JP6213992B2 - ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE - Google Patents

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Description

本発明は、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、及びこのアンテナ装置が組み込まれた電子機器に関する。   The present invention relates to an antenna device that is incorporated in an electronic device and communicates with an external device via an electromagnetic field signal, and an electronic device in which the antenna device is incorporated.

従来、携帯電話機、スマートフォン、タブレットPC等の電子機器において、近距離非接触通信(NFC: Near Field Communication )の機能を搭載するため、RFID(Radio Frequency Identification)用のアンテナモジュールが用いられている。このアンテナモジュールは、リーダライタ等の発信器に搭載されたアンテナコイルと誘導結合を利用して通信を行っている。すなわち、このアンテナ装置は、リーダライタからの磁界をアンテナコイルが受けることによって、それを電力に変換して通信処理部として機能するICを駆動させることができる。   2. Description of the Related Art Conventionally, an RFID (Radio Frequency Identification) antenna module has been used in an electronic device such as a mobile phone, a smartphone, and a tablet PC in order to mount a near field non-contact communication (NFC) function. This antenna module performs communication using an inductive coupling with an antenna coil mounted on a transmitter such as a reader / writer. That is, in the antenna device, when the antenna coil receives the magnetic field from the reader / writer, the antenna coil can convert the power into electric power and drive the IC functioning as a communication processing unit.

アンテナモジュールは、確実に通信を行うため、リーダライタからのある値以上の磁束をアンテナコイルで受ける必要がある。そのために、従来例に係るアンテナ装置では、携帯電話機の筐体にループコイルを設け、このコイルでリーダライタからの磁束を受けている。携帯電話機等の電子機器に組み込まれたアンテナモジュールは、機器内部の基板やバッテリパック等の金属がリーダライタからの磁界を受けることによって発生する渦電流のために、リーダライタからの磁束が跳ね返されてしまう。例えば、携帯電話機の筐体表面で考えると、リーダライタから来る磁界は、筐体表面の外周部分が強くなり、筐体表面の真ん中付近が弱くなる傾向にある。   The antenna module needs to receive a magnetic flux of a certain value or more from the reader / writer by the antenna coil in order to reliably communicate. Therefore, in the antenna device according to the conventional example, a loop coil is provided in the casing of the mobile phone, and the coil receives the magnetic flux from the reader / writer. The antenna module incorporated in an electronic device such as a cellular phone has a magnetic flux from the reader / writer rebounded due to an eddy current generated when a metal such as a substrate or a battery pack inside the device receives a magnetic field from the reader / writer. End up. For example, when considering the surface of a mobile phone case, the magnetic field coming from the reader / writer tends to be strong at the outer peripheral portion of the case surface and weak near the center of the case surface.

通常のループコイルを用いるアンテナの場合では、ループコイルは、その開口部が上述した筐体表面の外周部分を通過する磁界をあまり受けられない携帯電話機の中央部分に位置している。このため、通常のループコイルを用いるアンテナでは、磁界を受ける効率が悪くなっている。そこで、リーダライタからくる磁界が強い筐体表面の外周部分にループアンテナを配置するようにしたアンテナ装置や、磁性シートを用いて磁束を増やして性能を高めるようにしたアンテナ装置が提案されている。これらのアンテナ装置では、ループアンテナの形状を長方形にして、その長辺が筐体表面の外周端に沿うように設置されている(例えば、特許文献1乃至3参照)。   In the case of an antenna using a normal loop coil, the loop coil is located in the central portion of the mobile phone where the opening portion cannot receive a magnetic field passing through the outer peripheral portion of the housing surface described above. For this reason, in the antenna using a normal loop coil, the efficiency which receives a magnetic field has deteriorated. Therefore, an antenna device in which a loop antenna is arranged on the outer peripheral portion of the surface of the casing where the magnetic field coming from the reader / writer is strong, and an antenna device in which the magnetic sheet is used to increase the magnetic flux to improve the performance have been proposed. . In these antenna devices, the loop antenna has a rectangular shape and is installed so that its long side is along the outer peripheral edge of the housing surface (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

特許4883125号公報Japanese Patent No. 4883125 特許4894945号公報Japanese Patent No. 48949945 特許5135450号公報Japanese Patent No. 5135450

前述したように、携帯端末装置に内蔵するRFIDアンテナモジュールにおいて、基板等の金属板による磁界のシールド効果を利用して特性を高める方法が提案されている。本件出願人は、金属による磁界のシールド効果を利用して効率を高めたアンテナ装置として、例えば、特願2013−021616において、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の金属板と、電子機器の筐体内部に設けられ、外部機器と誘導結合されるアンテナコイルと、電子機器の筐体内部に設けられ、主要な金属板となる第1の導電体と重畳又は接触すると共に、アンテナコイルの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の導電体とを備えたアンテナ装置を提案している。   As described above, in the RFID antenna module built in the portable terminal device, a method for improving the characteristics by using the magnetic field shielding effect by a metal plate such as a substrate has been proposed. For example, in Japanese Patent Application No. 2013-021616, the applicant of the present invention is a first antenna device that is provided inside a casing of an electronic device and faces an external device. A metal plate, an antenna coil provided in the electronic device casing and inductively coupled to the external device, and a first conductor provided in the electronic device casing and serving as a main metal plate are superimposed or contacted. In addition, an antenna device is proposed that includes a surface of the antenna coil opposite to the surface facing the external device and a sheet-like second conductor at least partially overlapping.

しかしながら、アンテナ装置を備える電子機器の主要な金属板となる第1の導電体とアンテナ装置の位置関係は、電子機器の構造によって異なる。それに伴って当該第1の導電体との距離によって、アンテナ装置に貼り付ける第2の導電体の大きさが多種多様となって、第2の導電体を備えるアンテナモジュールの標準化が困難となっていた。また、第1の導電体とアンテナ装置の距離が離れている場合には、アンテナ装置に具備した第2の導電体のサイズが大きくなり、アンテナモジュールを設置する際における電子機器の設計自由度が制約され、その取り扱いが困難となっていた。特許文献1乃至3のアンテナ装置では、基板等の金属板を利用して通信特性を高めているものの、第2の導電体を含めたアンテナモジュールの標準化や設計自由度の課題解決に関しては、言及していない。   However, the positional relationship between the antenna device and the first conductor serving as a main metal plate of the electronic device including the antenna device differs depending on the structure of the electronic device. Accordingly, the size of the second conductor to be attached to the antenna device varies depending on the distance from the first conductor, and it is difficult to standardize the antenna module including the second conductor. It was. In addition, when the distance between the first conductor and the antenna device is large, the size of the second conductor provided in the antenna device increases, and the degree of freedom in designing the electronic device when installing the antenna module is increased. It was constrained and difficult to handle. In the antenna devices of Patent Documents 1 to 3, although communication characteristics are enhanced by using a metal plate such as a substrate, the standardization of the antenna module including the second conductor and the solution of the design flexibility are mentioned. Not done.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電子機器の内部構造によらず、第2の導電体を含むアンテナ装置の安定した通信機能の向上と、当該第2の導電体を含めたアンテナモジュールの標準化の実現と設計自由度の確保の可能な、新規かつ改良されたアンテナ装置、及び電子機器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and includes an improvement in the stable communication function of an antenna device including a second conductor and the second conductor, regardless of the internal structure of the electronic device. It is an object of the present invention to provide a new and improved antenna device and electronic apparatus capable of realizing standardization of an antenna module and ensuring design flexibility.

