JP4883208B2 - ANTENNA DEVICE AND COMMUNICATION DEVICE HAVING THE SAME - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、RF−ID、すなわち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装置及びこれを備えた通信装置に関するものである。 The present invention relates to an antenna device that performs communication with an RF-ID, that is, a wireless communication medium such as an IC card or an IC tag, and a communication device including the antenna device.
近年、携帯電話などの携帯端末にRF−ID用無線タグを内蔵したものや、非接触型ICカードやICタグを読み取る機能を搭載したものが普及している。そして、(特許文献1)のようにアンテナのコイル軸が基板に対して垂直であるアンテナ装置が多く用いられている。 In recent years, a mobile terminal such as a mobile phone with a built-in RF-ID wireless tag or a non-contact type IC card or a function for reading an IC tag has become widespread. An antenna device in which the coil axis of the antenna is perpendicular to the substrate as in (Patent Document 1) is often used.
しかしながら、(特許文献1)のようにコイル軸が基板に対して垂直である構造では、後に詳細に説明するが、例えば非接触型ICカードを基板に対して平行にし、アンテナ装置の真上に位置すると情報を読み取ることができるが、基板に対して垂直にし、アンテナ装置の真横にすると読み取ることができない。すなわち、基板である金属体に対してコイル軸が垂直であると、ループ上アンテナのほぼ真上では磁力線が一方向に流れる。その結果、非接触型ICカードには一方向の磁力線が働き、非接触型ICカードに電流が発生して、携帯端末と非接触型ICカードとが通信を行う。しかしながら、ループ上アンテナのほぼ直横では、アンテナ側から外側に向かう磁力線と、外側からアンテナ側へ向かう磁力線とが発生する。従って、アンテナのほぼ直横に金属体に対してほぼ垂直に非接触型ICカードを位置させると、非接触型ICカードに対して両方向の磁力線が働いて打ち消しあう。その結果、非接触型ICカードに電流を発生させることができず、携帯端末と非接触型ICカードとが通信を行うことができない。 However, the structure in which the coil axis is perpendicular to the substrate as in (Patent Document 1) will be described in detail later. For example, a non-contact type IC card is made parallel to the substrate and directly above the antenna device. Information can be read when positioned, but cannot be read when it is perpendicular to the substrate and directly beside the antenna device. That is, when the coil axis is perpendicular to the metal body as the substrate, the magnetic field lines flow in one direction almost directly above the antenna on the loop. As a result, a magnetic field line in one direction acts on the non-contact type IC card, a current is generated in the non-contact type IC card, and the mobile terminal and the non-contact type IC card communicate with each other. However, a magnetic line of force from the antenna side to the outside and a magnetic line of force from the outside to the antenna side are generated almost directly beside the on-loop antenna. Therefore, when a non-contact type IC card is positioned almost perpendicularly to the metal body almost right next to the antenna, magnetic field lines in both directions work against the non-contact type IC card and cancel each other. As a result, no current can be generated in the non-contact type IC card, and the portable terminal and the non-contact type IC card cannot communicate.
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、非接触型ICカードなどの通信対象が金属体に対して平行または垂直に位置しても、良好に通信をすることができるアンテナ装置及びこれを備えた通信装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention includes an antenna device capable of performing good communication even when a communication target such as a non-contact IC card is positioned parallel or perpendicular to a metal body, and the antenna device. An object of the present invention is to provide a communication device.
