JP2016149591A - タッチパッド用アンテナ装置、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパッドの操作性能を維持しながら、アンテナの小型化を図った上でアンテナの通信性能を確保する。【解決手段】電子機器１に搭載される静電容量型のタッチパッド１０に併設され、外部機器と電磁界信号を介して通信するタッチパッド用アンテナ装置１００であって、その開口部１０３を介して幅方向に対向する導線１０２ａが互いに近接するように巻回して設けられ、外部機器と誘導結合されるアンテナコイル１０２を備え、アンテナコイルは、タッチパッドを構成するシート状電極部３８の外縁３８ａに沿って設けられる。【選択図】図２

Description

本発明は、ノートパソコン等の電子機器に搭載される静電容量型のタッチパッドとＲＦＩＤアンテナを一体化させたタッチパッド用アンテナ装置、及びこのタッチパッド用アンテナ装置が組み込まれた電子機器に関する。

近年、ノートパソコン等の電子機器にＲＦＩＤ（radio frequency identification）等のアンテナ機能を搭載し、スマートフォン等の外部機器との間で通信可能とする技術が開発されている。しかしながら、小型薄型化が進むノートパソコンでは、筐体を金属製とすることが多く、電波を遮蔽してしまうので、アンテナの通信性能を確保することが難しかった。

特許文献１乃至３には、ノートパソコンの金属筐体の開口部に配置されるタッチパッドにアンテナを設けることによって、通信可能とするアンテナ一体型タッチパッドモジュールが提案されている。かかるアンテナ一体型タッチパッドモジュールは、タッチパッドが配置される開口部で電波が遮蔽されないので、タッチパッドの外周部を周回するようにアンテナを設けることによって外部と通信可能としている。また、当該アンテナ一体型タッチパッドモジュールは、静電容量型のタッチパッドを形成するＸ電極層、Ｙ電極層、シールド電極層と共に通信用のアンテナパターンが重畳して積層される構成となっている。

特許４５６８４３６号公報 特許５１１８６６６号公報 特許５３７８２４３号公報

しかしながら、アンテナコイルをタッチパッドの外周部を周回するループ形状とした場合には、タッチパッドの電極部に直接アンテナの磁界がかかることになり、タッチパッドの誤動作や故障につながる虞があった。また、タッチパッドの外周部は、当該タッチパッドが配置される開口部の面積が小さいので、実装できるＮＦＣアンテナは、長手方向に極細長い略短冊形状の構造となってしまう。このため、アンテナコイルに流れる電流は、一方側部と他方側部で互いに逆方向になることによって、これらが近接して配置される略短冊形状のアンテナコイルでは、それぞれの側部で発生する磁界が誘導電流をキャンセルするように作用する。これによって、アンテナコイルで生成される電力が低下して、アンテナ性能が劣ってしまう問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、タッチパッドの操作性能を維持しながら、アンテナの小型化を図った上で通信性能を確保することの可能な、新規かつ改良されたタッチパッド用アンテナ装置、及び電子機器を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、電子機器に搭載される静電容量型のタッチパッドに併設され、外部機器と電磁界信号を介して通信するタッチパッド用アンテナ装置であって、その開口部を介して幅方向に対向する導線が互いに近接するように巻回して設けられ、前記外部機器と誘導結合されるアンテナコイルを備え、前記アンテナコイルは、前記タッチパッドを構成するシート状電極部の外縁に沿って設けられる。

本発明の一態様によれば、外部機器と通信中のアンテナコイルに発生する磁界がタッチパッドに及ぶのを低減できるので、タッチパッドの操作性能を維持しながら、アンテナの通信性能を確保できる。

このとき、本発明の一態様では、前記アンテナコイルは、その長手方向に前記開口部を縦断する中心線を介して前記導線が一方向に周回する一方側部と前記導線が他方向に周回する他方側部に二分され、前記一方側部が前記外部機器から視認可能に構成され、前記他方側部が前記外部機器から視認不能に構成されることとしてもよい。

このようにすれば、外部機器と通信中のアンテナコイルに発生する磁界がタッチパッドに及ぶのを低減できるので、タッチパッドの操作性能を維持しながら、タッチパッドを構成する電極部の磁気シールド効果を利用して、アンテナの通信性能を確保できる。

また、本発明の一態様では、前記アンテナコイルは、前記他方側部が前記一方側部の前記外部機器との対向面の反対側の面に配置されるように、前記中心線で折り返されて、かつ、前記一方側部が前記シート状電極部の前記外縁に沿って配置される構成となっていることとしてもよい。

このようにすれば、外部機器と通信中のアンテナコイルに発生する磁界がタッチパッドに及ぶのを低減できるので、タッチパッドの操作性能を維持しながら、アンテナコイルの小型化を図った上で、その通信性能を高めることができる。

また、本発明の一態様では、前記アンテナコイルは、前記一方側部が前記シート状電極部の前記外縁に沿って配置され、かつ、前記他方側部が前記シート状電極部に重畳する構成となっていることとしてもよい。

このようにすれば、タッチパッドを構成するシート状電極部の磁気シールド効果を利用して、アンテナの通信性能を確保できる。

また、本発明の一態様では、磁性体から形成され、前記アンテナコイルの前記外部機器との対向面と反対側に該アンテナコイルの一部と重畳するように設けられる磁性シートを更に備えることとしてもよい。

