JP2016178449A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電子機器側に設けられた金属層に開口部やスリットが設けられていない場合でもアンテナコイルの通信距離を延ばすと共に指向性を広げる。【解決手段】アンテナ装置１は、第１の平面に沿って設けられた平面部１０Ａ及び第１の平面と交差する第２の平面に沿って設けられた第１の折り曲げ部１０Ｂを含む平面コイルアンテナ１０と、第１の金属層２１とを備える。平面コイルアンテナ１０の平面部１０Ａと第１の折り曲げ部１０Ｂの境界線Ｌ１は、平面コイルアンテナ１０に囲まれた内径部１２を横切っている。第１の金属層２１は、平面コイルアンテナ１０の平面部１０Ａの少なくとも一部と内径部１２の一部を覆っている。【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ装置に関し、特に、ＮＦＣ（Near Field Communication：近距離無線通信）に好適なアンテナ装置に関するものである。

近年、スマートフォン等の携帯電子機器にはＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：電波による個体識別）システムが搭載されており、そのための通信手段としてリーダ・ライタ等と近距離無線通信を行うためのアンテナが搭載されている。

一方、内蔵回路を外部ノイズから保護すると共に機器内で発生するノイズの不要輻射を防止するため、携帯電子機器には金属シールドが設けられている。特に最近は、薄型化、軽量化、落下等の衝撃に対する耐久性、デザイン性等を考慮して、携帯電子機器の筐体自体が樹脂製から金属製となり、金属シールドを兼ねるケースも増えてきている。しかし、一般に金属シールドは電波を妨げることから、アンテナを設ける場合には金属シールドと重ならない位置に設ける必要があり、金属シールドが広範囲に設けられているときにはアンテナの配置が問題となる。

上記問題を解決するため、例えば特許文献１〜３に開示されたアンテナ装置は、金属層に開口部を形成すると共に当該開口部と外縁との間を連接するスリットを形成し、アンテナコイルの開口部が金属層の開口部と重なるようにアンテナコイルを配置している。このアンテナ装置によれば、コイル導体に電流が流れることにより生じる磁界を遮るように金属層に電流が流れ、そして金属層の開口部の周囲に流れる電流がスリットの周辺を通り、縁端効果により金属層の周囲にも電流が流れる。これにより、金属層からも磁界が生じ、金属層が磁束を大きく周回させるので、アンテナ装置と相手側アンテナとの通信距離を延ばすことができる。すなわち、アンテナ装置の通信距離を広げるアクセラレータとして金属層を機能させることができる。

特許第４６８７８３２号公報 特開２００２−１１１３６３号公報 特開２０１３−１６２１９５号公報

しかしながら、上述した従来のアンテナ装置は、金属層に開口部及びスリットを形成する必要があり、アンテナコイルをレイアウトする上での制約となるという問題がある。例えば、設計上の制約から所望の位置に開口部を形成することができない場合や、開口部を形成することはできてもスリットを形成することが許されない場合には、当該アンテナ装置を構成することができないという問題がある。また、カメラモジュールのレンズを露出させるための開口部をアンテナコイルの開口部として利用できない場合にも同様の問題が生じる。

したがって、本発明の目的は、携帯電子機器側に設けられた金属層に開口部やスリットが設けられていない場合でも通信距離を延ばすと共に指向性を広げることが可能なアンテナ装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明によるアンテナ装置は、第１の平面に沿って設けられた平面部及び前記第１の平面と交差する第２の平面に沿って設けられた第１の折り曲げ部を含む平面コイルアンテナと、第１の金属層とを備え、前記平面部と前記第１の折り曲げ部の境界線は、前記平面コイルアンテナに囲まれた内径部を横切っており、前記第１の金属層は、前記平面コイルアンテナの前記平面部の少なくとも一部と前記内径部の少なくとも一部を覆っていることを特徴とする。

本発明によれば、平面コイルアンテナを覆う第１の金属層に開口部やスリットを形成されていない場合でも通信が可能であり、第１の金属層をアクセラレータとして機能させることができ、アンテナ装置の通信距離を延ばすことができる。また第１の折り曲げ部を設けることでアンテナの指向性を広げることができる。

本発明において、前記平面コイルアンテナは、フレキシブル基板上に形成され、前記フレキシブル基板と共に折り曲げられていることが好ましい。この構成によれば、平面コイルアンテナの折り曲げ構造を容易に形成することができ、実装の自由度を広げることができる。

