JP5561336B2 - Antenna device and portable terminal - Google Patents

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Description

本発明は、RF−ID(Radio Frequency Identification)やNFC(Near Field Communication)におけるアンテナ装置及び携帯端末に関するものである。   The present invention relates to an antenna device and a mobile terminal in RF-ID (Radio Frequency Identification) and NFC (Near Field Communication).

近年、携帯電話やスマートフォン等の携帯端末に、非接触型ICカードやICタグの情報を読み取ったり、R/Wとの情報を行うために、ループ状のアンテナが多く用いられている。   In recent years, loop-shaped antennas are often used for portable terminals such as mobile phones and smartphones in order to read information on non-contact type IC cards and IC tags and to perform information on R / W.

これらのループ状のアンテナにおいて、例えば非接触ICカードから情報を読み取る場合、一般的にループ状のアンテナは非接触ICカードより小さく、磁界取り込み領域(通信可能領域)が狭いため、読み取りにくい場合があった。   In these loop-shaped antennas, for example, when reading information from a non-contact IC card, the loop-shaped antenna is generally smaller than the non-contact IC card and the magnetic field capturing area (communication area) is narrow, so it may be difficult to read. there were.

そこで、上記通信可能領域を拡張するものとして、ループ状のアンテナと金属線を組み合わせたものがある(例えば、特許文献1参照)。   Accordingly, there is a combination of a loop antenna and a metal wire as an extension of the communicable area (see, for example, Patent Document 1).

特開2008−28506号公報JP 2008-28506 A

しかしながら、上記従来の構造では金属線を用いて通信可能領域の拡張を行っているため拡張した領域内に近傍に金属線が存在しない空気領域が存在する。   However, in the above conventional structure, since the communicable area is expanded using the metal wire, there is an air area in the vicinity where the metal line does not exist in the expanded area.

そのため、空気領域に非接触ICカードからの送信磁界が入るとループ状のアンテナにはほとんどICカードからの磁束による誘電起電力が発生せず、その結果通信領域を拡張したとしても、上記空気領域においてループ状のアンテナはICカードと通信できない恐れがあった。   Therefore, when a transmission magnetic field from a non-contact IC card enters the air region, almost no dielectric electromotive force is generated in the loop antenna due to the magnetic flux from the IC card. As a result, even if the communication region is expanded, the air region However, the loop antenna may not be able to communicate with the IC card.

そこで、本発明は上記の問題に鑑み、通信可能領域を拡張しつつ、通信可能領域内で良好な通信性能を有したアンテナ装置及び携帯端末を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an antenna device and a portable terminal that have good communication performance in a communicable region while expanding the communicable region.

上記課題を解決するために本発明は、絶縁性のアンテナ基板と、前記アンテナ基板上に形成され、内側の開口部から平面状かつスパイラル状に導線が巻回された略矩形の平面アンテナと、前記平面アンテナの平面よりも大きな面を有する磁性シートと、前記平面アンテナの入出力端子が設けられる辺を除く3辺と沿うように、前記開口部と略同じ大きさのコの字形状の切り欠き部を外周に持つ金属体と、を備え、前記平面アンテナの通信側から見て、前記金属体、前記アンテナ基板、前記平面アンテナ、前記磁性シートの順で配置されることを特徴とするアンテナ装置及び携帯端末である。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an insulating antenna substrate, a substantially rectangular planar antenna formed on the antenna substrate, in which a conductive wire is wound in a planar shape and a spiral shape from an inner opening, A U-shaped cut having substantially the same size as that of the opening along the magnetic sheet having a surface larger than the plane of the planar antenna and three sides excluding the side where the input / output terminals of the planar antenna are provided. A metal body having a notch on the outer periphery, and the antenna is arranged in the order of the metal body, the antenna substrate, the planar antenna, and the magnetic sheet when viewed from the communication side of the planar antenna. A device and a portable terminal.

本発明によれば、通信可能領域を拡張しつつ、通信可能領域内で良好な通信性能を有したものを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, what has favorable communication performance within a communicable area | region can be provided, expanding a communicable area | region.