このようにすれば、磁性シートによって、外部機器からの磁束を集めて、アンテナコイルの中心部に誘導するので、タッチパッドを構成する電極部による磁気シールド効果を利用して、アンテナの通信特性を高められる。

また、本発明の一態様では、前記アンテナコイル及び前記シート状電極部と重畳する導電性シートが更に設けられることとしてもよい。

このようにすれば、タッチパッドを構成する電極部と導電性シートによる磁界のシールド効果を利用して、アンテナの通信特性を高めることができる。

また、本発明の他の態様は、前述の何れかに記載のタッチパッド用アンテナ装置が組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信可能な電子機器である。

本発明の他の態様によれば、外部機器と通信中のアンテナコイルに発生する磁界がタッチパッドに及ぶリスクを低減することによって、タッチパッドの操作性能を維持しながら、アンテナの通信性能を確保するので、タッチパッドを搭載する電子機器の性能が向上する。

以上説明したように本発明によれば、外部機器と通信中のアンテナコイルに発生する磁界がタッチパッドに及ぶのを低減できるので、タッチパッドの操作性能を維持とアンテナの通信性能の確保の両立が図れる。

本発明の一実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置を搭載したパーソナルコンピュータの外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置を搭載したタッチパッドの概略的な分解斜視図である。 （Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の概略構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の変形例を示す側面図である。 （Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の概略構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す側面図である。 本発明の第２の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の変形例を示す側面図である。 （Ａ）は、本発明の第３の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の概略構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す側面図である。 本発明の第３の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の変形例を示す側面図である。 （Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の実施例の概略構成示す斜視図であり、（Ｂ）は、同実施例におけるタッチパッド用アンテナ装置の磁界強度を示す断面図である。 （Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の実施例に対する比較例１の概略構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は、当該比較例１におけるタッチパッド用アンテナ装置の磁界強度を示す断面図である。 （Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の実施例に対する比較例２の概略構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は、当該比較例２におけるタッチパッド用アンテナ装置の磁界強度を示す断面図である。 （Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の実施例に対する比較例３の概略構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は、当該比較例３におけるタッチパッド用アンテナ装置の磁界強度を示す断面図である。 （Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の実施例の概略構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は、同実施例におけるタッチパッド用アンテナ装置の磁界強度を示す断面図である。 （Ａ）は、本発明の第３の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の実施例の概略構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は、同実施例におけるタッチパッド用アンテナ装置の磁界強度を示す断面図である。

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

まず、本発明の一実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置を適用した電子機器の一例となるパーソナルコンピュータの構成について、図面を使用しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置を搭載したパーソナルコンピュータの外観を示す斜視図である。

本発明の一実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置１００（図２参照）は、電子機器として主に静電容量型のタッチパッド１０を搭載したラップトップ型のパーソナルコンピュータ１に適用される。パーソナルコンピュータ１は、本体２とディスプレー３を有し、本体２とディスプレー３は、ヒンジ等を介して結合されている。ディスプレー３は、通常平置きされる本体２に重ね合わされた状態（閉状態）から、ヒンジを支点として回転させられることにより可逆的に本体２に対して立った状態（開状態）になる。

ディスプレー３は、例えば、樹脂製のディスプレーハウジング４を有する。ディスプレーハウジング４は、扁平な箱形状をなし、例えば、Ａ４用紙と略等しい大きさを有する。ディスプレーハウジング４は、閉状態にあるときに本体２と対向する面（内面）を有し、ディスプレーハウジング４の内面には、略全域に渡る開口が形成されている。ディスプレーハウジング４の開口４ａには、例えば、液晶パネル５が表出している。

本体２は、扁平な箱形状の樹脂製のメインハウジング６を有する。閉状態のときにディスプレー３と対向するメインハウジング６の上面には、液晶パネル５に向かって見たとき奥側、すなわち、ヒンジ側に開口６ａが設けられ、この開口６ａ内にキーボード７が配置されている。なお、メインハウジング６の上面の大きさは、ディスプレーハウジング４の内面と略同一である。

また、メインハウジング６の上面には、キーボード７よりも手前の中央に開口部６ｂが形成されている。この開口部６ｂには、アンテナ付き入力装置となるタッチパッド１０のフェイスシート１２が表出している。さらに、メインハウジング６の上面には、開口部６ｂよりも手前に開口部６ｃが形成され、この開口部６ｃには、２つの操作ボタン１４ａ、１４ｂがメインハウジング６の幅方向に並んで表出している。

次に、本発明の一実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置を搭載したタッチパッドの構成について、図面を使用しながら説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置を搭載したタッチパッドの概略的な分解斜視図である。

本実施形態のタッチパッド１０は、ユーザの指や操作ペン等の位置検出を静電容量の変化に基づいて行なう静電容量型のアンテナ付き入力装置であり、適当なパターンの配線（図示せず）を有するプリント回路基板２８を有する。プリント回路基板２８は、メインハウジング６の上面と略平行に配置される。プリント回路基板２８の下面には、ＩＣチップ３０等の電気素子、及び、コネクタ端子３１が実装されている。プリント回路基板２８に実装された電気素子は、コネクタ端子３１及びコネクタ端子３１に接続されるフラットケーブル等を介して、パーソナルコンピュータ１のマザー基板（図示せず）に接続される。

