特許 6370047 アンテナ装置、及び電子機器

(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】6370047

(24)【登録日】2018年7月20日

(45)【発行日】2018年8月8日

(54)【発明の名称】アンテナ装置、及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   H01Q 7/06 20060101AFI20180730BHJP

   H01Q 1/24 20060101ALI20180730BHJP

【ＦＩ】

   H01Q7/06

   H01Q1/24 C

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-6596(P2014-6596)

(22)【出願日】2014年1月17日

(65)【公開番号】特開2015-136042(P2015-136042A)

(43)【公開日】2015年7月27日

【審査請求日】2017年1月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000108410

【氏名又は名称】デクセリアルズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100117330

【弁理士】

【氏名又は名称】折居 章

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100176131

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100067736

【弁理士】

【氏名又は名称】小池 晃

(74)【代理人】

【識別番号】100096677

【弁理士】

【氏名又は名称】伊賀 誠司

(74)【代理人】

【識別番号】100106781

【弁理士】

【氏名又は名称】藤井 稔也

(72)【発明者】

【氏名】折原 勝久

(72)【発明者】

【氏名】幸保 雅裕

【審査官】 米倉 秀明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１４７４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２５０５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１５６４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ ７／０６

Ｈ０１Ｑ １／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子機器に組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信するアンテナ装置であって、
前記電子機器の筐体内部に設けられ、前記外部機器に対向する第１の導電体と、
前記第１の導電体の外縁部から所定の間隔を介して、その内側に設けられ、前記外部機器と誘導結合されるアンテナコイルが周回するループアンテナと、
磁性体から形成され、少なくとも前記ループアンテナの中心部から前記第１の導電体の前記外縁部の何れかまで拡張して設けられる磁性シートと、を備え、
前記第１の導電体は、前記外縁部を含む領域が曲がって構成された斜面を有し、
前記磁性シートは、前記ループアンテナに対面配置される第１領域と、前記斜面に沿って設けられた、前記１領域以外の第２領域とを含み、
前記ループアンテナは、その長手方向の中心線を介して一方側部と他方側部に二分され、
前記磁性シートの前記第１領域は、第１部分と、前記第１部分以外である第２部分とを含み、
前記第１部分が前記一方側部と前記第１の導電体との間に配置され、前記他方側部が前記第２部分と前記第１の導電体との間に配置されるアンテナ装置。

【請求項2】

前記磁性シートは、前記ループアンテナの前記中心部から前記一方側部及び前記他方側部の幅方向における端部に至るまでそれぞれ延在する第１の磁性シートと、前記ループアンテナの前記中心部から前記外縁部の何れかに至るまで延在する第２の磁性シートとを備え、
前記第１の磁性シートが、前記第１領域の前記第２部分を含み、
前記第２の磁性シートが、前記第１領域の前記第１部分と、前記第２領域とを含む請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記第２の磁性シートは、前記外縁部のうち前記中心部から最近接部分に向けて拡張するように設けられる請求項２に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

前記第１の磁性シートと前記第２の磁性シートは、一体成型された構成となっている請求項２又は請求項３に記載のアンテナ装置。

【請求項5】

前記第１の磁性シートと前記第２の磁性シートは、それぞれ別個に成型されて連結した構成となっている請求項２又は請求項３に記載のアンテナ装置。

【請求項6】

前記ループアンテナが前記第１の導電体の前記斜面以外の部分と平行に配置されるように、前記磁性シートが、前記第１領域と前記第２領域との境で折り曲げられて構成される請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項7】

前記第２の磁性シートは、孔部又は切欠きの少なくとも何れかが形成された構成となっている請求項２乃至請求項５の何れか１項に記載のアンテナ装置。

【請求項8】

請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載のアンテナ装置が組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信可能な電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子機器に組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信するアンテナ装置、及びこのアンテナ装置が組み込まれた電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、携帯電話機、スマートフォン、タブレットＰＣ等の電子機器において、近距離非接触通信（ＮＦＣ： Near Field Communication ）の機能を搭載するため、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）用のアンテナモジュールが用いられている。このアンテナモジュールは、リーダライタ等の発信器に搭載されたアンテナコイルと誘導結合を利用して通信を行っている。すなわち、このアンテナ装置は、リーダライタからの磁界をアンテナコイルが受けることによって、それを電力に変換して通信処理部として機能するＩＣを駆動させることができる。

