特開 2015-103834 近距離無線通信に使用するアンテナおよび携帯式電子機器

(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】特開2015-103834(P2015-103834A)

(43)【公開日】2015年6月4日

(54)【発明の名称】近距離無線通信に使用するアンテナおよび携帯式電子機器

(51)【国際特許分類】

   H01Q 7/06 20060101AFI20150508BHJP

【ＦＩ】

   H01Q7/06

【審査請求】有

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-240781(P2013-240781)

(22)【出願日】2013年11月21日

(71)【出願人】

【識別番号】505205731

【氏名又は名称】レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100132595

【弁理士】

【氏名又は名称】袴田 眞志

(74)【復代理人】

【識別番号】100106699

【弁理士】

【氏名又は名称】渡部 弘道

(74)【復代理人】

【識別番号】100077584

【弁理士】

【氏名又は名称】守谷 一雄

(72)【発明者】

【氏名】堀越 秀人

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 英明

(57)【要約】

【課題】携帯式電子機器のタッチ操作を容易にするＮＦＣアンテナを提供する。
【解決手段】ＮＦＣアンテナ２００は、絶縁基板２０１、２０３と、同一平面に存在するアンテナ面２０１ａ、２０３ａに形成した表面パターン２０７ａと裏面パターン２０７ｂのアンテナ・コイル２０７を含む。絶縁基板は間に挟んだ磁性体シート２０５とともにＬ字型に成形し、アンテナ・コイルも同様にＬ字型に配置する。ＮＦＣアンテナをスマートフォンのコーナーに配置すると、タッチ・コーナーＡの位置にコイル開口２０１が向く。タッチ・コーナーを利用したタッチ操作により短時間でＮＦＣを開始することができる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

携帯式電子機器の筐体に収納して近距離無線通信に使用するアンテナであって、
同一平面上でアンテナ面が所定の角度で屈曲した屈曲部を備える絶縁基板と、
前記アンテナ面に所定の角度で屈曲するように形成したコイル・パターンを含み前記絶縁基板の側面に鎖交磁束の出入り口を備えるループ状のアンテナ・コイルと
を有するアンテナ。

【請求項2】

前記所定の角度が９０度である請求項１に記載のアンテナ。

【請求項3】

鎖交磁束が通過する前記アンテナ・コイルのコイル開口を前記絶縁基板の側面に備える請求項１または請求項２に記載のアンテナ。

【請求項4】

前記コイル・パターンが、前記絶縁基板の表側のアンテナ面に形成した表面パターンと、前記絶縁基板の裏側のアンテナ面に形成し前記表面パターンと端部で接続した裏面パターンを含む請求項１から請求項３のいずれかに記載のアンテナ。

【請求項5】

前記絶縁基板が磁性体シートを間に挟んだ第１の絶縁基板と第２の絶縁基板を含み、前記表面パターンを前記第１の絶縁基板に形成し前記裏面パターンを前記第２の絶縁基板に形成した請求項４に記載のアンテナ。

【請求項6】

鎖交磁束が通過する前記アンテナ・コイルのコイル開口を前記絶縁基板のアンテナ面に備える請求項１または請求項２に記載のアンテナ。

【請求項7】

前記絶縁基板の側面から前記コイル開口に鎖交磁束を誘導する磁性体シートを設けた請求項６に記載のアンテナ。

【請求項8】

前記コイル・パターンが前記コイル開口を中心に対向する内側パターンと外側パターンを含み、
前記磁性体シートを、前記コイル開口を貫通し投影が前記内側パターンと前記外側パターンに重なるように配置した請求項７に記載のアンテナ。

【請求項9】

近距離無線通信に使用するアンテナであって、
同一平面上でアンテナ面を細長いＬ字型に形成した絶縁基板と、
前記絶縁基板の側面に細長い鎖交磁束の出入り口を備え前記アンテナ面にＬ字型に形成したコイル・パターンを含むアンテナ・コイルと
を有するアンテナ。

