体で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる情報端末装置の概要構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる情報端末装置の概要構成を示す斜視図である。
【図３】図１に示した情報端末装置のアンテナ周辺部材の構成を示す斜視図である。
【図４】図３に示したＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図５】図４に示した絶縁部材の変形例を示す断面図である。
【図６】図４に示した絶縁部材の変形例を示す断面図である。
【図７】図４に示した絶縁部材の変形例を示す断面図である。
【図８】図４に示した絶縁部材を配置したアンテナと磁性部材との間隔の作用によって情報伝送距離の減小が抑制される効果を説明する実験結果を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１にかかる情報端末装置の変形例の概要構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態２にかかる情報端末装置のアンテナ周辺部材の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１，１１ 情報端末装置
２，２２ ＲＦＩＤ処理部
２ａ，２２ａ アンテナ
２ａａ アンテナパターン
３ 絶縁部材
３ａ，３ｃ，３ｄ 絶縁基材
３ｂ 絶縁接着剤
３ｅ 空気層
４ 磁性部材
５ 配線基板
６ 表示部
６ａ 表示装置
７ 入力部
７ａ 入力ボタン
７ｂ プッシュスイッチ
８ ＲＦＩＤタグ
８ａ アンテナ
９ 電気導体
１２ ＲＦＩＤチップ
１３ 接着剤
１４ 金属シート
２１ 外部情報端末装置
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記憶媒体に対して非接触に情報処理を行う情報端末装置において、
前記情報記憶媒体との間で情報の伝送を行うアンテナと、
当該情報端末装置内に存在する電気導体と前記アンテナとの間に配置され、磁性を有した磁性部材と、
前記電気導体と前記アンテナとの間に配置され、非磁性かつ絶縁性を有した絶縁部材と、
を備え、前記アンテナと前記磁性部材とに挟まれた第１の層厚をｄ１、前記磁性部材と前記電気導体とに挟まれた第２の層厚をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする情報端末装置。
【請求項２】
外部情報端末装置によって非接触に情報処理が行われる情報記憶媒体を内蔵した情報端末装置において、
前記情報記憶媒体に接続され、前記外部情報端末装置との間で情報の伝送を行うアンテナと、
当該情報端末装置内に存在する電気導体と前記アンテナとの間に配置され、磁性を有した磁性部材と、
前記電気導体と前記アンテナとの間に配置され、非磁性かつ絶縁性を有した絶縁部材と、
を備え、前記アンテナと前記磁性部材とに挟まれた第１の層厚をｄ１、前記磁性部材と前記電気導体とに挟まれた第２の層厚をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする情報端末装置。
【請求項３】
前記絶縁部材は、前記アンテナによって前記情報の伝送を行うことができる情報伝送距離が所定値以上もしくは所定範囲内に入る厚さに設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の情報端末装置。
【請求項４】
前記絶縁部材は、非磁性かつ絶縁性を有した複数層によって形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の情報端末装置。
【請求項５】
前記絶縁部材は、それぞれ非磁性かつ絶縁性を有した接着剤、接着剤と基材、粘着材、または粘着材と基材によって形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の情報端末装置。
【請求項６】
前記磁性部材は、前記電気導体と対向する面に、金属シートもしくは金属板を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の情報端末装置。
【請求項７】
前記磁性部材は、前記電気導体と対向する面に、接着剤もしくは粘着剤によって、前記金属シートもしくは金属板を接着して有することを特徴とする請求項６に記載の情報端末装置。
【請求項８】
情報記憶媒体に対して非接触に情報処理を行う情報端末装置の製造方法において、
前記情報記憶媒体との間で情報の伝送を行うアンテナを配置するアンテナ配置工程と、
当該情報端末装置内に存在する電気導体と前記アンテナとの間に、磁性を有した磁性部材を配置する磁性部材配置工程と、
前記電気導体と前記アンテナとの間に、非磁性かつ絶縁性を有した絶縁部材を配置する絶縁部材配置工程と、
を含み、前記磁性部材配置工程は、前記アンテナと前記磁性部材とに挟まれた第１の層厚をｄ１、前記磁性部材と前記電気導体とに挟まれた第２の層厚をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすように前記磁性部材を配置することを特徴とする情報端末装置の製造方法。
【請求項９】
外部情報端末装置によって非接触に情報処理が行われる情報記憶媒体を内蔵した情報端末装置の製造方法において、
前記情報記憶媒体に接続され、前記外部情報端末装置との間で情報の伝送を行うアンテナを配置するアンテナ配置工程と、
当該情報端末装置内に存在する電気導体と前記アンテナとの間に、磁性を有した磁性部材を配置する磁性部材配置工程と、
前記電気導体と前記アンテナとの間に、非磁性かつ絶縁性を有した絶縁部材を配置する絶縁部材配置工程と、
