特開 2023-164336 スパイラルアンテナを備えるトランスポンダー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023164336

(43)【公開日】2023-11-10

(54)【発明の名称】スパイラルアンテナを備えるトランスポンダー

(51)【国際特許分類】

   H01Q 11/08 20060101AFI20231102BHJP

   G06K 19/077 20060101ALI20231102BHJP

   G04R 60/10 20130101ALI20231102BHJP

   G04G 21/04 20130101ALI20231102BHJP

【ＦＩ】

H01Q11/08

G06K19/077 264

G04R60/10

G04G21/04

【審査請求】有

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023069152

(22)【出願日】2023-04-20

(31)【優先権主張番号】22170762.3

(32)【優先日】2022-04-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】506425538

【氏名又は名称】ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】ゾラン・ランジェロビッチ

(72)【発明者】

【氏名】ジェローム・マスポリ

【テーマコード（参考）】

2F002

【Ｆターム（参考）】

2F002AA00

2F002AA12

2F002AB01

2F002AB05

2F002AB06

2F002AC01

2F002AC03

2F002GA06

(57)【要約】

【課題】 最大通信距離が大きいスパイラルアンテナを備えるトランスポンダーを提供する。
【解決手段】 本発明は、データの送受信を管理するための電子システム（３）と、スパイラルアンテナ（２）とを備えるトランスポンダー（１、１０）に関し、スパイラルアンテナ（２）は、複数の巻き（１１）を形成する巻き細長材を備え、電子システム（３）は、巻き細長材上に位置する２つの接続点（６、７）によってスパイラルアンテナ（２）に接続され、２つの接続点（６、７）の間にある巻き（１１）は、第１の巻きセット（４、１４）を形成し、スパイラルアンテナ（２）は、接続点（６、７）の間の外側に延在している第２の巻きセット（５、１５）を含む。本発明は、さらに、このようなトランスポンダー（１）を備える電子デバイス、特に、計時器、に関する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

データの送受信を管理するための電子システム（３）と、スパイラルアンテナ（２、１２、２２）とを備えるトランスポンダー（１、１０）であって、
前記スパイラルアンテナ（２、１２、２２）は、複数の巻き（１１）を形成する巻き細長材を備え、
前記電子システム（３）は、前記巻き細長材上に位置する２つの接続点（６、７）によって前記スパイラルアンテナ（２）に接続され、
前記２つの接続点（６、７）の間にある巻き（１１）は、第１の巻きセット（４、１４）を形成し、
前記スパイラルアンテナ（２、１２、２２）は、前記接続点（６、７）の間の外側に延在している第２の巻きセット（５、１５）を含む
ことを特徴とするトランスポンダー。

【請求項2】

前記第１の巻きセット（４）は、前記スパイラルアンテナ（２）の外側の巻き（１１）を含み、前記第２の巻きセット（５）は、前記スパイラルアンテナ（２）の内側の巻き（１１）を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のトランスポンダー。

【請求項3】

前記第１の巻きセット（４）と前記第２の巻きセット（５）は、前記スパイラルアンテナ（２）が連続するように連結される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のトランスポンダー。

【請求項4】

前記第１の巻きセット（１４）と第２の巻きセット（１５）は、前記スパイラルアンテナ（２）が不連続であるように分離しており、
前記第１の巻きセット（１４）と前記第２の巻きセット（１５）の境界に間隙（８）がある
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のトランスポンダー。

【請求項5】

前記第１の巻きセット（１４）と前記第２の巻きセット（１５）は、同じ平面内に延在している
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のトランスポンダー。

【請求項6】

前記第２の巻きセット（５）は、接続されていない
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のトランスポンダー。

【請求項7】

前記第２の巻きセット（１５）を含む共振回路（２０）を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のトランスポンダー。

