JP6069388B2 - ANTENNA, ELECTRONIC DEVICE, AND MANUFACTURING METHOD USED FOR NEAR RANGE COMMUNICATION - Google Patents
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Description
本発明は、近距離無線通信(NFC)に利用するアンテナに関し、さらには金属筐体を備える電子機器への組み込みに適したアンテナに関する。 The present invention relates to an antenna used for near field communication (NFC), and further relates to an antenna suitable for incorporation into an electronic device having a metal casing.
非接触ICカードまたは非接触ICタグなどを使った無線通信技術としてRFID(Radio Frequency Identification:無線固体識別)が知られている。NFC(Near Field Communication)は、非接触ICカードを利用する点でRFIDと概念的に類似するが、RFIDには数メートル程度の通信が可能なものもある一方でNFCはアンテナ同士を2センチメートルから4センチメートル程度以下まで接近させて通信を行い、かつ用途が異なることもあってRFIDとは別に、NFCフォーラムという標準化団体が技術仕様を策定しISO/IEC14443、ISO/IEC18092として規定した。
RFID (Radio Frequency Identification) is known as a wireless communication technique using a non-contact IC card or a non-contact IC tag. NFC (Near Field Communication) is conceptually similar to RFID in that it uses a non-contact IC card. However, some RFIDs can communicate several meters, while NFC connects
近年のスマートフォンやタブレット端末には、NFCモジュールを搭載するものが登場するようになってきた。NFCには、リーダ・ライタが電源をもたない非接触ICカードや非接触ICタグと通信を行う受動通信と、電源を備えた2つの機器が交互にイニシエータとターゲットになって通信する能動通信が定義されている。NFC規格は、非接触ICカードの役割を代替するカード・エミュレーション機能、NFCタグを読み取るためのリーダ・ライタ機能、およびNFCデバイス同士で通信する機器間通信(P2P)機能の3つの機能を規定する。 In recent years, smartphones and tablet terminals equipped with an NFC module have appeared. NFC includes passive communication in which a reader / writer communicates with a contactless IC card or contactless IC tag that does not have a power supply, and active communication in which two devices equipped with a power supply alternately communicate with an initiator and a target. Is defined. The NFC standard defines three functions: a card emulation function that replaces the role of a contactless IC card, a reader / writer function for reading an NFC tag, and an inter-device communication (P2P) function for communicating between NFC devices. .
リーダ・ライタ機能では、Topaz(登録商標)、Felica(登録商標)、Mifare UL(登録商標)、Mifare-DESFire(登録商標)などのタイプ1からタイプ4までの4種類の非接触ICカードを読み取ることができるようになっている。リーダ・ライタが電源のない非接触ICカードと通信するためには、リーダ・ライタに接続したNFCアンテナが、非接触式ICカードのNFCアンテナと効率よく鎖交する方向にできるだけ多くの磁束を発させる必要がある。 The reader / writer function reads 4 types of contactless IC cards from Topaz (registered trademark), Felica (registered trademark), Mifare UL (registered trademark), Mifare-DESFire (registered trademark), etc. Be able to. In order for the reader / writer to communicate with a non-contact IC card without a power source, the NFC antenna connected to the reader / writer generates as much magnetic flux as possible in the direction of efficiently interlinking with the NFC antenna of the non-contact IC card. It is necessary to let
特許文献1は、ループ・コイルが形成された基板とループ・コイルの中を貫通する磁性体シートで形成されたRFID用のアンテナを開示する。特許文献2は、無線端末に搭載するRFID用のアンテナを開示する。同文献は、無線端末の筐体の通信主面に平行な金属体にコイル軸が平行になるようにループ状アンテナを設けることを記載している。特許文献3は、無線端末に搭載するRFID用のアンテナを開示する。
Patent Document 1 discloses an RFID antenna formed of a substrate on which a loop coil is formed and a magnetic sheet penetrating through the loop coil.
スマートフォンやタブレット端末に加えて、ノートブック型パーソナル・コンピュータ(ノートPC)がリーダ・ライタとして機能できるようにNFCアンテナを搭載するようになってきた。ノートPCに搭載するNFCアンテナは、非接触ICカードがタッチ操作でアクセスする面(アクセス面)との間に金属があると磁束を適切に交換することができない。近年のノートPCは筐体が金属で形成されているため、NFCアンテナの配置場所は限られている。図4は、金属筐体のノートPCに対するNFCアンテナの実装例を説明するための図である。 In addition to smartphones and tablet terminals, NFC antennas have been installed so that notebook personal computers (notebook PCs) can function as readers / writers. An NFC antenna mounted on a notebook PC cannot appropriately exchange magnetic flux if there is a metal between a surface (access surface) accessed by a non-contact IC card by a touch operation. In recent notebook PCs, the casing is made of metal, so the location of the NFC antenna is limited. FIG. 4 is a diagram for explaining an example of mounting an NFC antenna on a notebook PC having a metal casing.
