非接触通信媒体及び電子機器
【課題】通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止し、適正な通信特性を有する非接触通信媒体を提供する。
【解決手段】上記非接触通信媒体１００は、非接触通信用のアンテナモジュール１と、非接触通信の周波数において実数部（μ’）が１２０以上であり、虚数部（μ"）が７以上且つ２１以下である複素比透磁率を有する磁心部材５とを具備する。これによりリーダー／ライターから出力される基本搬送波以外の周波数帯の電磁波（ノイズ）を抑圧し、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止できる。
【解決手段】上記非接触通信媒体１００は、非接触通信用のアンテナモジュール１と、非接触通信の周波数において実数部（μ’）が１２０以上であり、虚数部（μ"）が７以上且つ２１以下である複素比透磁率を有する磁心部材５とを具備する。これによりリーダー／ライターから出力される基本搬送波以外の周波数帯の電磁波（ノイズ）を抑圧し、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）システム等の非接触データ通信に用いられる非接触通信媒体及びその非接触通信媒体が取り付けられた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、非接触型ＩＣカード等の非接触通信媒体の需要は益々増加し、鉄道等における改札システム、コンビニエンスストア等における料金支払いシステム、企業等における入退室システム等に広く活用されている。
【０００３】
例えば、料金支払いシステムでは、非接触通信媒体に内蔵された非接触型ＩＣモジュールが電子マネー機能を有しており、リーダー／ライターに非接触通信媒体をかざすだけで鉄道の運賃や商品の料金等の支払いを済ませることができる。
【０００４】
例えば、１３．５６ＭＨｚ帯において電磁誘導方式で非接触データ通信を行う非接触型ＩＣカードの場合、自由空間（周辺に金属体等がない状態）でリーダー／ライターと非接触データ通信を行うことを想定して設計されている。したがって、非接触型ＩＣカードの近傍に金属体が配置される場合、この金属体の表面に誘導される渦電流が非接触型ＩＣカードの非接触データ通信を妨害し、非接触データ通信が可能な距離（以下単に「通信可能距離」という）を著しく低下させることが知られている。
【０００５】
一方、このような渦電流を抑え、通信可能距離を改善するために、複素比透磁率の実数部が２５以上且つtanδが０．３以下の磁性シートが非接触通信媒体と金属体との間に配置されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２１９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この磁性シートによって通信可能距離は改善されるが、通信可能距離内に非接触データ通信のできない領域（以下単に「通信不感帯」という）が発生するという問題がある。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止し、適正な通信特性を有する非接触通信媒体及びその非接触通信媒体が取り付けられた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するため、本発明の一形態に係る非接触通信媒体は、電子機器の外面に取り付けられる非接触通信媒体であって、非接触通信用のアンテナモジュールと、磁心部材とを具備する。
この磁心部材は、非接触通信の周波数において、実数部が１２０以上であり、虚数部が７以上且つ２１以下である複素比透磁率を有する。
この磁心部材は、前記アンテナモジュールに積層される。
【００１０】
上記非接触通信媒体において、磁心部材は、非接触通信の周波数において、実数部が１２０以上であり、虚数部が７以上且つ２１以下である複素比透磁率を有している。この構成により、リーダー／ライターから出力される基本搬送波以外の周波数帯の電磁波（ノイズ）を抑圧し、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止できる。
【００１１】
また、前記アンテナモジュールが、アンテナコイルと、前記アンテナコイルを支持する支持部材とを有してもよい。
前記アンテナコイルは、前記支持部材の第１の面に配置され、前記磁心部材は、前記支持部材の第２の面に配置されてもよい。
【００１２】
この構成により、非接触通信媒体を電子機器の外面に取り付けるとき、アンテナコイルと電子機器の間に磁心部材を配置することができる。したがって、電子機器の外面に取り付けられた非接触通信媒体がリーダー／ライターにかざされたとき、磁心部材はアンテナコイルがリーダー／ライターから出力される電磁波と鎖交しやすくできる。
【００１３】
前記電子機器の外面に接着される粘着部材と、前記粘着部材と前記磁心部材との間に配置される金属部材とを更に具備してもよい。
【００１４】
この構成により、金属部材が、電子機器から非接触通信媒体への影響を防止し、磁心部材が、金属部材から非接触通信媒体への影響を防止できる。
【００１５】
前記磁心部材は、フェライトで構成されてもよい。
【００１６】
この構成により、磁心部材は、実数部が１２０以上で、虚数部が７以上且つ２１以下の複素比誘電率を有することができる。
【００１７】
本発明の一形態に係る電子機器は、本体と、この本体の外面に取り付けられる非接触通信媒体と、この非接触通信媒体を覆い、弾力性を有する保護部材とを具備する。
前記非接触通信媒体は、非接触通信用のアンテナモジュールと、磁心部材とを有する。
前記磁心部材は、前記非接触通信の周波数において、実数部が１２０以上であり、虚数部が７以上且つ２１以下である複素比透磁率を有する。
この磁心部材は、前記アンテナモジュールに積層される。
【００１８】
この構成により、非接触通信媒体に加えられる外力等によりアンテナモジュールが破壊されることを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止し、適正な通信特性を有する非接触通信媒体及びその非接触通信媒体が取り付けられた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態の非接触通信媒体の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施の形態の非接触通信媒体が取り付けられた面をリーダー／ライターに向けている電子機器の斜視図である。
【図３】図３は、従来の磁性シートを用いた場合の非接触通信媒体の通信距離特性を示すグラフである。
【図４】図４は、通信不感帯の有無の検討に用いた磁性材料の一例の複素比透磁率のグラフである。
【図５】図５は、実数部１１３且つ虚数部３．８の複素比透磁率の磁心部材を用いた非接触通信媒体の通信距離特性を示すグラフである。
【図６】図６は、実数部１１９且つ虚数部６．３の複素比透磁率の磁心部材を用いた非接触通信媒体の通信距離特性を示すグラフである。
【図７】図７は、実数部１２７且つ虚数部１０．４の複素比透磁率の磁心部材を用いた非接触通信媒体の通信距離特性を示すグラフである。
【図８】図８は、実数部１３５且つ虚数部１２．８の複素比透磁率の磁心部材を用いた非接触通信媒体の通信距離特性を示すグラフである。
【図９】図９は、実数部１４３且つ虚数部２０．２の複素比透磁率の磁心部材を用いた非接触通信媒体の通信距離特性を示すグラフである。
【図１０】図１０は、実数部１６７且つ虚数部４．０の複素比透磁率の磁心部材を用いた非接触通信媒体の通信距離特性を示すグラフである。