開口部６ｂ側に位置するプリント回路基板２８の上面には、フェイスシート１２を含む積層体３２が固定されている。フェイスシート１２の上面は、感知面として構成され、ユーザが指先や入力用の物体を感知面に接触又は接近させることによって、アンテナ付き入力装置１０を介して、所望の命令をパーソナルコンピュータ１に入力する。また、プリント回路基板２８は、積層体３２と同等の四角形状を有し、プリント回路基板２８の一方の面に積層体３２が固定されている。

積層体３２は、フェイスシート１２側から順に、Ｘ電極層３４、Ｙ電極層３６、及びシールド電極層３８を有する。これらフェイスシート１２、Ｘ電極層３４、Ｙ電極層３６、及びシールド電極層３８は、ホットプレス又は接着剤などによって相互に密着している。

Ｘ電極層３４は、フィルム基板（Ｘ電極基板）３４ａとフィルム基板３４ａに一体に形成された複数のＸ電極３４ｂを含む。Ｘ電極３４ｂは、フィルム基板３４ａの一方の面の略全域に分布させられている。具体的には、フィルム基板３４ａは、矩形形状を有し、フィルム基板３４ａの短辺は、パーソナルコンピュータ１の本体２の奥行き方向に延び、フィルム基板３４ａの長辺は、パーソナルコンピュータ１の本体２の幅方向に延びている。

また、Ｘ電極３４ｂは、互いに平行な複数の導電性の帯によって構成され、導電性の帯は、フィルム基板３４ａの短辺の方向にそれぞれ延び、フィルム基板３４ａの長辺の方向にて相互に一定間隔にて離間している。

一方、Ｙ電極層３６は、フィルム基板（Ｙ電極基板）３６ａとフィルム基板３６ａに一体に形成された複数のＹ電極３６ｂを含む。また、Ｙ電極層３６は、フィルム基板３６ａに一体に形成された櫛形状の検出電極３６ｃを含む。Ｙ電極３６ｂ及び検出電極３６ｃは、相互に噛み合うように配置されながら、フィルム基板３６ａの一方の面の略全域に分布させられている。具体的には、フィルム基板３６ａは、フィルム基板３４ａと同じ長方形形状を有する。Ｙ電極３６ｂは、互いに平行な複数の導電性の帯によって構成され、導電性の帯は、フィルム基板３６ａの長辺の方向にそれぞれ延び、フィルム基板３６ａの短辺の方向にて相互に一定間隔にて離間している。

検出電極３６ｃは、互いに平行な複数の導電性の帯と、これらの帯の一端を相互に連結する一つの導電性の帯によって構成されている。検出電極３６ｃの複数の導電性の帯もＹ電極３６ｂの複数の導電性の帯と同様に、フィルム基板３６ａの長辺の方向にそれぞれ延び、フィルム基板３６ａの短辺の方向にて相互に一定間隔にて離間している。そして、検出電極３６ｃの複数の導電性の帯は、Ｙ電極３６ｂの複数の導電性の帯の間に配置されている。

このため、Ｙ電極３６ｂ及びＸ電極３４ｂは、積層方向で見たときに、碁盤目状に相互に直交している。そして、検出電極３６ｃ、Ｙ電極３６ｂ、及びＸ電極３４ｂは、フェイスシート１２の表面に接近若しくは接触する指先等の物体の位置を検出するための測定用電極をそれぞれ構成している。

シールド電極層３８は、シールド電極基板となるフィルム基板４０と、フィルム基板４０に一体に形成されたシールド電極４２とを含むシート状電極部である。シールド電極４２は、導電性の材料からなる層状の本体部４４を有し、好ましくは、本体部４４には複数の開口部４６が形成されている。本体部４４は、Ｘ電極層３４、Ｙ電極層３６ｂ、及びシールド電極層３８の積層方向にて、Ｘ電極３４ｂ、Ｙ電極３６ｂ、及び検出電極３６ｃが投影される投影位置に位置している。

開口部４６は、積層方向にて、Ｘ電極３４ｂ、Ｙ電極３６ｂ、及び検出電極３６ｃが投影されない非投影位置に位置している。従って、シールド電極４２の本体部４４は、Ｘ電極３４ｂ、Ｙ電極３６ｂ、及び検出電極３６ｃを合わせたような碁盤目形状を有する。なお、シールド電極４２の形状は、碁盤目形状に限定されることはなく、ベタ形状等であっても良い。

また、フィルム基板３４ａ、３６ａ、４０及びフェイスシート１２は、略同じ形状を有し、四隅を揃えて相互に重ね合わされている。そして、フィルム基板３４ａ、３６ａ、４０及びプリント回路基板２８は、一体に接合されており、多層構造を有する一つの絶縁基板を構成している。フェイスシート１２は、絶縁基板の最も上に位置するフィルム基板３４ａを保護しており、絶縁基板と一体であっても別体であってもよい。

本実施形態では、タッチパッド１０には、スマートフォン等の外部機器と電磁界信号を介して通信するタッチパッド用アンテナ装置１００が併設されている。タッチパッド用アンテナ装置１００は、タッチパッド１０とＲＦＩＤアンテナを一体化させた構成となっている。また、本実施形態では、タッチパッド用アンテナ装置１００は、タッチパッド１０を構成するシート状電極部となるシールド電極層３８の外縁３８ａに沿って設けられることを特徴とする。

