特許 6069388 近距離無線通信に使用するアンテナ、電子機器および製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6069388

(24)【登録日】2017年1月6日

(45)【発行日】2017年2月1日

(54)【発明の名称】近距離無線通信に使用するアンテナ、電子機器および製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01Q 7/00 20060101AFI20170123BHJP

   H01Q 7/06 20060101ALI20170123BHJP

   H01Q 1/38 20060101ALI20170123BHJP

   G06K 7/10 20060101ALI20170123BHJP

【ＦＩ】

   H01Q7/00

   H01Q7/06

   H01Q1/38

   G06K7/10 232

【請求項の数】13

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-44505(P2015-44505)

(22)【出願日】2015年3月6日

(65)【公開番号】特開2016-165044(P2016-165044A)

(43)【公開日】2016年9月8日

【審査請求日】2015年9月18日

(73)【特許権者】

【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】100106699

【弁理士】

【氏名又は名称】渡部 弘道

(74)【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】北村 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】土井 俊央

【審査官】 岩井 一央

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００３５７１７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−０１３６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０２２９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０３３４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１５６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００２９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５６５５９９１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第５５９０２７４（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １／００−２５／０４

Ｇ０６Ｋ ７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属の筐体を備える携帯式コンピュータであって、
前記筐体に実装したキーボード・ユニットと、
前記筐体を部分的に切除した領域に設けたアンテナ配置部と、
複数の第１のコイル辺を配置した第１のコイル面と、前記第１のコイル辺とともにループ状のコイルを形成するように前記第１のコイル面に対向する第２のコイル面に前記第１のコイル辺よりも広い間隔で配置した複数の第２のコイル辺とを含み前記アンテナ配置部に配置した近距離無線通信用のアンテナとを有し、
前記第１のコイル辺を前記第２のコイル辺より非接触ＩＣカードのアクセス面に近い位置に配置した携帯式コンピュータ。

【請求項2】

前記アンテナ配置部をタッチパッドに設けた請求項１に記載の携帯式コンピュータ。

【請求項3】

前記アンテナ配置部を前記タッチパッドの非検出領域に設けた請求項２に記載の携帯式コンピュータ。

【請求項4】

前記アンテナ配置部を前記タッチパッドの前記キーボード・ユニット側に存在する傾斜部の裏側に設けた請求項２に記載の携帯式コンピュータ。

【請求項5】

前記タッチパッドが機械式スイッチを動作させる可動プレートを含み、前記アンテナを前記可動プレートの下側に形成したリセス部に取り付けた請求項２に記載の携帯式コンピュータ。

【請求項6】

前記アンテナ配置部を前記タッチパッドと前記キーボード・ユニットの間に存在するマウス・ボタンの裏側に設けた請求項２に記載の携帯式コンピュータ。

【請求項7】

前記アンテナ配置部を前記キーボード・ユニットに設けた請求項１に記載の携帯式コンピュータ。

【請求項8】

金属の筐体を備える携帯式コンピュータであって、
前記筐体に実装したキーボード・ユニットと、
タッチパッドと、
前記筐体を部分的に切除した領域に設けたアンテナ配置部と、
複数の第１のコイル辺を配置した第１のコイル面と、前記第１のコイル辺とともにループ状のコイルを形成するように前記第１のコイル面に対向する第２のコイル面に前記第１のコイル辺よりも広い間隔で配置した複数の第２のコイル辺とを含み前記アンテナ配置部に配置した近距離無線通信用のアンテナとを有し、
前記アンテナ配置部を前記タッチパッドの非検出領域で前記キーボード・ユニット側に存在する傾斜部の裏側に設けた携帯式コンピュータ。

【請求項9】

金属の筐体を備える携帯式コンピュータであって、
前記筐体に実装したキーボード・ユニットと、
タッチパッドと、
前記筐体を部分的に切除した領域に設けたアンテナ配置部と、
複数の第１のコイル辺を配置した第１のコイル面と、前記第１のコイル辺とともにループ状のコイルを形成するように前記第１のコイル面に対向する第２のコイル面に前記第１のコイル辺よりも広い間隔で配置した複数の第２のコイル辺とを含み前記アンテナ配置部に配置した近距離無線通信用のアンテナとを有し、
前記アンテナ配置部を前記タッチパッドと前記キーボード・ユニットの間に存在するマウス・ボタンの裏側に設けた携帯式コンピュータ。