【請求項10】

請求項１から請求項９のいずれかに記載のアンテナを搭載した携帯式電子機器。

【請求項11】

近距離無線通信が可能な携帯式電子機器であって、
側面と表面と背面とを含み前記側面のコーナーにタッチ操作をするためのタッチ・コーナーを定義した筐体と、
同一平面上でアンテナ面が前記側面のコーナーに適合する所定の角度で屈曲した屈曲部を備える絶縁基板と、前記アンテナ面に所定の角度で屈曲するように形成し前記絶縁基板の側面に鎖交磁束の出入り口を備えるループ状のコイル・パターンとを含み前記鎖交磁束の出入り口が前記筐体の側面を向くように配置したアンテナと、
前記アンテナに対する高周波信号の送受を制御するための半導体チップと
を有する携帯式電子機器。

【請求項12】

前記タッチ・コーナーの近辺にタッチ操作の衝撃を吸収する緩衝領域を形成した請求項１１に記載の携帯式電子機器。

【請求項13】

前記アンテナ面を前記筐体の表面に平行に配置した請求項１１または請求項１２に記載の携帯式電子機器。

【請求項14】

前記筐体の背面を金属材料で形成した請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の携帯式電子機器。

【請求項15】

鎖交磁束が通過する前記アンテナ・コイルのコイル開口を前記筐体の側面に向けて配置した請求項１１から請求項１４のいずれかに記載の携帯式電子機器。

【請求項16】

鎖交磁束が通過する前記アンテナ・コイルのコイル開口を前記筐体の表面に向けて配置し、筐体の側面から前記コイル開口に鎖交磁束を誘導する磁性体シートを設けた請求項１１から請求項１４のいずれかに記載の携帯式電子機器。

【請求項17】

前記携帯式電子機器がスマートフォンまたはタブレット端末である請求項１１から請求項１６のいずれかに記載の携帯式電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、近距離無線通信（ＮＦＣ）をするためのアンテナに関し、さらには携帯式電子機器によるタッチ操作を容易にするアンテナに関する。

【背景技術】

【0002】

非接触ＩＣカードまたは非接触ＩＣタグなどを使った無線通信技術としてＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線固体識別）が知られている。ＮＦＣ（Near Field Communication）は、非接触ＩＣカードを利用する点でＲＦＩＤと概念的に類似するが、ＲＦＩＤには数メートル程度の通信が可能なものもある一方でＮＦＣはアンテナ同士を２センチメートルから４センチメートル程度以下まで接近させて通信を行い、かつ用途が異なることもあってＲＦＩＤとは別に、ＮＦＣフォーラムという標準化団体が技術仕様を策定しISO/IEC14443、ISO/IEC18092として規定した。

【0003】

近年のスマートフォンやタブレット端末には、ＮＦＣモジュールを搭載するものが登場するようになってきた。ＮＦＣには、リーダ・ライタが電源をもたない非接触ＩＣカードや非接触ＩＣタグと通信を行う受動通信と、電源を備えた２つの機器が交互にイニシエータとターゲットになって通信する能動通信が定義されている。ＮＦＣ規格は、非接触ＩＣカードの役割を代替するカード・エミュレーション機能、ＮＦＣタグを読み取るためのリーダ・ライタ機能、およびＮＦＣデバイス同士で通信する機器間通信（Ｐ２Ｐ）機能の３つの機能を規定する。

【0004】

リーダ・ライタ機能では、Felica（登録商標）、Mifare（登録商標）などのタイプ１からタイプ４までの４種類の非接触ＩＣカードを読み取ることができるようになっている。ＮＦＣでは一方の機器のＮＦＣアンテナを他方の機器のＮＦＣアンテナに通信可能な距離まで接近させる必要があるが、電源のない非接触ＩＣカードにアクセスしてデータの読み書きをすることができ、両者を接近させるだけで通信の開始と終了ができるため、片手で保持できるスマートフォンやタブレット端末ではスマートポスターや電子決済などのさまざまな分野で利用されている。