本発明によるアンテナ装置は、前記平面コイルアンテナの前記第１の折り曲げ部の少なくとも一部と前記内径部の少なくとも一部を覆う第２の金属層をさらに備え、前記第１の金属層と前記第２の金属層とに挟まれた第１のスリット領域は前記平面コイルアンテナの前記内径部と平面視にて重なっていることが好ましい。この構成によれば、平面コイルアンテナの電磁波を第１のスリット領域から放射させることができ、第１及び第２の金属層をアクセラレータとして機能させることができ、アンテナ装置の通信距離を延ばすことができる。

本発明によるアンテナ装置は、前記第１のスリット領域を跨いで前記第１の金属層の一部と前記第２の金属層の一部とを接続する第１の連結部をさらに備えることが好ましい。この構成によれば、第１及び第２の金属層を一つの金属体として取り扱うことができ、一つの金型を用いて作製することができる。したがって、第１及び第２の金属層の配置のばらつきや第１のスリット領域の幅のばらつきを防止することができる。

本発明において、前記第１及び第２の金属層は、前記平面コイルアンテナを収容する携帯電子機器の筐体の一部を構成していることが好ましい。この場合において、前記筐体は、前記第１の平面に沿った主面と、前記第２の平面に沿った第１の側面とを有し、前記第１の金属層は前記主面に形成されており、前記第２の金属層は前記第１の側面に形成されていることが好ましい。この構成によれば、筐体のコーナー部に合わせて折り曲げられた平面コイルアンテナを筐体内に配置することができ、アンテナの通信距離を延ばすと共に指向性を広げることができる。

本発明において、前記第１の金属層は、前記主面の全面に形成されており、前記平面コイルアンテナの前記平面部の全部を覆っていてもよい。あるいは、第２の金属層が、前記第１の側面の全面に形成されており、前記平面コイルアンテナの前記第１の折り曲げ部の全部を覆っていてもよい。いずれの場合でも、２つの金属層間のスリット領域から平面コイルアンテナの電磁波を放射させることができ、金属層をアクセラレータとして機能させることができる。

本発明において、前記平面コイルアンテナは、第１の平面と交差する第３の平面に沿って設けられた第２の折り曲げ部をさらに含み、前記平面部と前記第２の折り曲げ部の境界線は、前記内径部を横切っていることが好ましい。この構成によれば、限られた空間を有効に利用してより大きな平面コイルアンテナを形成することができる。したがって、アンテナの指向性をさらに広げることができ、通信距離をさらに延ばすことができる。

本発明によるアンテナ装置は、前記平面コイルアンテナの前記第２の折り曲げ部の少なくとも一部と前記内径部の少なくとも一部を覆う前記第３の金属層をさらに備え、前記第１の金属層と前記第３の金属層とに挟まれた第２のスリット領域は前記平面コイルアンテナの前記内径部と平面視にて重なっていることが好ましい。この構成によれば、平面コイルアンテナの電磁波を第１及び第２のスリット領域からそれぞれ放射させることができ、第１乃至第３の金属層をアクセラレータとして機能させることができ、アンテナ装置の通信距離をさらに延ばすことができる。

本発明によるアンテナ装置は、前記第２のスリット領域を跨いで前記第１の金属層の一部と前記第３の金属層の一部とを接続する第２の連結部をさらに備えることが好ましい。この構成によれば、第１〜第３の金属層を一つの金属体として取り扱うことができ、一つの金型を用いて作製することができる。したがって、第１〜第３の金属層の配置のばらつきや第１及び第２のスリット領域の幅のばらつきを防止することができる。

本発明において、前記第１乃至第３の金属層は、前記平面コイルアンテナを収容する携帯電子機器の筐体の一部を構成していることが好ましい。この場合において、前記筐体は、前記第１の平面に沿った主面と、前記第２の平面に沿った第１の側面と、前記第３の平面に沿った第２の側面とを有し、前記第１の金属層は前記第主面に形成されており、前記第２の金属層は前記第１の側面に形成されており、前記第３の金属層は前記第２の側面に形成されていることが好ましい。この構成によれば、筐体の２つのコーナー部に合わせて折り曲げられた平面コイルアンテナを筐体内に配置することができ、アンテナの通信距離をさらに延ばすと共に指向性をさらに広げることができる。

本発明において、前記第１の金属層は、前記主面の全面に形成されており、前記平面コイルアンテナの前記平面部の全部を覆っていてもよい。あるいは、前記第２の金属層が、前記第１の側面の全面に形成されており、前記平面コイルアンテナの前記第１の折り曲げ部の全部を覆っていてもよい。さらに、前記第３の金属層が、前記第２の側面の全面に形成されており、前記平面コイルアンテナの前記第２の折り曲げ部の全部を覆っていてもよい。いずれの場合でも、２つの金属層間のスリット領域から平面コイルアンテナの電磁波を放射させることができ、金属層をアクセラレータとして機能させることができる。