本発明の一態様は、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であって、前記電子機器の筐体内部に設けられ、前記外部機器に対向する第1の導電体と、前記電子機器の筐体内部に設けられ、前記外部機器と誘導結合されるアンテナコイルが周回するループアンテナと、前記第1の導電体と所定の間隔を隔てて設けられ、前記ループアンテナの前記外部機器と対向する面と反対側の面と一部が重畳又は接触するシート状の第2の導電体と、前記第1の導電体と前記第2の導電体との間に設けられ、一方の端部が前記第1の導電体と重畳又は接触すると共に、他方の端部の一部が前記第2の導電体と重畳又は接触するシート状の第3の導電体と、を備える。   One embodiment of the present invention is an antenna device that is incorporated in an electronic device and communicates with the external device via an electromagnetic field signal, and is provided inside the housing of the electronic device and faces the external device. A conductor, a loop antenna provided around an antenna coil that is inductively coupled to the external device, and a loop antenna provided around the first conductor, the loop being provided at a predetermined interval; Provided between the first conductor and the second conductor, a sheet-like second conductor partially overlapping or contacting the surface opposite to the surface facing the external device of the antenna A sheet-like third conductor in which one end overlaps or contacts the first conductor and a part of the other end overlaps or contacts the second conductor; Prepare.

本発明の一態様によれば、アンテナ装置の安定した通信機能を向上させながら、第2の導電体を備えるアンテナモジュールの標準化を容易にして、かつ、当該アンテナモジュールの設計自由度を確保できる。   According to one embodiment of the present invention, it is possible to facilitate standardization of an antenna module including the second conductor and to ensure design flexibility of the antenna module while improving a stable communication function of the antenna device.

このとき、本発明の一態様では、前記ループアンテナは、その長手方向の中心線を介して一方側部と他方側部に二分され、前記第2の導電体は、前記ループアンテナの前記アンテナコイルの導線が一方向に周回する一方側部と重畳し、前記アンテナコイルの前記導線が他方向に周回する他方側部と重畳しないこととしてもよい。   At this time, in one aspect of the present invention, the loop antenna is divided into one side and the other side via a longitudinal center line, and the second conductor is the antenna coil of the loop antenna. The conductive wire of the antenna coil may overlap with one side portion that circulates in one direction, and the conductive wire of the antenna coil may not overlap with the other side portion that circulates in the other direction.

このように、第2の導電体をループアンテナと一部重畳させることで、重畳していない領域に磁束を集中させ、当該領域における効率のよい発電を促すことができる。   In this way, by partially overlapping the second conductor with the loop antenna, the magnetic flux can be concentrated in the non-superimposed region, and efficient power generation in the region can be promoted.

また、本発明の一態様では、前記第2の導電体は、前記ループアンテナの前記一方側部の全長に亘って重畳することとしてもよい。   In the aspect of the invention, the second conductor may be overlapped over the entire length of the one side portion of the loop antenna.

このようにすれば、第2の導電体は、第3の導電体を介してループアンテナの一方側部における誘導結合を抑制し、他方側部において発生する電流と反対の向きの電流量を相対的に低くすると共に、ループアンテナの一方側部から他方側部へ磁束を誘導させ、他方側部における結合を促進させ、通信特性の向上を図ることができる。   In this way, the second conductor suppresses inductive coupling on one side of the loop antenna via the third conductor, and the current amount in the opposite direction to the current generated on the other side is relative. In addition, the magnetic flux can be induced from one side of the loop antenna to the other side of the loop antenna, the coupling at the other side can be promoted, and communication characteristics can be improved.

また、本発明の一態様では、前記第2の導電体は、前記長手方向の大きさが前記ループアンテナの前記長手方向の大きさと略同一であることとしてもよい。   In the aspect of the invention, the second conductor may have a size in the longitudinal direction that is substantially the same as a size in the longitudinal direction of the loop antenna.

このようにすれば、第2の導電体をアンテナ装置の通信特性を向上させるために必要な最小限の大きさとすることができるので、第2の導電体を含めたアンテナモジュールの標準化の実現と設計自由度の向上が図れるようになる。   In this way, since the second conductor can be made the minimum size necessary for improving the communication characteristics of the antenna device, the standardization of the antenna module including the second conductor can be realized. The design flexibility can be improved.

また、本発明の一態様では、前記ループアンテナの前記他方側部は、前記第2の導電体を介して、前記第3の導電体と対向する位置に配置されることとしてもよい。   In the aspect of the invention, the other side portion of the loop antenna may be disposed at a position facing the third conductor via the second conductor.

このようにすれば、第2の導電体をループアンテナと一部重畳させることで、第3の導電体を介して、重畳領域における磁界を跳ね返して重畳領域における誘導結合を抑制し、重畳していない領域において発生した電流を効率よく送電することができる。   In this way, the second conductor is partially overlapped with the loop antenna, so that the magnetic field in the overlap region is bounced back via the third conductor to suppress the inductive coupling in the overlap region. It is possible to efficiently transmit a current generated in a non-existing region.

また、本発明の一態様では、前記第3の導電体には、孔部が形成されていることとしてもよく、前記第3の導電体は、複数に分割されていることとしても、前記第1の導電体の側面部に重畳又は接触するように構成されていることとしてもよい。さらに、前記第3の導電体は、前記第1の導電体の前記外部機器と対向する一面、又は該一面と反対側の面の一部に重畳又は接触するように構成されていることとしてもよい。   In one embodiment of the present invention, the third conductor may be provided with a hole, and the third conductor may be divided into a plurality of parts. It is good also as being comprised so that it may overlap with or contact the side part of one conductor. Further, the third conductor may be configured to overlap or contact one surface of the first conductor facing the external device or a part of the surface opposite to the one surface. Good.

このように、第3の導電体を設けることによって、第2の導電体を含めたアンテナモジュールの設計自由度が向上する。   Thus, by providing the third conductor, the degree of freedom in designing the antenna module including the second conductor is improved.

また、本発明の他の態様は、前述した何れかのアンテナ装置が組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信可能な電子機器である。   Another aspect of the present invention is an electronic device in which any of the antenna devices described above is incorporated and can communicate with an external device via an electromagnetic field signal.

本発明の他の態様によれば、第2の導電体を含めたアンテナモジュールの標準化の実現と設計自由度の向上を図りつつ、外部機器に対する電子機器の通信特性を高めることができる。   According to another aspect of the present invention, it is possible to improve the communication characteristics of an electronic device with respect to an external device while realizing standardization of an antenna module including the second conductor and improving design flexibility.

以上説明したように本発明によれば、電子機器の内部構造によらず、第2の導電体を備えるアンテナ装置の安定した通信機能の向上と、当該第2の導電体を含めたアンテナモジュールの標準化と設計自由度の確保が可能となる。   As described above, according to the present invention, regardless of the internal structure of the electronic device, the stable communication function of the antenna device including the second conductor is improved, and the antenna module including the second conductor is improved. Standardization and design freedom can be secured.

本発明の一実施形態に係るアンテナ装置が適用される無線通信システムの概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a wireless communication system to which an antenna device according to an embodiment of the present invention is applied. 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view showing the composition of the antenna device concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置に備わる第3の導電体の変形例の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the modification of the 3rd conductor with which the antenna apparatus which concerns on one Embodiment of this invention is equipped. 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置に備わる第3の導電体の他の変形例の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the other modification of the 3rd conductor with which the antenna apparatus which concerns on one Embodiment of this invention is equipped. 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置に備わる第3の導電体の他の変形例の一例を示す部分側面図である。It is a partial side view which shows an example of the other modification of the 3rd conductor with which the antenna apparatus which concerns on one Embodiment of this invention is equipped. (A)、(B)は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置に備わる第3の導電体の設置態様の一例を示す部分側面図である。(A), (B) is a partial side view which shows an example of the installation aspect of the 3rd conductor with which the antenna apparatus which concerns on one Embodiment of this invention is equipped. 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置が適用される電子機器の内部の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the inside of the electronic device to which the antenna device which concerns on one Embodiment of this invention is applied. 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置が適用される電子機器の内部の一例を示す部分側面図である。It is a partial side view which shows an example of the inside of the electronic device to which the antenna device which concerns on one Embodiment of this invention is applied.