【0005】

特許文献１は、ループ・コイルが形成された基板とループ・コイルの中を貫通する磁性体シートで形成されたＲＦＩＤ用のアンテナを開示する。同文献は、アンテナのコイル面がＰＤＡの筐体のパネル部の内側に配置することを記載している。特許文献２も類似する構造のＲＦＩＤ用のアンテナを開示する。同文献は、アンテナ・コイルが形成されたアンテナ基板を、携帯電話機の筐体の面における複数の外周辺に設けることを記載している。

【0006】

特許文献３は、無線端末に搭載するＲＦＩＤ用のアンテナを開示する。同文献は、無線端末の筐体の通信主面に平行な金属体にコイル軸が平行になるようにループ状アンテナを設けることを記載している。また、コイル面を折り曲げてＬ字状にしたアンテナについても記載している。特許文献４は、無線端末に搭載するＲＦＩＤ用のアンテナを開示する。同文献は、アンテナの導体部分をＬ字状に折り曲げることで、リーダ／ライタ側のアンテナに対する無線端末側のアンテナの角度が変わっても良好な特性が得られることを記載している。特許文献５は、携帯電子機器に搭載するＲＦＩＤ用のアンテナを開示する。同文献は、Ｌ字型の磁性体コアにコイルを巻いたアンテナを開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第３９７５９１８号公報

【特許文献2】特開２０１１−２２９１３３号公報

【特許文献3】特開２０１２−１３４６０５号公報

【特許文献4】特許第４９７８７５６号公報

【特許文献5】特開平１０−２４２７４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

スマートフォンやタブレット端末などの携帯式電子機器と、改札口のリーダ／ライタ、コンピュータまたはプリンターなどの静止する電子機器との間でＮＦＣを行う場合は、手に持った携帯式電子機器を静止する電子機器のアンテナに近づける操作を行う。以下においては、ＮＦＣのために手に保持する一方の機器を他方の機器に接近させてアンテナ同士に電磁結合させる操作をタッチ操作ということにする。これまで、携帯式電子機器では、操作面となる携帯式電子機器の表面またはそれに対向する背面を相手側のアンテナに近づけてタッチ操作をしていた。

【0009】

図７は、従来のスマートフォン１でタッチ操作をするときの様子を示している。スマートフォン１におけるＮＦＣアンテナ３の位置がわかりにくいため、ユーザはタッチ操作をするために、筐体の側面を持って表面または背面を相手側のアンテナがある面に対して接近させながら移動させてＮＦＣを開始できる位置を探索する必要がある。したがって、ＮＦＣを開始するまでの探索に時間を費やす場合があり、この傾向は面積の大きいタブレット端末ではより顕著である。また、表面または背面を相手側のアンテナに接近させるためには、スマートフォン１の筐体の表面まで指が廻らないように側面だけを挟んで持つ必要があり筐体の保持がし難いため落下の危険性も伴う。

【0010】

また電子機器の筐体の背面にアルミニウムやマグネシウムなどの金属材料を使用する場合は、渦電流が磁束の通過を妨げるため背面をタッチ面にすることができない。特許文献２のように複数のアンテナを設ける方法であっても、ユーザが携帯電話機における正確なアンテナの位置がわからないためＮＦＣをするための位置探索に時間がかかる。さらに、ＮＦＣモジュールからアンテナまでの配線が増えるため実装密度を向上することの障害になる。

【0011】

特許文献４の方法では、無線端末の筐体の表面または背面と側面が形成するコーナーを接近させてＮＦＣを行うことができるが、側面の全体に渡ってアンテナを設けない限りユーザは正確なアンテナの位置がわからないためＮＦＣを開始するまでの位置探索に時間がかかる。また、アンテナ面を折り曲げているため、筐体の薄型化を図ることができない。

【0012】

そこで本発明の目的は、ＮＦＣを短時間で開始できるアンテナを提供することにある。さらに本発明の目的は、携帯式電子機器のタッチ操作を容易にするアンテナを提供することにある。さらに本発明の目的は、携帯式電子機器の薄型化および高密度化を可能にするアンテナを提供することにある。さらに本発明の目的は、そのようなアンテナを実装する携帯式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】