本発明によれば、携帯電子機器側に設けられた金属層に開口部やスリットが設けられていない場合でも通信距離を延ばすと共に指向性を広げることが可能なアンテナ装置を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態によるアンテナ装置の構成を透過的に示す略斜視図である。 図２は、図１のアンテナ装置のＹ_１−Ｙ_１線に沿った略断面図である。 図３は、平面コイルアンテナ１０に対する第１及び第２の金属層２１，２２の作用を説明するための略平面図である。 図４は、平面コイルアンテナ１０に対する第１及び第２の金属層２１，２２の作用を説明するための略断面図である。 図５は、本発明の第２の実施の形態によるアンテナ装置の構成を透過的に示す略斜視図である。 図６は、図５のアンテナ装置の略断面図である。 図７は、本発明の第３の実施の形態によるアンテナ装置の構成を透過的に示す略斜視図である。 図８は、本発明の第４の実施の形態によるアンテナ装置の構成を透過的に示す略斜視図である。 図９は、第１〜第４の実施の形態の変形例であって、第１及び第２の金属層２１，２２の構成を示す略斜視図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態によるアンテナ装置の構成を透過的に示す略斜視図である。また、図２は、図１のアンテナ装置のＹ_１−Ｙ_１線に沿った略断面図である。

図１及び図２に示すように、アンテナ装置１は、平面コイルアンテナ１０と、平面コイルアンテナ１０を収容する筐体２０とを備えている。筐体２０はスマートフォン等の携帯電子機器の筐体であって、その概略的な形状は薄型の直方体である。そのため、筐体２０は、ＸＹ平面と平行な前面２０ａ及び背面２０ｂと、前面２０ａ及び背面２０ｂの長手方向であるＹ方向と直交する第１及び第２の側面２０ｃ，２０ｄと、Ｙ方向と平行な第３及び第４の側面２０ｅ，２０ｆとを有している。第１の側面２０ｃはＸＺ平面と平行に設けられている。図示のアンテナ装置１は背面２０ｂが上向きの状態であり、筐体２０の一方の主面である前面２０ａにはタッチパネルディスプレイ等が設けられる。平面コイルアンテナ１０は主に筐体２０の他方の主面である背面２０ｂに設けられる。

図２に示すように、平面コイルアンテナ１０は、フレキシブル基板（フレキシブルプリント基板）１１の一方の主面１１ａに形成されたスパイラルパターンからなり、フレキシブル基板１１の他方の主面１１ｂには磁性シート１３が設けられている。フレキシブル基板１１は例えばＰＥＴ樹脂からなり、その平面サイズはスパイラルパターンの大きさに合わせて適宜設定されるが、例えば４０×５０ｍｍとすることができる。フレキシブル基板１１の厚さは例えば３０μｍである。

フレキシブル基板１１はその一方の主面１１ａが筐体２０の外側を向くように筐体２０内に設けられる。これにより、平面コイルアンテナ１０は磁性シート１３よりも筐体２０の外側に配置されている。アンテナ設計を容易にすると共に開口面積をできるだけ大きくするため、スパイラルパターンは矩形スパイラルであることが好ましい。スパイラルパターンの両端は例えばＮＦＣチップ３０に接続される。スパイラルパターンの両端は筐体２０内の携帯電子機器のメイン回路基板（不図示）に接続されてもよい。

平面コイルアンテナ１０は、筐体２０の背面２０ｂと第１の側面２０ｃとが交差するコーナー部ＣＮ_１に合わせてフレキシブル基板１１と共に折り曲げられた構造を有している。そのため、フレキシブル基板１１の一方の主面１１ａは、ＸＹ平面と平行な第１の平面１１ａ_１と、ＸＺ平面と平行な第２の平面１１ａ_２を有しており、平面コイルアンテナ１０は、第１の平面１１ａ_１に沿って設けられた平面部１０Ａと、第１のコーナー部ＣＮ_１の位置で折り曲げられてなる第２の平面１１ａ_２に沿って設けられた第１の折り曲げ部１０Ｂとを有している。平面部１０Ａと第１の折り曲げ部１０Ｂの境界線（第１の折り線）Ｌ_１は、平面コイルアンテナ１０に囲まれた内径部１２を横切っている。

磁性シート１３は平面コイルアンテナ１０よりも筐体２０の内側に配置されている。平面コイルアンテナ１０は携帯電子機器のバッテリーパックに近接して実装されることが多いが、磁性シート１３がバッテリーパックと平面コイルアンテナ１０との間に介在している場合には、平面コイルアンテナ１０を流れる電流によって発生する磁束の磁路を確保することができる。したがって、バッテリーパックを構成する金属体が平面コイルアンテナ１０に与える影響を抑えることができ、所望のアンテナ特性を得ることができる。

