JP2017028391A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】平面コイルアンテナが金属カバー層に覆われている場合でも近距離無線通信を実現することが可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】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の全面を覆う金属カバー層５１Ｂとを備えている。金属カバー層５１Ｂの表面抵抗は０．２５Ω／□よりも大きいので、平面コイルアンテナ１０と鎖交する磁束の一部が金属カバー層５１Ｂに入射したとき、金属カバー層５１Ｂの外側に磁束が漏れ出すようになる。
【選択図】図３

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）に好適な平面コイルアンテナに関するものである。

近年、スマートフォン等の携帯無線機器には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、携帯無線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、携帯無線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に記載のアンテナ装置は、ＲＦＩＤシステムに好適なＮＦＣ用アンテナであって、ループ状又はスパイラル状のコイル導体と、導体開口部及びこの導体開口部と連接するスリット部とを有する導体層と、導体層から見てコイル導体よりも遠くに配置された磁性シートを備え、コイル開口部が導体開口部と平面視で重なった構造を有するものである。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。

特許第４９４１６００号公報

上記のように、携帯無線機器の筐体自体が金属シールドを兼ねる場合には、アンテナが金属シールドの影響を受けないように配慮する必要があり、金属シールドと重ならない位置にアンテナを設ける必要がある。しかし、金属シールドが広範囲に設けられているときには金属シールドと重ならない位置にアンテナを設けることができず、金属シールドに覆われたアンテナはシールド効果の影響を受けるため、近距離無線通信用のアンテナとして実用上の問題がある。

したがって、本発明の目的は、平面コイルアンテナの全面が金属カバー層に覆われている場合でも近距離無線通信を可能にする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、平面コイルアンテナと、前記平面コイルアンテナの全面を覆う金属カバー層とを備え、前記金属カバー層の表面抵抗は０．８９Ω／□以上であることを特徴とする。

本発明によれば、金属カバー層の表面抵抗が０．８９Ω／□以上と十分に大きいため、反磁界の発生を抑えて金属カバー層のシールド効果を弱めることができる。したがって、平面コイルアンテナの全面が金属カバー層に覆われている場合でも近距離無線通信を実現することが可能となる。

本発明において、前記金属カバー層の厚みは０．３μｍ以下であることが好ましい。金属カバー層の厚みを０．３μｍ以下にすることにより上記表面抵抗を実現することができる。したがって、金属カバー層の影響を抑えることができ、金属カバー層に覆われた平面コイルアンテナを用いた近距離無線通信が可能となる。

本発明において、前記金属カバー層の表面抵抗は１６Ω／□以上であることが好ましい。またこの場合、前記金属カバー層の厚みは０．２μｍ以下であることが好ましい。この構成によれば、金属カバー層に覆われた平面コイルアンテナを用いた近距離無線通信の可能性をさらに高めることができる。

本発明において、前記平面コイルアンテナは携帯無線機器の筐体内に収容されており、前記金属カバー層は前記筐体の一部であることが好ましい。携帯無線機器の筐体が金属カバー層を有する場合には、携帯無線機器の耐久性やデザイン性を向上させることができるが、金属カバー層のシールド効果によってアンテナ装置が通信できなくなるという問題がある。しかし、本発明によればそのような問題を解決することができ、金属カバー層の影響を抑えて平面コイルアンテナを用いた近距離無線通信の可能性を高めることができる。

本発明において、前記金属カバー層は高周波アンテナの放射板であることもまた好ましい。携帯無線機器の筐体内に平面コイルアンテナと高周波アンテナの両方を実装する場合、それらのレイアウトが問題となる。しかし、本発明によれば、平面コイルアンテナ及び高周波アンテナの通信を確保しつつ、携帯無線機器の筐体内の限られたスペースに両者を効率よくレイアウトすることができる。

また、本発明によるアンテナ装置は、平面コイルアンテナと、前記平面コイルアンテナの全面を覆う金属カバー層とを備え、前記金属カバー層は、前記平面コイルアンテナと平面視で重なる第１のカバー領域と、前記第１のカバー領域を除いた第２のカバー領域とを有し、前記第１のカバー領域における前記金属カバー層の第１の表面抵抗は０．８９Ω／□以上であり、前記第２のカバー領域における前記金属カバー層の第２の表面抵抗は前記第１の表面抵抗よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、平面コイルアンテナと重なる第１のカバー領域から磁束が漏れ出す構造とすることができ、平面コイルアンテナと重ならない第２のカバー領域ではシールド効果を得ることができる。また外観的には金属カバー層が全面的に形成されているので、デザイン面でも非常に有利である。