【図１１】図１１は、本発明の一実施の形態の非接触通信媒体の変形例の概略構成を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照し、本発明の一実施の形態の非接触通信媒体及びその非接触通信媒体が取り付けられた電子機器について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態の非接触通信媒体の概略構成を示す分解斜視図である。本実施形態の非接触通信媒体１００は、アンテナモジュール１と、磁心部材５と、保護部材６と、粘着部材１０とを有する。
【００２３】
非接触通信媒体１００は、電子機器５００に貼り付けられる。電子機器５００は、外面５０１を有する筺体５０２を備え、筺体５０２には、図示しない電子回路が実装された基板が収納されている。本実施の形態では、図１に示すように、筺体５０２の裏面５０１’に非接触通信媒体１００が貼り付けられるが、これに限らず外面５０１の他の位置に非接触通信媒体１００が貼り付けられてもよい。
【００２４】
［非接触通信媒体］
非接触通信媒体１００は、図１に示すように、１３．５６ＭＨｚ帯の非接触通信用のアンテナモジュール１を有する。アンテナモジュール１は、ベース基板２と、ベース基板２上に形成されたアンテナコイル３と、アンテナコイル３に電気的に接続される信号処理回路部４とを有している。
【００２５】
アンテナコイル３は、リーダー／ライターのアンテナ部と誘導結合されることで非接触通信媒体１００とリーダー／ライターとの非接触データ通信が実行される。アンテナコイル３は、例えば、ベース基板２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あって、平面内でループ状に巻回するように形成される。このアンテナコイル３の開口面積を大きくすることで、非接触通信媒体１００の通信特性を向上させることができる。
【００２６】
本実施の形態のベース基板２は、例えば、ポリイミド、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もよい。例えば、ベース基板２としてフレキシブル基板が用いられることによって、本体５０２の裏面５０１’が曲面であっても、裏面５０１’に沿って非接触通信媒体１００を接着することができる。
【００２７】
図１では、本実施の形態のベース基板２の形状は矩形であるが、例えば、円形や多角形であってもよい。また、ベース基板２の大きさも適宜設定可能である。例えば、アンテナコイル３の開口面積が所定の大きさになるように、ベース基板２の形状や大きさ等が適宜設定される。
【００２８】
信号処理回路部４は、非接触データ通信に必要な信号処理回路及び情報を格納したＩＣチップ４ａや同調用コンデンサ等の電気・電子部品で構成される。信号処理回路部４は、複数の部品群で構成されてもよいし、あるいは単一の部品で構成されてもよい。信号処理回路部４は、ベース基板２上の、例えば、アンテナコイル３の内方側に配置される。
【００２９】
ここで、ベース基板２のアンテナコイル３や信号処理回路部４が形成される面を、アンテナモジュール１の第１の面１ａとし、反対側の面をアンテナモジュール１の第２の面１ｂとする。
【００３０】
アンテナモジュール１の第２の面１ｂには、磁心部材５と、粘着部材１０とがそれぞれ設けられる。
【００３１】
磁心部材５は、シート状の磁性材料で形成される。本実施形態では、磁心部材５はベース基板２よりも大きい矩形シートで形成されているが、大きさはこれに限定されず、例えばベース基板２と同等の大きさで形成されてもよい。
【００３２】
磁心部材５は、１３．５６ＭＨｚ帯において、実数部（μ’）が１２０以上であり、虚数部（μ"）が７以上且つ２１以下である複素比透磁率を有する。これにより、後述するように、リーダー／ライターから出力される基本搬送波以外の周波数帯の電磁波（ノイズ）を抑圧し、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止できる。
【００３３】
上記特性を有する磁性材料として、本実施形態では、フェライトが用いられる。磁心部材５は、フェライトシート単独で用いられてもよいが、プラスチックフィルム等でフェライトシートを被覆したものでもよい。この場合、フェライトは定形のシート状に限られず、破片をシート状に敷き詰めたものでもよい。
【００３４】
粘着部材１０は、例えば、両面粘着シート等からなり、この粘着部材１０により非接触通信媒体１００が電子機器５００の裏面５０１’に接着される。
【００３５】
保護部材６は、アンテナモジュール１の第１の面１ａを覆うようにが形成される。保護部材６は、例えば、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、エポキシ系樹脂、又は塩化ビニル系樹脂等からなる液体材料がポッティングされることで形成される。例えば、所定の型に液体材料が充填され固められることで作成された保護部材６が、図示しない粘着シートによりアンテナモジュール１の第１の面１ａ側に接着されてもよい。または、アンテナモジュール１の第１の面１ａ側に液体材料が滴下されることで、保護部材６が形成されてもよい。
【００３６】
保護部材６は、透明樹脂によって形成されることによって非接触通信媒体１００の外部から加飾層が視認可能となる。また、保護部材６は、保護部材６により加飾層が保護されるので、加飾層の劣化が防止され、長期にわたり非接触通信媒体１００のデザイン性が維持される。保護部材６は、無色透明に限られず、有色透明、無色半透明、又は有色半透明でもよい。また、保護部材６の内部に加飾用の粉末や着色剤が含有されてもよい。さらに加飾層が保護部材６の内部に埋め込まれてもよい。
【００３７】
本実施の形態では、保護部材６がポッティングにより形成されるので、保護部材６の形状、大きさ、厚み等を種々のものに設定することが容易であり、非接触通信媒体１００のデザイン性を向上させることができる。また保護部材６を形成するために金型を用いる必要がないので、保護部材６の形状変更等を伴うモデルチェンジの対応に多大なコストを要することがない。この結果、非接触通信媒体１００の多品種少ロット生産を容易に実現することができる。
【００３８】
また保護部材６としては、弾力性を有するものが用いられる。これにより非接触通信媒体１００に加えられる外力等により、アンテナモジュール１が破壊されることを防ぐことができる。例えば、約２０℃程度の常温状態において、ショア硬度Ａ０以上Ａ９０以下の範囲となるように、保護部材６の硬度が適宜設定される。例えば、保護部材６がショア硬度Ａ０以下の硬度となると、保護部材６の強度が不十分となる。一方、保護部材６がショア硬度Ａ９０以上の硬度となると、外力等を吸収することができなくなる。いずれにしても、保護部材６によりアンテナモジュール１を十分に保護することが難しくなる。
【００３９】
また、弾力性を有する保護部材６が用いられることで、電子機器５００の裏面５０１’の形状に沿って非接触通信媒体１００を接着することができる。さらに、保護部材６により、部品等が配置されているアンテナモジュール１の第１の面１ａ上を、配置されている部品の形状に沿って覆うことができる。
【００４０】
なお、本実施の形態の非接触通信媒体１００は、何度でも貼り替えて用いることが可能である。従って、新しい電子機器を購入した場合でも、その電子機器に非接触通信媒体１００を装着することで、非接触データ通信を行うことができる。しかしながら、例えば、非接触通信媒体１００が無断で剥がされて他人に使用されることを防ぐために、剥がされたときにアンテナモジュール１の非接触データ通信の機能が停止するようにしてもよい。
【００４１】
図２は、本発明の一実施の形態の非接触通信媒体が取り付けられた面をリーダー／ライターに向けている電子機器の斜視図である。
【００４２】