上記課題を解決するために本発明は、コアと、このコアに導体を巻回してなるコイル部とを有した前記コアと略同等の外形を成すアンテナと、前記アンテナが接触して配置される配置面を有した金属体と、を備え、前記アンテナの前記コイル部の開口面を前記金属体の前記配置面に対して垂直として、前記アンテナの端部と前記金属体の端部とが揃う位置を基点とする該基点から所定距離dの範囲内で、前記アンテナを前記金属体の前記配置面の内外に配置することにより、少なくとも前記アンテナの一部が前記金属体の前記配置面上の端部へ近接配置され、通信時の前記アンテナから離れる方向の磁力線と前記アンテナへ向う方向の磁力線との境界軸を前記金属体から離れる方向へ傾かせることを特徴とするアンテナ装置とした。 In order to solve the above-described problems, the present invention is arranged such that an antenna having a core and a coil portion formed by winding a conductor around the core has an outer shape substantially equivalent to the core, and the antenna is in contact with the core. A metal body having an arrangement surface, and the end of the antenna and the end of the metal body are aligned with an opening surface of the coil portion of the antenna being perpendicular to the arrangement surface of the metal body. By disposing the antenna on the inside and outside of the arrangement surface of the metal body within a predetermined distance d from the base point with respect to the position, at least a part of the antenna is on the arrangement surface of the metal body. The antenna device is characterized in that a boundary axis between a magnetic force line in a direction away from the antenna and a magnetic force line in a direction toward the antenna during communication is inclined in a direction away from the metal body.
本発明によれば、非接触型ICカードなどの通信対象が金属体に対して平行でありアンテナ装置のほぼ真上に位置する、または金属体に対して垂直でありアンテナ装置のほぼ真横に位置しても、良好に通信をすることができるアンテナ装置及びこれを備えた通信装置を提供することができる。 According to the present invention, a communication target such as a non-contact type IC card is parallel to the metal body and located almost directly above the antenna device, or perpendicular to the metal body and located almost directly next to the antenna device. Even in this case, it is possible to provide an antenna device that can perform good communication and a communication device including the antenna device.
請求項1に記載の発明は、コアと、このコアに導体を巻回してなるコイル部とを有した前記コアと略同等の外形を成すアンテナと、前記アンテナが接触して配置される配置面を有した金属体と、を備え、前記アンテナの前記コイル部の開口面を前記金属体の前記配置面に対して垂直として、前記アンテナの端部と前記金属体の端部とが揃う位置を基点とする該基点から所定距離dの範囲内で、前記アンテナを前記金属体の前記配置面の内外に配置することにより、少なくとも前記アンテナの一部が前記金属体の前記配置面上の端部へ近接配置され、通信時の前記アンテナから離れる方向の磁力線と前記アンテナへ向う方向の磁力線との境界軸を前記金属体から離れる方向へ傾かせることを特徴とするアンテナ装置であって、非接触型ICカードなどの通信対象が金属体に対して平行でありアンテナ装置のほぼ真上に位置する、または金属体に対して垂直でありアンテナ装置のほぼ真横に位置しても、良好に通信をすることができるアンテナ装置を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, there is provided an antenna having a core and a coil part formed by winding a conductor around the core and having an outer shape substantially equivalent to the core, and an arrangement surface on which the antenna is disposed in contact A position where the end of the antenna and the end of the metal body are aligned, with the opening surface of the coil portion of the antenna being perpendicular to the arrangement surface of the metal body. By disposing the antenna inside and outside the arrangement surface of the metal body within a predetermined distance d from the base point as a base point, at least a part of the antenna is an end portion on the arrangement surface of the metal body. An antenna device, wherein the antenna device is disposed in close proximity to and tilts a boundary axis between a magnetic force line in a direction away from the antenna during communication and a magnetic force line in a direction toward the antenna in a direction away from the metal body, and is non-contact Type IC car Even if the object to be communicated is parallel to the metal body and located almost directly above the antenna device, or is perpendicular to the metal body and located almost directly beside the antenna device, it can communicate well. An antenna device that can be provided can be provided.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のアンテナを備え、前記金属体は前記アンテナに接続された基板であることを特徴とする通信装置であって、非接触型ICカードなどの通信対象が金属体に対して平行でありアンテナ装置のほぼ真上に位置する、または金属体に対して垂直でありアンテナ装置のほぼ真横に位置しても、良好に通信をすることができる通信装置を提供することができる。また、基板を金属体として併用することで、通信装置の小型化が可能となる。 A second aspect of the present invention is a communication apparatus comprising the antenna according to the first aspect, wherein the metal body is a substrate connected to the antenna, and is a non-contact type IC card or the like. Communication that allows good communication even when the object to be communicated is parallel to the metal body and located almost directly above the antenna device, or perpendicular to the metal body and located almost directly beside the antenna device. An apparatus can be provided. Further, the communication device can be miniaturized by using the substrate as a metal body.