【0013】

本発明の第１の態様は携帯式電子機器の筐体に収納して近距離無線通信に使用するアンテナを提供する。絶縁基板のアンテナ面は、同一平面上で所定の角度で屈曲した屈曲部を備える。ループ状のアンテナ・コイルは、アンテナ面に所定の角度で屈曲するように形成したコイル・パターンを含み絶縁基板の屈曲部を含む側面に鎖交磁束の出入り口を備える。屈曲する絶縁基板は、平坦な単一の絶縁基板を加工したり２種類の絶縁基板を結合したりして成形することができる。

【0014】

アンテナは絶縁基板の側面に鎖交磁束の出入り口を有するため、携帯式電子機器の筐体の側面に出入り口が向くように端に配置できる。したがって、携帯式電子機器の筐体を薄くしたり高密度実装をしたりするのに適している。絶縁基板の所定の角度は携帯式電子機器の内側の側面に合わせることができるが、９０度にすれば筐体が直方体状の多くの携帯式電子機器に適合させることができる。なお、絶縁基板およびアンテナの屈曲部は直線的に折れ曲がるようにしてもよいし、曲線的に折れ曲がるようにしてもよい。

【0015】

鎖交磁束が通過するアンテナ・コイルのコイル開口は、絶縁基板の側面に形成することができる。このとき、コイル・パターンは絶縁基板の表面に形成した表面パターンと、絶縁基板の裏面に形成し表面パターンと端部で接続した裏面パターンを含んで構成することができる。裏面パターンを利用することで所定のアンテナ面の面積に対してアンテナ・コイルの巻数を増加させることができる。さらにこのとき絶縁基板が磁性体シートを間に挟んだ第１の絶縁基板と第２の絶縁基板を含み、表面パターンを第１の絶縁基板に形成し裏面パターンを第２の絶縁基板に形成することができる。

【0016】

鎖交磁束が通過するアンテナ・コイルのコイル開口を絶縁基板のアンテナ面に形成することができる。このとき、絶縁基板の側面からコイル開口に鎖交磁束を誘導する磁性体シートを設けることができる。コイル・パターンがコイル開口を中心に対向する内側パターンと外側パターンを含む場合に、磁性体シートはコイル開口を貫通し投影が内側パターンと外側パターンに重なるように配置することができる。

【0017】

本発明の第２の態様は、近距離無線通信をすることが可能な携帯式電子機器を提供する。筐体は側面と表面と背面とを含み、側面のコーナーにタッチ操作をするためのタッチ・コーナーを定義する。アンテナは、同一平面上でアンテナ面が側面のコーナーに適合する所定の角度で屈曲している絶縁基板と、アンテナ面に所定の角度で屈曲するように形成し絶縁基板の側面に鎖交磁束の出入り口を備えるループ状のコイル・パターンとを含み、鎖交磁束の出入り口が筐体の側面に向くように配置する。

【0018】

筐体の構造から位置を容易に認識できるタッチ・コーナーが鎖交磁束の出入り口になるため、タッチ・コーナーを相手方のアンテナに接近させることにより短時間でＮＦＣを開始することができる。また、タッチ・コーナーを相手方のアンテナに向ける場合は、携帯式電子機器の保持が容易になる。タッチ・コーナーの近辺には、タッチ操作の衝撃を吸収する緩衝領域を形成することができる。アンテナ面を筐体の表面に平行に配置すれば、筐体の厚さ方向でアンテナが使用するスペースを少なくすることができる。筐体の側面が磁束の出入り口になるため筐体の背面を金属材料で形成することができる。携帯式電子機器はスマートフォンまたはタブレット端末とすることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明により、ＮＦＣを短時間で開始できるアンテナを提供することができた。さらに本発明により、携帯式電子機器のタッチ操作を容易にするアンテナを提供することができた。さらに本発明により、携帯式電子機器の薄型化および高密度化を可能にするアンテナを提供することができた。さらに本発明により、そのようなアンテナを実装する携帯式電子機器を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】ＮＦＣ装置を搭載するノートＰＣ１０の外形を説明するための図である。