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are essential as means for solving the present invention. Not necessarily.

まず、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の構成について、図面を使用しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置が適用される無線通信システムの概略構成を示す斜視図であり、図2は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。   First, a configuration of an antenna device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a wireless communication system to which an antenna device according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of the antenna device according to an embodiment of the present invention. FIG.

本実施形態に係るアンテナ装置1は、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装置であって、例えば、図1に示すようなRFID用の無線通信システム100に組み込まれて使用される。   The antenna device 1 according to the present embodiment is a device that is incorporated in an electronic device and communicates with an external device via an electromagnetic field signal. For example, the antenna device 1 is incorporated in an RFID wireless communication system 100 as illustrated in FIG. Used.

無線通信システム100は、電子機器に備わるアンテナ装置1と、アンテナ装置1に対するアクセスを行う外部機器となるリーダライタ120とを含む。ここで、アンテナ装置1とリーダライタ120とは、三次元直交座標系xyzのxy平面において互いに対向するように配置されているものとする。   The wireless communication system 100 includes an antenna device 1 provided in an electronic device and a reader / writer 120 serving as an external device that accesses the antenna device 1. Here, it is assumed that the antenna device 1 and the reader / writer 120 are arranged to face each other on the xy plane of the three-dimensional orthogonal coordinate system xyz.

リーダライタ120は、xy平面において互いに対向するアンテナ装置1に対して、z軸方向に磁界を発信する発信器として機能し、具体的には、アンテナ装置1に向けて磁界を発信するアンテナ121と、アンテナ121を介して誘導結合されたアンテナ装置1と通信を行う制御基板122とを備える。   The reader / writer 120 functions as a transmitter that transmits a magnetic field in the z-axis direction to the antenna devices 1 that face each other in the xy plane, and specifically, an antenna 121 that transmits a magnetic field toward the antenna device 1 And a control board 122 that communicates with the antenna device 1 that is inductively coupled via the antenna 121.

すなわち、リーダライタ120は、アンテナ121と電気的に接続された制御基板122が配設されている。この制御基板122には、一又は複数の集積回路チップ等の電子部品からなる制御回路が実装されている。この制御回路は、アンテナ装置1から受信されたデータに基づいて、各種の処理を実行する。   That is, the reader / writer 120 is provided with a control board 122 that is electrically connected to the antenna 121. A control circuit made of electronic components such as one or a plurality of integrated circuit chips is mounted on the control board 122. The control circuit executes various processes based on the data received from the antenna device 1.

例えば、制御回路は、アンテナ装置1に対してデータを送信する場合、データを符号化し、符号化したデータに基づいて、所定の周波数(例えば、13.56MHz)の搬送波を変調し、変調した変調信号を増幅し、増幅した変調信号でアンテナ121を駆動する。また、制御回路は、アンテナ装置1からデータを読み出す場合、アンテナ121で受信されたデータの変調信号を増幅し、増幅したデータの変調信号を復調し、復調したデータを復号する。   For example, when transmitting data to the antenna device 1, the control circuit encodes the data, modulates a carrier wave of a predetermined frequency (for example, 13.56 MHz) based on the encoded data, and modulates the modulation. The signal is amplified, and the antenna 121 is driven by the amplified modulation signal. When reading data from the antenna device 1, the control circuit amplifies the modulation signal of the data received by the antenna 121, demodulates the modulation signal of the amplified data, and decodes the demodulated data.

なお、制御回路では、一般的なリーダライタで用いられる符号化方式及び変調方式が用いられ、例えば、マンチェスタ符号化方式やASK(Amplitude Shift Keying)変調方式が用いられている。また、以下では、非接触通信システムにおけるアンテナ装置等について説明をするが、Qi(チー)等の非接触充電システムについても同様に適用することができるものとする。   In the control circuit, a coding method and a modulation method used in a general reader / writer are used. For example, a Manchester coding method or an ASK (Amplitude Shift Keying) modulation method is used. In the following description, the antenna device and the like in the non-contact communication system will be described, but the same can be applied to a non-contact charging system such as Qi (Chi).

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、外部機器と電磁界信号を介して通信する。本実施形態のアンテナ装置1は、図1に示すように、アンテナモジュール2と、金属板3と、アンテナ用金属箔4と、接続用金属箔5とを備える。本実施形態では、アンテナ装置1は、アンテナモジュール2の一部がアンテナ用金属箔4と重畳し、アンテナ用金属箔4を含むアンテナモジュール2が金属板3と所定の間隔を隔てて設けられ、当該金属板3とアンテナ用金属箔4を接続用金属箔5で連結していることを特徴とする。   The antenna device 1 is incorporated in a casing of an electronic device such as a mobile phone that is disposed so as to face the reader / writer 120 in the xy plane during communication, and communicates with an external device via an electromagnetic field signal. As shown in FIG. 1, the antenna device 1 of the present embodiment includes an antenna module 2, a metal plate 3, an antenna metal foil 4, and a connection metal foil 5. In this embodiment, the antenna device 1 includes a part of the antenna module 2 superimposed on the antenna metal foil 4, and the antenna module 2 including the antenna metal foil 4 is provided at a predetermined interval from the metal plate 3. The metal plate 3 and the antenna metal foil 4 are connected by a connection metal foil 5.

アンテナモジュール2は、電子機器の筐体内部に設けられ、誘導結合されたリーダライタ120との間で通信を行う。本実施形態では、図1に示すように、アンテナモジュール2は、ループアンテナ11と、通信処理部13と、接続部14とを備え、当該ループアンテナ11の一部がアンテナ用金属箔4に重畳している。   The antenna module 2 is provided inside the housing of the electronic device and communicates with the reader / writer 120 that is inductively coupled. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the antenna module 2 includes a loop antenna 11, a communication processing unit 13, and a connection unit 14, and a part of the loop antenna 11 is superimposed on the antenna metal foil 4. doing.

ループアンテナ11は、電子機器の筐体内部に設けられ、外部機器となるリーダライタ120と誘導結合されることにより当該リーダライタ120と通信可能となるアンテナコイル12が周回する。ループアンテナ11には、例えばフレキシブルフラットケーブルなどの可撓性の導線をパターンニング処理等することによって形成されるアンテナコイル12と、アンテナコイル12と通信処理部13とを電気的に接続する端子部14とが実装されている。   The loop antenna 11 is provided inside the housing of the electronic device, and the antenna coil 12 that can communicate with the reader / writer 120 circulates by being inductively coupled to the reader / writer 120 serving as an external device. The loop antenna 11 includes, for example, an antenna coil 12 formed by patterning a flexible conductive wire such as a flexible flat cable, and a terminal portion that electrically connects the antenna coil 12 and the communication processing unit 13. 14 is implemented.

ループアンテナ11は、図2に示すように略矩形状をなし、外形に沿ってアンテナコイル12の1本の導線が周回されている。なお、本実施形態では、ループアンテナ11は、略矩形状をなしているが、その形状は、楕円等の他の形状としてもよい。また、本明細書中でループアンテナ11の「長手方向」とは、その長さや外径が最大値を示す方向を示し、略矩形状の場合では長辺方向、略楕円形の場合では長軸方向を示すものとする。   The loop antenna 11 has a substantially rectangular shape as shown in FIG. 2, and one conductor wire of the antenna coil 12 is circulated along the outer shape. In the present embodiment, the loop antenna 11 has a substantially rectangular shape, but the shape may be other shapes such as an ellipse. Further, in this specification, the “longitudinal direction” of the loop antenna 11 indicates a direction in which the length or outer diameter shows the maximum value, and in the case of a substantially rectangular shape, the long side direction, and in the case of a substantially elliptical shape, the long axis. The direction shall be indicated.