上記構成を有する非接触通信媒体１００が接着された電子機器５００を用いて、外部のリーダー／ライター３００と非接触データ通信を行う際には、図２に示すように、電子機器５００の裏面５０１’をリーダー／ライター３００のアンテナ部に接近させる。そして、リーダー／ライター３００のアンテナ部から出力された電磁波あるいは高周波磁界が、アンテナモジュール１のアンテナコイル３と鎖交することによって、アンテナコイル３に電磁波あるいは高周波磁界の強さに応じて誘導電流が発生する。この誘導電流は信号処理回路部４において整流され、ＩＣチップ４ａ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４において変調され、アンテナコイル３を介して３００のアンテナ部へ送信される。
【００４３】
（磁心部材の複素比透磁率の評価）
通信妨害部材となる金属面の近傍で用いることができるようにするため、非接触通信媒体は、通信妨害部材との間に磁性シートが配置される。磁性シートは、一般的には、複素比透磁率の実数部μ’が大きい材料から成り、磁力線が磁性シートを集中して通り、近傍に存在する通信妨害部材内を通らないか、又は通りにくくしている。
【００４４】
例えば、通信妨害部材の代わりに電子機器が非接触通信媒体の近傍に配置された（又は電子機器の外部に非接触通信媒体が取り付けられた）状態で、アンテナコイルと電子機器の間に磁性シートが設けられていない場合、磁力線が電子機器の金属筺体の表面近傍を通り、磁界の変化に伴って電子機器の金属筺体の表面に渦電流が誘導されるため、渦電流損によって磁界のエネルギーが熱エネルギーに変換され、磁界のエネルギーが吸収される。また、渦電流による逆向きの磁界が非接触データ通信を妨害することになる。
【００４５】
また、従来の磁性シートには、通常、複素比透磁率の虚数部μ"が小さい材料が用いられており、この磁性シートの中を磁束が通過しても通過に伴う磁性シート内でのエネルギーの損失を小さく抑えている。
【００４６】
図３は、従来の磁性シート（μ’＝１０５、μ"＝３）を用いた場合の非接触通信媒体の通信距離特性を示すグラフである。
【００４７】
図３の通信距離特性は、非接触通信媒体１００を電子機器５００の外面に取り付けた状態で、遠い距離から徐々にリーダー／ライター３００に近づけたときのものである。
なお、磁心部材の複素比透磁率の評価に用いた電子機器、非接触通信媒体、及び保護部材は以下の通りである。
電子機器： ソフトバンクモバイル株式会社製「ｉＰｈｏｎｅ３Ｇ（商品名）」
非接触通信媒体： アンテナコイルと、
ＦｅｌｉＣａ（ソニー株式会社の登録商標）チップと、が搭載されたモジュール
保護部材： ウレタン系部材
【００４８】
図３のグラフの横軸の数値は、リーダー／ライター３００から出力される電磁波の周波数を示し、縦軸の数値は、非接触通信媒体１００とリーダー／ライター３００の間の距離を示している。
【００４９】
ここで、図３のグラフに示した通信正答率を次のように定義する。
リーダー／ライター３００の電磁波の周波数と、非接触通信媒体１００からリーダー／ライター３００までの距離を変え、各位置及び周波数でリーダー／ライター３００が非接触通信媒体１００に対して予め設定された回数の非接触データ通信を行う。そして、一回の失敗もせずに非接触データ通信を行ったとき、通信正答率１００％と定義する。
指定された位置及び周波数において同様に予め設定された回数の非接触データ通信を繰り返し、通信正答率を評価している。
【００５０】
図３の通信距離特性では、一点破線で示す領域、すなわち（非接触通信媒体１００のアンテナの共振周波数１３．５６ＭＨｚを含む）１３.１１ＭＨｚから１３.８１ＭＨｚにおいてリーダー／ライター３００の近傍に通信不感帯が存在することを示している。
【００５１】
ここで、通信可能距離及び通信不感帯を以下のように定義する。
非接触通信媒体１００とリーダー／ライター３００の間の距離を変え、各距離でリーダー／ライター３００が非接触通信媒体１００に対して複数回の非接触データ通信を行う。そして、通信正答率１００％で非接触データ通信を行った距離を通信可能距離と定義する。
非接触通信媒体１００とリーダー／ライター３００の間の距離を離散的に変え、各距離でリーダー／ライター３００が非接触通信媒体１００に対して複数回の非接触データ通信を行う。そして、通信可能距離の範囲内で通信正答率１００％未満、すなわち一回以上非接触データ通信が失敗に終わった位置又はその区間を通信不感帯と定義する。
【００５２】
この通信距離特性のようにリーダー／ライター３００の近傍に通信不感帯が存在している場合、ユーザが非接触通信媒体１００をリーダー／ライター３００にかざしても、非接触通信媒体１００がリーダー／ライター３００の電磁波に反応しないことも考えられる。
【００５３】
また、（機種によって格差はあるが）リーダー／ライター３００は、基本搬送波の１３．５６ＭＨｚ以外の周波数帯の電磁波（例えば、基本搬送波の高調波成分）も発生しているため、リーダー／ライター３００の近傍においては、たとえ微弱な高調波成分（非接触データ通信には必要のない成分）であっても、高調波成分が非接触通信媒体１００に影響を及ぼし、非接触データ通信を失敗させている可能性が高いと考えられる。
【００５４】
また、リーダー／ライター３００の種類も年々増加傾向にあり、用途・目的に応じて設計されているため、リーダー／ライター３００と非接触通信媒体の組合せによって多様な通信不感帯が発生すると考えられる。したがって、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止できる磁心部材が必要とされている。
【００５５】
次に、本実施の形態の非接触通信媒体を構成する磁心部材の複素比透磁率について説明する。
【００５６】
図４は、通信距離特性の通信不感帯の有無の検討に用いた磁性材料の複素比透磁のグラフである。
【００５７】
実際には、複素比透磁率の異なる多数のフェライトシートについて通信不感帯の有無を調査／評価しているが、図４に例示したのは下記複素比透磁率を有するフェライトシートである。
サンプル番号 虚数部μ’ 実数部μ"
Ｎｏ．１ １１３ ３．８
Ｎｏ．２ １１９ ６．３
Ｎｏ．３ １２７ １０．４
Ｎｏ．４ １３５ １２．８
Ｎｏ．５ １４３ ２０．２
【００５８】
なお、磁心部材の複素比透磁率は、１６４５４Ａ磁性材料測定電極を用いた透磁率の測定システムで測定している（アジレント社、アプリケーション・ノート１３６９‐１「インピーダンス測定技術を用いた誘電体、磁性体材料測定」、第１５〜１８頁参照）。
【００５９】
また、図４のグラフの横軸の数値は複素比透磁率の実数部を示し、縦軸の数値は複素比透磁率の虚数部を示している。
【００６０】
図５乃至１０は、複素比透磁率の異なる複数のフェライトシートを用いて磁心部材を構成したときの通信距離特性を示すグラフである。
図５は、μ’＝１１３、μ"＝３．８のフェライトシート（サンプル１）を用いた場合の通信特性である。
図６は、μ’＝１１９、μ"＝６．３のフェライトシート（サンプル２）を用いた場合の通信特性である。
図７は、μ’＝１２７、μ"＝１０．４のフェライトシート（サンプル３）を用いた場合の通信特性である。
図８は、μ’＝１３５、μ"＝１２．８のフェライトシート（サンプル４）を用いた場合の通信特性である。
図９は、μ’＝１４３、μ"＝２０．２のフェライトシート（サンプル５）を用いた場合の通信特性である。
図１０は、μ’＝１６７、μ"＝４．０のフェライトシート（サンプル６）を用いた場合の通信特性である。
【００６１】
これらのフェライトシートを評価するため、非接触通信媒体１００とリーダー／ライター３００の間の距離を変え、距離毎にリーダー／ライター３００が非接触通信媒体１００に対して複数回の非接触データ通信を行って、通信正答率１００％か否を判定している。
【００６２】
また、図５乃至１０のグラフは"Ｙ−１０"，"Ｘ−１０"，"ＸＹ０"，"Ｘ＋１０"，"Ｙ＋１０"の５つの異なる条件下の通信距離特性を示している。
【００６３】
（１）"Ｙ−１０"の通信距離特性は、リーダー／ライター３００の不図示のアンテナコイルの中心軸に対してＹ軸方向に非接触通信媒体のアンテナコイルが−１０ｍｍずれた状態で、非接触通信媒体を遠い距離から徐々にリーダー／ライター３００に近づけたときのものである。
