JP2013021424A - アンテナ装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 非透磁性物質からなる筐体でもデータのやりとりを支障なく行う。
【解決手段】 非透磁性物質で形成された筐体（２）の一部に開口（２２）を形成し、その開口（２２）を透磁性物質で形成された部品（７）で塞ぐとともに、その部品（７）の前記筐体（２）内側を臨む面にアンテナ（９）を設ける。筐体（２）を鉄等の非透磁性物質で形成したとしても、アンテナ（９）と読み取り装置（リーダライタ）との間には、透磁性物質からなる部品（７）が介在するため、磁界が遮られることなく、アンテナ（９）と読み取り装置との間のデータのやりとりを支障なく行うことができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、アンテナ装置及び電子機器に関し、詳細には、非接触ＩＣカード用などのアンテナ装置及びそれを内蔵した電子機器に関する。

非接触ＩＣカードは、リーダライタと呼ばれる読み取り装置に「かざす」だけで、当該装置との間で所要のデータをやりとりして電子決済等を行うことができる便利なカード技術であり、今日では、たとえば、携帯電話機等の電子機器の一部にも内蔵されるようになってきた。

非接触ＩＣカードの動作原理は電磁誘導である。すなわち、対向する一対のコイルの一方に交流を流すと、他方のコイルに誘導電流が流れるという原理を利用し、カードへの電源供給やカードとリーダライタとの間のデータのやりとりを行うというものである。なお、非接触ＩＣカードの技術においては、一般的にコイルのことをアンテナと称しているので、本明細書においてもその呼称（コイル→アンテナ）に倣うことにする。

非接触ＩＣカードのアンテナを電子機器に内蔵する場合、いくつかのことに留意する必要がある。たとえば、筐体の厚みはその一つである。すなわち、非接触ＩＣカードの厚みは高々数ミリであるので、カードの表裏面いずれをリーダライタにかざしても支障ないが、電子機器の筐体は相当の厚みを持つことから、アンテナを設けた面を意図的にリーダライタに向けてかざす必要があり、操作上の制約がある。この点に関し、下記の特許文献１には、筐体の一方面側と他方面側にそれぞれアンテナを配置し、それらのアンテナの出力を合成して取り出す技術が開示されている。これによれば、筐体の一方面又は他方面のいずれをリーダライタにかざしてもよいので、操作上の制約を受けない。
また、筐体内にはバッテリ等の金属を用いた様々な部品が内蔵されているため、それらの金属部品によるアンテナ特性への影響を回避する必要がある。この点に関し、下記の特許文献２には、バッテリ等の部品の外面を周回する枠体を磁性材で形成し、その枠体の外面に導線を螺旋状に巻回してアンテナを形成する技術が開示されている。これによれば、アンテナ特性への部品の影響を回避できる。
また、アンテナとリーダライタとの間の距離が所定の値にあるときにデータのやりとりが不能になるという通信不可領域（ＮＵＬＬ領域）が発生することがある。この点に関し、下記の特許文献３には、アンテナに併設された磁性シートの切り欠き位置を工夫して通信不可領域（ＮＵＬＬ）を回避する技術が開示されている。

特開２００６−０１３７７７号公報 特開２００７−１２４５５７号公報 特開２００９−１８２９０２号公報

前記特許文献１〜３の技術にあっては、「操作上の制約を受けない」、「アンテナ特性への部品の影響を回避する」、「通信不可領域（ＮＵＬＬ）を回避する」といった利点があるものの、以下の問題点に対処できない。

すなわち、いずれの文献においても筐体の材質に関する言及がない。このため、携帯電話機等の電子機器一般における常識から、プラスチック等のような軽く成形性に優れた材料が筐体に用いられていると解されるところ、かかるプラスチック等は磁界を透しやすい物質（透磁率が低い物質；いわゆる透磁性物質）であるので、アンテナに対する遮蔽物にならず、アンテナとリーダライタとの間のデータのやりとりに支障はない。

しかしながら、意匠上の要求などから、筐体に他の物質、たとえば、鉄等の金属が用いられることがあるが、この金属は、磁界を透しにくい非透磁性物質（透磁率が高い物質）であるため、アンテナに対する遮蔽物になってしまい、アンテナとリーダライタとの間のデータのやりとりに支障を来すという問題点がある。