図4(A)に示すようにノートPC10は、LCD13を搭載するディスプレイ筐体11と、表面にキーボード17やタッチパッド19を搭載し、内部にシステム・デバイスを実装する回路基板を収納するシステム筐体15が開閉できるように結合されている。ディスプレイ筐体11およびシステム筐体15は、全体的に金属で形成しているが、キーボード17やタッチパッド19を搭載する領域は、部分的に切除している。
As shown in FIG. 4A, the notebook PC 10 includes a
ノートPC10の使用状態では、開かれたディスプレイ筐体11に非接触ICカードのアクセス面を設けるとタッチ操作がし難いため、操作上はNFCアンテナをシステム筐体15に設けることが望ましい。NFCアンテナを設けるためにディスプレイ筐体11の一部を切除することは、コストの増加につながるとともに、意匠的にも好ましくないため、これまでは、ループ・コイル状のNFCアンテナ21を、タッチパッド19の下部に配置した回路基板に形成していた。このときタッチパッド19の表面が非接触ICカードのアクセス面になる。
When the notebook PC 10 is in use, it is difficult to perform a touch operation if an access surface of a non-contact IC card is provided on the opened
図4(B)は、NFCアンテナ21がタッチパッド19の表面に形成する磁界と、非接触ICカードのNFCアンテナ51がNFCをするときの磁束の様子を示している。NFCアンテナ21に高周波電流が流れると、アンテナ開口22を通過する交番磁界が形成され、周囲の空間に透磁率に応じた交番磁束が流れてNFCアンテナ51と鎖交する。これとは逆に、NFCアンテナ51の交番磁束がコイル開口22を通過してNFCアンテナ21と鎖交すると、NFCアンテナ21に高周波電圧を誘起してインピーダンスに応じた高周波電流が流れる。NFCアンテナ21はアクセス面のアンテナ開口22を投影した領域で、上向きまたは下向きの磁束を放射するため、NFCアンテナ51との電磁結合度が強くなっており良好なNFCが可能になる。
FIG. 4B shows a magnetic field formed on the surface of the touch pad 19 by the
しかし、NFCアンテナ21をタッチパッド19の下部に配置するためには、タッチパッド19の誤動作を防ぐためにさまざまな対策が必要になる。まず、NFCアンテナ21は、一例として13.56MHzの高周波電流に共振するように構成しているが、磁束の高周波成分がタッチパッド19の回路にノイズを発生させないようにするために、ローパス・フィルターを挿入する必要がある。その上で、タッチパッド19のスキャニング周波数を、NFCの影響を受けない値にチューニングする必要がある。
However, in order to arrange the
さらに、タッチパッド19の上に非接触ICカードが長時間放置されると、タッチパッド19のファームウェアが自動的にキャリブレーションを実行して、動作が不安定になるといった問題にも対処する必要がある。タッチパッド19の下部以外の場所にNFCアンテナを設ける場合でもできるだけ小型であることが望ましい。良好なNFCを実現するためには、非接触ICカードとの間での磁束交換を効率的に行うようにアクセス面の近辺での磁束分布を作る必要がある。本発明の目的は、NFCアンテナに関するこのような諸問題を解決することにある。 Furthermore, when the non-contact IC card is left on the touch pad 19 for a long time, the firmware of the touch pad 19 automatically performs calibration, and it is necessary to cope with the problem that the operation becomes unstable. is there. Even when an NFC antenna is provided in a place other than the lower part of the touch pad 19, it is desirable that it is as small as possible. In order to realize good NFC, it is necessary to create a magnetic flux distribution in the vicinity of the access surface so that magnetic flux exchange with the non-contact IC card is efficiently performed. An object of the present invention is to solve such problems related to the NFC antenna.