【図2】スマートフォン１００の外形を説明するための図である。

【図3】ＮＦＣアンテナ２００の構造を説明するための図である。

【図4】スマートフォン１００にＮＦＣアンテナ２００を実装した状態を説明するための図である。

【図5】ＮＦＣアンテナ２００を実装するスマートフォン１００をタッチパッド１９に接近させてタッチ操作をするときの様子を説明するための図である。

【図6】他のＮＦＣアンテナ３００の構造を説明するための図である。

【図7】従来のスマートフォンでタッチ操作をするときの様子を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１は、ＮＦＣ装置を搭載するノートＰＣ１０の外形を説明するための図である。図１（Ａ）に示すようにノートＰＣ１０は、ＬＣＤ１３を搭載するディスプレイ筐体１１と、表面にキーボード１７やタッチパッド１９を搭載し、内部にシステム・デバイスを実装する回路基板を収納するシステム筐体１５が開閉できるように結合されている。タッチパッド１９の下部には、ループ・コイルで形成されたＮＦＣアンテナ２１を配置する。システム筐体１５が収納する回路基板はＮＦＣアンテナ２１に接続したＮＦＣモジュール２３を実装する。

【0022】

図１（Ｂ）は、ＮＦＣアンテナ２１がタッチパッド１９の表面に形成する磁界の様子を示している。ＮＦＣアンテナ２１に高周波電流が流れると、アンテナ開口２２を通過する交番磁界が形成され、周囲の空間に透磁率に応じた交番磁束が流れる。これとは逆に、外部の交番磁束がコイル開口２２を通過してＮＦＣアンテナ２１と鎖交すると、ＮＦＣアンテナ２１に高周波電圧が誘起してインピーダンスに応じた高周波電流が流れる。

【0023】

図２は、ノートＰＣ１０とＮＦＣをすることが可能なスマートフォン１００の外形を説明するための図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ平面図、底面図、背面図、左側面図である。スマートフォン１００は、表面１０３、背面１０５、外側の側面１０１ａ〜１０１ｄで外形を画定する。側面１０１ａと側面１０１ｂが連絡する矢印Ａで示すコーナーは、スマートフォン１００がタッチ操作をする中心的な部位に相当し、以後これをタッチ・コーナーＡということにする。タッチ・コーナーＡの内側には、後に説明するようにスマートフォン１００のＮＦＣアンテナ２００（図３）を配置する。

【0024】

表面１０３はガラス板で形成し、背面１０５および側面１０１ａ〜１０１ｄは合成樹脂で形成することができる。ただし、背面１０５および側面１０１ａ〜１０１ｄのなかでタッチ・コーナーＡの近辺でＮＦＣアンテナ２００を取り付ける領域を除いた領域は、マグネシウムまたはあるアルミニウムなどの金属材料で形成することができる。タッチ・コーナーＡおよびその近辺の側面１０１ａ、１０１ｂには、タッチパネル１９にタッチ操作をしたときの衝撃を吸収するためにゴムやスプリングなどの弾力部材で形成した、緩衝突起１０７ａ〜１０７ｃを設けている。

【0025】

図３は、スマートフォン１００に実装するＮＦＣアンテナ２００の構造を説明するための図である。図３（Ａ）は平面図で、図３（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ図３（Ａ）のＸ−Ｘ矢視、Ｙ−Ｙ矢視で切断した断面図である。ＮＦＣアンテナ２００は、表側の絶縁基板２０１と裏側の絶縁基板２０３の表面に形成したアンテナ・コイル２０７を含んでいる。絶縁基板２０１、２０３はガラスエポキシ基板やコンポジット基板などのリジッド基板、またはポリイミド・フィルムやポリエステル・フィルムなどのフレキシブル基板のいずれでもよい。パターンの形成方法は特に限定する必要はなく、絶縁基板２０１、２０３の全面に貼り付けた銅箔をエッチングしたり、レジストを形成した絶縁基板２０１、２０３に銅メッキしたりするなどのさまざまな方法を採用することができる。