本発明の実施例1におけるアンテナ装置の斜視図The perspective view of the antenna apparatus in Example 1 of this invention 本発明の実施例1におけるアンテナ装置の上面図The top view of the antenna apparatus in Example 1 of this invention 本発明の実施例1におけるアンテナ装置の側面図The side view of the antenna apparatus in Example 1 of this invention 本発明の実施例1におけるアンテナ装置から磁界を放射するときの概念を説明した図The figure explaining the concept when radiating | emitting a magnetic field from the antenna apparatus in Example 1 of this invention 本発明の実施例1におけるアンテナ装置が磁界を受けるときの概念を説明した図The figure explaining the concept when the antenna apparatus in Example 1 of this invention receives a magnetic field 本発明の実施例1におけるアンテナ装置が放射する磁界強度を表した図The figure showing the magnetic field intensity which the antenna device in Example 1 of the present invention radiates 本発明の実施例1におけるアンテナ装置を用いた携帯端末の分解斜視図The disassembled perspective view of the portable terminal using the antenna apparatus in Example 1 of this invention. 本発明の実施例2におけるアンテナ装置の斜視図The perspective view of the antenna apparatus in Example 2 of this invention 本発明の実施例2におけるアンテナ装置の平面図The top view of the antenna apparatus in Example 2 of this invention 本発明の実施例2におけるアンテナ装置の側面図Side view of the antenna device according to the second embodiment of the present invention. 本発明の実施例2におけるアンテナ装置が磁界を放射するときの概念を説明した図The figure explaining the concept when the antenna apparatus in Example 2 of this invention radiates | emits a magnetic field. 本発明の実施例2におけるアンテナ装置が磁界を受けるときの概念を説明した図The figure explaining the concept when the antenna apparatus in Example 2 of this invention receives a magnetic field 本発明の実施例2におけるアンテナ装置が放射する磁界強度を表した図The figure showing the magnetic field intensity which the antenna device in Example 2 of the present invention radiates 本発明の実施例2におけるアンテナ装置を用いた携帯端末の分解斜視図The disassembled perspective view of the portable terminal using the antenna apparatus in Example 2 of this invention 本発明の実施例2における別のアンテナ装置が放射する磁界強度を表した図The figure showing the magnetic field intensity which another antenna apparatus in Example 2 of the present invention radiates

本発明のアンテナ装置及び携帯端末は、絶縁性のアンテナ基板と、前記アンテナ基板上に形成され、内側の開口部から平面状かつスパイラル状に導線が巻回された略矩形の平面アンテナと、前記平面アンテナの平面よりも大きな面を有する磁性シートと、前記平面アンテナの入出力端子が設けられる辺を除く3辺と沿うように、前記開口部と略同じ大きさのコの字形状の切り欠き部を外周に持つ金属体と、を備え、前記平面アンテナの通信側から見て、前記金属体、前記アンテナ基板、前記平面アンテナ、前記磁性シートの順で配置されることを特徴とする。 An antenna device and a mobile terminal of the present invention include an insulative antenna substrate, a substantially rectangular planar antenna formed on the antenna substrate, in which a conductive wire is wound in a planar shape and a spiral shape from an inner opening, A U-shaped notch having substantially the same size as the opening along the magnetic sheet having a surface larger than the plane of the planar antenna and three sides excluding the side where the input / output terminals of the planar antenna are provided A metal body having a portion on the outer periphery, and the metal body, the antenna substrate, the planar antenna, and the magnetic sheet are arranged in this order when viewed from the communication side of the planar antenna.

これにより、通信可能領域を拡張しつつ、通信可能領域内の空気領域を減少させるため、通信可能領域内で良好な通信性能を有したアンテナ装置を提供することができる。   Thereby, since the air area | region in a communicable area is reduced, expanding a communicable area | region, the antenna apparatus which has favorable communication performance in a communicable area | region can be provided.

以下、本発明の実施例について以下図面を用いて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施例1)
図1は本発明の実施例1におけるアンテナ装置の斜視図であり、図2は本発明の実施例1におけるアンテナ装置の上面図であり、図3は本発明の実施例1におけるアンテナ装置の側面図である。なお、図3は図2のA−A‘断面図である。
Example 1
1 is a perspective view of an antenna device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a top view of the antenna device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a side view of the antenna device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

図1に表されたアンテナ装置1は、アンテナ基板2の上にループ状のアンテナパターン3が形成されている。図1においては、アンテナパターン3は3ターンの場合を図示しているが、3ターンに限定するものではない。   In the antenna device 1 shown in FIG. 1, a loop-shaped antenna pattern 3 is formed on an antenna substrate 2. In FIG. 1, the antenna pattern 3 has a case of 3 turns, but is not limited to 3 turns.

また、アンテナ上部に金属が配置されたときの影響を軽減するために、アンテナパターン3の上部に磁性体シート4を配置している。   Further, in order to reduce the influence when metal is arranged on the upper part of the antenna, the magnetic sheet 4 is arranged on the upper part of the antenna pattern 3.

また、アンテナパターン3は、入出力端子5、6によって、整合回路およびICの入出
力端子に接続される。
The antenna pattern 3 is connected to the matching circuit and the input / output terminals of the IC by the input / output terminals 5 and 6.

ここで、金属体7には、金属体7の外周と繋がるように形成され、アンテナの形状に合わせた矩形状の切り欠き部8が設けられ、金属体7は、切り欠き部8によってコの字形状となっている。   Here, the metal body 7 is formed so as to be connected to the outer periphery of the metal body 7, and is provided with a rectangular cutout portion 8 that matches the shape of the antenna. It has a letter shape.

つまり、切り欠き部8は、金属体7の中に穴が設けられるように形成するのではなく、金属体7の外周から切り欠いたような形状になっている。   That is, the notch 8 is not formed so that a hole is provided in the metal body 7, but has a shape that is cut out from the outer periphery of the metal body 7.