そこで、本発明の目的は、金属筐体を備える小型の電子機器に搭載し易いNFCアンテナを提供することにある。さらに本発明の目的は、小型で通信性能に優れたNFCアンテナを提供することにある。さらに本発明の目的は、他のデバイスに対する磁束の影響が少ないNFCアンテナを提供することにある。さらに本発明の目的は、携帯式コンピュータの筐体の改造をしないで実装できるNFCアンテナを提供することにある。さらに本発明の目的はそのようなNFCアンテナを実装した電子機器、携帯式コンピュータおよびNFCアンテナの製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an NFC antenna that can be easily mounted on a small electronic device having a metal casing. A further object of the present invention is to provide an NFC antenna that is small in size and excellent in communication performance. It is a further object of the present invention to provide an NFC antenna that is less affected by magnetic flux on other devices. A further object of the present invention is to provide an NFC antenna that can be mounted without modifying the casing of a portable computer. Furthermore, the objective of this invention is providing the manufacturing method of the electronic device, portable computer, and NFC antenna which mounted such an NFC antenna.
本発明の第1の態様は、金属の筐体を備える携帯式コンピュータを提供する。携帯式コンピュータは、筐体に実装したキーボード・ユニットと、筐体を部分的に切除した領域に設けたアンテナ配置部と、複数の第1のコイル辺を配置した第1のコイル面と、第1のコイル辺とともにループ状のコイルを形成するように第1のコイル面に対向する第2のコイル面に第1のコイル辺よりも広い間隔で配置した複数の第2のコイル辺とを含み前記アンテナ配置部に配置したアンテナとを有する。 A first aspect of the present invention provides a portable computer having a metal housing. The portable computer includes a keyboard unit mounted on a housing, an antenna placement section provided in a region where the housing is partially cut, a first coil surface on which a plurality of first coil sides are placed, A plurality of second coil sides disposed on a second coil surface facing the first coil surface at a larger interval than the first coil side so as to form a loop-shaped coil together with one coil side. And an antenna disposed in the antenna placement portion.
アンテナは、第1のコイル辺が放射する磁束と第2のコイル辺が放射する磁束の指向特性をコイル辺の間隔で調整して、通信が良好でかつ携帯式コンピュータに対するノイズの影響を軽減することができる。第1のコイル辺を第2のコイル辺より非接触ICカードのアクセス面に近い位置に配置することができる。第1のコイル辺はピッチが狭くかつコイル長が短いため、アクセス面の近辺に存在する非接触ICカードのNFCアンテナと効率よく鎖交する磁束を放射することができる。 The antenna adjusts the directivity characteristics of the magnetic flux radiated from the first coil side and the magnetic flux radiated from the second coil side according to the interval between the coil sides, so that the communication is good and the influence of noise on the portable computer is reduced. be able to. The first coil side can be arranged at a position closer to the access surface of the non-contact IC card than the second coil side. Since the first coil side has a narrow pitch and a short coil length, it can radiate a magnetic flux that efficiently links with the NFC antenna of the non-contact IC card that exists in the vicinity of the access surface.
アンテナ配置部は、タッチパッドに設けることができる。このときアンテナ配置部をタッチパッドの非検出領域に設ければ、NFCアンテナがタッチパッドの動作に影響を与えないようにすることができる。非検出領域に設けるアンテナ配置部は、タッチパッドのキーボード・ユニット側に存在する傾斜部の裏側とすることができる。タッチパッドが機械式スイッチを動作させる可動プレートを含む場合は、アンテナを傾斜部の可動プレートの下側から取り付けることで、意匠的な問題を生じさせないようにすることができる。アンテナ配置部は、タッチパッドとキーボードの間に存在するマウス・ボタンの下やキーボード・ユニットに設けることもできる。 The antenna arrangement portion can be provided on the touch pad. At this time, if the antenna arrangement portion is provided in the non-detection region of the touch pad, the NFC antenna can be prevented from affecting the operation of the touch pad. The antenna arrangement portion provided in the non-detection area can be the back side of the inclined portion existing on the keyboard unit side of the touchpad. In the case where the touch pad includes a movable plate that operates the mechanical switch, it is possible to prevent a design problem from occurring by attaching the antenna from the lower side of the movable plate of the inclined portion. The antenna arrangement part can also be provided under the mouse button or the keyboard unit existing between the touch pad and the keyboard.
本発明の第2の態様は、電子機器に実装する近距離無線通信のアンテナを提供する。アンテナは、第1のコイル面と、第1のコイル面に対向する位置に配置した第2のコイル面と、第1のコイル面に配置した複数の第1のコイル辺と、第1のコイル辺とともにループ状のコイルを形成するように第2のコイル面に第1のコイル辺よりも広い間隔で配置した複数の第2のコイル辺とを含むアンテナ・コイルを有する。 A second aspect of the present invention provides an antenna for short-range wireless communication mounted on an electronic device. The antenna includes a first coil surface, a second coil surface disposed at a position facing the first coil surface, a plurality of first coil sides disposed on the first coil surface, and a first coil. The antenna coil includes a plurality of second coil sides arranged on the second coil surface at a larger interval than the first coil side so as to form a looped coil together with the side.