磁性シート１３は、アスペクト比の大きな扁平形状の磁性金属粉をポリマーと結合させた複合磁性シートであることが好ましい。扁平金属粉は複合磁性シートの厚み方向に重なり、その面方向は複合磁性シートの面方向と平行となるように配向されているので、複合磁性シートの面方向の実効的な透磁率を高めることができる。これによれば、平面コイルアンテナ１０が発生させる磁場を外部から磁性シート１３内に引き込み、コイル軸と直交する水平方向に導くことができる。また扁平磁性粉はポリマー中に密に配列されているが、扁平磁性粉間はポリマーによって絶縁されているので渦電流の発生を防止することができる。したがって、ＲＦＩＤの高周波帯において高透磁率と低磁気損失の両方を実現することができる。

筐体２０の背面２０ｂ及び第１の側面２０ｃには第１及び第２の金属層２１，２２がそれぞれ形成されており、これらは平面コイルアンテナ１０の外側を覆っている。本実施形態において第１及び第２の金属層２１，２２はそれ自身が壁材となる肉厚な金属プレートであるが、樹脂製の壁材の表面に形成された薄い金属箔であってもよい。

第１の金属層２１は筐体２０の背面２０ｂのほぼ全面を覆っているが、背面２０ｂの周縁は金属層のない一定幅の余白領域２１ｍとなっている。第２の金属層２２もまた筐体２０の第１の側面２０ｃのほぼ全面を覆っているが、第１の側面２０ｃの周縁は金属層のない一定幅の余白領域２２ｍとなっている。余白領域２１ｍ，２２ｍの壁材は樹脂であることが好ましい。以上の構成により、筐体２０の背面２０ｂと第１の側面２０ｃとが交差する第１のコーナー部ＣＮ_１は、第１の金属層２１と第２の金属層２２とに挟まれると共に、金属層に覆われていない第１のスリット領域ＳＬ_１を構成している。

第１の金属層２１は、平面コイルアンテナ１０の平面部１０Ａの一部と内径部１２の一部を覆っており、第２の金属層２２は、平面コイルアンテナ１０の第１の折り曲げ部１０Ｂの一部と内径部１２の一部を覆っている。第１の金属層２１の面積は第２の金属層２２よりも広いことから、平面コイルアンテナ１０は第２の金属層２２よりも第１の金属層２１に広く覆われている。

第１の金属層２１と第２の金属層２２との間の第１のスリット領域ＳＬ_１は、第１のコーナー部ＣＮ_１の稜線と平行に形成されており、平面コイルアンテナ１０の内径部１２と重なっている。そのため、平面コイルアンテナ１０から発生した電磁波を第１のスリット領域ＳＬ_１から第１及び第２の金属層２１，２２の外側に放射させることができる。

図３及び図４は、平面コイルアンテナ１０に対する第１及び第２の金属層２１，２２の作用を説明するための図であって、特に、図３は第１の側面２０ｃが背面２０ｂと同一平面となるように平面コイルアンテナ１０及び第２の金属層２２を展開して示す平面図である。また、図４はアンテナ装置のＹ_１−Ｙ_１線に沿った略断面図である。

図３に示すように、第１のスリット領域ＳＬ_１の幅Ｗ_０は、平面コイルアンテナ１０の内径部１２の同一方向（Ｙ方向及びＺ方向）の幅Ｗ_１よりも狭く、これにより第１及び第２の金属層２１，２２の各々は内径部１２と平面視にて重なる領域を有している。平面コイルアンテナ１０に反時計回りの電流Ｉａが流れるとき、平面コイルアンテナ１０の内径部１２を貫通する磁束が発生し、この磁束は第１及び第２の金属層２１，２２間の第１のスリット領域ＳＬ_１を通過して第１及び第２の金属層２１，２２の各々の周りを周回する。一方、第１及び第２の金属層２１，２２にはこの磁束を打ち消そうとする方向の電流が流れ、この電流は縁端効果により平面コイルアンテナ１０の外側及び内側にそれぞれ発生する渦電流Ｉｂ，Ｉｃとなる。

また図４に示すように、平面コイルアンテナ１０に流れる電流Ｉａは、平面コイルアンテナ１０と鎖交する磁束φ_１，φ_２を発生させる。磁束φ_１は第１のスリット領域ＳＬ_１を通過して第１及び第２の金属層２１，２２の外側を大きく周回する磁束ループである。磁束φ_２は、平面コイルアンテナ１０の内径部１２と重なる領域に発生する渦電流Ｉｃによって発生し、磁束φ_１をブーストするように働く磁束ループである。

