JP6336761B2 - ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE - Google Patents

ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE Download PDF

Info

Publication number
JP6336761B2
JP6336761B2 JP2014006595A JP2014006595A JP6336761B2 JP 6336761 B2 JP6336761 B2 JP 6336761B2 JP 2014006595 A JP2014006595 A JP 2014006595A JP 2014006595 A JP2014006595 A JP 2014006595A JP 6336761 B2 JP6336761 B2 JP 6336761B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
magnetic sheet
loop antenna
magnetic
metal plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014006595A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015136041A (en
Inventor
折原 勝久
勝久 折原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dexerials Corp
Original Assignee
Dexerials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dexerials Corp filed Critical Dexerials Corp
Priority to JP2014006595A priority Critical patent/JP6336761B2/en
Priority to US15/111,565 priority patent/US10505257B2/en
Priority to PCT/JP2015/050742 priority patent/WO2015108054A1/en
Priority to CN201580004758.5A priority patent/CN105900285B/en
Priority to TW104101460A priority patent/TWI675509B/en
Publication of JP2015136041A publication Critical patent/JP2015136041A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6336761B2 publication Critical patent/JP6336761B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Support Of Aerials (AREA)

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

アンテナ装置を備える電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果によって、通信特性を高めたNFCアンテナモジュールは、その性能を十分に発揮するためには、実装位置が金属板の外縁部に近いことが重要である。しかしながら、携帯端末等の電子機器は、小型化と多機能化が進み、それに伴い、電子機器内にカメラ等の各種電子部品が高密度に搭載されるようになっている。このため、金属板による磁気シールド効果によって高めたNFCの通信特性の性能を十分に発揮されないことが問題となっている。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特性を高めているものの、小型化、多機能化が進む電子機器のNFC通信特性の更なる向上に関しては、課題が残る。   The NFC antenna module with enhanced communication characteristics due to the magnetic shielding effect of the main metal plate of the electronic device equipped with the antenna device may have a mounting position close to the outer edge of the metal plate in order to fully exhibit its performance. is important. However, electronic devices such as portable terminals are becoming smaller and more multifunctional, and accordingly, various electronic components such as cameras are mounted in the electronic device at high density. For this reason, there is a problem that the performance of the communication characteristics of NFC enhanced by the magnetic shield effect by the metal plate cannot be sufficiently exhibited. Although the antenna devices of Patent Documents 1 to 3 use a metal plate such as a substrate to improve the characteristics, problems remain regarding further improvements in NFC communication characteristics of electronic devices that are becoming smaller and more multifunctional. .

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、小型化、多機能化が進む電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して、より確実にNFCの通信特性を高めることの可能な、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 can improve the communication characteristics of NFC more reliably by utilizing the magnetic shielding effect of the main metal plate of electronic devices that are becoming smaller and more multifunctional. It is an object of the present invention to provide a new and improved antenna device and electronic apparatus that are possible.

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、前記第1の導電体の外縁部の近傍の何れかに設けられ、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、磁性体から形成され、前記ループアンテナの中心部から前記外縁部のうち該ループアンテナと対向する対向端部に向けて展開して設けられる磁性シートと、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 in any of the vicinity of the outer edge of the first conductor, and an antenna coil that is inductively coupled to the external device, and a magnetic material, and a center of the loop antenna. A magnetic sheet that is unfolded from the outer edge toward the opposite end of the outer edge facing the loop antenna.

本発明の一態様によれば、ループアンテナが設けられた外縁部の近傍から展開するように設けられた磁性シートによって第1の導電体を遮蔽するので、外部機器からの磁束を集めて、ループアンテナの中心部に誘導できる。このため、より確実に電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して、そのNFCの通信特性を高められる。   According to one aspect of the present invention, since the first conductor is shielded by the magnetic sheet provided so as to expand from the vicinity of the outer edge portion provided with the loop antenna, the magnetic flux from the external device is collected and the loop is collected. Guided to the center of the antenna. For this reason, the communication characteristic of the NFC can be improved more reliably by utilizing the magnetic shield effect by the main metal plate of the electronic device.

このとき、本発明の一態様では、前記第1の導電体は、前記筐体を被覆する金属カバーであることとしてもよい。   At this time, in one embodiment of the present invention, the first conductor may be a metal cover that covers the housing.

このように、第1の導電体が金属カバーの場合に、特に当該金属カバーを磁性シートで遮蔽することによって、電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して、そのNFCの通信特性を高められる。   In this way, when the first conductor is a metal cover, the NFC communication characteristics are obtained by using the magnetic shield effect of the main metal plate of the electronic device, particularly by shielding the metal cover with a magnetic sheet. Can be enhanced.

また、本発明の一態様では、前記金属カバーの何れかの部位に開口部が形成されていることとしてもよい。   In one embodiment of the present invention, an opening may be formed in any part of the metal cover.

このように、金属カバーに開口部が形成されている場合に、特に当該金属カバーを磁性シートで遮蔽することによって、電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して、そのNFCの通信特性を高められる。   In this way, when an opening is formed in the metal cover, the NFC communication is performed by utilizing the magnetic shield effect of the main metal plate of the electronic device, particularly by shielding the metal cover with a magnetic sheet. The characteristics can be enhanced.

また、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、前記磁性シートは、前記ループアンテナの前記中心部から前記一方側部及び前記他方側部の幅方向における端部に至るまでそれぞれ延在する第1の磁性シートと、前記ループアンテナの前記中心部から前記対向端部に向けて展開される第2の磁性シートとを備え、前記第1の磁性シートは、その一端が前記外部機器から見て前記一方側部の上側に配置され、前記一端を除く部分が前記外部機器から見て前記他方側部の下側に配置されるように設けられることとしてもよい。   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 magnetic sheet is arranged on the one side from the center of the loop antenna. And a second magnetic sheet that extends from the center portion of the loop antenna toward the opposing end portion, and a first magnetic sheet that extends to an end portion in the width direction of the first and second side portions. The first magnetic sheet has one end disposed above the one side as viewed from the external device, and a portion excluding the one end is located below the other side as viewed from the external device. It is good also as being provided so that it may be arrange | positioned.