（第１の実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の構成について、図面を使用しながら説明する。図３（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の概略構成を示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す側面図である。

タッチパッド用アンテナ装置１００は、図３（Ａ）に示すように、その開口部１０２ｂを介して幅方向に対向する導線１０２ａが互いに近接するように巻回して設けられ、外部機器５０（図３（Ｂ）参照）と誘導結合されるアンテナコイル１０２を備える。アンテナコイル１０２は、可撓性のあるフレキシブル基板等によって構成されるアンテナ基板１０１の一面に、可撓性のある導線１０２ａをパターニング処理することによって形成される。

本実施形態では、アンテナコイル１０２は、タッチパッド１０（図２参照）を搭載するために、電子機器１のメインハウジング６の上面に設けられる開口部６ｂの限られた狭いスペースに実装するため、導線１０２ａを長手方向に細長い略短冊形状に巻回して設けられる構成となっている。また、アンテナコイル１０２は、タッチパッド１０上の磁界強度を弱めて、誤動作等の虞を低減するために、タッチパッド１０を構成するシート状電極部３８の外縁３８ａに沿って設けられる。すなわち、本実施形態では、電子機器１のメインハウジング６の上面に設けられる開口部６ｂの限られた狭いスペースに実装しつつ、タッチパッド１０の誤動作を防止するために、アンテナコイル１０２を長手方向に細長い略短冊形状に巻回した構成として、かつ、シート状電極部３８の外縁３８ａに沿って設けるようにしている。

アンテナコイル１０２は、その長手方向に開口部１０２ｂを縦断する中心線Ｌ１を介して導線１０２ａが一方向に周回する一方側部１０２ａ１と導線１０２ａが他方向に周回する他方側部１０２ａ２に二分されている。そして、アンテナコイル１０２は、図３（Ｂ）に示すように、一方側部１０２ａ１が外部機器５０から視認可能に構成され、他方側部１０２ａ２が外部機器５０から視認不能に構成される。

具体的には、アンテナコイル１０２は、他方側部１０２ａ２が一方側部１０２ａ１の外部機器５０との対向面の反対側の面に配置されるように、中心線Ｌ１で折り返して、一方側部１０２ａ１の裏側に配置されるように構成されている。そして、一方側部１０２ａ１がシート状電極部３８の外縁３８ａに沿って配置される構成となっている。

また、本実施形態では、アンテナコイル１０２の一方側部１０２ａ１と他方側部１０２ａ２に挟まれるように、磁性体から形成される磁性シート１０４が設けられている。すなわち、アンテナコイル１０２の外部機器５０との対向面と反対側には、当該アンテナコイル１０２の少なくとも一部と重畳するように磁性シート１０４が設けられている。当該磁性シート１０４を設けることによって、外部機器５０からの磁束を集めて、アンテナコイル１０２の中心側に誘導して、アンテナの通信特性を高めるようにしている。

このように本実施形態では、細長く略短冊形状に導線１０２ａを巻回して構成されるアンテナコイル１０２を長手方向に展開する中心線Ｌ１に沿って半分に折り曲げて、当該アンテナコイル１０２をタッチパッド１０のシート状電極部３８の外縁３８ａに沿って設けている。このように、半分に折り曲げたアンテナコイル１０２をシート状電極部３８の外縁３８ａに沿って設けることによって、外部機器５０と通信中のアンテナコイル１０２に発生する磁界がタッチパッド１０に及ぶのを低減して、タッチパッド１０上の磁界強度を弱めることができる。

このため、アンテナコイル１０２に発生する磁界がタッチパッド１０に及ぶことによって発生するタッチパッド１０の誤動作を抑制するので、タッチパッドの操作性能を維持しながら、タッチパッド１０のシート状電極部３８の磁気シールド効果を利用したＮＦＣアンテナの通信性能を確保できる。すなわち、ＰＣ等の携帯機器に内蔵して用いるタッチパッド１０の電極パターンが形成されるセンシング用電極となるシート状電極部３８の磁気シールド効果を利用することによって、アンテナコイル１０２を細長い形状としても、通信効率のよいＮＦＣアンテナを実現できる。

特に、アンテナコイル１０２を長手方向に細長い略短冊形状に導線１０２ａを巻回した構成とした場合でも、タッチパッド１０のシート状電極部３８による磁気シールド効果を利用することによって、アンテナコイル１０２の一方側部１０２ａ１と他方側部１０２ａ２の誘起電圧が互いに打ち消し合うことによるアンテナの通信性能の劣化を低減して、良好な通信特性が得られる。すなわち、タッチパッド１０の操作性能を維持しながら、アンテナコイル１０２の小型化を図った上で、アンテナの通信性能を高めることができる。

なお、本実施形態では、図４に示すように、アンテナコイル１０２とシート状電極部３８の双方に重畳するように、銅、アルミ等からなる導電性シート１１０を更に設けることによって、ＮＦＣアンテナの通信特性を高めるようにしてもよい。このように、導電性シート１１０を設けることによって、タッチパッド１０を構成するシート状電極部３８と導電性シート１１０による磁界のシールド効果を利用して、アンテナの通信特性を高めることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の構成について、図面を使用しながら説明する。図５（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の概略構成を示す斜視図であり、図５（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す側面図である。