【0026】

絶縁基板２０１と絶縁基板２０３の間にはフェライト粉末や金属粉末などの強磁性材料で形成した磁性体シート２０５を挟み込んでいる。アンテナ・コイル２０７は、表面パターン２０７ａと裏面パターン２０７ｂを含む。絶縁基板２０１には表面パターン２０７ａを形成し、絶縁基板２０３には裏面パターン２０７ｂを形成している。表面パターン２０７ａと裏面パターン２０７ｂは、全体が１本の連続した導線となってループ・コイルを形成するように端部において内部をメッキしたスルーホール（ビア・ホール）２０９ａ、２０９ｂで電気的に接続している。

【0027】

以後、表面パターン２０７ａおよび裏面パターン２０７ｂを形成する絶縁基板２０３、２０３の表面をアンテナ面２０１ａ、２０３ａという。図３では表面パターン２０７ａと裏面パターン２０７ｂは投影が平面的にシフトした位置に配置しているが、両方のパターンを平面的に重なり合う位置に形成すれば、所定のアンテナ面の面積におけるアンテナ・コイル２０７の巻数を一層増加させることができる。

【0028】

絶縁基板２０１、２０３および磁性体シート２０５は、アンテナ面２０１ａ、２０３ａをそれぞれ同一平面上に維持しながら矢印Ａで示す部分で直角に折れ曲がるようにＬ字状に形成している。表面パターン２０７ａ、裏面パターン２０７ｂもそれに沿ってＬ字状に形成している。絶縁基板２０１、２０３および磁性体シート２０５の断面が形成する外側の長辺２０２ａ、２０２ｂ、内側の長辺２０６ａ、２０６ｂおよび短辺２０４ａ、２０４ｂは、ＮＦＣアンテナ２００の平面的な形状を画定する。なお、ＮＦＣアンテナ２００は、スマートフォン１００に装着したときにタッチ・コーナーＡでタッチできるようにするために、外側の長辺２０２ａ、２０２ｂがＬ字状に屈曲し、それに沿ってアンテナ・コイル２０７がＬ字状に屈曲していることが重要であり、内側の長辺２０６ａ、２０６ｂは必ずしもＬ字状にする必要はない。

【0029】

アンテナ・コイル２０７の両端は、絶縁基板２０３に実装した共振回路２１１に接続している。共振回路２１１は、抵抗、コンデンサ、およびリアクトルで構成され、アンテナ・コイル２０７を一例として１３．５６ＭＨｚの高周波電流に共振させる。共振回路２１１は、スマートフォン１００の回路基板に実装するＮＦＣモジュール１５５（図４）に接続する。

【0030】

ＮＦＣアンテナ２００は、矢印Ａ、Ｂ、Ｃで示す絶縁基板２０１、２０３および磁性体シート２０５の側面方向に鎖交磁束の出入り口を備える。鎖交磁束の出入り口はアンテナ・コイル２０７のコイル開口２５１に相当する。コイル開口２５１は、アンテナ・コイル２０７を鎖交する交番磁束の通路で、絶縁基板２０１、２０３および磁性体シート２０５の断面に相当する。矢印Ａの方向は、ＮＦＣアンテナ２００をスマートフォン１００に実装したときに図２のタッチ・コーナーＡの位置に整合する。

【0031】

ノートＰＣ１０のＮＦＣアンテナ２１が放射した交番磁界がコイル開口２５１を通過してアンテナ・コイル２０７と鎖交すると誘起電圧が発生する。コイル開口２５１に充填した磁性体シート２０５は、ＮＦＣアンテナ２１が放射した交番磁界による磁束密度を増加して誘起電圧を上昇させる。反対に、ＮＦＣアンテナ２００に高周波電流を流したときにアンテナ・コイル２０７が交番磁界を放射してＮＦＣアンテナ２１に誘起電圧を発生させる。表面パターン２０７ａと、裏面パターン２０７ｂの長辺２０２ａ側と長辺２０２ｂ側における長さを同一にすれば、細長いコイル開口２５１の長さ方向の中心が矢印Ａの位置に整合するためタッチ操作の際に、外部磁束を効果的に検出できる。