ループアンテナ11は、図2に示すように、アンテナコイル12が周回する主面が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。また、ループアンテナ11は、その長手方向の中心線12aを境に、一方側部11aと他方側部11bとを有する。一方側部11aは、アンテナコイル12の導線を長手方向に沿う電流の向きが同一方向に流れる方向を周回の方向とする。他方側部11bは、アンテナコイル12の導線を長手方向に沿う電流の向きが逆方向に流れる周回の方向とする。そして、ループアンテナ11は、長手方向に沿う一側縁を金属板3側に向けて、すなわち、一方側部11a又は他方側部11bの何れか一方を金属板3側に向けて配置される。   As shown in FIG. 2, the loop antenna 11 is arranged such that the main surface around which the antenna coil 12 circulates faces the reader / writer 120 in the xy plane during communication. The loop antenna 11 has a first side portion 11a and a second side portion 11b with a center line 12a in the longitudinal direction as a boundary. On the other hand, the side portion 11a has a direction in which the direction of current flowing along the longitudinal direction of the conducting wire of the antenna coil 12 is the same as the direction of circulation. The other side portion 11b has the conducting wire of the antenna coil 12 in the direction of circulation in which the direction of current along the longitudinal direction flows in the opposite direction. The loop antenna 11 is arranged with one side edge along the longitudinal direction facing the metal plate 3 side, that is, one of the one side portion 11a and the other side portion 11b facing the metal plate 3 side.

アンテナコイル12は、リーダライタ120から発信される磁界を受けると、リーダライタ120と誘導結合によって磁気的に結合され、変調された電磁波を受信して、端子部14を介して受信信号を通信処理部13に供給する。   When the antenna coil 12 receives a magnetic field transmitted from the reader / writer 120, the antenna coil 12 is magnetically coupled to the reader / writer 120 by inductive coupling, receives the modulated electromagnetic wave, and performs communication processing on the received signal via the terminal unit 14. To the unit 13.

通信処理部13は、アンテナコイル12に流れる電流により駆動し、リーダライタ120との間で通信を行う。具体的に、通信処理部13は、受信された変調信号を復調し、復調したデータを復号して、復号したデータを、当該通信処理部13が有する内部メモリに書き込む。また、通信処理部13は、リーダライタ120に送信するデータを内部メモリから読み出し、読み出したデータを符号化し、符号化したデータに基づいて搬送波を変調し、誘導結合によって磁気的に結合されたアンテナコイル12を介して変調された電波をリーダライタ120に送信する。なお、通信処理部13は、アンテナコイル12に流れる電力ではなく、電子機器内に組み込まれたバッテリパックや外部電源などの電力供給手段から供給された電力によって駆動してもよい。   The communication processing unit 13 is driven by a current flowing through the antenna coil 12 and communicates with the reader / writer 120. Specifically, the communication processing unit 13 demodulates the received modulation signal, decodes the demodulated data, and writes the decoded data in the internal memory of the communication processing unit 13. The communication processing unit 13 reads the data to be transmitted to the reader / writer 120 from the internal memory, encodes the read data, modulates the carrier wave based on the encoded data, and is magnetically coupled by inductive coupling. The radio wave modulated via the coil 12 is transmitted to the reader / writer 120. Note that the communication processing unit 13 may be driven not by power flowing through the antenna coil 12 but by power supplied from a power supply unit such as a battery pack or an external power source incorporated in the electronic device.

金属板3は、電子機器の筐体内に設けられ、外部機器となるリーダライタ120に対向する第1の導電体となる。金属板3は、例えば、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、例えば、スマートフォンの筐体の内面に貼付されたメタルカバーや、スマートフォン内に収納されたバッテリパックの金属筐体、あるいは、タブレットPCの液晶モジュールの裏面に設けられた金属板等が相当する。   The metal plate 3 is provided in the housing of the electronic device and serves as a first conductor facing the reader / writer 120 serving as an external device. The metal plate 3 is provided in a housing of an electronic device such as a mobile phone, a smartphone, or a tablet PC, for example, and constitutes a first conductor that faces the reader / writer 120 during communication of the antenna module 2. The first conductor is provided on, for example, a metal cover affixed to the inner surface of the smartphone casing, a metal casing of a battery pack housed in the smartphone, or the back surface of the liquid crystal module of the tablet PC. Corresponds to a metal plate or the like.

アンテナ用金属箔4は、第1の導電体となる金属板3と所定の間隔を隔てて設けられ、ループアンテナ11のリーダライタ120と対向する面と反対側の面と一部が重畳又は接触するシート状の第2の導電体である。本実施形態では、アンテナ用金属箔4は、図2に示すように、ループアンテナ11の一方側部11aの全長に亘って重畳し、好ましくは、その長手方向の大きさがループアンテナ11の長手方向の大きさより僅かに大きい略同一となるように形成されている。すなわち、アンテナ用金属箔4がアンテナ装置1の通信特性を向上させるために必要な最小限の大きさとなっているので、アンテナ用金属箔4を含めたアンテナモジュール2の標準化の実現と設計自由度の向上が図れる。   The metal foil for antenna 4 is provided at a predetermined distance from the metal plate 3 serving as the first conductor, and a part of the surface of the loop antenna 11 opposite to the surface facing the reader / writer 120 is overlapped or contacted. This is a sheet-like second conductor. In the present embodiment, the antenna metal foil 4 overlaps over the entire length of the one side portion 11 a of the loop antenna 11 as shown in FIG. 2, and preferably the size in the longitudinal direction is the length of the loop antenna 11. They are formed so as to be substantially the same slightly larger than the size in the direction. That is, since the antenna metal foil 4 has a minimum size necessary for improving the communication characteristics of the antenna device 1, the standardization of the antenna module 2 including the antenna metal foil 4 and the degree of design freedom are realized. Can be improved.

なお、本実施形態では、アンテナ用金属箔4は、略矩形状をなしているが、その形状は、楕円等の他の形状としてもよい。また、本明細書中でアンテナ用金属箔4の「長手方向」とは、その長さや外径が最大値を示す方向を示し、略矩形状の場合では長辺方向、略楕円形の場合では長軸方向を示すものとする。   In addition, in this embodiment, although the metal foil 4 for antennas has comprised the substantially rectangular shape, the shape is good also as other shapes, such as an ellipse. Further, in this specification, the “longitudinal direction” of the metal foil 4 for an antenna indicates a direction in which the length or outer diameter shows the maximum value, and in the case of a substantially rectangular shape, the long side direction, and in the case of a substantially elliptical shape, The major axis direction shall be indicated.

接続用金属箔5は、第1の導電体となる金属板3と第2の導電体となるアンテナ用金属箔4との間に設けられるシート状の第3の導電体である。本実施形態では、接続用金属箔5は、一方の端部5aが金属板3と重畳又は接触すると共に、他方の端部5bの一部がアンテナ用金属箔4と重畳又は接触する。   The connecting metal foil 5 is a sheet-like third conductor provided between the metal plate 3 serving as the first conductor and the antenna metal foil 4 serving as the second conductor. In the present embodiment, the connecting metal foil 5 has one end portion 5 a overlapping or contacting the metal plate 3 and a part of the other end portion 5 b overlapping or contacting the antenna metal foil 4.