タッチパッド用アンテナ装置２００は、図５（Ａ）に示すように、その開口部２０２ｂを介して幅方向に対向する導線２０２ａが互いに近接するように巻回して設けられ、外部機器５０（図５（Ｂ）参照）と誘導結合されるアンテナコイル２０２を備える。アンテナコイル２０２は、可撓性のあるフレキシブル基板等によって構成されるアンテナ基板２０１の一面に、可撓性のある導線２０２ａをパターニング処理することによって形成される。

本実施形態では、アンテナコイル２０２は、タッチパッド１０（図２参照）を搭載するために、電子機器１のメインハウジング６の上面に設けられる開口部６ｂの限られた狭いスペースに実装するため、導線２０２ａを長手方向に細長い略短冊形状に巻回して設けられる構成となっている。また、アンテナコイル２０２は、タッチパッド１０上の磁界強度を弱め、誤動作等の虞を低減するために、タッチパッド１０を構成するシート状電極部３８の外縁３８ａに沿って設けられる。すなわち、本実施形態では、電子機器１のメインハウジング６の上面に設けられる開口部６ｂの限られた狭いスペースに実装しつつ、タッチパッド１０の誤動作を防止するために、アンテナコイル２０２を長手方向に細長い略短冊形状に巻回した構成として、かつ、シート状電極部３８の外縁３８ａに沿って設けるようにしている。

アンテナコイル２０２は、その長手方向に開口部２０２ｂを縦断する中心線Ｌ２を介して導線２０２ａが一方向に周回する一方側部２０２ａ１と導線２０２ａが他方向に周回する他方側部２０２ａ２に二分されている。そして、アンテナコイル２０２は、図５（Ｂ）に示すように、一方側部２０２ａ１が外部機器５０から視認可能に構成され、他方側部２０２ａ２が外部機器５０から視認不能に構成される。具体的には、アンテナコイル２０２は、一方側部２０２ａ１がシート状電極部３８の外縁３８ａに沿って配置され、かつ、他方側部２０２ａ２がシート状電極部３８の裏面側に重畳する構成となっている。

また、本実施形態では、一方側部２０２ａ１の下側に磁性体から形成される磁性シート２０４が設けられている。すなわち、アンテナコイル２０２の外部機器５０との対向面と反対側には、当該アンテナコイル２０２の少なくとも一部と重畳するように磁性シート２０４が設けられている。当該磁性シート２０４を設けることによって、外部機器５０からの磁束を集めて、アンテナコイル２０２の中心側に誘導して、通信特性を高めるようにしている。

このように本実施形態では、細長く略短冊形状に導線２０２ａを巻回して構成されるアンテナコイル２０２の他方側部２０２ａ２をシート状電極部３８の裏面側に重畳させ、かつ、アンテナコイル２０２の一方側部２０２ａ１をタッチパッド１０のシート状電極部３８の外縁３８ａに沿って設けている。このように、アンテナコイル２０２の一方側部２０２ａ１をシート状電極部３８の外縁３８ａに沿って設けて、かつ、アンテナコイル２０２の他方側部２０２ａ２をシート状電極部３８の裏面側に重畳させるように設けることによって、外部機器５０と通信中のアンテナコイル２０２に発生する磁界がタッチパッド１０に及ぶのを低減して、タッチパッド１０上の磁界強度を弱めることができる。

このため、アンテナコイル２０２に発生する磁界がタッチパッド１０に及ぶことによって発生するタッチパッド１０の誤動作を抑制するので、タッチパッドの操作性能を維持しながら、タッチパッド１０のシート状電極部３８の磁気シールド効果を利用したＮＦＣアンテナの通信性能を確保できる。すなわち、ＰＣ等の携帯機器に内蔵して用いるタッチパッド１０の電極パターンが形成されるセンシング用電極となるシート状電極部３８の磁気シールド効果を利用することによって、アンテナコイル２０２を細長い形状としても、通信効率のよいＮＦＣアンテナを実現できる。

特に、アンテナコイル２０２を長手方向に細長い略短冊形状に導線２０２ａを巻回した構成とした場合でも、タッチパッド１０のシート状電極部３８による磁気シールド効果を利用することによって、アンテナコイル２０２の一方側部２０２ａ１と他方側部２０２ａ２の誘起電圧が互いに打ち消し合うことによるアンテナの通信性能の劣化を低減して、良好な通信特性が得られる。すなわち、タッチパッド１０の操作性能を維持しながら、アンテナコイル２０２の小型化を図った上で、アンテナの通信性能を高めることができる。

なお、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、図６に示すように、アンテナコイル２０２とシート状電極部３８の双方に重畳するように、銅、アルミ等からなる導電性シート２１０を更に設けることによって、ＮＦＣアンテナの通信特性を高めるようにしてもよい。このように、導電性シート２１０を設けることによって、タッチパッド１０を構成するシート状電極部３８と導電性シート２１０による磁界のシールド効果を利用して、アンテナの通信特性を高めることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の構成について、図面を使用しながら説明する。図７（Ａ）は、本発明の第３の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の概略構成を示す斜視図であり、図７（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す側面図である。

タッチパッド用アンテナ装置３００は、図７（Ａ）に示すように、その開口部３０２ｂを介して幅方向に対向する導線３０２ａが互いに近接するように巻回して設けられ、外部機器５０（図７（Ｂ）参照）と誘導結合されるアンテナコイル３０２を備える。アンテナコイル３０２は、可撓性のあるフレキシブル基板等によって構成されるアンテナ基板３０１の一面に、可撓性のある導線３０２ａをパターニング処理することによって形成される。