【0003】

アンテナモジュールは、確実に通信を行うため、リーダライタからのある値以上の磁束をアンテナコイルで受ける必要がある。そのために、従来例に係るアンテナ装置では、携帯電話機の筐体にループコイルを設け、このコイルでリーダライタからの磁束を受けている。携帯電話機等の電子機器に組み込まれたアンテナモジュールは、機器内部の基板やバッテリパック等の金属がリーダライタからの磁界を受けることによって発生する渦電流のために、リーダライタからの磁束が跳ね返されてしまう。例えば、携帯電話機の筐体表面で考えると、リーダライタから来る磁界は、筐体表面の外周部分が強くなり、筐体表面の真ん中付近が弱くなる傾向にある。

【0004】

通常のループコイルを用いるアンテナの場合では、ループコイルは、その開口部が上述した筐体表面の外周部分を通過する磁界をあまり受けられない携帯電話機の中央部分に位置している。このため、通常のループコイルを用いるアンテナでは、磁界を受ける効率が悪くなっている。そこで、リーダライタからくる磁界が強い筐体表面の外周部分にループアンテナを配置するようにしたアンテナ装置や、磁性シートを用いて磁束を増やして性能を高めるようにしたアンテナ装置が提案されている。これらのアンテナ装置では、ループアンテナの形状を長方形にして、その長辺が筐体表面の外周端に沿うように設置されている（例えば、特許文献１乃至３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許４８８３１２５号公報

【特許文献2】特許４８９４９４５号公報

【特許文献3】特許５１３５４５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

アンテナ装置を備える電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果によって、通信特性を高めたＮＦＣアンテナモジュールは、その性能を十分に発揮するためには、実装位置が金属板の外縁部に近いことが重要である。しかしながら、携帯端末等の電子機器の多機能化に伴い、電子機器内にカメラ等の各種電子部品が搭載されるようになり、それに伴って電子機器の内部構造上、ＮＦＣアンテナモジュールを金属板の外縁部近くに実装出来ない場合がある。この場合において、金属板による磁気シールド効果によって高めた通信特性等の必要な性能を十分に発揮されないことが問題となる。特許文献１乃至３のアンテナ装置では、基板等の金属板を利用して特性を高めているものの、アンテナモジュールを金属板の外縁部近くに実装できない場合における課題解決に関しては、言及していない。

【0007】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、アンテナモジュールの実装位置に関わらず電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して、ＮＦＣの通信特性を高めることの可能な、新規かつ改良されたアンテナ装置、及び電子機器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】

本発明の一態様は、電子機器に組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信するアンテナ装置であって、前記外部機器に対向する第１の導電体と、前記第１の導電体の外縁部から所定の間隔を介して、その内側に設けられ、前記外部機器と誘導結合されるアンテナコイルが周回するループアンテナと、磁性体から形成され、少なくとも前記ループアンテナの中心部から前記第１の導電体の前記外縁部の何れかまで拡張して設けられる磁性シートと、を備える。

【0009】

本発明の一態様によれば、拡張して設けられた磁性シートによって、外部機器からの磁束を集めて、ループアンテナの中心部に誘導できる。このため、ループアンテナを備えるアンテナモジュールの実装位置に関わらず、電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して、そのＮＦＣの通信特性を高められる。