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例におけるアンテナの概念図である。図2は、本発明の実施例におけるアンテナ装置の概念図である。 FIG. 1 is a conceptual diagram of an antenna in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
アンテナ装置は、アンテナ入出力用端子4(あるいは5)からもう片方のアンテナ入出力用端子5(あるいは4)までの電流が流れる経路を提供する。このアンテナ入出力端子4、5を含む経路で囲まれた面をアンテナ装置の開口面と定義する。またアンテナ装置に含まれるアンテナ1が電流によって生じる磁界、あるいは外界からの磁界によって生じた電流によって信号の送受を行うものと定義する。また、アンテナ1の線路で囲まれた面(コア3の断面)をアンテナ1の開口面と定義する。
The antenna device provides a path through which current flows from the antenna input / output terminal 4 (or 5) to the other antenna input / output terminal 5 (or 4). A surface surrounded by a path including the antenna input /
つまり、本実施例では、アンテナ装置によって、例えばRFID(13.56MHz)の電波を送受信できるように調整してある。 That is, in this embodiment, the antenna device is adjusted so that radio waves of, for example, RFID (13.56 MHz) can be transmitted and received.
本実施例では、アンテナ装置を構成する線路の途中にコイル部2が巻回されているコア3とともに1ヶ所挿入されており、アンテナ1を構成する。
In the present embodiment, the
また、コイル部2は、アンテナ入出力用端子4、5に対向する位置に挿入されている。これにより、コイル部2とアンテナ入出力用端子4、5をつないでアンテナ装置を形成する際に自由に形成することができる。ただし、対向する位置に限定されるものではない。
The
更に、コイル部2のコイル軸をaとすると、コイル部2の配置は、コイル軸aが、アンテナ装置の開口面に垂直であり、かつ、アンテナ1の線路のコイル部2が挿入された前後の部分を流れる電流の向き(Cの方向)に垂直になっている。
Furthermore, when the coil axis of the
なお、本実施例ではコイル軸aはC方向に対して垂直となっているが、平行となっていなければよい。 In the present embodiment, the coil axis a is perpendicular to the C direction, but may not be parallel.
また、本実施例では、コイル部2は、距離Dを隔てて配置された金属体6の端面bに垂直となるように配置されている。距離Dは0mmから∞まで考えられるが、後述するように、いずれの場合もアンテナ装置として良好な通信性能を有する。なお、図2においては、距離Dは4mmである。
Moreover, in the present Example, the
また、コア3には、磁性体を用いることでコイル部2を通過する磁束を増やすことができ、金属体6が近接した場合の通信性能がよくなるので好ましいが、磁性体に限らずセラミックや樹脂などで構成されていてもかまわない。なお、本実施例においてはフェライトコアであり、サイズは8×20×0.2mmである。
In addition, the magnetic material used for the
また、コイル部2の導体の巻回数を本実施例では約2.5ターンである。コア3の金属体に面する面に巻回されている導体の本数(コア3の金属体6に面する面において、コア3に導体を巻回す際に導体が面上に巻かれる本数)がコア3の金属体6に面する面と反対側の面に巻回されている導体の本数より少なくしている。
Further, the number of windings of the conductor of the
このように構成することで、少ない巻回数で効率のよいアンテナ装置にすることができる。 By comprising in this way, it can be set as an efficient antenna device with few winding times.