本発明において、前記金属カバー層はＣｕからなり、前記第１のカバー領域における前記金属カバー層の第１の厚みは０．３μｍ以下であり、前記第２のカバー領域における前記金属カバー層の第２の厚みは前記第１の厚みよりも大きいことが好ましい。この構成によれば、金属カバー層に覆われた平面コイルアンテナを用いた近距離無線通信の可能性をさらに高めることができる。

本発明によれば、平面コイルアンテナの全面が金属カバー層に覆われている場合でも近距離無線通信を実現することが可能なアンテナ装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態によるアンテナ装置を含む携帯無線機器の構成を示す略斜視図である。 図１に示したアンテナ装置１の構成を示す平面図であって、筐体を省略して平面コイルアンテナのみを示したものである。 図２のＡ−Ａ線に沿ったアンテナ装置１の略断面図である。 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示す略断面図である。 金属カバー層の厚みと平面コイルアンテナの通信距離との関係を示すグラフである。 金属カバー層の厚みと表面抵抗との関係を示すグラフである。 金属カバー層の表面抵抗と平面コイルアンテナの通信距離との関係を示すグラフである。

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を含む携帯無線機器の構成を示す略斜視図である。

図１に示すように、本実施形態による携帯無線機器１００は例えばスマートフォンであり、非常に薄型な筐体５０を有している。図示の携帯無線機器１００は筐体５０の背面５０ｂが上向きの状態であり、主にディスプレイが設けられている筐体５０の前面５０ａは下方を向いている。筐体５０は樹脂と金属との組み合わせからなり、筐体５０の背面５０ｂは全面が金属カバー層５１Ｂに覆われている。また筐体５０の長手方向（Ｙ方向）の一方のＸＺ端面（上端面）５０ｃ及び他方のＸＺ端面（下端面）５０ｄは樹脂カバー層５１Ａのみで構成されており、金属カバー層５１Ｂが設けられていない非シールド領域となっている。金属カバー層５１Ｂは、筐体の機械的強度、磁気シールド特性、デザイン性等の向上のために設けられるものである。

携帯無線機器１００はアンテナ装置１を内蔵しており、アンテナ装置１は筐体５０の長手方向の上端部付近に配置されている。また携帯無線機器１００にはメイン回路基板、バッテリーパック、カメラユニット等の様々な構成要素が実装されているが、それらの図示は省略されている。本実施形態によるアンテナ装置１は、ＨＦ帯の無線通信に用いられる平面コイルアンテナ１０を含む。平面コイルアンテナ１０は例えばＮＦＣアンテナであり、その共振周波数は１３．５６ＭＨｚである。

図２は、図１に示したアンテナ装置１の構成を示す平面図であって、筐体５０を省略して平面コイルアンテナ１０のみを示したものである。また、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿ったアンテナ装置１の略断面図である。

図２及び図３に示すように、アンテナ装置１は、筐体５０内に収容された平面コイルアンテナ１０を備えている。筐体５０の背面５０ｂは樹脂カバー層５１Ａ及び金属カバー層５１Ｂの二層構造からなり、平面コイルアンテナ１０の一方の主面１０ａと対向している。詳細は後述するが、金属カバー層５１Ｂは非常に薄いので、支持体としての樹脂カバー層５１Ａが必要である。

平面コイルアンテナ１０は、フレキシブル基板１１の一方の主面１１ａに形成されたスパイラルパターン１０ｃからなり、本実施形態ではＸＹ平面と平行に設けられている。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１０ｃの大きさに合わせて適宜設定される。フレキシブル基板１１の厚さは例えば３０μｍである。

アンテナ設計を容易にすると共にスパイラルパターン１０ｃに囲まれた内径部１０ｄの面積をできるだけ大きくするため、スパイラルパターン１０ｃは矩形スパイラルであることが好ましく、Ｘ方向の直線パターン成分とＹ方向の直線パターン成分とを含むことが好ましい。平面コイルアンテナ１０の外形サイズは例えば４０×５０（ｍｍ）である。