【0010】

このとき、本発明の一態様では、前記ループアンテナは、その長手方向の中心線を介して一方側部と他方側部に二分され、前記磁性シートは、前記ループアンテナの前記中心部から前記一方側部及び前記他方側部の幅方向における端部に至るまでそれぞれ延在する第１の磁性シートと、前記ループアンテナの前記中心部から前記外縁部の何れかに至るまで延在する第２の磁性シートとを備え、前記第１の磁性シートは、その一端が前記外部機器から見て前記一方側部の下側に配置され、前記一端を除く部分が前記外部機器から見て前記他方側部の上側に配置されるように設けられることとしてもよい。

【0011】

このようにすれば、第２の磁性シートで集めた外部機器からの磁束を第１の磁性シートを経由して、ループアンテナの中心部に送ることができる。

【0012】

また、本発明の一態様では、前記第２の磁性シートは、前記外縁部のうち前記中心部から最近接部分に向けて拡張するように設けられることとしてもよい。

【0013】

このようにすれば、より効率よく外部機器から受けた磁束をループアンテナの中心部に送ることができる。

【0014】

また、本発明の一態様では、前記第１の磁性シートと前記第２の磁性シートは、一体成型された構成となっていることとしてもよい。

【0015】

このようにすれば、外部機器から受ける磁束をより確実に集められる磁性シートを簡素な構成として容易に製造することができる。

【0016】

また、本発明の一態様では、前記第１の磁性シートと前記第２の磁性シートは、それぞれ別個に成型されて連結した構成となっていることとしてもよい。

【0017】

このようにすれば、外部機器から受ける磁束をより確実に集められる磁性シートの設計自由度が向上する。

【0018】

また、本発明の一態様では、前記第２の磁性シートは、孔部又は切欠きの少なくとも何れかが形成された構成となっていることとしてもよい。

【0019】

このようにすれば、アンテナ装置を搭載する電子機器の仕様により適用可能なものとすることができる。

【0020】

また、本発明の他の態様は、前述した何れかのアンテナ装置が組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信可能な電子機器である。

【0021】

本発明の他の態様によれば、ループアンテナを備えるアンテナモジュールの実装位置に関わらず、電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して通信特性を高めることができる。

【発明の効果】

【0022】

以上説明したように本発明によれば、拡張して設けられた磁性シートによって、外部機器からの磁束を集めて、アンテナモジュールのループアンテナの中心部に誘導できる。このため、アンテナモジュールの実装位置に関わらず電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して、そのＮＦＣの通信特性を高められる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置が適用される無線通信システムの概略構成を示す斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置のループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す説明図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置を備える電子機器の一例を示す説明図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す説明図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図である。

【図6】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図である。

【図7】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図である。

【図8】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図である。

【図9】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す説明図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図である。

【図10】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す側面図である。

【図11】比較例となるアンテナ装置の一例を示す斜視図である。

【図12】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の実施例と比較例に係る結合係数の変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

【0025】

まず、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の構成について、図面を使用しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置が適用される無線通信システムの概略構成を示す斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置のループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す説明図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図である。また、図３は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置を備える電子機器の一例を示す説明図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図である。

【0026】

本実施形態に係るアンテナ装置１は、電子機器３０に組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信する装置であって、例えば、図１に示すようなＲＦＩＤ用の無線通信システム１００に組み込まれて使用される。

【0027】

無線通信システム１００は、図１に示すように、電子機器３０に備わるアンテナ装置１と、アンテナ装置１に対するアクセスを行う外部機器となるリーダライタ１２０とを含む。ここで、アンテナ装置１とリーダライタ１２０とは、三次元直交座標系ｘｙｚのｘｙ平面において互いに対向するように配置されているものとする。

【0028】

リーダライタ１２０は、ｘｙ平面において互いに対向するアンテナ装置１に対して、ｚ軸方向に磁界を発信する発信器として機能し、具体的には、アンテナ装置１に向けて磁界を発信するアンテナ１２１と、アンテナ１２１を介して誘導結合されたアンテナ装置１と通信を行う制御基板１２２とを備える。