【請求項8】

前記共振回路（２０）は、２つの接続点（１８、１９）によって前記第２の巻きセット（１５）に接続されるキャパシター（９）を備え、
前記キャパシター（９）の前記２つの接続点（１８、１９）の間に内側の第３の巻きセット（２１）が位置するようにされる
ことを特徴とする請求項７に記載のトランスポンダー。

【請求項9】

前記内側の第２の巻きセット（１５）は、前記内側の第３の巻きセット（２１）の内側に続いて延在している内側の第４の巻きセット（２３）を含む
ことを特徴とする請求項７に記載のトランスポンダー。

【請求項10】

前記内側の第４の巻きセット（２３）は、接続されていない
ことを特徴とする請求項９に記載のトランスポンダー。

【請求項11】

前記内側の第３の巻きセット（２１）と前記内側の第４の巻きセット（２３）は、前記第２の巻きセット（１５）が連続するように連結される
ことを特徴とする請求項９に記載のトランスポンダー。

【請求項12】

ＮＦＣタイプのトランスポンダーであり、特に、決済方法における役割を果たすものである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のトランスポンダー。

【請求項13】

請求項１に記載のトランスポンダー（１、１０）を備える
ことを特徴とする電子デバイス。

【請求項14】

携行型時計のような計時器である
ことを特徴とする請求項１３に記載の電子デバイス。

【請求項15】

前記スパイラルアンテナ（２２）は、計時器の表盤を形成する
ことを特徴とする請求項１４に記載の電子デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、情報伝送及び通信の分野に関し、特に、送信用アンテナ及び／又は受信用アンテナを備えるトランスポンダーに関する。

【背景技術】

【0002】

トランスポンダーは、データを送受信するように構成している電子デバイスである。受動ＲＦＩＤ（無線周波数識別）トランスポンダーが存在し、それらは製品を符号化して記録するように意図されていることが多い。

【0003】

例えば、他の受動トランスポンダーとして、非接触決済などのための端末や銀行カードがある。このようなトランスポンダーは、一般的には、ＮＦＣ（近接場通信）タイプのものであり、短距離でのデータ転送を可能にする。

【0004】

２つの端末の間で通信が確立され、その各端末は、データを管理し記録するための電子システムと、他方の端末とデータを送受信するためのアンテナとを備える。

【0005】

アンテナによってこれらの端末の間の送信／受信の動作距離が決まるので、アンテナは重要であるが、アンテナの寸法は、端末の大きさを抑えるために非常に小さくなければならない。このために、スパイラルの形の部分を含むアンテナが存在し、このようなアンテナは、最小限の空間しか占有せずに十分なアンテナ長を有することを可能にする。巻きの数によって、アンテナのインダクタンスが決まる。十分なインダクタンスを有し最大通信距離までの通信が可能なように、スパイラル部分の両端、すなわち、スパイラル部分の外端と内端、に電子システムとの接続点がある。

【0006】

これで十分ではない場合、第１のアンテナと並列に第２のアンテナを配置して、通信距離を大きくする。この第２のアンテナは、共振回路として動作して、両方のアンテナのセットの公称周波数が、スパイラル部分単独の公称周波数に対して変わらないようにする。この第２のアンテナのおかげで、通信距離を大きくすることができる。

【0007】

しかし、改善が限られており、要求される用途に対して必ずしも十分ではない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、上述の課題を改善して、データの送受信を管理するための電子システムと、スパイラルアンテナとを備えるトランスポンダーであって、前記スパイラルアンテナが、複数の巻きを形成する巻き細長材を備え、前記電子システムが、前記巻き細長材上に位置する２つの接続点によって前記スパイラルアンテナに接続されるもの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】

【0009】

このトランスポンダーは、前記第１の巻きセットが、前記スパイラルアンテナの外側の巻きを含み、前記第２の巻きセットが、前記スパイラルアンテナの内側の巻きを含むという点で画期的である。