なお、図2においては、直方体のコア3の長手方向をアンテナ装置のループ上に配置したが、短辺方向を配置してもよく、所望する特性や、搭載するスペースに合わせてコイル部2とコア3の形状は自由に選ぶことができる。
In FIG. 2, the longitudinal direction of the rectangular
ただし、短辺方向を配置した場合には、コア3の短辺方向にコイル部2を巻き回して形成することはいうまでもない。
However, when the short side direction is arranged, it goes without saying that the
また、磁界強度は巻回数が増えるに伴い増加する。しかし、増加率を考えると、巻回数が整数から半周分増えるときに大きく増える。 Also, the magnetic field strength increases as the number of turns increases. However, considering the rate of increase, it increases greatly when the number of turns increases from an integer by a half turn.
ただし、巻回数は限定されるものではなく、巻回数は図2に図示している約6.5ターンより多くても少なくてもかまわない。 However, the number of turns is not limited, and the number of turns may be more or less than about 6.5 turns shown in FIG.
なお、巻回数を整数倍より約0.5ターン増やす、または減らすことは、コイル部2の両端(アンテナ装置との接続部)がコア3を挟んで両サイドにできるため、アンテナ装置に挿入しやすくなる。
Note that increasing or decreasing the number of windings by about 0.5 turns from the integral multiple is possible because both ends of the coil unit 2 (connecting portions with the antenna device) can be on both sides with the
つまり、通常のループアンテナの直線部分を置き換えるような形で挿入することができるため、挿入しやすくなる。 That is, since it can be inserted in such a way as to replace the straight portion of a normal loop antenna, it becomes easier to insert.
また、コイル部2の巻き方については、右巻きでも左巻きでもよく、配置する位置に応じて適宜選択することができる。
Moreover, about the winding method of the
また、コイル部2とアンテナ装置の導体との接続は、はんだやコネクタによる接続など、通常利用される接続方法を使用できる。あるいは、コイル部2とアンテナ装置は1本の繋がった導体で形成してもかまわない。アンテナ入出力用端子4、5は、一般的に知られているように整合回路及びICの入出力端子に接続されるものとし、接続方法はピンやバネによる接触やはんだ付け、コネクタによる接続など通常利用される接続方法を用いることができる。
In addition, the connection between the
次に、図3を用いてアンテナ装置が発生させる磁界について説明する。図3は図2に示すアンテナ装置から発生する磁力線を示す概念図である。また、図4は比較のため、従来例におけるアンテナ装置の概念図を示す。図5は、本発明の他の実施例におけるアンテナ装置の概念図である。図6は図5に示すアンテナ装置から発生する磁力線を示す概念図である。図7は、距離Dと磁界の軸Xの角度αとの関係を示す図、図8は距離dと磁界の軸Xの角度αとの関係を示す図である。 Next, the magnetic field generated by the antenna device will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a conceptual diagram showing lines of magnetic force generated from the antenna device shown in FIG. FIG. 4 is a conceptual diagram of an antenna device in a conventional example for comparison. FIG. 5 is a conceptual diagram of an antenna device according to another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a conceptual diagram showing lines of magnetic force generated from the antenna device shown in FIG. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the distance D and the angle α of the magnetic field axis X, and FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the distance d and the angle α of the magnetic field axis X.