【0029】

すなわち、リーダライタ１２０は、アンテナ１２１と電気的に接続された制御基板１２２が配設されている。この制御基板１２２には、一又は複数の集積回路チップ等の電子部品からなる制御回路が実装されている。この制御回路は、アンテナ装置１から受信されたデータに基づいて、各種の処理を実行する。

【0030】

例えば、制御回路は、アンテナ装置１に対してデータを送信する場合、データを符号化し、符号化したデータに基づいて、所定の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）の搬送波を変調し、変調した変調信号を増幅し、増幅した変調信号でアンテナ１２１を駆動する。また、制御回路は、アンテナ装置１からデータを読み出す場合、アンテナ１２１で受信されたデータの変調信号を増幅し、増幅したデータの変調信号を復調し、復調したデータを復号する。

【0031】

なお、制御回路では、一般的なリーダライタで用いられる符号化方式及び変調方式が用いられ、例えば、マンチェスタ符号化方式やＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調方式が用いられている。また、以下では、非接触通信システムにおけるアンテナ装置等について説明をするが、Ｑｉ（チー）等の非接触充電システムについても同様に適用することができるものとする。

【0032】

アンテナ装置１は、通信時にリーダライタ１２０とｘｙ平面において対向するように配置される携帯電話機等の電子機器３０の筐体の内部に組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信する。本実施形態のアンテナ装置１は、アンテナモジュール２と、金属板３と、磁性シート２０（図２参照）とを備える。

【0033】

アンテナモジュール２は、電子機器３０の筐体３２（図３（Ａ）参照）の内部に設けられ、誘導結合されたリーダライタ１２０との間で通信を行う。本実施形態では、図１に示すように、アンテナモジュール２は、ループアンテナ１１と、通信処理部１３と、接続部１４とを備える。

【0034】

ループアンテナ１１は、電子機器３０の筐体３２の内部に設けられ、外部機器となるリーダライタ１２０と誘導結合されることにより当該リーダライタ１２０と通信可能となるアンテナコイル１２（図２参照）が周回する。本実施形態では、ループアンテナ１１は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、リーダライタ１２０から見て、金属板３の外縁部３ａから所定の間隔を介して、その内側に設けられる。すなわち、ループアンテナ１１は、金属板３の外縁部３ａの近傍に設けられていない。ループアンテナ１１には、図１に示すように、例えばフレキシブルフラットケーブルなどの可撓性の導線をパターンニング処理等することによって形成されるアンテナコイル１２と、アンテナコイル１２と通信処理部１３とを電気的に接続する端子部１４とが実装されている。

【0035】

ループアンテナ１１は、図２（Ａ）に示すように略矩形状をなし、外形に沿ってアンテナコイル１２の１本の導線が周回されており、その中心部１２ａが開口部となっている。なお、本実施形態では、ループアンテナ１１は、略矩形状をなしているが、その形状は、楕円等の他の形状としてもよい。また、本明細書中でループアンテナ１１の「長手方向」とは、その長さや外径が最大値を示す方向を示し、略矩形状の場合では長辺方向、略楕円形の場合では長軸方向を示すものとする。

【0036】

ループアンテナ１１は、図２（Ａ）に示すように、アンテナコイル１２が周回する主面が通信時にリーダライタ１２０とｘｙ平面において対向するように配置される。また、ループアンテナ１１は、その長手方向の中心線１２ｂを境に、一方側部１１ａと他方側部１１ｂとを有する。一方側部１１ａは、アンテナコイル１２の導線を長手方向に沿う電流の向きが同一方向に流れる方向を周回の方向とする。他方側部１１ｂは、アンテナコイル１２の導線を長手方向に沿う電流の向きが逆方向に流れる周回の方向とする。そして、ループアンテナ１１は、長手方向に沿う一側縁を金属板３側に向けて、すなわち、一方側部１１ａ又は他方側部１１ｂの何れか一方を金属板３側に向けて配置される。

【0037】

アンテナコイル１２は、リーダライタ１２０から発信される磁界を受けると、リーダライタ１２０と誘導結合によって磁気的に結合され、変調された電磁波を受信して、端子部１４を介して受信信号を通信処理部１３に供給する。

