JP6515662B2 - Antenna device - Google Patents
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Description
本発明は、アンテナ装置に関し、特に、ＮＦＣ（Near Field Communication：近距離無線通信）に好適なＨＦ帯の平面コイルアンテナとＵＨＦ帯の高周波アンテナとの組み合わせからなるアンテナ装置に関するものである。 The present invention relates to an antenna device, and more particularly to an antenna device comprising a combination of a planar coil antenna in the HF band suitable for near field communication (NFC) and a high frequency antenna in the UHF band.
近年、スマートフォン等の携帯無線機器には、電話／データ通信機能をはじめ、無線ＬＡＮ、Bluetooth（登録商標）、ＧＰＳ、ＮＦＣなど、さまざまな通信機能が実装されている。 BACKGROUND In recent years, various communication functions such as a wireless LAN, Bluetooth (registered trademark), GPS, NFC, and the like have been implemented in portable wireless devices such as smartphones, as well as telephone / data communication functions.
一方、内蔵回路を外部ノイズから保護すると共に機器内で発生するノイズの不要輻射を防止するため、携帯無線機器には金属シールドが設けられている。特に最近は、薄型化、軽量化、落下等の衝撃に対する耐久性、デザイン性等を考慮して、携帯無線機器の筐体自体が樹脂製から金属製となり、金属シールドを兼ねるケースも増えてきている。しかし、一般に金属シールドは電波を妨げることから、アンテナを設ける場合には金属シールドと重ならない位置に設ける必要があり、金属シールドが広範囲に設けられているときにはアンテナの配置が問題となる。 On the other hand, in order to protect the built-in circuit from external noise and to prevent unnecessary radiation of noise generated in the device, the portable radio device is provided with a metal shield. Recently, the case of portable radio equipment itself has been changed from resin to metal in consideration of the thinness, weight reduction, durability against impact such as falling, designability, etc., and cases that double as metal shields are also increasing. There is. However, since the metal shield generally interferes with radio waves, it is necessary to provide the antenna in a position not overlapping the metal shield, and when the metal shield is provided in a wide range, the arrangement of the antenna becomes a problem.
上記問題を解決するため、例えば、特許文献１に記載のアンテナ装置は、ＲＦＩＤシステムに好適なＮＦＣ用アンテナであって、ループ状又はスパイラル状のコイル導体と、導体開口部及びこの導体開口部と連接するスリット部とを有する導体層と、導体層から見てコイル導体よりも遠くに配置された磁性シートを備え、コイル開口部が導体開口部と平面視で重なった構造を有するものである。このアンテナ装置によれば、コイル導体に電流が流れることにより生じる磁界を遮るように金属層に電流が流れ、そして金属層の開口部の周囲に流れる電流がスリットの周辺を通り、縁端効果により金属層の周囲にも電流が流れる。これにより、金属層からも磁界が生じ、金属層が磁束を大きく周回させるので、アンテナ装置と相手側アンテナとの通信距離を延ばすことができる。 In order to solve the above problems, for example, the antenna device described in Patent Document 1 is an NFC antenna suitable for an RFID system, and includes a looped or spiral coil conductor, a conductor opening, and the conductor opening. A conductor layer having a slit portion to be connected, and a magnetic sheet disposed farther from the conductor layer than the coil conductor when viewed from the conductor layer, and having a structure in which the coil opening overlaps the conductor opening in plan view. According to this antenna device, the current flows in the metal layer so as to interrupt the magnetic field generated by the current flowing in the coil conductor, and the current flowing around the opening of the metal layer passes around the slit and is edge-effected. A current also flows around the metal layer. As a result, a magnetic field is generated also from the metal layer, and the metal layer circulates the magnetic flux largely, so that the communication distance between the antenna device and the other antenna can be extended.
また、特許文献２に記載のアンテナ装置は、コイル導体と平面導体とで構成され、コイル導体の巻回軸が通る導体開口面が平面導体に対向するように配置されており、かつ、平面導体の外周の外側に配置されており、巻回軸方向からの平面視で、コイル導体の一部と平面導体の外周の縁端部とが少なくとも一部重なっている。そのため、所定の通信距離を確保しつつ、占有エリアの小さなアンテナ装置を実現可能である。 In addition, the antenna device described in Patent Document 2 is configured of a coil conductor and a plane conductor, and a conductor opening surface through which a winding axis of the coil conductor passes is disposed to face the plane conductor, and a plane conductor The coil conductor and the edge of the outer periphery of the flat conductor at least partially overlap in a plan view from the winding axis direction. Therefore, an antenna apparatus with a small occupied area can be realized while securing a predetermined communication distance.
上記のように、携帯無線機器の筐体自体が金属シールドを兼ねる場合には、金属シールドと重ならない位置にアンテナを設ける必要があり、金属シールドが広範囲に設けられているときにはアンテナの配置が問題となる。特に、ＮＦＣ用の平面コイルアンテナとＵＨＦ帯の無線通信に用いられる高周波アンテナの両方を実装する場合には、それぞれについて所望のアンテナ特性を確保しながら効率よくレイアウトすることが非常に困難である。 As described above, when the housing of the portable wireless device itself also serves as a metal shield, it is necessary to provide an antenna at a position not overlapping the metal shield, and when the metal shield is provided in a wide range, the antenna arrangement is problematic. It becomes. In particular, in the case of mounting both a planar coil antenna for NFC and a high frequency antenna used for wireless communication in the UHF band, it is very difficult to efficiently lay out each while securing desired antenna characteristics.
したがって、本発明の目的は、平面コイルアンテナ及び高周波アンテナの良好なアンテナ特性を確保しつつ、携帯無線機器の筐体内の限られたスペースに両者を効率よくレイアウトすることが可能なアンテナ装置を提供することができる。 Therefore, an object of the present invention is to provide an antenna device capable of efficiently laying out both in a limited space in a casing of a portable radio device while securing good antenna characteristics of a planar coil antenna and a high frequency antenna. can do.
上記課題を解決するため、本発明によるアンテナ装置は、平面コイルアンテナと、前記平面コイルアンテナの近傍に設けられた高周波アンテナと、前記平面コイルアンテナの一方の主面側に配置され、前記平面コイルアンテナの一部と平面視で重なり、前記高周波アンテナと平面視で重ならない金属カバー層と、前記平面コイルアンテナの他方の主面側に配置され、前記平面コイルアンテナの前記一部と平面視で重なり、前記高周波アンテナと平面視で重ならない磁性シートとを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an antenna device according to the present invention is a planar coil antenna, a high frequency antenna provided in the vicinity of the planar coil antenna, and one of the main surface sides of the planar coil antenna A metal cover layer overlapping in plan view with a part of the antenna and not overlapping in plan view with the high frequency antenna, and disposed on the other main surface side of the planar coil antenna, in plan view with the part of the planar coil antenna It is characterized by including a magnetic sheet which overlaps and does not overlap with the high frequency antenna in plan view.
本発明によれば、平面コイルアンテナ及び高周波アンテナの所望のアンテナ特性を確保しつつ、携帯無線機器の筐体内の限られたスペースに両者を効率よくレイアウトすることができる。 According to the present invention, it is possible to efficiently lay out both in a limited space in a casing of a portable radio device while securing desired antenna characteristics of a planar coil antenna and a high frequency antenna.
本発明において、前記金属カバー層は、前記平面コイルアンテナのコイル軸を覆わないことが好ましい。この構成によれば、金属カバー層の影響による平面コイルアンテナの特性の低下を防止することができる。 In the present invention, preferably, the metal cover layer does not cover the coil axis of the planar coil antenna. According to this configuration, it is possible to prevent the deterioration of the characteristics of the planar coil antenna due to the influence of the metal cover layer.
本発明において、前記磁性シートは、平面視で前記金属カバー層からはみ出すことなく、前記金属カバー層に覆われていることが好ましい。この構成によれば、平面コイルアンテナと鎖交する磁束の磁路を確保しつつ、磁性シートを高周波アンテナから遠ざけることができる。したがって、磁性シートの影響を抑えて高周波アンテナの所望のアンテナ特性を確保することができる。 In the present invention, the magnetic sheet is preferably covered with the metal cover layer without protruding from the metal cover layer in plan view. According to this configuration, it is possible to move the magnetic sheet away from the high frequency antenna while securing the magnetic path of the magnetic flux linked to the planar coil antenna. Therefore, the desired antenna characteristics of the high frequency antenna can be secured by suppressing the influence of the magnetic sheet.