第1のコイル面と第2のコイル面を絶縁基板の表面に定義したときに、アンテナは、絶縁基板の表面にアンテナ・コイルを形成した後に裏面が対向するように折り返すことで容易に形成することができる。第1のコイル面に対向する裏面と第2のコイル面に対向する裏面の間に磁性体シートを配置して鎖交する磁束の量を増加させることができる。このような指向特性を調整したアンテナは、小型で通信性能がよく、かつ、ノイズの影響を少なくすることができるため電子機器への実装に適している。 When the first coil surface and the second coil surface are defined on the surface of the insulating substrate, the antenna is easily formed by forming the antenna coil on the surface of the insulating substrate and then folding it back so that the back surfaces face each other. be able to. The amount of magnetic flux interlinked can be increased by disposing a magnetic sheet between the back surface facing the first coil surface and the back surface facing the second coil surface. An antenna with such a directional characteristic adjusted is suitable for mounting on an electronic device because it is small in size, has good communication performance, and can reduce the influence of noise.
アンテナ・コイルを矩形状として、アンテナを長手方向のコイル辺に平行な折り返し線で折り返して形成すると、アンテナを細長い形状にすることができるため、電子機器に実装し易くなる。第2のコイル辺の折り返し線に平行な部分の断面積を第1のコイル辺の折り返し線に平行な部分の断面積より大きくすれば電力損失を軽減することができる。 When the antenna coil is formed in a rectangular shape and the antenna is folded back by a folding line parallel to the coil side in the longitudinal direction, the antenna can be formed into an elongated shape, which makes it easy to mount on an electronic device. If the cross-sectional area of the portion parallel to the folding line of the second coil side is made larger than the cross-sectional area of the portion parallel to the folding line of the first coil side, power loss can be reduced.
本発明の第3の態様は、電子機器に実装する近距離無線通信用のアンテナを製造する方法を提供する。絶縁基板の表面に、折り返し線を中心に第1のコイル面と第2のコイル面を定義し、表面に第1のコイル面における少なくとも一部のコイル辺のピッチが第2のコイル面におけるコイル辺のピッチよりも狭くなるようにループ状のアンテナ・コイルのパターンを形成し、折り返し線で絶縁基板の裏面が対向するように折り返す。さらに第1のコイル面と第2のコイル面の間に磁性体シートを挿入することができる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an antenna for short-range wireless communication mounted on an electronic device. A first coil surface and a second coil surface are defined on the surface of the insulating substrate with a fold line as a center, and a pitch of at least a part of coil sides of the first coil surface on the surface is a coil in the second coil surface. A loop-like antenna coil pattern is formed so as to be narrower than the pitch of the sides, and is folded back so that the back surface of the insulating substrate is opposed to the folding line. Further, a magnetic sheet can be inserted between the first coil surface and the second coil surface.
本発明により、金属筐体を備える小型の電子機器に搭載し易いNFCアンテナを提供することができた。さらに本発明により、小型で通信性能に優れたNFCアンテナを提供することができた。さらに本発明により、他のデバイスに対する磁束の影響が少ないNFCアンテナを提供することができた。さらに本発明により、携帯式コンピュータの筐体の改造をしないで実装できるNFCアンテナを提供することができた。さらに本発明により、そのようなNFCアンテナを実装した電子機器、携帯式コンピュータおよびNFCアンテナの製造方法を提供することができた。 According to the present invention, an NFC antenna that can be easily mounted on a small electronic device having a metal casing can be provided. Furthermore, according to the present invention, a small NFC antenna excellent in communication performance could be provided. Furthermore, according to the present invention, an NFC antenna with less influence of magnetic flux on other devices can be provided. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide an NFC antenna that can be mounted without modifying the casing of the portable computer. Furthermore, according to the present invention, an electronic apparatus, a portable computer, and a method for manufacturing the NFC antenna mounted with such an NFC antenna could be provided.