【0038】

通信処理部１３は、アンテナコイル１２に流れる電流により駆動し、リーダライタ１２０との間で通信を行う。具体的に、通信処理部１３は、受信された変調信号を復調し、復調したデータを復号して、復号したデータを、当該通信処理部１３が有する内部メモリに書き込む。また、通信処理部１３は、リーダライタ１２０に送信するデータを内部メモリから読み出し、読み出したデータを符号化し、符号化したデータに基づいて搬送波を変調し、誘導結合によって磁気的に結合されたアンテナコイル１２を介して変調された電波をリーダライタ１２０に送信する。なお、通信処理部１３は、アンテナコイル１２に流れる電力ではなく、電子機器内に組み込まれたバッテリパックや外部電源などの電力供給手段から供給された電力によって駆動してもよい。

【0039】

金属板３は、電子機器３０の筐体３２内に設けられ、外部機器となるリーダライタ１２０に対向する第１の導電体となる。金属板３は、例えば携帯電話やスマートフォン、あるいはタブレットＰＣ等の電子機器の筐体内に設けられ、アンテナモジュール２の通信時にリーダライタ１２０に対向する第１の導電体を構成するものである。当該第１の導電体として、例えば、スマートフォンの筐体の内面に貼付されたメタルカバーや、スマートフォン内に収納されたバッテリパックの金属筐体、あるいは、タブレットＰＣの液晶モジュールの裏面に設けられた金属板等が相当する。

【0040】

磁性シート２０は、アンテナモジュール２の通信特性を高めるために、当該アンテナモジュール２の通信時にリーダライタ１２０から送られる磁束をループアンテナ１１の中心部１２ａに誘導する機能を有する。磁性シート２０は、酸化鉄や酸化クロム、コバルト、フェライト等の磁性体から形成され、本実施形態では、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、少なくともループアンテナ１１の中心部１２ａから第１の導電体３の外縁部３ａの何れかまで拡張して設けられることを特徴とする。

【0041】

本実施形態では、磁性シート２０は、ループアンテナ１１の中心部１２ａに長手方向に亘って形成される開口部に差し込まれる第１の磁性シート２１と、ループアンテナ１１の中心部１２ａから金属板３の外縁部３ａの何れかに至るまで延在する第２の磁性シート２２とを備える。すなわち、ループアンテナ１１の中心部１２ａに差し込まれた第１の磁性シート２１に対して、第２の磁性シート２２が当該中心部１２ａから金属板３の外縁部３ａの少なくとも一部に向けて拡張するように設けられている。本実施形態では、磁性シート２０を簡素な構成として製造容易にするために、第１の磁性シート２１と第２の磁性シート２２は、一体成型された構成となっている。

【0042】

また、本実施形態では、第２の磁性シート２２は、金属板３の外縁部３ａのうち、ループアンテナ１１の中心部１２ａから最近接部分に向けて拡張するように設けられる。具体的には、第２の磁性シート２２は、図３（Ｂ）に示すように、金属板３の外縁部３ａのうち、中心部１２ａから最も近い一辺３ａ１に向けて拡張するように設けられる。そして、当該一辺３ａ１に向けて拡張するように設けられる際に、当該一辺３ａ１の両端で隣り合う他辺３ａ２、３ａ３の一部に至るまで延在するように設けられている。なお、本明細書中で「最近接部分」とは、金属板３の外縁部３ａのうち、ループアンテナ１１の中心部１２ａから最も近い部位や領域を示すものとし、本実施形態のように、金属板３が略矩形の場合では、中心部１２ａから最も近い一辺３ａ１を示すものとする。