本発明において、前記平面コイルアンテナは、ループ状又はスパイラル状のコイルパターンからなり、前記金属カバー層は、前記コイルパターンの一部と前記コイルパターンに囲まれた内径部の一部を覆っていることが好ましい。この構成によれば、平面コイルアンテナの所望のアンテナ特性を確保しつつ、金属カバー層に広く覆われた筐体内の限られたスペースに平面コイルアンテナを効率よくレイアウトすることができる。 In the present invention, the planar coil antenna is formed of a loop-shaped or spiral-shaped coil pattern, and the metal cover layer covers a part of the coil pattern and a part of an inner diameter portion surrounded by the coil pattern. Is preferred. According to this configuration, it is possible to efficiently lay out the planar coil antenna in a limited space in the housing widely covered by the metal cover layer while securing the desired antenna characteristics of the planar coil antenna.
本発明において、前記平面コイルアンテナ及び前記磁性シートは携帯無線機器の筐体に収容されており、前記金属カバー層は前記筐体の一部であることが好ましい。携帯無線機器の筐体が金属カバー層で構成されている場合には、携帯無線機器の耐久性やデザイン性を向上させることができるが、金属カバー層のシールド効果によってアンテナ装置が通信できなくなるという問題がある。しかし、本発明によればそのような問題を解決することができ、金属カバー層の影響を受けることなく平面コイルアンテナ及び高周波アンテナを用いた無線通信を実現することができる。 In the present invention, preferably, the planar coil antenna and the magnetic sheet are accommodated in a housing of a portable wireless device, and the metal cover layer is a part of the housing. If the housing of the mobile wireless device is configured with a metal cover layer, the durability and design of the mobile wireless device can be improved, but the antenna device can not communicate due to the shielding effect of the metal cover layer. There's a problem. However, according to the present invention, such a problem can be solved, and wireless communication using a planar coil antenna and a high frequency antenna can be realized without being affected by the metal cover layer.
本発明において、前記高周波アンテナは前記筐体の他の一部であることが好ましい。この構成によれば、筐体内に高周波アンテナの実装スペースを確保する必要がないので、平面コイルアンテナのレイアウトの自由度を高めることができる。また、高周波アンテナの外側には高周波アンテナから輻射される電磁波に影響を及ぼす部材が何ら存在しないので、高周波アンテナの放射特性を高めることができる。 In the present invention, the high frequency antenna is preferably another part of the housing. According to this configuration, since it is not necessary to secure a mounting space for the high frequency antenna in the housing, the degree of freedom in the layout of the planar coil antenna can be enhanced. Further, since there is no member that affects the electromagnetic wave radiated from the high frequency antenna outside the high frequency antenna, the radiation characteristic of the high frequency antenna can be enhanced.
本発明において、前記高周波アンテナは、前記平面コイルアンテナの他の一部と平面視で重なることが好ましい。この構成によれば、平面コイルアンテナ及び高周波アンテナの良好なアンテナ特性を確保しつつ、携帯無線機器の筐体内の限られたスペースに両者をさらに効率よくレイアウトすることができる。 In the present invention, preferably, the high frequency antenna overlaps with another part of the planar coil antenna in plan view. According to this configuration, both can be more efficiently laid out in the limited space in the casing of the portable wireless device while securing good antenna characteristics of the planar coil antenna and the high frequency antenna.
本発明によれば、平面コイルアンテナ及び高周波アンテナの良好なアンテナ特性を確保しつつ、携帯無線機器の筐体内の限られたスペースに両者を効率よくレイアウトすることが可能なアンテナ装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an antenna device capable of efficiently laying out both in a limited space in a casing of a portable radio device while securing good antenna characteristics of a planar coil antenna and a high frequency antenna. Can.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図１は、本発明の第１の実施の形態によるアンテナ装置を含む携帯無線機器の構成を示す略斜視図である。 FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of a mobile wireless device including an antenna device according to a first embodiment of the present invention.
図１に示すように、本実施形態による携帯無線機器１００は例えばスマートフォンであり、非常に薄型な筐体５０を有している。図示の携帯無線機器１００は筐体５０の背面５０ｂが上向きの状態であり、主にディスプレイが設けられている筐体５０の前面５０ａは下方を向いている。筐体５０は樹脂と金属との組み合わせからなり、筐体５０の背面５０ｂの中央部を含む広い範囲には金属カバー層５１Ｂが設けられている。また筐体５０の背面５０ｂの長手方向（Ｙ方向）の一方の端部（上端部５０ｃ）及び他方の端部（下端部５０ｄ）には樹脂カバー層５１Ａが設けられており、金属カバー層５１Ｂが設けられていない非シールド領域となっている。金属カバー層５１Ｂは、筐体の機械的強度、磁気シールド特性、デザイン性等の向上のために設けられるものである。 As shown in FIG. 1, the mobile wireless device 100 according to the present embodiment is, for example, a smartphone and has a very thin case 50. In the illustrated portable wireless device 100, the back surface 50b of the housing 50 is in the upward state, and the front surface 50a of the housing 50 in which the display is mainly provided is directed downward. The housing 50 is formed of a combination of resin and metal, and a metal cover layer 51B is provided in a wide range including the central portion of the back surface 50b of the housing 50. A resin cover layer 51A is provided on one end (upper end 50c) and the other end (lower end 50d) of the back surface 50b of the housing 50 in the longitudinal direction (Y direction), and the metal cover layer 51B is provided. It has become a non-shielded area which is not provided. The metal cover layer 51 </ b> B is provided to improve the mechanical strength, magnetic shield characteristics, design and the like of the housing.
携帯無線機器１００はアンテナ装置１を内蔵しており、アンテナ装置１は筐体５０の上端部５０ｃに配置されている。アンテナ装置１は、ＨＦ帯の無線通信に用いられる平面コイルアンテナ１０と、ＵＨＦ帯の無線通信に用いられる高周波アンテナ２０とを有している。平面コイルアンテナ１０は例えばＮＦＣアンテナであり、その共振周波数は１３．５６ＭＨｚである。これらのアンテナ素子は金属カバー層５１Ｂに覆われていない筐体５０の上端部５０ｃに設けられているので、無線通信が可能である。 The portable wireless device 100 incorporates the antenna device 1, and the antenna device 1 is disposed at the upper end 50 c of the housing 50. The antenna device 1 includes a planar coil antenna 10 used for wireless communication in the HF band and a high frequency antenna 20 used for wireless communication in the UHF band. The planar coil antenna 10 is, for example, an NFC antenna, and its resonant frequency is 13.56 MHz. Since these antenna elements are provided at the upper end 50 c of the housing 50 not covered by the metal cover layer 51 B, wireless communication is possible.
図２は、図１に示したアンテナ装置１の構成を透過的に示す平面図であって、（ａ）は筐体５０（特に金属カバー層５１Ｂ）がある状態、（ｂ）は筐体５０を省略した状態をそれぞれ示している。また、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿ったアンテナ装置１の断面図である。 FIG. 2 is a plan view transparently showing the configuration of the antenna device 1 shown in FIG. 1, in which (a) shows a state in which the case 50 (particularly the metal cover layer 51B) is present, and (b) shows the case 50. The state which has omitted is shown respectively. FIG. 3 is a cross-sectional view of the antenna device 1 taken along the line AA of FIG.