本実施形態において、スパイラルパターン１０ｃの両端はフレキシブル基板１１のエッジ近くまで引き出されており、特にスパイラルパターン１０ｃの内周端はスパイラルパターン１０ｃを横切って外側に引き出されている。スパイラルパターン１０ｃの両端は、例えばフレキシブル基板１１上に実装されたＮＦＣチップや携帯無線機器のメイン回路基板に接続される。

金属カバー層５１Ｂは筐体５０の一部をなす平面導体である。金属カバー層５１Ｂは平面コイルアンテナ１０と平面視で重なっており、平面コイルアンテナ１０の全面を覆っている。金属カバー層５１Ｂの材料はＣｕであることが好ましいが、他の金属を用いてもよい。

本実施形態において、金属カバー層５１ＢはＣｕからなり、その表面抵抗は０．２５Ω／□よりも大きくなければならず、０．８９Ω／□以上であることが好ましく、１６Ω／□以上であることがより好ましい。このような表面抵抗を実現するため、金属カバー層５１Ｂの厚みは０．４μｍよりも小さくなければならず、０．３μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以下であることがより好ましい。このように金属カバー層５１Ｂの表面抵抗を十分に大きくすることにより、平面コイルアンテナ１０の全面が金属カバー層５１Ｂに覆われている場合でも近距離無線通信を可能にすることができる。

平面コイルアンテナ１０と鎖交する磁束の一部が金属カバー層５１Ｂの一方の主面に入射したとき、金属カバー層５１Ｂには渦電流が生じ、渦電流によって反磁束（反磁界）が発生する。十分に厚みがある金属カバー層５１Ｂの表面抵抗はほぼ０Ωであり、電流が流れやすいので、渦電流は大きく、渦電流が発生させる反磁束も大きい。そのため、入射した磁束のほとんどは反磁束によって打ち消され、金属カバー層５１Ｂの他方の主面から磁束が漏れ出すことはほとんどない。しかし、金属カバー層５１Ｂの厚みを十分に薄くしてその表面抵抗を大きくした場合には反磁界の発生が抑えられ、金属カバー層５１Ｂの他方の主面から磁束が漏れ出すようになる。本発明はこの漏れ磁束を利用することにより、近距離無線通信を実現するものである。

金属カバー層５１Ｂが筐体５０の背面５０ｂ全体に広く形成されている場合、平面コイルアンテナ１０と平面視で重なる金属カバー層５１Ｂの一部の領域（第１のカバー領域Ａ１、図１参照）では金属カバー層５１Ｂの厚みを部分的に薄くして表面抵抗を０．８９Ω／□以上とし、それ以外の領域（第２のカバー領域Ａ２、図１参照）では金属カバー層５１Ｂの厚みを厚くして表面抵抗を十分に小さくしてもよい。特に、第２のカバー領域Ａ２の表面抵抗はほぼ０Ωであることが好ましい。この構成によれば、平面コイルアンテナ１０と重なる第１のカバー領域Ａ１から磁束が漏れ出す構造とすることができ、平面コイルアンテナ１０と重ならない第２のカバー領域Ａ２ではシールド効果を得ることができる。また外観的には金属カバー層５１Ｂが全面的に形成されているので、デザイン面でも非常に有利である。

図３に示すように、平面コイルアンテナ１０の他方の主面１０ｂ側には磁性シート３０が設けられていることが好ましい。磁性シート３０は、フレキシブル基板１１の他方の主面１１ｂに貼り付けられていてもよく、フレキシブル基板１１とは独立に設けられていてもよい。磁性シート３０の厚さはその役割を果たすことができる限りにおいて特に限定されない。磁性シート３０を設けることにより、平面コイルアンテナ１０のインダクタンスを高めることができ、これにより金属カバー層５１Ｂの外側に漏れ出す磁束を増やすことができる。また、平面コイルアンテナ１０は携帯無線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３０が平面コイルアンテナ１０とバッテリーパックとの間に介在している場合には、平面コイルアンテナ１０と鎖交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４０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３０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３０内に引き込み、コイル軸Ｚ_０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、平面コイルアンテナ１０の使用周波数帯（例えば１３．５６ＭＨｚ）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。

以上説明したように、本実施形態によるアンテナ装置は、平面コイルアンテナ１０と、平面コイルアンテナ１０の全面を覆う金属カバー層５１Ｂとを備え、金属カバー層５１Ｂの表面抵抗が０．８９Ω／□以上であるので、金属カバー層５１Ｂに入射した磁束に対する反磁束の発生が抑えられ、金属カバー層５１Ｂを透過して外側に滲み出す漏れ磁束を増やすことができる。したがって、金属カバー層５１Ｂに覆われた平面コイルアンテナ１０を用いた近距離無線通信を可能にすることができる。