このようにすれば、第2の磁性シートで集めた外部機器からの磁束を第1の磁性シートを経由して、ループアンテナの中心部に送ることができる。   If it does in this way, the magnetic flux from the external apparatus collected with the 2nd magnetic sheet can be sent to the center part of a loop antenna via the 1st magnetic sheet.

また、本発明の一態様では、前記第2の磁性シートは、孔部又は切欠きの少なくとも何れかが形成された構成となっていることとしてもよい。   In the aspect of the invention, the second magnetic sheet may have a configuration in which at least one of a hole and a notch is formed.

このようにすれば、アンテナ装置を搭載する電子機器の仕様により適用可能なものとすることができる。   In this way, it can be applied according to the specifications of the electronic device on which the antenna device is mounted.

また、本発明の一態様では、前記孔部は、前記開口部と対向する部位に形成され、前記開口部より外径が小さいこととしてもよい。   In the aspect of the invention, the hole may be formed in a portion facing the opening and have an outer diameter smaller than that of the opening.

このようにすれば、外部機器から送られる開口部周辺の磁束も確実にループアンテナの中心部に送ることができる。   In this way, the magnetic flux around the opening sent from the external device can be reliably sent to the center of the loop antenna.

また、本発明の一態様では、前記第1の磁性シートと前記第2の磁性シートは、一体成型された構成となっていることとしてもよい。   In one embodiment of the present invention, the first magnetic sheet and the second magnetic sheet may be integrally formed.

このようにすれば、外部機器から受ける磁束をより確実に集められる磁性シートを簡素な構成として容易に製造することができる。   If it does in this way, the magnetic sheet which collects the magnetic flux received from an external apparatus more reliably can be easily manufactured as a simple structure.

また、本発明の一態様では、前記第1の磁性シートと前記第2の磁性シートは、それぞれ別個に成型されて連結した構成となっていることとしてもよい。   In one embodiment of the present invention, the first magnetic sheet and the second magnetic sheet may be separately molded and connected.

このようにすれば、外部機器から受ける磁束をより確実に集められる磁性シートの設計自由度が向上する。   In this way, the degree of freedom in designing the magnetic sheet that can more reliably collect the magnetic flux received from the external device 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、ループアンテナを備えるアンテナモジュールの実装位置に関わらず、電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して通信特性を高めることができる。   According to another aspect of the present invention, communication characteristics can be improved by utilizing the magnetic shield effect of the main metal plate of the electronic device regardless of the mounting position of the antenna module including the loop antenna.

以上説明したように本発明によれば、ループアンテナが設けられた外縁部の近傍から展開するように設けられた磁性シートによって、電子機器に備わる第1の導電体が遮蔽されるので、外部機器からの磁束をより確実に集めて、ループアンテナの中心部に誘導できる。このため、小型化、多機能化が進む電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して、そのNFCの通信特性を向上させられるようになる。   As described above, according to the present invention, the first conductor provided in the electronic device is shielded by the magnetic sheet provided so as to expand from the vicinity of the outer edge portion provided with the loop antenna. Can be collected more reliably and guided to the center of the loop antenna. For this reason, the communication characteristics of the NFC can be improved by utilizing the magnetic shield effect of the main metal plate of electronic devices that are becoming smaller and more multifunctional.

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ループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す説明図であり、(A)は斜視図、(B)は側面図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement | positioning relationship between the loop antenna of the antenna apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, and a magnetic sheet, (A) is a perspective view, (B) is a side view. 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置を備える電子機器の一例を示す説明図であり、(A)は斜視図、(B)は平面図である。It is explanatory drawing which shows an example of an electronic device provided with the antenna device which concerns on one Embodiment of this invention, (A) is a perspective view, (B) is a top view. 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す説明図であり、(A)は斜視図、(B)は側面図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement | positioning relationship of the loop antenna and magnetic sheet in the modification of the antenna apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, (A) is a perspective view, (B) is a side view. 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the arrangement | positioning relationship between the loop antenna and magnetic sheet in the other modification of the antenna device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the arrangement | positioning relationship between the loop antenna and magnetic sheet in the other modification of the antenna device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the arrangement | positioning relationship between the loop antenna and magnetic sheet in the other modification of the antenna device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the arrangement | positioning relationship between the loop antenna and magnetic sheet in the other modification of the antenna device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す説明図であり、(A)は斜視図、(B)は側面図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement | positioning relationship of the loop antenna and magnetic sheet in the other modification of the antenna apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, (A) is a perspective view, (B) is a side view. 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す説明図であり、(A)は斜視図、(B)は側面図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement | positioning relationship of the loop antenna and magnetic sheet in the other modification of the antenna apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, (A) is a perspective view, (B) is a side view. 比較例となるアンテナ装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the antenna apparatus used as a comparative example. 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の実施例1と比較例1に係る結合係数の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the coupling coefficient which concerns on Example 1 and the comparative example 1 of the antenna apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の実施例2と比較例2に係る結合係数の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the coupling coefficient which concerns on Example 2 and the comparative example 2 of the antenna apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.

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ループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す説明図であり、(A)は斜視図、(B)は側面図である。また、図3は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置を備える電子機器の一例を示す説明図であり、(A)は斜視図、(B)は平面図である。   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 showing 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 diagram showing a loop antenna and magnetic properties of the antenna device according to an embodiment of the present invention. It is explanatory drawing which shows the arrangement | positioning relationship with a sheet | seat, (A) is a perspective view, (B) is a side view. 3A and 3B are explanatory views showing an example of an electronic apparatus including the antenna device according to the embodiment of the present invention, where FIG. 3A is a perspective view and FIG. 3B is a plan view.

本実施形態に係るアンテナ装置1は、電子機器30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 30 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 shown in FIG. Used.

無線通信システム100は、図1に示すように、電子機器30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。   As illustrated in FIG. 1, the wireless communication system 100 includes an antenna device 1 provided in an electronic device 30 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30の筐体32(図3(A)参照)の内部に組み込まれ、外部機器となるリーダライタ120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、アンテナモジュール2と、金属板3と、磁性シート20(図2参照)とを備える。   The antenna device 1 is incorporated in a housing 32 (see FIG. 3A) of an electronic device 30 such as a mobile phone that is disposed so as to face the reader / writer 120 in the xy plane during communication, and becomes an external device. It communicates with the reader / writer 120 via an electromagnetic field signal. The antenna device 1 of the present embodiment includes an antenna module 2, a metal plate 3, and a magnetic sheet 20 (see FIG. 2).