（２）"Ｘ−１０"の通信距離特性は、リーダー／ライター３００の不図示のアンテナコイルの中心軸に対してＸ軸方向に非接触通信媒体のアンテナコイルが−１０ｍｍずれた状態で、非接触通信媒体を遠い距離から徐々にリーダー／ライター３００に近づけたときのものである。
（３）"ＸＹ０"の通信距離特性は、リーダー／ライター３００の不図示のアンテナコイルの中心軸と非接触通信媒体のアンテナコイルの中心軸が一致する状態で、非接触通信媒体を遠い距離から徐々にリーダー／ライター３００に近づけたときのものである。
（４）"Ｘ＋１０"の通信距離特性は、リーダー／ライター３００の不図示のアンテナコイルの中心軸に対してＸ軸方向に非接触通信媒体のアンテナコイルが＋１０ｍｍずれた状態で、非接触通信媒体を遠い距離から徐々にリーダー／ライター３００に近づけたときのものである。
（５）"Ｙ＋１０"の通信距離特性は、リーダー／ライター３００の不図示のアンテナコイルの中心軸に対してＹ軸方向に非接触通信媒体のアンテナコイルが＋１０ｍｍずれた状態で、非接触通信媒体を遠い距離から徐々にリーダー／ライター３００に近づけたときのものである。
【００６４】
図５乃至１０の"Ｙ−１０"，"Ｘ−１０"，"ＸＹ０"，"Ｘ＋１０"，"Ｙ＋１０"の通信距離特性では、非接触通信媒体とリーダー／ライター３００との間で非接触データ通信を複数回繰り返し、一度でも通信不能になった領域を通信不感帯として記録している。
【００６５】
サンプル１（図５）では、"Ｙ−１０"の通信距離特性の４ｍｍ付近と"Ｘ＋１０"の通信距離特性の３ｍｍ付近に通信不感帯が発生している。サンプル２（図６）では、"Ｙ−１０"の通信距離特性の４ｍｍ付近と"Ｘ＋１０"の通信距離特性の３ｍｍ付近に通信不感帯が発生している。サンプル６（図１０）では、複素比透磁率の実数部が大きいにもかかわらず、"Ｙ−１０"の通信距離特性の４ｍｍ付近に通信不感帯が発生している。
【００６６】
サンプル１，２の結果より、μ’が１２０未満で、μ"が７以下の磁心部材では、通信不感帯領域の発生により安定した通信特性を確保できないことが確認された。また、サンプル６に関しては、μ’が１２０以上であるものの、μ"が４と小さいため、限られた領域で通信不感帯が確認された。
【００６７】
これに対して、サンプル３〜５（図７乃至９）では、"Ｙ−１０"，"Ｘ−１０"，"ＸＹ０"，"Ｘ＋１０"，"Ｙ＋１０"の何れの通信距離特性にも通信不感帯は発生していない。すなわち、複素比透磁率の実数部（μ’）が１２０以上であり、虚数部（μ"）が７以上且つ２１以下である場合、通信不感帯を生じさせることなく安定した通信特性が確保されることが確認される。
【００６８】
以上の結果から、磁心部材の複素比透磁率の実数部が大きいだけでは、通信不感帯の発生を防止することはできないことが明らかとなった。すなわち、リーダー／ライターの基本搬送波の１３．５６ＭＨｚ以外の周波数帯の電磁波（例えば、基本搬送波の高調波成分）の影響を阻止するため、磁心部材には、複素比透磁率の実数部だけでなく、虚数部もある程度の大きな磁性材料を選択する必要がある。
【００６９】
なお、複素比透磁率の虚数部が大きいと磁性部材による電力損失も大きくなるので、複素比透磁率の虚数部を適切な範囲に限定することが重要である。
【００７０】
なお、サンプル３〜５について、ソニー株式会社が定めるＦｅｌｉＣａ性能検定及びビットワレット株式会社が定めるＥｄｙカード技術検定の全対象機種において検定基準を満足することが確認された。
【００７１】
以上、本実施の形態によれば、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止し、電子機器の外部に取り付けられた非接触通信媒体が適正な通信特性を有することができる。
【００７２】
＜変形例＞
本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更され得る。
【００７３】
例えば非接触通信媒体は、金属部材をさらに有してもよい。図１１は、上述の一実施の形態の非接触通信媒体の変形例の概略構成を示す斜視図である。
非接触通信媒体２００は、図１１に示すように、１３．５６ＭＨｚ帯の非接触通信用のアンテナコイル２０１を有する。アンテナモジュール１は、ベース基板２と、ベース基板２上に形成されたアンテナコイル３と、アンテナコイル３に電気的に接続される信号処理回路部４とを有している。アンテナモジュール１の第２の面１ｂには、磁心部材５と、金属部材１５と、粘着部材１０とがこの順で設けられ、図示しない両面粘着シート等によりそれぞれ接着される。金属部材１５は、ステンレス板やアルミニウム板などの金属板で形成される。
【００７４】
金属部材１５が磁心部材５と粘着材１０との間に配置されることで、電子機器５００への取付け前と取付け後における非接触通信媒体の通信特性の変化を抑制することができる。また電子機器の種類によらず、非接触通信媒体の安定した通信特性を確保することができる。
【００７５】
上記の各実施形態で説明した非接触通信媒体が取り付けられる電子機器としては、例えば、デジタルカメラ及びデジタルビデオカメラ等の撮像装置、携帯電話及び携帯型オーディオビジュアル機器等の端末装置、携帯ゲーム機器、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、オンスクリーンキーボード、電子辞書、ディスプレイ装置、オーディオ／ビジュアル機器、プロジェクタ、ゲーム機器、ロボット機器、その他の電化製品等が挙げられる。
【００７６】
また以上の実施形態では、電子機器に取り付けられる非接触通信媒体を例に挙げて説明したが、例えばＩＣカードのように、電子機器に取り付けられない非接触通信媒体にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１…アンテナモジュール
１ａ…アンテナモジュールの第１の面
１ｂ…アンテナモジュールの第２の面
５…取付け媒体
５ａ…磁性部材
５ｂ…金属部材
５ｃ…粘着部材
６…保護部材
１００、２００…非接触通信媒体
３００…リーダー／ライター
５００…電子機器
５０１…電子機器の外面
５０１’…電子機器の裏面
５０２…電子機器の本体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）システム等の非接触データ通信に用いられる非接触通信媒体及びその非接触通信媒体が取り付けられた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、非接触型ＩＣカード等の非接触通信媒体の需要は益々増加し、鉄道等における改札システム、コンビニエンスストア等における料金支払いシステム、企業等における入退室システム等に広く活用されている。
【０００３】
例えば、料金支払いシステムでは、非接触通信媒体に内蔵された非接触型ＩＣモジュールが電子マネー機能を有しており、リーダー／ライターに非接触通信媒体をかざすだけで鉄道の運賃や商品の料金等の支払いを済ませることができる。
【０００４】
例えば、１３．５６ＭＨｚ帯において電磁誘導方式で非接触データ通信を行う非接触型ＩＣカードの場合、自由空間（周辺に金属体等がない状態）でリーダー／ライターと非接触データ通信を行うことを想定して設計されている。したがって、非接触型ＩＣカードの近傍に金属体が配置される場合、この金属体の表面に誘導される渦電流が非接触型ＩＣカードの非接触データ通信を妨害し、非接触データ通信が可能な距離（以下単に「通信可能距離」という）を著しく低下させることが知られている。
【０００５】
