JP2018033189A - アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アンテナ装置は、電子機器の筐体内部に設けられ、外部機器に対向する第1の導電体と、上記電子機器の筐体内部に設けられ、上記外部機器と誘導結合されるアンテナコイルと、上記電子機器の筐体内部に設けられ、上記第1の導電体の少なくとも、厚さ方向に沿う側面の一部に沿うように屈曲して当該側面の一部に近接し又は接触して配置され、上記アンテナコイルの上記外部機器と対向する面と反対側の面と、少なくとも一部が重畳するシート状の第2の導電体とを備え、上記アンテナコイルは、当該アンテナコイルの導線が一方向に周回する一方側と、上記アンテナコイルの上記導線が他方向に周回する他方側とを有し、上記アンテナコイルの上記一方側及び上記他方側が配列される方向で上記第1の導電体の端部から離間して、当該第1の導電体と重畳しない位置に配置される。
【選択図】図18
Description
電子機器に組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信するアンテナ装置において、
上記電子機器の筐体内部に設けられ、上記外部機器に対向する第1の導電体と、
上記電子機器の筐体内部に設けられ、上記外部機器と誘導結合されるアンテナコイルと、
上記電子機器の筐体内部に設けられ、上記第1の導電体の厚さ方向の側面の少なくとも一部に重畳するように、当該側面の一部に近接し又は接触し、かつ、屈曲して配置され、上記アンテナコイルの上記外部機器と対向する面と反対側の面と、少なくとも一部が重畳するシート状の第2の導電体とを備え、
上記アンテナコイルは、当該アンテナコイルの導線が一方向に周回する一方側と、上記アンテナコイルの上記導線が他方向に周回する他方側とを有し、上記アンテナコイルの上記一方側及び上記他方側が配列される方向で上記第1の導電体の端部から離間して、当該第1の導電体と重畳しない位置に配置される。
アンテナ装置1は、通信時にリーダライタ120とxy平面において対向するように配置される携帯電話機等の電子機器の筐体の内部に組み込まれる。アンテナ装置1は、電子機器の筐体の内部に組み込まれ、誘導結合されたリーダライタ120との間で通信を行うアンテナモジュール2と、電子機器の筐体内に設けられ、リーダライタ120に対向する第1の導電体となる金属板3と、電子機器の筐体内に設けられ、金属板3と重畳又は接触するとともに、アンテナモジュール2のアンテナコイル12のリーダライタ120と対向する面と反対側の面と、少なくとも一部が重畳するシート状の第2の導電体となる金属箔4とを備える。
金属板3は、たとえば携帯電話やスマートフォン、あるいはタブレットPC等の電子機器の筐体内に設けられ、アンテナモジュール2の通信時にリーダライタ120に対向する第1の導電体を構成するものである。この第1の導電体は、たとえば図3に示すスマートフォン130の筐体131の内面に貼付されたメタルカバー132や、図4に示すスマートフォン133内に収納されたバッテリパック134の金属筐体135、あるいは、図5に示すタブレットPC136の液晶モジュールの裏面に設けられた金属板137等が相当する。以下では、主に電子機器としてスマートフォン133を例に、このスマートフォン133に収納されたバッテリパック134の金属筐体135において、通信時にリーダライタ120に対向される主面を、第1の導電体を構成する金属板3として説明する。
アンテナ基板11と金属板3との間には、金属板3(第1の導電体)と重畳又は接触するとともに、アンテナ基板11のリーダライタ120と対向する面と反対側の面と、少なくとも一部が重畳するシート状の第2の導電体となる金属箔4が設けられている。金属箔4は、アンテナ基板11の一部に重畳することにより、重畳するアンテナ基板11の一部において磁界を跳ね返すことにより重畳する領域における誘導結合を抑制し、また、重畳していない領域への磁束の集中を促し、通信性能の向上を図る。