アンテナモジュール2は、電子機器30の筐体32の内部に設けられ、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とを備える。   The antenna module 2 is provided inside the housing 32 of the electronic device 30 and communicates with the reader / writer 120 that is inductively coupled. In the present 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.

ループアンテナ11は、電子機器30の筐体32の内部に設けられ、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(図2参照)が周回する。本実施形態では、ループアンテナ11は、図3(A)、(B)に示すように、第1の導電体となる金属板3の外縁部3aの近傍の何れかに設けられる。すなわち、ループアンテナ11は、図3(B)に示すように、金属板3の外縁部3aのうち、一辺3a1の近傍に設けられている。ループアンテナ11には、図1に示すように、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。なお、本明細書中における「金属板3の外縁部3aの近傍」とは、金属板3の外縁部3aの直上から当該外縁部3aから距離的に近い領域を含む空間領域をいう。   The loop antenna 11 is provided inside the housing 32 of the electronic device 30 and has an antenna coil 12 (see FIG. 2) that can communicate with the reader / writer 120 by being inductively coupled to the reader / writer 120 serving as an external device. Go around. In the present embodiment, as shown in FIGS. 3A and 3B, the loop antenna 11 is provided in any of the vicinity of the outer edge portion 3a of the metal plate 3 serving as the first conductor. That is, the loop antenna 11 is provided in the vicinity of one side 3a1 in the outer edge portion 3a of the metal plate 3 as shown in FIG. As shown in FIG. 1, the loop antenna 11 includes an antenna coil 12 formed by patterning a flexible conductive wire such as a flexible flat cable, and the antenna coil 12 and the communication processing unit 13 are electrically connected. The terminal part 14 connected to the is mounted. In the present specification, “in the vicinity of the outer edge portion 3a of the metal plate 3” refers to a spatial region including a region close to the outer edge portion 3a from a position immediately above the outer edge portion 3a of the metal plate 3.

ループアンテナ11は、図2(A)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おり、その中心部12aが開口部となっている。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。   As shown in FIG. 2A, the loop antenna 11 has a substantially rectangular shape, and one conductor wire of the antenna coil 12 is circulated along the outer shape, and the central portion 12a is an opening. 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(A)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12b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. 2A, the loop antenna 11 is disposed so 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 12b 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30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。当該第1の導電体として、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 30 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 when the antenna module 2 communicates. As the first conductor, for example, a metal cover affixed to the inner surface of the smartphone casing, a metal casing of a battery pack stored in the smartphone, or the back surface of the liquid crystal module of the tablet PC Corresponds to a metal plate or the like.

磁性シート20は、アンテナモジュール2の通信特性を高めるために、当該アンテナモジュール2の通信時にリーダライタ120から送られる磁束をループアンテナ11の中心部12aに誘導する機能を有する。磁性シート20は、酸化鉄や酸化クロム、コバルト、フェライト等の磁性体から形成され、本実施形態では、図3(A)、(B)に示すように、ループアンテナ11の中心部12aから第1の導電体3の外縁部3aのうち、当該ループアンテナ11と対向する対向端部3a2に向けて展開して設けられることを特徴とする。すなわち、図3(B)に示すように、ループアンテナ11が設けられる金属板3の外縁部3aのうち、ループアンテナ11が設けられる一辺3a1から、当該一辺3a1に対向する対辺3a2に向けて、金属板3を遮蔽するように展開して設けられる。   The magnetic sheet 20 has a function of guiding the magnetic flux sent from the reader / writer 120 during communication of the antenna module 2 to the central portion 12 a of the loop antenna 11 in order to improve the communication characteristics of the antenna module 2. The magnetic sheet 20 is formed of a magnetic material such as iron oxide, chromium oxide, cobalt, or ferrite. In this embodiment, as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), the magnetic sheet 20 is formed from the central portion 12a of the loop antenna 11. One of the outer edges 3 a of the conductor 3 is provided so as to expand toward the opposite end 3 a 2 facing the loop antenna 11. That is, as shown in FIG. 3B, out of the outer edge 3a of the metal plate 3 where the loop antenna 11 is provided, from one side 3a1 where the loop antenna 11 is provided toward the opposite side 3a2 facing the one side 3a1, The metal plate 3 is provided so as to be shielded.

本実施形態では、磁性シート20は、ループアンテナ11の中心部12aに長手方向に亘って形成される開口部に差し込まれる第1の磁性シート21と、ループアンテナ11の中心部12aから対向端部3a2に向けて展開される第2の磁性シート22とを備える。すなわち、ループアンテナ11の中心部12aに差し込まれた第1の磁性シート21に対して、第2の磁性シート22が当該中心部12aから金属板3の外縁部3aのうち、ループアンテナ11に対向する位置に有する対向端部3a2に向けて展開するように設けられている。本実施形態では、磁性シート20を簡素な構成として製造容易にするために、第1の磁性シート21と第2の磁性シート22は、一体成型された構成となっている。   In the present embodiment, the magnetic sheet 20 includes a first magnetic sheet 21 that is inserted into an opening formed in the center portion 12 a of the loop antenna 11 in the longitudinal direction, and an opposite end portion from the center portion 12 a of the loop antenna 11. And a second magnetic sheet 22 developed toward 3a2. That is, with respect to the first magnetic sheet 21 inserted into the center portion 12 a of the loop antenna 11, the second magnetic sheet 22 faces the loop antenna 11 from the center portion 12 a to the outer edge portion 3 a of the metal plate 3. It is provided so that it may expand | deploy toward the opposing edge part 3a2 which has in the position to do. In the present embodiment, the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet 22 are integrally molded in order to make the magnetic sheet 20 simple and easy to manufacture.