第１及び第２の金属層２１，２２間の第１のスリット領域ＳＬ_１を通過した磁束φ_１は、第１のスリット領域ＳＬ_１を内側とし、第１及び第２の金属層２１，２２の外縁を外側とする経路を通って大きく迂回しようとする。その結果、磁束φ_１は大きなループを描き、リーダ・ライタのアンテナコイルと磁気的に結合する。特に、第１及び第２の金属層２１，２２を含む金属層全体の平面サイズが平面コイルアンテナ１０の平面サイズよりも大きいことから、より大きなループ磁界を生じさせることができる。

以上説明したように、本実施形態によるアンテナ装置１は、第１の金属層２１と第２の金属層２２に挟まれた第１のスリット領域ＳＬ_１が筐体２０のコーナー部ＣＮ_１に形成され、平面コイルアンテナ１０の内径部１２は第１のスリット領域ＳＬ_１と重なっているので、筐体２０の背面２０ｂのほぼ全面が第１の金属層２１に覆われ、第１の金属層２１にスリットや開口部が設けられていなかったとしても、平面コイルアンテナ１０からの電磁波を第１及び第２の金属層２１，２２の外側に放射させることができ、リーダ・ライタと通信することができる。また、第１及び第２の金属層２１，２２が平面コイルアンテナ１０の磁束のループを大きく周回させるので、アンテナ装置１の通信距離を延ばすことができる。さらに、平面コイルアンテナ１０が筐体２０のコーナー部ＣＮ_１に合わせて折り曲げられているので、アンテナの指向性を広げることができる。

図５は、本発明の第２の実施の形態によるアンテナ装置の構成を透過的に示す略斜視図である。また、図６は、図５のアンテナ装置の略断面図である。

図５及び図６に示すように、このアンテナ装置２の特徴は、平面コイルアンテナ１０の長手方向（Ｙ方向）の幅が筐体２０の背面２０ｂの長手方向（Ｙ方向）の幅よりも広く、これにより平面コイルアンテナ１０が２箇所のコーナー部に合わせてフレキシブル基板１１と共に２回折り曲げられた構造を有する点にある。すなわち、平面コイルアンテナ１０は、筐体２０の背面２０ｂと第１の側面２０ｃとで形成される第１のコーナー部ＣＮ_１に合わせて折り曲げられると共に、筐体２０の背面２０ｂと第２の側面２０ｄとで形成される第２のコーナー部ＣＮ_２に合わせて折り曲げられている。

図６に示すように、フレキシブル基板１１の一方の主面１１ａは、ＸＹ平面と平行な第１の平面１１ａ_１と、ＸＺ平面と平行な第２及び第３の平面１１ａ_２，１１ａ_３を有しており、平面コイルアンテナ１０は、第１の平面１１ａ_１に沿って設けられた平面部１０Ａと、第２の平面１１ａ_２に沿って設けられた第１の折り曲げ部１０Ｂと、第３の平面１１ａ_３に沿って設けられた第２の折り曲げ部１０Ｃを有している。平面部１０Ａと第２の折り曲げ部１０Ｃの境界線（第２の折り線）Ｌ_２は、平面コイルアンテナ１０に囲まれた内径部１２を横切っている。

筐体２０の第２の側面２０ｄには第３の金属層２３が形成されており、第３の金属層２３は第１及び第２の金属層２１，２２と共に平面コイルアンテナ１０の外側を覆っている。特に、第３の金属層２３は、平面コイルアンテナ１０の第２の折り曲げ部１０Ｃを構成する平面コイルアンテナ１０の一部と内径部１２の一部を覆っている。

筐体２０の背面２０ｂと第２の側面２０ｄとが交差するコーナー部ＣＮ_２は、第１の金属層２１と第３の金属層２３とに挟まれると共に、金属層に覆われていない第２のスリット領域ＳＬ_２を構成している。第２のスリット領域ＳＬ_２は、第２のコーナー部ＣＮ_２の稜線と平行に形成されており、平面コイルアンテナ１０の内径部１２と重なっている。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

第１の実施の形態が一本のスリット構造であるのに対し、本実施形態は二本のスリット構造である。平面コイルアンテナ１０から発生した電磁波は第１及び第２のスリット領域ＳＬ_１，ＳＬ_２の各々から第１〜第３の金属層２１〜２３の外側に放射される。

本実施形態によれば、第１の実施の形態による発明の効果に加えて、アンテナの放射効率を高めることができる。また筐体２０内の限られた空間を有効に利用してより大きな平面コイルアンテナ１０を形成することができる。したがって、第１の実施の形態によるアンテナ装置よりも指向性を広げることができ、通信距離を延ばすことができる。