【請求項10】

電子機器に実装する近距離無線通信用のアンテナであって、
第１のコイル面と、
前記第１のコイル面に対向する位置に配置した第２のコイル面と、
前記第１のコイル面に配置した複数の第１のコイル辺と、該第１のコイル辺とともにループ状のコイルを形成するように前記複数の第１のコイル辺よりも広い間隔で前記第２のコイル面に配置した複数の第２のコイル辺とを含むアンテナ・コイルとを有し、
前記第１のコイル面を前記電子機器に設けた非接触ＩＣカードのアクセス面に近い位置に配置するアンテナ。

【請求項11】

前記アンテナ・コイルが矩形状で、長手方向のコイル辺に平行な折り返し線で折り返して形成した請求項１０に記載のアンテナ。

【請求項12】

前記第２のコイル辺の前記折り返し線に平行な部分の断面積が前記第１のコイル辺の前記折り返し線に平行な部分の断面積より大きい請求項１１に記載のアンテナ。

【請求項13】

請求項１０から請求項１２のいずれかに記載したアンテナを実装する電子機器。

【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）に利用するアンテナに関し、さらには金属筐体を備える電子機器への組み込みに適したアンテナに関する。

【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、Topaz(登録商標)、Felica（登録商標）、Mifare UL（登録商標）、Mifare-DESFire（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。リーダ・ライタが電源のない非接触ＩＣカードと通信するためには、リーダ・ライタに接続したＮＦＣアンテナが、非接触式ＩＣカードのＮＦＣアンテナと効率よく鎖交する方向にできるだけ多くの磁束を発させる必要がある。

【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。特許文献２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。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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−２２９１３３号公報

【特許文献2】特開２０１２−１３４６０５号公報

【特許文献3】特許第４９７８７５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

スマートフォンやタブレット端末に加えて、ノートブック型パーソナル・コンピュータ（ノートＰＣ）がリーダ・ライタとして機能できるようにＮＦＣアンテナを搭載するようになってきた。ノートＰＣに搭載するＮＦＣアンテナは、非接触ＩＣカードがタッチ操作でアクセスする面（アクセス面）との間に金属があると磁束を適切に交換することができない。近年のノートＰＣは筐体が金属で形成されているため、ＮＦＣアンテナの配置場所は限られている。図４は、金属筐体のノートＰＣに対するＮＦＣアンテナの実装例を説明するための図である。

【0008】

図４（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。ディスプレイ筐体１１およびシステム筐体１５は、全体的に金属で形成しているが、キーボード１７やタッチパッド１９を搭載する領域は、部分的に切除している。

【0009】

ノートＰＣ１０の使用状態では、開かれたディスプレイ筐体１１に非接触ＩＣカードのアクセス面を設けるとタッチ操作がし難いため、操作上はＮＦＣアンテナをシステム筐体１５に設けることが望ましい。ＮＦＣアンテナを設けるためにディスプレイ筐体１１の一部を切除することは、コストの増加につながるとともに、意匠的にも好ましくないため、これまでは、ループ・コイル状のＮＦＣアンテナ２１を、タッチパッド１９の下部に配置した回路基板に形成していた。このときタッチパッド１９の表面が非接触ＩＣカードのアクセス面になる。

【0010】

図４（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と、非接触ＩＣカードのＮＦＣアンテナ５１がＮＦＣをするときの磁束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てＮＦＣアンテナ５１と鎖交する。これとは逆に、ＮＦＣアンテナ５１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に高周波電圧を誘起してインピーダンスに応じた高周波電流が流れる。ＮＦＣアンテナ２１はアクセス面のアンテナ開口２２を投影した領域で、上向きまたは下向きの磁束を放射するため、ＮＦＣアンテナ５１との電磁結合度が強くなっており良好なＮＦＣが可能になる。