このように、接続用金属箔5を金属板3とアンテナ用金属箔4との間に設けることによって、アンテナ用金属箔4が電子機器の金属板3と離隔する構成となっても、アンテナ用金属箔4と重畳したアンテナモジュール2は、接続用金属箔5を介して金属板3による磁気シールド効果を利用できるようになる。すなわち、接続用金属箔5が金属板3とアンテナ用金属箔4を連結することによって、電子機器の内部構造によらず、金属板3による磁気シールド効果を利用した小型NFCアンテナ等のアンテナ装置1の性能を最大限に高められる。また、接続用金属箔5が金属板3とアンテナ用金属箔4を連結することによって、アンテナモジュール2を備える電子機器の設計自由度を向上させる。   Thus, by providing the connection metal foil 5 between the metal plate 3 and the antenna metal foil 4, the antenna metal foil 4 can be separated from the metal plate 3 of the electronic device. The antenna module 2 superimposed on the metal foil 4 can use the magnetic shielding effect by the metal plate 3 via the connection metal foil 5. That is, the connecting metal foil 5 connects the metal plate 3 and the antenna metal foil 4 so that the antenna device 1 such as a small NFC antenna using the magnetic shield effect by the metal plate 3 is used regardless of the internal structure of the electronic device. To maximize the performance. Further, the connecting metal foil 5 connects the metal plate 3 and the antenna metal foil 4, thereby improving the degree of design freedom of the electronic device including the antenna module 2.

前述したように、本実施形態では、ループアンテナ11と金属板3との間には、金属板3と重畳又は接触する接続用金属箔5を介して、シート状の第2の導電体となるアンテナ用金属箔4が設けられている。アンテナ用金属箔4は、ループアンテナ11のリーダライタ120と対向する面と反対側の面と、一部が重畳する。アンテナ用金属箔4は、ループアンテナ11の一部に重畳することにより、重畳するループアンテナ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。   As described above, in the present embodiment, a sheet-like second conductor is formed between the loop antenna 11 and the metal plate 3 via the connecting metal foil 5 that overlaps or contacts the metal plate 3. An antenna metal foil 4 is provided. The metal foil for antenna 4 partially overlaps the surface of the loop antenna 11 opposite to the surface facing the reader / writer 120. The antenna metal foil 4 is superimposed on a part of the loop antenna 11, thereby suppressing inductive coupling in the overlapping region by repelling the magnetic field in a part of the overlapping loop antenna 11, and a region not overlapping. Enhancing the concentration of magnetic flux to improve communication performance.

すなわち、ループアンテナ11は、基板の主面を周回するアンテナコイル12を通過するリーダライタ120からの磁束が当該アンテナコイル12の導線が一方向に周回する一方側部11aとアンテナコイル12の導線が他方向に周回する他方側部11bとで、反対方向の電流を生じさせ、その結果、効率よく結合させることができない。   That is, in the loop antenna 11, the magnetic flux from the reader / writer 120 that passes through the antenna coil 12 that circulates around the main surface of the substrate is connected to the one side portion 11a in which the conductor of the antenna coil 12 circulates in one direction and The other side portion 11b that circulates in the other direction generates a current in the opposite direction, and as a result, cannot be efficiently coupled.

そこで、本実施形態のアンテナ装置1では、アンテナ用金属箔4をループアンテナ11のリーダライタ120と対向する面と反対側の面と一部重畳させることで、重畳領域における磁界を跳ね返して重畳領域における誘導結合を抑制し、重畳していない領域において発生した電流を効率よく送電することができる。また、アンテナ装置1は、アンテナ用金属箔4をループアンテナ11のリーダライタ120と対向する面と反対側の面と一部重畳させることで、重畳していない領域に磁束を集中させ、当該領域における効率のよい発電を促すことができる。   Therefore, in the antenna device 1 of the present embodiment, the antenna metal foil 4 is partially overlapped with the surface of the loop antenna 11 opposite to the surface facing the reader / writer 120, thereby repelling the magnetic field in the overlap region. The inductive coupling in can be suppressed, and the current generated in the non-overlapping region can be transmitted efficiently. Further, the antenna device 1 partially superimposes the antenna metal foil 4 on the surface opposite to the surface facing the reader / writer 120 of the loop antenna 11, thereby concentrating the magnetic flux on the non-superimposed region. Efficient power generation in can be promoted.

また、アンテナ装置1は、アンテナ用金属箔4が接続用金属箔5にも重畳又は接触することにより、接続用金属箔5を介して金属板3からの磁束を漏らさずに、アンテナ用金属箔4が重畳していないループアンテナ11の領域へ誘導することができ、効率のよい誘導結合を行うことができる。すなわち、等価的に金属板3の端部3aがループアンテナ11のアンテナコイル12の中心線12aに配置される構造が実現されるようになる。さらに、アンテナ装置1は、アンテナ用金属箔4が接続用金属箔5とも重畳することにより、接続用金属箔5を介して金属板3からの漏れ磁束によって、アンテナ用金属箔4が重畳する一部において誘導結合による電流の発生を防止することができる。   Further, the antenna device 1 includes the antenna metal foil 4 without leaking the magnetic flux from the metal plate 3 through the connection metal foil 5 when the metal foil 4 for antenna overlaps or contacts the metal foil 5 for connection. 4 can be guided to the area of the loop antenna 11 on which no superposition 4 is superimposed, and efficient inductive coupling can be performed. That is, a structure in which the end 3 a of the metal plate 3 is equivalently disposed on the center line 12 a of the antenna coil 12 of the loop antenna 11 is realized. Further, in the antenna device 1, the antenna metal foil 4 overlaps with the connection metal foil 5, so that the antenna metal foil 4 is overlapped by the leakage magnetic flux from the metal plate 3 through the connection metal foil 5. Generation of current due to inductive coupling can be prevented in the portion.

アンテナ用金属箔4及び接続用金属箔5は、例えば銅箔等の良導体が好ましく用いられるが、必ずしも良導体でなくともよい。すなわち、アンテナ用金属箔4と接続用金属箔5は、少なくとも導電性を有する金属等の材質で形成されていればよい。また、アンテナ用金属箔4と接続用金属箔5は、アンテナ装置1とリーダライタ120との通信周波数に応じて適宜厚さが決められ、例えば通信周波数13.56MHzにおいては、20μm〜30μm厚の金属箔を用いることができる。   The metal foil for antenna 4 and the metal foil for connection 5 are preferably good conductors such as copper foil, but are not necessarily good conductors. That is, the antenna metal foil 4 and the connection metal foil 5 may be formed of at least a material such as a conductive metal. Also, the thickness of the metal foil for antenna 4 and the metal foil for connection 5 is appropriately determined according to the communication frequency between the antenna device 1 and the reader / writer 120. For example, at a communication frequency of 13.56 MHz, the thickness is 20 to 30 μm. Metal foil can be used.

なお、アンテナ用金属箔4は、接続用金属箔5やループアンテナ11と重畳していれば必ずしも接している必要はない。ただし、アンテナ用金属箔4は、接続用金属箔5やループアンテナ11に近接するほど結合係数にとって有利となるため、近接あるいは接触していることが好ましい。   Note that the antenna metal foil 4 is not necessarily in contact with the connection metal foil 5 or the loop antenna 11 if it overlaps. However, the closer to the connection metal foil 5 and the loop antenna 11, the more advantageous the coupling coefficient of the metal foil for antenna 4 is, so it is preferable that the metal foil for antenna 4 is close or in contact.