一方、このような渦電流を抑え、通信可能距離を改善するために、複素比透磁率の実数部が２５以上且つtanδが０．３以下の磁性シートが非接触通信媒体と金属体との間に配置されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２１９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この磁性シートによって通信可能距離は改善されるが、通信可能距離内に非接触データ通信のできない領域（以下単に「通信不感帯」という）が発生するという問題がある。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止し、適正な通信特性を有する非接触通信媒体及びその非接触通信媒体が取り付けられた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するため、本発明の一形態に係る非接触通信媒体は、電子機器の外面に取り付けられる非接触通信媒体であって、非接触通信用のアンテナモジュールと、磁心部材とを具備する。
この磁心部材は、非接触通信の周波数において、実数部が１２０以上であり、虚数部が７以上且つ２１以下である複素比透磁率を有する。
この磁心部材は、前記アンテナモジュールに積層される。
【００１０】
上記非接触通信媒体において、磁心部材は、非接触通信の周波数において、実数部が１２０以上であり、虚数部が７以上且つ２１以下である複素比透磁率を有している。この構成により、リーダー／ライターから出力される基本搬送波以外の周波数帯の電磁波（ノイズ）を抑圧し、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止できる。
【００１１】
また、前記アンテナモジュールが、アンテナコイルと、前記アンテナコイルを支持する支持部材とを有してもよい。
前記アンテナコイルは、前記支持部材の第１の面に配置され、前記磁心部材は、前記支持部材の第２の面に配置されてもよい。
【００１２】
この構成により、非接触通信媒体を電子機器の外面に取り付けるとき、アンテナコイルと電子機器の間に磁心部材を配置することができる。したがって、電子機器の外面に取り付けられた非接触通信媒体がリーダー／ライターにかざされたとき、磁心部材はアンテナコイルがリーダー／ライターから出力される電磁波と鎖交しやすくできる。
【００１３】
前記電子機器の外面に接着される粘着部材と、前記粘着部材と前記磁心部材との間に配置される金属部材とを更に具備してもよい。
【００１４】
この構成により、金属部材が、電子機器から非接触通信媒体への影響を防止し、磁心部材が、金属部材から非接触通信媒体への影響を防止できる。
【００１５】
前記磁心部材は、フェライトで構成されてもよい。
【００１６】
この構成により、磁心部材は、実数部が１２０以上で、虚数部が７以上且つ２１以下の複素比誘電率を有することができる。
【００１７】
本発明の一形態に係る電子機器は、本体と、この本体の外面に取り付けられる非接触通信媒体と、この非接触通信媒体を覆い、弾力性を有する保護部材とを具備する。
前記非接触通信媒体は、非接触通信用のアンテナモジュールと、磁心部材とを有する。
前記磁心部材は、前記非接触通信の周波数において、実数部が１２０以上であり、虚数部が７以上且つ２１以下である複素比透磁率を有する。
この磁心部材は、前記アンテナモジュールに積層される。
【００１８】
この構成により、非接触通信媒体に加えられる外力等によりアンテナモジュールが破壊されることを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止し、適正な通信特性を有する非接触通信媒体及びその非接触通信媒体が取り付けられた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態の非接触通信媒体の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施の形態の非接触通信媒体が取り付けられた面をリーダー／ライターに向けている電子機器の斜視図である。
【図３】図３は、従来の磁性シートを用いた場合の非接触通信媒体の通信距離特性を示すグラフである。
【図４】図４は、通信不感帯の有無の検討に用いた磁性材料の一例の複素比透磁率のグラフである。
【図５】図５は、実数部１１３且つ虚数部３．８の複素比透磁率の磁心部材を用いた非接触通信媒体の通信距離特性を示すグラフである。
【図６】図６は、実数部１１９且つ虚数部６．３の複素比透磁率の磁心部材を用いた非接触通信媒体の通信距離特性を示すグラフである。
【図７】図７は、実数部１２７且つ虚数部１０．４の複素比透磁率の磁心部材を用いた非接触通信媒体の通信距離特性を示すグラフである。
【図８】図８は、実数部１３５且つ虚数部１２．８の複素比透磁率の磁心部材を用いた非接触通信媒体の通信距離特性を示すグラフである。
【図９】図９は、実数部１４３且つ虚数部２０．２の複素比透磁率の磁心部材を用いた非接触通信媒体の通信距離特性を示すグラフである。
【図１０】図１０は、実数部１６７且つ虚数部４．０の複素比透磁率の磁心部材を用いた非接触通信媒体の通信距離特性を示すグラフである。
【図１１】図１１は、本発明の一実施の形態の非接触通信媒体の変形例の概略構成を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照し、本発明の一実施の形態の非接触通信媒体及びその非接触通信媒体が取り付けられた電子機器について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態の非接触通信媒体の概略構成を示す分解斜視図である。本実施形態の非接触通信媒体１００は、アンテナモジュール１と、磁心部材５と、保護部材６と、粘着部材１０とを有する。
【００２３】
非接触通信媒体１００は、電子機器５００に貼り付けられる。電子機器５００は、外面５０１を有する筺体５０２を備え、筺体５０２には、図示しない電子回路が実装された基板が収納されている。本実施の形態では、図１に示すように、筺体５０２の裏面５０１’に非接触通信媒体１００が貼り付けられるが、これに限らず外面５０１の他の位置に非接触通信媒体１００が貼り付けられてもよい。
【００２４】
［非接触通信媒体］
非接触通信媒体１００は、図１に示すように、１３．５６ＭＨｚ帯の非接触通信用のアンテナモジュール１を有する。アンテナモジュール１は、ベース基板２と、ベース基板２上に形成されたアンテナコイル３と、アンテナコイル３に電気的に接続される信号処理回路部４とを有している。
【００２５】
アンテナコイル３は、リーダー／ライターのアンテナ部と誘導結合されることで非接触通信媒体１００とリーダー／ライターとの非接触データ通信が実行される。アンテナコイル３は、例えば、ベース基板２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あって、平面内でループ状に巻回するように形成される。このアンテナコイル３の開口面積を大きくすることで、非接触通信媒体１００の通信特性を向上させることができる。
【００２６】
本実施の形態のベース基板２は、例えば、ポリイミド、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もよい。例えば、ベース基板２としてフレキシブル基板が用いられることによって、本体５０２の裏面５０１’が曲面であっても、裏面５０１’に沿って非接触通信媒体１００を接着することができる。
【００２７】
図１では、本実施の形態のベース基板２の形状は矩形であるが、例えば、円形や多角形であってもよい。また、ベース基板２の大きさも適宜設定可能である。例えば、アンテナコイル３の開口面積が所定の大きさになるように、ベース基板２の形状や大きさ等が適宜設定される。
【００２８】
信号処理回路部４は、非接触データ通信に必要な信号処理回路及び情報を格納したＩＣチップ４ａや同調用コンデンサ等の電気・電子部品で構成される。信号処理回路部４は、複数の部品群で構成されてもよいし、あるいは単一の部品で構成されてもよい。信号処理回路部４は、ベース基板２上の、例えば、アンテナコイル３の内方側に配置される。