図3に示すように、本実施例におけるアンテナ装置は、コイル部2を備えるアンテナ1と、アンテナ1に近接して配置された金属体6とを備え、アンテナ1のコイル部2の開口部は金属体6に対して垂直であり、アンテナ1を金属体6の端部に配置することを特徴とする。なお、金属体6の端部とは、アンテナ1の端部が金属体6の最外端部よりも突出する場合及び、アンテナ1の端部が金属体6の最外端部よりも内側に位置する場合の双方を含み、好ましくは、後述するアンテナ1の端部と金属体6の端部との距離dが約−8mm〜+8mmであることを示す。
As shown in FIG. 3, the antenna device according to the present embodiment includes an
対して従来のアンテナ装置は、図4に示すように、アンテナ101の開口部が金属板6に対して平行である。アンテナ入出力端子へ入った信号によりアンテナ101に電流が流れる。アンテナ101から発生する磁力線が領域Aにおいてはアンテナから離れる方向に一方向である。その結果、領域Aに位置する例えば非接触型ICカードには一方向の磁力線が働き、非接触型ICカードに電流が発生して、携帯端末と非接触型ICカードとが通信を行う。しかしながら、領域Bにおいてはアンテナから離れる方向とアンテナへ向かう方向という、逆向きの二方向に磁力線が伸びるため、お互いに打ち消しあってしまう。従って、領域B、すなわちアンテナのほぼ直横に金属体6に対してほぼ垂直に非接触型ICカードを位置させると、非接触型ICカードに対して両方向の磁力線が働いて打ち消しあう。その結果、非接触型ICカードに電流を発生させることができず、携帯端末と非接触型ICカードとが通信を行うことができない。
On the other hand, in the conventional antenna device, the opening of the
しかしながら、本願は、コイル部2を備えるアンテナ1と、アンテナ1に近接して配置された金属体6とを備え、アンテナ1のコイル部2の開口部は金属体6に対して垂直であり、アンテナ1のコイル部2の長手方向が金属体6の最端部に平行であり、端部に配置するため、例えば非接触型ICカードを領域Aだけでなく領域Bに位置させても、良好な通信を行うことができる。
However, the present application includes the
すなわち、アンテナ入出力端子4、5へ入った信号によりアンテナ1に電流が流れる。アンテナ1の開口部は金属体6に対して垂直であるため、領域Bではアンテナ1から発生する磁力線がアンテナ1から離れる方向に一方向である。その結果、領域Bに位置する例えば非接触型ICカードには一方向の磁力線が働き、非接触型ICカードに電流が発生して、本実施例のアンテナ装置を搭載する携帯端末などと非接触型ICカードとが通信を行うことができる。
That is, a current flows through the
また、領域Aにおいても、磁力線がアンテナ1から離れる方向もしくはアンテナ1に向かう方向のいずれか一方向である。それは、アンテナ1から発生する磁界8が、金属体6付近では減衰することにより、磁界8の軸Xが金属体6に対して垂直ではなく傾くからである。なお、磁界8の軸Xとはアンテナ1から離れる方向の磁力線とアンテナ1へ向かう方向の磁力線の境を結んだ直線である。従って、磁界8の軸X付近に例えば非接触型ICカードを位置させると、図4の領域Bのようにアンテナから離れる方向とアンテナへ向かう方向の磁力線の双方が例えば非接触型ICカードに働く。その結果、お互いに打ち消しあってしまうため、実施例のアンテナ装置を搭載する携帯端末などと通信することができない。
Also in the region A, the magnetic field lines are either one of the direction away from the
次に、なぜ磁界8の軸Xが金属体6に対して傾くかについて説明する。すなわち、金属体6面に誘起された渦電流が金属体6面に垂直な方向の磁界を生み出す。そのため、アンテナ1から発生する磁界と、金属体6面に誘起された渦電流から発生する磁界とが合成され、その結果、アンテナ1から発生する磁界8は金属体6付近では垂直方向に変化し、磁界8の軸Xが金属体6とは離れる側に傾く。
Next, the reason why the axis X of the
また、アンテナ1は金属体6の端部に配置されるため、アンテナ1の金属体6側(図3における右側)の磁界を減衰し、アンテナ1の金属体6から離れる側(図3における左側)の磁界を相対的に強めることができる。その結果、磁界8の軸Xを金属体6に対して傾けることができる。本実施例の構成では、磁界8の軸Xの角度αは、金属体6に対して40〜85度程度となり傾いている。すなわち、アンテナ1が金属体6の端部に配置されなければ、金属体6面上の渦電流による金属体6面に垂直な方向の磁界は小さくなり、磁界8の軸Xは金属体6に対してほぼ垂直のままである。その場合、領域Bでは通信可能であっても、領域Aでは通信することができない。
Since the