【0011】

しかし、ＮＦＣアンテナ２１をタッチパッド１９の下部に配置するためには、タッチパッド１９の誤動作を防ぐためにさまざまな対策が必要になる。まず、ＮＦＣアンテナ２１は、一例として１３．５６ＭＨｚの高周波電流に共振するように構成しているが、磁束の高周波成分がタッチパッド１９の回路にノイズを発生させないようにするために、ローパス・フィルターを挿入する必要がある。その上で、タッチパッド１９のスキャニング周波数を、ＮＦＣの影響を受けない値にチューニングする必要がある。

【0012】

さらに、タッチパッド１９の上に非接触ＩＣカードが長時間放置されると、タッチパッド１９のファームウェアが自動的にキャリブレーションを実行して、動作が不安定になるといった問題にも対処する必要がある。タッチパッド１９の下部以外の場所にＮＦＣアンテナを設ける場合でもできるだけ小型であることが望ましい。良好なＮＦＣを実現するためには、非接触ＩＣカードとの間での磁束交換を効率的に行うようにアクセス面の近辺での磁束分布を作る必要がある。本発明の目的は、ＮＦＣアンテナに関するこのような諸問題を解決することにある。

【0013】

そこで、本発明の目的は、金属筐体を備える小型の電子機器に搭載し易いＮＦＣアンテナを提供することにある。さらに本発明の目的は、小型で通信性能に優れたＮＦＣアンテナを提供することにある。さらに本発明の目的は、他のデバイスに対する磁束の影響が少ないＮＦＣアンテナを提供することにある。さらに本発明の目的は、携帯式コンピュータの筐体の改造をしないで実装できるＮＦＣ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ＮＦＣアンテナを実装した電子機器、携帯式コンピュータおよびＮＦＣアンテナの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の第１の態様は、金属の筐体を備える携帯式コンピュータを提供する。携帯式コンピュータは、筐体に実装したキーボード・ユニットと、筐体を部分的に切除した領域に設けたアンテナ配置部と、複数の第１のコイル辺を配置した第１のコイル面と、第１のコイル辺とともにループ状のコイルを形成するように第１のコイル面に対向する第２のコイル面に第１のコイル辺よりも広い間隔で配置した複数の第２のコイル辺とを含み前記アンテナ配置部に配置したアンテナとを有する。

【0015】

アンテナは、第１のコイル辺が放射する磁束と第２のコイル辺が放射する磁束の指向特性をコイル辺の間隔で調整して、通信が良好でかつ携帯式コンピュータに対するノイズの影響を軽減することができる。第１のコイル辺を第２のコイル辺より非接触ＩＣカードのアクセス面に近い位置に配置することができる。第１のコイル辺はピッチが狭くかつコイル長が短いため、アクセス面の近辺に存在する非接触ＩＣカードのＮＦＣアンテナと効率よく鎖交する磁束を放射することができる。

【0016】

アンテナ配置部は、タッチパッドに設けることができる。このときアンテナ配置部をタッチパッドの非検出領域に設ければ、ＮＦＣアンテナがタッチパッドの動作に影響を与えないようにすることができる。非検出領域に設けるアンテナ配置部は、タッチパッドのキーボード・ユニット側に存在する傾斜部の裏側とすることができる。タッチパッドが機械式スイッチを動作させる可動プレートを含む場合は、アンテナを傾斜部の可動プレートの下側から取り付けることで、意匠的な問題を生じさせないようにすることができる。アンテナ配置部は、タッチパッドとキーボードの間に存在するマウス・ボタンの下やキーボード・ユニットに設けることもできる。

【0017】

本発明の第２の態様は、電子機器に実装する近距離無線通信のアンテナを提供する。アンテナは、第１のコイル面と、第１のコイル面に対向する位置に配置した第２のコイル面と、第１のコイル面に配置した複数の第１のコイル辺と、第１のコイル辺とともにループ状のコイルを形成するように第２のコイル面に第１のコイル辺よりも広い間隔で配置した複数の第２のコイル辺とを含むアンテナ・コイルを有する。

【0018】

第１のコイル面と第２のコイル面を絶縁基板の表面に定義したときに、アンテナは、絶縁基板の表面にアンテナ・コイルを形成した後に裏面が対向するように折り返すことで容易に形成することができる。第１のコイル面に対向する裏面と第２のコイル面に対向する裏面の間に磁性体シートを配置して鎖交する磁束の量を増加させることができる。このような指向特性を調整したアンテナは、小型で通信性能がよく、かつ、ノイズの影響を少なくすることができるため電子機器への実装に適している。