図７は、本発明の第３の実施の形態によるアンテナ装置の構成を透過的に示す略斜視図である。

図７に示すように、このアンテナ装置３の特徴は、第２の実施の形態の変形例であって、第１〜第３の金属層２１，２２，２３が連結部２４Ａ，２４Ｂを介してつながって一体化されている点にある。その他の構成は第２の実施の形態と同様である。なお本実施形態は第２の実施の形態の変形例であるが、第１の実施の形態の変形例とすることも可能であり、その場合には第２の連結部２４Ｂが省略される。

第１の連結部２４Ａは、第１のスリット領域ＳＬ_１がＸ方向の一方に延びて第１の金属層２１と第２の金属層２２とが完全に分断されないようにつなぎとめる役割を果たすものであり、第１のスリット領域ＳＬ_１を跨いで第１の金属層２１の一部と第２の金属層２２の一部とを接続している。第１の連結部２４Ａは第１のスリット領域ＳＬ_１の一方の端部を閉塞するように設けられている。すなわち、第１のスリット領域ＳＬ_１の幅は、その全長に亘って一定である。第１のスリット領域の長手方向（Ｘ方向）における第１の連結部２４Ａの幅は、第１及び第２の金属層２１，２２の同一方向の幅の１／３以下であることが好ましく、１／５以下であることがより好ましい。

第２の連結部２４Ｂも第１の連結部２４Ａと同様に、第２のスリット領域ＳＬ_２がＸ方向の一方に延びて第１の金属層２１と第３の金属層２３とが完全に分断されないようにつなぎとめる役割を果たすものであり、第２のスリット領域ＳＬ_２を跨いで第１の金属層２１の一部と第３の金属層２３の一部とを接続している。

第１及び第２の金属層２１，２２の大部分は第１のスリット領域ＳＬ_１によって分断されているが、両者は第１の金属層２１の一部と第２の金属層２２の一部とをつなぐ第１の連結部２４Ａによって連結されており、物理的及び電気的には完全に分離されていない。また第１及び第３の金属層２１，２３の大部分は第２のスリット領域ＳＬ_２によって分断されているが、両者は第１の金属層２１の一部と第３の金属層２３の一部とをつなぐ第２の連結部２４Ｂによって連結されており、物理的及び電気的には完全に分離されていない。そのため、一つの金属体として取り扱うことができ、一つの金型を用いて作製することができる。また、第１〜第３の金属層２１，２２，２３が一体的であるので、相対的な配置のばらつきが発生せず、第１及び第２のスリット領域ＳＬ_１，ＳＬ_２の幅のばらつきが発生することもない。

図８は、本発明の第４の実施の形態によるアンテナ装置の構成を透過的に示す略斜視図である。

図８に示すように、このアンテナ装置４の特徴は、平面コイルアンテナ１０が筐体２０の長手方向（Ｙ方向）と平行な第３のコーナー部ＣＮ_３に合わせて折り曲げられた構造を有する点にある。そのため、平面コイルアンテナ１０は、筐体２０の背面２０ｂと平行な平面部１０Ａと、第３のコーナー部ＣＮ_３の位置で折り曲げられてなる第３の側面２０ｅと平行な第１の折り曲げ部１０Ｄとを有している。平面部１０Ａと第１の折り曲げ部１０Ｄとが交差する位置に形成される折り線（第１の折り線）Ｌ_１は、平面コイルアンテナ１０に囲まれた内径部１２を横切っている。平面コイルアンテナ１０の外形は、そのＹ方向の幅がＸＺ方向の幅よりも広い（Ｙ方向に細長い）ことが好ましい。

筐体２０の第３の側面２０ｅには第２の金属層２４が設けられている。第２の金属層２４は、平面コイルアンテナ１０の第１の折り曲げ部１０Ｄを構成する平面コイルアンテナ１０の一部と内径部１２の一部を覆っている。そして、筐体２０の背面２０ｂと第３の側面２０ｅとが交差する第３のコーナー部ＣＮ_３は、第１の金属層２１と第２の金属層２４とに挟まれると共に、金属層に覆われていない第１のスリット領域ＳＬ_１を構成している。第１のスリット領域ＳＬ_１は、第３のコーナー部ＣＮ_３の稜線と平行に形成されており、平面コイルアンテナ１０の内径部１２と重なっている。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

本実施形態によれば、第１の実施の形態による発明の効果に加えて、第１のスリット領域ＳＬ_１を長くすることができ、平面コイルアンテナ１０の内径部１２がスリット領域と重なる範囲を広げることでアンテナの放射効率を高めることができる。