なお、本明細書中では、「対向端部」とは、金属板3の外縁部3aのうち、ループアンテナ11が設けられた部位と対向する位置に有する外縁部3aの部位、領域を示す。すなわち、図3(B)に示す一例では、略矩形の金属板3の外縁部3aのうち、ループアンテナ11が設けられる部位となる一辺3a1に対向する位置に有する対辺3a2を示す。   In the present specification, the “opposing end portion” indicates a portion or a region of the outer edge portion 3 a that is located at a position facing the portion where the loop antenna 11 is provided in the outer edge portion 3 a of the metal plate 3. That is, in the example shown in FIG. 3 (B), the opposite side 3a2 that is located at a position facing the one side 3a1 that is a portion where the loop antenna 11 is provided in the outer edge portion 3a of the substantially rectangular metal plate 3 is shown.

また、本実施形態では、第2の磁性シート22は、金属板3の外縁部3aのうち、当該ループアンテナ11と対向する対向端部3a2に向けて展開するように、第2の磁性シート22が設けられている。具体的には、第2の磁性シート22は、図3(B)に示すように、金属板3の外縁部3aのうち、ループアンテナ11が設けられる一辺3a1から、当該一辺3a1に対向する対辺3a2に向けて、金属板3を遮蔽するように展開して設けられる。   In the present embodiment, the second magnetic sheet 22 is expanded toward the facing end 3 a 2 facing the loop antenna 11 in the outer edge 3 a of the metal plate 3. Is provided. Specifically, as shown in FIG. 3 (B), the second magnetic sheet 22 has a side opposite to the one side 3a1 from one side 3a1 where the loop antenna 11 is provided in the outer edge portion 3a of the metal plate 3. The metal plate 3 is provided so as to be shielded toward 3a2.

なお、本実施形態では、第2の磁性シート22は、ループアンテナ11の中心部12aから金属板3の外縁部3aの一辺3a1から対辺3a2に至る途中の部位まで、当該金属板3を遮蔽している。しかし、より確実にリードライタ120からの磁束を捕集して、ループアンテナ11の中心部12aに送るためには、外縁部3aの一辺3a1の対向端部となる対辺3a2に到達するまで第2の磁性シートを展開させる方が好ましい。   In the present embodiment, the second magnetic sheet 22 shields the metal plate 3 from the center portion 12a of the loop antenna 11 to a portion in the middle from the one side 3a1 to the opposite side 3a2 of the outer edge portion 3a of the metal plate 3. ing. However, in order to more reliably collect the magnetic flux from the reader / writer 120 and send it to the central portion 12a of the loop antenna 11, the second until the opposite side 3a2 that is the opposite end of the one side 3a1 of the outer edge 3a is reached. It is preferable to develop the magnetic sheet.

このように、本実施形態では、金属板3の外縁部3aのうち、ループアンテナ11が設けられた部位3a1から対向端部3a2に向けて展開するように設けられた磁性シート20によって、第1の導電体となる金属板3を遮蔽する。このため、電子機器30に備わるアンテナ装置1がリーダライタ120との近距離非接触通信の際に、リーダライタ120から送られた磁束は、金属板3を遮蔽するように設けられた第2の磁性シート22によって捕集される。そして、第2の磁性シート22によって捕集されたリーダライタ120からの磁束は、第1の磁性シート21を介してループアンテナ11の中心部12aに引き込まれる。このようにして、第2の磁性シート22と第1の磁性シート21を介して、ループアンテナ11の中心部12aに導かれた磁束によって、アンテナコイル12に大きな起電力が生じるので、アンテナ装置1のNFCによる通信特性がより向上される。   As described above, in the present embodiment, the magnetic sheet 20 provided so as to expand from the portion 3a1 where the loop antenna 11 is provided to the opposing end 3a2 in the outer edge portion 3a of the metal plate 3 is used as the first. The metal plate 3 serving as the conductor is shielded. For this reason, the magnetic flux sent from the reader / writer 120 when the antenna device 1 provided in the electronic device 30 performs near-field non-contact communication with the reader / writer 120 is provided so as to shield the metal plate 3. It is collected by the magnetic sheet 22. Then, the magnetic flux from the reader / writer 120 collected by the second magnetic sheet 22 is drawn into the central portion 12 a of the loop antenna 11 via the first magnetic sheet 21. In this way, a large electromotive force is generated in the antenna coil 12 by the magnetic flux guided to the central portion 12a of the loop antenna 11 via the second magnetic sheet 22 and the first magnetic sheet 21, and therefore the antenna device 1 The communication characteristics by NFC are further improved.

すなわち、本実施形態では、リーダライタ120から見て、金属板3の外縁部3aである一辺3a1に設けられたループアンテナ11の中心部12aから、外縁部3aの対向端部となる対辺3a2に向けて展開するように、第1の磁性シート21に対して追加して設けた第2の磁性シート22で金属板3を遮蔽している。換言すると、リーダライタ120から受ける磁束の流れの上流側に第2の磁性シート22を設けて、金属板3を遮蔽している。このため、携帯端末等の電子機器30に内蔵され、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、通信特性を上げるアンテナモジュール2に備わる金属板3の外縁部3aの通信特性性能が改善される。   That is, in the present embodiment, when viewed from the reader / writer 120, the center portion 12a of the loop antenna 11 provided on the one side 3a1 that is the outer edge portion 3a of the metal plate 3 extends to the opposite side 3a2 that is the opposite end portion of the outer edge portion 3a. The metal plate 3 is shielded by a second magnetic sheet 22 that is additionally provided with respect to the first magnetic sheet 21 so as to unfold. In other words, the second magnetic sheet 22 is provided on the upstream side of the flow of magnetic flux received from the reader / writer 120 to shield the metal plate 3. For this reason, the outer edge portion 3a of the metal plate 3 provided in the antenna module 2 provided in the antenna module 2 is built in the electronic device 30 such as a portable terminal and uses the magnetic flux concentration due to the magnetic shield effect of the metal plate 3 such as the substrate. Communication characteristic performance is improved.