【００２９】
ここで、ベース基板２のアンテナコイル３や信号処理回路部４が形成される面を、アンテナモジュール１の第１の面１ａとし、反対側の面をアンテナモジュール１の第２の面１ｂとする。
【００３０】
アンテナモジュール１の第２の面１ｂには、磁心部材５と、粘着部材１０とがそれぞれ設けられる。
【００３１】
磁心部材５は、シート状の磁性材料で形成される。本実施形態では、磁心部材５はベース基板２よりも大きい矩形シートで形成されているが、大きさはこれに限定されず、例えばベース基板２と同等の大きさで形成されてもよい。
【００３２】
磁心部材５は、１３．５６ＭＨｚ帯において、実数部（μ’）が１２０以上であり、虚数部（μ"）が７以上且つ２１以下である複素比透磁率を有する。これにより、後述するように、リーダー／ライターから出力される基本搬送波以外の周波数帯の電磁波（ノイズ）を抑圧し、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止できる。
【００３３】
上記特性を有する磁性材料として、本実施形態では、フェライトが用いられる。磁心部材５は、フェライトシート単独で用いられてもよいが、プラスチックフィルム等でフェライトシートを被覆したものでもよい。この場合、フェライトは定形のシート状に限られず、破片をシート状に敷き詰めたものでもよい。
【００３４】
粘着部材１０は、例えば、両面粘着シート等からなり、この粘着部材１０により非接触通信媒体１００が電子機器５００の裏面５０１’に接着される。
【００３５】
保護部材６は、アンテナモジュール１の第１の面１ａを覆うようにが形成される。保護部材６は、例えば、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、エポキシ系樹脂、又は塩化ビニル系樹脂等からなる液体材料がポッティングされることで形成される。例えば、所定の型に液体材料が充填され固められることで作成された保護部材６が、図示しない粘着シートによりアンテナモジュール１の第１の面１ａ側に接着されてもよい。または、アンテナモジュール１の第１の面１ａ側に液体材料が滴下されることで、保護部材６が形成されてもよい。
【００３６】
保護部材６は、透明樹脂によって形成されることによって非接触通信媒体１００の外部から加飾層が視認可能となる。また、保護部材６は、保護部材６により加飾層が保護されるので、加飾層の劣化が防止され、長期にわたり非接触通信媒体１００のデザイン性が維持される。保護部材６は、無色透明に限られず、有色透明、無色半透明、又は有色半透明でもよい。また、保護部材６の内部に加飾用の粉末や着色剤が含有されてもよい。さらに加飾層が保護部材６の内部に埋め込まれてもよい。
【００３７】
本実施の形態では、保護部材６がポッティングにより形成されるので、保護部材６の形状、大きさ、厚み等を種々のものに設定することが容易であり、非接触通信媒体１００のデザイン性を向上させることができる。また保護部材６を形成するために金型を用いる必要がないので、保護部材６の形状変更等を伴うモデルチェンジの対応に多大なコストを要することがない。この結果、非接触通信媒体１００の多品種少ロット生産を容易に実現することができる。
【００３８】
また保護部材６としては、弾力性を有するものが用いられる。これにより非接触通信媒体１００に加えられる外力等により、アンテナモジュール１が破壊されることを防ぐことができる。例えば、約２０℃程度の常温状態において、ショア硬度Ａ０以上Ａ９０以下の範囲となるように、保護部材６の硬度が適宜設定される。例えば、保護部材６がショア硬度Ａ０以下の硬度となると、保護部材６の強度が不十分となる。一方、保護部材６がショア硬度Ａ９０以上の硬度となると、外力等を吸収することができなくなる。いずれにしても、保護部材６によりアンテナモジュール１を十分に保護することが難しくなる。
【００３９】
また、弾力性を有する保護部材６が用いられることで、電子機器５００の裏面５０１’の形状に沿って非接触通信媒体１００を接着することができる。さらに、保護部材６により、部品等が配置されているアンテナモジュール１の第１の面１ａ上を、配置されている部品の形状に沿って覆うことができる。
【００４０】
なお、本実施の形態の非接触通信媒体１００は、何度でも貼り替えて用いることが可能である。従って、新しい電子機器を購入した場合でも、その電子機器に非接触通信媒体１００を装着することで、非接触データ通信を行うことができる。しかしながら、例えば、非接触通信媒体１００が無断で剥がされて他人に使用されることを防ぐために、剥がされたときにアンテナモジュール１の非接触データ通信の機能が停止するようにしてもよい。
【００４１】
図２は、本発明の一実施の形態の非接触通信媒体が取り付けられた面をリーダー／ライターに向けている電子機器の斜視図である。
【００４２】
上記構成を有する非接触通信媒体１００が接着された電子機器５００を用いて、外部のリーダー／ライター３００と非接触データ通信を行う際には、図２に示すように、電子機器５００の裏面５０１’をリーダー／ライター３００のアンテナ部に接近させる。そして、リーダー／ライター３００のアンテナ部から出力された電磁波あるいは高周波磁界が、アンテナモジュール１のアンテナコイル３と鎖交することによって、アンテナコイル３に電磁波あるいは高周波磁界の強さに応じて誘導電流が発生する。この誘導電流は信号処理回路部４において整流され、ＩＣチップ４ａ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４において変調され、アンテナコイル３を介して３００のアンテナ部へ送信される。
【００４３】
（磁心部材の複素比透磁率の評価）
通信妨害部材となる金属面の近傍で用いることができるようにするため、非接触通信媒体は、通信妨害部材との間に磁性シートが配置される。磁性シートは、一般的には、複素比透磁率の実数部μ’が大きい材料から成り、磁力線が磁性シートを集中して通り、近傍に存在する通信妨害部材内を通らないか、又は通りにくくしている。
【００４４】
例えば、通信妨害部材の代わりに電子機器が非接触通信媒体の近傍に配置された（又は電子機器の外部に非接触通信媒体が取り付けられた）状態で、アンテナコイルと電子機器の間に磁性シートが設けられていない場合、磁力線が電子機器の金属筺体の表面近傍を通り、磁界の変化に伴って電子機器の金属筺体の表面に渦電流が誘導されるため、渦電流損によって磁界のエネルギーが熱エネルギーに変換され、磁界のエネルギーが吸収される。また、渦電流による逆向きの磁界が非接触データ通信を妨害することになる。
【００４５】
また、従来の磁性シートには、通常、複素比透磁率の虚数部μ"が小さい材料が用いられており、この磁性シートの中を磁束が通過しても通過に伴う磁性シート内でのエネルギーの損失を小さく抑えている。
【００４６】
図３は、従来の磁性シート（μ’＝１０５、μ"＝３）を用いた場合の非接触通信媒体の通信距離特性を示すグラフである。
【００４７】
図３の通信距離特性は、非接触通信媒体１００を電子機器５００の外面に取り付けた状態で、遠い距離から徐々にリーダー／ライター３００に近づけたときのものである。
なお、磁心部材の複素比透磁率の評価に用いた電子機器、非接触通信媒体、及び保護部材は以下の通りである。
電子機器： ソフトバンクモバイル株式会社製「ｉＰｈｏｎｅ３Ｇ（商品名）」
非接触通信媒体： アンテナコイルと、
ＦｅｌｉＣａ（ソニー株式会社の登録商標）チップと、が搭載されたモジュール
保護部材： ウレタン系部材
【００４８】
図３のグラフの横軸の数値は、リーダー／ライター３００から出力される電磁波の周波数を示し、縦軸の数値は、非接触通信媒体１００とリーダー／ライター３００の間の距離を示している。
【００４９】
ここで、図３のグラフに示した通信正答率を次のように定義する。