図２（ａ）、（ｂ）及び図３に示すように、アンテナ装置１は、平面コイルアンテナ１０と、平面コイルアンテナ１０の図中左側の一部と平面視で重なるように配置された高周波アンテナ２０と、平面コイルアンテナ１０の図中右側の一部と平面視で重なり、且つ高周波アンテナ２０と平面視で重ならないように配置された磁性シート３０とを備えている。高周波アンテナ２０と重なる平面コイルアンテナ１０の一部は磁性シート３０と重なっておらず、磁性シート３０と重なる平面コイルアンテナ１０の一部は高周波アンテナ２０と重なっていない。 As shown in FIGS. 2A, 2B, and 3, the antenna device 1 is a high frequency wave disposed so as to overlap the planar coil antenna 10 and a part of the planar coil antenna 10 on the left side in the drawing in plan view. The antenna 20 is provided with a magnetic sheet 30 which overlaps in plan view with a part of the planar coil antenna 10 on the right side in the drawing and does not overlap the high frequency antenna 20 in plan view. A part of the planar coil antenna 10 overlapping the high frequency antenna 20 does not overlap the magnetic sheet 30, and a part of the planar coil antenna 10 overlapping the magnetic sheet 30 does not overlap the high frequency antenna 20.
図３に示すように、平面コイルアンテナ１０、高周波アンテナ２０及び磁性シート３０は筐体５０内に収容されており、筐体５０を構成する樹脂カバー層５１Ａ及び金属カバー層５１Ｂは、平面コイルアンテナ１０の一方の主面１０ａ側に配置されている。一方、高周波アンテナ２０及び磁性シート３０は、平面コイルアンテナ１０の他方の主面１０ｂ側に配置されている。金属カバー層５１Ｂは、磁性シート３０と同様、平面コイルアンテナ１０の図中右側の一部と平面視で重なり、且つ高周波アンテナ２０と平面視で重ならないように配置されている。 As shown in FIG. 3, the planar coil antenna 10, the high frequency antenna 20, and the magnetic sheet 30 are accommodated in the housing 50, and the resin cover layer 51A and the metal cover layer 51B that constitute the housing 50 are planar coil antennas. It is arrange | positioned at one main surface 10a side of ten. On the other hand, the high frequency antenna 20 and the magnetic sheet 30 are disposed on the other main surface 10 b side of the planar coil antenna 10. Similar to the magnetic sheet 30, the metal cover layer 51B is disposed so as to overlap in plan view with part of the right side in the drawing of the planar coil antenna 10 and not overlap the high frequency antenna 20 in plan view.
平面コイルアンテナ１０は、フレキシブル基板１１の一方の主面１１ａに形成されたスパイラルパターン１０ｃからなり、本実施形態ではＸＹ平面と平行に設けられている。アンテナ設計を容易にすると共にスパイラルパターン１０ｃに囲まれた内径部１０ｄの面積をできるだけ大きくするため、スパイラルパターン１０ｃは矩形スパイラルであり、Ｘ方向に延びる直線パターン成分と、Ｙ方向に延びる直線パターン成分とを含むことが好ましい。平面コイルアンテナ１０の外形サイズは例えば３０×４０（ｍｍ）である。 The planar coil antenna 10 is formed of a spiral pattern 10c formed on one main surface 11a of the flexible substrate 11, and is provided parallel to the XY plane in the present embodiment. In order to facilitate antenna design and maximize the area of the inner diameter portion 10d surrounded by the spiral pattern 10c, the spiral pattern 10c is a rectangular spiral, and a linear pattern component extending in the X direction and a linear pattern component extending in the Y direction And preferably. The external size of the planar coil antenna 10 is, for example, 30 × 40 (mm).
本実施形態において、スパイラルパターン１０ｃの両端はフレキシブル基板１１のエッジ近くまで引き出されており、特にスパイラルパターン１０ｃの内周端はスパイラルパターン１０ｃを横切って外側に引き出されている。スパイラルパターン１０ｃの両端は、例えばフレキシブル基板１１上に実装されたＮＦＣチップや携帯無線機器のメイン回路基板に接続される。 In the present embodiment, both ends of the spiral pattern 10c are drawn close to the edge of the flexible substrate 11, and in particular, the inner peripheral end of the spiral pattern 10c is drawn outward across the spiral pattern 10c. Both ends of the spiral pattern 10 c are connected to, for example, an NFC chip mounted on the flexible substrate 11 or a main circuit board of a portable wireless device.
フレキシブル基板１１は例えばＰＥＴ樹脂からなり、その平面サイズはスパイラルパターン１０ｃの大きさに合わせて適宜設定される。フレキシブル基板１１の厚さは例えば３０μｍである。フレキシブル基板１１は、スパイラルパターン１０ｃの形成面である一方の主面１１ａが筐体５０の外側を向くように筐体５０内に設けられる。 The flexible substrate 11 is made of, for example, PET resin, and the planar size thereof is appropriately set in accordance with the size of the spiral pattern 10c. The thickness of the flexible substrate 11 is, for example, 30 μm. The flexible substrate 11 is provided in the housing 50 such that one main surface 11 a, which is a surface on which the spiral pattern 10 c is formed, faces the outside of the housing 50.
高周波アンテナ２０は矩形の平面導体（ベタパターン）からなり、その裏面には給電ライン２１が接続されている。高周波アンテナ２０は、平面コイルアンテナ１０の一部と重なるように設けられており、平面コイルアンテナ１０のスパイラルパターン１０ｃの一部とスパイラルパターン１０ｃに囲まれた内径部１０ｄの一部を覆っている。高周波アンテナ２０は金属平板や金属シートであってもよく、支持基板の表面に形成された金属箔であってもよい。 The high frequency antenna 20 is formed of a rectangular flat conductor (solid pattern), and the feed line 21 is connected to the back surface thereof. The high frequency antenna 20 is provided to overlap a part of the planar coil antenna 10, and covers a part of the spiral pattern 10c of the planar coil antenna 10 and a part of the inner diameter portion 10d surrounded by the spiral pattern 10c. . The high frequency antenna 20 may be a flat metal plate or a metal sheet, or may be a metal foil formed on the surface of the support substrate.
本実施形態において、金属カバー層５１Ｂは筐体５０の一部であり、筐体５０内に収容されている平面コイルアンテナ１０を覆っているが、高周波アンテナ２０を覆ってはいない。高周波アンテナ２０は、筐体５０の樹脂カバー層５１Ａと平面視で重なっている。 In the present embodiment, the metal cover layer 51B is a part of the housing 50 and covers the planar coil antenna 10 housed in the housing 50, but does not cover the high frequency antenna 20. The high frequency antenna 20 overlaps the resin cover layer 51A of the housing 50 in plan view.
磁性シート３０は、平面コイルアンテナ１０よりも筐体５０の内側に配置されている。本実施形態において、磁性シート３０は、フレキシブル基板１１の他方の主面１１ｂに貼り付けられている。磁性シート３０の厚さはその役割を果たすことができる限りにおいて特に限定されない。平面コイルアンテナ１０は図示のように携帯無線機器のバッテリーパック４０に近接して実装されることが多いが、磁性シート３０がバッテリーパック４０と平面コイルアンテナ１０との間に介在している場合には、平面コイルアンテナ１０を流れる電流によって発生する磁束の磁路を確保することができる。したがって、バッテリーパック４０を構成する金属体が平面コイルアンテナ１０に与える影響を抑えることができ、所望のアンテナ特性を得ることができる。 The magnetic sheet 30 is disposed more inside the housing 50 than the planar coil antenna 10. In the present embodiment, the magnetic sheet 30 is attached to the other main surface 11 b of the flexible substrate 11. The thickness of the magnetic sheet 30 is not particularly limited as long as it can play its role. Although the planar coil antenna 10 is often mounted close to the battery pack 40 of the portable wireless device as illustrated, when the magnetic sheet 30 is interposed between the battery pack 40 and the planar coil antenna 10 Can secure the magnetic path of the magnetic flux generated by the current flowing through the planar coil antenna 10. Therefore, the influence which the metal body which comprises the battery pack 40 gives to the planar coil antenna 10 can be suppressed, and a desired antenna characteristic can be acquired.