図1は、本実施の形態にかかるノートPCのシステム筐体101の平面図である。ほぼ全体的に金属で形成したシステム筐体101は、内部にプロセッサ、システム・メモリ、およびハードディスク・ドライブなどのシステム・デバイスを収納し、上面には金属部分を切り欠いて、キーボード・ユニット103、左ボタン251、中央ボタン253、および右ボタン255およびタッチパッド200を実装している。
FIG. 1 is a plan view of a
キーボート・ユニット101は、Gキー、HキーおよびBキーの間に配置されたポインティング・スティック105を含んでいる。ポインティング・スティック105は、ディスプレイに表示するポインタを移動させたり、ポインタの位置に表示するオブジェクトに対する入力をしたりする。
The
キーボード・ユニット103の手前側には、キーボードを操作する際に掌を載せるパームレスト101bを設けている。パームレスト101bは全体が平坦に形成されているが、キーボード・ユニット103の手前側(ユーザ側)に、キーボード・ユニット103側に下降する傾斜部101aを含む。傾斜部101aは、キーボード・ユニット103の手前側に配置された最下列のキーを親指で押下する際に親指を立てなくても円滑に操作できるようにキー操作時の親指の運動範囲を確保する役割を果たす。
A
スペース・キーの手前側にはポインティング・スティック105と組になって使用する機械式の左ボタン251、中央ボタン253、および右ボタン255を配置している。左ボタン251、中央ボタン253、および右ボタン255は、それぞれ、机上で操作する独立したマウスの左ボタン、ホイール、および右ボタンに対応する。中央ボタンは、ポインティング・スティック105と同時に操作することで画面のスクロールまたは拡大表示をする。左ボタン251、中央ボタン253、および右ボタン255を以後、機械式のマウス・ボタンということにする。
On the front side of the space key, a mechanical
機械式のマウス・ボタンに隣接して、手前側にタッチパッド200を配置している。タッチパッド200は、ホーム・ポジションに両手を置いてキーボードを操作している間にユーザの手が誤って触れて意図しないポインタの移動が行われないようにするために、キーボードのほぼ中央に配置している。タッチパッド200の周囲はパームレスト101bが囲んでいる。
A
タッチパッド200は、ユーザがアクセスできる領域を平坦部201と傾斜部203で構成している。平坦部201は、タッチセンサが指の接近または接触を検出する検出領域を構成し、傾斜部203は指の接近または接触を検出しない非検出領域を構成する。平坦部201の表面は、パームレスト101bの平坦な表面とほぼ同一の平面上に存在する。傾斜部203は非検出領域とすることで、機械式のマウス・ボタンを操作する際に、ユーザが親指の触覚で平坦部201との境界を認識でき、誤って検出領域に触れないようにすることを目的にして設けている。
The
タッチパッド200は、一例として米国のSynaptics社が開発した、クリック・パッド(登録商標)を採用することができる。クリック・パッド(登録商標)では、1つの機械的なスイッチをタッチパッドの内部に組み込み、タッチパッドの表面に機械式のマウス・ボタンに対応する領域を定義する。そしてユーザがいずれかの定義された領域を押下したときにタッチセンサが検出した押下位置の座標と機械的なスイッチの動作信号の組み合わせでマウス・ボタンのクリック操作をエミュレートする。このように機械式のマウス・ボタンのクリック操作をエミュレートするためにタッチパッドの表面に定義した領域を、以後、擬似ボタンという。
As an example, the
タッチパッド200は、タッチパッド200のポインタ移動機能と併用することを目的にした擬似ボタン205a、205bを有する。擬似ボタン205a、205bは、それぞれ従来のノートPCに実装していた機械式のマウス・ボタンの左ボタンおよび右ボタンに対応する。タッチパッド200は、左ボタン251、中央ボタン253、および右ボタン255も擬似ボタンとして組み込んで、機械式のマウス・ボタンを一切使用しないようにしてもよい。なお、本発明は、擬似ボタンを含まない、従来のタッチパッドに適用することもできる。その場合、ポインティング・スティック105を実装する場合は、同時に機械式のマウス・ボタンも実装する。
The
図2は、NFCアンテナ300の構造を説明するための図である。図2(A)は組立前のアンテナ・パターンを示す平面図で、図2(B)は図2(A)のアンテナ・パターンを折り返し線307で折り返して組み立てた状態を示す拡大した断面図である。図2(A)に示すように絶縁基板301の表面には、折り返し線307を境界にして第1のコイル面301aと第2のコイル面301bを定義している。
FIG. 2 is a diagram for explaining the structure of the