本実施形態では、アンテナコイル３０２は、タッチパッド１０（図２参照）を搭載するために、電子機器１のメインハウジング６の上面に設けられる開口部６ｂの限られた狭いスペースに実装するため、導線３０２ａを長手方向に細長い略短冊形状に巻回して設けられる構成となっている。また、アンテナコイル３０２は、タッチパッド１０上の磁界強度を弱め、誤動作等の虞を低減するために、タッチパッド１０を構成するシート状電極部３８の外縁３８ａに沿って設けられる。すなわち、本実施形態では、電子機器１のメインハウジング６の上面に設けられる開口部６ｂの限られた狭いスペースに実装しつつ、タッチパッド１０の誤動作を防止するために、アンテナコイル３０２を長手方向に細長い略短冊形状に巻回した構成として、かつ、シート状電極部３８の外縁３８ａに沿って設けるようにしている。

本実施形態では、アンテナコイル３０２は、その長手方向に開口部３０２ｂを縦断する中心線Ｌ３を介して導線３０２ａが一方向に周回する一方側部３０２ａ１と導線３０２ａが他方向に周回する他方側部３０２ａ２に二分されている。また、本実施形態では、磁性体から形成される磁性シート３０４がアンテナコイル３０２の開口部３０２ｂを挿通するように設けられている。すなわち、アンテナコイル３０２の外部機器５０との対向面と反対側には、当該アンテナコイル３０２の少なくとも一部と重畳するように磁性シート３０４が設けられている。当該磁性シート３０４を設けることによって、外部機器５０からの磁束を集めて、アンテナコイル３０２の中心側に誘導して、アンテナの通信特性を高めるようにしている。

このように本実施形態では、長手方向に細長い略短冊形状のアンテナコイル３０２をタッチパッド１０のシート状電極部３８の外縁３８ａに沿って設けている。略短冊形状のアンテナコイル３０２をシート状電極部３８の外縁３８ａに沿って設けることによって、外部機器５０と通信中のアンテナコイル３０２に発生する磁界がタッチパッド１０に及ぶのを低減して、タッチパッド１０上の磁界強度を弱めることができる。

このため、アンテナコイル３０２に発生する磁界がタッチパッド１０に及ぶことによって発生するタッチパッド１０の誤動作を抑制するので、タッチパッドの操作性能を維持しながら、タッチパッド１０のシート状電極部３８の磁気シールド効果を利用したＮＦＣアンテナの通信性能を確保できる。すなわち、ＰＣ等の携帯機器に内蔵して用いるタッチパッド１０の電極パターンが形成されるセンシング用電極となるシート状電極部３８の磁気シールド効果を利用することによって、アンテナコイル３０２を細長い形状としても、通信効率のよいＮＦＣアンテナを実現できる。

特に、アンテナコイル３０２を長手方向に細長く略短冊形状に導線３０２ａを巻回した構成とした場合でも、タッチパッド１０のシート状電極部３８による磁気シールド効果を利用することによって、アンテナコイル３０２の一方側部３０２ａ１と他方側部３０２ａ２の誘起電圧が互いに打ち消し合うことによるアンテナの通信性能の劣化を低減して、良好な通信特性が得られる。すなわち、タッチパッド１０の操作性能を維持しながら、アンテナコイル３０２の小型化を図った上で、アンテナの通信性能を高めることができる。

なお、本実施形態では、第１及び第２の実施形態と同様に、図８に示すように、アンテナコイル３０２とシート状電極部３８の双方に重畳するように、銅、アルミ等からなる導電性シート３１０を更に設けることによって、ＮＦＣアンテナの通信特性を高めるようにしてもよい。このように、導電性シート３１０を設けることによって、タッチパッド１０を構成するシート状電極部３８と導電性シート３１０による磁界のシールド効果を利用して、アンテナの通信特性を高めることができる。

次に、本発明の各実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の検討評価の実施例について、図面を使用しながら説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。

まず、本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置のアンテナコイル１０２の形状の変化に基づく、磁界強度の検証結果を示す実施例について、図面を使用しながら説明する。

図９（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の実施例の概略構成を示す斜視図であり、図９（Ｂ）は、同実施例におけるタッチパッド用アンテナ装置の磁界強度を示す断面図である。また、図１０（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の実施例の比較例１の概略構成を示す斜視図であり、図１０（Ｂ）は、当該比較例１におけるタッチパッド用アンテナ装置の磁界強度を示す断面図である。さらに、図１１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の実施例に対する比較例２の概略構成を示す斜視図であり、図１１（Ｂ）は、当該比較例２におけるタッチパッド用アンテナ装置の磁界強度を示す断面図である。また、図１２（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の実施例に対する比較例３の概略構成を示す斜視図であり、図１２（Ｂ）は、当該比較例３におけるタッチパッド用アンテナ装置の磁界強度を示す断面図である。

まず、本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置１００の実施例の磁界強度の分布について検証した。本実施例では、図９（Ａ）に示すように、アンテナコイル１０２の中央部での断面磁界強度を観察した。なお、本実施例では、８０ｍｍ×１０ｍｍの細長い略短冊形状の４巻コイルを長手方向に展開する中心線で折り返したものを使用し、アンテナコイル下のフェライトシートの厚みを０．２ｍｍとした。また、コイル端子には、１Ｗの電力を供給して、断面磁界強度の観察領域Ｄ１を２０ｍｍ×２０ｍｍとした。