図４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示す略断面図である。

図４に示すように、本実施形態によるアンテナ装置２は、平面コイルアンテナ１０と平面視で重なる高周波アンテナ（ＲＦアンテナ）２０をさらに備え、平面コイルアンテナ１０の全面を覆う金属カバー層５１Ｂが高周波アンテナ２０の放射板からなることを特徴とするものである。平面コイルアンテナ１０及び高周波アンテナ２０を覆う筐体５０の背面５０ｂは樹脂カバー層５１Ａのみで構成されている。

高周波アンテナ２０は矩形の平面導体（ベタパターン）からなり、その裏面には給電ライン２１が接続されている。高周波アンテナ２０は、支持体としての樹脂カバー層５１Ａの内表面に貼り付けられている。高周波アンテナ２０は平面コイルアンテナ１０の一方の主面１０ａ側に配置されており、平面コイルアンテナ１０の上方を覆っている。高周波アンテナ２０のＺ軸方向の位置は、平面コイルアンテナ１０と筐体５０の背面５０ｂとの間である。

高周波アンテナ２０の放射板はＣｕからなり、その表面抵抗は０．８９Ω／□以上であることが好ましく、１６Ω／□以上であることがより好ましい。このような表面抵抗を実現するため、放射板の厚みは０．３μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以下であることがより好ましい。このように放射板の表面抵抗を十分に大きくすることにより、放射板のシールド効果を弱めることができ、平面コイルアンテナ１０の全面が放射板に覆われている場合でも近距離無線通信を可能にすることができる。

以上説明したように、本実施形態によるアンテナ装置２は、平面コイルアンテナ１０と、平面コイルアンテナ１０と平面視で重なる高周波アンテナ２０とを備え、高周波アンテナ２０の放射板が平面コイルアンテナ１０の全面を覆っており、その表面抵抗は０．８９Ω／□以上であるので、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、高周波アンテナ２０の放射板に入射した磁束に対する反磁界の発生を抑えることができ、放射板を透過して外側に滲み出す漏れ磁束を増やすことができる。したがって、金属カバー層５１Ｂに覆われた平面コイルアンテナを用いた近距離無線通信を可能にすることができる。また、平面コイルアンテナ１０及び高周波アンテナ２０の通信を確保しつつ、携帯無線機器１００の筐体５０内の限られたスペースに両者を効率よくレイアウトすることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、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い。

また、上記実施形態においては、アンテナ装置１が内蔵される携帯無線機器１００としてスマートフォンを挙げたが、携帯無線機器の種類は特に限定されず、タブレット端末、ノートＰＣ、腕時計型ウエアラブル端末等であってもよい。

金属カバー層５１Ｂに覆われた平面コイルアンテナ１０の通信距離が金属カバー層５１Ｂの厚みによってどのように変化するかを評価した。金属カバー層５１ＢはＣｕからなり、その厚みは、"０μｍ"、"０．１μｍ"、"０．２μｍ"、"０．３μｍ"、"０．４μｍ"、"０．５μｍ"、"１．０μｍ"の７種類とした。なお金属カバー層５１Ｂの厚みが０μｍである場合とは金属カバー層を設けない場合を意味している。

通信距離の評価は、カードモードとリーダーモードの両方に対して行った。カードモードとは、平面コイルアンテナ１０を含むＮＦＣユニットが非接触ＩＣカードと同じように振る舞うカードエミュレーションモードのことであり、このときの平面コイルアンテナ１０の通信距離とは、テスト用リーダ・ライタから１３．５６ＭＨｚのテスト信号を送信し、平面コイルアンテナ１０がテスト信号を受信してその変調信号を送信し、この変調信号をリーダ・ライタのサーチコイルで受信し、受信信号の電圧レベルが閾値レベルを満たすときの平面コイルアンテナ１０からリーダ・ライタまでの距離の最大値ことをいう。またリーダーモードとは、非接触ＩＣカードに書き込まれた情報をリーダ・ライタのように読み取るモードのことであり、このときの平面コイルアンテナ１０の通信距離とは、平面コイルアンテナ１０をリーダ・ライタのアンテナとして動作させてテスト信号を送信し、リーダ・ライタのサーチコイルでテスト信号を受信し、受信信号の電圧レベルが閾値レベルを満たすときの平面コイルアンテナ１０からリーダ・ライタまでの距離の最大値のことをいう。