磁性シート３０は、アスペクト比の大きな扁平形状の磁性金属粉をポリマーと結合させた複合磁性シートであることが好ましい。扁平金属粉は複合磁性シートの厚み方向に重なり、その面方向は複合磁性シートの面方向と平行となるように配向されているので、複合磁性シートの面方向の実効的な透磁率を高めることができる。これによれば、平面コイルアンテナ１０が発生させる磁場を外部から磁性シート３０内に引き込み、コイル軸Ｚ０と直交する水平方向に導くことができる。また扁平磁性粉はポリマー中に密に配列されているが、扁平磁性粉間はポリマーによって絶縁されているので渦電流の発生を防止することができる。したがって、平面コイルアンテナ１０の使用周波数帯（例えば１３．５６ＭＨｚ）において高透磁率と低磁気損失の両方を実現することができる。 The magnetic sheet 30 is preferably a composite magnetic sheet in which a flat magnetic metal powder having a large aspect ratio is bonded to a polymer. Since the flat metal powder overlaps in the thickness direction of the composite magnetic sheet and is oriented so that the surface direction is parallel to the surface direction of the composite magnetic sheet, the effective magnetic permeability of the composite magnetic sheet in the surface direction should be increased. Can. According to this, it is possible to guide the magnetic field plane coil antenna 10 generates externally drawn into the magnetic sheet 30, the horizontal direction perpendicular to the coil axis Z 0. Further, although the flat magnetic powder is densely arranged in the polymer, since the flat magnetic powder is insulated by the polymer, the generation of eddy current can be prevented. Therefore, both high permeability and low magnetic loss can be realized in the operating frequency band (for example, 13.56 MHz) of the planar coil antenna 10.
高周波アンテナ２０は、平面コイルアンテナ１０のＹ方向の一端側（図中左側）から他端側（図中右側）に向かって平面コイルアンテナ１０と略平行に延びており、高周波アンテナ２０の一部は平面コイルアンテナ１０の一端側の一部と重なっている。詳細には、高周波アンテナ２０は、スパイラルパターン１０ｃの一部とスパイラルパターン１０ｃに囲まれた内径部１０ｄの一部を覆っている。高周波アンテナ２０のＹ方向の一端部は、平面コイルアンテナ１０と重なっておらず、高周波アンテナ２０のＹ方向の他端部は、平面コイルアンテナ１０のコイル軸Ｚ０よりもＹ方向の一端側に位置している。図２に示すように、高周波アンテナ２０のＸ方向の幅Ｗ２は平面コイルアンテナ１０のＸ方向の幅Ｗ１よりも広く、これにより高周波アンテナ２０は平面コイルアンテナ１０のＸ方向の全体を覆っているが、図９（ａ）に示すようにＸ方向の一部を覆っていてもよい。高周波アンテナ２０の大きさはその共振周波数に応じて適宜設定することができる。 The high frequency antenna 20 extends substantially in parallel with the flat coil antenna 10 from one end side (left side in the figure) of the flat coil antenna 10 in the Y direction to the other end side (right side in the figure) Is overlapped with a part of one end side of the planar coil antenna 10. In detail, the high frequency antenna 20 covers a part of the spiral pattern 10c and a part of the inner diameter portion 10d surrounded by the spiral pattern 10c. One end portion of the Y-direction of the high frequency antenna 20 is not overlapped with the planar coil antenna 10, the other end of the Y-direction of the high frequency antenna 20, on one end side in the Y-direction than the coil axis Z 0 of the planar coil antenna 10 positioned. As shown in FIG. 2, the width W 2 in the X direction of the high frequency antenna 20 is wider than the width W 1 in the X direction of the planar coil antenna 10, whereby the high frequency antenna 20 covers the entire planar coil antenna 10 in the X direction. However, as shown to Fig.9 (a), you may cover a part of X direction. The size of the high frequency antenna 20 can be appropriately set according to the resonance frequency.
高周波アンテナ２０は平面コイルアンテナ１０の他方の主面１０ｂ側に配置されているので、高周波アンテナ２０の影響によって平面コイルアンテナ１０の特性が大きく低下することはなく、平面コイルアンテナ１０は問題なく動作する。また平面コイルアンテナ１０はスパイラルパターンからなり、高周波アンテナ２０を広範囲に覆うものではないので、平面コイルアンテナ１０が高周波アンテナ２０に与える影響は小さく、よって高周波アンテナ２０は平面コイルアンテナ１０と重なっていたとしても問題なく動作する。 Since the high frequency antenna 20 is disposed on the other main surface 10b side of the planar coil antenna 10, the characteristics of the planar coil antenna 10 are not significantly degraded by the influence of the high frequency antenna 20, and the planar coil antenna 10 operates without any problem. Do. In addition, since planar coil antenna 10 has a spiral pattern and does not cover high frequency antenna 20 over a wide range, planar coil antenna 10 has a small influence on high frequency antenna 20, so high frequency antenna 20 overlaps with planar coil antenna 10 Works well as well.
金属カバー層５１Ｂは、平面コイルアンテナ１０のＹ方向の他端側（図中右側）から一端側（図中左側）に向かって延びており、金属カバー層５１Ｂの一部は平面コイルアンテナ１０の他端側の一部（第２の部分）と平面視で重なっている。詳細には、金属カバー層５１Ｂは、平面コイルアンテナ１０のスパイラルパターン１０ｃの一部とスパイラルパターン１０ｃに囲まれた内径部１０ｄの一部を覆っている。 The metal cover layer 51B extends from the other end side (right side in the figure) of the planar coil antenna 10 in the Y direction to one end side (left side in the figure), and a part of the metal cover layer 51B is a part of the planar coil antenna 10 It overlaps with a part (second part) on the other end side in plan view. In detail, the metal cover layer 51B covers a part of the spiral pattern 10c of the planar coil antenna 10 and a part of the inner diameter portion 10d surrounded by the spiral pattern 10c.
平面コイルアンテナ１０と重なる金属カバー層５１ＢのＹ方向の一端部は、平面コイルアンテナ１０のコイル軸Ｚ０と平面視で重なることなく当該コイル軸Ｚ０よりもＹ方向の他端側に位置することが好ましい。また図２に示すように、金属カバー層５１Ｂが平面コイルアンテナ１０の形成領域と平面視で重なる領域Ｓ１の面積は、平面コイルアンテナ１０の形成領域の全面積の５０％以下であることが好ましく、４０％以下であることがより好ましく、１０％以上４０％以下であることが特に好ましい。換言すると、金属カバー層５１Ｂに覆われていない平面コイルアンテナ１０の形成領域の露出面積は、平面コイルアンテナ１０の形成領域の全面積の５０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましく、６０％以上９０％以下であることが特に好ましい。ここで、平面コイルアンテナ１０の形成領域とは、スパイラルパターン１０ｃの最外周よりも内側の領域を指す。したがって、実際にスパイラルパターン１０ｃが形成されている領域のみならず、隣接するスパイラルパターン１０ｃ間のスペースや内径部１０ｄを含む。 One end portion of the Y direction of the metal cover layer 51B overlapping with the planar coil antenna 10 is located at the other end side in the Y direction than the coil axis Z 0 without overlapping with the coil axis Z 0 and a plan view of the planar coil antenna 10 Is preferred. Further, as shown in FIG. 2, the area of a region S 1 in which the metal cover layer 51B overlap in the formation region of the planar coil antenna 10 in plan view is not more than 50% of the total area of the formation region of the planar coil antenna 10 It is preferably 40% or less, more preferably 10% or more and 40% or less. In other words, the exposed area of the formation area of the planar coil antenna 10 not covered by the metal cover layer 51B is preferably 50% or more of the total area of the formation area of the planar coil antenna 10, and is 60% or more Is more preferable, and 60% or more and 90% or less is particularly preferable. Here, the formation region of the planar coil antenna 10 refers to the region inside the outermost periphery of the spiral pattern 10c. Therefore, not only the region in which the spiral pattern 10c is actually formed, but also the space between the adjacent spiral patterns 10c and the inner diameter portion 10d are included.