また、アンテナ用金属箔4は、図2に示すように、ループアンテナ11の一方側部11aの端部からアンテナコイル12の中心線12aまで重畳することが好ましい。これにより、アンテナ用金属箔4は、ループアンテナ11の一方側部11aにおける結合を抑制して、他方側部11bにおいて発生する電流と反対の向きの電流量を相対的に低くする。そして、それと共に、ループアンテナ11の一方側部11aから他方側部11bへ磁束を誘導させ、他方側部11bにおける結合を促進させ、通信特性の向上を図ることができる。   Further, as shown in FIG. 2, the antenna metal foil 4 is preferably overlapped from the end of one side portion 11 a of the loop antenna 11 to the center line 12 a of the antenna coil 12. Thereby, the metal foil 4 for antenna suppresses the coupling | bonding in the one side part 11a of the loop antenna 11, and makes the electric current amount of the direction opposite to the electric current which generate | occur | produces in the other side part 11b relatively low. At the same time, the magnetic flux is induced from the one side portion 11a of the loop antenna 11 to the other side portion 11b, the coupling at the other side portion 11b is promoted, and the communication characteristics can be improved.

さらに、アンテナ用金属箔4は、図2に示すように、ループアンテナ11の一方側部11aの長手方向以上の幅を有し、ループアンテナ11の一方側部11aを長手方向に亘って全て重畳することが好ましい。これによっても、アンテナ用金属箔4は、第3の導電体5を介して、ループアンテナ11の一方側部11aにおける誘導結合を抑制し、他方側部11bにおいて発生する電流と反対の向きの電流量を相対的に低くする。また、それと同時に、ループアンテナ11の一方側部11aから他方側部11bへ磁束を誘導させ、他方側部11bにおける結合を促進させ、通信特性の向上を図ることができる。   Further, as shown in FIG. 2, the antenna metal foil 4 has a width equal to or greater than the longitudinal direction of the one side portion 11a of the loop antenna 11, and the one side portion 11a of the loop antenna 11 is entirely overlapped in the longitudinal direction. It is preferable to do. Also by this, the antenna metal foil 4 suppresses inductive coupling in the one side portion 11a of the loop antenna 11 via the third conductor 5, and the current in the direction opposite to the current generated in the other side portion 11b. Make the amount relatively low. At the same time, it is possible to induce magnetic flux from the one side portion 11a of the loop antenna 11 to the other side portion 11b, promote the coupling at the other side portion 11b, and improve communication characteristics.

なお、ループアンテナ11は、アンテナ用金属箔4が重畳する一方側部11aにおけるアンテナコイル12の本数(例えば3本)よりも、アンテナ用金属箔4が重畳しない他方側部11bにおけるアンテナコイル12の本数(例えば4本)が多くなるように周回させるようにしてもよい。すなわち、1本のアンテナコイルの導線の始端と終端を他方側部11bにすることにより、アンテナコイル12の中心線12aを挟んで、ループアンテナ11の一方側部11aよりも他方側部11bの方に多くのコイル導線が周回するように形成することができる。これにより、リーダライタ120からの磁束と誘導結合するコイルの本数を増やし、良好な通信特性を実現することができる。   In addition, the loop antenna 11 has the number of the antenna coils 12 on the other side portion 11b on which the antenna metal foil 4 is not superimposed more than the number (for example, three) of the antenna coils 12 on the one side portion 11a on which the antenna metal foil 4 is superimposed. You may make it circulate so that a number (for example, four) may increase. That is, by making the start and end of the conductor of one antenna coil the other side portion 11b, the other side portion 11b of the loop antenna 11 is located more than the one side portion 11a across the center line 12a of the antenna coil 12. It can be formed so that many coil conductors circulate. Thereby, the number of coils inductively coupled with the magnetic flux from the reader / writer 120 can be increased, and good communication characteristics can be realized.

また、アンテナ装置1は、接続用金属箔5とループアンテナ11との間に、2枚以上に分割された複数のアンテナ用金属箔4を重畳させてもよい。これにより、例えば接続用金属箔5とループアンテナ11との間に、カメラモジュールのレンズ鏡筒が配置されるなど、アンテナ用金属箔4を設けることができない場合にも、レンズ鏡筒等の他の部材を回避した位置にアンテナ用金属箔4を設けることで、通信特性の向上を図ることができる。また、アンテナ装置1は、レンズ鏡筒等の他の部材に対応した開口部(図示せず)や切り欠き部(図示せず)が形成されたアンテナ用金属箔4を用いてもよい。   In the antenna device 1, a plurality of antenna metal foils 4 divided into two or more may be superimposed between the connection metal foil 5 and the loop antenna 11. Thus, for example, when the lens foil of the camera module cannot be provided, for example, when the lens barrel of the camera module is disposed between the connection metal foil 5 and the loop antenna 11, the lens barrel etc. Communication characteristics can be improved by providing the antenna metal foil 4 at a position avoiding the above member. Further, the antenna device 1 may use a metal foil 4 for an antenna in which an opening (not shown) or a notch (not shown) corresponding to another member such as a lens barrel is formed.

さらに、アンテナ装置1は、図3に示すように、ループアンテナ11に重畳されたアンテナ用金属箔4と金属板3との間に、2枚以上に分割された複数の接続用金属箔5を重畳させてもよい。このように接続用金属箔5を複数に分割された構成とすることにより、ループアンテナ11に重畳されたアンテナ用金属箔4と金属板3との間に、例えば、カメラモジュールのレンズ鏡筒6が配置されるなど、接続用金属箔5をそのまま設けることができない場合にも、当該レンズ鏡筒6を迂回するように、ループアンテナ11が重畳されたアンテナ用金属箔4と金属板3とを接続できる。すなわち、複数に分割した接続用金属箔5をレンズ鏡筒6等の他の部材を回避した位置に設けることによって、当該部材の機能を確保しながら、通信特性の向上を図ることができる。なお、図3では、接続用金属箔5が2つに分割されている場合について示されているが、レンズ鏡筒6等の他の部材の設置数や設置箇所に応じて、3つ以上に分割された構成としてもよい。   Further, as shown in FIG. 3, the antenna device 1 includes a plurality of connecting metal foils 5 divided into two or more pieces between the antenna metal foil 4 and the metal plate 3 superimposed on the loop antenna 11. You may superimpose. In this manner, the connection metal foil 5 is divided into a plurality of parts, so that, for example, the lens barrel 6 of the camera module is interposed between the metal foil 4 for antenna and the metal plate 3 superimposed on the loop antenna 11. Even when the connecting metal foil 5 cannot be provided as it is, the antenna metal foil 4 and the metal plate 3 on which the loop antenna 11 is superimposed are arranged so as to bypass the lens barrel 6. Can connect. That is, by providing the connecting metal foil 5 divided into a plurality at positions avoiding other members such as the lens barrel 6, it is possible to improve the communication characteristics while ensuring the function of the members. Note that FIG. 3 shows the case where the connecting metal foil 5 is divided into two parts, but the number is increased to three or more depending on the number of installations and installation locations of other members such as the lens barrel 6. It is good also as a divided | segmented structure.