図2(A)では、全体を1本の連続した導線とした矩形状のアンテナ・コイル303を、第1のコイル面301aと第2のコイル面301bにループ状の導体パターンとして形成している。パターンが交差する部分には絶縁層を介在する。アンテナ・コイル303は、第1のコイル面301aに存在する4本の第1のコイル辺303aと第2のコイル面301bに存在する4本の第2のコイル辺303bで構成している。なお、コイル辺の数は特に限定する必要はない。第1のコイル辺303aと第2のコイル辺303bで囲まれた中央部は、アンテナ・コイル303と鎖交する磁束が通過するコイル開口309に相当する。
In FIG. 2A, a
第1のコイル辺303aと第2のコイル辺303bは、それぞれ折り返し線307に平行な部分と垂直な部分を含む。折り返し線307に平行な部分は垂直な部分よりも長さを長くして、折り返したときに細長いNFCアンテナ300になるようにしている。第1のコイル辺303aは、第2のコイル辺303bよりも各コイル辺の中心間の間隔(ピッチ)が狭くなっている。本数が一定のときに第2のコイル辺303bのピッチは、図2(B)のように組み立てた状態でのNFCアンテナ300の幅Wを画定する。
The first coil side 303a and the
与えられた幅Wの範囲で、第2のコイル辺303bの折り返し線307に平行な部分の幅は、第1のコイル辺303aの平行な部分の幅よりも広くしている。パターンの厚さを一定としたときに、第2のコイル辺303bは第1のコイル辺303aに比べて幅が広い部分を含むだけ断面積を大きくすることができる。その結果、第2のコイル辺303bの電力損失を軽減することができる。なお、第1のコイル辺303aと第2のコイル辺303bの垂直な部分の幅およびピッチは、第1のコイル辺303aまたは第2のコイル辺303bの平行な部分の幅およびピッチと同じでもよい。
Within the given width W, the width of the portion parallel to the
絶縁基板301には、一例において、組立時に折り返しが容易なポリイミド・フィルムやポリエステル・フィルムなどのフレキシブル基板を採用している。パターンの形成方法は特に限定する必要はなく、絶縁基板301の全面に貼り付けた銅箔をエッチングしたり、レジストを形成した絶縁基板301に銅メッキしたりするなどのさまざまな方法を採用することができる。
For example, the insulating
図2(B)は、アンテナ・コイル303のパターンを形成した絶縁基板301を裏面が対向するように折り返し線307で折り返した様子を示している。絶縁基板301の裏面には、フェライト粉末や金属粉末などの強磁性材料で形成した磁性体シート311を挟み込んでいる。アンテナ・コイル303の両端は、第2のコイル面301bに実装した共振回路305に接続している。共振回路303は、抵抗、コンデンサ、およびリアクトルで構成し、アンテナ・コイル303を一例として13.56MHzの高周波電流に共振させる。
FIG. 2B shows a state where the insulating
つぎに、NFCアンテナ300の特性を説明する。非接触ICカードのNFCアンテナ51は、タッチ操作をするときにアクセス面に対してほぼ平行になる。したがって、NFCアンテナ300は、その状態のNFCアンテナ51と効果的に鎖交する磁束を放射する必要がある。NFCアンテナ300に高周波電流を流したときに、アンテナ・コイル303が交番磁束を放射してタッチ操作をするNFCアンテナ51に誘起電圧を発生させる。
Next, the characteristics of the
磁性体シート311の中心を通り絶縁基板301の表面に平行な平面313の上側と下側を流れる磁束の総量はほぼ等しいが、第1のコイル辺303aのコイル長L1は第2のコイル辺303bのコイル長L2より短い。第1のコイル辺303aをアクセス面に近い位置に配置すると、第1のコイル辺303aが放射する磁束φ1は、短い空間を流れて磁性体シート311を出入りするためアクセス面に対して垂直方向の成分が大きくなる。
The total amount of magnetic flux flowing on the upper side and the lower side of the
したがって、第1のコイル辺303aが放射する磁束の分布は、タッチ操作をするNFCアンテナ51に対する鎖交特性を良好にする。他方で、NFCに寄与しない第2のコイル辺303bが放射する磁束φ2は、コイル長L2が長いため、第2のコイル面301bの近辺を水平方向に流れる成分が多くなる。したがって、第2のコイル辺303bが放射した磁束がNFCアンテナ300の下側に存在するデバイスに対して与える影響を軽減することができる。
Therefore, the distribution of the magnetic flux radiated from the first coil side 303a improves the linkage characteristics with respect to the NFC antenna 51 that performs the touch operation. On the other hand, the magnetic flux φ2 radiated by the