図９（Ｂ）に示すように、アンテナコイル１０２の直上及び直下から直近の磁界強度と比べて、アンテナコイル１０２の周囲の磁界強度が弱まっていることが分かる。特に、アンテナコイル１０２より内側に有するシート状電極部３８にかかる磁界強度が低くなっていることが分かる。このことから、本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置１００のアンテナコイル１０２をタッチパッド１０のシート状電極部３８の外縁３８ａに設けても、アンテナコイル１０２で発生した磁界がシート状電極部３８にかかっていないことが分かる。

次に、本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の実施例の比較例１の磁界強度の分布について検証した。比較例１では、図１０（Ａ）に示すように、アンテナコイル４０２の中央部での断面磁界強度を観察した。なお、比較例１では、８０ｍｍ×１０ｍｍの細長い略短冊形状の４巻コイルを長手方向に展開するものを使用し、アンテナコイル下のフェライトシートの厚みを０．２ｍｍとした。また、アンテナコイル４０２の下には、磁性シート４０４がアンテナコイル４０２の全領域に亘って重畳するように設けられている。さらに、コイル端子には、１Ｗの電力を供給して、断面磁界強度の観察領域Ｄ１を２０ｍｍ×２０ｍｍとした。

図１０（Ｂ）に示すように、アンテナコイル１０２の導線周辺の磁界強度が強く、アンテナコイル１０２からの距離が大きくなるに従って磁界強度が弱まっていることが分かる。特に、比較例１では、磁性シート４０４をアンテナコイル４０２の全面に亘って重畳するように設けているので、アンテナコイル４０２の直上側が全体的に磁界強度が強くなっていることが分かる。

次に、本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の実施例の比較例２の磁界強度の分布について検証した。比較例２では、図１１（Ａ）に示すように、アンテナコイル５０２の中央部での断面磁界強度を観察した。なお、比較例２では、８０ｍｍ×１０ｍｍの細長い略短冊形状の４巻コイルを長手方向に展開するものを使用し、アンテナコイル下のフェライトシートの厚みを０．２ｍｍとした。また、アンテナコイル５０２の下には、磁性シート５０４がアンテナコイル５０２の一方側部のみに重畳するように設けられている。さらに、コイル端子には、１Ｗの電力を供給して、断面磁界強度の観察領域Ｄ１を２０ｍｍ×２０ｍｍとした。

図１１（Ｂ）に示すように、磁性シート５０４が重畳している一方側部側のアンテナコイル５０２の磁界強度が強くなり、磁性シート５０４が重畳していない他方側部側のアンテナコイル５０２の磁界強度が弱くなっていることが分かる。すなわち、比較例２の検証結果から、磁性シート５０４をアンテナコイル５０２の一方側部のみに重畳するように設けることによって、アンテナコイル５０２で発生する磁界強度を一方側部側のみ強くできることが分かる。

次に、本発明の第１の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の実施例の比較例３の磁界強度の分布について検証した。比較例３では、図１２（Ａ）に示すように、アンテナコイル６０２の中央部での断面磁界強度を観察した。なお、比較例３では、８０ｍｍ×１０ｍｍの細長い略短冊形状の４巻コイルを長手方向に展開するものを使用し、アンテナコイル下のフェライトシートの厚みを０．２ｍｍとした。また、アンテナコイル６０２の下には、磁性シート６０４がアンテナコイル６０２の一方側部のみに重畳するように設けられ、当該磁性シート６０４の下側にアンテナコイル６０２の他方側部を折り返した構成とした。さらに、コイル端子には、１Ｗの電力を供給して、断面磁界強度の観察領域Ｄ１を２０ｍｍ×２０ｍｍとした。

図１２（Ｂ）に示すように、磁性シート６０４を挟むように重畳しているアンテナコイル６０２の一方側部及び他方側部の導線周辺の磁界強度が強くなり、アンテナコイル６０２を折り返した部位の磁界強度が弱くなっていることが分かる。すなわち、磁性シート６０４を挟むようにアンテナコイル６０２の一方側部と他方側部を折り返すことによって、図１２（Ｂ）に示すアンテナコイル６０２の折り返し部位より左側の磁界強度が弱くなっていることが分かる。このことから、アンテナコイル６０２を長手方向に展開する中心線で折り返して、アンテナコイル６０２の一方側部と他方側部で磁性シート６０４を挟む構成として、かつ、一方側部と他方側部の導線が並列している部位が当該中心線よりタッチパネルに対して離れた配置となるように、タッチパネルの外縁に沿って設けることによって、アンテナコイル６０２で発生した磁界がタッチパネルにかからなくなることが分かる。

次に、本発明の第２の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置のアンテナコイル２０２の形状の変化に基づく、磁界強度の検証結果を示す実施例について、図面を使用しながら説明する。図１３（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の概略構成の実施例を示す斜視図であり、図１３（Ｂ）は、同実施例におけるタッチパッド用アンテナ装置の磁界強度を示す断面図である。