また、図7に示すようにアンテナ1と金属体6との距離Dは0mm〜8mmであるのが好ましい。図7では、アンテナ1の端部と金属体6の端部との距離dは0mmである。特に、0mm〜4mmである場合は磁界8の軸Xの角度αを55度〜80度と大きく傾けることができる。また、8mm〜12mmであっても、85度程度に傾けることができる。これは、アンテナ1と金属体6とが離れすぎると、金属体6の影響が小さくなり金属体6が磁界8の軸Xを傾ける力が薄れてしまうからである。また、通信距離は金属体6の大きさにも影響され、金属体6が大きく、アンテナを搭載する辺が長いほど通信距離は延びる。
Further, as shown in FIG. 7, the distance D between the
また、図3〜6においては、アンテナ1の端部と金属体6の端部が揃うように配置され、アンテナ1の端部と金属体6の端部との距離dは0mmである。しかしながら、図8に示すようにアンテナ1の端部が金属体6の最外端部よりも突出してもよい。図8では、アンテナ1と金属体6との距離Dは4mmであり、アンテナ1の端部が金属体6の最外端部よりも突出したとき距離dはプラスである。アンテナ1の端部が金属体6の端部よりも突出することで、金属体6の真上(領域A側)の磁界8が強くなる。しかしながら、アンテナ1の端部が金属体6の端部よりも突出しすぎると金属体6が磁界8の軸Xを傾ける力が薄れてしまう。従って、d=2mmのとき最も角度αが傾き、70度となっている。ただし、8mm突出させても角度αは85度と傾かせることができる。
3 to 6, the end of the
また、アンテナ1の端部が金属体6の最外端部よりも内側に位置してもよい。このとき、図8では距離dはマイナスで示す。アンテナ1の端部の位置が金属体6の最外端部よりも内側すぎると、図3の左側の磁界8(領域B側に向かう磁界8)も減衰され、全体の磁界8が弱まってしまう上、磁界が減衰されるので磁界8の軸Xは金属体6に対して垂直に近づいてしまう。従って、d=0mmのとき角度αは78度であり、d=−8mmのとき角度αは85度である。
Further, the end portion of the
以上のことから、アンテナ1を、金属体6の端部に位置することにより、金属体6に流れる電流を最大限活用することができる。また、角度αが85度程度であれば本発明の効果は得られ、好ましくは80度以下であるとよい。
From the above, by positioning the
次に、図2に示す本実施例のアンテナ装置と図4に示す従来のアンテナ装置との領域A、Bに向かう方向おける通信距離を比較した結果を(表1)及び(表2)を使って説明する。 Next, the results of comparing the communication distances in the directions toward the areas A and B between the antenna device of the present embodiment shown in FIG. 2 and the conventional antenna device shown in FIG. 4 are shown in (Table 1) and (Table 2). I will explain.
本実験において、図2に示す本実施例のアンテナ装置は、コア3はフェライトコアであり、サイズが8×26×0.4mmである。コイル部2は2.5ターンであり、金属体6とアンテナ1との距離Dは4mmである。また、図4に示す従来のアンテナ装置は、コア3はフェライトコアであり、サイズが15×25×0.4mmである。コイル部2は2ターンであり、金属体6とアンテナ1との距離Dは4mmである。
In this experiment, in the antenna device of this example shown in FIG. 2, the
(表1)は図2及び図4に示すアンテナ装置の通信相手が非接触型ICカードの場合であり、(表2)は通信相手がリーダライター装置の場合である (Table 1) shows a case where the communication partner of the antenna device shown in FIGS. 2 and 4 is a non-contact type IC card, and (Table 2) shows a case where the communication partner is a reader / writer device.
(表1)、(表2)から明らかなとおり、図2に示す本実施例のアンテナ装置は図4に示す従来のアンテナ装置に比較して、領域Bにて良好な通信をすることができる。また、領域Aにおいても良好な通信をすることができるのは明らかである。 As is clear from Table 1 and Table 2, the antenna device of the present embodiment shown in FIG. 2 can perform better communication in the region B than the conventional antenna device shown in FIG. . In addition, it is obvious that good communication can be performed in the area A.