換言すると、本実施形態では、金属板3を遮蔽するようにして設けられる第2の磁性シート22が、当該金属板3に向けてリーダライタ120から送られた磁束を確実に捕集して、第1の磁性シート21を介して、当該磁束をループアンテナ11の中心部12aに送れる。このため、電子機器30が小型化、多機能化しても、その主要な金属板3による磁気シールド効果を利用して、高性能な通信特性を有するアンテナモジュール2を実現することができる。特に、第1の導電体となる金属板3が電子機器30の筐体32を被覆する金属カバーの場合に、第2の磁性シート22で当該金属カバーを遮蔽することによって、小型化、多機能化が進む電子機器30の主要な金属板3による磁気シールド効果を利用して、そのNFCの通信特性を高められる。   In other words, in the present embodiment, the second magnetic sheet 22 provided so as to shield the metal plate 3 reliably collects the magnetic flux sent from the reader / writer 120 toward the metal plate 3, The magnetic flux can be sent to the central portion 12 a of the loop antenna 11 through the first magnetic sheet 21. For this reason, even if the electronic device 30 is downsized and multifunctional, the antenna module 2 having high-performance communication characteristics can be realized by utilizing the magnetic shielding effect of the main metal plate 3. In particular, when the metal plate 3 serving as the first conductor is a metal cover that covers the casing 32 of the electronic device 30, the metal cover is shielded by the second magnetic sheet 22, thereby reducing the size and multifunction. The NFC communication characteristics can be enhanced by utilizing the magnetic shield effect of the main metal plate 3 of the electronic device 30 that is becoming increasingly popular.

このように、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通信特性を上げるためには、第2の磁性シート22で集めたリーダライタ120からの磁束を第1の磁性シート21を経由して、ループアンテナ11の中心部12aに送る必要がある。このため、本実施形態では、第1の磁性シート21は、その一端(本実施形態では、第1の磁性シート21と第2の磁性シート22が一体成型された構成なので、第2の磁性シート22)がリーダライタ120から見て一方側部11aの上側に配置され、当該一端を除く部分(図2(B)に示すY方向における第1の磁性シート21の先端側部分)がリーダライタ120から見て他方側部11bの下側に配置されるように設けられる。   As described above, in order to improve communication characteristics by utilizing the concentration of magnetic flux due to the magnetic shielding effect of the metal plate 3 such as a substrate, the magnetic flux from the reader / writer 120 collected by the second magnetic sheet 22 is used as the first magnetic material. The sheet 21 needs to be sent to the central portion 12a of the loop antenna 11 via the sheet 21. For this reason, in the present embodiment, the first magnetic sheet 21 has one end thereof (in the present embodiment, the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet 22 are integrally molded, so the second magnetic sheet 22) is arranged above the one side portion 11a when viewed from the reader / writer 120, and a portion excluding the one end (a tip side portion of the first magnetic sheet 21 in the Y direction shown in FIG. 2B) is the reader / writer 120. As seen from the other side 11b.

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.

前述した本発明の一実施形態に係るアンテナ装置1では、磁性シート20を構成する第1の磁性シート21と第2の磁性シート22を一体成型した構成となっているが、アンテナ装置1を他の構成とすることも可能である。すなわち、本実施形態のアンテナ装置1は、搭載される電子機器30の仕様に応じて、下記の変形例の場合でも適用可能である。   In the antenna device 1 according to the embodiment of the present invention described above, the first magnetic sheet 21 and the second magnetic sheet 22 constituting the magnetic sheet 20 are integrally molded. It is also possible to have a configuration of That is, the antenna device 1 of the present embodiment can be applied to the following modified examples according to the specifications of the electronic device 30 to be mounted.

例えば、磁性シートの設計自由度を高めるために、図4(A)、(B)に示すように、磁性シート20aを構成する第1の磁性シート21aと第2の磁性シート22aを別個に成型してから、連結した構成としてもよい。このように、第1の磁性シート21aと第2の磁性シート22aを別個に成型してから連結させる構成とすることによって、電子機器30の仕様や構成に応じて、より好適な形状や大きさの第2の磁性シート22aを設けることができる。   For example, in order to increase the degree of freedom in designing the magnetic sheet, as shown in FIGS. 4A and 4B, the first magnetic sheet 21a and the second magnetic sheet 22a constituting the magnetic sheet 20a are separately molded. Then, it is good also as a connected structure. In this way, by forming the first magnetic sheet 21a and the second magnetic sheet 22a separately and then connecting them, a more suitable shape and size according to the specifications and configuration of the electronic device 30. The second magnetic sheet 22a can be provided.

また、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置1を搭載する電子機器30の仕様に応じて適用可能とするために、図5に示すように、第2の磁性シート22bにカメラやマイク等の電子部品を使用するための孔部22b1や、図6に示すような切欠き22c1を形成してもよい。なお、第2の磁性シート22bの孔部22b1は、金属板3に設けられる開口部3g1(図10(A)、(B)参照)と対向する部位に形成される。当該孔部22b1は、開口部3g1の周辺の磁束も確実に捕集してループアンテナ11の中心部12aに送るために、開口部3g1より外径が小さい方が好ましい。   Moreover, in order to make it applicable according to the specification of the electronic device 30 which mounts the antenna device 1 which concerns on one Embodiment of this invention, as shown in FIG. 5, a camera, a microphone, etc. are shown in the 2nd magnetic sheet 22b. A hole 22b1 for using an electronic component or a notch 22c1 as shown in FIG. 6 may be formed. The hole 22b1 of the second magnetic sheet 22b is formed at a portion facing the opening 3g1 provided in the metal plate 3 (see FIGS. 10A and 10B). The hole 22b1 preferably has a smaller outer diameter than the opening 3g1 in order to reliably collect the magnetic flux around the opening 3g1 and send it to the center 12a of the loop antenna 11.

さらに、図7に示すように、第2の磁性シート22dがループアンテナ11や第1の磁性シート21dよりも幅が狭い構成としたり、図8に示すように、第2の磁性シート22eに対する第1の磁性シート21eの位置がオフセンターとなっている構成としてもよい。   Further, as shown in FIG. 7, the second magnetic sheet 22d is configured to be narrower than the loop antenna 11 or the first magnetic sheet 21d, or as shown in FIG. One magnetic sheet 21e may be off-center.

