JP2014225817A - Antenna, antenna device and communication apparatus - Google Patents

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JP2014225817A JP2013104718A JP2013104718A JP2014225817A JP 2014225817 A JP2014225817 A JP 2014225817A JP 2013104718 A JP2013104718 A JP 2013104718A JP 2013104718 A JP2013104718 A JP 2013104718A JP 2014225817 A JP2014225817 A JP 2014225817A
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Shuichiro Yamaguchi
修一郎 山口
佐野 雅明
Masaaki Sano
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna, an antenna device and a communication apparatus capable of easily performing satisfactory communication even when no metal body is disposed nearby or the antenna is disposed in a metal body.SOLUTION: The antenna includes: a core 11 having a plane; a coil-wound portion (rejoin B) wound with a coil on the plane; and plural non-coil wound portions (rejoin A, C) wound with no coil on the plane. The coil-wound portion (rejoin B) is positioned between the plural non-coil wound portions (rejoin A, C) in a first direction on the plane. Each of the plural non-coil wound portions (rejoin A, C) is inclined in an identical direction with respect to the axis of the coil.

Description

本発明は、RF−IDやNFCなどのICカードやICタグなどの無線通信媒体との通信を行うアンテナ、アンテナ装置および通信装置に関するものである。   The present invention relates to an antenna, an antenna device, and a communication device that perform communication with a wireless communication medium such as an IC card or IC tag such as an RF-ID or NFC.

従来、アンテナが金属筐体内に搭載されると、アンテナが発生させる磁束を金属体が打ち消してしまうため、金属体の外側にアンテナが発生させる磁界が及ばず、アンテナの通信特性を維持することが困難であった。   Conventionally, when an antenna is mounted in a metal casing, the metal body cancels out the magnetic flux generated by the antenna. Therefore, the magnetic field generated by the antenna does not reach the outside of the metal body, and the communication characteristics of the antenna can be maintained. It was difficult.

そこで、金属体に貫通口と、金属体端部と貫通口とを接続するスロットと、を設け、貫通口の周りに金属体と重なるように配置されたループアンテナを配置させる技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。これにより、むしろ金属体を利用して通信を行うことができる。   Therefore, a technique has been proposed in which a through hole and a slot for connecting the end of the metal body and the through hole are provided in the metal body, and a loop antenna disposed so as to overlap the metal body is arranged around the through hole. (For example, refer to Patent Document 1). As a result, communication can be performed using a metal body.

特許第5177314号公報Japanese Patent No. 5177314

しかしながら、(特許文献1)に記載の技術では、アンテナの開口面積程度の貫通口を金属体に開けなくてはならず、アンテナの開口面積は大きいほど通信特性が向上することと相反するため、貫通口を小さくすることが困難であった。更に、金属体端部と貫通孔とを接続するスロットが必ず必要であり、スロットによりアンテナの配置の自由度が制限されていた。更に、金属体を利用しなくては、アンテナ単体では良好な通信特性を得ることができない。   However, in the technique described in (Patent Document 1), it is necessary to open a through-hole of about the opening area of the antenna in the metal body, which is contrary to the improvement in communication characteristics as the opening area of the antenna is larger. It was difficult to make the through hole small. Furthermore, a slot for connecting the end portion of the metal body and the through hole is indispensable, and the freedom of arrangement of the antenna is limited by the slot. Furthermore, good communication characteristics cannot be obtained with a single antenna unless a metal body is used.

そこで本発明は、金属体が近くに配置されなくても良好な通信特性を有し、更にアンテナが金属体内に配置されたとしても、シンプルな孔のみを金属体に設けるだけで、金属体の外側と容易に良好な通信を行うことができるアンテナ、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。   Therefore, the present invention has good communication characteristics even if the metal body is not disposed nearby, and even if the antenna is disposed in the metal body, only a simple hole is provided in the metal body. An object of the present invention is to provide an antenna, an antenna device, and an electronic device that can easily perform good communication with the outside.

本発明は、面を備えるコアと、前記面上にコイルが巻回されたコイル巻回部と、前記面のうち、前記コイルが巻回されていない複数のコイル非巻回部と、を備え、前記コイル巻回部は、前記面上の第1の方向において前記複数のコイル非巻回部に挟まれ、前記複数のコイル非巻回部それぞれは、前記コイルの軸を基準に同一の一方向に傾いていることを特徴とするアンテナとした。   The present invention includes a core having a surface, a coil winding portion in which a coil is wound on the surface, and a plurality of coil non-winding portions in which the coil is not wound out of the surface. The coil winding part is sandwiched between the plurality of coil non-winding parts in the first direction on the surface, and each of the plurality of coil non-winding parts is the same on the basis of the axis of the coil. The antenna is characterized by being inclined in the direction.

本発明によれば、金属体が近くに配置されなくても良好な通信特性を有し、更にアンテナが金属体内に配置されたとしても、シンプルな孔のみを金属体に設けるだけで、金属体の外側と容易に良好な通信を行うことができる。更に、孔の一部に金属体によるふたをしても、通信を行うことができ、孔の面積を小さくすることができる。   According to the present invention, even if the metal body is not disposed nearby, the metal body has good communication characteristics, and even if the antenna is disposed in the metal body, only the simple hole is provided in the metal body. Good communication can be easily performed with the outside. Furthermore, even if a hole is covered with a metal body, communication can be performed and the area of the hole can be reduced.

本発明の実施の形態1におけるアンテナが搭載された携帯端末の分解斜視図1 is an exploded perspective view of a mobile terminal equipped with an antenna according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1におけるアンテナの斜視図The perspective view of the antenna in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1におけるアンテナの分解斜視図1 is an exploded perspective view of an antenna according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1におけるコアの斜視図The perspective view of the core in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1におけるアンテナが搭載された携帯端末の分解斜視図1 is an exploded perspective view of a mobile terminal equipped with an antenna according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1におけるアンテナが搭載された携帯端末の分解斜視図1 is an exploded perspective view of a mobile terminal equipped with an antenna according to Embodiment 1 of the present invention. 従来のアンテナの一例を示す図The figure which shows an example of the conventional antenna 本発明の実施の形態1におけるアンテナが発生させる磁界を示す図The figure which shows the magnetic field which the antenna in Embodiment 1 of this invention generates 図7のアンテナが発生させる磁界を示す図The figure which shows the magnetic field which the antenna of FIG. 7 generates 本発明の実施の形態1におけるアンテナが発生させる磁界を示す図The figure which shows the magnetic field which the antenna in Embodiment 1 of this invention generates 図7のアンテナが発生させる磁界を示す図The figure which shows the magnetic field which the antenna of FIG. 7 generates 本発明の実施の形態1におけるアンテナ及び図7のアンテナにおいてアンテナ同士が平行に対向している場合の通信可能距離を示す図The figure which shows the communication possible distance when the antennas in Embodiment 1 of this invention and the antenna of FIG. 本発明の実施の形態1におけるアンテナ及び図7のアンテナにおいてアンテナ同士が45度の角度で対向している場合の通信可能距離を示す図The figure which shows the communicable distance when the antennas are facing each other at an angle of 45 degrees in the antenna according to Embodiment 1 of the present invention and the antenna of FIG. 本発明の実施の形態1におけるアンテナのコアのサイズとアンテナの誘起電圧との関係を示す図The figure which shows the relationship between the size of the core of the antenna in Embodiment 1 of this invention, and the induced voltage of an antenna 電子機器内における本発明の実施の形態1のアンテナ及び従来のアンテナと他の周波数帯のアンテナとの配置を示す図The figure which shows arrangement | positioning with the antenna of Embodiment 1 of this invention in an electronic device, the conventional antenna, and the antenna of another frequency band 本実施の形態のアンテナの斜視図The perspective view of the antenna of this Embodiment 本実施の形態のアンテナの斜視図The perspective view of the antenna of this Embodiment 本発明の実施の形態1におけるアンテナが搭載された金属体を含む携帯端末の分解斜視図1 is an exploded perspective view of a mobile terminal including a metal body on which an antenna according to Embodiment 1 of the present invention is mounted. 本発明の実施の形態1におけるアンテナが搭載された金属体を含む携帯端末の分解斜視図1 is an exploded perspective view of a mobile terminal including a metal body on which an antenna according to Embodiment 1 of the present invention is mounted. 本発明の実施の形態1における背面カバーとスロットとアンテナの関係を示す図The figure which shows the relationship between a back cover, a slot, and an antenna in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるアンテナが発生させる磁束と背面カバーとスロットの関係を示す図The figure which shows the relationship between the magnetic flux which the antenna in Embodiment 1 of this invention generate | occur | produces, a back cover, and a slot. 本発明の実施の形態1における背面カバー(金属体)に流れる電流を示す図The figure which shows the electric current which flows into the back cover (metal body) in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるインダクタンス調整機構を備えるアンテナの上面図Top view of an antenna provided with an inductance adjustment mechanism in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1におけるアンテナのインダクタンスを決定するパラメータを説明する図The figure explaining the parameter which determines the inductance of the antenna in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1におけるアンテナをインダクタンス調整機構によってインダクタンスを変化させた様子を示す図The figure which shows a mode that the inductance in Embodiment 1 of this invention changed the inductance with the inductance adjustment mechanism. 本発明の実施の形態2におけるアンテナが搭載された携帯端末の分解斜視図The disassembled perspective view of the portable terminal in which the antenna in Embodiment 2 of this invention is mounted. 本発明の実施の形態2におけるアンテナの斜視図The perspective view of the antenna in Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態2におけるアンテナの分解斜視図The exploded perspective view of the antenna in Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態1におけるコアの斜視図The perspective view of the core in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態2のアンテナによる金属板に流れる電流を示す図The figure which shows the electric current which flows into the metal plate by the antenna of Embodiment 2 of this invention 従来のアンテナによる金属板に流れる電流を示す図The figure which shows the electric current which flows into the metal plate with the conventional antenna 本発明の実施の形態2のアンテナと従来のアンテナが形成する磁界を示す図The figure which shows the magnetic field which the antenna of Embodiment 2 of this invention and the conventional antenna form 本発明の実施の形態2のアンテナにおいてキャップありの場合の電流を示す図The figure which shows the electric current in the case with a cap in the antenna of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2のアンテナにおいてキャップありとなしの場合における磁界を示す図The figure which shows the magnetic field in the case of with and without a cap in the antenna of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2のアンテナにおけるキャップと背面カバーとの接続を示す図The figure which shows the connection of the cap and back cover in the antenna of Embodiment 2 of this invention

本発明は面を備えるコアと、前記面上にコイルが巻回されたコイル巻回部と、前記面のうち、前記コイルが巻回されていない複数のコイル非巻回部と、を備え、前記コイル巻回部は、前記面上の第1の方向において前記複数のコイル非巻回部に挟まれ、前記複数のコイル非巻回部それぞれは、前記コイルの軸を基準に同一の一方向に傾いていることを特徴とするアンテナであって、金属体が近くに配置されなくても良好な通信特性を有し、更にアンテナが金属体内に配置されたとしても、シンプルな孔のみを金属体に設けるだけで、金属体の外側と容易に良好な通信を行うことができる。   The present invention includes a core having a surface, a coil winding portion in which a coil is wound on the surface, and a plurality of coil non-winding portions in which the coil is not wound out of the surface, The coil winding portion is sandwiched between the plurality of coil non-winding portions in a first direction on the surface, and each of the plurality of coil non-winding portions is in the same direction with respect to the axis of the coil The antenna is characterized in that it has good communication characteristics even if the metal body is not placed nearby, and even if the antenna is placed in the metal body, only a simple hole is made in the metal. Good communication can be easily performed with the outside of the metal body simply by being provided on the body.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるアンテナが搭載された携帯端末の分解斜視図である。携帯端末1は、表示パネル2、背面カバー3、表示パネル2と背面カバー3との間に収められるバッテリー4、カメラ5、電子回路基板6、などにより構成されている。図1のように表示パネル2がタッチパネル方式で、操作用のボタンがない場合もあるが、表示パネル2はタッチパネル方式である場合とそうでない場合とがあり、別途操作用のボタンを備えても良い。表示パネル2は液晶パネルで、パネルカバー2aを備える。背面カバー3には、本発明の実施の形態1であるアンテナ8が粘着テープによる貼り付けやビスによる固定などにより搭載されている。このとき、背面カバー3は樹脂などの非金属体の場合と金属体の場合がある。図1の背面カバー3は、樹脂である。なお、図1では、アンテナ8はカメラ5と重ならないように配置される。アンテナ8はバッテリー4と重なるように配置されてもいいが、より薄い電子回路基板6と重なるように配置したほうが、携帯端末1全体を薄型化することができる。なお、本実施の形態1ではアンテナ8を背面カバー3の平坦な部分に配置しているが、背面カバー3の曲面に沿って配置することも可能である。また、図1のように背面カバー3の長手方向と、アンテナ8のコイルの軸方向(長手方向)が略同一方向であることが好ましい。これにより、アンテナ8の通信方向がユーザーにとって利便性の良い方向となる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view of a mobile terminal on which an antenna according to Embodiment 1 of the present invention is mounted. The mobile terminal 1 includes a display panel 2, a back cover 3, a battery 4 that is housed between the display panel 2 and the back cover 3, a camera 5, an electronic circuit board 6, and the like. As shown in FIG. 1, the display panel 2 may be a touch panel type and may not have an operation button. However, the display panel 2 may or may not be a touch panel type, and may have a separate operation button. good. The display panel 2 is a liquid crystal panel and includes a panel cover 2a. On the back cover 3, the antenna 8 according to the first embodiment of the present invention is mounted by sticking with an adhesive tape or fixing with a screw. At this time, the back cover 3 may be a non-metallic body such as a resin or a metallic body. The back cover 3 in FIG. 1 is a resin. In FIG. 1, the antenna 8 is arranged so as not to overlap the camera 5. Although the antenna 8 may be disposed so as to overlap the battery 4, the entire mobile terminal 1 can be thinned by being disposed so as to overlap the thinner electronic circuit board 6. In the first embodiment, the antenna 8 is arranged on the flat portion of the back cover 3, but it can be arranged along the curved surface of the back cover 3. Moreover, it is preferable that the longitudinal direction of the back cover 3 and the axial direction (longitudinal direction) of the coil of the antenna 8 are substantially the same direction as shown in FIG. Thereby, the communication direction of the antenna 8 becomes a direction convenient for the user.