なお、図2はアンテナ装置と金属体6とはある程度の隙間を持って配置されているが、携帯端末などに配置する場合、その隙間が確保できない場合があり、その場合、アンテナ装置と金属体6は近接配置され、図5のようになる。図5は、本発明の他の実施例におけるアンテナ装置の概念図である。図6は図5に示すアンテナ装置から発生する磁力線を示す概念図である。図5、図6において金属体6とアンテナ1との距離Dは0mmである。この場合も図2、3の場合と同様、金属体6面に誘起された渦電流がアンテナ1の搬送波と逆向きの磁界を生み出す。そのため、アンテナ1から発生する磁界と、金属体6面に誘起された渦電流から発生する磁界とが打ち消しあう。その結果、アンテナ1から発生する磁界8は金属体6付近では減衰し、相対的に金属体6とは離れる側(図6における領域Bに近い側)の磁界8が強まるため、磁界8の軸Xが金属体6とは離れる側に傾く。
In FIG. 2, the antenna device and the
また、アンテナ1は金属体6の端部に配置されるため、アンテナ1の金属体6側(図6における右側)の磁界を減衰し、アンテナ1の金属体6から離れる側(図6における左側)の磁界を相対的に強めることができる。その結果、磁界8の軸Xを金属体6に対して傾けることができるので、例えば非接触型ICカードを領域A及び領域Bのどちらに位置させても、良好な通信を行うことができる。
Further, since the
なお、金属体6は例えば携帯端末内の基板となるが、他の金属体、例えばバッテリーや液晶表示パネルなどであってもかまわない。
The
また、アンテナ装置を構成する導体は、被覆銅線などで構成されてもよいが、金属体6上に形成された電極パターンなどでもかまわない。コイル部2と磁性体コア3も金属体6上に実装されている構成としてもよい。図示していないが、アンテナ装置のループ内側の空いているスペースには、他の部品、例えばカメラモジュールやスピーカー、RFモジュール、他周波用のアンテナなどを実装することができる。
The conductor constituting the antenna device may be formed of a coated copper wire or the like, but may be an electrode pattern formed on the
また、コイル部2の開口部に平行なアンテナ1の端面と金属体6の端部とが一直線上に揃っていることで、製造しやすいアンテナ装置とすることができる。
Moreover, it can be set as the antenna device which is easy to manufacture because the end surface of the
また、コイル部2の開口部に平行なアンテナ1の端面が金属体6の端部から突出していることで、金属体6の真横(領域B側)の磁界8が強くなる。
Further, since the end face of the
また、アンテナ1と金属体6が接触して配置されることで、磁界8の軸Xの角度αをもっとも小さくすることができる。
Moreover, the
また、コイル部2は、金属体6の端部に位置するように配置されており、これにより、金属体6に流れる電流を最大限活用することができる。また、コイル部2のコイルの巻き方向が金属体6の端部に平行であることで、金属体6の端部に多く流れる電流をコイル部2が効率よく拾うことができ、アンテナ装置の特性を良好にすることができる。
Moreover, the
次に、本発明のアンテナ装置を通信装置である携帯端末に搭載する場合について、詳細に説明する。図9は、本発明の実施例における携帯端末を分解した場合の斜視図である。 Next, the case where the antenna device of the present invention is mounted on a portable terminal which is a communication device will be described in detail. FIG. 9 is a perspective view when the portable terminal according to the embodiment of the present invention is disassembled.