また、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置1の実装部位は、平面形状の金属板3に限定されない。例えば、アンテナ装置1は、図9(A)に示すように、斜面3f1を有する曲がった金属カバー3fにも実装可能である。このとき、図9(B)に示すように、第1の磁性シート21fと第2の磁性シート22fを一体成型により形成されるが、第1の磁性シート21gと第2の磁性シート22gを別体で成型して貼り付けてもよい。   Further, the mounting portion of the antenna device 1 according to the embodiment of the present invention is not limited to the planar metal plate 3. For example, the antenna device 1 can be mounted on a bent metal cover 3f having a slope 3f1 as shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 9B, the first magnetic sheet 21f and the second magnetic sheet 22f are formed by integral molding, but the first magnetic sheet 21g and the second magnetic sheet 22g are separately formed. It may be molded and pasted with the body.

さらに、アンテナ装置1は、図10(A)に示すように、開口部3g1が形成された金属カバー3gにも実装可能である。本変形例では、第1の導電体は、斜面3g1を有する曲がった金属カバー3gであり、図10(B)に示すように、ループアンテナ11gは、金属カバー3gの斜面3g1に設けられている。第2の磁性シート22gで捕集されたリーダライタ120からの磁束は、第2の磁性シート22g及び第1の磁性シート21gを介して、当該ループアンテナ11gに送られる。   Furthermore, as shown in FIG. 10A, the antenna device 1 can be mounted on a metal cover 3g in which an opening 3g1 is formed. In this modification, the first conductor is a bent metal cover 3g having an inclined surface 3g1, and as shown in FIG. 10B, the loop antenna 11g is provided on the inclined surface 3g1 of the metal cover 3g. . The magnetic flux from the reader / writer 120 collected by the second magnetic sheet 22g is sent to the loop antenna 11g via the second magnetic sheet 22g and the first magnetic sheet 21g.

本発明者は、前述した本発明の目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、第1の導電体となる金属カバー3gに開口部3g1が形成されている場合に、第2の磁性シート22で当該金属カバー3を遮蔽すると、金属板3による磁気シールド効果を利用したNFCの通信特性が大幅に向上することを見出した。このため、本実施形態では、開口部3g1が形成されている金属カバー3を遮蔽するように、第2の磁性体22を設けるようにしている。なお、図10(B)に示す変形例では、第1の磁性シート21gと第2の磁性シート22gが一体成型されている構成としているが、第1の磁性シート21gと第2の磁性シート22gを別体で成型してから貼り付ける構成としてもよい。   As a result of intensive studies in order to achieve the above-described object of the present invention, the present inventor has found that the second magnetic sheet is formed when the opening 3g1 is formed in the metal cover 3g serving as the first conductor. It was found that when the metal cover 3 is shielded at 22, the NFC communication characteristics utilizing the magnetic shielding effect of the metal plate 3 are greatly improved. For this reason, in this embodiment, the second magnetic body 22 is provided so as to shield the metal cover 3 in which the opening 3g1 is formed. In the modification shown in FIG. 10B, the first magnetic sheet 21g and the second magnetic sheet 22g are integrally formed. However, the first magnetic sheet 21g and the second magnetic sheet 22g are integrally formed. It is good also as a structure stuck after shape | molding separately.

次に、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の実施例1と、実施例1に対応する従来のアンテナ装置の実施例である比較例1と、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の金属板に開口部がある場合の実施例2と、実施例2に対応する従来のアンテナ装置の実施例である比較例2とをそれぞれ比較して説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。 Next, Example 1 of the antenna device according to one embodiment of the present invention, Comparative Example 1 as an example of a conventional antenna device corresponding to Example 1, and the antenna device according to one embodiment of the present invention Example 2 in the case where the metal plate has an opening and Comparative Example 2 that is an example of a conventional antenna device corresponding to Example 2 will be described in comparison. In addition, this invention is not limited to a present Example.

ここでは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置1(図3参照)の実施例1と、図11に示す従来のアンテナ装置1hの比較例のそれぞれに対して、対向するリーダライタ120を所定の方向に移動させた場合の結合係数をシミュレーションで求めた。   Here, a reader / writer 120 that is opposed to each of Example 1 of the antenna device 1 (see FIG. 3) according to an embodiment of the present invention and a comparative example of the conventional antenna device 1h shown in FIG. The coupling coefficient when moving in the direction was determined by simulation.

すなわち、実施例1では、図3に示す本発明の一実施形態に係るアンテナ装置1を用いて、金属板3とリーダライタ120(図1参照)とを対向させて、金属板3とループアンテナ11との相対的な位置関係を変化させたときの通信特性について評価した。比較例1では、図11に示すような第2の磁性シートを付加していない通常の磁性シート20hを備えるアンテナ装置1hを用いて、金属板3hとリーダライタ120(図1参照)とを対向させて、金属板3hとループアンテナ11との相対的な位置関係を変化させたときの通信特性について評価した。


That is, in Example 1, using the antenna device 1 according to one embodiment of the present invention shown in FIG. 3, the metal plate 3 and the reader / writer 120 (see FIG. 1) are opposed to each other, so that the metal plate 3 and the loop antenna. 11 was evaluated for communication characteristics when the relative positional relationship with the No. 11 was changed. In the first comparative example, the metal plate 3h and the reader / writer 120 (see FIG. 1) are opposed to each other using the antenna device 1h including the normal magnetic sheet 20h to which the second magnetic sheet is not added as shown in FIG. by, it was evaluated for the communication characteristics when changing the relative positional relationship between the metal plate 3h and the loop antenna 11 h.