図９は、第１〜第４の実施の形態の変形例であって、第１及び第２の金属層２１，２２の構成を示す略斜視図である。

上記第１〜第４の実施の形態において、第１の金属層２１は筐体２０の背面２０ｂの全面に形成されておらず、背面２０ｂの周縁にはその全周にわたって余白領域２１ｍが設けられている。また、第２の金属層２２は筐体２０の第１の側面２０ｃの前面に形成されておらず、第１の側面２０ｃの周縁にはその全周にわたって余白領域２２ｍが設けられている。しかし、第１及び第２の金属層２１，２２の形状は、第１及び第２の金属層２１，２２間にスリット領域が形成される限りにおいて特に限定されない。

例えば、図９（ａ）に示すように、第１の金属層２１は筐体２０の背面２０ｂの全面に形成され、また第２の金属層２２は第１の側面２０ｃの全面に形成せずコーナー部ＣＮ_１の稜線である第１の側面２０ｃの一辺だけに余白領域２２ｍが設けられてもよい。この場合、第１の金属層２１は、平面コイルアンテナ１０の平面部１０Ａをなすスパイラルパターンの全部と内径部１２の全部を覆うことになる。

逆に、図９（ｂ）に示すように、第２の金属層２２は筐体２０の第１の側面２０ｃの全面に形成され、また第１の金属層２１は背面２０ｂの全面に形成せずコーナー部ＣＮ_１の稜線である第１の側面２０ｃの一辺だけに余白領域２１ｍが設けられてもよい。この場合、第２の金属層２２は、平面コイルアンテナ１０の第１の折り曲げ部１０Ｂをなすスパイラルパターンの全部と内径部１２の全部を覆うことになる。

携帯電子機器のデザインによっては、筐体２０の背面２０ｂの全面を金属面にしたり、第１の側面２０ｃや第２の側面２０ｄの全面を金属面にしたりすることが考えられる。しかし、そのような構成であっても、第１及び第２の金属層２１，２２間に金属層が存在しない領域であるスリット領域を形成することができ、第１及び第２の金属層２１，２２をアクセラレータとして機能させることができる。なお、本実施形態は第２及び第３の実施の形態に適用することも可能である。

本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能であり、それらも本発明に包含されるものであることは言うまでもない。

例えば、上記第１の実施の形態においては、第１の折り曲げ部１０Ｂが筐体の第１の側面に対応して設けられているが、第２〜第４の側面のいずれかに対応して設けられていてもよい。また、第２の実施の形態において、第１及び第２の折り曲げ部１０Ｂ，１０Ｃが筐体の第１及び第２の側面にそれぞれ対応して設けられているが、第３及び第４の側面にそれぞれ対応して設けられていてもよく、第１及び第２の側面のいずれか一方と第３及び第４の側面のいずれか一方にそれぞれ対応して設けられていてもよく、第１〜第４の側面のすべてに対応して設けられていてもよい。

また、上記第１の実施の形態においては筐体２０の第１の側面２０ｃに第２の金属層２２が設けられ、上記第２の実施の形態においては第１及び第２の側面２０ｃ，２０ｄに第２及び第３の金属層２２，２３がそれぞれ設けられているが、これらは必須ではなく省略することも可能である。すなわち、少なくとも筐体２０の背面２０ｂ（主面）に第１の金属層２１が設けられていればよい。

また、上記各実施形態においては、平面コイルアンテナ１０が数ターンのスパイラルパターンで構成されているが、１ターン未満のループパターンであってもよい。すなわち、平面コイルアンテナ１０は、ループ状又はスパイラル状の平面コイルパターンであればよい。なお１ターン未満のループパターンの場合、そのターン数は３／４ターン以上であることが好ましく、ループの直径によって定義される円内を平面コイルアンテナ１０の内径部１２とすることができる。

１ アンテナ装置
２ アンテナ装置
３ アンテナ装置
４ アンテナ装置
１０ 平面コイルアンテナ
１０Ａ 平面コイルアンテナの平面部
１０Ｂ 平面コイルアンテナの第１の折り曲げ部
１０Ｃ 平面コイルアンテナの第２の折り曲げ部
１０Ｄ 平面コイルアンテナの第３の折り曲げ部
１１ フレキシブル基板
１１ａ フレキシブル基板の一方の主面
１１ａ_１ フレキシブル基板の第１の平面
１１ａ_２ フレキシブル基板の第２の平面
１１ａ_３ フレキシブル基板の第３の平面
１１ｂ フレキシブル基板の他方の主面
１２ 平面コイルアンテナの内径部
１３ 磁性シート
２０ 筐体
２０ａ 筐体の前面
２０ｂ 筐体の背面
２０ｃ 筐体の第１の側面
２０ｄ 筐体の第２の側面
２０ｅ 筐体の第３の側面
２０ｆ 筐体の第４の側面
２１ 第１の金属層
２１ｍ 余白領域
２２ 第２の金属層
２２ｍ 余白領域
２３ 第３の金属層
２４Ａ 第１の連結部
２４Ｂ 第２の連結部
２４ 第２の金属層
３０ ＮＦＣチップ
ＣＮ_１ 第１のコーナー部
ＣＮ_２ 第２のコーナー部
ＣＮ_３ 第３のコーナー部
Ｉａ 電流
Ｉｂ 渦電流
Ｉｃ 渦電流
ＳＬ_１ スリット領域
ＳＬ_２ スリット領域
ＳＬ_３ スリット領域
φ_１ 磁束
φ_２ 磁束