そして、その金属体7の切り欠き部8を覆うようにアンテナ基板2とアンテナパターン3を金属体7にほぼ接して配置し、金属体7、アンテナ基板2、アンテナパターン3、磁性体シート4の順に積層している。   Then, the antenna substrate 2 and the antenna pattern 3 are arranged so as to substantially contact the metal body 7 so as to cover the notch 8 of the metal body 7, and the metal body 7, the antenna substrate 2, the antenna pattern 3, and the magnetic sheet 4 are arranged. They are stacked in order.

以下、図2、図3を中心にアンテナパターン3と切り欠き部8の形状について詳細に説明する。   Hereinafter, the shape of the antenna pattern 3 and the cutout portion 8 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.

図を見れば明らかなように、切り欠き部8の大きさは、アンテナパターン3の外形(アンテナパターン3の最外周のループの大きさ)より小さく、さらにアンテナパターン3の開口部(アンテナパターン3の最内周のループの大きさ)に沿うように形成されている。   As is apparent from the figure, the size of the notch 8 is smaller than the outer shape of the antenna pattern 3 (the size of the outermost loop of the antenna pattern 3), and the opening of the antenna pattern 3 (antenna pattern 3). (The size of the innermost loop).

つまり、切り欠き部8は、アンテナパターン3の開口部とほぼ同じ大きさにしている。   That is, the notch 8 is approximately the same size as the opening of the antenna pattern 3.

そして、アンテナパターン3の開口部を切り欠き部8に一致するように配置し、図2に示すように、アンテナパターン3は、切り欠き部8を設けた側の金属体7の一辺と直線状となるようにしている。   Then, the opening of the antenna pattern 3 is arranged so as to coincide with the notch 8, and the antenna pattern 3 is linear with one side of the metal body 7 on the side where the notch 8 is provided, as shown in FIG. It is trying to become.

また、図3に示すようにアンテナパターン3は、アンテナ基板2を介して、金属体7の上に配置されている。   Further, as shown in FIG. 3, the antenna pattern 3 is disposed on the metal body 7 via the antenna substrate 2.

上記のようにすることで、後述するが金属体7に発生する電流を効率よく利用することができる。   By doing as mentioned above, although mentioned later, the electric current which generate | occur | produces in the metal body 7 can be utilized efficiently.

また、切り欠き部8の位置は、本実施例では、切り欠きを設ける部分の辺の中心となるように配置している。   Further, in this embodiment, the position of the notch 8 is arranged so as to be the center of the side of the portion where the notch is provided.

以下、アンテナ装置1の構成について説明する。   Hereinafter, the configuration of the antenna device 1 will be described.

まずアンテナ基板2について説明する。アンテナ基板2はアンテナパターン3、入出力端子5、6などの電子部材を搭載するベース基板であり、本実施例では絶縁性を有する基板であればよく、例えば、ポリイミド、PET、ガラエポ基板等で形成することが可能である。   First, the antenna substrate 2 will be described. The antenna substrate 2 is a base substrate on which electronic members such as the antenna pattern 3 and the input / output terminals 5 and 6 are mounted. In this embodiment, any substrate having insulation properties may be used. For example, polyimide, PET, glass epoxy substrate, etc. It is possible to form.

次にアンテナパターン3について説明する。アンテナパターン3は、スパイラル状に形成される。スパイラルの構造としては、中央に開口部を備えたスパイラル形状であればよく、その形状は円形または略矩形または三角形や四角形に代表される多角形のいずれであってもよい。また、アンテナパターン3の配置は、同一平面上に配置しても積層して配置してもよい。スパイラル構造とすることで、開口部に、リーダライタから発生された磁界を鎖交させ、誘導電力を誘起させ、入出力端子5、6と接続される整合回路およびICチップに電気信号を伝達させることが可能となり、リーダライタとの通信が可能となる。さらに、パターンの材質としては、導電性を有するものであればよく、金、銀、銅、アルミ
、ニッケル等の導電性の金属製線材、金属製板材、金属製箔材、または金属製筒材等から適宜選択することができ、金属線、金属箔、導電性ペースト、めっき転写、スパッタ、蒸着、もしくは、スクリーン印刷により形成することができる。
Next, the antenna pattern 3 will be described. The antenna pattern 3 is formed in a spiral shape. The spiral structure may be a spiral shape having an opening at the center, and the shape may be a circle, a substantially rectangle, or a polygon represented by a triangle or a rectangle. The antenna pattern 3 may be arranged on the same plane or may be laminated. With the spiral structure, the magnetic field generated from the reader / writer is linked to the opening to induce the induced power, and the electric signal is transmitted to the matching circuit and the IC chip connected to the input / output terminals 5 and 6. And communication with the reader / writer becomes possible. Further, the pattern material may be any conductive material such as gold, silver, copper, aluminum, nickel or other conductive metal wire, metal plate, metal foil, or metal cylinder. It can select suitably from etc., and can form by metal wire, metal foil, an electrically conductive paste, plating transcription | transfer, sputtering, vapor deposition, or screen printing.