アンテナ8の電子回路基板6との対向面には、電子回路基板6との接続を行うことによりアンテナ装置を形成するための外部接続端子8aおよび8bが設けられている。電子回路基板6とアンテナ8との接続は、ピンによる接触やコネクタ接続、導線のはんだ付けなどが考えられる。本実施の形態1においては、電子回路基板6にアンテナ入出力用ピン7a、7bを備えている。一般的に知られているように、アンテナ入出力用ピン7aおよび7bは、整合回路および制御ICなどが配置された電子回路基板6上のアンテナ制御部9に接続されるものとする。そして、このアンテナ入出力用ピン7a、7bが、アンテナ8に設けられた外部接続端子8aおよび8bを両端部とするコイル部と接続されることにより、アンテナ装置が形成される。なお、背面カバー3と表示パネル2の間にできる空間には、RF−ID用ICや整合回路の他、他周波用アンテナ、スピーカー、RFモジュールなどの部品が配置される。   External connection terminals 8 a and 8 b for forming an antenna device by connecting to the electronic circuit board 6 are provided on the surface of the antenna 8 facing the electronic circuit board 6. The connection between the electronic circuit board 6 and the antenna 8 may be contact with a pin, connector connection, or soldering of a conductive wire. In the first embodiment, the electronic circuit board 6 includes antenna input / output pins 7a and 7b. As generally known, the antenna input / output pins 7a and 7b are connected to an antenna control unit 9 on an electronic circuit board 6 on which a matching circuit, a control IC, and the like are arranged. The antenna input / output pins 7a and 7b are connected to coil portions having both ends of the external connection terminals 8a and 8b provided on the antenna 8, thereby forming an antenna device. In the space formed between the back cover 3 and the display panel 2, components such as an antenna for other frequencies, a speaker, and an RF module are arranged in addition to the IC for RF-ID and the matching circuit.

図2は、本発明の実施の形態1におけるアンテナの斜視図である。また、図3は、本発明の実施の形態1におけるアンテナの分解斜視図である。さらに、図4は、本発明の実施の形態1におけるコアの斜視図である。   FIG. 2 is a perspective view of the antenna according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3 is an exploded perspective view of the antenna according to Embodiment 1 of the present invention. Furthermore, FIG. 4 is a perspective view of the core in Embodiment 1 of the present invention.

図2に示すように、本発明の実施の形態1のアンテナ8は、面を備える薄型の板状のコア11と、面のうち、コイルが巻回されたコイル巻回部(領域B)と、面のうち、コイルが巻回されていない複数のコイル非巻回部(領域A、C)と、を備え、コイル巻回部は、面上のコイルの軸方向において複数のコイル非巻回部に挟まれ、面は、コイルの軸方向における幅(第1の方向)が、コイルの巻回方向(第2の方向)の幅以上である。更に好ましくは、コア11は、略長方形の形状をする面を表面または裏面とする板状であり、コイルは、面の短手方向とコイルの軸方向とが交差するように巻回される。更に好ましくは、コイルの軸方向がコア11の面の長手方向と略同一方向(±10度以内)であると良い。コア11が板状であるとは、コア11の厚みが、コア11が備える面の縦方向、横方向の幅に比べて非常に小さく、面の幅の10%以下、好ましくは5%以下であることを示す。   As shown in FIG. 2, the antenna 8 according to the first embodiment of the present invention includes a thin plate-like core 11 having a surface, and a coil winding portion (region B) around which the coil is wound. And a plurality of non-coiled portions (regions A and C) in which the coil is not wound on the surface, and the coil-wound portion is a plurality of non-coiled portions in the axial direction of the coil on the surface. The width of the surface in the axial direction of the coil (first direction) is greater than or equal to the width of the coil winding direction (second direction). More preferably, the core 11 has a plate shape having a substantially rectangular surface as a front surface or a back surface, and the coil is wound so that the short direction of the surface intersects the axial direction of the coil. More preferably, the axial direction of the coil is substantially the same as the longitudinal direction of the surface of the core 11 (within ± 10 degrees). That the core 11 is plate-shaped means that the thickness of the core 11 is very small compared to the vertical and horizontal widths of the surface of the core 11 and is 10% or less, preferably 5% or less of the width of the surface. Indicates that there is.

また、コイルの軸方向において、複数のコイル非巻回部(領域A、C)の全体長さは、コイル巻回部(領域B)の長さ以上であるとよい。すなわち、コイルの軸方向において、領域A、Cの長さをそれぞれ足した合計の長さが、領域Bの長さ以上であり、コア11の長さは領域Bの長さの2倍以上となる。さらに好ましくは、複数のコイル非巻回部(領域A、C)のそれぞれの長さは、コイル巻回部(領域B)の長さと略同一である。すなわち、コイルの軸方向において、コア11の長さは領域Bの長さの3倍程度となる。   In addition, in the axial direction of the coil, the overall length of the plurality of coil non-winding portions (regions A and C) is preferably equal to or greater than the length of the coil winding portion (region B). That is, in the axial direction of the coil, the total length obtained by adding the lengths of the regions A and C is not less than the length of the region B, and the length of the core 11 is not less than twice the length of the region B. Become. More preferably, the length of each of the plurality of coil non-winding portions (regions A and C) is substantially the same as the length of the coil winding portion (region B). That is, the length of the core 11 is about three times the length of the region B in the axial direction of the coil.

詳しく説明すると、フェライト、アモルファス、ケイ素鋼、パーマロイ、軟磁性材料等の磁性体により形成されたコア11と、その周囲を包み込むように配置され、主に樹脂からなる支持体上にアンテナパターンであるコイルパターン(導線)などが形成されたフレキシブル基板12と、を備える。本実施の形態1においては、コア11はフェライトによって構成され、本実施の形態1ではサイズが40×10×0.3mmであり、焼成寸法バラツキにより39.5〜40.5mm×9.7〜10.3mm×0.27〜0.33mm程度となる可能性がある。コア11の形状は平行六面体、特に直方体のプレート状といえ、2つの大きな面は長方形が好ましいが正方形でも良い。ここで言うコイルパターンとは、図示しないICカードやICタグなどの無線通信媒体と通信を行うための磁力線を発生させ、矢印Sをコイル軸としたコイルパターンが形成されている。コイルパターンは、例えばフレキシブル基板12が有する、ポリイミドフィルムとカバーレイあるいはレジストという2つの樹脂層の間に形成される銅箔によって形成されるのが通常である。コイル軸Sとは、このコイル軸Sを略中心にコイルパターンが巻回されているもので、フレキシブル基板12のコイルパターンとは略垂直である。なお、導線は導体パターンによるものだけに限られず、金属線などをコア11に巻回しても良いし、導体膜をコア11に形成してもよく、どのような形態でも良い。外部接続端子8a、8bは、コア11の外側に位置する。   More specifically, the antenna pattern is formed on a core 11 made of a magnetic material such as ferrite, amorphous, silicon steel, permalloy, or soft magnetic material, and disposed around the core 11 and mainly made of resin. And a flexible substrate 12 on which a coil pattern (conductive wire) and the like are formed. In the first embodiment, the core 11 is made of ferrite, and in the first embodiment, the size is 40 × 10 × 0.3 mm, and due to variation in the firing dimensions, 39.5 to 40.5 mm × 9.7 to It may be about 10.3 mm × 0.27 to 0.33 mm. The shape of the core 11 is a parallelepiped, particularly a rectangular parallelepiped plate, and the two large surfaces are preferably rectangular but may be square. The coil pattern referred to here is a coil pattern that generates magnetic lines of force for communicating with a wireless communication medium such as an IC card or IC tag (not shown) and has an arrow S as a coil axis. The coil pattern is usually formed by a copper foil formed between two resin layers of the flexible substrate 12 such as a polyimide film and a coverlay or a resist. The coil axis S is a coil pattern wound about the coil axis S and is substantially perpendicular to the coil pattern of the flexible substrate 12. The conductive wire is not limited to a conductor pattern, and a metal wire or the like may be wound around the core 11, or a conductor film may be formed on the core 11. The external connection terminals 8 a and 8 b are located outside the core 11.

また、コア11の形状は、長手方向が図2のようにコイル軸Sと同一方向であり、短手方向がコイルパターンの巻回方向と同一方向である。コア11は、長手方向の幅が短手方向の幅の少なくとも2倍以上、好ましくは3倍以上とすることで、小さなコイルパターンであっても大きなアンテナを形成したような効果を得ることができる。詳細は、後に説明する。   As for the shape of the core 11, the longitudinal direction is the same direction as the coil axis S as shown in FIG. 2, and the short direction is the same direction as the winding direction of the coil pattern. The core 11 can have the effect of forming a large antenna even with a small coil pattern by making the width in the longitudinal direction at least twice as large as the width in the short direction, preferably 3 times or more. . Details will be described later.

図3に示すように、フレキシブル基板12は、コア11を挟んで2つに分割された形となっている。本実施の形態1においては便宜上、これら2つに分割されたフレキシブル基板12のうち、外部接続端子8a、8bを有する側を下側フレキシブル基板12aとし、そうでない側を上側フレキシブル基板12bとする。後により詳しく述べるが、これら下側フレキシブル基板12aと上側フレキシブル基板12bとは半田により接合されている。本実施の形態1においては、コイル軸Sと略平行なフレキシブル基板12の二辺において接合されている。また、「下側」「上側」は、図3において理解し易くするために便宜上付与しているもので、アンテナ8として機器に搭載する際には上下が逆になっても構わない。   As shown in FIG. 3, the flexible substrate 12 has a shape divided into two with the core 11 interposed therebetween. In the first embodiment, for convenience, the side having the external connection terminals 8a and 8b among the two flexible substrates 12 divided into two is the lower flexible substrate 12a, and the other side is the upper flexible substrate 12b. As will be described in detail later, the lower flexible substrate 12a and the upper flexible substrate 12b are joined by solder. In the first embodiment, the flexible substrate 12 is joined at two sides substantially parallel to the coil axis S. Further, “lower side” and “upper side” are given for convenience in order to facilitate understanding in FIG. 3, and when the antenna 8 is mounted on a device, it may be upside down.

これら下側フレキシブル基板12aと上側フレキシブル基板12bとの間にコア11を固定するために、本実施の形態1においては接着層としての両面接着テープ31、32が用いられる。すなわち、両面接着テープ32はコア11と下側フレキシブル基板12aとの間及び、両面接着テープ31はコア11と上側フレキシブル基板12bとの間に貼付される。さらに、アンテナ8を図1の背面カバーに貼り付けるための両面接着テープ33を備える。   In order to fix the core 11 between the lower flexible substrate 12a and the upper flexible substrate 12b, double-sided adhesive tapes 31 and 32 as adhesive layers are used in the first embodiment. That is, the double-sided adhesive tape 32 is affixed between the core 11 and the lower flexible substrate 12a, and the double-sided adhesive tape 31 is affixed between the core 11 and the upper flexible substrate 12b. Furthermore, a double-sided adhesive tape 33 for attaching the antenna 8 to the back cover of FIG. 1 is provided.

また、コア11はフレキシブル基板12から必然的にむき出しの部分ができるため、図4に示すようにコア11全体をしっかりと保護テープ34、35で両面から保護している。すなわち、コア11は破損などにより特性が変化しやすいため、フレキシブル基板12とは別に保護部材を有している。また、本実施の形態1においては、コア11はフェライト焼成体からなり、柔軟性を有するためにあらかじめ複数の小片に粉砕されている。これら小片をシート状に維持するためにも、保護テープ34、35を備えている。また、これにより、アンテナ8は、背面カバー3に貼付される箇所がたとえ曲面を有していても、その曲面に沿って貼付され配置されることが可能となる。また、小片に粉砕することで、それ以上破損することが難しくなり、破損による特性劣化を防ぐことができる。   Further, since the core 11 is inevitably exposed from the flexible substrate 12, the entire core 11 is firmly protected from both sides by the protective tapes 34 and 35 as shown in FIG. That is, the core 11 has a protective member separately from the flexible substrate 12 because the characteristics are easily changed due to breakage or the like. Moreover, in this Embodiment 1, the core 11 consists of a ferrite sintered body, and in order to have a softness | flexibility, it is grind | pulverized into the several small piece beforehand. In order to maintain these small pieces in a sheet shape, protective tapes 34 and 35 are provided. This also allows the antenna 8 to be affixed and disposed along the curved surface, even if the part affixed to the back cover 3 has a curved surface. Further, by crushing into small pieces, it becomes difficult to break further, and characteristic deterioration due to breakage can be prevented.

コア11のフレキシブル基板12への固定方法については、本実施の形態1に示すように、コア11の両面への両面接着テープの貼付である必要は、必ずしもない。   About the fixing method of the core 11 to the flexible substrate 12, as shown in this Embodiment 1, it does not necessarily need to stick the double-sided adhesive tape on both surfaces of the core 11. FIG.

再び図3を用いて、本実施の形態1の説明を行う。前述したように、フレキシブル基板12を構成する下側フレキシブル基板12aと上側フレキシブル基板12bとは、コイル軸Sと略平行なフレキシブル基板12の二辺において、導線どうしが半田付けにより接合されている。これにより、下側フレキシブル基板12aと上側フレキシブル基板12bとでコイルパターンが形成される。   With reference to FIG. 3 again, the first embodiment will be described. As described above, the lower flexible substrate 12a and the upper flexible substrate 12b constituting the flexible substrate 12 are joined to each other by soldering at two sides of the flexible substrate 12 substantially parallel to the coil axis S. Thereby, a coil pattern is formed by the lower flexible substrate 12a and the upper flexible substrate 12b.

次に、本実施の形態1のアンテナ8のひとつの特徴であるコア11とフレキシブル基板12とのサイズについて説明する。前述したように、コア11は長手方向の幅が短手方向の幅の4倍であるほど、長手方向に長く伸びた形状をしている。そして、フレキシブル基板12はコア11の長手方向の略中央(図2の領域B)に位置している。フレキシブル基板12がコア11の長手方向の略中央であるときに最も効率よく磁束が発生するが、用途によって別の位置に配置してもよい。コア11の長手方向の幅に対して、フレキシブル基板12の同一方向の幅は小さく、好ましくはコア11の長手方向の幅の半分以下にすると良い。本実施の形態1では、コア11の長手方向におけるフレキシブル基板12の幅は20mmである。図2においては、コア11の長手方向の幅が、領域A:領域B:領域C=1:2:1程度である。それに対して、コア11の短手方向の幅に対して、フレキシブル基板12の同一方向の幅は大きく、下側フレキシブル基板12aと上側フレキシブル基板12bとが半田などで接合されるために必要な長さだけ大きい。   Next, the size of the core 11 and the flexible substrate 12 which is one characteristic of the antenna 8 of the first embodiment will be described. As described above, the core 11 has a shape extending longer in the longitudinal direction as the width in the longitudinal direction is four times the width in the shorter direction. And the flexible substrate 12 is located in the approximate center (area | region B of FIG. 2) of the longitudinal direction of the core 11. As shown in FIG. Magnetic flux is most efficiently generated when the flexible substrate 12 is substantially in the center in the longitudinal direction of the core 11, but may be arranged at another position depending on the application. The width in the same direction of the flexible substrate 12 is smaller than the width in the longitudinal direction of the core 11, and preferably less than half the width in the longitudinal direction of the core 11. In the first embodiment, the width of the flexible substrate 12 in the longitudinal direction of the core 11 is 20 mm. In FIG. 2, the width of the core 11 in the longitudinal direction is about region A: region B: region C = 1: 2: 1. On the other hand, the width of the flexible substrate 12 in the same direction is larger than the width of the core 11 in the short direction, and the length necessary for joining the lower flexible substrate 12a and the upper flexible substrate 12b with solder or the like. That's big.