図４は、平面コイルアンテナを覆う平面導体の被覆面積と平面コイルアンテナの通信距離との関係を示すグラフであり、横軸は平面コイルアンテナの形成領域の全面積に対する平面導体の被覆面積の割合（被覆率）（％）、縦軸は平面コイルアンテナのいわゆるカードモードにおける最大通信距離（ｍｍ）をそれぞれ示している。平面コイルアンテナのカードモードにおける最大通信距離とは、テスト用リーダライタからテスト信号を送信し、平面コイルアンテナがテスト信号を受信してその変調信号を送信し、この変調信号をサーチコイルで受信したときの受信信号の電圧レベルが閾値レベルを満たすときの平面コイルアンテナからリーダライタまでの距離の最大値のことをいう。平面コイルアンテナの外形サイズは４０ｍｍ×５０ｍｍ、ターン数は３ターンである。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the coverage area of the planar conductor covering the planar coil antenna and the communication distance of the planar coil antenna, and the horizontal axis represents the ratio of the planar conductor coverage area to the total area of the planar coil antenna formation area. The coverage (%) and the vertical axis indicate the maximum communication distance (mm) in the so-called card mode of the planar coil antenna. The maximum communication distance in the card mode of the planar coil antenna means that a test signal is transmitted from the test reader / writer, the planar coil antenna receives the test signal and transmits its modulation signal, and this modulation signal is received by the search coil The maximum value of the distance from the planar coil antenna to the reader / writer when the voltage level of the received signal at the time satisfies the threshold level. The external size of the planar coil antenna is 40 mm × 50 mm, and the number of turns is 3 turns.
図４に示すように、平面コイルアンテナの通信距離は平面導体の被覆率が１０％のときに最大の約４８ｍｍである。その後、被覆率が５０％に達するまで平面コイルアンテナの通信距離の低下は緩やかであり、被覆率が５０％のときの通信距離は約４４ｍｍとなる。しかし、被覆率が５０％を超えたところから通信距離の低下率は大きくなり、被覆率が８０％のときの通信距離は約２８ｍｍとなる。この結果から、金属カバー層５１Ｂが平面コイルアンテナ１０の形成領域と平面視で重なる領域Ｓ１の面積は、平面コイルアンテナ１０の形成領域の全面積の５０％以下であることが好ましく、４０％以下であることがより好ましく、１０％以上４０％以下であることが特に好ましいことが分かる。この構成によれば、平面コイルアンテナ１０に対する金属カバー層５１Ｂの悪影響を抑えて平面コイルアンテナ１０の通信距離を延ばすことができ、アンテナ特性の確保と省スペース化を両立させることが可能となる。 As shown in FIG. 4, the communication distance of the planar coil antenna is about 48 mm at the maximum when the coverage of the planar conductor is 10%. After that, the decrease in the communication distance of the planar coil antenna is gradual until the coverage reaches 50%, and the communication distance when the coverage is 50% is about 44 mm. However, when the coverage rate exceeds 50%, the reduction rate of the communication distance becomes large, and the communication distance when the coverage rate is 80% is about 28 mm. From this result, the area of the region S 1 in which the metal cover layer 51B overlap in the formation region in a plan view of the planar coil antenna 10 is preferably 50% or less of the total area of the formation region of the planar coil antenna 10, 40% It is understood that the following is more preferable, and it is particularly preferable that the content is 10% or more and 40% or less. According to this configuration, it is possible to suppress the adverse effect of the metal cover layer 51B on the planar coil antenna 10 to extend the communication distance of the planar coil antenna 10, and to achieve both antenna characteristics and space saving.
磁性シート３０は、金属カバー層５１Ｂと同様、平面コイルアンテナ１０のＹ方向の他端側（図中右側）から一端側（図中左側）に向かって延びており、磁性シート３０の一部は平面コイルアンテナ１０の他端側の一部と重なっている。平面コイルアンテナ１０と鎖交する磁束の磁路を十分に確保するためには、平面コイルアンテナ１０の全部と重なるように磁性シート３０を設けることが好ましいが、高周波アンテナ２０が磁性シート３０に近接すると高周波アンテナ２０の特性が悪化してしまう。そのため、磁性シート３０は高周波アンテナ２０と重ならない領域に設けられている。 Similar to the metal cover layer 51B, the magnetic sheet 30 extends from the other end side (right side in the drawing) of the planar coil antenna 10 in the Y direction to one end side (left side in the drawing), and a part of the magnetic sheet 30 is It overlaps with a part of the other end side of the planar coil antenna 10. In order to sufficiently secure the magnetic path of the magnetic flux linked to the planar coil antenna 10, it is preferable to provide the magnetic sheet 30 so as to overlap with the entire planar coil antenna 10. However, the high frequency antenna 20 is close to the magnetic sheet 30. Then, the characteristics of the high frequency antenna 20 deteriorate. Therefore, the magnetic sheet 30 is provided in a region not overlapping the high frequency antenna 20.
平面コイルアンテナ１０と重なる磁性シート３０のＹ方向の一端部は、図示のように金属カバー層５１Ｂの外側にはみ出さないように設けられることが好ましい。すなわち、磁性シート３０のＹ方向の一端部の位置は、金属カバー層５１Ｂの一端部の位置よりもＹ方向の他端側に配置されることが好ましい。このように、高周波アンテナ２０から見て磁性シート３０を金属カバー層５１Ｂよりも遠方に配置することにより、磁性シート３０が高周波アンテナ２０に与える影響を最小限に抑えることができ、高周波アンテナ２０の所望のアンテナ特性を確保することができる。 It is preferable that one end in the Y direction of the magnetic sheet 30 overlapping the planar coil antenna 10 be provided so as not to protrude outside the metal cover layer 51B as illustrated. That is, the position of one end of the magnetic sheet 30 in the Y direction is preferably disposed on the other end side in the Y direction of the position of the one end of the metal cover layer 51B. As described above, by arranging the magnetic sheet 30 farther from the high frequency antenna 20 than the metal cover layer 51 B, the influence of the magnetic sheet 30 on the high frequency antenna 20 can be minimized. Desired antenna characteristics can be secured.
なお、磁性シート３０のＹ方向の他端部やＸ方向の両端部は、図示のようにフレキシブル基板１１の外側にはみ出していてもよく、フレキシブル基板１１の外側にはみ出すことなく内側に収まっていてもよい。また、磁性シート３０は図示のようにフレキシブル基板１１の裏面に貼り付けられていてもよく、フレキシブル基板１１から離れて設けられていてもよい。 The other end of the magnetic sheet 30 in the Y direction and the both ends in the X direction may protrude to the outside of the flexible substrate 11 as shown in the drawing, and do not protrude to the outside of the flexible substrate 11. It is also good. Further, the magnetic sheet 30 may be attached to the back surface of the flexible substrate 11 as illustrated, or may be provided apart from the flexible substrate 11.
図１に示したように、筐体５０の背面５０ｂのうち金属カバー層５１Ｂが設けられていない領域、つまり筐体５０内のアンテナを実装可能な領域は非常に限られているため、そのような限られた領域内に平面コイルアンテナ１０及び高周波アンテナ２０を実装し、それらが相互に重なり合わず、しかも金属カバー層５１Ｂとまったく重ならないようにすることは困難である。一方、平面コイルアンテナ１０及び高周波アンテナ２０は相互に重なり合わないように配置しなければならないとこれまで考えられてきた。しかし、平面コイルアンテナ１０の一部を金属カバー層５１Ｂと重ねて設け、さらに高周波アンテナ２０を平面コイルアンテナ１０の一部と重ねて設けることにより、金属カバー層５１Ｂに覆われていないスペースに両方のアンテナを効率よくレイアウトすることが可能である。 As shown in FIG. 1, the area of the back surface 50b of the housing 50 where the metal cover layer 51B is not provided, ie, the area in which the antenna in the housing 50 can be mounted is very limited. It is difficult to mount the planar coil antenna 10 and the high frequency antenna 20 in a limited area so that they do not overlap each other and do not overlap the metal cover layer 51B at all. On the other hand, it has been considered that the planar coil antenna 10 and the high frequency antenna 20 must be arranged so as not to overlap each other. However, by partially overlapping the planar coil antenna 10 with the metal cover layer 51B and further overlapping the high frequency antenna 20 with partially the planar coil antenna 10, both in the space not covered by the metallic cover layer 51B. It is possible to lay out the antennas efficiently.