本実施例では、図１３（Ａ）に示すように、アンテナコイル１０２の中央部での断面磁界強度を観察した。なお、本実施例では、８０ｍｍ×１０ｍｍの細長い略短冊形状の４巻コイルを長手方向に展開する中心線で折り返したものを使用し、アンテナコイル下のフェライトシートの厚みを０．２ｍｍとした。また、コイル端子には、１Ｗの電力を供給して、断面磁界強度の観察領域Ｄ２を２０ｍｍ×２０ｍｍとした。

図１３（Ｂ）に示すように、アンテナコイル２０２の直上及び直下から直近の磁界強度と比べて、アンテナコイル２０２の周囲の磁界強度が弱まっていることが分かる。特に、アンテナコイル２０２より内側に有するシート状電極部３８にかかる磁界強度が低くなっていることが分かる。このことから、本発明の第２の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置２００のアンテナコイル２０２をタッチパッド１０のシート状電極部３８の外縁３８ａに設けても、アンテナコイル２０２で発生した磁界がシート状電極部３８にかからないので、アンテナコイル２０２で発生した磁界のタッチパッド１０への影響を軽減できることが分かる。

次に、本発明の第３の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置のアンテナコイル３０２の形状の変化に基づく、磁界強度の検証結果を示す実施例について、図面を使用しながら説明する。図１４（Ａ）は、本発明の第３の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置の概略構成の実施例を示す斜視図であり、図１４（Ｂ）は、同実施例におけるタッチパッド用アンテナ装置の磁界強度を示す断面図である。

本実施例では、図１４（Ａ）に示すように、アンテナコイル３０２の中央部での断面磁界強度を観察した。なお、本実施例では、８０ｍｍ×１０ｍｍの細長い略短冊形状の４巻コイルを長手方向に展開する中心線で折り返したものを使用し、アンテナコイル下のフェライトシートの厚みを０．２ｍｍとした。また、コイル端子には、１Ｗの電力を供給して、断面磁界強度の観察領域Ｄ３を２０ｍｍ×２０ｍｍとした。

図１４（Ｂ）に示すように、アンテナコイル３０２の直上及び直下から直近の磁界強度と比べて、アンテナコイル３０２の周囲の磁界強度が弱まっていることが分かる。特に、アンテナコイル３０２より内側に有するシート状電極部３８にかかる磁界強度が低くなっていることが分かる。このことから、本発明の第３の実施形態に係るタッチパッド用アンテナ装置３００のアンテナコイル３０２をタッチパッド１０のシート状電極部３８の外縁３８ａに設けても、アンテナコイル３０２で発生した磁界がシート状電極部３８にかからないので、アンテナコイル３０２で発生した磁界のタッチパッド１０への影響を軽減できることが分かる。

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

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

１ パーソナルコンピュータ（電子機器）、１０ タッチパネル、１２ フェイスシート、３４ Ｘ電極層、３６ Ｙ電極層、３８ シールド電極層（シート状電極部）、３８ａ 外縁、５０ 外部機器、１００、２００、３００ タッチパッド用アンテナ装置、１０１、２０１、３０１ アンテナ基板、１０２、２０２、３０２ アンテナコイル、１０２ａ、２０２ａ、３０２ａ 導線、１０２ａ１、２０２ａ１、３０２ａ１ 一方側部、１０２ａ２、２０２ａ２、３０２ａ２ 他方側部、１０２ｂ、２０２ｂ、３０２ｂ 開口部、１０４、２０４、３０４ 磁性シート、１１０、２１０、３１０ 導電性シート

Claims (7)

1. 電子機器に搭載される静電容量型のタッチパッドに併設され、外部機器と電磁界信号を介して通信するタッチパッド用アンテナ装置であって、
   その開口部を介して幅方向に対向する導線が互いに近接するように巻回して設けられ、前記外部機器と誘導結合されるアンテナコイルを備え、
   前記アンテナコイルは、前記タッチパッドを構成するシート状電極部の外縁に沿って設けられるタッチパッド用アンテナ装置。
2. 前記アンテナコイルは、その長手方向に前記開口部を縦断する中心線を介して前記導線が一方向に周回する一方側部と前記導線が他方向に周回する他方側部に二分され、前記一方側部が前記外部機器から視認可能に構成され、前記他方側部が前記外部機器から視認不能に構成される請求項１に記載のタッチパッド用アンテナ装置。
3. 前記アンテナコイルは、前記他方側部が前記一方側部の前記外部機器との対向面の反対側の面に配置されるように、前記中心線で折り返されて、かつ、前記一方側部が前記シート状電極部の前記外縁に沿って配置される構成となっている請求項２に記載のタッチパッド用アンテナ装置。
4. 前記アンテナコイルは、前記一方側部が前記シート状電極部の前記外縁に沿って配置され、かつ、前記他方側部が前記シート状電極部に重畳する構成となっている請求項２に記載のタッチパッド用アンテナ装置。
5. 磁性体から形成され、前記アンテナコイルの前記外部機器との対向面と反対側に該アンテナコイルの一部と重畳するように設けられる磁性シートを更に備える請求項１乃至４の何れか１項に記載のタッチパッド用アンテナ装置。
6. 前記アンテナコイル及び前記シート状電極部と重畳する導電性シートが更に設けられる請求項１乃至５の何れか１項に記載のタッチパッド用アンテナ装置。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載のタッチパッド用アンテナ装置が組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信可能な電子機器。