このような形状とすることで、アンテナ8の小型化と特性の向上とを両立することができる。すなわち、フレキシブル基板12が設けられている領域Bは、設けられていない領域A及び領域Cと比較して厚くなる。すなわち、領域Bはなるべく小さくすることにより、アンテナ8の薄型化、小型化が達成される。領域Bが小さくなることでアンテナ8の特性が劣化する可能性はあるがコア11のサイズを長くすることにより、領域Bを小さくしても十分な性能を得ることができる。さらに、領域Bの大きさを一定として巻回数が一定でも、領域A、Cの長さを変えることで特性を変化させることができる。すなわち、領域A、Cの少なくとも1つを長く設定することによって、特性を向上させることができる。   By adopting such a shape, it is possible to achieve both reduction in size and improvement in characteristics of the antenna 8. That is, the region B where the flexible substrate 12 is provided is thicker than the regions A and C where the flexible substrate 12 is not provided. That is, by making the region B as small as possible, the antenna 8 can be reduced in thickness and size. Although there is a possibility that the characteristics of the antenna 8 are deteriorated by reducing the area B, it is possible to obtain sufficient performance even if the area B is reduced by increasing the size of the core 11. Furthermore, even if the size of the region B is constant and the number of windings is constant, the characteristics can be changed by changing the lengths of the regions A and C. That is, the characteristics can be improved by setting at least one of the regions A and C longer.

次に、携帯端末1内におけるアンテナ8の図1とは異なる配置、形状について説明する。図5は、本発明の実施の形態1におけるアンテナが搭載された携帯端末の分解斜視図である。図6は、本発明の実施の形態1におけるアンテナが搭載された携帯端末の分解斜視図である。ただし、図5、図6のアンテナ8は、基本的に図1のアンテナ8と同様のものであり、特性、効果、に多少の差異があるものの、ほぼ同一である。   Next, the arrangement and shape of the antenna 8 in the mobile terminal 1 different from those in FIG. 1 will be described. FIG. 5 is an exploded perspective view of the mobile terminal on which the antenna according to Embodiment 1 of the present invention is mounted. FIG. 6 is an exploded perspective view of the mobile terminal on which the antenna according to Embodiment 1 of the present invention is mounted. However, the antenna 8 of FIGS. 5 and 6 is basically the same as the antenna 8 of FIG. 1 and is almost the same, although there are some differences in characteristics and effects.

図5は、図1と異なりアンテナ8のコア11の一部(図2の領域Aまたは領域Cに相当する部分)がバッテリー4と重なっている。このように、アンテナ8は背面カバー3のほぼ中央に配置されても、高特性な通信をすることができる。すなわち、アンテナ8の通信特性を鑑みると、背面カバー3のいずれの場所に配置されても問題ない。しかし、端に配置することで、アンテナ8の周囲に位置する筐体内の様々な部品(特に金属を含む部品)が減少し、それらからの影響をアンテナ8が受けにくくなるうえ、後述する図10のような斜めの通信が良好に行われる。また、コア11の厚みは均一でなくても良い。バッテリー4と重なる部分を薄くすることも可能であるし、他部品と重なる部分を薄く形成しても良い。筐体内で配置しやすいように、コア11の厚みを変化させても良い。なお、アンテナ8を中央に配置しても斜めの通信は可能であるが、携帯端末1の形状が斜め方向の通信をしにくいため、端部配置の方が好ましい。また、図6は、コア11の一部(図2の領域Aまたは領域Cに相当する部分)に貫通孔を備える。その貫通孔は、背面カバー3に設けられる貫通孔と重なっており、その貫通孔にカメラ5が挿入される。すなわち、コア11は、カメラ5の周りを囲むように配置される。これにより、カメラ(金属体)の悪影響を小さくすることができる。これは、磁束がコア11を通るため、カメラまで磁束が及びにくくなるためである。   5 differs from FIG. 1 in that a part of the core 11 of the antenna 8 (a portion corresponding to the region A or the region C in FIG. 2) overlaps the battery 4. As described above, even when the antenna 8 is arranged at the approximate center of the back cover 3, high-quality communication can be performed. That is, in view of the communication characteristics of the antenna 8, there is no problem even if it is disposed at any location on the back cover 3. However, by disposing at the end, various parts (particularly parts containing metal) in the casing located around the antenna 8 are reduced, and the antenna 8 is not easily affected by them. As shown in FIG. Further, the thickness of the core 11 may not be uniform. It is possible to make the portion overlapping with the battery 4 thin, or to make the portion overlapping with other parts thin. You may change the thickness of the core 11 so that it may arrange | position easily within a housing | casing. Note that even if the antenna 8 is arranged in the center, oblique communication is possible. However, since the shape of the mobile terminal 1 is difficult to perform communication in an oblique direction, the end arrangement is preferable. 6 includes a through hole in a part of the core 11 (a portion corresponding to the region A or the region C in FIG. 2). The through hole overlaps with the through hole provided in the back cover 3, and the camera 5 is inserted into the through hole. That is, the core 11 is disposed so as to surround the camera 5. Thereby, the adverse effect of the camera (metal body) can be reduced. This is because the magnetic flux hardly reaches the camera because the magnetic flux passes through the core 11.

次に、本発明のアンテナ8が良特性である理由について説明する。説明を分かりやすくするため、図7の従来アンテナと比較して行う。   Next, the reason why the antenna 8 of the present invention has good characteristics will be described. In order to make the explanation easy to understand, it is compared with the conventional antenna of FIG.

図7は、従来のアンテナの一例を示す図である。図8は、本発明の実施の形態1におけるアンテナが発生させる磁界を示す図である。図9は、図7のアンテナが発生させる磁界を示す図である。図10は、本発明の実施の形態1におけるアンテナが発生させる磁界を示す図である。図11は、図7のアンテナが発生させる磁界を示す図である。図12は、本発明の実施の形態1におけるアンテナ及び図7のアンテナにおいてアンテナ同士が平行に対向している場合の通信可能距離を示す図である。図13は、本発明の実施の形態1におけるアンテナ及び図7のアンテナにおいてアンテナ同士が45度の角度で対向している場合の通信可能距離を示す図である。図8〜図13においては、アンテナ8とアンテナ108とは、金属体103に載置されており、この金属体103は、携帯端末1内の金属体の影響を考慮するためのものである。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a conventional antenna. FIG. 8 is a diagram showing a magnetic field generated by the antenna according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 9 is a diagram illustrating a magnetic field generated by the antenna of FIG. FIG. 10 is a diagram showing a magnetic field generated by the antenna according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 11 is a diagram illustrating a magnetic field generated by the antenna of FIG. FIG. 12 is a diagram illustrating a communicable distance when the antennas of the antenna according to Embodiment 1 of the present invention and the antenna of FIG. 7 face each other in parallel. FIG. 13 is a diagram showing a communicable distance when the antennas of the antenna according to Embodiment 1 of the present invention and the antenna of FIG. 7 face each other at an angle of 45 degrees. 8 to 13, the antenna 8 and the antenna 108 are placed on the metal body 103, and the metal body 103 is for considering the influence of the metal body in the mobile terminal 1.

図2に示す本発明のアンテナ8と、図7に示す従来のアンテナ108との違いの一つに、領域A、Cの大きさの違いがある。図7の従来のアンテナ108には領域A及び領域Cがほとんど存在しないが、本発明のアンテナ8には領域A及び領域Cが存在し、フレキシブル基板12からはみ出している。領域A及び領域Cはコイルの開口と同様の働きをするので、発生する磁束の入り口と出口となる。すなわち、図8を見ると、磁束は領域Aを大きな入り口としてコア11の中に入り、フレキシブル基板12で挟まれた空間を通り、磁束は領域Cを大きな出口としてコア11の外側に出て行く。   One of the differences between the antenna 8 of the present invention shown in FIG. 2 and the conventional antenna 108 shown in FIG. 7 is the difference in the sizes of the areas A and C. The conventional antenna 108 of FIG. 7 has almost no region A and region C, but the antenna 8 of the present invention has the region A and region C and protrudes from the flexible substrate 12. Since the region A and the region C function in the same manner as the opening of the coil, they serve as an entrance and an exit for the generated magnetic flux. That is, in FIG. 8, the magnetic flux enters the core 11 with the region A as a large entrance, passes through the space sandwiched between the flexible substrates 12, and the magnetic flux exits the core 11 with the region C as a large exit. .

なお、従来のアンテナ108においては、コアのサイズ12mm×42mm×0.3mmに対して、フレキシブル基板の面積が12.5mm×46mmである。対して、本発明のアンテナ8においては、コア11のサイズ40mm×10mm×0.3mmに対して、フレキシブル基板12の面積が20mm×16mmである。このように、コアもフレキシブル基板(すなわちコイルの大きさ)においても、本発明のアンテナ8の方が小さい。すなわち、本発明の実施の形態のサイズで従来と同一形態のアンテナを形成すると、本発明のアンテナ8の方が、通信可能領域の大きさや通信距離などの特性が悪化することは明らかである。   In the conventional antenna 108, the area of the flexible substrate is 12.5 mm × 46 mm with respect to the core size 12 mm × 42 mm × 0.3 mm. On the other hand, in the antenna 8 of the present invention, the area of the flexible substrate 12 is 20 mm × 16 mm with respect to the size of the core 11 of 40 mm × 10 mm × 0.3 mm. Thus, the antenna 8 of the present invention is smaller in both the core and the flexible substrate (that is, the size of the coil). That is, when an antenna having the same size as the conventional one is formed in the size of the embodiment of the present invention, it is obvious that the antenna 8 of the present invention deteriorates characteristics such as the size of the communicable area and the communication distance.

しかしながら、本発明のアンテナ8が発生させる磁束(通信に利用する磁束)のうち、図8のZ方向(上下方向)成分の面積が大きくなる。一方、図9の従来のアンテナ108においては、開口面積が小さいため、小さな開口に磁束が集中し、通信に利用する磁束のZ方向成分の面積が小さくなってしまう。このように、従来のアンテナ(一般的なアンテナ)は、コイルの軸方向に開口面積を有しても、コイルの軸方向以外に開口面積を有することが難しい。この結果、通信可能な領域が偏り、少しでもその領域を外れると、すぐに通信が困難となってしまう。通信が困難となる領域とは、一方のアンテナが発生させる磁束のうち、一方のアンテナから他方のアンテナに向かう磁束と他方のアンテナから一方のアンテナに向かう磁束との双方が、他方のアンテナを貫くことによって、一方のアンテナが発生させる磁束が相殺されてしまう場合である。従来のアンテナ108はコイルの開口面積が小さいため、磁束が相殺しあう状況に陥りやすい。一方本発明のアンテナ8は、コイルの開口面積が大きくなっているので、双方向の磁束が相手側アンテナを貫きにくい。また、前述したように従来のアンテナ108やその他のアンテナにおいては、一般的に、磁束の入り口と出口はコイルの軸方向に向いている。従って、基本的にメインの通信方向がコイルの軸方向となり、それ以外の方向における通信が困難となる。対して、アンテナ8は、コア11が板状であり、2つの大きな面は図8のZ方向を向いており、アンテナ8のコイルの軸方向を向いていない。そして、コイルの軸方向以外の方向(Z方向)に磁束の入り口、出口を形成する面が形成されるため、コイルの軸方向以外の方向(Z方向)においても良好な通信ができる。もちろんコイルの軸方向においても通信は可能であるため、コイルの軸方向からコア11の面が向いている方向まで、3次元的に通信可能領域を広げることができる。   However, the area of the Z direction (vertical direction) component of FIG. 8 becomes large among the magnetic fluxes (magnetic fluxes used for communication) generated by the antenna 8 of the present invention. On the other hand, in the conventional antenna 108 of FIG. 9, since the opening area is small, the magnetic flux concentrates in the small opening, and the area of the Z direction component of the magnetic flux used for communication is reduced. Thus, even if the conventional antenna (general antenna) has an opening area in the axial direction of the coil, it is difficult to have an opening area other than in the axial direction of the coil. As a result, the communicable area is biased, and if the area deviates even a little, communication becomes difficult immediately. The region where communication is difficult means that among the magnetic fluxes generated by one antenna, both the magnetic flux from one antenna to the other antenna and the magnetic flux from the other antenna to the one antenna penetrate the other antenna. This is a case where the magnetic flux generated by one antenna is canceled. Since the conventional antenna 108 has a small opening area of the coil, it easily falls into a situation where magnetic fluxes cancel each other. On the other hand, since the antenna 8 of the present invention has a large coil opening area, the bidirectional magnetic flux hardly penetrates the counterpart antenna. As described above, in the conventional antenna 108 and other antennas, generally, the entrance and exit of the magnetic flux are directed in the axial direction of the coil. Therefore, the main communication direction is basically the axial direction of the coil, and communication in other directions becomes difficult. On the other hand, in the antenna 8, the core 11 has a plate shape, and two large surfaces face the Z direction in FIG. 8 and do not face the axial direction of the coil of the antenna 8. And since the surface which forms the entrance and exit of magnetic flux is formed in directions (Z direction) other than the axial direction of a coil, favorable communication can be performed also in directions (Z direction) other than the axial direction of a coil. Of course, since communication is possible also in the axial direction of the coil, the communicable region can be expanded three-dimensionally from the axial direction of the coil to the direction in which the surface of the core 11 faces.

図10、図11を見ると同様で、図10の本実施の携帯のアンテナ8は、Z45度方向の磁束も広い範囲に及んでいることが分かる。これは、領域Cの面積が大きいため、アンテナ8の開口面積が大きいことと同一の効果を得ることができるからである。一方、図11の従来のアンテナ108においては、開口面積が小さいため、小さな開口に磁束が集中し、通信に利用する磁束のZ45度方向成分の面積が小さくなってしまう。この結果、通信可能な領域が偏り、少しでもその領域を外れると、すぐに通信が困難となってしまう。   Similar to FIGS. 10 and 11, it can be seen that the portable antenna 8 of FIG. 10 has a wide range of magnetic flux in the Z45 direction. This is because since the area of the region C is large, the same effect as that of the large opening area of the antenna 8 can be obtained. On the other hand, in the conventional antenna 108 of FIG. 11, since the opening area is small, the magnetic flux concentrates in the small opening, and the area of the Z45 direction component of the magnetic flux used for communication becomes small. As a result, the communicable area is biased, and if the area deviates even a little, communication becomes difficult immediately.