【0010】

電子システムの接続点の間の外側に延在している第２の巻きセットのおかげで、スパイラルアンテナの通信距離を１０～２０％大きくすることができる。このように、このトランスポンダーは、小さな大きさを維持しつつ、特定の動作規格に適合することができる。

【0011】

本発明のおかげで、特定の電子デバイス、例えば、ＮＦＣタイプのデータ転送のための携行型時計（例、腕時計、懐中時計）タイプの計時器、に用いることができる。特に、この携行型時計は、短距離で用いる銀行の決済カードとして使用可能な決済システムとともに用いることができる。

【0012】

本発明の１つの特定の実施形態において、前記第１の巻きセットは、前記スパイラルアンテナの外側の巻きを含み、前記第２の巻きセットは、前記スパイラルアンテナの内側の巻きを含む。

【0013】

本発明の１つの特定の実施形態において、前記第１の巻きセットと前記第２の巻きセットは、前記スパイラルアンテナが連続するように連結される。

【0014】

本発明の１つの特定の実施形態において、前記第１の巻きセットと第２の巻きセットは、前記スパイラルアンテナが不連続であるように分離しており、前記第１の巻きセットと前記第２の巻きセットの境界に間隙がある。

【0015】

本発明の１つの特定の実施形態において、前記第１の巻きセットと前記第２の巻きセットは、同じ平面内に延在している。

【0016】

本発明の１つの特定の実施形態において、前記第２の巻きセットは、接続されていない。

【0017】

本発明の１つの特定の実施形態において、前記トランスポンダーは、前記第２の巻きセットを含む共振回路を備える。

【0018】

本発明の１つの特定の実施形態において、前記共振回路は、２つの接続点によって前記第２の巻きセットに接続されるキャパシターを備え、前記キャパシターの前記２つの接続点の間に内側の第３の巻きセットが位置するようにされる。

【0019】

本発明の１つの特定の実施形態において、前記内側の第２の巻きセットは、前記内側の第３の巻きセットの内側に続いて延在している内側の第４の巻きセットを含む。

【0020】

本発明の１つの特定の実施形態において、前記内側の第４の巻きセットは、接続されていない。

【0021】

本発明の１つの特定の実施形態において、前記内側の第３の巻きセットと前記内側の第４の巻きセットは、前記第２の巻きセットが連続するように連結される。

【0022】

本発明の１つの特定の実施形態において、前記トランスポンダーは、ＮＦＣタイプのトランスポンダーであり、特に、決済方法における役割を果たすものである。

【0023】

本発明は、さらに、前記のようなトランスポンダーを備える電子デバイスに関する。

【0024】

本発明の１つの特定の実施形態において、前記電子デバイスは、携行型時計のような計時器である。

【0025】

本発明の１つの特定の実施形態において、前記スパイラルアンテナは、計時器の表盤を形成する。

【0026】

添付の図面を参照しながら、例示の目的のために与えられ本発明の範囲を限定するようには意図されていない、いくつかの実施形態についての説明を読むことによって、本発明の目的、利点及び特徴が一層明確になる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明に係るトランスポンダーの第１の実施形態を上から見た図の概略図である。

【図2】本発明に係るトランスポンダーの第２の実施形態を上から見た図の概略図である。

【図3】本発明に係るトランスポンダーを備える携行型時計を上から見た図の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

図１及び２において、データの送受信を管理するための電子システム３と、スパイラルアンテナ２、１２とを備えるトランスポンダー１、１０の２つの実施形態を示している。通信プロトコルは、例えば、ＮＦＣ（近接場通信）タイプのものである。この技術は、特に、決済方法のために用いられ、例えば、いわゆる「非接触」端末を用いて遠隔的に支払うことができる決済カードを用いる決済方法のために用いられる。