【0019】

アンテナ・コイルを矩形状として、アンテナを長手方向のコイル辺に平行な折り返し線で折り返して形成すると、アンテナを細長い形状にすることができるため、電子機器に実装し易くなる。第２のコイル辺の折り返し線に平行な部分の断面積を第１のコイル辺の折り返し線に平行な部分の断面積より大きくすれば電力損失を軽減することができる。

【0020】

本発明の第３の態様は、電子機器に実装する近距離無線通信用のアンテナを製造する方法を提供する。絶縁基板の表面に、折り返し線を中心に第１のコイル面と第２のコイル面を定義し、表面に第１のコイル面における少なくとも一部のコイル辺のピッチが第２のコイル面におけるコイル辺のピッチよりも狭くなるようにループ状のアンテナ・コイルのパターンを形成し、折り返し線で絶縁基板の裏面が対向するように折り返す。さらに第１のコイル面と第２のコイル面の間に磁性体シートを挿入することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明により、金属筐体を備える小型の電子機器に搭載し易いＮＦＣアンテナを提供することができた。さらに本発明により、小型で通信性能に優れたＮＦＣアンテナを提供することができた。さらに本発明により、他のデバイスに対する磁束の影響が少ないＮＦＣアンテナを提供することができた。さらに本発明により、携帯式コンピュータの筐体の改造をしないで実装できるＮＦＣ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ＮＦＣアンテナを実装した電子機器、携帯式コンピュータおよびＮＦＣアンテナの製造方法を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】ＮＦＣアンテナを実装するシステム筐体１０１の外形を示す平面図である。

【図2】ＮＦＣアンテナ３００の構造を説明するための図である。

【図3】ＮＦＣアンテナ３００の取り付け構造を説明するための図である。

【図4】ＮＦＣアンテナの従来の取り付け方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１は、本実施の形態にかかるノートＰＣのシステム筐体１０１の平面図である。ほぼ全体的に金属で形成したシステム筐体１０１は、内部にプロセッサ、システム・メモリ、およびハードディスク・ドライブなどのシステム・デバイスを収納し、上面には金属部分を切り欠いて、キーボード・ユニット１０３、左ボタン２５１、中央ボタン２５３、および右ボタン２５５およびタッチパッド２００を実装している。

【0024】

キーボート・ユニット１０１は、Ｇキー、ＨキーおよびＢキーの間に配置されたポインティング・スティック１０５を含んでいる。ポインティング・スティック１０５は、ディスプレイに表示するポインタを移動させたり、ポインタの位置に表示するオブジェクトに対する入力をしたりする。

【0025】

キーボード・ユニット１０３の手前側には、キーボードを操作する際に掌を載せるパームレスト１０１ｂを設けている。パームレスト１０１ｂは全体が平坦に形成されているが、キーボード・ユニット１０３の手前側（ユーザ側）に、キーボード・ユニット１０３側に下降する傾斜部１０１ａを含む。傾斜部１０１ａは、キーボード・ユニット１０３の手前側に配置された最下列のキーを親指で押下する際に親指を立てなくても円滑に操作できるようにキー操作時の親指の運動範囲を確保する役割を果たす。

【0026】

スペース・キーの手前側にはポインティング・スティック１０５と組になって使用する機械式の左ボタン２５１、中央ボタン２５３、および右ボタン２５５を配置している。左ボタン２５１、中央ボタン２５３、および右ボタン２５５は、それぞれ、机上で操作する独立したマウスの左ボタン、ホイール、および右ボタンに対応する。中央ボタンは、ポインティング・スティック１０５と同時に操作することで画面のスクロールまたは拡大表示をする。左ボタン２５１、中央ボタン２５３、および右ボタン２５５を以後、機械式のマウス・ボタンということにする。

【0027】

機械式のマウス・ボタンに隣接して、手前側にタッチパッド２００を配置している。タッチパッド２００は、ホーム・ポジションに両手を置いてキーボードを操作している間にユーザの手が誤って触れて意図しないポインタの移動が行われないようにするために、キーボードのほぼ中央に配置している。タッチパッド２００の周囲はパームレスト１０１ｂが囲んでいる。