また、実施例2と比較例2では、さらにループアンテナ11の上部に開口部付の金属カバーがある場合の性能差を評価した。すなわち、実施例2では、第1の導電体が金属カバー3g(図10(A)、(B)参照)であり、当該金属カバー3gに開口部3g1が形成された場合について、金属板3gとリーダライタ120(図1参照)とを対向させて、金属板3gとループアンテナ11との相対的な位置関係を変化させたときの通信特性について評価した。一方、比較例2では、実施例2のアンテナ装置に第2の磁性シートを付加していない通常の磁性シートを備えるアンテナ装置を用いて、金属板とリーダライタとを対向させて、金属板とループアンテナとの相対的な位置関係を変化させたときの通信特性について評価した。   Further, in Example 2 and Comparative Example 2, the performance difference was evaluated when there was a metal cover with an opening on the top of the loop antenna 11. That is, in Example 2, when the first conductor is the metal cover 3g (see FIGS. 10A and 10B) and the opening 3g1 is formed in the metal cover 3g, the metal plate 3g Communication characteristics when the relative positional relationship between the metal plate 3g and the loop antenna 11 was changed while facing the reader / writer 120 (see FIG. 1) were evaluated. On the other hand, in the comparative example 2, the metal plate and the reader / writer are opposed to each other by using an antenna device including a normal magnetic sheet to which the second magnetic sheet is not added to the antenna device of the second embodiment. The communication characteristics when the relative positional relationship with the loop antenna was changed were evaluated.

具体的な評価条件としては、次のようにした。すなわち、リーダライタ120のアンテナ121は、xy軸方向で規定される外形直径が70mmの2巻コイルとした。また、金属板3は、xyz軸方向で規定される寸法が50mm×100mm×0.3mmのステンレスとした。また、ループアンテナ11のアンテナコイル12は、xy軸方向で規定される外形が30mm×10mmとした構造のコイルである。さらに、z軸方向で規定される金属板3の表面からアンテナコイル12の表面までの距離は4mmとした。また、リーダライタ120とアンテナコイル12との距離は45mmとした。   Specific evaluation conditions were as follows. That is, the antenna 121 of the reader / writer 120 is a two-turn coil having an outer diameter defined in the xy axis direction of 70 mm. Moreover, the metal plate 3 was made of stainless steel having dimensions defined in the xyz axis direction of 50 mm × 100 mm × 0.3 mm. The antenna coil 12 of the loop antenna 11 is a coil having a structure in which the outer shape defined in the xy-axis direction is 30 mm × 10 mm. Furthermore, the distance from the surface of the metal plate 3 defined by the z-axis direction to the surface of the antenna coil 12 was 4 mm. The distance between the reader / writer 120 and the antenna coil 12 was 45 mm.

また、実施例2及び比較例2では、実施例1及び比較例1と同じ寸法と材質の金属板に、その先端から10mmの位置に20mm×20mmの開口部を形成したもので、同様にして対向するリーダライタを所定の方向に移動させた場合の結合係数をシミュレーションで求めた。なお、実施例1及び実施例2では、図3に示すY軸方向に、比較例1及び比較例2では、図11に示すX軸方向にそれぞれリーダライタを移動させた。   In Example 2 and Comparative Example 2, a metal plate having the same dimensions and material as in Example 1 and Comparative Example 1 was formed with an opening of 20 mm × 20 mm at a position 10 mm from the tip. The coupling coefficient when the opposing reader / writer was moved in a predetermined direction was obtained by simulation. In Example 1 and Example 2, the reader / writer was moved in the Y-axis direction shown in FIG. 3, and in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the reader / writer was moved in the X-axis direction shown in FIG.

実施例1と比較例1に係る結合係数の変化のグラフを図12に、実施例2と比較例2に係る結合係数の変化のグラフを図13に、それぞれ示す。   FIG. 12 shows a graph of changes in coupling coefficient according to Example 1 and Comparative Example 1, and FIG. 13 shows a graph of changes in coupling coefficient according to Example 2 and Comparative Example 2.

実施例1と比較例1の結合係数の変化を見ると、図12に示すように、従来例1と比べると、実施例1は、通信特性が約5%と幾分、向上したことが分かる。このことから、第2の磁性シート22を付け足して磁性シート20をループアンテナ11の中心部12aから金属板3の外縁部3aの対向端部に向けて展開して設けることによって、NFCの通信特性が少しだけ向上することが分かる。   When the change in the coupling coefficient between Example 1 and Comparative Example 1 is seen, as shown in FIG. 12, it can be seen that compared with Conventional Example 1, Example 1 has a somewhat improved communication characteristic of about 5%. . Therefore, by adding the second magnetic sheet 22 and deploying the magnetic sheet 20 from the center portion 12a of the loop antenna 11 toward the opposite end portion of the outer edge portion 3a of the metal plate 3, the NFC communication characteristics are obtained. It can be seen that there is a slight improvement.

一方、実施例2と比較例2の結合係数の変化を見ると、図13に示すように、従来例2と比べると、実施例2は、通信特性が約2.7倍と大幅に向上したことが分かる。このことから、第2の磁性シートを付け足して磁性シートをループアンテナの中心部から金属板の外縁部の対向端部に向けて展開して設けることによって、NFCの通信特性が大幅に改善されることが分かる。   On the other hand, when the change of the coupling coefficient of Example 2 and Comparative Example 2 is seen, as shown in FIG. 13, compared with Conventional Example 2, Example 2 has significantly improved the communication characteristics of about 2.7 times. I understand that. For this reason, by adding the second magnetic sheet and deploying the magnetic sheet from the center of the loop antenna toward the opposite end of the outer edge of the metal plate, the NFC communication characteristics are greatly improved. I understand that.

この理由として、アンテナ装置がリーダライタとの近距離非接触通信の際に、リーダライタから受けた磁束が金属カバーの開口部から漏れ易いことが考えられる。すなわち、第2の磁性シートがリーダライタからの磁束の流れの上流側に設けられるので、金属カバーの開口部から漏れ出そうとする磁束を第2の磁性シートで確実に捕集する。そして、第2の磁性シートが捕集した当該磁束を第1の磁性シートを介して、ループアンテナの中心部に導くことによって、アンテナコイルに大きな起電力が生じて通信特性をより向上させられることがその理由として考えられる。   This may be because the magnetic flux received from the reader / writer is likely to leak from the opening of the metal cover when the antenna device performs near-field non-contact communication with the reader / writer. That is, since the second magnetic sheet is provided on the upstream side of the flow of magnetic flux from the reader / writer, the magnetic flux that leaks from the opening of the metal cover is reliably collected by the second magnetic sheet. Then, by guiding the magnetic flux collected by the second magnetic sheet to the center portion of the loop antenna via the first magnetic sheet, a large electromotive force is generated in the antenna coil and communication characteristics can be further improved. Can be considered as the reason.