図４は、問題点の説明図である。この図において、筐体１００の内側にアンテナ１０１が取り付けられており、このアンテナ１０１とリーダライタ１０２のアンテナ１０３とが極接近している様子が描かれている。アンテナ１０１、１０３は電磁誘導で結合し、たとえは、一方のアンテナ１０３に交流を流すと、他方のアンテナ１０１に誘導電流が流れる。
ここで、筐体１００の材質を鉄等の非透磁性物質であると想定すると、非透磁性物質は磁界を透しにくい性質を有するから、一方のアンテナ１０３からの磁界がこの筐体１００で遮られてしまい、その結果、他方のアンテナ１０１に誘導電流が生じないという不都合を招く。
前記の特許文献１〜３の技術は、こうした問題点に対処できない。筐体１００に鉄等の非透磁性物質が使用されることを全く考慮していないからである。

そこで、本発明の目的は、非透磁性物質からなる筐体でもデータのやりとりを支障なく行うことができるアンテナ装置及び電子機器を提供することにある。

本発明に係るアンテナ装置は、非透磁性物質で形成された筐体の一部に開口を形成し、その開口を透磁性物質で形成された部品で塞ぐとともに、その部品の前記筐体内側を臨む面にアンテナを設けたことを特徴とする。
本発明に係る電子機器は、前記アンテナ装置を実装したことを特徴とする。

本発明によれば、非透磁性物質からなる筐体でもデータのやりとりを支障なく行うことができる。

実施形態に係る電子機器の外観図である。 電子機器１の断面図（図１のＡ−Ａ矢視断面図）である。 カメラスクリーン７を裏側（筐体２の内部側）から見た図である。 問題点の説明図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、実施形態に係る電子機器の外観図である。この図において、電子機器は、たとえば、携帯電話機１である。この携帯電話機１は、手持ちに適した形状（たとえば、この図ではタブレット型とするが、これに限定されない。折り畳み式やフリップ式などであってもよい。）の筐体２の主面（主たる操作面であって、一般的には表面とされる面）に、タッチパネル付き液晶ディスプレイパネル３と、電話用の受話穴４及び送話穴５とを配置し、且つ、筐体２の裏面（主面の反対面）に、電池蓋６と、プレート状の部品（ここでは、カメラスクリーン７）とを配置している。なお、これ以外にも筐体２の任意位置に電池充電端子や外部機器とのインターフェース端子（またはそれらの兼用端子）などが設けられているが、この図面では省略している。

電池蓋６は、筐体２の内部に装着される電池（図２の電池１６参照）を脱着するための蓋であり、また、カメラスクリーン７は、カメラ用のレンズ穴８と、非接触ＩＣカード用のアンテナ９と、そのアンテナ９の位置を表示するためのマーカ１０とを備える。

図２は、電子機器１の断面図（図１のＡ−Ａ矢視断面図）である。この図において、筐体２は、特にそれに限定されないが、主面側の上筐体１１と裏面側の下筐体１２とからなる二分割構造を有しており、上筐体１１と下筐体１２は、側面の係合部１３、１３で着脱可能に係合している。

上筐体１１には大開口部１４が設けられており、この大開口部１４にタッチパネル付き液晶ディスプレイパネル３が装着され、且つ、そのタッチパネル付き液晶ディスプレイパネル３の直下にバックライト１５が実装されている。

下筐体１２の内部には、電池１６や電子基板１７およびカメラ１８が組み込まれており、電子基板１７には非接触ＩＣカードチップ１９やその他の電子部品１２０、２１（携帯電話機用の電子回路部品など）が実装され、それらの部品と電池１６及びカメラ１８との間が不図示の配線で接続されている。

下筐体１２の一部に小開口部２２と、この小開口部２２の周囲に巡らされた、下筐体１２と一体の舌部２３とが設けられている。小開口部２２の開口面積は、前出のカメラスクリーン７が丁度収まる適切な大きさであり、前出のカメラスクリーン７は、舌部２３に着座し、且つ、この小開口部２２を塞ぐようにして収められているとともに、カメラスクリーン７と舌部２３との間が後述の両面テープ２６（図３参照）によって接着固定されている。

図３は、カメラスクリーン７を裏側（筐体２の内部側）から見た図である。この図に示すように、カメラスクリーン７に形成されたレンズ穴８の中心は、カメラ１８の撮影レンズ２４の光軸に合わせられている。また、レンズ穴８の周囲には、導線を所定形状（ここでは矩形状）に巻回したループ型のアンテナ９が設けられており、このアンテナ９は、両端から延びる配線２５を介して、図２の電子基板１７の部品（非接触ＩＣカードチップ１９）に接続されている。さらに、カメラスクリーン７の周縁部に両面テープ２６が貼り付けられており、この両面テープ２６でカメラスクリーン７と下筐体１２の舌部２３とが接着固定されるようになっている。