一方、平面コイルアンテナ１０を安定的に動作させるためには平面コイルアンテナ１０の他方の主面１０ｂ側に磁性シート３０を設ける必要があり、これが高周波アンテナ２０と重なる場合には高周波アンテナ２０の放射特性が悪化する。しかし、本実施形態では平面コイルアンテナ１０と平面視で重なり且つ高周波アンテナ２０と重ならないように磁性シート３０を設けているので、平面コイルアンテナ１０と高周波アンテナ２０の両方を安定的に動作させることができる。 On the other hand, in order to operate planar coil antenna 10 stably, it is necessary to provide magnetic sheet 30 on the other main surface 10 b side of planar coil antenna 10, and when this overlaps with high frequency antenna 20, radiation of high frequency antenna 20 Characteristics deteriorate. However, in the present embodiment, since the magnetic sheet 30 is provided so as to overlap with the planar coil antenna 10 in plan view and not overlap with the high frequency antenna 20, both the planar coil antenna 10 and the high frequency antenna 20 operate stably. Can.
以上説明したように、本実施形態によるアンテナ装置１は、近距離無線通信用の平面コイルアンテナ１０と高周波アンテナ２０とを備え、金属カバー層５１Ｂが平面コイルアンテナ１０の一部と平面視で重なり且つ高周波アンテナ２０と平面視で重ならないように設けられているので、平面コイルアンテナ１０及び高周波アンテナ２０の所望のアンテナ特性を確保しつつ、携帯無線機器１００の筐体５０内の限られたスペースに両者を効率よくレイアウトすることができる。また、高周波アンテナ２０が金属カバー層５１Ｂ及び磁性シート３０と平面視で重ならないように設けられているので、高周波アンテナ２０のアンテナ特性の低下を防止することができ、高周波アンテナ２０の良好な通信を確保することができる。さらに、高周波アンテナ２０が平面コイルアンテナ１０の他の一部と平面視で重なるように設けられているので、平面コイルアンテナ１０及び高周波アンテナ２０の所望のアンテナ特性を確保しつつ、携帯無線機器１００の筐体５０内の限られたスペースに両者をさらに効率よくレイアウトすることができる。 As described above, the antenna device 1 according to the present embodiment includes the planar coil antenna 10 and the high frequency antenna 20 for short distance wireless communication, and the metal cover layer 51B overlaps with a part of the planar coil antenna 10 in plan view. And since it is provided so that it does not overlap with high frequency antenna 20 in planar view, the restricted space in case 50 of portable radio equipment 100 is secured, securing the desired antenna characteristic of plane coil antenna 10 and high frequency antenna 20. Both can be laid out efficiently. Further, since the high frequency antenna 20 is provided so as not to overlap with the metal cover layer 51B and the magnetic sheet 30 in plan view, it is possible to prevent the deterioration of the antenna characteristics of the high frequency antenna 20, and good communication of the high frequency antenna 20. Can be secured. Furthermore, since the high frequency antenna 20 is provided so as to overlap the other part of the planar coil antenna 10 in plan view, the portable wireless device 100 can ensure desired antenna characteristics of the planar coil antenna 10 and the high frequency antenna 20. Both can be more efficiently laid out in the limited space in the case 50 of the above.
図５は、本発明の第２の実施の形態によるアンテナ装置の構成を透過的に示す平面図であって、（ａ）は筐体５０（特に金属カバー層５１Ｂ）がある場合、（ｂ）は筐体５０を省略した状態をそれぞれ示している。また、図６は、図５のＡ−Ａ線に沿ったアンテナ装置の断面図である。 FIG. 5 is a plan view transparently showing the configuration of the antenna device according to the second embodiment of the present invention, in which (a) is a case where there is a housing 50 (especially metal cover layer 51B), (b) These show the state which abbreviate | omitted the housing | casing 50, respectively. 6 is a cross-sectional view of the antenna device taken along the line A-A of FIG.
図５（ａ）、（ｂ）及び図６に示すように、このアンテナ装置２の特徴は、高周波アンテナ２０が平面コイルアンテナ１０の一方の主面１０ａ側に配置されている点にある。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。 As shown in FIGS. 5A, 5B and 6, the feature of the antenna device 2 is that the high frequency antenna 20 is disposed on the side of one of the main surfaces 10a of the planar coil antenna 10. FIG. The other configuration is the same as that of the first embodiment.
高周波アンテナ２０が平面コイルアンテナ１０の一方の主面１０ａ側に設けられている場合、平面コイルアンテナ１０の外側が高周波アンテナ２０に覆われることになるので、高周波アンテナ２０によるシールド効果が問題となる。すなわち、高周波アンテナ２０を構成する平面導体が平面コイルアンテナ１０から輻射される電波を遮蔽するので、場合によっては、平面コイルアンテナ１０を正しく動作させることができない。高周波アンテナ２０の単体が平面コイルアンテナ１０を広く覆う場合に限らず、高周波アンテナ２０と金属カバー層５１Ｂとの組み合わせが平面コイルアンテナ１０を広く覆う場合も同様であり、平面コイルアンテナ１０の電波を筐体５０の外側に十分に放射させることができず、その結果、平面コイルアンテナ１０の放射効率が大幅に低下することが考えられる。 When the high frequency antenna 20 is provided on one main surface 10 a side of the planar coil antenna 10, the outside of the planar coil antenna 10 is covered by the high frequency antenna 20, so the shielding effect by the high frequency antenna 20 becomes a problem. . That is, since the planar conductor which comprises the high frequency antenna 20 shields the electromagnetic wave radiated from the planar coil antenna 10, depending on the case, the planar coil antenna 10 can not be operated correctly. Not only when the single unit of the high frequency antenna 20 covers the planar coil antenna 10 widely but the combination of the high frequency antenna 20 and the metal cover layer 51B widely covers the planar coil antenna 10 is also the same. It can be considered that the radiation efficiency of the planar coil antenna 10 is significantly reduced because the radiation can not be sufficiently radiated to the outside of the housing 50.
このような問題を解決するため、ＸＹ平面と直交するＺ軸方向から見たとき、高周波アンテナ２０と金属カバー層５１Ｂとの間に一定幅のスリット領域ＳＬを形成する。スリット領域ＳＬはＸ方向に延びる直線状の非シールド領域であり、その幅Ｗ３は、同一方向における平面コイルアンテナ１０の内径部１０ｄの幅Ｗ４の１／１０以上であることが好ましく、１／５以上であることがより好ましい。このスリット領域ＳＬは、平面コイルアンテナ１０と鎖交する磁束の磁路となるので、平面コイルアンテナ１０を正しく動作させることが可能である。 In order to solve such a problem, when viewed in the Z-axis direction orthogonal to the XY plane, a slit area SL having a constant width is formed between the high frequency antenna 20 and the metal cover layer 51B. The slit region SL is a linear non-shield region extending in the X direction, and its width W 3 is preferably 1/10 or more of the width W 4 of the inner diameter portion 10 d of the planar coil antenna 10 in the same direction. It is more preferable that it is / 5 or more. The slit region SL serves as a magnetic path of magnetic flux linked to the planar coil antenna 10, so that the planar coil antenna 10 can be operated correctly.
平面コイルアンテナ１０と重なる高周波アンテナ２０のＹ方向の他端部は、平面コイルアンテナ１０のコイル軸Ｚ０と平面視で重なることなく当該コイル軸Ｚ０よりもＹ方向の一端側に位置することが好ましい。また図５に示すように、高周波アンテナ２０が平面コイルアンテナ１０と平面視で重なる領域Ｓ２の面積と金属カバー層５１Ｂが平面コイルアンテナ１０と平面視で重なる領域Ｓ１の面積との合計は、平面コイルアンテナ１０の全面積の５０％以下であることが好ましく、４０％以下であることがより好ましく、１０％以上４０％以下であることが特に好ましい。この構成によれば、平面コイルアンテナ１０に対する高周波アンテナ２０及び金属カバー層５１Ｂの悪影響を抑えて平面コイルアンテナ１０の通信距離を延ばすことができ、アンテナ特性の確保と省スペース化を両立させることが可能となる。 The other end of the Y-direction of the high frequency antenna 20 which overlaps the planar coil antenna 10 to be located on one end side in the Y direction than the coil axis Z 0 without overlapping with the coil axis Z 0 and a plan view of the planar coil antenna 10 Is preferred. Further, as shown in FIG. 5, the sum of the area of the region S 1 which area and metal cover layer 51B area S 2 of the high frequency antenna 20 overlap in plan coil antenna 10 in plan view overlaps with the planar coil antenna 10 in plan view is The total area of the planar coil antenna 10 is preferably 50% or less, more preferably 40% or less, and particularly preferably 10% or more and 40% or less. According to this configuration, it is possible to suppress the adverse effect of the high frequency antenna 20 and the metal cover layer 51B on the planar coil antenna 10 and extend the communication distance of the planar coil antenna 10, and achieve both antenna characteristics and space saving. It becomes possible.