次に磁性体シート4について説明する。磁性体シート4は、アンテナパターン3の上部に配置されており、形状としては円形または略矩形または三角形や四角形に代表される多角形のいずれであってもよい。磁性体シート4は、磁性体シート4の上部に金属体が配置されたときの影響を軽減するためのものであり、アンテナパターン3を完全に覆っていることが望ましく、アンテナパターン3を覆っていれば、アンテナパターン3より大きくてもよく、例えば、金属体7と同じ大きさであってもよい。   Next, the magnetic sheet 4 will be described. The magnetic sheet 4 is disposed on the upper part of the antenna pattern 3 and may have a circular shape, a substantially rectangular shape, or a polygonal shape represented by a triangle or a quadrangle. The magnetic sheet 4 is for reducing the influence when a metal body is disposed on the upper part of the magnetic sheet 4. The magnetic sheet 4 desirably covers the antenna pattern 3 completely, and covers the antenna pattern 3. As long as it is larger than the antenna pattern 3, for example, it may be the same size as the metal body 7.

また、磁性体の材質としては、フェライトなどの絶縁性磁性体、または電磁鋼板などの導電性磁性体のいずれであってもよい。   Moreover, as a material of a magnetic body, any of insulating magnetic bodies, such as a ferrite, or electroconductive magnetic bodies, such as an electromagnetic steel plate, may be sufficient.

次に入出力端子5、6について説明する。入出力端子5、6はアンテナパターン3と電気的に接続されている。材質としては導電性を有するものであればよく、金、銀、銅、アルミ、ニッケル等の導電性の金属製線材、金属製板材、金属製箔材、または金属製筒材等から適宜選択することができ、金属線、金属箔、導電性ペースト、めっき転写、スパッタ、蒸着、もしくは、スクリーン印刷により形成することができる。また、入出力端子5、6は整合回路およびICチップと電気的に接続されるものであり、接続方法としてはピンやバネによる接続やはんだ付け、コネクタによる接続など、通常利用される接続方法を選択できる。   Next, the input / output terminals 5 and 6 will be described. The input / output terminals 5 and 6 are electrically connected to the antenna pattern 3. The material may be any material as long as it has conductivity, and is appropriately selected from conductive metal wires such as gold, silver, copper, aluminum, and nickel, metal plates, metal foils, and metal cylinders. It can be formed by metal wire, metal foil, conductive paste, plating transfer, sputtering, vapor deposition, or screen printing. The input / output terminals 5 and 6 are electrically connected to the matching circuit and the IC chip. As a connection method, a commonly used connection method such as connection with a pin or a spring, soldering, or connection with a connector is used. You can choose.

材質としては導電性を有するものであればよく、金、銀、銅、アルミ、ニッケル等の導電性の金属製箔材、金属製板材等から適宜選択することができ、金属箔、導電性ペースト、めっき転写、スパッタ、蒸着、もしくはスクリーン印刷により形成することができる。   Any material may be used as long as it has conductivity, and can be appropriately selected from conductive metal foil materials such as gold, silver, copper, aluminum, and nickel, and metal plate materials. , Plating transfer, sputtering, vapor deposition, or screen printing.

次に図4、図5を用いて本発明のアンテナ装置の動作概念を説明する。   Next, the operation concept of the antenna device of the present invention will be described with reference to FIGS.

図4はアンテナから送信する場合の本発明の概念図である。外部回路より、入出力端子5、6へ入った信号によりアンテナパターン3に電流9が流れ、それによって磁界10が生じる。金属体7には磁界10を打ち消す方向に渦電流11が発生するが、このとき金属体7にアンテナパターン3の開口部に沿うように切り欠き部8を設けることで、切り欠き部の3辺には、アンテナパターン3に流れる電流9に対して逆方向となる渦電流11が流れるが、金属体7の切り欠き部8以外の部分に流れる渦電流11はアンテナパターン3に流れる電流9に対して順方向となるため、見かけ上アンテナパターンが大きくなった状態になり、通信相手となるカードとの結合度が強くなるため、結果として通信性能が向上することになる。   FIG. 4 is a conceptual diagram of the present invention when transmitting from an antenna. A current 9 flows from the external circuit to the antenna pattern 3 by a signal input to the input / output terminals 5 and 6, thereby generating a magnetic field 10. An eddy current 11 is generated in the metal body 7 in the direction of canceling the magnetic field 10. At this time, by providing the metal body 7 with a notch portion 8 along the opening of the antenna pattern 3, three sides of the notch portion are formed. The eddy current 11 flows in a direction opposite to the current 9 flowing in the antenna pattern 3, but the eddy current 11 flowing in a portion other than the notch portion 8 of the metal body 7 corresponds to the current 9 flowing in the antenna pattern 3. As a result, the antenna pattern is apparently enlarged, and the degree of coupling with the communication partner card is increased. As a result, the communication performance is improved.