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 外縁部、3a2 対向端部、3g 金属カバー、3g1 開口部、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 中心部、12b 中心線、13 通信処理部、14 端子部、20 磁性シート、21 第1の磁性シート、22 第2の磁性シート、22b1 孔部、22c1 切欠き、30 電子機器、32 筐体、120 リーダライタ(外部機器)、121 アンテナ、122 制御基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna apparatus, 2 Antenna module, 3 Metal plate (1st conductor), 3a Outer edge part, 3a2 Opposite edge part, 3g Metal cover, 3g1 opening part, 11 Loop antenna, 11a One side part, 11b The other side part, 12 antenna coil, 12a center part, 12b center line, 13 communication processing part, 14 terminal part, 20 magnetic sheet, 21 first magnetic sheet, 22 second magnetic sheet, 22b1 hole part, 22c1 notch, 30 electronic equipment 32 Housing, 120 Reader / writer (external device), 121 Antenna, 122 Control board

Claims (7)

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、
前記第1の導電体の外縁部の近傍の何れかに設けられ、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、
磁性体から形成され、前記ループアンテナの中心部から前記外縁部のうち該ループアンテナと対向する対向端部に向けて展開して設けられる磁性シートと、を備え
前記第1の導電体は、前記筐体を被覆する金属カバーであり、
前記金属カバーの何れかの部位に開口部が形成されている
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 around any of the outer edge portions of the first conductor and around which an antenna coil inductively coupled to the external device;
Is formed of a magnetic material, and a magnetic sheet provided so as to expand toward the center of the loop antenna at opposite ends facing the said loop antenna of said outer edge,
The first conductor is a metal cover covering the housing;
An antenna device in which an opening is formed in any part of the metal cover .
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、
前記磁性シートは、前記ループアンテナの前記中心部から前記一方側部及び前記他方側部の幅方向における端部に至るまでそれぞれ延在する第1の磁性シートと、前記ループアンテナの前記中心部から前記対向端部に向けて展開される第2の磁性シートとを備え、
前記第1の磁性シートは、その一端が前記外部機器から見て前記一方側部の上側に配置され、前記一端を除く部分が前記外部機器から見て前記他方側部の下側に配置されるように設けられる請求項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 magnetic sheet includes a first magnetic sheet extending from the central portion of the loop antenna to end portions in the width direction of the one side portion and the other side portion, and from the central portion of the loop antenna. A second magnetic sheet developed toward the opposite end,
One end of the first magnetic sheet is disposed above the one side as viewed from the external device, and a portion other than the one end is disposed below the other side as viewed from the external device. The antenna device according to claim 1 , provided as described above.
前記第2の磁性シートは、孔部又は切欠きの少なくとも何れかが形成された構成となっている請求項2に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 2 , wherein the second magnetic sheet has a configuration in which at least one of a hole and a notch is formed. 前記孔部は、前記開口部と対向する部位に形成され、前記開口部より外径が小さい請求項に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 3 , wherein the hole is formed in a portion facing the opening and has an outer diameter smaller than that of the opening. 前記第1の磁性シートと前記第2の磁性シートは、一体成型された構成となっている請求項2乃至請求項4に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 2, wherein the first magnetic sheet and the second magnetic sheet are integrally molded. 前記第1の磁性シートと前記第2の磁性シートは、それぞれ別個に成型されて連結した構成となっている請求項2乃至請求項4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 2 to 4 , wherein the first magnetic sheet and the second magnetic sheet are separately molded and connected. 請求項1乃至請求項6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 6 is incorporated and can communicate with an external device via an electromagnetic field signal.
JP2014006595A 2014-01-17 2014-01-17 ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE Active JP6336761B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014006595A JP6336761B2 (en) 2014-01-17 2014-01-17 ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE
US15/111,565 US10505257B2 (en) 2014-01-17 2015-01-14 Antenna device and electronic apparatus
PCT/JP2015/050742 WO2015108054A1 (en) 2014-01-17 2015-01-14 Antenna device and electronic apparatus
CN201580004758.5A CN105900285B (en) 2014-01-17 2015-01-14 Antenna assembly and electronic equipment
TW104101460A TWI675509B (en) 2014-01-17 2015-01-16 Antenna device, and electronic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014006595A JP6336761B2 (en) 2014-01-17 2014-01-17 ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015136041A JP2015136041A (en) 2015-07-27
JP6336761B2 true JP6336761B2 (en) 2018-06-06

Family

ID=53767638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014006595A Active JP6336761B2 (en) 2014-01-17 2014-01-17 ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6336761B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6799954B2 (en) 2016-07-11 2020-12-16 デクセリアルズ株式会社 Antenna device
CN113972468A (en) * 2021-10-26 2022-01-25 维沃移动通信有限公司 Antenna and electronic device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007325054A (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Antenna apparatus
JP5472153B2 (en) * 2010-12-24 2014-04-16 株式会社村田製作所 Antenna device, battery pack with antenna, and communication terminal device
JP5926544B2 (en) * 2011-11-29 2016-05-25 デクセリアルズ株式会社 ANTENNA DEVICE, COMMUNICATION DEVICE, AND ANTENNA DEVICE MANUFACTURING METHOD

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015136041A (en) 2015-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10505257B2 (en) Antenna device and electronic apparatus
WO2015033561A1 (en) Antenna device and electronic device
CN107851899B (en) Antenna device and electronic apparatus
CN107408754B (en) Antenna device and electronic apparatus
JP6419422B2 (en) ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE
TWI645613B (en) Antenna device and electronic device
US10224596B2 (en) Antenna device and electronic apparatus
JP6297813B2 (en) ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE
JP6336761B2 (en) ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE
US10943165B2 (en) Antenna device
JP6774701B2 (en) Antenna device
JP6370047B2 (en) ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE
JP6549436B2 (en) Antenna device
WO2015170612A1 (en) Antenna device and electronic apparatus
JP2015195577A (en) Antenna device and electronic apparatus
JP6213992B2 (en) ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE
JP2017028391A (en) Antenna device
WO2016194540A1 (en) Antenna device and electronic device
JP2018006942A (en) Antenna device

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20151113

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170905

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20171102

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171227

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180403

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180507

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6336761

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250