さらに、本実施形態においては、平面コイルアンテナ１０の内径部と平面視で重なるスリット領域ＳＬが設けられるので、平面コイルアンテナ１０の所望の放射特性を確保することができる。平面コイルアンテナ１０の内径部１０ｄを通過し、さらにスリット領域ＳＬを通過した磁束の一部は高周波アンテナ２０の外側及び金属カバー層５１Ｂの外側を大きく周回して平面コイルアンテナ１０の内径部１０ｄに戻るので、平面コイルアンテナ１０の通信距離を延ばすことができる。したがって、小型な平面コイルアンテナを用いた場合でも近距離無線通信に必要な所望のアンテナ特性を確保することができる。 Furthermore, in the present embodiment, since the slit region SL overlapping in plan view with the inner diameter portion of the planar coil antenna 10 is provided, desired radiation characteristics of the planar coil antenna 10 can be secured. A part of the magnetic flux passing through the inner diameter portion 10d of the planar coil antenna 10 and further passing through the slit region SL largely circulates the outer side of the high frequency antenna 20 and the outer side of the metal cover layer 51B to reach the inner diameter portion 10d of the planar coil antenna 10 Since it returns, the communication distance of the planar coil antenna 10 can be extended. Therefore, even when a small planar coil antenna is used, desired antenna characteristics required for short distance wireless communication can be secured.
以上説明したように、本実施形態によるアンテナ装置２は、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、高周波アンテナ２０の外側には高周波アンテナ２０から輻射される電磁波に影響を及ぼす部材が何ら存在しないので、高周波アンテナ２０の放射特性を高めることができる。 As described above, the antenna device 2 according to the present embodiment can achieve the same effect as that of the first embodiment. Moreover, since there is no member that affects the electromagnetic wave radiated from the high frequency antenna 20 outside the high frequency antenna 20, the radiation characteristic of the high frequency antenna 20 can be enhanced.
図７は、本発明の第３の実施の形態によるアンテナ装置の構成を示す略断面図である。 FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the antenna device according to the third embodiment of the present invention.
図７に示すように、このアンテナ装置３の特徴は、高周波アンテナ２０が携帯無線機器１００の筐体５０の一部を構成している点にある。すなわち、本実施形態は、筐体５０を構成する金属カバー層５１Ｂの一部を高周波アンテナ２０として利用するものである。その他の構成は第２の実施形態と同様である。本実施形態によれば、第２の実施の形態による発明の効果に加えて、筐体５０内に高周波アンテナ２０の実装スペースを確保する必要がなく、平面コイルアンテナ１０のレイアウトの自由度を高めることができる。また、高周波アンテナ２０の外側には高周波アンテナ２０から輻射される電磁波に影響を及ぼす部材が何ら存在しないので、高周波アンテナ２０の放射特性を高めることができる。 As shown in FIG. 7, the feature of the antenna device 3 is that the high frequency antenna 20 constitutes a part of a housing 50 of the portable wireless device 100. That is, in the present embodiment, a part of the metal cover layer 51 </ b> B constituting the housing 50 is used as the high frequency antenna 20. The other configuration is the same as that of the second embodiment. According to the present embodiment, in addition to the effects of the invention according to the second embodiment, there is no need to secure a mounting space for the high frequency antenna 20 in the housing 50, and the degree of freedom of the layout of the planar coil antenna 10 is enhanced. be able to. Moreover, since there is no member that affects the electromagnetic wave radiated from the high frequency antenna 20 outside the high frequency antenna 20, the radiation characteristic of the high frequency antenna 20 can be enhanced.
図８は、本発明の第４の実施の形態によるアンテナ装置の構成を示す略断面図である。 FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the antenna device according to the fourth embodiment of the present invention.
図８に示すように、このアンテナ装置４の特徴は、上述した第１の実施の形態によるアンテナ装置１の構成において、筐体５０が樹脂カバー層５１Ａのみで構成されており、樹脂カバー層５１Ａの内側表面に金属膜５３が形成されている点にある。このような構成を有するアンテナ装置４は、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。 As shown in FIG. 8, in the configuration of the antenna device 1 according to the first embodiment described above, the feature of the antenna device 4 is that the case 50 is configured only with the resin cover layer 51A, and the resin cover layer 51A. The metal film 53 is formed on the inner surface of the The antenna device 4 having such a configuration can achieve the same effect as that of the first embodiment.
図９（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第５の実施の形態によるアンテナ装置の構成を示す略平面図であって、特に高周波アンテナ２０のレイアウトの変形例を示す図である。 FIGS. 9 (a) and 9 (b) are schematic plan views showing the configuration of the antenna device according to the fifth embodiment of the present invention, particularly showing a modified example of the layout of the high frequency antenna 20. FIG.
図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、このアンテナ装置５Ａ，５Ｂの特徴は、高周波アンテナ２０が平面コイルアンテナ１０に対してＸ方向にオフセットされている点にある。特に、図９（ａ）に示すアンテナ装置５Ａでは、高周波アンテナ２０が平面コイルアンテナ１０のＸ方向の全体ではなく一部と重なっている。また、図９（ｂ）に示すアンテナ装置５Ｂでは、高周波アンテナ２０が平面コイルアンテナ１０の近傍に配置されているだけであり、平面コイルアンテナ１０と重なっていない。このように、高周波アンテナ２０のＸ方向の中心の位置は必ずしも平面コイルアンテナ１０と揃っていなくてもよく、高周波アンテナ２０は必ずしも平面コイルアンテナ１０と重なっていなくてもよい。本実施形態によるアンテナ装置５Ａ，５Ｂも第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。 As shown in FIGS. 9A and 9B, the antenna devices 5A and 5B are characterized in that the high frequency antenna 20 is offset in the X direction with respect to the planar coil antenna 10. In particular, in the antenna device 5A shown in FIG. 9A, the high frequency antenna 20 overlaps not a whole of the planar coil antenna 10 in the X direction but a part thereof. Further, in the antenna device 5B shown in FIG. 9B, the high frequency antenna 20 is only disposed in the vicinity of the planar coil antenna 10 and does not overlap with the planar coil antenna 10. Thus, the center position of the high frequency antenna 20 in the X direction may not necessarily be aligned with the planar coil antenna 10, and the high frequency antenna 20 may not necessarily overlap the planar coil antenna 10. The antenna devices 5A and 5B according to the present embodiment can also achieve the same effects as those of the first embodiment.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It is needless to say that they are included in the scope.
例えば、上記各実施形態においては、平面コイルアンテナ１０が数ターンのスパイラルパターンで構成されているが、１ターン未満のループパターンであってもよい。すなわち、平面コイルアンテナ１０は、ループ状又はスパイラル状の平面コイルパターンであればよい。なお１ターン未満のループパターンの場合、そのターン数は３／４ターン以上であることが好ましく、ループの直径によって定義される円内を平面コイルアンテナ１０の内径部とすることができる。 For example, in each of the above embodiments, the planar coil antenna 10 is configured in a spiral pattern of several turns, but may be a loop pattern of less than one turn. That is, the planar coil antenna 10 may be a planar coil pattern having a loop shape or a spiral shape. In the case of a loop pattern of less than one turn, the number of turns is preferably 3/4 turns or more, and the inside of a circle defined by the diameter of the loop can be used as the inner diameter portion of the planar coil antenna 10.