これらの結果を、図12、図13が示す。   These results are shown in FIGS.

図12(a)、(b)の状況下において、図12(c)、(d)のような実験結果が得られた。すなわち、図12(a)は、通信対象のアンテナが、アンテナ8またはアンテナ108に平行に対向して通信を行う場合を横から見た図であり、位置関係は座標(0,0)である。ここで言う通信距離とは、通信相手であるアンテナ表面からアンテナ8表面までの距離である。また、図12(b)は、図12(a)を上から見た図である。図12(c)は、本発明のアンテナ8の通信可能距離を座標別に示す図である。図12(d)は、従来のアンテナ108の通信可能距離を座標別に示す図である。なお、座標(0,0)とは、図8〜図11の金属体103及びアンテナ8、108の配置において、金属体103の端の短辺(図12(b)、13(b)の上側辺)の中心点が通信相手のカード(80mm×50mm)の中心点に一致する点を意味する。図13においては、金属体103の端の短辺は、アンテナ8、108が載置されている側の面の短辺を意味する。   Under the conditions of FIGS. 12A and 12B, experimental results as shown in FIGS. 12C and 12D were obtained. That is, FIG. 12A is a diagram of a case in which communication is performed while the antenna to be communicated faces the antenna 8 or the antenna 108 in parallel, and the positional relationship is coordinates (0, 0). . The communication distance referred to here is the distance from the surface of the antenna that is the communication partner to the surface of the antenna 8. FIG. 12B is a view of FIG. 12A as viewed from above. FIG.12 (c) is a figure which shows the communicable distance of the antenna 8 of this invention according to a coordinate. FIG. 12D is a diagram showing the communicable distance of the conventional antenna 108 by coordinates. The coordinate (0, 0) is the short side (the upper side of FIGS. 12B and 13B) of the end of the metal body 103 in the arrangement of the metal body 103 and the antennas 8 and 108 in FIGS. This means that the center point of (side) coincides with the center point of the communication partner card (80 mm × 50 mm). In FIG. 13, the short side of the end of the metal body 103 means the short side of the surface on which the antennas 8 and 108 are placed.

図12(c)が示すとおり、本発明のアンテナ8は、座標による通信距離の偏りが少なく、広い範囲で安定して通信することができる。また、ほとんどの領域において、通信距離が伸びている。一方、従来のアンテナ108においては、通信距離にかなりのバラツキがあり、特にY=0mmの位置では通信がかなり困難となる。また、通信領域の真ん中で通信困難な領域があるので、通信を安定して行うことが特に難しくなる。   As shown in FIG. 12 (c), the antenna 8 of the present invention has less deviation in communication distance due to coordinates, and can stably communicate over a wide range. Further, in most areas, the communication distance has increased. On the other hand, in the conventional antenna 108, there is a considerable variation in the communication distance, and communication is particularly difficult at a position where Y = 0 mm. In addition, since there is an area where communication is difficult in the middle of the communication area, it is particularly difficult to perform communication stably.

また、図13(a)、(b)の状況下において、図13(c)、(d)のような実験結果が得られた。すなわち、図13(a)は、通信対象のアンテナが、アンテナ8またはアンテナ108に斜め45度に対向して通信を行う場合を横から見た図であり、位置関係は座標(0,0)である。また、図13(b)は、図13(a)を上から見た図である。図13(c)は、本発明のアンテナ8の通信可能距離を座標別に示す図である。図13(d)は、従来のアンテナ108の通信可能距離を座標別に示す図である。   Further, under the conditions shown in FIGS. 13A and 13B, experimental results as shown in FIGS. 13C and 13D were obtained. That is, FIG. 13 (a) is a diagram seen from the side where the antenna to be communicated communicates with the antenna 8 or the antenna 108 at an angle of 45 degrees, and the positional relationship is expressed by coordinates (0, 0). It is. Moreover, FIG.13 (b) is the figure which looked at Fig.13 (a) from the top. FIG.13 (c) is a figure which shows the communicable distance of the antenna 8 of this invention according to a coordinate. FIG. 13D is a diagram illustrating the communicable distance of the conventional antenna 108 by coordinates.

図13(c)が示すとおり、本発明のアンテナ8は、座標による通信距離の偏りが少なく、広い範囲で安定して通信することができる。一方、従来のアンテナ108においては、通信距離にかなりのバラツキがあり、特にY=15mmの位置では通信がかなり困難となる。もちろん、コイルの軸方向の通信は良好に可能である。   As shown in FIG. 13C, the antenna 8 of the present invention has a small communication distance due to coordinates and can stably communicate over a wide range. On the other hand, in the conventional antenna 108, there is a considerable variation in the communication distance, and communication is particularly difficult at a position where Y = 15 mm. Of course, communication in the axial direction of the coil is possible satisfactorily.

このような結果から、図7の従来のアンテナ108と比較して、本発明のアンテナ8は、通信しあうアンテナ同士が平行に対向しても斜めに対向しても、広い範囲で安定して通信することができる。これは、図2の領域Aと領域Cとの面積が増加したため、磁界の広がる領域が大きくなったからである。すなわち、アンテナ8が他方のアンテナと通信を行う際には、アンテナ8側から他方のアンテナ側へ向かう磁束と他方のアンテナ側からアンテナ8側へ向かう磁束とが発生する。そして、その両方向の磁束が他のアンテナを貫いてしまうと、お互いの方向の磁束が打ち消しあって通信することができない。従来のアンテナ108のようにコイルの開口面積が狭いと、磁束が狭い開口面積に集中するため、一方向の磁束が広がる面積が小さい。その結果、カード大の面積(約80mm×約50mm程度)のアンテナの中を、双方向の磁束の両方が貫いてしまいやすい(コイルの軸方向以外の方向をも通信方向とし、双方向の磁束が近くに存在するため)。一方、本発明のアンテナ8では、一方向の磁束が広がる面積が大きいため、カード大の面積のアンテナの中を、双方向の磁束の両方が貫きにくい。換言すれば、一方向の磁束で十分にカード大の面積のアンテナの中の大部分を貫くことができるため、通信が困難となりにくい。更に、本発明のアンテナ8は、従来のアンテナ108と比較して、コア11は同程度の大きさに抑えつつ、フレキシブル基板12の面積がかなり小さくなっていることが分かる。更に、アンテナ8のうちの厚い部分(領域B)を小さくして、薄い部分(領域A、C)を利用するため、従来のアンテナ108と比較して薄型化、小型化が達成される。それにもかかわらず、本発明のアンテナ8は同程度以上の通信距離を維持し、広い範囲で安定して通信を行うことができる。   From these results, compared with the conventional antenna 108 of FIG. 7, the antenna 8 of the present invention is stable in a wide range regardless of whether the communicating antennas face each other in parallel or obliquely. Can communicate. This is because the area where the magnetic field spreads has increased because the areas of the area A and the area C in FIG. 2 have increased. That is, when the antenna 8 communicates with the other antenna, a magnetic flux from the antenna 8 side toward the other antenna side and a magnetic flux from the other antenna side toward the antenna 8 side are generated. If the magnetic fluxes in both directions penetrate through the other antennas, the magnetic fluxes in the respective directions cancel each other, and communication cannot be performed. When the opening area of the coil is narrow as in the conventional antenna 108, the magnetic flux concentrates on the narrow opening area, so that the area where the magnetic flux in one direction spreads is small. As a result, both bidirectional magnetic fluxes tend to penetrate through an antenna of a card-sized area (about 80 mm × about 50 mm) (the direction other than the axial direction of the coil is also the communication direction, and the bidirectional magnetic flux Because there is nearby). On the other hand, in the antenna 8 of the present invention, since the area in which the magnetic flux in one direction spreads is large, it is difficult for both bidirectional magnetic fluxes to penetrate through the antenna having a large card area. In other words, communication can hardly be difficult because most of the card-sized antenna can be penetrated with a magnetic flux in one direction. Furthermore, it can be seen that the area of the flexible substrate 12 is considerably smaller in the antenna 8 of the present invention than in the conventional antenna 108, while the core 11 is kept to the same size. Furthermore, since the thick portion (region B) of the antenna 8 is reduced and the thin portions (regions A and C) are used, thickness and size can be reduced as compared with the conventional antenna 108. Nevertheless, the antenna 8 of the present invention can maintain a communication distance equal to or greater than that and can stably communicate over a wide range.

更に、本発明の特徴として、フレキシブル基板12の構成するコイルの軸方向とは異なる方向であっても、通信方向として通信特性を向上させることができる。すなわち、図8を見ると、アンテナ8のコイルの軸方向は左右方向となり、左右方向における通信も可能である。例えば一般的なアンテナであれば、コイル軸方向のみがメインの通信方向となりやすい。しかしながら、本発明のアンテナ8は、板状のコア11とし、コア11が備える大きな2つの面は、一方が背面カバー3に向いているものの、他方は主な通信方向となる図8の下方向を向いている。そして、下方向を向いている領域Aと領域Cとを十分な面積で備えることによって、コイルの軸方向でないにも関わらず、図8のZ方向の広い面積を通信方向とすることができる。   Furthermore, as a feature of the present invention, communication characteristics can be improved as a communication direction even in a direction different from the axial direction of the coil constituting the flexible substrate 12. That is, when FIG. 8 is seen, the axial direction of the coil of the antenna 8 is the left-right direction, and communication in the left-right direction is also possible. For example, with a general antenna, only the coil axis direction is likely to be the main communication direction. However, the antenna 8 of the present invention has a plate-like core 11, and two large surfaces provided in the core 11 are directed to the back cover 3, but the other is the main communication direction. Facing. And by providing the area A and the area C facing downward in a sufficient area, the wide area in the Z direction in FIG. 8 can be used as the communication direction even though it is not in the axial direction of the coil.

次に、コア11のサイズについて説明する。図14は、本発明の実施の形態1におけるアンテナのコアのサイズとアンテナの誘起電圧との関係を示す図である。   Next, the size of the core 11 will be described. FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the antenna core size and the antenna induced voltage in Embodiment 1 of the present invention.

図14においては、コア11の幅10mm、コイルの(コア11の長手方向の)長さ20mm、コイルはコア11の長手方向の中央に配置されたまま、コア11の長手方向の幅を変化させている。図12(a)のような状況において、通信相手のアンテナのサイズが大、中、小それぞれの場合におけるそれぞれに誘起される最大電圧を計測している。それぞれのアンテナのサイズは、アンテナ(大)が70mm×40mm、アンテナ(中)が45mm×30mm、アンテナ(小)が25mm×20mmである。図14中の縦軸の値は、コア11の長さが20mmのときの各々の誘起電圧で正規化してプロットしている。   In FIG. 14, the width of the core 11 is 10 mm, the length of the coil (in the longitudinal direction of the core 11) is 20 mm, and the coil is arranged in the longitudinal center of the core 11, and the width in the longitudinal direction of the core 11 is changed. ing. In the situation as shown in FIG. 12A, the maximum voltage induced in each of the cases where the size of the communication partner antenna is large, medium, and small is measured. The size of each antenna is 70 mm × 40 mm for the antenna (large), 45 mm × 30 mm for the antenna (medium), and 25 mm × 20 mm for the antenna (small). The values on the vertical axis in FIG. 14 are normalized and plotted with each induced voltage when the length of the core 11 is 20 mm.

コア11の長さが30〜40mm(コイルの長さの1.5倍以上2倍以下)であるとき、アンテナ(大)、アンテナ(中)、アンテナ(小)の最大誘起電圧の値はコア11の長さが20mmに比較して20%以上大きく、アンテナ8が様々なサイズのアンテナを備える通信相手に対して安定して良好な通信を行うことができる。コア11の長さが40〜70mm(コイルの長さの2倍以上3.5倍以下)であるとき、アンテナ(大)、アンテナ(中)の最大誘起電圧を高く維持しつつ、かつ、アンテナ(小)の最大誘起電圧がコアの長さが20mmのときよりも良好にすることができる。コア11の長さが120mmを越えると、通信相手のアンテナがいずれの大きさであっても、最大誘起電圧が下がるばかりである。従って、コア11の長さは、長くとも120mm以下であることが好ましい。   When the length of the core 11 is 30 to 40 mm (1.5 to 2 times the length of the coil), the maximum induced voltage values of the antenna (large), the antenna (medium), and the antenna (small) are 11 is 20% or more larger than 20 mm, and the antenna 8 can stably and satisfactorily communicate with a communication partner having antennas of various sizes. When the length of the core 11 is 40 to 70 mm (2 to 3.5 times the length of the coil), the maximum induction voltage of the antenna (large) and the antenna (medium) is maintained high, and the antenna The (small) maximum induced voltage can be made better than when the core length is 20 mm. When the length of the core 11 exceeds 120 mm, the maximum induced voltage only decreases regardless of the size of the communication partner antenna. Accordingly, the length of the core 11 is preferably 120 mm or less at the longest.

また更に、複数の周波数帯において通信を行うような電子機器内に搭載される場合も、本発明のアンテナ8は従来のアンテナ108に対して有利である。   Furthermore, the antenna 8 of the present invention is advantageous over the conventional antenna 108 when mounted in an electronic device that performs communication in a plurality of frequency bands.

図15は、電子機器内における本発明の実施の形態1のアンテナ及び従来のアンテナと他の周波数帯のアンテナとの配置を示す図である。領域Dは、本発明のアンテナの搭載推奨位置を示し、領域Eは、従来のアンテナの搭載推奨位置を示し、領域Fは、GPS、Bluetooth(登録商標)、WLANなどの周波数帯域用のアンテナ位置を示す。   FIG. 15 is a diagram showing the arrangement of the antenna according to the first embodiment of the present invention and the conventional antenna and antennas of other frequency bands in the electronic device. A region D indicates a recommended mounting position of the antenna of the present invention, a region E indicates a recommended mounting position of the conventional antenna, and a region F indicates an antenna position for a frequency band such as GPS, Bluetooth (registered trademark), WLAN, or the like. Indicates.