このような構成において、前記の課題（非透磁性物質からなる筐体でもデータのやりとりを支障なく行うことができる）を達成するために必要な本実施形態のポイントは、以下のとおりである。
（１）筐体２の材質：
筐体２は非透磁性物質で形成されている。非透磁性物質は意匠上の要求から様々であるが、たとえば、鉄などであり、要するに、磁界を透しにくい物質（透磁率の高い物質）である。なお、ここでは、筐体２の全体を非透磁性物質で形成するとしているが、これに限定されない。アンテナ９が設けられた側の筐体部分だけを非透磁性物質で形成する態様であってもよい。つまり、上筐体１１をプラスチック等の透磁性物質で形成するとともに、下筐体１２を鉄等の非透磁性物質で形成する態様であってもよい。
（２）カメラスクリーン７の材質：
カメラスクリーン７は透磁性物質、つまり、磁界を透しやすい物質で形成されている。透磁性物質は、たとえば、プラスチックなどであるが、他の物質であってもかまわない。磁界を透しやすい物質（透磁率が低い物質）であればよい。
（３）カメラスクリーン７の筐体２への取り付け構造：
下筐体１２の一部に小開口部２２を形成し、その小開口部２２を塞ぐようにしてカメラスクリーン７を取り付ける。
（４）アンテナ９の取り付け位置：
アンテナ９をカメラスクリーン７の裏面（筐体２の内部側）に取り付ける。

以上のポイントは、端的に、非透磁性物質で形成された筐体２の一部に開口（実施形態では小開口部２２）を形成し、その開口を透磁性物質で形成された部品（実施形態ではカメラスクリーン７）で塞ぐとともに、その部品の前記筐体内側を臨む面にアンテナ９を設けた、と言い表すことができる。

かかるポイントを有することにより、以下の効果を奏することができる。
すなわち、筐体２を鉄等の非透磁性物質で形成したとしても、アンテナ９とリーダライタ（図４のリーダライタ１０２参照）との間には、プラスチック等の透磁性物質からなるカメラスクリーン７が介在するため、磁界が遮られることなく、アンテナ９とリーダライタとの間のデータのやりとりを支障なく行うことができる。
したがって、筐体２を鉄等の非透磁性物質とするという意匠上の要求に応えつつも、アンテナ９とリーダライタとの間のデータのやりとりを支障なく行うことができるという特有の効果が得られる。

なお、以上の実施形態では、カメラスクリーン７を例を示したが、これに限定されない。非透磁性物質からなる筐体２の一部を構成する部品であって、且つ、透磁性物質で形成された部品であればよく、たとえば、機種名プレートや加飾シートなどであってもよい。

また、実施形態では、携帯電話機１への適用を例にしたが、これにも限定されない。非接触ＩＣカード用のアンテナを実装した電子機器であればよい。さらに、アンテナの用途についても実施形態の例示（非接触ＩＣカード用）に限定されない。たとえば、磁界の変化で電池１６を充電する給電用のアンテナであってもよい。

以下、本発明の特徴を付記する。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
付記１は、図２に示すように、非透磁性物質で形成された筐体（２）の一部に開口（２２）を形成し、その開口（２２）を透磁性物質で形成された部品（７）で塞ぐとともに、その部品（７）の前記筐体（２）内側を臨む面にアンテナ（９）を設けたことを特徴とするアンテナ装置である。

（付記２）
付記２は、
前記アンテナは、電磁誘導による誘導電流を誘起するためのコイルであることを特徴とする付記１に記載のアンテナ装置である。

（付記３）
付記３は、
前記アンテナは、非接触ＩＣカード用のアンテナであることを特徴とする付記１又は付記２いずれかに記載のアンテナ装置である。

（付記４）
付記４は、
付記１に記載のアンテナ装置を実装したことを特徴とする電子機器である。

１ 携帯電話機（電子機器）
２ 筐体
７ カメラスクリーン（部品）
９ アンテナ
２２ 小開口部（開口）

Claims (4)

1. 非透磁性物質で形成された筐体の一部に開口を形成し、その開口を透磁性物質で形成された部品で塞ぐとともに、その部品の前記筐体内側を臨む面にアンテナを設けたことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記アンテナは、電磁誘導による誘導電流を誘起するためのコイルであることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記アンテナは、非接触ＩＣカード用のアンテナであることを特徴とする請求項１又は請求項２いずれかに記載のアンテナ装置。
4. 請求項１に記載のアンテナ装置を実装したことを特徴とする電子機器。

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