【0029】

スパイラルアンテナ２、１２は、複数の巻き１１を形成する、巻き細長材を備える。

【0030】

電子システムは、例えば、ＮＦＣタイプの通信を管理するように構成しているチップを含む集積回路である。電子システム３は、巻き細長材にある２つの接続点６、７によってスパイラルアンテナ２に接続される。２つの接続点６、７の間にある巻き１１は、第１の巻きセット４、１４を形成する。

【0031】

本発明によると、スパイラルアンテナ２、１２は、接続点６、７の間の外側に延在している第２の巻きセット５、１５を含む。

【0032】

第２の巻きセット５、１５は、スパイラルアンテナ２、１２の最も中心に近く最も曲率半径が小さい隣り合う複数の巻きを含む。図１において、第２の巻きセット５、１５は、スパイラルアンテナ２、１２の最も中心に近い接続点からのすべての内側の巻きを含む。したがって、第２の巻きセット５、１５は、ここでは少なくとも２５の巻きを含む。第２の巻きセット５、１５の数は、当然、これよりも少ないことができ、また、これよりも多いことができ、例えば、約１０、２０、３０、又はこれよりも多いことができる。

【0033】

好ましくは、これらの実施形態において、第１の巻きセット４、１４は、スパイラルアンテナ２の外側の巻き１１を含み、第２の巻きセット５、１５は、スパイラルアンテナ２、１２の内側の巻き１１を含む。

【0034】

第１の巻きセット４、１４と第２の巻きセット５、１５は、実質的に同じ平面内に延在している。したがって、スパイラルアンテナ２、１２は、スパイラルアンテナ２、１２の厚みを最小限にするように実質的に同じ平面内に延在している。スパイラルアンテナ２、１２のすべての巻き１１は、同じ平面内にて巻かれている。

【0035】

第１の巻きセット４、１４は、スパイラルアンテナ２、１２の最も中心から離れており曲率半径が最も大きい隣り合ういくつかの巻きを含む。図１及び２において、第１の巻きセット４、１４は、２周の巻きを含む。第１の巻きセット４、１４は、当然、３、４、５又はそれより多くのように、より多くの周の巻きを含むことができ、また、１周の巻き又は１周に満たない巻きからなることができる。

【0036】

２つの接続点６、７は、好ましくは、外側の第１の巻きセット４、１４の２つの端に位置する。すなわち、２つの接続点６、７はそれぞれ、第１の巻きセット４、１４の最も中心から離れた点及び最も中心に近い点に位置する。

【0037】

一対のワイヤ２５が、２つの接続点６、７を電子システム３に接続する。これらのワイヤ２５は、例えば、接続点６、７と集積回路に、はんだ付けされたり接着されたりする。

【0038】

図１に示している第１の実施形態において、第１の巻きセット４と第２の巻きセット５どうしは、スパイラルアンテナ２が連続するように連結される。したがって、これによって、２つの巻きセットによって形成される連続的なスパイラルアンテナ２が得られる。

【0039】

また、第２の巻きセット５は、接続されていない。すなわち、電子システム３にも他の構成要素のいずれとも、第２の巻きセット５は接続していない。

【0040】

第２の巻きセット５は、このトランスポンダー１と、他のトランスポンダー又は端末との間の遠隔データ伝送範囲を改善することを可能にする。実際に、第２の巻きセット５は、第１の巻きセット４のみの場合よりも多くのエネルギーを蓄積することを可能にする。このように、この付加的なエネルギーのおかげで、伝送距離を大きくすることができる。

【0041】

図２の第２の実施形態は、スパイラルアンテナ１２を示しており、第１の巻きセット１４と第２の巻きセット１５は、スパイラルアンテナ１２が不連続であるように分離されている。すなわち、スパイラルアンテナ１２には、２つの別々の部分があり、これらの部分は、第１の巻きセット１４と第２の巻きセット１５の境界にある間隙８によって分離される。したがって、２つの巻きセット１４、１５どうしは、直接接続されていない。