Claims (16)

1. 第１の平面に沿って設けられた平面部及び前記第１の平面と交差する第２の平面に沿って設けられた第１の折り曲げ部を含む平面コイルアンテナと、
   第１の金属層とを備え、
   前記平面部と前記第１の折り曲げ部の境界線は、前記平面コイルアンテナに囲まれた内径部を横切っており、
   前記第１の金属層は、前記平面コイルアンテナの前記平面部の少なくとも一部と前記内径部の少なくとも一部を覆っていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記平面コイルアンテナはフレキシブル基板上に形成され、前記フレキシブル基板と共に折り曲げられている、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記平面コイルアンテナの前記第１の折り曲げ部の少なくとも一部と前記内径部の少なくとも一部を覆う第２の金属層をさらに備え、
   前記第１の金属層と前記第２の金属層とに挟まれた第１のスリット領域は前記平面コイルアンテナの前記内径部と平面視にて重なっている、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. 前記第１のスリット領域を跨いで前記第１の金属層の一部と前記第２の金属層の一部とを接続する第１の連結部をさらに備える、請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 前記平面コイルアンテナを収容する携帯電子機器の筐体をさらに備え、
   前記第１及び第２の金属層は、前記筐体の一部を構成している、請求項３又は４に記載のアンテナ装置。
6. 前記筐体は、
   前記第１の平面に沿った主面と、
   前記第２の平面に沿った第１の側面とを有し、
   前記第１の金属層は前記主面に形成されており、
   前記第２の金属層は前記第１の側面に形成されている、請求項５に記載のアンテナ装置。
7. 前記第１の金属層は、前記主面の全面に形成されており、前記平面コイルアンテナの前記平面部の全部を覆っている、請求項６に記載のアンテナ装置。
8. 前記第２の金属層は、前記第１の側面の全面に形成されており、前記平面コイルアンテナの前記第１の折り曲げ部の全部を覆っている、請求項６に記載のアンテナ装置。
9. 前記平面コイルアンテナは、第１の平面と交差する第３の平面に沿って設けられた第２の折り曲げ部をさらに含み、
   前記平面部と前記第２の折り曲げ部の境界線は、前記内径部を横切っている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
10. 前記平面コイルアンテナの前記第２の折り曲げ部の少なくとも一部と前記内径部の少なくとも一部を覆う前記第３の金属層をさらに備え、
    前記第１の金属層と前記第３の金属層とに挟まれた第２のスリット領域は前記平面コイルアンテナの前記内径部と平面視にて重なっている、請求項９に記載のアンテナ装置。
11. 前記第２のスリット領域を跨いで前記第１の金属層の一部と前記第３の金属層の一部とを接続する第２の連結部をさらに備える、請求項１０に記載のアンテナ装置。
12. 前記平面コイルアンテナを収容する携帯電子機器の筐体をさらに備え、
    前記第１乃至第３の金属層は、前記筐体の一部を構成している、請求項１０又は１１に一項に記載のアンテナ装置。
13. 前記筐体は、
    前記第１の平面に沿った主面と、
    前記第２の平面に沿った第１の側面と、
    前記第３の平面に沿った第２の側面とを有し、
    前記第１の金属層は前記第主面に形成されており、
    前記第２の金属層は前記第１の側面に形成されており、
    前記第３の金属層は前記第２の側面に形成されている、請求項１２に記載のアンテナ装置。
14. 前記第１の金属層は、前記主面の全面に形成されており、前記平面コイルアンテナの前記平面部の全部を覆っている、請求項１３に記載のアンテナ装置。
15. 前記第２の金属層は、前記第１の側面の全面に形成されており、前記平面コイルアンテナの前記第１の折り曲げ部の全部を覆っている、請求項１３に記載のアンテナ装置。
16. 前記第３の金属層は、前記第２の側面の全面に形成されており、前記平面コイルアンテナの前記第２の折り曲げ部の全部を覆っている、請求項１３又は１５に記載のアンテナ装置。