図13に示すように、金属箔4によって、アンテナ基板11の一方側11a(一方側の端部から中心まで)を覆うようにして、さらに、アンテナコイル12の中心12aから他方側11bをリーダライタ120よりも遠い方へ折り曲げるようにすると、金属箔4の端部4aの集中した磁界をより効率よく、他方側11bの磁性シート20に導くことができる。他方側11bに導かれた磁界によって、アンテナコイル12には大きな起電力を生じるので、通信特性をより向上させることができる。
図15(A)に示すように、スマートフォン130の筐体131は、内面130aにアンテナ基板11が搭載される一方の筐体部材131aと、液晶パネル131cやCPU等を含む本体の制御回路、バッテリ等が搭載される他方の筐体部材131bとからなる。筐体131は、一方の筐体部材131aに蓋をするようにして、本体制御回路等が含まれる筐体部材131bに結合させることによって構成される。筐体部材131a,131bは、互いにネジ止めや係合爪と係合孔と組合せ等周知の方法によって、取り外し可能に結合される。筐体部材131aには、アンテナ基板11のほかに、カメラモジュール等他の機能モジュールがあらかじめ単一で、あるいは複合して搭載されていてもよい。アンテナ基板11等の機能モジュールが搭載された筐体部材131aは、スマートフォン130のユーザによって、筐体部材131bから取り外されて、他の機能モジュールを搭載する筐体部材が取り付けられるようにしてもよい。
上述した実施の形態では、金属箔4の主面は、金属板3のリーダライタ120と対向する面に対して平行になるように重畳あるいは接触させるように配置される。ここで、金属板3は、板状や箔状のような厚さが比較的薄いものに限らず、バッテリパックの金属缶のように金属部の厚みが相当程度ある場合もあり、金属板3と金属箔4とによる磁束のシールド効果を利用して、アンテナの所定の位置に磁界を集中させるために、バッテリパックのような金属板3の側面部分を利用するようにしてもよい。
比較例に係るアンテナ装置では、図20に示すように、金属板3とリーダライタ120とを対向させて、金属板3とアンテナ基板11との相対的な位置関係を変化させたときの通信特性について評価した。
本実施例では、図22に示すように、金属板3とリーダライタ120とを対向させて、金属板3とアンテナ基板11のリーダライタ120と反対側において、金属箔4を金属板3とアンテナ基板11に重畳させた。アンテナ基板11は、金属板3の端部3aに隣接させた。この状態で、金属箔4とアンテナ基板11との相対的な位置関係を変化させたときの通信特性について評価した。
12a 中心、12b 屈曲位置、13 通信処理部、14 端子部、20 磁性シート、無線通信システム、120 リーダライタ、121 アンテナ、141 外筐体、141a 内周壁、142 空間
Claims (2)
- 電子機器に組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信するアンテナ装置において、
上記電子機器の筐体内部に設けられ、上記外部機器に対向する第1の導電体と、
上記電子機器の筐体内部に設けられ、上記外部機器と誘導結合されるアンテナコイルと、
上記電子機器の筐体内部に設けられ、上記第1の導電体の厚さ方向の側面の少なくとも一部に重畳するように、当該側面の一部に近接し又は接触し、かつ、屈曲して配置され、上記アンテナコイルの上記外部機器と対向する面と反対側の面と、少なくとも一部が重畳するシート状の第2の導電体とを備え、
上記アンテナコイルは、当該アンテナコイルの導線が一方向に周回する一方側と、上記アンテナコイルの上記導線が他方向に周回する他方側とを有し、上記アンテナコイルの上記一方側及び上記他方側が配列される方向で上記第1の導電体の端部から離間して、当該第1の導電体と重畳しない位置に配置される
アンテナ装置。 - 上記アンテナコイルに磁界を引き込む磁性シートを更に備え、
上記磁性シートが、上記アンテナコイルの中心部分に差し込まれることで、上記外部機器と対向する筐体面の中心側では該磁性シートが上記アンテナコイルよりも上記外部機器側に位置する配置条件と、該筐体面の外周側では該アンテナコイルが該磁性シートよりも該外部機器側に位置する配置条件との両方の配置条件を満たすようにして、該アンテナコイルと該磁性シートとが互いに重畳されている
請求項1記載のアンテナ装置。
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