図5はアンテナが外部からの磁界を受ける場合の本発明の概念図である。外部からの磁界12によって、金属体7の外周部に沿って渦電流13が流れ、渦電流13によって金属体7の外周部には磁界14が発生する。このとき金属体7にアンテナパターン3の開口部に沿うように切り欠き部8を設けることで、切り欠き部8の3辺の外周部には図5のような磁界14が発生するため、アンテナパターン3の内周部には図5のような、下向きの磁界15が発生することになる。このとき磁界15を打ち消す方向にアンテナパターン3には渦電流16が発生するが、この渦電流16は金属体7の外周部に流れる渦電流13と順方向となるため、見かけ上アンテナパターンが大きくなった状態になり、通信相手となるRWが発する磁界をより多く受信できるようになり、結果として通信性能が向上することになる。   FIG. 5 is a conceptual diagram of the present invention when the antenna receives a magnetic field from the outside. An eddy current 13 flows along the outer periphery of the metal body 7 by the magnetic field 12 from the outside, and a magnetic field 14 is generated in the outer periphery of the metal body 7 by the eddy current 13. At this time, by providing the notch 8 along the opening of the antenna pattern 3 in the metal body 7, the magnetic field 14 as shown in FIG. A downward magnetic field 15 as shown in FIG. 5 is generated in the inner periphery of the pattern 3. At this time, an eddy current 16 is generated in the antenna pattern 3 in the direction in which the magnetic field 15 is canceled out. As a result, it becomes possible to receive more magnetic fields generated by the RW as the communication partner, and as a result, the communication performance is improved.

図6は本発明のアンテナ装置1と、金属体7を用いない場合のアンテナ装置を比較したときの実験結果である。測定条件は以下の通りである。まず、本発明のアンテナ装置1を上下反対にして配置し、入出力端子5、6から整合回路を介して入力インピーダンスを50Ωに整合させた後、シグナルジェネレータから20dBmを入力する。金属体7のサイズは62mm×38mm、アンテナパターン3の外形サイズは20mm×20mmである。   FIG. 6 shows experimental results when comparing the antenna device 1 of the present invention with the antenna device without using the metal body 7. The measurement conditions are as follows. First, the antenna device 1 of the present invention is arranged upside down, and the input impedance is matched to 50Ω from the input / output terminals 5 and 6 through the matching circuit, and then 20 dBm is input from the signal generator. The size of the metal body 7 is 62 mm × 38 mm, and the outer size of the antenna pattern 3 is 20 mm × 20 mm.

次に、上記アンテナ装置1の上空に72mm×42mmサイズで1ターンの探りコイルを配置し、上記探りコイルの両端をオシロスコープの観測端子に接続し、1MΩのポートインピーダンスで観測する。上記アンテナ装置1から発生した磁界が、上記探りコイルを鎖交することにより探りコイルの両端に誘導起電圧が発生し、上記オシロスコープによって観測されることになる。上記探りコイルは、上記アンテナ装置1の金属体7の中心と上記探りコイルの中心を正対させるように配置している。   Next, a probe coil of one turn with a size of 72 mm × 42 mm is arranged above the antenna device 1, and both ends of the probe coil are connected to observation terminals of an oscilloscope and observed with a port impedance of 1 MΩ. When the magnetic field generated from the antenna device 1 is linked to the probe coil, an induced electromotive voltage is generated at both ends of the probe coil and is observed by the oscilloscope. The probe coil is disposed so that the center of the metal body 7 of the antenna device 1 and the center of the probe coil are opposed to each other.

また、金属体7を用いない場合は、アンテナパターン3の中心と上記探りコイルの中心を正対させるように配置している。図6のグラフの横軸はアンテナ装置1と探りコイルの距離であり、縦軸は上記オシロスコープで観測した電圧波形のピーク間電圧の値である。図6のグラフによれば、金属体7を用いない場合のアンテナ装置と比較して、本発明のアンテナ装置1の方がより大きな誘導起電圧を発生させることができ、特に20mm以内の近傍においてはより大きな効果が確認できる。   When the metal body 7 is not used, the center of the antenna pattern 3 and the center of the search coil are arranged to face each other. The horizontal axis of the graph of FIG. 6 is the distance between the antenna device 1 and the probe coil, and the vertical axis is the value of the peak-to-peak voltage of the voltage waveform observed with the oscilloscope. According to the graph of FIG. 6, the antenna device 1 of the present invention can generate a larger induced electromotive voltage than the antenna device in the case where the metal body 7 is not used, particularly in the vicinity of 20 mm or less. Can confirm a greater effect.