図５は、金属カバー層５１Ｂの厚みと平面コイルアンテナ１０の通信距離との関係を示すグラフであり、横軸は金属カバー層５１Ｂの厚み（μｍ）、縦軸は平面コイルアンテナ１０の通信距離（ｍｍ）をそれぞれ示している。

図５に示すように、カードモードにおける平面コイルアンテナ１０の通信距離（以下、単に通信距離という）は、金属カバー層５１Ｂの厚みが０μｍとき（つまり金属カバー層５１Ｂが無いとき）の通信距離が約４０ｍｍと最も大きく、金属カバー層５１Ｂの厚みの増加に合わせて通信距離は緩やかに低下し、金属カバー層５１Ｂの厚みが０．１μｍのときに約３８ｍｍとなり、０．２μｍのときに約３５ｍｍとなった。また金属カバー層５１Ｂの厚みが０．２μｍを超えたところから通信距離は急激に低下し、金属カバー層５１Ｂの厚みが０．３μｍのときに約２１ｍｍとなり、０．４μｍ以上のときに０ｍｍとなった。

また図５に示すように、リーダーモードにおける平面コイルアンテナ１０の通信距離もカードモードと同様の変化を示した。すなわち、金属カバー層５１Ｂの厚みが０μｍのときの通信距離が約３７ｍｍと最も大きく、金属カバー層５１Ｂの厚みの増加に合わせて通信距離は緩やかに低下し、金属カバー層５１Ｂの厚みが０．１μｍのときに約３５ｍｍとなり、０．２μｍのときに約３１ｍｍとなった。また金属カバー層５１Ｂの厚みが０．２μｍを超えたところから通信距離は急激に低下し、金属カバー層５１Ｂの厚みが０．３μｍのときに約１５ｍｍとなり、０．４μｍ以上のときに０ｍｍとなった。

以上の結果から、金属カバー層５１Ｂの厚みは０．４μｍよりも小さくなければならず、０．３μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以下であることが特に好ましいことが分かった。また、金属カバー層５１Ｂの厚みを０．２μｍからさらに小さくしても平面コイルアンテナ１０の通信距離はそれほど増加せずに飽和することを考慮すると、金属カバー層５１Ｂの厚みは０．１μｍ以上であることが好ましいことが分かった。品質を維持しながら金属カバー層５１Ｂを薄く加工することは非常に難しく、また耐久性も大きく低下することからも、金属カバー層５１Ｂの厚みは０．１μｍ以上であることが好ましい。

次に、平面コイルアンテナ１０の通信距離の評価に用いた各金属カバー層５１Ｂの表面抵抗を測定した。表面抵抗の測定には表面抵抗計を用いた。

図６は、金属カバー層５１Ｂの厚みと表面抵抗との関係を示すグラフであり、横軸は金属カバー層５１Ｂの厚み（μｍ）、縦軸は表面抵抗（Ω／□）をそれぞれ示している。

図６に示すように、まず金属カバー層５１Ｂの厚みが０μｍである場合とは金属カバー層５１Ｂがない場合であるため、表面抵抗の測定値はない。また金属カバー層５１Ｂの厚みが０．１μｍであるときの表面抵抗は４０Ω／□であり、０．２μｍであるときの表面抵抗は１６Ω／□であり、０．３μｍであるときの表面抵抗は０．８９Ω／□であった。さらに、金属カバー層５１Ｂの厚みが０．４μｍであるときの表面抵抗は０．２５Ω／□であり、０．５μｍ及び１．０μｍであるときの表面抵抗は０．０６Ω／□であった。以上の結果から、金属カバー層５１Ｂの表面抵抗は０．８９Ω／□以上であることが好ましく、１６Ω／□であることが特に好ましいことが分かった。また、金属カバー層５１Ｂの厚みは０．１μｍ以上であることが好ましいことから、金属カバー層５１Ｂの表面抵抗は４０Ω／□以下であることが好ましいことが分かった。

表１は、図５及び図６のグラフに示したプロット値を一つの表にまとめたものである。またこの表１から求められる金属カバー層５１Ｂの表面抵抗と平面コイルアンテナ１０の通信距離との関係を示すグラフを図７に示す。