【0042】

好ましくは２つの接続点６、７のうちの最も中心に近い接続点６の内側に続いて、間隙８がある。したがって、２つの接続点６、７は、第２の巻きセット１５に接続されていない。

【0043】

この実施形態において、トランスポンダー１０は、共振回路２０を備える。共振回路２０は、第２の巻きセット１５を含む。

【0044】

また、共振回路２０は、第２の巻きセット１５に接続されるキャパシター９を備える。キャパシター９は、２つの接続点１８、１９に接続されている。１つの接続点１８は、第２の巻きセット１５のうちの最も中心から離れた内側の巻き１１の端に位置する。他方の接続点１９は、いくつかの内側の巻き１１がキャパシター９の２つの接続点１８、１９の間にあるように、より中心に近い内側の巻き１１に位置する。キャパシター９は、第１の巻きセット１４と第２の巻きセット１５の間の間隙８の内側に続いて配置される。

【0045】

したがって、内側の第３の巻きセット２１は、キャパシター９の２つの接続点１８、１９の間に位置する。

【0046】

キャパシター９の最も中心に近い接続点１９がスパイラルアンテナ１２の中心に位置していないので、第２の巻きセット１５の一部の巻き１１のみが内側の第３の巻きセット２１に属する。

【0047】

したがって、内側の第２の巻きセット１５は、内側の第３の巻きセット２１の内側に続いて延在している内側の第４の巻きセット２３を含む。内側の第４の巻きセット２３は、キャパシター８の接続点よりも中心の近くに延在し、内側の第２の巻きセット１５から内側の第３の巻きセット２１を除外した分の内側の巻きセットに対応する。

【0048】

内側の第３の巻きセット２１と内側の第４の巻きセット２３は、第２の巻きセット１５が連続するように連結される。

【0049】

内側の第４の巻きセット２３は、接続されていない。すなわち、第４の巻きセット５は、電子システム３とも他のコンポーネントとも接続されていない。

【0050】

この共振回路２０のおかげで、このトランスポンダーの実施形態は、データ転送範囲を３０～４０％大きくすることを可能にする。

【0051】

このようなトランスポンダーは、電子製品に用いることができる。例えば、銀行カードのように決済を行うように構成している計時器である。ＮＦＣタイプのトランスポンダーは、例えば、「非接触」と呼ばれる短距離での決済を可能にする。

【0052】

図３において、本発明に係るトランスポンダーを備える携行型時計３０を示している。携行型時計３０には、好ましくは電子式ムーブメントである、計時器用ムーブメントを収容するケース３１と、時刻を示す針３２がある。ケース３１内には、トランスポンダーも配置される。この実施形態において、トランスポンダーのスパイラルアンテナ２２は、携行型時計３０の表盤として用いられる。スパイラルアンテナ２２は、携行型時計３０の風防３３の下に配置される。スパイラルアンテナ２２の上を針３２が動き、スパイラルアンテナ２２は、ユーザーによって風防３３を通して視認される。第２の実施形態の場合、電子システム３、接点、及びキャパシターは、スパイラルアンテナ２２の下に隠されるように配置される。

【0053】

所望によって、スパイラルアンテナ２２の上面には、装飾目的のために、又は時間インデックスなどを示すために、パターンが形成される。

【0054】

当然、本発明は、図面を参照しながら説明したトランスポンダー及び電子デバイスの実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱せずに代替的形態を考えることができる。

【符号の説明】

【0055】

１、１０ トランスポンダー
２、１２、２２ スパイラルアンテナ
３ 電子システム
４、１４ 第１の巻きセット
５、１５ 第２の巻きセット
６、７ 接続点
８ 間隙
９ キャパシター
１１ 巻き
１８、１９ 接続点
２０ 共振回路
２１ 第３の巻きセット
２３ 第４の巻きセット
２５ ワイヤ
３０ 携行型時計
３１ ケース
３２ 針
３３ 風防

【図1】

【図2】

【図3】

【外国語明細書】