一般的に、電子機器の筐体の中で、GPS、Bluetooth(登録商標)、WLANなどの周波数帯域用のアンテナは、筐体の端に配置される。これは、筐体内の金属体といった他部品による影響を抑えるためである。そして、バッテリー4側の下側端部には、通常電話用のアンテナなどが配置されるため、バッテリー4とは離れた側の上側端部に近い位置に配置される。また、GPS、Bluetooth(登録商標)、WLANなどの周波数帯域用のアンテナにとっては、NFCの周波数帯用のアンテナのほとんどが備える磁性シートやコアなどの磁性体が悪影響の根源となる。すなわち、GPS、Bluetooth(登録商標)、WLANなどの周波数帯域用のアンテナが動作すると、NFCの周波数帯用のアンテナの磁性体に渦電流が生じ、他のアンテナの通信の邪魔をする。従って、好ましくはNFCの周波数帯用のアンテナとGPS、Bluetooth(登録商標)、WLANなどの周波数帯域用のアンテナとを離して配置したほうが良い。しかし、ユーザーの使いやすさを考慮すると、携帯端末1の長手方向とアンテナ108のコイルの軸方向とが同一でないと、通信方向が不便となる。その結果、図7の従来のアンテナ108は図15の左右方向を長手方向とし、コイルの軸方向が短手方向であるため、アンテナ108の長手方向の両端が背面カバー3の端部付近まで及び、背面カバー3の端部から離して背面カバー3の中央側に配置することは、困難であった。また、平面形状のループアンテナを利用したとしても、通信特性を確保するためには開口面積を大きくしなくてはならず、アンテナが背面カバー3の端部付近まで及んでしまう。   Generally, an antenna for a frequency band such as GPS, Bluetooth (registered trademark), WLAN, or the like is disposed at an end of the casing of the electronic device. This is to suppress the influence of other parts such as a metal body in the housing. And since the antenna for normal telephones etc. are arrange | positioned at the lower end part of the battery 4 side, it arrange | positions in the position near the upper end part on the side away from the battery 4. In addition, for antennas for frequency bands such as GPS, Bluetooth (registered trademark), and WLAN, magnetic materials such as magnetic sheets and cores provided in most antennas for NFC frequency bands are the source of adverse effects. That is, when an antenna for a frequency band such as GPS, Bluetooth (registered trademark), WLAN or the like operates, an eddy current is generated in the magnetic body of the antenna for the NFC frequency band, which interferes with communication of other antennas. Therefore, it is preferable to dispose the antenna for the NFC frequency band and the antenna for the frequency band such as GPS, Bluetooth (registered trademark), WLAN, etc. separately. However, considering the ease of use for the user, the communication direction becomes inconvenient unless the longitudinal direction of the mobile terminal 1 and the axial direction of the coil of the antenna 108 are the same. As a result, the conventional antenna 108 in FIG. 7 has the left-right direction in FIG. 15 as the longitudinal direction and the axial direction of the coil is the short direction, so both ends of the antenna 108 in the longitudinal direction extend to the vicinity of the end of the back cover 3. It is difficult to dispose from the end portion of the back cover 3 on the center side of the back cover 3. Even if a planar loop antenna is used, the opening area must be increased to ensure communication characteristics, and the antenna extends to the vicinity of the end of the back cover 3.

しかし、本発明のアンテナは、背面カバー3の長手方向とアンテナ8のコイルの軸方向とを同一方向としても、アンテナ8の長手方向と背面カバー3の長手方向とが略同一であるため、背面カバー3の端部から離して配置することができる。   However, in the antenna of the present invention, the longitudinal direction of the antenna 8 and the longitudinal direction of the back cover 3 are substantially the same even if the longitudinal direction of the back cover 3 and the axial direction of the coil of the antenna 8 are the same. It can be arranged away from the end of the cover 3.

次に、本発明のアンテナ8であって、図2とは異なる形状のアンテナ8を紹介する。図16は、本実施の形態のアンテナの斜視図であって、領域Aと領域Cとの長さの比率が大きく異なる。このように、領域Aと領域Cとは、異なる長さ、異なる面積であってもよい。図16のとき、アンテナ8のコイルパターンの開口部が、領域A側で広く、領域C側で狭くなることと同様の状態となる。従って、領域A付近では図8、図10におけるZ方向とZ45度方向の磁束が発生する面積が増加し、広い範囲で通信を行うことができる。   Next, the antenna 8 of the present invention having a shape different from that shown in FIG. 2 will be introduced. FIG. 16 is a perspective view of the antenna of the present embodiment, and the ratio of the lengths of region A and region C is greatly different. As described above, the region A and the region C may have different lengths and different areas. In the case of FIG. 16, the opening of the coil pattern of the antenna 8 is in the same state as being wide on the region A side and narrowing on the region C side. Therefore, in the vicinity of the area A, the area where the magnetic flux in the Z direction and the Z45 degree direction in FIGS. 8 and 10 is increased, and communication can be performed in a wide range.

図17は、本実施の形態のアンテナの斜視図であって、コア11の形状が長方形ではない。すなわち、コア11のコイルパターンの巻回方向(コイル軸方向と垂直な方向)の幅が、領域B側から外側に向かって大きくなる。従って、領域Bと同一の幅の長方形コアであることと比較して、領域A及び領域Cの面積が大きくなる。その結果、フレキシブル基板12の面積を増加させずに、コア11の影響力を大きくすることで通信可能距離を増加させることができる。   FIG. 17 is a perspective view of the antenna according to the present embodiment, and the shape of the core 11 is not rectangular. That is, the width of the coil pattern of the core 11 in the winding direction (direction perpendicular to the coil axis direction) increases from the region B side toward the outside. Therefore, compared with the rectangular core having the same width as the region B, the areas of the region A and the region C are increased. As a result, the communicable distance can be increased by increasing the influence of the core 11 without increasing the area of the flexible substrate 12.

次に、これまで説明したアンテナ8と金属体とを備えるアンテナ装置について説明する。ここでは特に、例えば背面カバー3が金属体であった場合について説明する。すなわち、アンテナ8から見て金属体を突き通って奥まで磁界を発生させたい場合であり、金属体は背面カバー3だけに限られない。このときアンテナ装置は、アンテナ8と、背面カバー(金属体)と、を備え、背面カバー3にスロット41を設け、コイル巻回部(領域B)及びコイル非巻回部(領域A、C)の少なくとも一部がスロット41に対向する。好ましくは、アンテナ8のコイルの軸方向において、スロット41の長さは、アンテナ8の長さ以上となる。また、コイルの巻回方向において、スロット41の長さは、アンテナの長さ以下である。   Next, an antenna device including the antenna 8 and the metal body described so far will be described. Here, in particular, for example, a case where the back cover 3 is a metal body will be described. That is, it is a case where it is desired to generate a magnetic field through the metal body as viewed from the antenna 8, and the metal body is not limited to the back cover 3. At this time, the antenna device includes an antenna 8 and a back cover (metal body), and a slot 41 is provided in the back cover 3, and a coil winding portion (region B) and a coil non-winding portion (regions A and C). At least a part of which faces the slot 41. Preferably, the length of the slot 41 is not less than the length of the antenna 8 in the axial direction of the coil of the antenna 8. In the coil winding direction, the length of the slot 41 is equal to or shorter than the length of the antenna.

アンテナ8の近くに金属体が位置すると、金属体にアンテナ8の磁束を打ち消す渦電流が流れる。金属体に流れる渦電流によりアンテナ8が発生させる磁束は弱められるため、アンテナ8が金属体を挟んだ奥側の通信相手と通信することは、かなりの困難となる。しかし、本発明のアンテナ8であれば、金属体に1本のスロットをいれるだけで、通信が可能となる。通信の原理については後述する。   When the metal body is positioned near the antenna 8, an eddy current that cancels the magnetic flux of the antenna 8 flows through the metal body. Since the magnetic flux generated by the antenna 8 is weakened by the eddy current flowing in the metal body, it becomes quite difficult for the antenna 8 to communicate with the communication partner on the back side across the metal body. However, with the antenna 8 of the present invention, communication is possible by simply inserting one slot in the metal body. The principle of communication will be described later.

図18は、本発明の実施の形態1におけるアンテナが搭載された金属体を含む携帯端末の分解斜視図である。ここで、背面カバー3が金属体である。図19は、本発明の実施の形態1におけるアンテナが搭載された金属体を含む携帯端末の分解斜視図である。図19と図18との相違点は、背面カバー3に設けられるスロット41がカメラ用貫通孔と連結していることである。コア11も、カメラの周りを囲むような形状となっている。   FIG. 18 is an exploded perspective view of a mobile terminal including a metal body on which the antenna according to Embodiment 1 of the present invention is mounted. Here, the back cover 3 is a metal body. FIG. 19 is an exploded perspective view of a mobile terminal including a metal body on which the antenna according to Embodiment 1 of the present invention is mounted. A difference between FIG. 19 and FIG. 18 is that a slot 41 provided in the back cover 3 is connected to a camera through hole. The core 11 is also shaped to surround the camera.

図1と異なり、図18の背面カバー3にはスロット41が形成される。このスロット41は、アンテナ8と対向しており、スロット41の上に接触して、または接触せずにアンテナ8が位置する。すなわち、携帯端末1を背面カバー3の外側から見ると、スロット41を通してアンテナ8が見えるような配置関係である。スロット41の長手方向と、アンテナ8のコイル軸方向と、コア11の長手方向と、が平行である。ただし、この3つの方向が全て平行であることが好ましいが、±30度程度ずれても良好な効果を得ることができる。   Unlike FIG. 1, a slot 41 is formed in the back cover 3 of FIG. The slot 41 faces the antenna 8, and the antenna 8 is located on or without contact with the slot 41. That is, the arrangement relationship is such that the antenna 8 can be seen through the slot 41 when the mobile terminal 1 is viewed from the outside of the back cover 3. The longitudinal direction of the slot 41, the coil axis direction of the antenna 8, and the longitudinal direction of the core 11 are parallel. However, it is preferable that all three directions are parallel to each other, but a good effect can be obtained even if they are deviated by about ± 30 degrees.

本発明の実施の形態1においては、スロット41の長さは40mm、幅は4mmである。なお、アンテナ8の長さは40mm、幅は10mmである。スロット41はアンテナ8と同じ長さであるが、それに限られず、基本的には長ければ長いほうが良くアンテナ8よりも長いとよい。スロット41の長さが長いほど、背面カバー3に流れる渦電流のループが大きくなり、大きな磁界が形成されるからである。スロット41がコア11よりも長いことで、コア11が本来形成する磁界よりも大きくなる。少なくとも、フレキシブル基板12(領域B)よりも長く、コア11の領域A及び領域Cが少なくとも一部スロット41と重なる。また、スロット41の幅は、コア11の幅よりも小さい。本来はスロット41の幅も大きければ大きいほど良いが、コア11の幅よりも小さいことによって、スロット41の小型化を達成し、背面カバー3に上手く渦電流が流れる。また、スロット41は背面カバー3の端部に接続している必要はないため、背面カバー3のいずれの位置にも、自由に配置することができる。   In the first embodiment of the present invention, the slot 41 has a length of 40 mm and a width of 4 mm. The antenna 8 has a length of 40 mm and a width of 10 mm. The slot 41 has the same length as that of the antenna 8, but is not limited thereto. Basically, the slot 41 is preferably longer and longer than the antenna 8. This is because the longer the length of the slot 41, the larger the loop of eddy current flowing in the back cover 3, and the larger the magnetic field is formed. Since the slot 41 is longer than the core 11, the magnetic field that the core 11 originally forms becomes larger. At least a portion longer than the flexible substrate 12 (region B), and the region A and region C of the core 11 overlap at least a part of the slot 41. Further, the width of the slot 41 is smaller than the width of the core 11. Originally, the larger the width of the slot 41, the better. However, since the slot 41 is smaller than the width of the core 11, the slot 41 can be reduced in size, and an eddy current flows through the back cover 3 well. Further, since the slot 41 does not need to be connected to the end of the back cover 3, it can be freely arranged at any position on the back cover 3.

次に、背面カバー3が金属体であってもスロット41を設けることでアンテナ8の通信が可能となる理由について説明する。なお、金属体は背面カバー3に限られず、携帯端末1などに搭載される金属体のいずれであってもよく、例として背面カバー3を用いて説明する。   Next, the reason why the antenna 8 can be communicated by providing the slot 41 even if the back cover 3 is a metal body will be described. Note that the metal body is not limited to the back cover 3 and may be any metal body mounted on the portable terminal 1 or the like, and will be described using the back cover 3 as an example.

図20は、本発明の実施の形態1における背面カバーとスロットとアンテナの関係を示す図である。図20(a)は、上面図、図20(b)は、図20(a)の直線X−Xにおける断面図である。図21は、本発明の実施の形態1におけるアンテナが発生させる磁束と背面カバーとスロットの関係を示す図である。図21(a)は上面図、図21(b)は図21(a)の直線Y−Yにおける断面図、図21(c)は図21(a)の直線Z−Zにおける断面図である。図22は、本発明の実施の形態1における背面カバー(金属体)に流れる電流を示す図である。   FIG. 20 is a diagram showing the relationship among the back cover, the slot, and the antenna according to Embodiment 1 of the present invention. 20A is a top view, and FIG. 20B is a cross-sectional view taken along a line XX in FIG. 20A. FIG. 21 is a diagram showing the relationship between the magnetic flux generated by the antenna, the back cover, and the slot according to Embodiment 1 of the present invention. 21A is a top view, FIG. 21B is a cross-sectional view taken along a line YY in FIG. 21A, and FIG. 21C is a cross-sectional view taken along a line ZZ in FIG. 21A. . FIG. 22 is a diagram showing a current flowing through the back cover (metal body) according to the first embodiment of the present invention.

図20(a)から分かるとおり、スロット41は、アンテナ8のうちコア11の非巻回部及び巻回部の双方それぞれの一部と重なっている。ここで言う「重なっている」とは、接触、非接触のどちらでも良い。ただし、少なくとも背面カバー3(金属体)とアンテナ8とは絶縁されている。すなわち、図2の領域A、領域B、領域Cのいずれもが、その一部において、スロット41と重なっている。領域Aと領域Cとの双方が必ずしも重なっている必要はないが、少なくとも領域Bは重なっている。また、図20(b)の通り、アンテナ8はその一部が背面カバー3と重なっており、かつ、スロット41とその他の部分が重なっている。ただし、図20(b)の左右方向におけるスロット41の中心線とアンテナ8の中心線が重なる必要はないが、好ましくは、アンテナ8の右側一部と左側一部とがそれぞれ背面カバー3と重なり、アンテナ8の右側一部と左側一部とに挟まれた中心部がスロット41と重なると良い。   As can be seen from FIG. 20A, the slot 41 overlaps a part of each of the non-winding portion and the winding portion of the core 11 of the antenna 8. Here, “overlapping” may be either contact or non-contact. However, at least the back cover 3 (metal body) and the antenna 8 are insulated. That is, all of the area A, the area B, and the area C in FIG. Both the area A and the area C do not necessarily overlap, but at least the area B overlaps. As shown in FIG. 20B, the antenna 8 partially overlaps the back cover 3, and the slot 41 and other portions overlap. However, it is not necessary that the center line of the slot 41 and the center line of the antenna 8 in the left-right direction in FIG. 20B overlap, but preferably, the right side part and the left side part of the antenna 8 overlap the back cover 3 respectively. The center portion sandwiched between the right part and the left part of the antenna 8 preferably overlaps the slot 41.