【0028】

タッチパッド２００は、ユーザがアクセスできる領域を平坦部２０１と傾斜部２０３で構成している。平坦部２０１は、タッチセンサが指の接近または接触を検出する検出領域を構成し、傾斜部２０３は指の接近または接触を検出しない非検出領域を構成する。平坦部２０１の表面は、パームレスト１０１ｂの平坦な表面とほぼ同一の平面上に存在する。傾斜部２０３は非検出領域とすることで、機械式のマウス・ボタンを操作する際に、ユーザが親指の触覚で平坦部２０１との境界を認識でき、誤って検出領域に触れないようにすることを目的にして設けている。

【0029】

タッチパッド２００は、一例として米国のＳｙｎａｐｔｉｃｓ社が開発した、クリック・パッド（登録商標）を採用することができる。クリック・パッド（登録商標）では、１つの機械的なスイッチをタッチパッドの内部に組み込み、タッチパッドの表面に機械式のマウス・ボタンに対応する領域を定義する。そしてユーザがいずれかの定義された領域を押下したときにタッチセンサが検出した押下位置の座標と機械的なスイッチの動作信号の組み合わせでマウス・ボタンのクリック操作をエミュレートする。このように機械式のマウス・ボタンのクリック操作をエミュレートするためにタッチパッドの表面に定義した領域を、以後、擬似ボタンという。

【0030】

タッチパッド２００は、タッチパッド２００のポインタ移動機能と併用することを目的にした擬似ボタン２０５ａ、２０５ｂを有する。擬似ボタン２０５a、２０５ｂは、それぞれ従来のノートＰＣに実装していた機械式のマウス・ボタンの左ボタンおよび右ボタンに対応する。タッチパッド２００は、左ボタン２５１、中央ボタン２５３、および右ボタン２５５も擬似ボタンとして組み込んで、機械式のマウス・ボタンを一切使用しないようにしてもよい。なお、本発明は、擬似ボタンを含まない、従来のタッチパッドに適用することもできる。その場合、ポインティング・スティック１０５を実装する場合は、同時に機械式のマウス・ボタンも実装する。

【0031】

図２は、ＮＦＣアンテナ３００の構造を説明するための図である。図２（Ａ）は組立前のアンテナ・パターンを示す平面図で、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のアンテナ・パターンを折り返し線３０７で折り返して組み立てた状態を示す拡大した断面図である。図２（Ａ）に示すように絶縁基板３０１の表面には、折り返し線３０７を境界にして第１のコイル面３０１ａと第２のコイル面３０１ｂを定義している。

【0032】

図２（Ａ）では、全体を１本の連続した導線とした矩形状のアンテナ・コイル３０３を、第１のコイル面３０１ａと第２のコイル面３０１ｂにループ状の導体パターンとして形成している。パターンが交差する部分には絶縁層を介在する。アンテナ・コイル３０３は、第１のコイル面３０１ａに存在する４本の第１のコイル辺３０３ａと第２のコイル面３０１ｂに存在する４本の第２のコイル辺３０３ｂで構成している。なお、コイル辺の数は特に限定する必要はない。第１のコイル辺３０３ａと第２のコイル辺３０３ｂで囲まれた中央部は、アンテナ・コイル３０３と鎖交する磁束が通過するコイル開口３０９に相当する。

【0033】

第１のコイル辺３０３ａと第２のコイル辺３０３ｂは、それぞれ折り返し線３０７に平行な部分と垂直な部分を含む。折り返し線３０７に平行な部分は垂直な部分よりも長さを長くして、折り返したときに細長いＮＦＣアンテナ３００になるようにしている。第１のコイル辺３０３ａは、第２のコイル辺３０３ｂよりも各コイル辺の中心間の間隔（ピッチ）が狭くなっている。本数が一定のときに第２のコイル辺３０３ｂのピッチは、図２（Ｂ）のように組み立てた状態でのＮＦＣアンテナ３００の幅Ｗを画定する。