リーダー／ライター３００の電磁波の周波数と、非接触通信媒体１００からリーダー／ライター３００までの距離を変え、各位置及び周波数でリーダー／ライター３００が非接触通信媒体１００に対して予め設定された回数の非接触データ通信を行う。そして、一回の失敗もせずに非接触データ通信を行ったとき、通信正答率１００％と定義する。
指定された位置及び周波数において同様に予め設定された回数の非接触データ通信を繰り返し、通信正答率を評価している。
【００５０】
図３の通信距離特性では、一点破線で示す領域、すなわち（非接触通信媒体１００のアンテナの共振周波数１３．５６ＭＨｚを含む）１３.１１ＭＨｚから１３.８１ＭＨｚにおいてリーダー／ライター３００の近傍に通信不感帯が存在することを示している。
【００５１】
ここで、通信可能距離及び通信不感帯を以下のように定義する。
非接触通信媒体１００とリーダー／ライター３００の間の距離を変え、各距離でリーダー／ライター３００が非接触通信媒体１００に対して複数回の非接触データ通信を行う。そして、通信正答率１００％で非接触データ通信を行った距離を通信可能距離と定義する。
非接触通信媒体１００とリーダー／ライター３００の間の距離を離散的に変え、各距離でリーダー／ライター３００が非接触通信媒体１００に対して複数回の非接触データ通信を行う。そして、通信可能距離の範囲内で通信正答率１００％未満、すなわち一回以上非接触データ通信が失敗に終わった位置又はその区間を通信不感帯と定義する。
【００５２】
この通信距離特性のようにリーダー／ライター３００の近傍に通信不感帯が存在している場合、ユーザが非接触通信媒体１００をリーダー／ライター３００にかざしても、非接触通信媒体１００がリーダー／ライター３００の電磁波に反応しないことも考えられる。
【００５３】
また、（機種によって格差はあるが）リーダー／ライター３００は、基本搬送波の１３．５６ＭＨｚ以外の周波数帯の電磁波（例えば、基本搬送波の高調波成分）も発生しているため、リーダー／ライター３００の近傍においては、たとえ微弱な高調波成分（非接触データ通信には必要のない成分）であっても、高調波成分が非接触通信媒体１００に影響を及ぼし、非接触データ通信を失敗させている可能性が高いと考えられる。
【００５４】
また、リーダー／ライター３００の種類も年々増加傾向にあり、用途・目的に応じて設計されているため、リーダー／ライター３００と非接触通信媒体の組合せによって多様な通信不感帯が発生すると考えられる。したがって、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止できる磁心部材が必要とされている。
【００５５】
次に、本実施の形態の非接触通信媒体を構成する磁心部材の複素比透磁率について説明する。
【００５６】
図４は、通信距離特性の通信不感帯の有無の検討に用いた磁性材料の複素比透磁のグラフである。
【００５７】
実際には、複素比透磁率の異なる多数のフェライトシートについて通信不感帯の有無を調査／評価しているが、図４に例示したのは下記複素比透磁率を有するフェライトシートである。
サンプル番号 虚数部μ’ 実数部μ"
Ｎｏ．１ １１３ ３．８
Ｎｏ．２ １１９ ６．３
Ｎｏ．３ １２７ １０．４
Ｎｏ．４ １３５ １２．８
Ｎｏ．５ １４３ ２０．２
【００５８】
なお、磁心部材の複素比透磁率は、１６４５４Ａ磁性材料測定電極を用いた透磁率の測定システムで測定している（アジレント社、アプリケーション・ノート１３６９‐１「インピーダンス測定技術を用いた誘電体、磁性体材料測定」、第１５〜１８頁参照）。
【００５９】
また、図４のグラフの横軸の数値は複素比透磁率の実数部を示し、縦軸の数値は複素比透磁率の虚数部を示している。
【００６０】
図５乃至１０は、複素比透磁率の異なる複数のフェライトシートを用いて磁心部材を構成したときの通信距離特性を示すグラフである。
図５は、μ’＝１１３、μ"＝３．８のフェライトシート（サンプル１）を用いた場合の通信特性である。
図６は、μ’＝１１９、μ"＝６．３のフェライトシート（サンプル２）を用いた場合の通信特性である。
図７は、μ’＝１２７、μ"＝１０．４のフェライトシート（サンプル３）を用いた場合の通信特性である。
図８は、μ’＝１３５、μ"＝１２．８のフェライトシート（サンプル４）を用いた場合の通信特性である。
図９は、μ’＝１４３、μ"＝２０．２のフェライトシート（サンプル５）を用いた場合の通信特性である。
図１０は、μ’＝１６７、μ"＝４．０のフェライトシート（サンプル６）を用いた場合の通信特性である。
【００６１】
これらのフェライトシートを評価するため、非接触通信媒体１００とリーダー／ライター３００の間の距離を変え、距離毎にリーダー／ライター３００が非接触通信媒体１００に対して複数回の非接触データ通信を行って、通信正答率１００％か否を判定している。
【００６２】
また、図５乃至１０のグラフは"Ｙ−１０"，"Ｘ−１０"，"ＸＹ０"，"Ｘ＋１０"，"Ｙ＋１０"の５つの異なる条件下の通信距離特性を示している。
【００６３】
（１）"Ｙ−１０"の通信距離特性は、リーダー／ライター３００の不図示のアンテナコイルの中心軸に対してＹ軸方向に非接触通信媒体のアンテナコイルが−１０ｍｍずれた状態で、非接触通信媒体を遠い距離から徐々にリーダー／ライター３００に近づけたときのものである。
（２）"Ｘ−１０"の通信距離特性は、リーダー／ライター３００の不図示のアンテナコイルの中心軸に対してＸ軸方向に非接触通信媒体のアンテナコイルが−１０ｍｍずれた状態で、非接触通信媒体を遠い距離から徐々にリーダー／ライター３００に近づけたときのものである。
（３）"ＸＹ０"の通信距離特性は、リーダー／ライター３００の不図示のアンテナコイルの中心軸と非接触通信媒体のアンテナコイルの中心軸が一致する状態で、非接触通信媒体を遠い距離から徐々にリーダー／ライター３００に近づけたときのものである。
（４）"Ｘ＋１０"の通信距離特性は、リーダー／ライター３００の不図示のアンテナコイルの中心軸に対してＸ軸方向に非接触通信媒体のアンテナコイルが＋１０ｍｍずれた状態で、非接触通信媒体を遠い距離から徐々にリーダー／ライター３００に近づけたときのものである。
（５）"Ｙ＋１０"の通信距離特性は、リーダー／ライター３００の不図示のアンテナコイルの中心軸に対してＹ軸方向に非接触通信媒体のアンテナコイルが＋１０ｍｍずれた状態で、非接触通信媒体を遠い距離から徐々にリーダー／ライター３００に近づけたときのものである。
【００６４】
図５乃至１０の"Ｙ−１０"，"Ｘ−１０"，"ＸＹ０"，"Ｘ＋１０"，"Ｙ＋１０"の通信距離特性では、非接触通信媒体とリーダー／ライター３００との間で非接触データ通信を複数回繰り返し、一度でも通信不能になった領域を通信不感帯として記録している。
【００６５】
サンプル１（図５）では、"Ｙ−１０"の通信距離特性の４ｍｍ付近と"Ｘ＋１０"の通信距離特性の３ｍｍ付近に通信不感帯が発生している。サンプル２（図６）では、"Ｙ−１０"の通信距離特性の４ｍｍ付近と"Ｘ＋１０"の通信距離特性の３ｍｍ付近に通信不感帯が発生している。サンプル６（図１０）では、複素比透磁率の実数部が大きいにもかかわらず、"Ｙ−１０"の通信距離特性の４ｍｍ付近に通信不感帯が発生している。
【００６６】
サンプル１，２の結果より、μ’が１２０未満で、μ"が７以下の磁心部材では、通信不感帯領域の発生により安定した通信特性を確保できないことが確認された。また、サンプル６に関しては、μ’が１２０以上であるものの、μ"が４と小さいため、限られた領域で通信不感帯が確認された。
【００６７】
これに対して、サンプル３〜５（図７乃至９）では、"Ｙ−１０"，"Ｘ−１０"，"ＸＹ０"，"Ｘ＋１０"，"Ｙ＋１０"の何れの通信距離特性にも通信不感帯は発生していない。すなわち、複素比透磁率の実数部（μ’）が１２０以上であり、虚数部（μ"）が７以上且つ２１以下である場合、通信不感帯を生じさせることなく安定した通信特性が確保されることが確認される。
【００６８】