このような配置として、アンテナ8を動作させると、まず、図21(a)のようにアンテナパターンに電流が流れる。図21(a)では左から右に流れている場合を示している。その結果、図21(b)に示すように、背面カバー3のアンテナ8と対向している面には、アンテナ8の電流とは逆向きの渦電流すなわち右から左に向かって流れる電流が流れる。背面カバー3に流れるこの渦電流は、スロット41を介して、アンテナ8と対向している面の反対の面にも流れる。反対の面に流れる電流の向きは、アンテナ8と対向している面に流れる電流の向き(右から左)と逆向きであり、左から右に向かっている。この結果、図22から分かるとおり、反対の面に流れる電流の向きと、アンテナ8のアンテナパターンに流れる向きと、は同一方向となる。反対の面に流れる電流は、スロット41の短手方向に沿った端部それぞれを回ってループを形成する。すなわち、図21(a)のように、電流は時計回りのループと反時計回りのループを形成する。その結果、図21(c)に示されるような磁界が形成される。すなわち、電流は時計回りのループと反時計回りのループとのいずれかひとつが磁界の入り口であり、他方が出口となる。これは、必ずアンテナ8が発生させる磁界の向きと同一となる。この結果、金属体である背面カバー3が発生させる磁界がアンテナ8の磁界を妨害する向きとならないため、アンテナ8の磁束が金属体の反対側まで届く。このとき、本発明のアンテナ8は金属体である背面カバー3を励振させてアンテナのように利用しているわけではなく、あくまでアンテナ8が通信を行う。従って、金属体が近くに存在しないほうが通信特性は優れるが、金属体が近くに存在したとしても、スロット一つを形成するだけで、良好な通信を行うことができる。   In such an arrangement, when the antenna 8 is operated, first, a current flows through the antenna pattern as shown in FIG. FIG. 21A shows a case where the flow is from left to right. As a result, as shown in FIG. 21 (b), an eddy current opposite to the current of the antenna 8, that is, a current flowing from right to left flows on the surface of the back cover 3 facing the antenna 8. . This eddy current flowing in the back cover 3 also flows through the slot 41 on the surface opposite to the surface facing the antenna 8. The direction of the current flowing on the opposite surface is opposite to the direction of the current flowing on the surface facing the antenna 8 (from right to left), and is from left to right. As a result, as can be seen from FIG. 22, the direction of the current flowing in the opposite surface and the direction of the current flowing in the antenna pattern of the antenna 8 are the same direction. The current flowing in the opposite surface forms a loop around each end of the slot 41 along the short direction. That is, as shown in FIG. 21A, the current forms a clockwise loop and a counterclockwise loop. As a result, a magnetic field as shown in FIG. 21 (c) is formed. That is, in the current, one of the clockwise loop and the counterclockwise loop is the magnetic field entrance, and the other is the exit. This is always the same as the direction of the magnetic field generated by the antenna 8. As a result, the magnetic field generated by the back cover 3, which is a metal body, does not interfere with the magnetic field of the antenna 8, so that the magnetic flux of the antenna 8 reaches the opposite side of the metal body. At this time, the antenna 8 of the present invention is not used like an antenna by exciting the back cover 3 which is a metal body, but the antenna 8 communicates to the last. Accordingly, the communication characteristics are better when the metal body is not present nearby, but even if the metal body is present nearby, good communication can be performed by forming only one slot.

この結果、スロット41を形成するだけで、たとえ背面カバー3のような金属体が近接、または金属体に囲まれたとしても、金属体が近接しない場合と同様に通信を行うことができる。   As a result, only by forming the slot 41, even if a metal body such as the back cover 3 is close or surrounded by the metal body, communication can be performed as in the case where the metal body is not close.

更に、スロット41内にコア11のような磁性材を挿入すると、アンテナ8の通信特性がより向上する。このとき、フレキシブル基板12と重なる部分には磁性材を挿入してはならず、コア11の領域A、領域Cと重なる部分に磁性材を挿入する。また、スロット41に挿入する磁性材はコア11の磁性材と同一の材料であることで通信特性をより向上させることができるが、別の材料であってもよい。   Furthermore, when a magnetic material such as the core 11 is inserted into the slot 41, the communication characteristics of the antenna 8 are further improved. At this time, the magnetic material should not be inserted into the portion that overlaps the flexible substrate 12, and the magnetic material is inserted into the portion that overlaps the region A and region C of the core 11. Moreover, although the magnetic material inserted into the slot 41 is the same material as the magnetic material of the core 11, the communication characteristics can be further improved, but another material may be used.

スロット41の形状は、長方形に限られず、多角形、円形、楕円形、曲線など、いずれであっても良い。好ましくは、スロット41の長手方向が、アンテナ8のコア11の長手方向と略同一方向であると良い。   The shape of the slot 41 is not limited to a rectangle, and may be any shape such as a polygon, a circle, an ellipse, and a curve. Preferably, the longitudinal direction of the slot 41 is substantially the same as the longitudinal direction of the core 11 of the antenna 8.

次に、アンテナ8のコイルパターンのインダクタンス(L値)を調整する方法について説明する。すなわち、これまで説明したアンテナ8に、インダクタンス調整機構を付加した形状である。   Next, a method for adjusting the inductance (L value) of the coil pattern of the antenna 8 will be described. That is, the antenna 8 described so far has a shape in which an inductance adjusting mechanism is added.

図23は、本発明の実施の形態1におけるインダクタンス調整機構を備えるアンテナの上面図である。図24は、本発明の実施の形態1におけるアンテナのインダクタンスを決定するパラメータを説明する図である。図25は、本発明の実施の形態1におけるアンテナをインダクタンス調整機構によってインダクタンスを変化させた様子を示す図である。   FIG. 23 is a top view of an antenna including the inductance adjusting mechanism according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 24 is a diagram for explaining parameters for determining the inductance of the antenna according to the first embodiment of the present invention. FIG. 25 is a diagram illustrating a state in which the inductance of the antenna according to Embodiment 1 of the present invention is changed by the inductance adjustment mechanism.

アンテナ8のフレキシブル基板12においてコイルを構成する導線は、その両端において2本に分岐している。2本に分岐されるとは、図2に示すアンテナ8と比較して、分岐導線51、52が、導線151、152に対して追加されている。分岐導線51、52はその両端(分岐ポイント55、56及びトリミングポイント53、54のそば)で導線151、152と接続しているため、アンテナ8のコイルの巻回数は変化していない。インダクタンスを調整するためには、トリミングポイント53、54を必要に応じてトリミングする。ここで言うトリミングとは、打ち抜きやレーザー加工によって、トリミングポイントにおいて導線を断線させることを言う。従って、トリミングポイント53、54は、コア11の外側に位置すると良い。それにより、トリミング時にコア11が破損することを防ぐことができる。   The conductive wire constituting the coil in the flexible substrate 12 of the antenna 8 is branched into two at both ends thereof. The branching into two is that branching conductors 51 and 52 are added to the conductors 151 and 152 as compared with the antenna 8 shown in FIG. Since the branch conductors 51 and 52 are connected to the conductors 151 and 152 at both ends thereof (by the branch points 55 and 56 and the trimming points 53 and 54), the number of turns of the coil of the antenna 8 is not changed. In order to adjust the inductance, the trimming points 53 and 54 are trimmed as necessary. The trimming referred to here means that the conducting wire is disconnected at the trimming point by punching or laser processing. Therefore, the trimming points 53 and 54 are preferably located outside the core 11. Thereby, it is possible to prevent the core 11 from being damaged during trimming.

トリミングポイントは、導線151、152と分岐導線51、52とにおいて、外側に位置する導線151、152上に位置する。従って、図23では、分岐導線51、52ではない導線151、152にトリミングポイント53、54が位置する。これは、導線151、152を断線させることによって、コイルの軸方向長さを変化させることによりインダクタンスを変化させるからである。すなわち、トリミングポイントにおいてトリミングしない場合は、分岐導線51、52が存在しないコイルと同一のインダクタンスである。   The trimming point is located on the conductors 151 and 152 located outside the conductors 151 and 152 and the branch conductors 51 and 52. Therefore, in FIG. 23, the trimming points 53 and 54 are located in the conducting wires 151 and 152 that are not the branch conducting wires 51 and 52. This is because the inductance is changed by changing the axial length of the coil by disconnecting the conductive wires 151 and 152. That is, when trimming is not performed at the trimming point, the inductance is the same as that of the coil in which the branch conductors 51 and 52 are not present.

対して、図24を見ると、磁芯の透磁率をμ、コイルの断面積をS、コイルの巻数をN、コイルの長さをlとし、コイルのインダクタンスLは、L=(μ×S×N×N)/lとなる。コイルの長さlが小さいほどコイルのインダクタンスLが大きくなることがわかる。すなわち、トリミングポイント53、54のうち少なくとも一つをトリミングすることによって、コイルの長さが短くなるため、インダクタンスを大きくすることができる。分岐導線51、52は少なくともコア11の周りを1周以上することが好ましく、図23のように複数以上コア11の周りを巻回することが好ましい。また、分岐導線51と分岐導線52とを同じ周だけ巻回しており、それだけアンテナ8の特性を均等に安定させることができる。ただし、分岐導線51と分岐導線52との巻回数を異ならせてもよい。また、図23においては、分岐導線51、52と導線151、152との間は密に隣り合っており、分岐導線51、52の存在しない中央の導線同士は疎に隣り合っている。このようにすることで、巻回部を小型化することができる。一方、中央部の導線、分岐導線51、52、導線151、152の全てが同一の幅で隣り合うことで、製造しやすいアンテナ8とすることができる。   24, the magnetic permeability of the magnetic core is μ, the cross-sectional area of the coil is S, the number of turns of the coil is N, the length of the coil is l, and the inductance L of the coil is L = (μ × S × N × N) / l. It can be seen that the smaller the coil length l is, the larger the coil inductance L is. That is, by trimming at least one of the trimming points 53 and 54, the length of the coil is shortened, so that the inductance can be increased. The branch conducting wires 51 and 52 are preferably at least one turn around the core 11, and are preferably wound around the core 11 more than once as shown in FIG. 23. Moreover, the branch conducting wire 51 and the branch conducting wire 52 are wound around the same circumference, so that the characteristics of the antenna 8 can be stabilized evenly. However, the number of turns of the branch conductor 51 and the branch conductor 52 may be different. In FIG. 23, the branch conductors 51 and 52 and the conductors 151 and 152 are closely adjacent to each other, and the central conductors where the branch conductors 51 and 52 do not exist are sparsely adjacent to each other. By doing in this way, a winding part can be reduced in size. On the other hand, since all of the central conductor, the branch conductors 51 and 52, and the conductors 151 and 152 are adjacent to each other with the same width, the antenna 8 that is easy to manufacture can be obtained.

図25では、自由空間(金属体がアンテナ8に近接しない)の場合と、40mm×4mmのスロットが形成された背面カバー3(金属体)が近接する場合と、40mm×1mmのスロットが形成された背面カバー3(金属体)が近接する場合と、でのアンテナ8のインダクタンスを比較している。上記3つのパターンごとにインダクタンスは変化するものの、トリミングポイント53、54を断線することによって変化するインダクタンスの変化率は4.6〜5%と同程度である。なお、トリミングポイント53、54のいずれか一方のみを断線した場合の変化率は、半分の2.3〜2.5%程度である。また、このとき、背面カバー3だけでなく、他の金属板203もアンテナ8に近接している。すなわち、本発明のアンテナ8は、スロット41を設けることによって、金属体に囲まれた状況であってもインダクタンスの調整が可能であり、通信が可能であることがわかる。   In FIG. 25, a free space (a metal body is not close to the antenna 8), a back cover 3 (a metal body) in which a 40 mm × 4 mm slot is formed, and a 40 mm × 1 mm slot are formed. The inductance of the antenna 8 is compared with the case where the rear cover 3 (metal body) is close. Although the inductance changes for each of the three patterns, the rate of change of the inductance that changes when the trimming points 53 and 54 are disconnected is about 4.6 to 5%. Note that the rate of change when only one of the trimming points 53 and 54 is disconnected is about 2.3 to 2.5%, which is half. At this time, not only the back cover 3 but also other metal plates 203 are close to the antenna 8. That is, it can be seen that the antenna 8 of the present invention can adjust the inductance even in a situation surrounded by the metal body by providing the slot 41 and can communicate.

(実施の形態2)
本実施の形態2においては、アンテナ80が、実施の形態1で説明したアンテナ8と比べて形状が少し異なる。しかしながら、基本的な構成、動作原理は同一であり、アンテナ8の形状がアンテナ80へ変わることで実施の形態1におけるスロット41が丸型の孔42となっている。従って、同一番号を付しているものは、基本的に同一のものを示していることを表す。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, the shape of the antenna 80 is slightly different from that of the antenna 8 described in the first embodiment. However, the basic configuration and operation principle are the same, and the slot 41 in the first embodiment is a round hole 42 by changing the shape of the antenna 8 to the antenna 80. Therefore, what is attached with the same number represents that the same thing is shown fundamentally.

図26は、本発明の実施の形態2におけるアンテナが搭載された携帯端末の分解斜視図を示す。図27は、本発明の実施の形態2におけるアンテナの斜視図である。図28は、本発明の実施の形態2におけるアンテナの分解斜視図である。図29は、本発明の実施の形態1におけるコアの斜視図である。   FIG. 26 is an exploded perspective view of a mobile terminal on which the antenna according to Embodiment 2 of the present invention is mounted. FIG. 27 is a perspective view of an antenna according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 28 is an exploded perspective view of the antenna according to the second embodiment of the present invention. FIG. 29 is a perspective view of the core in the first embodiment of the present invention.

本実施の形態2におけるアンテナ80は、少なくとも第1の面とその裏面である第2の面を備えるコア11と、第1の面及び第2の面上を導線が通るようにコイルが巻回されたコイル巻回部(領域B)と、のうち、第1の面及び第2の面のうちコイルが巻回されていない2つのコイル非巻回部(領域A、領域C)と、を備え、コイル巻回部は、コイルの軸方向において複数のコイル非巻回部に挟まれ、複数のコイル非巻回部それぞれは、コイルの軸を基準に同一の一方向に傾いている。なお、コイル巻回部を2つ以上に分断し、その間をコイル非巻回部としてもよい。   In the antenna 80 according to the second embodiment, the coil 11 is wound so that the core 11 having at least the first surface and the second surface that is the back surface thereof, and the conductors pass on the first surface and the second surface. Among the coil winding portions (region B), the two non-coiled portions (region A, region C) where the coil is not wound out of the first surface and the second surface. The coil winding portion is sandwiched between a plurality of coil non-winding portions in the axial direction of the coil, and each of the plurality of coil non-winding portions is inclined in the same direction with respect to the coil axis. In addition, it is good also as a coil winding part being divided | segmented into two or more, and the space | interval between them being a coil non-winding part.