また、上記実施形態においては、アンテナ装置１が内蔵される携帯無線機器１００としてスマートフォンを挙げたが、携帯無線機器の種類は特に限定されず、タブレット端末、ノートＰＣ、腕時計型ウエアラブル端末等であってもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the smart phone was mentioned as a portable wireless device 100 in which the antenna apparatus 1 is incorporated, the kind in particular of a portable wireless device is not limited, A tablet terminal, a notebook PC, a wristwatch-type wearable terminal etc. May be
１〜４，５Ａ，５Ｂ アンテナ装置
１０ 平面コイルアンテナ
１０ａ 平面コイルアンテナの一方の主面（上面）
１０ｂ 平面コイルアンテナの他方の主面（裏面）
１０ｃ スパイラルパターン
１０ｄ 内径部
１１ フレキシブル基板
１１ａ フレキシブル基板の一方の主面（上面）
１１ｂ フレキシブル基板の他方の主面（裏面）
２０ 高周波アンテナ
２１ 給電ライン
３０ 磁性シート
４０ バッテリーパック
５０ 筐体
５０ａ 筐体の前面
５０ｂ 筐体の背面
５０ｃ 筐体の長手方向の一端部（上端部）
５０ｄ 筐体の長手方向の他端部（下端部）
５１Ａ 樹脂カバー層
５１Ｂ 金属カバー層
５３ 金属膜
１００ 携帯無線機器
Ｓ１ 金属カバー層が平面コイルアンテナと平面視で重なる領域
Ｓ２ 高周波アンテナが平面コイルアンテナと平面視で重なる領域
ＳＬ スリット領域
Ｗ１ 平面コイルアンテナのＸ方向の幅
Ｗ２ 高周波アンテナのＸ方向の幅
Ｗ３ スリット領域の幅
Ｗ４ アンテナコイルの内径部の幅
Ｚ０ コイル軸
1 to 4, 5A, 5B Antenna device 10 Planar coil antenna 10a One major surface (upper surface) of the planar coil antenna
10b The other main surface (rear surface) of the planar coil antenna
10c Spiral pattern 10d Inner diameter portion 11 Flexible substrate 11a One main surface (upper surface) of flexible substrate
11b The other main surface (back side) of the flexible substrate
Reference Signs List 20 high frequency antenna 21 feed line 30 magnetic sheet 40 battery pack 50 housing 50a front surface 50b housing rear surface 50c housing one end portion (upper end) in the longitudinal direction of the housing
50d The other end (lower end) of the housing in the longitudinal direction
Region SL slit region W 1 plane 51A space S 2 RF antennas resin cover layer 51B metallic cover layer 53 the metal layer 100 portable wireless device S 1 metal cover layers overlap in the planar coil antenna in a plan view overlaps with the planar coil antenna in plan view Width W of the coil antenna in the X direction W 2 Width of the high frequency antenna in the X direction W 3 Width of the slit area W 4 Width of the inner diameter portion of the antenna coil Z 0 Coil axis
Claims (8)
前記平面コイルアンテナの近傍に設けられた高周波アンテナと、
前記平面コイルアンテナの一方の主面側に配置され、前記平面コイルアンテナの一部と平面視で重なり、前記高周波アンテナと平面視で重ならない金属カバー層と、
前記平面コイルアンテナの他方の主面側に配置され、前記平面コイルアンテナの前記一部と平面視で重なり、前記高周波アンテナと平面視で重ならない磁性シートとを備え、
前記金属カバー層は、前記平面コイルアンテナのコイル軸を覆わず、
前記磁性シートは、平面視で前記金属カバー層からはみ出すことなく、前記金属カバー層に覆われていることを特徴とするアンテナ装置。 Flat coil antenna,
A high frequency antenna provided in the vicinity of the planar coil antenna;
A metal cover layer disposed on one main surface side of the planar coil antenna, overlapping in plan view with a part of the planar coil antenna, and not overlapping the high frequency antenna in plan view;
And a magnetic sheet disposed on the other main surface side of the planar coil antenna, overlapping with the part of the planar coil antenna in plan view, and not overlapping the high frequency antenna in plan view ,
The metal cover layer does not cover the coil axis of the planar coil antenna,
The antenna device , wherein the magnetic sheet is covered with the metal cover layer without protruding from the metal cover layer in plan view .
前記金属カバー層は、前記コイルパターンの一部と前記コイルパターンに囲まれた内径部の一部を覆っている、請求項１に記載のアンテナ装置。 The planar coil antenna comprises a loop or spiral coil pattern,
The antenna device according to claim 1 , wherein the metal cover layer covers a part of the coil pattern and a part of an inner diameter portion surrounded by the coil pattern.
前記平面コイルアンテナの近傍に設けられた高周波アンテナと、
前記平面コイルアンテナの一方の主面側に配置され、前記平面コイルアンテナの一部と平面視で重なり、前記高周波アンテナと平面視で重ならない金属カバー層と、
前記平面コイルアンテナの他方の主面側に配置され、前記平面コイルアンテナの前記一部と平面視で重なり、前記高周波アンテナと平面視で重ならない磁性シートとを備え、
前記平面コイルアンテナは、ループ状又はスパイラル状のコイルパターンからなり、
前記金属カバー層は、前記コイルパターンの一部と前記コイルパターンに囲まれた内径部の一部を覆っていることを特徴とするアンテナ装置。 Flat coil antenna,
A high frequency antenna provided in the vicinity of the planar coil antenna;
A metal cover layer disposed on one main surface side of the planar coil antenna, overlapping in plan view with a part of the planar coil antenna, and not overlapping the high frequency antenna in plan view;
And a magnetic sheet disposed on the other main surface side of the planar coil antenna, overlapping with the part of the planar coil antenna in plan view, and not overlapping the high frequency antenna in plan view ,
The planar coil antenna comprises a loop or spiral coil pattern,
The antenna device , wherein the metal cover layer covers a part of the coil pattern and a part of an inner diameter portion surrounded by the coil pattern .
前記平面コイルアンテナの近傍に設けられた高周波アンテナと、
前記平面コイルアンテナの一方の主面側に配置され、前記平面コイルアンテナの一部と平面視で重なり、前記高周波アンテナと平面視で重ならない金属カバー層と、
前記平面コイルアンテナの他方の主面側に配置され、前記平面コイルアンテナの前記一部と平面視で重なり、前記高周波アンテナと平面視で重ならない磁性シートとを備え、
前記平面コイルアンテナ及び前記磁性シートは携帯無線機器の筐体に収容されており、前記金属カバー層は前記筐体の一部であり、
前記高周波アンテナは前記筐体の他の一部であることを特徴とするアンテナ装置。 Flat coil antenna,
A high frequency antenna provided in the vicinity of the planar coil antenna;
A metal cover layer disposed on one main surface side of the planar coil antenna, overlapping in plan view with a part of the planar coil antenna, and not overlapping the high frequency antenna in plan view;
And a magnetic sheet disposed on the other main surface side of the planar coil antenna, overlapping with the part of the planar coil antenna in plan view, and not overlapping the high frequency antenna in plan view ,
The planar coil antenna and the magnetic sheet are housed in a housing of a portable wireless device, and the metal cover layer is a part of the housing,
The antenna device, wherein the high frequency antenna is another part of the housing .
前記平面コイルアンテナの近傍に設けられた高周波アンテナと、
前記平面コイルアンテナの一方の主面側に配置され、前記平面コイルアンテナの一部と平面視で重なり、前記高周波アンテナと平面視で重ならない金属カバー層と、
前記平面コイルアンテナの他方の主面側に配置され、前記平面コイルアンテナの前記一部と平面視で重なり、前記高周波アンテナと平面視で重ならない磁性シートとを備え、
前記高周波アンテナは、前記平面コイルアンテナの他の一部と平面視で重なることを特徴とするアンテナ装置。 Flat coil antenna,
A high frequency antenna provided in the vicinity of the planar coil antenna;
A metal cover layer disposed on one main surface side of the planar coil antenna, overlapping in plan view with a part of the planar coil antenna, and not overlapping the high frequency antenna in plan view;
And a magnetic sheet disposed on the other main surface side of the planar coil antenna, overlapping with the part of the planar coil antenna in plan view, and not overlapping the high frequency antenna in plan view ,
An antenna device characterized in that the high frequency antenna overlaps with another part of the planar coil antenna in plan view .
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