図７のグラフは、図６のグラフに基づいて、図５のグラフの横軸を金属カバー層５１Ｂの厚みから表面抵抗に変換したものであり、横軸は表面抵抗（Ω／□）、縦軸は平面コイルアンテナ１０の通信距離（ｍｍ）をそれぞれ示している。

図７及び表１から明らかなように、カードモードにおける通信距離は表面抵抗の増加に伴って増加した。詳細には、金属カバー層５１Ｂの表面抵抗が０．２５Ω／□以下（金属カバー層５１Ｂの厚みが０．４μｍ以上）のときの通信距離は０ｍｍとなるが、表面抵抗が０．８９Ω／□（金属カバー層５１Ｂの厚みが０．３μｍ）のときの通信距離は約２１ｍｍとなり、表面抵抗が１６．０３Ω／□（金属カバー層５１Ｂの厚みが０．２μｍ）のときの通信距離は約３５ｍｍとなり、表面抵抗のわずかな増加によって通信距離が急激に伸びることが分かった。さらに、表面抵抗が４０Ω／□（金属カバー層５１Ｂの厚みが０．１μｍ）のときの通信距離は約３８ｍｍとなった。

また図７に示すように、リーダーモードにおける通信距離もカードモードと同様の変化を示した。詳細には、金属カバー層５１Ｂの表面抵抗が０．２５Ω／□以下（金属カバー層５１Ｂの厚みが０．４μｍ以上）のときの通信距離は０ｍｍとなるが、表面抵抗が０．８９Ω／□（金属カバー層５１Ｂの厚みが０．３μｍ）のときの通信距離は約１５ｍｍとなり、表面抵抗が１６．０３Ω／□（金属カバー層５１Ｂの厚みが０．２μｍ）のときの通信距離は約３１ｍｍとなり、表面抵抗のわずかな増加によって通信距離が急激に伸びることが分かった。さらに、表面抵抗が４０Ω／□（金属カバー層５１Ｂの厚みが０．１μｍ）のときの通信距離は約３５ｍｍとなった。

以上の結果から、金属カバー層５１Ｂの表面抵抗が０．８９Ω／□以上であればカードモードで２０ｍｍ以上の通信距離を確保でき、近距離無線通信を実現可能であることが分かった。また表面抵抗が１６Ω／□以上であればカードモードで約３５ｍｍの通信距離を確保できることが分かった。

１，２ 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一方の主面
１０ｂ 平面コイルアンテナの他方の主面
１０ｃ スパイラルパターン
１０ｄ スパイラルパターンの内径部
１１ フレキシブル基板
１１ａ フレキシブル基板の一方の主面
１１ｂ フレキシブル基板の他方の主面
２０ 高周波アンテナ
２１ 給電ライン
３０ 磁性シート
４０ バッテリーパック
５０ 筐体
５０ａ 筐体の前面
５０ｂ 筐体の背面
５１Ａ 樹脂カバー層
５１Ｂ 金属カバー層
１００ 携帯無線機器
Ａ１ 第１のカバー領域
Ａ２ 第２のカバー領域

Claims (8)

1. 平面コイルアンテナと、
   前記平面コイルアンテナの全面を覆う金属カバー層とを備え、
   前記金属カバー層の表面抵抗は０．８９Ω／□以上であることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記金属カバー層の厚みは０．３μｍ以下である、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記金属カバー層の表面抵抗は１６Ω／□以上である、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. 前記金属カバー層の厚みは０．２μｍ以下である、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は携帯無線機器の筐体内に収容されており、前記金属カバー層は前記筐体の一部である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
6. 前記金属カバー層は、高周波アンテナの放射板である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
7. 平面コイルアンテナと、
   前記平面コイルアンテナの全面を覆う金属カバー層とを備え、
   前記金属カバー層は、
   前記平面コイルアンテナと平面視で重なる第１のカバー領域と、
   前記第１のカバー領域を除いた第２のカバー領域とを有し、
   前記第１のカバー領域における前記金属カバー層の第１の表面抵抗は０．８９Ω／□以上であり、
   前記第２のカバー領域における前記金属カバー層の第２の表面抵抗は前記第１の表面抵抗よりも小さいことを特徴とするアンテナ装置。
8. 前記第１のカバー領域における前記金属カバー層の第１の厚みは０．３μｍ以下であり、
   前記第２のカバー領域における前記金属カバー層の第２の厚みは前記第１の厚みよりも大きい、請求項７に記載のアンテナ装置。