すなわち、実施の形態1からの変更点として、アンテナ80は、図27に示すとおり、コイル非巻回部(領域A、C)の面積が、コイル巻回部(領域B)の面積よりも大きい。もちろん、必ずしもコイル非巻回部(領域A、C)の面積が、コイル巻回部(領域B)の面積よりも大きい必要はないが、これにより、小さなコイル巻回部であっても良好な通信特性を得ることができる。また、領域A〜Cが直線状に並んでいないため、アンテナ80全体でC形状、またはコ形状のようになっている。すなわち、領域Aと領域Cの一端側を領域Bによって接続し、領域Aと領域Cの他端側は一定距離をあけて離れて向かい合っている。コイル巻回部のコイル軸を基準とし、領域Aと領域Cとは、図27の左側に偏って傾いて(折れ曲がって)いる。すなわち、領域Aと領域Cとの長手方向がアンテナ80のコイルの巻回方向(コイルの巻回軸の垂直方向)であり、領域Aと領域Cとにおけるコア11が、コイル巻回部(領域B)の幅からはみ出している。図27では領域Aと領域Cにおけるコア11は左側にのみ延びてC形状となっているが、左右両方に伸びてH形状になるようにしてもよい。領域Aが右側、領域Bが左側など異方向でも良いが、その場合、領域Aと領域Bのサイズ、厚み、形状など特性を決定するファクターの少なくとも一部が異なっていることが望ましい。そして、領域Bのコイル巻回部の巻回方向における外側において、領域Aのコア11と領域Cのコア11とが一定距離を離れて向かい合っている。領域Aのコア11と領域Cのコア11とは平行であり、その間の距離は一定であるが、それに限られない。図27においては、領域Aのコア11と領域Cのコア11との間の一定距離とはコイルの軸方向の長さ程度としている。領域Aのコア11と領域Cのコア11とは、絶対に接続しない。   That is, as a change from the first embodiment, as shown in FIG. 27, the antenna 80 has an area of the coil non-winding portion (regions A and C) larger than the area of the coil winding portion (region B). . Of course, the area of the coil non-winding portion (regions A and C) does not necessarily need to be larger than the area of the coil winding portion (region B). Communication characteristics can be obtained. Further, since the areas A to C are not arranged in a straight line, the entire antenna 80 has a C shape or a U shape. That is, one end side of the region A and the region C is connected by the region B, and the other end side of the region A and the region C faces each other with a certain distance therebetween. With reference to the coil axis of the coil winding portion, the region A and the region C are inclined and bent (bent) toward the left side of FIG. That is, the longitudinal direction of the region A and the region C is the winding direction of the coil of the antenna 80 (the direction perpendicular to the winding axis of the coil), and the core 11 in the region A and the region C is the coil winding part (region). It protrudes from the width of B). In FIG. 27, the core 11 in the region A and the region C extends only to the left and has a C shape, but may extend to both the left and right to have an H shape. The region A may be on the right side and the region B on the left side, for example. However, in this case, it is desirable that at least a part of factors that determine characteristics such as the size, thickness, and shape of the region A and the region B are different. The core 11 in the region A and the core 11 in the region C face each other at a certain distance outside the winding direction of the coil winding portion in the region B. The core 11 in the region A and the core 11 in the region C are parallel and the distance between them is constant, but is not limited thereto. In FIG. 27, the fixed distance between the core 11 in the region A and the core 11 in the region C is about the length in the axial direction of the coil. The core 11 in the region A and the core 11 in the region C are never connected.

図26のように、領域A、B、Cとで囲まれる領域には、携帯端末1に搭載されるカメラ5など他部品を配置することができる。すなわち、実施の形態1のアンテナ8と比較して、小型化された携帯端末内であっても他部品と共存しやすい構造となっている。   As shown in FIG. 26, other parts such as the camera 5 mounted on the mobile terminal 1 can be arranged in the area surrounded by the areas A, B, and C. That is, compared to the antenna 8 of the first embodiment, the structure is easy to coexist with other components even in a miniaturized portable terminal.

金属体が近くに存在しない場合は、実施の形態1と同様に、領域Aまたは領域Cが磁束の入り口又は出口となって、広範囲で安定した通信が可能であるアンテナ80とすることができ、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。   When the metal body is not present nearby, similarly to the first embodiment, the area A or the area C can be an entrance or exit of the magnetic flux, and the antenna 80 capable of stable communication over a wide range can be obtained. The same effect as in the first embodiment can be obtained.

領域Aと領域Cにおけるコア11の形状は任意の形状でよい。図27では、図26の円形の孔42にあわせてコア11の外形が円に近づくよう、コア11の外形が曲線状となっているが、これに限られるものではない。また、領域Aと領域Cのコア11は、領域Bのコア11よりも薄く形成されても良く、小型化することができる。   The shape of the core 11 in the region A and the region C may be any shape. In FIG. 27, the outer shape of the core 11 is curved so that the outer shape of the core 11 approaches a circle in accordance with the circular hole 42 of FIG. 26, but is not limited thereto. Further, the cores 11 in the region A and the region C may be formed thinner than the core 11 in the region B, and can be reduced in size.

また、図26に示すとおり、孔42は円形であり、アンテナ80よりも大きく、孔42からアンテナ80全体が露出している。すなわち、アンテナ80は、背面カバー3と重なっていない。アンテナ80と背面カバー3とが重なるようにアンテナ80を大きくしても良いが、アンテナ80のサイズを一定と考えた場合には図26のようにアンテナ80が孔42よりも小さく、全体が露出したほうが良い。孔42は、アンテナ80を覆うようなキャップ43が設けられても良い。このとき、キャップ43が金属体である場合は、キャップ43の周囲には例えば樹脂など絶縁体にて枠44を設ける。枠44は、背面カバー3(金属体)とキャップ43との間にギャップを形成する働きをもつ。   Further, as shown in FIG. 26, the hole 42 is circular and is larger than the antenna 80, and the entire antenna 80 is exposed from the hole 42. That is, the antenna 80 does not overlap the back cover 3. The antenna 80 may be enlarged so that the antenna 80 and the back cover 3 overlap. However, when the size of the antenna 80 is considered to be constant, the antenna 80 is smaller than the hole 42 as shown in FIG. It's better to do it. The hole 42 may be provided with a cap 43 that covers the antenna 80. At this time, when the cap 43 is a metal body, a frame 44 is provided around the cap 43 by an insulator such as a resin. The frame 44 has a function of forming a gap between the back cover 3 (metal body) and the cap 43.

図28に示すとおり、アンテナ80の構造は、図3のアンテナ8と基本的に同一である。図3、図28のいずれも両面テープ33を下側フレキシブル基板12aに貼り付けて、他部品(例えば背面カバー3や電子回路基板6など)に貼り付ける構成をとるが、上側フレキシブル基板12bに両面テープ33を貼り付けても良い。ただし、その場合は、下側フレキシブル基板12aに設けられる外部接続端子8a、8bが両面テープ33に覆われないようにすればよい。   As shown in FIG. 28, the structure of the antenna 80 is basically the same as that of the antenna 8 of FIG. 3 and 28, the double-sided tape 33 is attached to the lower flexible board 12a and attached to other components (for example, the back cover 3 and the electronic circuit board 6). The tape 33 may be attached. However, in that case, it is only necessary that the external connection terminals 8 a and 8 b provided on the lower flexible substrate 12 a are not covered with the double-sided tape 33.

また、コア11は、同一形状した保護テープ34、35によって保護されているので、領域Aと領域Cのコア11がフレキシブル基板12から露出していても問題ない。領域Aと領域Cとは同一形状、同一サイズである必要はないが、必ずコイルからはみ出した領域A及び領域Cが必要である。   Further, since the core 11 is protected by the protective tapes 34 and 35 having the same shape, there is no problem even if the cores 11 in the regions A and C are exposed from the flexible substrate 12. The region A and the region C do not have to have the same shape and the same size, but the region A and the region C that protrude from the coil are always necessary.

次に、金属体(背面カバー3)が近くに存在する場合のアンテナ80が形成する磁界について説明する。図30は、本発明の実施の形態2のアンテナによる金属板に流れる電流を示す図である。図31は、従来のアンテナによる金属板に流れる電流を示す図である。図32は、本発明の実施の形態2のアンテナと従来のアンテナが形成する磁界を示す図である。図32(a)は、本発明の実施の形態2のアンテナの場合を示し、図32(b)は、従来のアンテナの場合を示す。図31、32においては、背面カバー3(金属体)に形成される孔の大きさは同一である。また、従来のアンテナとしては、環状のループアンテナとした。   Next, the magnetic field formed by the antenna 80 when the metal body (back cover 3) is present nearby will be described. FIG. 30 is a diagram showing a current flowing through the metal plate by the antenna according to the second embodiment of the present invention. FIG. 31 is a diagram illustrating a current flowing through a metal plate by a conventional antenna. FIG. 32 is a diagram showing a magnetic field formed by the antenna according to the second embodiment of the present invention and the conventional antenna. FIG. 32A shows the case of the antenna according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 32B shows the case of the conventional antenna. 31 and 32, the sizes of the holes formed in the back cover 3 (metal body) are the same. Further, as a conventional antenna, an annular loop antenna is used.

図21の原理と基本的には同一であるが、図30から分かるとおり、アンテナ80のコイルに図中のような下から上に向かう電流が流れると、領域Bにおける磁束の向きは右から左へとなる。この結果、図中の右側のコア11の非巻回部(例として領域Cとする)が磁束の入り口となり、図中の左側のコア11の非巻回部(例として領域Aとする)が磁束の出口となる。その結果、図32(a)のような大きな磁界を形成する。このとき、背面カバー3の内側面(アンテナ80側の面)には、アンテナ80が発生させる磁界を打ち消そうとする渦電流が発生する。本発明におけるポイントは、背面カバー3に流れる渦電流がひとつの平面上で、時計回りの渦電流と反時計回りの渦電流が存在することである。そのため、ひとつの平面ではそれぞれの向きの渦電流がループ状の電流路を形成できず、それぞれの渦電流は背面カバー3の表面(外側面)と裏面(内側面)とを行き来する。その結果、表面(外側面)と裏面(内側面)とで電流の向きが異なる。裏面(内側面)を流れる渦電流は、アンテナ80の磁束を打ち消す作用を有するため、表面(外側面)に流れる渦電流は、アンテナ80の磁束をサポートする方向に流れる。   Although the principle is the same as the principle of FIG. 21, as can be seen from FIG. 30, when a current flowing from the bottom to the top as shown in the figure flows through the coil of the antenna 80, the direction of the magnetic flux in the region B is from right to left. It becomes. As a result, the non-winding portion (for example, the region C) of the right core 11 in the drawing serves as an entrance for the magnetic flux, and the non-winding portion (for example, the region A) of the left core 11 in the drawing is used. It becomes the exit of magnetic flux. As a result, a large magnetic field as shown in FIG. At this time, an eddy current is generated on the inner side surface (surface on the antenna 80 side) of the back cover 3 so as to cancel the magnetic field generated by the antenna 80. The point in the present invention is that the eddy current flowing through the back cover 3 exists on one plane in the clockwise eddy current and the counterclockwise eddy current. Therefore, eddy currents in the respective directions cannot form a loop-shaped current path on one plane, and each eddy current travels between the front surface (outer surface) and the back surface (inner surface) of the back cover 3. As a result, the direction of current differs between the front surface (outer surface) and the back surface (inner surface). Since the eddy current flowing on the back surface (inner side surface) has the action of canceling out the magnetic flux of the antenna 80, the eddy current flowing on the front surface (outer side surface) flows in a direction that supports the magnetic flux of the antenna 80.

この結果、実施の形態1と同様、金属体に囲まれない方がアンテナ80の通信特性は優れるが、金属体に囲まれたとしても、金属体にアンテナ80の磁束と同一方向の磁束を形成する渦電流が流れ、十分に通信をすることができる。   As a result, as in Embodiment 1, the communication characteristics of the antenna 80 are better when not surrounded by the metal body, but even if surrounded by the metal body, a magnetic flux in the same direction as the magnetic flux of the antenna 80 is formed on the metal body. Eddy current flows and communication can be sufficiently performed.

一方、図31に示す従来のアンテナにおいては、本発明のようにならない。すなわち、ループアンテナに反時計回りの電流が流れると、それを打ち消すように、背面カバー3の内側面の孔42の周りには時計回りの電流が流れる。そして、この電流は背面カバー3の外側面と内側面を移動しないため、背面カバー3の外側面においても時計回りの電流が流れる。その結果、背面カバー3は、ただループアンテナが発生させる磁界を弱めるだけになり、ループアンテナの通信特性は下がる。   On the other hand, the conventional antenna shown in FIG. 31 does not become the present invention. That is, when a counterclockwise current flows through the loop antenna, a clockwise current flows around the hole 42 on the inner surface of the back cover 3 so as to cancel it. Since this current does not move between the outer surface and the inner surface of the back cover 3, a clockwise current also flows on the outer surface of the back cover 3. As a result, the back cover 3 only weakens the magnetic field generated by the loop antenna, and the communication characteristics of the loop antenna are lowered.

これらの結果、図32から明らかな通り、本実施の形態のアンテナ80は、従来のアンテナよりも大きな磁界を形成していることが分かる。特に、孔42の中心から上方30mm地点における磁界強度は、明らかにアンテナ80のほうが良い。なお、図31の共通条件は、アンテナへの入力100mV、筐体のサイズ60mm×120mm×8mm、筐体の板厚1mm、筐体はマグネシウム製である。孔42の径は30mmで、アンテナ80の外径は28mmである。   As can be seen from these results, as shown in FIG. 32, the antenna 80 of the present embodiment forms a larger magnetic field than the conventional antenna. In particular, the antenna 80 is clearly better at the magnetic field strength at a point 30 mm above the center of the hole 42. The common conditions in FIG. 31 are an input to the antenna of 100 mV, a housing size of 60 mm × 120 mm × 8 mm, a housing plate thickness of 1 mm, and a housing made of magnesium. The diameter of the hole 42 is 30 mm, and the outer diameter of the antenna 80 is 28 mm.

また、図27のアンテナ80は、実施の形態1のアンテナ8と比較して、領域Aと領域Cとが略平行に対向している。従って、アンテナ80の中心はコイル巻回部(領域B)の上方に位置せず、領域Aと領域Cとで囲まれた領域の上方に位置する。この結果、アンテナ80が発生させる磁界は、アンテナ80のコイル巻回部の上方よりも領域Aと領域Cとで囲まれた領域の上方側に移動しやすくなる。従って、アンテナ80が発生させる磁界が最も強い場所、すなわち、通信相手にとって最も通信しやすい場所が、アンテナ80のコイル巻回部の上方よりも、領域Aと領域Cとで囲まれた領域の上方側となる。このように、実施の形態2においては、アンテナ80の上方のうち通信しやすい場所を、コイル非巻回部(領域Aと領域C)の形状、サイズ、厚み、コイル巻回部のコイル軸に対する傾き、などを調節することによって自由に変更することができる。   In addition, in the antenna 80 of FIG. 27, the area A and the area C are opposed substantially in parallel to the antenna 8 of the first embodiment. Therefore, the center of the antenna 80 is not located above the coil winding part (region B), but is located above the region surrounded by the regions A and C. As a result, the magnetic field generated by the antenna 80 becomes easier to move above the area surrounded by the area A and the area C than above the coil winding portion of the antenna 80. Therefore, the place where the magnetic field generated by the antenna 80 is the strongest, that is, the place where the communication partner can communicate most easily is above the area surrounded by the area A and the area C rather than above the coil winding portion of the antenna 80. Become the side. As described above, in the second embodiment, the location where communication is easy in the upper part of the antenna 80 is determined based on the shape, size, thickness, and coil axis of the coil non-winding portion (region A and region C). It can be changed freely by adjusting the tilt, etc.