【0032】

図４は、スマートフォン１００にＮＦＣアンテナ２００を実装した状態を説明するための図である。図４（Ａ）はガラス板１５９および化粧パネル１６１を取り除いた状態の平面図で、図４（Ｂ）は部分的な断面図である。内側の側面１０２ａ〜１０２ｄで平面的な内部領域が画定される筐体の内部には、電池１５７、回路基板１５３、ＬＣＤ１５１、ＮＦＣアンテナ２００およびガラス板１５９が実装されている。ガラス板１５９の表面がスマートフォン１００の表面１０３に相当する。回路基板１５３には、ＮＦＣモジュール１５５の他に、ＣＰＵ、システム・メモリ、Ｉ／Ｏモジュール、カメラ・モジュールなどのさまざまな電子回路が実装されている。

【0033】

ＮＦＣモジュール１５５は、送信時にシステムから受け取ったデータを符号化し、符号化したデータで１３．５６ＭＨｚといったような高い周波数の搬送波を変調し、変調した信号を増幅してからＮＦＣアンテナ２００に高周波電流を流すための半導体チップである。ＮＦＣモジュール１５５は受信時にタッチ操作により発生したＮＦＣアンテナ２００の誘起電圧による電流を増幅してから復調し、復調したデータを復号してシステムに送る。スマートフォン１００は、リーダ／ライタおよびＩＣカードのいずれとしてでもＮＦＣを行うことができる。

【0034】

ＮＦＣアンテナ２００は、ガラス板１５９の下に配置した化粧パネル１６１の下面に両面テープまたは接着剤などで貼り付けて装着することができる。ＮＦＣアンテナ２００と回路基板１５３の間には、磁界による回路基板１５３へのノイズの混入を防ぐためアルミニウム・シート１６３を配置している。ＮＦＣアンテナ２００は、長辺２０２ａ、２０２ｂ（図３）が、側面１０２ａ、１０２ｂに接触してまたはわずかに離れて沿うように配置している。

【0035】

コイル開口２５１は、スマートフォン１００の筐体の側面を向いているため、筐体の背面は金属材料で形成することができる。このときＮＦＣアンテナ２００は、アンテナ面２０１ａ、２０３ａが筐体の表面１０３に平行になるように配置することができる。アンテナ面２０１ａ、２０３ａを表面１０３に平行に配置することで、筐体の上下方向に多くのスペースを費やさないようにしながらＮＦＣアンテナ２００を実装することができる。さらに、ＮＦＣアンテナ２００は筐体の端部に配置できるため、筐体の内部におけるデバイスの実装密度を向上させることができる。

【0036】

図５は、ＮＦＣアンテナ２００を実装するスマートフォン１００をタッチパッド１９に接近させてタッチ操作をするときの様子を説明するための図である。ユーザは、スマートフォン１００の筐体の背面１０５を掌に密着させ、かつ指が表面１０３にかかるように廻して確実に保持しながら、タッチ・コーナーＡをタッチパッド１９に接近させることができる。

【0037】

鎖交磁束の出入り口に対応するコイル開口２５１は、筐体の特徴的な位置であるタッチ・コーナーに存在するため、ユーザはその位置を容易に認識することができる。タッチ・コーナーＡは、コイル開口２５１の中心に位置するため、タッチ・コーナーＡを接近させることで効率よく磁束を鎖交させることができる。タッチ・コーナーＡをタッチパッド１９の中心近辺に近づけると、ＮＦＣアンテナ２１が放射した交番磁界がアンテナ・コイル２０７に所定値以上の誘起電圧を誘起してＮＦＣが可能になる。

【0038】

図６は、スマートフォン１００にＮＦＣアンテナ２００と同様に配置することができる他のＮＦＣアンテナ３００の構造を説明する図である。図６（Ａ）は平面図で、図６（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ図６（Ａ）のＸ−Ｘ矢視、Ｙ−Ｙ矢視で切断した断面図である。ＮＦＣアンテ３００は、絶縁基板３０１の表面であるアンテナ面３０１ａにアンテナ・コイル３０７を形成している。絶縁基板３０１の材質およびアンテナ・コイル３０７の形成方法は、ＮＦＣアンテナ２００と同様にすることができる。