【0034】

与えられた幅Ｗの範囲で、第２のコイル辺３０３ｂの折り返し線３０７に平行な部分の幅は、第１のコイル辺３０３ａの平行な部分の幅よりも広くしている。パターンの厚さを一定としたときに、第２のコイル辺３０３ｂは第１のコイル辺３０３ａに比べて幅が広い部分を含むだけ断面積を大きくすることができる。その結果、第２のコイル辺３０３ｂの電力損失を軽減することができる。なお、第１のコイル辺３０３ａと第２のコイル辺３０３ｂの垂直な部分の幅およびピッチは、第１のコイル辺３０３ａまたは第２のコイル辺３０３ｂの平行な部分の幅およびピッチと同じでもよい。

【0035】

絶縁基板３０１には、一例において、組立時に折り返しが容易なポリイミド・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を採用している。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３０１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３０１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。

【0036】

図２（Ｂ）は、アンテナ・コイル３０３のパターンを形成した絶縁基板３０１を裏面が対向するように折り返し線３０７で折り返した様子を示している。絶縁基板３０１の裏面には、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３１１を挟み込んでいる。アンテナ・コイル３０３の両端は、第２のコイル面３０１ｂに実装した共振回路３０５に接続している。共振回路３０３は、抵抗、コンデンサ、およびリアクトルで構成し、アンテナ・コイル３０３を一例として１３．５６ＭＨｚの高周波電流に共振させる。

【0037】

つぎに、ＮＦＣアンテナ３００の特性を説明する。非接触ＩＣカードのＮＦＣアンテナ５１は、タッチ操作をするときにアクセス面に対してほぼ平行になる。したがって、ＮＦＣアンテナ３００は、その状態のＮＦＣアンテナ５１と効果的に鎖交する磁束を放射する必要がある。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３０３が交番磁束を放射してタッチ操作をするＮＦＣアンテナ５１に誘起電圧を発生させる。

【0038】

磁性体シート３１１の中心を通り絶縁基板３０１の表面に平行な平面３１３の上側と下側を流れる磁束の総量はほぼ等しいが、第１のコイル辺３０３ａのコイル長Ｌ１は第２のコイル辺３０３ｂのコイル長Ｌ２より短い。第１のコイル辺３０３ａをアクセス面に近い位置に配置すると、第１のコイル辺３０３ａが放射する磁束φ１は、短い空間を流れて磁性体シート３１１を出入りするためアクセス面に対して垂直方向の成分が大きくなる。

【0039】

したがって、第１のコイル辺３０３ａが放射する磁束の分布は、タッチ操作をするＮＦＣアンテナ５１に対する鎖交特性を良好にする。他方で、ＮＦＣに寄与しない第２のコイル辺３０３ｂが放射する磁束φ２は、コイル長Ｌ２が長いため、第２のコイル面３０１ｂの近辺を水平方向に流れる成分が多くなる。したがって、第２のコイル辺３０３ｂが放射した磁束がＮＦＣアンテナ３００の下側に存在するデバイスに対して与える影響を軽減することができる。

【0040】

すなわちＮＦＣアンテナの、全体を第２のコイル辺３０３ｂのピッチで製作した場合はＮＦＣの性能が劣り、全体を第１のコイル辺３０３ａのピッチで製作した場合は、アクセス面と反対方向に存在するデバイスに対して影響を与える。これに対してＮＦＣアンテナ３００は、アクセス面側と反対側のコイル辺のピッチに差を設けることで、ＮＦＣの性能維持とノイズ対策の両立を図ることができる。なお、磁束分布の調整に関しては、第２のコイル辺３０３ｂの折り返し線３０７に平行な部分の幅を、第１のコイル辺３０３ａの折り返し線３０７に平行な部分の幅と同じにしてもよい。

【0041】

磁性体シート３１１は、透磁率が大きいため所定の磁界に対して内部を流れる磁束の磁束密度が大きくなる。非接触ＩＣカードのＮＦＣアンテナ５１が放射した磁束は、磁性体シート３１１の側面とコイル開口３０９を通過するように流れてＮＦＣアンテナ３００と鎖交する。ＮＦＣアンテナ５１が放射した交番磁束が、コイル開口３０９を通過してアンテナ・コイル３０３と鎖交すると誘起電圧が発生する。磁性体シート３１１は、ＮＦＣアンテナ５１が放射した磁束とＮＦＣアンテナ３００の鎖交数を増加して誘起電圧を上昇させる。