携帯端末20は液晶パネル21、操作用のボタン22、筐体25と筐体26、その中に収められる基板23、バッテリー24などで構成されている。
The
なお、上記説明した金属体6は、図9においては基板23となるが、金属体として、筐体26の内面に金属を形成してもよい(筐体26とコイル部2との間に金属膜を設けてもよい)。このように、基板23を金属体6として併用することで、通信装置の小型化が可能となる。
The
本発明のアンテナ装置及びコイル部2、コア3、アンテナ入出力用端子4、5は筐体26内側の形成されている。アンテナ装置の線路、アンテナ入出力用端子4、5は板金や金属箔テープ、あるいは印刷などによって形成され、コイル部2は粘着テープによる貼り付けやビスによる固定などで筐体26の所定の場所に取り付ける。アンテナ装置の線路とコイル部2の接続は、コネクタや圧着などの接触接続、あるいは、はんだ付けや溶接などによって行われ、アンテナ入出力用端子4、5とIC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。
The antenna device, the
なお、図9においては、基板23にアンテナ装置の線路、及びアンテナ入出力用端子4、5を備え、筐体26に設けられたコイル部2にピンにより接続され、アンテナ装置が形成されている。
In FIG. 9, the antenna device line is provided on the
筐体26と基板23の間にできる空間にはRF−ID用ICや整合回路、他周波用アンテナ、カメラユニット、スピーカー、RFモジュールなどの部品が配置され、これらの部品とアンテナ装置及びコイル部2、コア3が接していても離れていても良好な通信ができる。
Components such as an RF-ID IC, a matching circuit, an antenna for other frequencies, a camera unit, a speaker, and an RF module are arranged in the space formed between the
また、上述したようにアンテナ装置を形成する際の自由度が高いので、基板23上に形成するアンテナ装置の線路は、基板23に配置されているチップなどを避けて配置することができる。
In addition, since the degree of freedom in forming the antenna device is high as described above, the line of the antenna device formed on the
なお、本実施例では筐体26の平坦な部分に配置しているが、筐体26の局面に沿って配置することも可能である。
In this embodiment, it is arranged on a flat part of the
本発明のアンテナ装置によれば、アンテナとアンテナを搭載する筐体にある金属体との距離によらず、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として有用である。 According to the antenna device of the present invention, since the communication characteristics of the antenna can be maintained regardless of the distance between the antenna and the metal body in the casing on which the antenna is mounted, the antenna of various electronic devices such as mobile phones can be maintained. Useful as.
1 アンテナ
2 コイル部
3 コア
4、5 アンテナ入出力用端子
6 金属体
8 磁界
20 携帯端末
21 液晶パネル
22 ボタン
23 基板
24 バッテリー
25、26 筐体
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記アンテナが接触して配置される配置面を有した金属体と、を備え、
前記アンテナの前記コイル部の開口面を前記金属体の前記配置面に対して垂直として、前記アンテナの端部と前記金属体の端部とが揃う位置を基点とする該基点から所定距離dの範囲内で、前記アンテナを前記金属体の前記配置面の内外に配置することにより、少なくとも前記アンテナの一部が前記金属体の前記配置面上の端部へ近接配置され、通信時の前記アンテナから離れる方向の磁力線と前記アンテナへ向う方向の磁力線との境界軸を前記金属体から離れる方向へ傾かせることを特徴とするアンテナ装置。 An antenna having an outer shape substantially equivalent to the core having a core and a coil portion formed by winding a conductor around the core;
A metal body having a placement surface on which the antenna is placed in contact ;
The opening surface of the coil portion of the antenna is perpendicular to the arrangement surface of the metal body, and a predetermined distance d from the base point is a position where the end portion of the antenna and the end portion of the metal body are aligned. Within the range, by arranging the antenna inside and outside the arrangement surface of the metal body, at least a part of the antenna is arranged close to an end portion on the arrangement surface of the metal body, and the antenna at the time of communication An antenna device characterized in that a boundary axis between a magnetic force line in a direction away from the magnetic field and a magnetic force line in a direction toward the antenna is inclined in a direction away from the metal body.
前記金属体は前記アンテナに接続された基板であることを特徴とする通信装置。 An antenna according to claim 1,
The communication apparatus, wherein the metal body is a substrate connected to the antenna.
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