【0043】

このように、本実施形態では、ループアンテナ１１の中心部３ａから金属板３の外縁部３ａの最近接部位に向けて拡張するように、第２の磁性シート２２を設けている。このため、電子機器３０に備わるアンテナ装置１がリーダライタ１２０との近距離非接触通信の際に、当該第２の磁性シート２２がリーダライタ１２０から受けた磁束を、第１の磁性シート２１を介してループアンテナ１１の中心部１２ａに確実に引き込むことができる。そして、第２の磁性シート２２と第１の磁性シート２１を介して、ループアンテナ１１の中心部１２ａに導かれた磁束によって、アンテナコイル１２には大きな起電力を生じるので、通信特性をより向上させることができる。

【0044】

すなわち、リーダライタ１２０から見て、金属板３の外縁部３ａから所定の間隔を介して、その内側に設けられる場合でも、等価的に金属板３の外縁部３ａがループアンテナ１１の中心部１２ａに配置される構造が実現できる。このため、ループアンテナ１１を備えるアンテナモジュール２が金属板３の外縁部３ａの近傍に設けられていない場合でも、リーダライタ１２０から見て、等価的に金属板３の外縁部３ａにアンテナモジュール２が配置しているように、そのＮＦＣの良好な特性を実現させられる。換言すると、アンテナモジュール２の実装位置に関わらず、電子機器３０の主要な金属板３による磁気シールド効果を利用して、そのＮＦＣの通信特性を高めることができる。

【0045】

このように、等価的に金属板３の外縁部３ａがループアンテナ１１の中心部１２ａに配置される構造を実現するためには、第２の磁性シート２２で集めたリーダライタ１２０からの磁束を第１の磁性シート２１を経由して、ループアンテナ１１の中心部１２ａに送る必要がある。このため、本実施形態では、図２（Ｂ）に示すように、第１の磁性シート２１は、その一端（本実施形態では、第１の磁性シート２１と第２の磁性シート２２が一体成型された構成なので、第２の磁性シート２２）がリーダライタ１２０から見て一方側部１１ａの下側に配置される。そして、当該一端を除く部分（図２（Ｂ）に示すＹ方向における第１の磁性シート２１の先端側部分）がリーダライタ１２０から見て他方側部１１ｂの上側に配置されるように設けられる。

【0046】

なお、ループアンテナ１１は、アンテナ用金属箔４が重畳する一方側部１１ａにおけるアンテナコイル１２の本数（例えば３本）よりも、アンテナ用金属箔４が重畳しない他方側部１１ｂにおけるアンテナコイル１２の本数（例えば４本）が多くなるように周回させるようにしてもよい。すなわち、１本のアンテナコイルの導線の始端と終端を他方側部１１ｂにすることにより、アンテナコイル１２の中心線１２ａを挟んで、ループアンテナ１１の一方側部１１ａよりも他方側部１１ｂの方に多くのコイル導線が周回するように形成することができる。これにより、リーダライタ１２０からの磁束と誘導結合するコイルの本数を増やし、良好な通信特性を実現することができる。

【0047】

前述した本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１では、ループアンテナ１１から金属板３の外縁部３ａまで拡張して設けられる磁性シート２０を構成する第１の磁性シート２１と第２の磁性シート２２を一体成型した構成となっているが、アンテナ装置１を他の構成とすることも可能である。すなわち、本実施形態のアンテナ装置１は、搭載される電子機器３０の仕様に応じて、下記の変形例の場合でも適用可能である。

【0048】

例えば、磁性シートの設計自由度を高めるために、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、磁性シート２０ａを構成する第１の磁性シート２１ａと第２の磁性シート２２ａを別個に成型してから、連結した構成としてもよい。

【0049】

また、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１を搭載する電子機器３０の仕様に応じて適用可能とするために、図５に示すように、第２の磁性シート２２ｂにカメラやマイク等の電子部品を使用するための孔部２２ｂ１や、図６に示すような切欠き２２ｃ１を形成してもよい。

【0050】

さらに、図７に示すように、第２の磁性シート２２ｄがループアンテナ１１や第１の磁性シート２１ｄよりも幅が狭い構成としたり、図８に示すように、第２の磁性シート２２ｅに対する第１の磁性シート２１ｅの位置がオフセンターとなっている構成としてもよい。