また、アンテナ装置1は、図4に示すように、レンズ鏡筒6等の他の部材に対応した開口部5cや切り欠き部(図示せず)が形成された接続用金属箔5を用いてもよい。さらに、接続用金属箔5は、図5に示すように、第1の導電体となる金属板3の側面部3bに重畳又は接触するように構成されていることとしてもよい。このとき、接続用金属箔5は、略L字型に折り曲げられて構成され、ループアンテナ11は、アンテナコイル12の中心線12aに長手方向に亘って開口部が形成され、この開口部に磁性シート20が差し込まれる構成としてもよい。また、接続用金属箔5は、図6(A)に示すように、金属板3の外部機器120と対向する一面3cの一部に重畳又は接触するように構成されていることとしてもよい。さらに、接続用金属箔5は、図6(B)に示すように、金属板3の外部機器120と対向する一面3cと反対側の面3dの一部に重畳又は接触するように構成されていることとしてもよい。このように、アンテナ用金属箔4と金属板3との間に接続用金属箔5を設けることによって、アンテナ用金属箔4を含めたアンテナモジュール2(図1参照)の設計自由度が向上する。   Further, as shown in FIG. 4, the antenna device 1 uses a connection metal foil 5 in which an opening 5 c and a notch (not shown) corresponding to other members such as a lens barrel 6 are formed. Also good. Further, as shown in FIG. 5, the connecting metal foil 5 may be configured to overlap or contact the side surface portion 3b of the metal plate 3 serving as the first conductor. At this time, the connecting metal foil 5 is formed by being bent into a substantially L shape, and the loop antenna 11 has an opening formed in the center line 12a of the antenna coil 12 in the longitudinal direction, and a magnetic property is formed in the opening. The sheet 20 may be inserted. Further, as shown in FIG. 6A, the connecting metal foil 5 may be configured to overlap or contact a part of the one surface 3c of the metal plate 3 facing the external device 120. Further, as shown in FIG. 6B, the connecting metal foil 5 is configured to overlap or contact a part of the surface 3d opposite to the one surface 3c facing the external device 120 of the metal plate 3. It is good to be. Thus, by providing the connecting metal foil 5 between the antenna metal foil 4 and the metal plate 3, the degree of freedom in designing the antenna module 2 (see FIG. 1) including the antenna metal foil 4 is improved. .

本実施形態では、金属板3と、アンテナモジュール2に重畳させたアンテナ用金属箔4との間に接続用金属箔5を設けることによって、アンテナ用金属箔4が電子機器の金属板3と離隔する構成となっても、アンテナ用金属箔4と重畳したアンテナモジュール2の金属板3による磁気シールド効果を利用できるようになる。すなわち、電子機器の内部構造によらず、金属板3による磁気シールド効果を利用したアンテナ装置1の性能を最大限に高めて、アンテナモジュール2を備える電子機器の設計自由度を向上させる。   In the present embodiment, by providing the connecting metal foil 5 between the metal plate 3 and the antenna metal foil 4 superimposed on the antenna module 2, the antenna metal foil 4 is separated from the metal plate 3 of the electronic device. Even in this configuration, the magnetic shield effect by the metal plate 3 of the antenna module 2 superimposed on the antenna metal foil 4 can be used. That is, regardless of the internal structure of the electronic device, the performance of the antenna device 1 using the magnetic shield effect by the metal plate 3 is maximized, and the degree of design freedom of the electronic device including the antenna module 2 is improved.

また、本実施形態では、金属板3と、アンテナモジュール2と重畳させたアンテナ用金属箔4との間に接続用金属箔5を設けるので、アンテナ用金属箔4の大きさに関わらず、確実に金属板3とアンテナ用金属箔4に重畳されたアンテナモジュール2を接続できる。すなわち、アンテナモジュール2と重畳されたアンテナ用金属箔4を所定の大きさに統一しても、電子機器の内部構造によらず確実に金属板3とアンテナモジュール2を接続できる。このため、アンテナ用金属箔4を含めてアンテナモジュール2の標準化が容易にすることができる。   Further, in the present embodiment, the connecting metal foil 5 is provided between the metal plate 3 and the antenna metal foil 4 superimposed on the antenna module 2, so that the reliability is ensured regardless of the size of the antenna metal foil 4. It is possible to connect the antenna module 2 superimposed on the metal plate 3 and the metal foil 4 for antenna. That is, even if the antenna metal foil 4 superimposed on the antenna module 2 is unified to a predetermined size, the metal plate 3 and the antenna module 2 can be reliably connected regardless of the internal structure of the electronic device. Therefore, standardization of the antenna module 2 including the antenna metal foil 4 can be facilitated.

さらに、本実施形態では、携帯端末等の電子機器の内部構造や金属部品によらずに、金属板3による磁気シールド効果を利用したアンテナ装置1の性能を最大化されるので、電子機器にカバー及びアンテナを装着する前後におけるインダクタンス等の電気特性の変化を少なくすることが可能となる。このため、NFCアンテナ等のアンテナ装置1の共振周波数調整の簡易化にも大きく寄与できる。   Further, in the present embodiment, the performance of the antenna device 1 using the magnetic shield effect by the metal plate 3 is maximized regardless of the internal structure and metal parts of the electronic device such as a portable terminal. In addition, it is possible to reduce changes in electrical characteristics such as inductance before and after mounting the antenna. For this reason, it can greatly contribute to simplification of the resonance frequency adjustment of the antenna device 1 such as an NFC antenna.

次に、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置が適用される電子機器の一例について、図面を使用しながら説明する。図7は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置が適用される電子機器の内部の一例を示す斜視図であり、図8は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置が適用される電子機器の内部の一例を示す部分側面図である。   Next, an example of an electronic apparatus to which the antenna device according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a perspective view showing an example of the inside of an electronic apparatus to which the antenna device according to one embodiment of the present invention is applied, and FIG. 8 is an electronic diagram to which the antenna device according to one embodiment of the present invention is applied. It is a partial side view which shows an example of the inside of an apparatus.

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。   In the following description, a smart phone 133 is mainly used as an electronic device, and the main surface of the metal casing 135 of the battery pack 134 housed in the smart phone 133 that faces the reader / writer 120 during communication constitutes the first conductor. The metal plate 3 will be described.

アンテナモジュール2のループアンテナ11は、スマートフォン133に組み込んだ際に、当該スマートフォン133の小型化を図りつつ、リーダライタ120との間で良好な通信特性を実現する観点から、図7に示すような三次元直交座標系xyzのxy平面上であって、例えばスマートフォン133の外筐体141内部に設けられたバッテリパック134と外筐体141の内周壁141aとの空間142に配置される。具体的に、ループアンテナ11は、図8に示すようなバッテリパック134の金属筐体135のリーダライタ120に対向した金属板3の端部3aと、外筐体141の内周壁141aとの間に配置されている。   When the loop antenna 11 of the antenna module 2 is incorporated in the smartphone 133, the smartphone 133 is reduced in size, and from the viewpoint of realizing good communication characteristics with the reader / writer 120, as shown in FIG. On the xy plane of the three-dimensional orthogonal coordinate system xyz, for example, it is arranged in a space 142 between the battery pack 134 provided in the outer casing 141 of the smartphone 133 and the inner peripheral wall 141a of the outer casing 141. Specifically, the loop antenna 11 is between the end 3a of the metal plate 3 facing the reader / writer 120 of the metal casing 135 of the battery pack 134 and the inner peripheral wall 141a of the outer casing 141 as shown in FIG. Is arranged.

ここで、図8で示すように、スマートフォン133に配置されたバッテリパック134の金属筐体を構成する金属板3は、電気を比較的よく流すので、外部から交流磁界が加わると渦電流が発生し、磁界を跳ね返してしまう。このような外部から交流磁界が加わるときの磁界分布を調べると、リーダライタ120と対向したバッテリパック134の金属板3の端部3aの磁界が強いという特性を有する。   Here, as shown in FIG. 8, the metal plate 3 constituting the metal casing of the battery pack 134 disposed in the smartphone 133 flows electricity relatively well, so that an eddy current is generated when an AC magnetic field is applied from the outside. Then, the magnetic field is rebounded. Examining the magnetic field distribution when an AC magnetic field is applied from the outside, the magnetic field at the end 3a of the metal plate 3 of the battery pack 134 facing the reader / writer 120 is strong.