図7は本発明の実施例1のアンテナ装置を用いた携帯端末(本実施例では携帯電話)の分解斜視図である。携帯端末18は液晶パネル19とボタン20と筐体23と筐体24とそれに内包される基板21とバッテリー22などから構成されており、アンテナ装置1が筐体24に取り付けられている。アンテナ装置1は、基板21の、液晶パネル19が配置されている方向とは反対側の面に取り付けられている。また金属体7は、筐体24に貼り付けられており、その上にアンテナパターン3、磁性体シート4が重ねられた構造になっている。   FIG. 7 is an exploded perspective view of a mobile terminal (a mobile phone in this embodiment) using the antenna device according to the first embodiment of the present invention. The portable terminal 18 includes a liquid crystal panel 19, a button 20, a casing 23, a casing 24, a substrate 21 included therein, a battery 22, and the like, and the antenna device 1 is attached to the casing 24. The antenna device 1 is attached to the surface of the substrate 21 opposite to the direction in which the liquid crystal panel 19 is disposed. The metal body 7 is attached to the casing 24, and the antenna pattern 3 and the magnetic sheet 4 are stacked thereon.

金属体7は筐体24に貼り付けなくてもよいが、金属体7と基板21およびそれに実装される金属部品が接近すると特性が劣化するため、金属体7と基板21およびそれに実装される金属部品の距離をできる限り離すことが望ましい。   The metal body 7 does not have to be attached to the housing 24. However, since the characteristics deteriorate when the metal body 7, the substrate 21 and the metal component mounted thereon are brought close to each other, the metal body 7 and the substrate 21 and the metal mounted thereon are removed. It is desirable to keep the parts as far apart as possible.

また、筐体24と金属体7を一体化してもよく、その場合の筐体24の材質としては、金属体7と同様、導電性を有するものであればよく、金、銀、銅、アルミ、ニッケル等の導電性の金属製箔材、金属製板材等から適宜選択することができ、金属箔、導電性ペースト、めっき転写、スパッタ、蒸着、もしくはスクリーン印刷により形成することができる。   In addition, the casing 24 and the metal body 7 may be integrated, and the material of the casing 24 in that case may be any material as long as the metal body 7 has conductivity, such as gold, silver, copper, and aluminum. It can be appropriately selected from conductive metal foil materials such as nickel, metal plate materials, etc., and can be formed by metal foil, conductive paste, plating transfer, sputtering, vapor deposition, or screen printing.

また、基板21を金属体7の代わりにしてもよく、その場合、基板21の、液晶パネルが配置されている方向とは反対側の面に取り付けられ、構造としては、基板21の下に磁性体シート4、アンテナパターン3の順番で配置される。   Further, the substrate 21 may be used in place of the metal body 7. In this case, the substrate 21 is attached to the surface of the substrate 21 opposite to the direction in which the liquid crystal panel is disposed, and the structure is magnetic under the substrate 21. The body sheet 4 and the antenna pattern 3 are arranged in this order.

さらに、本実施例では、金属体7を金属製箔材等の形成しているため、例えば、カメラ等の搭載する携帯端末の部品の配置に応じて金属体7に切り欠きを設けて、部品の配置を避けて配置することができる。   Furthermore, in this embodiment, since the metal body 7 is formed of a metal foil material or the like, for example, a notch is provided in the metal body 7 in accordance with the arrangement of the parts of the mobile terminal mounted on the camera or the like. Can be placed avoiding the placement of.

また、上記のように金属体7を金属製箔材等の折り曲げることができる材料を利用する、または、スパッタ等で筐体の曲面に直接形成することで、金属体7を筐体の曲面に沿って配置することができ、曲面に配置できない従来のアンテナ装置と比較して、アンテナ装
置として自由に設計を行うことができる。
In addition, the metal body 7 is formed on the curved surface of the casing by using a material that can be bent, such as a metal foil material, or by directly forming the curved surface of the casing by sputtering or the like as described above. The antenna device can be freely designed as compared with a conventional antenna device that can be arranged along a curved surface and cannot be arranged on a curved surface.

(実施例2)
図8は本発明の実施例2におけるアンテナ装置1の斜視図であり、図9は本発明の実施例2におけるアンテナ装置の平面図であり、図10は本発明の実施例2におけるアンテナ装置の側面図である。
(Example 2)
8 is a perspective view of the antenna device 1 according to the second embodiment of the present invention, FIG. 9 is a plan view of the antenna device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a plan view of the antenna device according to the second embodiment of the present invention. It is a side view.

図8に表されたアンテナ装置1は、アンテナ基板2の上にループ状のアンテナパターン3が形成されている。図8においては、アンテナパターン3は3ターンの場合を図示しているが、3ターンに限定するものではない。また、アンテナ上部に金属が配置されたときの影響を軽減するために、アンテナパターン3の上部に磁性体シート4を配置している。また、アンテナパターン3は入出力端子5、6によって、整合回路およびICの入出力端子に接続される。金属体7はアンテナ基板にほぼ接して配置されている。金属体7の切り欠き部8は、まずアンテナパターン3を金属体7の中心部に配置したときのアンテナパターン3の開口部に沿って切り抜き、そのうちの1辺から金属体7の向かい合う辺にスリット17を入れた形状に配置されている。アンテナ装置1の構成については、本発明の実施例1と同様である。   In the antenna device 1 shown in FIG. 8, a loop-shaped antenna pattern 3 is formed on an antenna substrate 2. In FIG. 8, the antenna pattern 3 has a case of 3 turns, but is not limited to 3 turns. Further, in order to reduce the influence when metal is arranged on the upper part of the antenna, the magnetic sheet 4 is arranged on the upper part of the antenna pattern 3. The antenna pattern 3 is connected to the matching circuit and the input / output terminals of the IC by the input / output terminals 5 and 6. The metal body 7 is disposed substantially in contact with the antenna substrate. The cutout portion 8 of the metal body 7 is cut out along the opening of the antenna pattern 3 when the antenna pattern 3 is arranged at the center of the metal body 7, and is slit from one side to the opposite side of the metal body 7. 17 is arranged in a shape. About the structure of the antenna apparatus 1, it is the same as that of Example 1 of this invention.