以上の結果から、磁心部材の複素比透磁率の実数部が大きいだけでは、通信不感帯の発生を防止することはできないことが明らかとなった。すなわち、リーダー／ライターの基本搬送波の１３．５６ＭＨｚ以外の周波数帯の電磁波（例えば、基本搬送波の高調波成分）の影響を阻止するため、磁心部材には、複素比透磁率の実数部だけでなく、虚数部もある程度の大きな磁性材料を選択する必要がある。
【００６９】
なお、複素比透磁率の虚数部が大きいと磁性部材による電力損失も大きくなるので、複素比透磁率の虚数部を適切な範囲に限定することが重要である。
【００７０】
なお、サンプル３〜５について、ソニー株式会社が定めるＦｅｌｉＣａ性能検定及びビットワレット株式会社が定めるＥｄｙカード技術検定の全対象機種において検定基準を満足することが確認された。
【００７１】
以上、本実施の形態によれば、通信可能距離内において通信不感帯の発生を防止し、電子機器の外部に取り付けられた非接触通信媒体が適正な通信特性を有することができる。
【００７２】
＜変形例＞
本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更され得る。
【００７３】
例えば非接触通信媒体は、金属部材をさらに有してもよい。図１１は、上述の一実施の形態の非接触通信媒体の変形例の概略構成を示す斜視図である。
非接触通信媒体２００は、図１１に示すように、１３．５６ＭＨｚ帯の非接触通信用のアンテナコイル２０１を有する。アンテナモジュール１は、ベース基板２と、ベース基板２上に形成されたアンテナコイル３と、アンテナコイル３に電気的に接続される信号処理回路部４とを有している。アンテナモジュール１の第２の面１ｂには、磁心部材５と、金属部材１５と、粘着部材１０とがこの順で設けられ、図示しない両面粘着シート等によりそれぞれ接着される。金属部材１５は、ステンレス板やアルミニウム板などの金属板で形成される。
【００７４】
金属部材１５が磁心部材５と粘着材１０との間に配置されることで、電子機器５００への取付け前と取付け後における非接触通信媒体の通信特性の変化を抑制することができる。また電子機器の種類によらず、非接触通信媒体の安定した通信特性を確保することができる。
【００７５】
上記の各実施形態で説明した非接触通信媒体が取り付けられる電子機器としては、例えば、デジタルカメラ及びデジタルビデオカメラ等の撮像装置、携帯電話及び携帯型オーディオビジュアル機器等の端末装置、携帯ゲーム機器、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、オンスクリーンキーボード、電子辞書、ディスプレイ装置、オーディオ／ビジュアル機器、プロジェクタ、ゲーム機器、ロボット機器、その他の電化製品等が挙げられる。
【００７６】
また以上の実施形態では、電子機器に取り付けられる非接触通信媒体を例に挙げて説明したが、例えばＩＣカードのように、電子機器に取り付けられない非接触通信媒体にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１…アンテナモジュール
１ａ…アンテナモジュールの第１の面
１ｂ…アンテナモジュールの第２の面
５…取付け媒体
５ａ…磁性部材
５ｂ…金属部材
５ｃ…粘着部材
６…保護部材
１００、２００…非接触通信媒体
３００…リーダー／ライター
５００…電子機器
５０１…電子機器の外面
５０１’…電子機器の裏面
５０２…電子機器の本体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触通信用のアンテナモジュールと、
前記非接触通信の周波数において、実数部が１２０以上であり、虚数部が７以上且つ２１以下である複素比透磁率を有し、前記アンテナモジュールに積層される磁心部材と
を具備する非接触通信媒体。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触通信媒体であって、
前記アンテナモジュールは、アンテナコイルと、第１の面と第２の面とを有する支持部材とを有し、
前記アンテナコイルは、前記支持部材の前記第１の面に配置され、
前記磁心部材は、前記支持部材の前記第２の面に配置される非接触通信媒体。
【請求項３】
請求項２に記載の非接触通信媒体であって、
前記電子機器の外面に接着される粘着部材と、
前記粘着部材と前記磁心部材との間に配置される金属部材と
を更に具備する非接触通信媒体。
【請求項４】
請求項１に記載の非接触通信媒体であって、
前記磁心部材はフェライトで構成される非接触通信媒体。
【請求項５】
本体と、
非接触通信用のアンテナモジュールと、前記非接触通信の周波数において、実数部が１２０以上であり、虚数部が７以上且つ２１以下である複素比透磁率を有し、前記アンテナモジュールに積層される磁心部材とを有し、前記本体の外面に取り付けられる非接触通信媒体と、
前記非接触通信媒体を覆い、弾力性を有する保護部材と
を具備する電子機器。
【請求項６】
請求項５に記載の電子機器であって、
前記アンテナモジュールは、アンテナコイルと、第１の面と第２の面とを有する支持部材とを有し、
前記アンテナコイルは、前記支持部材の前記第の１面に配置され、
前記磁心部材は、前記支持部材の前記第２の面に配置される電子機器。
【請求項７】
請求項５に記載の電子機器であって、
前記本体の外面に接着される粘着部材と、
前記粘着部材と前記磁心部材との間に配置される金属部材と
を更に具備する電子機器。
【請求項１】
非接触通信用のアンテナモジュールと、
前記非接触通信の周波数において、実数部が１２０以上であり、虚数部が７以上且つ２１以下である複素比透磁率を有し、前記アンテナモジュールに積層される磁心部材と
を具備する非接触通信媒体。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触通信媒体であって、
前記アンテナモジュールは、アンテナコイルと、第１の面と第２の面とを有する支持部材とを有し、
前記アンテナコイルは、前記支持部材の前記第１の面に配置され、
前記磁心部材は、前記支持部材の前記第２の面に配置される非接触通信媒体。
【請求項３】
請求項２に記載の非接触通信媒体であって、
前記電子機器の外面に接着される粘着部材と、
前記粘着部材と前記磁心部材との間に配置される金属部材と
を更に具備する非接触通信媒体。
【請求項４】
請求項１に記載の非接触通信媒体であって、
前記磁心部材はフェライトで構成される非接触通信媒体。
【請求項５】
本体と、
非接触通信用のアンテナモジュールと、前記非接触通信の周波数において、実数部が１２０以上であり、虚数部が７以上且つ２１以下である複素比透磁率を有し、前記アンテナモジュールに積層される磁心部材とを有し、前記本体の外面に取り付けられる非接触通信媒体と、
前記非接触通信媒体を覆い、弾力性を有する保護部材と
を具備する電子機器。
【請求項６】
請求項５に記載の電子機器であって、
前記アンテナモジュールは、アンテナコイルと、第１の面と第２の面とを有する支持部材とを有し、
前記アンテナコイルは、前記支持部材の前記第の１面に配置され、
前記磁心部材は、前記支持部材の前記第２の面に配置される電子機器。
【請求項７】
請求項５に記載の電子機器であって、
前記本体の外面に接着される粘着部材と、
前記粘着部材と前記磁心部材との間に配置される金属部材と
を更に具備する電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１３４８０８（Ｐ２０１２−１３４８０８Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８５７６２（Ｐ２０１０−２８５７６２）
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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