【0039】

アンテナ・コイル３０７は、全体が１本の連続した導線となってループ・コイルを形成するようにアンテナ面３０１ａ上に形成している。絶縁基板３０１のアンテナ面３０１ａと反対側の面を裏面３０１ｂという。絶縁基板３０１は、アンテナ面３０１ａを同一平面上に維持しながら矢印Ａで示す部分で直角に折れ曲がるようにＬ字状に形成している。アンテナ・コイル３０７もそれに沿ってＬ字状に形成している。絶縁基板３０１の断面で形成される外側の長辺３０２ａ、３０２ｂ、内側の長辺３０３ａ、３０３ｂ、および短辺３０４ａ、３０４ｂは、ＮＦＣアンテナ３００の平面的な形状を画定する。

【0040】

ＮＦＣアンテナ３００は、アンテナ・コイル３０７のコイル開口３５３を磁性体シート３０５が貫通している。磁性体シート３０５は、コイル開口３５１を挟んで対向し、外側の長辺３０２ａ、３０２ｂ側に位置する外側パターン３０７ｂと内側の長辺３０３ａ、３０３ｂ側に位置する内側パターン３０７ａを含む。ＮＦＣアンテナ３００をスマートフォン１００に実装するときに内側パターン３０７ａは筐体の内部の方向に配置し、外側パターン３０７ｂは筐体の側面１０２ａ、１０２ｂの方向に配置する。

【0041】

磁性体シート３０５は、その投影がコイル・パターン３０７ａ、３０７ｂに重なり、かつ、コイル・パターン３０７ａの上からコイル・パターン３０７ｂの下に位置する絶縁基板３０１の裏面３０１ｂに延びている。アンテナ・コイル３０７の両端は、絶縁基板３０１の裏面３０１ｂに実装した共振回路３１１に接続している。矢印Ａの方向は、ＮＦＣアンテナ３００をスマートフォン１００に実装したときに図２のタッチ・コーナーＡの位置に整合する。

【0042】

ＮＦＣアンテナ３００の近辺に存在する交番磁界は、磁性体シート３０５の中に強い交番磁束を生じさせる。コイル開口３５３を貫通する磁性体シート３０５を通過した交番磁束は、アンテナ・コイル３０７と鎖交して誘導電圧を誘起する。反対に、ＮＦＣアンテナ３００に高周波電流を流したときにアンテナ・コイル３０７が交番磁界を放射してＮＦＣアンテナ２１に誘導電圧を誘起する。ＮＦＣアンテナ２００、３００は、スマートフォンやタブレット端末などの携帯式電子機器に限らず他の固定式の電子機器に搭載することもできる。また、絶縁基板およびコイル・パターンが屈曲する角度は、電子機器の筐体のコーナーの角度に整合させることができる。また絶縁基板の屈曲部は、直線的に屈曲するだけでなく曲線的に屈曲するものでもよい。

【0043】

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

【符号の説明】

【0044】

１０ ノートＰＣ
２１、２００、３００ ＮＦＣアンテナ
１００ スマートフォン
１０３ 表面
１０５ 背面
１０１ａ〜１０１ｄ 外側の側面
１０２ａ〜１０２ｄ 内側の側面
１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ 緩衝突起
２０１、２０３ 絶縁基板
２０１ａ、２０１ｂ アンテナ面
２０２ａ、２０２ｂ 外側の長辺
２０４ａ、２０４ｂ 短辺
２０６ａ、２０６ｂ 内側の長辺
２０５ 磁性体シート
２０７ アンテナ・コイル
２０７ａ 表面パターン
２０７ｂ 裏面パターン
２５１ 鎖交磁束の出入り口（コイル開口）
３００ ＮＦＣアンテナ
３０１ 絶縁基板
３０１ａ アンテナ面
３０１ｂ 裏面
３０２ａ、３０２ｂ 外側の長辺
３０３ａ、３０３ｂ 内側の長辺
３０４ａ、３０４ｂ 短辺
３０５ 磁性体シート
３０７ アンテナ・コイル
３０７ａ 内側パターン
３０７ｂ 外側パターン
３５１ 鎖交磁束の出入り口
３５３ コイル開口
Ａ タッチ・コーナー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】