このようなスマートフォン130の筐体131内部の磁界強度の特性を利用して良好な通信特性を実現するために、アンテナモジュール2のループアンテナ11は、例えば、図2に示すように、z軸と平行なアンテナコイル12の中心12aが、金属板3の端部3aと外筐体141の内周壁141aとの空間142を通過し、長手方向の一側縁を金属板3の端部3a側に向けて、すなわち、一方側部11aを金属板3の端部3a側に向けて配置される。   In order to realize good communication characteristics using the magnetic field strength characteristics inside the housing 131 of the smartphone 130, the loop antenna 11 of the antenna module 2 is, for example, as shown in FIG. The center 12a of the parallel antenna coil 12 passes through the space 142 between the end portion 3a of the metal plate 3 and the inner peripheral wall 141a of the outer casing 141, and one side edge in the longitudinal direction faces the end portion 3a side of the metal plate 3. In other words, the one side portion 11 a is arranged toward the end portion 3 a side of the metal plate 3.

本実施形態では、ループアンテナ11は、金属板3の端部3aと接することなく、離間した位置に設けられている。このように、アンテナ装置1は、電子機器の筐体内のレイアウト上の制約から金属板3とループアンテナ11とを離間して配置した場合にも、金属板3とループアンテナ11とに亘って、重畳させたアンテナ用金属箔4と接続用金属箔5で連結させることで良好な通信特性を得ることができる。すなわち、本実施形態に係るアンテナ装置1をスマートフォン130等の電子機器に組み込むことによって、基板等の金属板3の磁気シールド効果による磁束の集中を利用して、リーダライタ120等の外部機器に対する通信特性を高められる。   In the present embodiment, the loop antenna 11 is provided at a separated position without contacting the end 3 a of the metal plate 3. As described above, the antenna device 1 spans the metal plate 3 and the loop antenna 11 even when the metal plate 3 and the loop antenna 11 are spaced apart from each other due to layout restrictions in the housing of the electronic device. Good communication characteristics can be obtained by connecting the metal foil for antenna 4 and the metal foil for connection 5 superimposed. That is, by incorporating the antenna device 1 according to the present embodiment into an electronic device such as a smartphone 130, communication with an external device such as the reader / writer 120 is performed using the concentration of magnetic flux due to the magnetic shield effect of the metal plate 3 such as a substrate. The characteristics can be enhanced.

なお、上記のように本発明の一実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。   Although one embodiment and each example of the present invention have been described in detail as described above, it will be understood by those skilled in the art that many modifications that do not substantially depart from the novel matters and effects of the present invention are possible. It will be easy to understand. Therefore, all such modifications are included in the scope of the present invention.

例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、アンテナ装置、及び電子機器の構成、動作も本発明の一実施形態及び各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。   For example, a term described with a different term having a broader meaning or the same meaning at least once in the specification or the drawings can be replaced with the different term in any part of the specification or the drawings. In addition, the configurations and operations of the antenna device and the electronic device are not limited to those described in the embodiment and examples of the present invention, and various modifications can be made.

1 アンテナ装置、2 アンテナモジュール、3 金属板(第1の導電体)、3a 端部、3b 側面部、3c 一面、3d 反対側の面、4 アンテナ用金属箔(第2の導電体)、5 接続用金属箔(第3の導電体)、5a 一方の端部、5b 他方の端部、5c 孔部、11 ループアンテナ、11a 一方側部、11b 他方側部、12 アンテナコイル、12a 中心線、13 通信処理部、14 端子部、120 リーダライタ(外部機器)、121 アンテナ、122 制御基板、133 スマートフォン(電子機器)、134 バッテリパック、135 金属筐体(第1の導電体)、141 外筐体(筐体)、141a 内周壁、142 空間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna apparatus, 2 Antenna module, 3 Metal plate (1st conductor), 3a edge part, 3b Side surface part, 3c One surface, 3d Opposite side surface 4 Metal foil for antennas (2nd conductor), 5 Metal foil for connection (third conductor), 5a one end, 5b the other end, 5c hole, 11 loop antenna, 11a one side, 11b other side, 12 antenna coil, 12a center line, 13 communication processing unit, 14 terminal unit, 120 reader / writer (external device), 121 antenna, 122 control board, 133 smart phone (electronic device), 134 battery pack, 135 metal casing (first conductor), 141 outer casing Body (housing), 141a inner peripheral wall, 142 space

Claims (10)

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であって、
前記電子機器の筐体内部に設けられ、前記外部機器に対向する第1の導電体と、
前記電子機器の筐体内部に設けられ、前記外部機器と誘導結合されるアンテナコイルが周回するループアンテナと、
前記第1の導電体と所定の間隔を隔てて設けられ、前記ループアンテナの前記外部機器と対向する面と反対側の面と一部が重畳又は接触するシート状の第2の導電体と、
前記第1の導電体と前記第2の導電体との間に設けられ、一方の端部が前記第1の導電体と重畳又は接触すると共に、他方の端部の一部が前記第2の導電体と重畳又は接触するシート状の第3の導電体と、を備えるアンテナ装置。
An antenna device incorporated in an electronic device and communicating with an external device via an electromagnetic field signal,
A first conductor provided inside the casing of the electronic device and facing the external device;
A loop antenna provided inside the casing of the electronic device and around which an antenna coil that is inductively coupled with the external device;
A sheet-like second conductor that is provided at a predetermined interval from the first conductor, and a part of the loop antenna that overlaps or contacts a surface opposite to the surface facing the external device;
Provided between the first conductor and the second conductor, one end of which overlaps or contacts the first conductor, and a part of the other end is the second conductor An antenna device comprising: a sheet-like third conductor that overlaps or contacts the conductor.
前記ループアンテナは、その長手方向の中心線を介して一方側部と他方側部に二分され、
前記第2の導電体は、前記ループアンテナの前記アンテナコイルの導線が一方向に周回する一方側部と重畳し、前記アンテナコイルの前記導線が他方向に周回する他方側部と重畳しない請求項1に記載のアンテナ装置。
The loop antenna is divided into one side and the other side via a longitudinal center line,
The said 2nd conductor is superimposed on the one side part which the conducting wire of the said antenna coil of the said loop antenna circulates in one direction, and does not overlap the other side part which the said conducting wire of the said antenna coil circulates in another direction. The antenna device according to 1.
前記第2の導電体は、前記ループアンテナの前記一方側部の全長に亘って重畳する請求項2に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 2, wherein the second conductor is overlapped over the entire length of the one side portion of the loop antenna. 前記第2の導電体は、前記長手方向の大きさが前記ループアンテナの前記長手方向の大きさと略同一である請求項3に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 3, wherein the second conductor has a size in the longitudinal direction substantially the same as a size in the longitudinal direction of the loop antenna. 前記ループアンテナの前記他方側部は、前記第2の導電体を介して、前記第3の導電体と対向する位置に配置される請求項2乃至4の何れか1項に記載のアンテナ装置。   5. The antenna device according to claim 2, wherein the other side portion of the loop antenna is disposed at a position facing the third conductor via the second conductor. 6. 前記第3の導電体は、複数に分割されている請求項1乃至5の何れか1項に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, wherein the third conductor is divided into a plurality of parts. 前記第3の導電体には、孔部が形成されている請求項1乃至5の何れか1項に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, wherein a hole is formed in the third conductor. 前記第3の導電体は、前記第1の導電体の側面部に重畳又は接触するように構成されている請求項1乃至7の何れか1項に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to any one of claims 1 to 7, wherein the third conductor is configured to overlap or contact a side surface portion of the first conductor. 前記第3の導電体は、前記第1の導電体の前記外部機器と対向する一面、又は該一面と反対側の面の一部に重畳又は接触するように構成されている請求項1乃至7の何れか1項に記載のアンテナ装置。   The third conductor is configured to overlap or contact one surface of the first conductor facing the external device or a part of the surface opposite to the one surface. The antenna device according to any one of the above. 請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載のアンテナ装置が組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信可能な電子機器。   An electronic device in which the antenna device according to any one of claims 1 to 9 is incorporated and can communicate with an external device via an electromagnetic field signal.
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