【0051】

また、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１の実装部位は、平面形状の金属板３に限定されない。例えば、アンテナ装置１は、図９（Ａ）に示すように、斜面３ｆ１を有する曲がった金属カバー３ｆにも実装可能である。このとき、図９（Ｂ）に示すように、第１の磁性シート２１ｆと第２の磁性シート２２ｆを一体成型しても、図１０（Ａ）に示すように、第１の磁性シート２１ｇと第２の磁性シート２２ｇを別体で成型して貼り付けてもよい。また、このとき、図１０（Ｂ）に示すように、第１の磁性シート２１ｈと第２の磁性シート２２ｈの重なり位置がループアンテナ１１の中心部１２ａを越える構成としてもよい。

【実施例】

【0052】

次に、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１と、第２の磁性シートで磁性シートを拡張しない従来のアンテナ装置と比較した実施例について説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。

【0053】

ここでは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１（図３参照）の実施例と、図１１に示す従来のアンテナ装置１ｉの比較例のそれぞれに対して、対向するリーダライタ１２０を所定の方向に移動させた場合の結合係数をシミュレーションで求めた。すなわち、実施例では、図３に示す本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１を用いて、金属板３とリーダライタ１２０（図１参照）とを対向させて、金属板３とループアンテナ１１との相対的な位置関係を変化させたときの通信特性について評価した。比較例では、図１１に示すような拡張していない通常の磁性シート２０ｉを備えるアンテナ装置１ｉを用いて、金属板３ｉとリーダライタ１２０（図１参照）とを対向させて、金属板３ｉとループアンテナ１１との相対的な位置関係を変化させたときの通信特性について評価した。なお、実施例では、図３に示すＹ軸方向に、比較例では、図１１に示すＸ軸方向にそれぞれリーダライタ１２０を移動させた。

【0054】

具体的な評価条件としては、次のようにした。すなわち、リーダライタ１２０のアンテナ１２１は、ｘｙ軸方向で規定される外形直径が７０ｍｍの４巻コイルとした。また、金属板３は、ｘｙｚ軸方向で規定される寸法が４５ｍｍ×３５ｍｍ×０．３ｍｍのステンレスとした。また、ループアンテナ１１のアンテナコイル１２は、ｘｙ軸方向で規定される外形が２２ｍｍ×８ｍｍとした構造で４巻のコイルである。さらに、ｚ軸方向で規定される金属板３の表面からアンテナコイル１２の表面までの距離は１ｍｍとした。また、リーダライタ１２０とアンテナコイル１２との距離は５５ｍｍとした。

【0055】

図１２は、前述した本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の実施例と比較例に係る結合係数の変化を示すグラフである。図１２に示すように、従来例と比べると、実施例は、通信特性が約２．５倍に向上したことが分かる。このことから、ループアンテナ１１の中心部１２ａに差し込まれる第１の磁性シート２１に第２の磁性シート２２を付け足して、磁性シート２０をループアンテナ１１の中心部１２ａから金属板３の外縁部３ａに向けて拡張することによって、ＮＦＣの通信特性が向上することが分かる。

【0056】

なお、上記のように本発明の一実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。

【0057】

例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、アンテナ装置、及び電子機器の構成、動作も本発明の一実施形態及び各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

【符号の説明】

【0058】

１ アンテナ装置、２ アンテナモジュール、３ 金属板（第１の導電体）、３ａ 外縁部、３ａ１ 一辺（最近接部分）、１１ ループアンテナ、１１ａ 一方側部、１１ｂ 他方側部、１２ アンテナコイル、１２ａ 中心部、１２ｂ 中心線、１３ 通信処理部、１４ 端子部、２０ 磁性シート、２１ 第１の磁性シート、２２ 第２の磁性シート、３０ 電子機器、３２ 筐体、１２０ リーダライタ（外部機器）、１２１ アンテナ、１２２ 制御基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】