すなわちNFCアンテナの、全体を第2のコイル辺303bのピッチで製作した場合はNFCの性能が劣り、全体を第1のコイル辺303aのピッチで製作した場合は、アクセス面と反対方向に存在するデバイスに対して影響を与える。これに対してNFCアンテナ300は、アクセス面側と反対側のコイル辺のピッチに差を設けることで、NFCの性能維持とノイズ対策の両立を図ることができる。なお、磁束分布の調整に関しては、第2のコイル辺303bの折り返し線307に平行な部分の幅を、第1のコイル辺303aの折り返し線307に平行な部分の幅と同じにしてもよい。
That is, when the entire NFC antenna is manufactured with the pitch of the
磁性体シート311は、透磁率が大きいため所定の磁界に対して内部を流れる磁束の磁束密度が大きくなる。非接触ICカードのNFCアンテナ51が放射した磁束は、磁性体シート311の側面とコイル開口309を通過するように流れてNFCアンテナ300と鎖交する。NFCアンテナ51が放射した交番磁束が、コイル開口309を通過してアンテナ・コイル303と鎖交すると誘起電圧が発生する。磁性体シート311は、NFCアンテナ51が放射した磁束とNFCアンテナ300の鎖交数を増加して誘起電圧を上昇させる。
Since the
図3はNFCアンテナ300の取り付け方法を説明する図である。図3(A)はタッチパッド200の平面図で、図3(B)はNFCアンテナ300を取り付けた状態のタッチパッド200の断面図である。図3(A)は、傾斜部203におけるアンテナ配置部211の平面的な位置を示している。図3(B)で、タッチパッド200は、積層されたカバー・プレート221、静電容量式のタッチセンサ223、可動プレート225、リーフ・スプリング227をベース・プレート229が支持する。
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of attaching the
カバー・プレート221の表面は平坦部201を構成し、タッチセンサ223が存在しない領域では、可動プレート225の表面が傾斜部203を構成している。カバー・プレート221および可動プレート225はABS樹脂のような合成樹脂で形成している。可動プレート225の傾斜部203の中には、NFCアンテナ300を収納するためのアンテナ配置部211を形成している。アンテナ配置部211は、NFCアンテナ300を取り付けたときに、擬似ボタン205a、205bの押下に伴う可動プレート225の上下方向への移動を妨げないように下からリセスして形成している。合成樹脂で形成した傾斜部203の表面およびその近辺が、非接触ICカードのアクセス面になる。NFCアンテナ300は第1のコイル辺303aが傾斜部203のアクセス面を向くように、一例において、アンテナ配置部211に両面テープで貼り付けて固定することができる。
The surface of the
アンテナ配置部211の特徴は、NFCアンテナ300を取り付けるためにシステム筐体101を加工する必要がないこと、システム筐体101の外観に変化を与えないこと、およびシステム筐体を構成する部品の材料や配置などを変更する必要がないことを挙げることができる。また、アンテナ配置部211は、平坦部201に平行な平面に対する投影において、タッチセンサ223と重ならないためタッチセンサ223の動作に影響を与えることがない。さらに、ベース・プレート229の下側を流れる磁束は浅いところを通過するため、NFCアンテナ300によるノイズの影響を軽減することができる。
The
NFCアンテナ300は、それぞれ表面にアンテナ・パターンを形成した2つの絶縁基板の裏面を、磁性体シートを挟んで貼り合わせてから内部をメッキしたスルーホール(ビア・ホール)で電気的に接続することで作成することもできる。ただし、本実施の形態のように絶縁基板301の平面上にパターンを形成したあとに折り返して製作すると、パターンの形成工程が1回でよくまたビア・ホールでの接続も不要になるため有利である。
The
またNFCアンテナ300は、同一平面に形成したループ状のアンテナに比べて幅W(図2)を半分にして細長い形状にすることができるため、取り付け場所の自由度が増える。たとえば、傾斜部101aをキーボード・ユニット103の一部となる合成樹脂で形成してその下に取り付けることもできる。あるいは、キーの中で比較的長いスペース・キーの下に取り付けることもできる。また、機械式のマウス・ボタンの下に取り付けることもできる。
Further, the
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。 Although the present invention has been described with the specific embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and is known so far as long as the effects of the present invention are achieved. It goes without saying that any configuration can be adopted.