次に図11、図12を用いて本発明のアンテナ装置の動作概念を説明する。   Next, the operation concept of the antenna device of the present invention will be described with reference to FIGS.

図11はアンテナから送信する場合の本発明の概念図である。外部回路より、入出力端子5、6へ入った信号によりアンテナパターン3に電流9が流れ、それによって磁界10が生じる。金属体7には磁界10を打ち消す方向に渦電流11が発生するが、このとき金属体7にアンテナパターン3の開口部に沿うように切り欠き部8と、切り欠き部8の1辺から金属体7の外周部へスリット17を設けることで、切り欠き部の各辺には、アンテナパターン3に流れる電流9に対して逆方向となる渦電流11が流れるが、スリット17によって切り欠き部の各辺を流れる渦電流11は金属体7の外周部へと誘導されるため、金属体7の外周部を流れる渦電流11はアンテナパターン3に流れる電流9に対して順方向となる。そのため見かけ上アンテナパターンが大きくなった状態になり、通信相手となるカードとの結合度が強くなるため、結果として通信性能が向上することになる。   FIG. 11 is a conceptual diagram of the present invention when transmitting from an antenna. A current 9 flows from the external circuit to the antenna pattern 3 by a signal input to the input / output terminals 5 and 6, thereby generating a magnetic field 10. An eddy current 11 is generated in the metal body 7 in the direction of canceling the magnetic field 10. At this time, the metal body 7 is cut from the notch 8 along the opening of the antenna pattern 3 and the metal from one side of the notch 8. By providing the slits 17 on the outer periphery of the body 7, eddy currents 11 in the opposite direction to the current 9 flowing in the antenna pattern 3 flow on each side of the cutouts. Since the eddy current 11 flowing in each side is induced to the outer peripheral portion of the metal body 7, the eddy current 11 flowing in the outer peripheral portion of the metal body 7 is forward with respect to the current 9 flowing in the antenna pattern 3. As a result, the antenna pattern appears to be large, and the degree of coupling with the card that is the communication partner increases, resulting in improved communication performance.

図12はアンテナが外部からの磁界を受ける場合の本発明の概念図である。外部からの磁界12によって、金属体7の外周部に沿って渦電流13が流れ、渦電流13によって金属体7の外周部には磁界14が発生する。このとき金属体7にアンテナパターン3の開口部に沿うように切り欠き部8と、切り欠き部8の1辺から金属体7の外周部へスリット17を設けることで、切り欠き部8の各辺の外周部には図12のような磁界14が発生するため、アンテナパターン3の内周部には図12のような、下向きの磁界15が発生することになる。このとき磁界15を打ち消す方向にアンテナパターン3には渦電流16が発生するが、この渦電流16は金属体7の外周部に流れる渦電流13と順方向となるため、見かけ上アンテナパターンが大きくなった状態になり、通信相手となるRWが発する磁界をより多く受信できるようになり、結果として通信性能が向上することになる。   FIG. 12 is a conceptual diagram of the present invention when the antenna receives a magnetic field from the outside. An eddy current 13 flows along the outer periphery of the metal body 7 by the magnetic field 12 from the outside, and a magnetic field 14 is generated in the outer periphery of the metal body 7 by the eddy current 13. At this time, the notch 8 is provided in the metal body 7 along the opening of the antenna pattern 3, and the slit 17 is provided from one side of the notch 8 to the outer periphery of the metal body 7. Since a magnetic field 14 as shown in FIG. 12 is generated at the outer peripheral portion of the side, a downward magnetic field 15 as shown in FIG. 12 is generated at the inner peripheral portion of the antenna pattern 3. At this time, an eddy current 16 is generated in the antenna pattern 3 in a direction in which the magnetic field 15 is canceled. However, since the eddy current 16 is in a forward direction with the eddy current 13 flowing in the outer peripheral portion of the metal body 7, the antenna pattern appears to be large. As a result, it becomes possible to receive more magnetic fields generated by the RW as the communication partner, and as a result, the communication performance is improved.