【0042】

図３はＮＦＣアンテナ３００の取り付け方法を説明する図である。図３（Ａ）はタッチパッド２００の平面図で、図３（Ｂ）はＮＦＣアンテナ３００を取り付けた状態のタッチパッド２００の断面図である。図３（Ａ）は、傾斜部２０３におけるアンテナ配置部２１１の平面的な位置を示している。図３（Ｂ）で、タッチパッド２００は、積層されたカバー・プレート２２１、静電容量式のタッチセンサ２２３、可動プレート２２５、リーフ・スプリング２２７をベース・プレート２２９が支持する。

【0043】

カバー・プレート２２１の表面は平坦部２０１を構成し、タッチセンサ２２３が存在しない領域では、可動プレート２２５の表面が傾斜部２０３を構成している。カバー・プレート２２１および可動プレート２２５はＡＢＳ樹脂のような合成樹脂で形成している。可動プレート２２５の傾斜部２０３の中には、ＮＦＣアンテナ３００を収納するためのアンテナ配置部２１１を形成している。アンテナ配置部２１１は、ＮＦＣアンテナ３００を取り付けたときに、擬似ボタン２０５ａ、２０５ｂの押下に伴う可動プレート２２５の上下方向への移動を妨げないように下からリセスして形成している。合成樹脂で形成した傾斜部２０３の表面およびその近辺が、非接触ＩＣカードのアクセス面になる。ＮＦＣアンテナ３００は第１のコイル辺３０３ａが傾斜部２０３のアクセス面を向くように、一例において、アンテナ配置部２１１に両面テープで貼り付けて固定することができる。

【0044】

アンテナ配置部２１１の特徴は、ＮＦＣアンテナ３００を取り付けるためにシステム筐体１０１を加工する必要がないこと、システム筐体１０１の外観に変化を与えないこと、およびシステム筐体を構成する部品の材料や配置などを変更する必要がないことを挙げることができる。また、アンテナ配置部２１１は、平坦部２０１に平行な平面に対する投影において、タッチセンサ２２３と重ならないためタッチセンサ２２３の動作に影響を与えることがない。さらに、ベース・プレート２２９の下側を流れる磁束は浅いところを通過するため、ＮＦＣアンテナ３００によるノイズの影響を軽減することができる。

【0045】

ＮＦＣアンテナ３００は、それぞれ表面にアンテナ・パターンを形成した２つの絶縁基板の裏面を、磁性体シートを挟んで貼り合わせてから内部をメッキしたスルーホール（ビア・ホール）で電気的に接続することで作成することもできる。ただし、本実施の形態のように絶縁基板３０１の平面上にパターンを形成したあとに折り返して製作すると、パターンの形成工程が１回でよくまたビア・ホールでの接続も不要になるため有利である。

【0046】

またＮＦＣアンテナ３００は、同一平面に形成したループ状のアンテナに比べて幅Ｗ（図２）を半分にして細長い形状にすることができるため、取り付け場所の自由度が増える。たとえば、傾斜部１０１ａをキーボード・ユニット１０３の一部となる合成樹脂で形成してその下に取り付けることもできる。あるいは、キーの中で比較的長いスペース・キーの下に取り付けることもできる。また、機械式のマウス・ボタンの下に取り付けることもできる。

【0047】

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】

【0048】

１００ ノートＰＣ
１０１ システム筐体
１０１ａ システム筐体の傾斜部
１０１ｂ システム筐体の平坦部
１０３ キーボード・ユニット
１０５ ポインティング・スティック
２００ タッチパッド
２０１ タッチパッドの平坦部
２０３ タッチパッドの傾斜部
２１１ アンテナ配置部
２５１〜２５３ マウス・ボタン
３００ ＮＦＣアンテナ
３０１ 絶縁基板
３０１ａ 第１のコイル面
３０１ｂ 第２のコイル面
３０３ アンテナ・コイル
３０３ａ 第１のコイル辺
３０３ｂ 第２のコイル辺
３０５ 共振回路
３０７ 折り返し線
３０９ コイル開口
３１１ 磁性体シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】