100 ノートPC
101 システム筐体
101a システム筐体の傾斜部
101b システム筐体の平坦部
103 キーボード・ユニット
105 ポインティング・スティック
200 タッチパッド
201 タッチパッドの平坦部
203 タッチパッドの傾斜部
211 アンテナ配置部
251〜253 マウス・ボタン
300 NFCアンテナ
301 絶縁基板
301a 第1のコイル面
301b 第2のコイル面
303 アンテナ・コイル
303a 第1のコイル辺
303b 第2のコイル辺
305 共振回路
307 折り返し線
309 コイル開口
311 磁性体シート
100 notebook PC
101
Claims (13)
前記筐体に実装したキーボード・ユニットと、
前記筐体を部分的に切除した領域に設けたアンテナ配置部と、
複数の第1のコイル辺を配置した第1のコイル面と、前記第1のコイル辺とともにループ状のコイルを形成するように前記第1のコイル面に対向する第2のコイル面に前記第1のコイル辺よりも広い間隔で配置した複数の第2のコイル辺とを含み前記アンテナ配置部に配置した近距離無線通信用のアンテナとを有し、
前記第1のコイル辺を前記第2のコイル辺より非接触ICカードのアクセス面に近い位置に配置した携帯式コンピュータ。 A portable computer comprising a metal housing,
A keyboard unit mounted in the housing;
An antenna placement section provided in a region where the housing is partially cut;
A first coil surface on which a plurality of first coil sides are arranged, and a second coil surface facing the first coil surface so as to form a looped coil together with the first coil sides. A plurality of second coil sides arranged at intervals wider than one coil side, and an antenna for short-range wireless communication arranged in the antenna arrangement unit,
A portable computer in which the first coil side is located closer to the access surface of the non-contact IC card than the second coil side .
前記筐体に実装したキーボード・ユニットと、
タッチパッドと、
前記筐体を部分的に切除した領域に設けたアンテナ配置部と、
複数の第1のコイル辺を配置した第1のコイル面と、前記第1のコイル辺とともにループ状のコイルを形成するように前記第1のコイル面に対向する第2のコイル面に前記第1のコイル辺よりも広い間隔で配置した複数の第2のコイル辺とを含み前記アンテナ配置部に配置した近距離無線通信用のアンテナとを有し、
前記アンテナ配置部を前記タッチパッドの非検出領域で前記キーボード・ユニット側に存在する傾斜部の裏側に設けた携帯式コンピュータ。 A portable computer comprising a metal housing,
A keyboard unit mounted in the housing;
Touchpad,
An antenna placement section provided in a region where the housing is partially cut;
A first coil surface on which a plurality of first coil sides are arranged, and a second coil surface facing the first coil surface so as to form a looped coil together with the first coil sides. A plurality of second coil sides arranged at intervals wider than one coil side, and an antenna for short-range wireless communication arranged in the antenna arrangement unit,
The portable computer which provided the said antenna arrangement | positioning part in the back side of the inclination part which exists in the said keyboard unit side in the non-detection area | region of the said touchpad .
前記筐体に実装したキーボード・ユニットと、
タッチパッドと、
前記筐体を部分的に切除した領域に設けたアンテナ配置部と、
複数の第1のコイル辺を配置した第1のコイル面と、前記第1のコイル辺とともにループ状のコイルを形成するように前記第1のコイル面に対向する第2のコイル面に前記第1のコイル辺よりも広い間隔で配置した複数の第2のコイル辺とを含み前記アンテナ配置部に配置した近距離無線通信用のアンテナとを有し、
前記アンテナ配置部を前記タッチパッドと前記キーボード・ユニットの間に存在するマウス・ボタンの裏側に設けた携帯式コンピュータ。 A portable computer comprising a metal housing,
A keyboard unit mounted in the housing;
Touchpad,
An antenna placement section provided in a region where the housing is partially cut;
A first coil surface on which a plurality of first coil sides are arranged, and a second coil surface facing the first coil surface so as to form a looped coil together with the first coil sides. A plurality of second coil sides arranged at intervals wider than one coil side, and an antenna for short-range wireless communication arranged in the antenna arrangement unit,
A portable computer in which the antenna arrangement part is provided on the back side of a mouse button existing between the touchpad and the keyboard unit .
第1のコイル面と、
前記第1のコイル面に対向する位置に配置した第2のコイル面と、
前記第1のコイル面に配置した複数の第1のコイル辺と、該第1のコイル辺とともにループ状のコイルを形成するように前記複数の第1のコイル辺よりも広い間隔で前記第2のコイル面に配置した複数の第2のコイル辺とを含むアンテナ・コイルとを有し、
前記第1のコイル面を前記電子機器に設けた非接触ICカードのアクセス面に近い位置に配置するアンテナ。 An antenna for short-range wireless communication mounted on an electronic device,
A first coil surface;
A second coil surface disposed at a position facing the first coil surface;
A plurality of first coil sides arranged on the first coil surface, and the second coil intervals wider than the plurality of first coil sides so as to form a loop-shaped coil together with the first coil sides. A plurality of second coil sides arranged on the coil surface of the antenna coil,
The antenna which arrange | positions the said 1st coil surface in the position close | similar to the access surface of the non-contact IC card provided in the said electronic device .
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