図13は本発明のアンテナ装置1と、金属体7を用いない場合のアンテナ装置を比較したときの実験結果である。測定条件は、本発明の実施例1と同様である。図13のグラフによれば、金属体7を用いない場合のアンテナ装置と比較して、本発明のアンテナ装置1の方がより大きな誘導起電圧を発生させることができ、特に20mm以内の近傍においてはより大きな効果が確認できる。   FIG. 13 shows experimental results when the antenna device 1 of the present invention is compared with the antenna device when the metal body 7 is not used. The measurement conditions are the same as in Example 1 of the present invention. According to the graph of FIG. 13, the antenna device 1 of the present invention can generate a larger induced electromotive voltage than the antenna device in the case where the metal body 7 is not used, particularly in the vicinity of 20 mm or less. Can confirm a greater effect.

図14は本発明の実施例2のアンテナ装置を用いた携帯端末の分解斜視図である。携帯端末18とアンテナ装置1の構造については、本発明の実施例1と同様である。アンテナ
パターン3は、金属体7の中心に配置するのが望ましい。この場合においても、金属体7は筐体24に貼り付けなくてもよいが、金属体7と基板21およびそれに実装される金属部品が接近すると特性が劣化するため、金属体7と基板21およびそれに実装される金属部品の距離をできる限り離すことが望ましい。
FIG. 14 is an exploded perspective view of a portable terminal using the antenna device according to the second embodiment of the present invention. The structures of the portable terminal 18 and the antenna device 1 are the same as those of the first embodiment of the present invention. The antenna pattern 3 is preferably arranged at the center of the metal body 7. Even in this case, the metal body 7 does not have to be attached to the casing 24. However, when the metal body 7 and the substrate 21 and the metal parts mounted on the metal body 7 approach each other, the characteristics deteriorate, so the metal body 7 and the substrate 21 and It is desirable to keep the distance between the metal parts mounted on it as much as possible.

また、図1ではアンテナパターン3の開口部の3辺に沿うように切り欠き部8を形成しているが、切り欠き8をアンテナパターン3の開口部の2辺に沿うように形成してもよい。   In FIG. 1, the notch 8 is formed along the three sides of the opening of the antenna pattern 3. However, the notch 8 may be formed along the two sides of the opening of the antenna pattern 3. Good.

図15は、金属体7の切り欠き部8がアンテナパターン3の開口部の2辺に沿うときのアンテナ装置1と、金属体7を用いない場合のアンテナ装置を比較したときの実験結果である。図15のグラフによれば、アンテナパターン3の開口部の2辺に沿うときも、金属体7を用いない場合のアンテナ装置と比較して、本発明のアンテナ装置1の方がより大きな誘導起電圧を発生させることができる。   FIG. 15 shows experimental results when comparing the antenna device 1 when the notch 8 of the metal body 7 is along two sides of the opening of the antenna pattern 3 and the antenna device when the metal body 7 is not used. . According to the graph of FIG. 15, the antenna device 1 according to the present invention has a larger induction when compared to the antenna device when the metal body 7 is not used even when the two sides of the opening of the antenna pattern 3 are along. A voltage can be generated.

本発明のアンテナ装置およびそれを用いた携帯端末装置は、通信可能領域を拡張しつつ、通信可能領域内で良好な通信性能を有するので、携帯電話等の電子機器に有用である。   The antenna device of the present invention and the mobile terminal device using the antenna device have good communication performance in the communicable region while expanding the communicable region, and are thus useful for electronic devices such as mobile phones.

1 アンテナ装置
2 アンテナ基板
3 アンテナパターン
4 磁性体シート
5 入出力端子
6 入出力端子
7 金属体
8 切り欠き部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna apparatus 2 Antenna board 3 Antenna pattern 4 Magnetic material sheet 5 Input / output terminal 6 Input / output terminal 7 Metal body 8 Notch

Claims (2)

絶縁性のアンテナ基板と、
前記アンテナ基板上に形成され、内側の開口部から平面状かつスパイラル状に導線が巻回された略矩形の平面アンテナと、
前記平面アンテナの平面よりも大きな面を有する磁性シートと、
前記平面アンテナの入出力端子が設けられる辺を除く3辺と沿うように、前記開口部と略同じ大きさのコの字形状の切り欠き部を外周に持つ金属体と、を備え、
前記平面アンテナの通信側から見て、前記金属体、前記アンテナ基板、前記平面アンテナ、前記磁性シートの順で配置されることを特徴とするアンテナ装置。
An insulating antenna substrate;
A substantially rectangular planar antenna formed on the antenna substrate and having a conductive wire wound in a planar shape and a spiral shape from an inner opening;
A magnetic sheet having a surface larger than the plane of the planar antenna;
A metal body having a U-shaped cutout portion of the same size as the opening on the outer periphery so as to be along three sides excluding the side where the input / output terminals of the planar antenna are provided;
When viewed from the communication side of the planar antenna, the antenna device is arranged in the order of the metal body, the antenna substrate, the planar antenna, and the magnetic sheet.
請求項1に記載のアンテナ装置を備えたことを特徴とする携帯端末。 A portable terminal comprising the antenna device according to claim 1.
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