対して、実施の形態1におけるアンテナ8の中心はコイル上に位置し、アンテナ8が発生させる磁界が最も強い場所は、ほぼコイルの上方である。   On the other hand, the center of antenna 8 in the first embodiment is located on the coil, and the place where the magnetic field generated by antenna 8 is the strongest is substantially above the coil.

図15の図面から分かるとおり、実施の形態1では携帯端末1の幅方向(短手方向)の中心あたりにアンテナ8の中心が位置するようにしている。このようにすることで、ユーザーは携帯端末1の幅方向の中心を通信相手に位置あわせすれば通信しやすくなり、使い勝手が良い。反対に、最も通信しやすい部分が携帯端末1の幅方向の中心からずれていれば、ユーザーは毎回、携帯端末1のどこを通信相手に位置あわせしなくてはならないか毎回確認する必要がある。そのため、実施の形態1では、必ずコイル部分が携帯端末1の幅方向の中心近くに配置されることが好ましく、アンテナ8の配置に対して自由度が制限される。とくに、カメラ5は、一般的に携帯端末1の幅方向の中心に配置されることがよくあるので重なってしまう。   As can be seen from the drawing of FIG. 15, in the first embodiment, the center of the antenna 8 is positioned around the center in the width direction (short direction) of the mobile terminal 1. By doing in this way, if the user aligns the center of the portable terminal 1 in the width direction with the communication partner, it becomes easier to communicate, which is convenient. On the other hand, if the most communicable part is shifted from the center in the width direction of the mobile terminal 1, the user needs to check every time where the mobile terminal 1 must be aligned with the communication partner. . Therefore, in the first embodiment, it is preferable that the coil portion is always arranged near the center in the width direction of the mobile terminal 1, and the degree of freedom with respect to the arrangement of the antenna 8 is limited. In particular, the camera 5 is often placed at the center in the width direction of the mobile terminal 1 and thus overlaps.

一方、アンテナ80であれば、コア11のサイズ、形状を調整することで、磁界の最も強い部分の位置を調整することができる。また、アンテナ80のコア11の形状はC形状に限定されず、領域A、領域Cのコイルに対する角度は90度以外に調整されても良く、それにより、磁界の最も強い部分の位置を図27の右側もしくは左側に調整することができる。すなわち、磁界の最も強い部分をコイル巻回部から離したければ、コイル巻回部のコイル軸とコイル非巻回部のコア11とを略直角(±10度以下程度)とし、コイル非巻回部の長手方向を長くするようにコア11を大きく形成すると良い。磁界の最も強い部分をコイル巻回部に近づけたければ、コイル非巻回部のコアを小さくする必要はなく、コイル巻回部のコイル軸とコイル非巻回部のコア11との傾きの角度を平行に近づければよい。   On the other hand, in the case of the antenna 80, the position of the strongest magnetic field can be adjusted by adjusting the size and shape of the core 11. In addition, the shape of the core 11 of the antenna 80 is not limited to the C shape, and the angle of the region A and the region C with respect to the coil may be adjusted to other than 90 degrees. Can be adjusted to the right or left side. That is, if the strongest part of the magnetic field is to be separated from the coil winding part, the coil axis of the coil winding part and the core 11 of the coil non-winding part are substantially perpendicular (about ± 10 degrees or less), and the coil is not wound. The core 11 may be formed larger so that the longitudinal direction of the part is longer. If it is desired to bring the strongest part of the magnetic field closer to the coil winding part, there is no need to make the core of the coil non-winding part small, and the angle of inclination between the coil axis of the coil winding part and the core 11 of the coil non-winding part. Should be close to parallel.

次に、アンテナ80に、キャップ43が付けられる場合について説明する。キャップ43は、樹脂(非導電体)であってもよいし、金属体(導電体)であってもよい。非導電体の場合は、上述した原理と変わりなく利用できる。すなわち、キャップ43による磁界への影響はほとんどない。これから、キャップ43が金属体などの導電体である場合について説明する。   Next, the case where the cap 43 is attached to the antenna 80 will be described. The cap 43 may be a resin (non-conductor) or a metal body (conductor). In the case of a non-conductor, it can be used without changing the principle described above. That is, the cap 43 has little influence on the magnetic field. The case where the cap 43 is a conductor such as a metal body will now be described.

図33は、本発明の実施の形態2のアンテナにおいてキャップありの場合の電流を示す図である。図34は、本発明の実施の形態2のアンテナにおいてキャップありとなしの場合における磁界を示す図である。図34(a)は、キャップなしの場合を示し、図34(b)は、キャップありの場合を示す。図35は、本発明の実施の形態2のアンテナにおけるキャップと背面カバーとの接続を示す図である。   FIG. 33 is a diagram showing a current in the case where there is a cap in the antenna according to the second embodiment of the present invention. FIG. 34 is a diagram showing a magnetic field in the case of the antenna according to the second embodiment of the present invention with and without a cap. FIG. 34 (a) shows the case without a cap, and FIG. 34 (b) shows the case with a cap. FIG. 35 is a diagram showing the connection between the cap and the back cover in the antenna according to the second embodiment of the present invention.

図33を見ると、背面カバー3の外側面(表面)に流れる渦電流と同一方向に、キャップ43の外側面(表面)にも電流が流れていることが分かる。これは、背面カバー3と同様に、キャップ43の内側面(裏面)にアンテナ80の磁束を打ち消すような渦電流が流れ、渦電流はキャップ43内側面と外側面を行き来するからである。すなわち、結果としてキャップの外側面には、アンテナ80の磁束と同一方向の磁束を発生させるような渦電流が流れる。図34のように、図34(a)の金属のキャップ43がないほうがアンテナ80の通信特性が図34(b)の金属のキャップ43ありの場合よりも大きく強い磁界が形成されるものの、その違いは微差である。なお、図34では、アンテナへの入力が100mV、筐体のサイズが60mm×120mm×8mm、筐体の厚みが1mmであるマグネシウム製である。なお、キャップ43は、外径26mmの円で、高さ10mmの筒形状である。   Referring to FIG. 33, it can be seen that current flows also on the outer surface (front surface) of the cap 43 in the same direction as the eddy current flowing on the outer surface (front surface) of the back cover 3. This is because, like the back cover 3, an eddy current that cancels the magnetic flux of the antenna 80 flows on the inner surface (back surface) of the cap 43, and the eddy current travels between the inner surface and the outer surface of the cap 43. That is, as a result, an eddy current that generates a magnetic flux in the same direction as the magnetic flux of the antenna 80 flows on the outer surface of the cap. As shown in FIG. 34, the communication characteristic of the antenna 80 is larger when the metal cap 43 of FIG. 34 (a) is not present than when the metal cap 43 of FIG. 34 (b) is present. The difference is a slight difference. In FIG. 34, the antenna is 100 mV, the housing size is 60 mm × 120 mm × 8 mm, and the housing thickness is 1 mm. The cap 43 is a circle having an outer diameter of 26 mm and a cylindrical shape having a height of 10 mm.

また、背面カバー3とキャップ43とを接続する場合、金属同士が接触することとなる。すなわち、背面カバー3とキャップ43とに流れる渦電流が、接触部45を介してお互いに行き来するように流れてしまう。1ポイントでの接続の場合は、どの部分で接続させても構わない。しかしながら、複数のポイントで接続する場合は、図35の領域Xと領域Yとのそれぞれを同時に接続してしまうと性能が劣化してしまう。なぜならば、領域Xと領域Yとでは、背面カバー3及びキャップ43に流れる渦電流が、表面と裏面との間を行き来する。従って、領域Xと領域Yとで背面カバー3とキャップ43とを接続してしまうと、表面と裏面との間における電流の行き来が困難となってしまうからである。このようなことから、接続部45を設ける場合は、1点にしたほうが接続の影響を受けにくく、アンテナ80の通信特性を維持することができる。   Moreover, when connecting the back cover 3 and the cap 43, metals will contact. That is, eddy currents flowing through the back cover 3 and the cap 43 flow so as to go back and forth through the contact portion 45. In the case of connection at one point, any part may be used for connection. However, when connecting at a plurality of points, the performance deteriorates if the region X and the region Y in FIG. 35 are connected simultaneously. This is because, in the region X and the region Y, the eddy current flowing through the back cover 3 and the cap 43 goes back and forth between the front surface and the back surface. Therefore, if the back cover 3 and the cap 43 are connected in the region X and the region Y, it is difficult to pass current between the front surface and the back surface. For this reason, when the connection portion 45 is provided, the connection portion 45 is less affected by the connection, and the communication characteristics of the antenna 80 can be maintained.

以上のように、本発明のアンテナ8、80においては、金属が近くに存在しなくてもアンテナとしての良好な特性を有し、金属が近くに存在しても金属に小さな加工を施すのみでアンテナとしての良好な特性を有することができる。金属への加工は、金属の一方の表面とアンテナ8、80が対向し、この一方の表面にはアンテナ8、80を邪魔するような渦電流が流れるが、この渦電流のループが他方の表面にまで及ぶようにする必要がある。この他方の表面が通信面である。なお、一方の面は必ずアンテナ8、80と対向する必要はないが、アンテナ8、80側に面を有している。更に、金属は板状である必要はなく、アンテナ側の表面と反対の他方の表面を有していれば良い。また、これら表面はいずれも、アンテナ8、80のコイルの軸方向と垂直ではなく、好ましくは平行である。   As described above, the antennas 8 and 80 according to the present invention have good characteristics as an antenna even if the metal is not present nearby, and even if the metal is present nearby, only small processing is performed on the metal. Good characteristics as an antenna can be obtained. In processing to metal, the antennas 8 and 80 face one surface of the metal, and an eddy current that interferes with the antennas 8 and 80 flows on the one surface. It is necessary to extend to. The other surface is a communication surface. One surface does not necessarily face the antennas 8 and 80, but has a surface on the antennas 8 and 80 side. Furthermore, the metal does not need to be plate-shaped, and it is sufficient if it has the other surface opposite to the surface on the antenna side. In addition, these surfaces are not perpendicular to the axial direction of the coils of the antennas 8 and 80, and are preferably parallel to each other.

本発明によれば、小型で、インダクタンス値の安定したアンテナとし、アンテナの通信特性を維持することができるため、携帯電話などの様々な電子機器のアンテナ、アンテナ装置および通信装置として有用である。また、特に自動で商品管理、書籍管理などが可能となる収納棚、展示棚以外の医薬品管理、危険物管理、貴重品管理システムなどの用途にも適用できる。   According to the present invention, an antenna having a small size and a stable inductance value can be maintained, and the communication characteristics of the antenna can be maintained. In addition, the present invention can also be applied to uses such as storage shelves that enable automatic product management and book management, medicine management other than display shelves, dangerous goods management, and valuables management systems.

1 携帯端末
2 表示パネル
3 背面カバー
4 バッテリー
5 カメラ
6 電子回路基板
7a、7b アンテナ入出力用ピン
8、80 アンテナ
8a、8b 外部接続端子
9 アンテナ制御部
11 コア
12 フレキシブル基板
12a 下側フレキシブル基板
12b 上側フレキシブル基板
41 スロット
51、52 分岐導線
53、54 トリミングポイント
55、56 分岐ポイント
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mobile terminal 2 Display panel 3 Back cover 4 Battery 5 Camera 6 Electronic circuit board 7a, 7b Antenna input / output pin 8, 80 Antenna 8a, 8b External connection terminal 9 Antenna control part 11 Core 12 Flexible board 12a Lower flexible board 12b Upper flexible board 41 Slot 51, 52 Branch conductor 53, 54 Trimming point 55, 56 Branch point

Claims (6)

面を備えるコアと、
前記面上にコイルが巻回されたコイル巻回部と、
前記面のうち、前記コイルが巻回されていない複数のコイル非巻回部と、を備え、
前記コイル巻回部は、前記面上の第1の方向において前記複数のコイル非巻回部に挟まれ、
前記複数のコイル非巻回部それぞれは、前記コイルの軸を基準に同一の一方向に傾いていることを特徴とするアンテナ。
A core with a surface;
A coil winding portion in which a coil is wound on the surface;
Among the surfaces, a plurality of coil non-winding portions where the coil is not wound,
The coil winding part is sandwiched between the plurality of coil non-winding parts in the first direction on the surface,
Each of the plurality of coil non-winding portions is inclined in the same direction with respect to the axis of the coil.
前記複数のコイル非巻回部それぞれの長手方向は、前記コイルの軸に対して略直角であることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ。 The antenna according to claim 1, wherein a longitudinal direction of each of the plurality of coil non-winding portions is substantially perpendicular to an axis of the coil. 前記複数のコイル非巻回部それぞれの長手方向の長さは、前記コイルの軸方向長さ以上であることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のアンテナ。 3. The antenna according to claim 1, wherein a length in a longitudinal direction of each of the plurality of coil non-winding portions is equal to or longer than an axial length of the coil. 請求項1〜3のいずれかひとつに記載のアンテナと、
前記アンテナに絶縁された金属体と、
前記金属体に設けられた貫通孔と、を備え、
前記アンテナのコイル巻回部及び複数のコイル非巻回部それぞれの少なくとも一部は、前記貫通孔と重なることを特徴とするアンテナ装置。
The antenna according to any one of claims 1 to 3,
A metal body insulated from the antenna;
A through hole provided in the metal body,
At least a part of each of the coil winding part and the plurality of coil non-winding parts of the antenna overlaps with the through hole.
前記貫通孔の一部は、前記貫通孔と接触せずに金属のキャップに一部を覆われることを特徴とする請求項4に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 4, wherein a part of the through hole is covered with a metal cap without contacting the through hole. 請求項4または5のいずれかひとつに記載のアンテナ装置と、
カメラと、を備え、
前記カメラは、前記コイル非巻回部に挟まれた領域に配置されることを特徴とする通信装置。
An antenna device according to any one of claims 4 and 5,
And a camera,
The communication apparatus is characterized in that the camera is disposed in a region sandwiched between the coil non-winding portions.
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