を含み、前記磁性部材配置工程は、前記アンテナと前記磁性部材とに挟まれた第１の層厚をｄ１、前記磁性部材と前記電気導体とに挟まれた第２の層厚をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすように前記磁性部材を配置することを特徴とする情報端末装置の製造方法。
【請求項１０】
前記絶縁部材は、前記アンテナによって前記情報の伝送を行うことができる情報伝送距離が所定値以上もしくは所定範囲内に入る厚さに設定されることを特徴とする請求項８または９に記載の情報端末装置の製造方法。
【請求項１】
情報記憶媒体に対して非接触に情報処理を行う情報端末装置において、
前記情報記憶媒体との間で情報の伝送を行うアンテナと、
当該情報端末装置内に存在する電気導体と前記アンテナとの間に配置され、磁性を有した磁性部材と、
前記電気導体と前記アンテナとの間に配置され、非磁性かつ絶縁性を有した絶縁部材と、
を備え、前記アンテナと前記磁性部材とに挟まれた第１の層厚をｄ１、前記磁性部材と前記電気導体とに挟まれた第２の層厚をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする情報端末装置。
【請求項２】
外部情報端末装置によって非接触に情報処理が行われる情報記憶媒体を内蔵した情報端末装置において、
前記情報記憶媒体に接続され、前記外部情報端末装置との間で情報の伝送を行うアンテナと、
当該情報端末装置内に存在する電気導体と前記アンテナとの間に配置され、磁性を有した磁性部材と、
前記電気導体と前記アンテナとの間に配置され、非磁性かつ絶縁性を有した絶縁部材と、
を備え、前記アンテナと前記磁性部材とに挟まれた第１の層厚をｄ１、前記磁性部材と前記電気導体とに挟まれた第２の層厚をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする情報端末装置。
【請求項３】
前記絶縁部材は、前記アンテナによって前記情報の伝送を行うことができる情報伝送距離が所定値以上もしくは所定範囲内に入る厚さに設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の情報端末装置。
【請求項４】
前記絶縁部材は、非磁性かつ絶縁性を有した複数層によって形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の情報端末装置。
【請求項５】
前記絶縁部材は、それぞれ非磁性かつ絶縁性を有した接着剤、接着剤と基材、粘着材、または粘着材と基材によって形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の情報端末装置。
【請求項６】
前記磁性部材は、前記電気導体と対向する面に、金属シートもしくは金属板を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の情報端末装置。
【請求項７】
前記磁性部材は、前記電気導体と対向する面に、接着剤もしくは粘着剤によって、前記金属シートもしくは金属板を接着して有することを特徴とする請求項６に記載の情報端末装置。
【請求項８】
情報記憶媒体に対して非接触に情報処理を行う情報端末装置の製造方法において、
前記情報記憶媒体との間で情報の伝送を行うアンテナを配置するアンテナ配置工程と、
当該情報端末装置内に存在する電気導体と前記アンテナとの間に、磁性を有した磁性部材を配置する磁性部材配置工程と、
前記電気導体と前記アンテナとの間に、非磁性かつ絶縁性を有した絶縁部材を配置する絶縁部材配置工程と、
を含み、前記磁性部材配置工程は、前記アンテナと前記磁性部材とに挟まれた第１の層厚をｄ１、前記磁性部材と前記電気導体とに挟まれた第２の層厚をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすように前記磁性部材を配置することを特徴とする情報端末装置の製造方法。
【請求項９】
外部情報端末装置によって非接触に情報処理が行われる情報記憶媒体を内蔵した情報端末装置の製造方法において、
前記情報記憶媒体に接続され、前記外部情報端末装置との間で情報の伝送を行うアンテナを配置するアンテナ配置工程と、
当該情報端末装置内に存在する電気導体と前記アンテナとの間に、磁性を有した磁性部材を配置する磁性部材配置工程と、
前記電気導体と前記アンテナとの間に、非磁性かつ絶縁性を有した絶縁部材を配置する絶縁部材配置工程と、
を含み、前記磁性部材配置工程は、前記アンテナと前記磁性部材とに挟まれた第１の層厚をｄ１、前記磁性部材と前記電気導体とに挟まれた第２の層厚をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすように前記磁性部材を配置することを特徴とする情報端末装置の製造方法。
【請求項１０】
前記絶縁部材は、前記アンテナによって前記情報の伝送を行うことができる情報伝送距離が所定値以上もしくは所定範囲内に入る厚さに設定されることを特徴とする請求項８または９に記載の情報端末装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−１９０１８１（Ｐ２００６−１９０１８１Ａ）
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７９７（Ｐ２００５−２７９７）
【出願日】平成１７年１月７日（２００５．１．７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月７日（２００５．１．７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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