JP6689592B2 - 電子機器及びアンテナ - Google Patents
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Description
本開示は、電子機器及びアンテナに関する。
スマートフォンのような電子機器を覆うケースにはプラスチックやガラスが用いられることが多かったが、近年では金属が用いられる製品が増加している。電子機器を覆うケースに金属が用いられることで品質が高いイメージを需用者に与えることが可能となる。
また、電子機器にアンテナコイルを内蔵し、そのアンテナコイルを用いた電磁誘導による非接触通信（以下、単に非接触通信とも称する）を行える電子機器も広く普及しており、関連する技術も多く提案されている（例えば特許文献１参照）。
電子機器を覆うケースに金属が用いられると、特に、アンテナコイルを用いた電磁誘導による非接触通信（以下、単に非接触通信とも称する）に影響が生じる。非接触通信を行うアンテナコイルを電子機器に内蔵した場合、金属で形成されたケースの面をリーダライタに当てると、金属の表面に生じる渦電流は非接触通信に影響を与える。そこで、電子機器を覆うケースに金属が用いられる場合、ユーザは金属で形成されていない面、例えばディスプレイ面をリーダライタに当てて非接触通信を行うことになる。
ユーザに、電子機器のディスプレイ面をリーダライタに当てさせて非接触通信を行わせようとする場合、ユーザフレンドリーのために、また通信事業者からの要求により、リーダライタに当てる場所を示す目印が必要になる。また電子機器のディスプレイ面をリーダライタに当てさせて非接触通信を行わせようとする場合、リーダライタでの読み取りエラーを少なくするために、非接触通信が可能な範囲を広げることが望ましい。ただ、ディスプレイの表示領域には目印を付けることが出来ないため、ディスプレイ面の周縁部に目印を付けると共に、その目印の下にアンテナコイルが位置するよう電子機器を構成しなければならない。
しかし、ディスプレイ面の周縁部に目印を付けると共に、その目印の下にアンテナコイルを位置させると、同じくディスプレイ面の周縁部に設けられる、基地局等との無線通信を行うアンテナ（例えばセルラー方式による無線通信を行うセルラーアンテナ）と干渉してしまう。
そこで本開示では、無線通信用のアンテナとアンテナコイルとを効果的に共存させることが可能な、新規かつ改良された電子機器及びアンテナを提案する。
本開示によれば、無線通信用の第１アンテナと、少なくとも一部がディスプレイの表示領域の背面に位置し、前記第１アンテナと共に使用されてループを形成する近接通信用の第２アンテナと、前記第１アンテナまたは前記第２アンテナに設けられ、前記近接通信で使用される周波数帯の信号を前記第１アンテナに通過させ前記無線通信で使用される周波数帯の信号の前記第２アンテナへの流入を遮断する第１フィルタと、を備える、電子機器が提供される。
また本開示によれば、無線通信用の第１アンテナと、少なくとも一部がディスプレイの表示領域の背面に位置し、前記第１アンテナと共に使用されてループを形成する近接通信用の第２アンテナと、を備える、アンテナが提供される。
以上説明したように本開示によれば、無線通信用のアンテナとアンテナコイルとを効果的に共存させることが可能な、新規かつ改良された電子機器及びアンテナを提供することが出来る。
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．本開示の実施の形態
１．１．概要
１．２．構成例
１．３．変形例
２．まとめ
１．本開示の実施の形態
１．１．概要
１．２．構成例
１．３．変形例
２．まとめ
＜１．本開示の実施の形態＞
［１．１．概要］
まず、本開示の実施の形態の概要について説明する。
［１．１．概要］
まず、本開示の実施の形態の概要について説明する。
上述したように、スマートフォンのような電子機器を覆うケースにはプラスチックやガラスが用いられることが多かったが、近年では金属が用いられる製品が増加している。電子機器を覆うケースに金属が用いられることで品質が高いイメージを需用者に与えることが可能となる。
一方で、電子機器を覆うケースに金属が用いられると、特にアンテナコイルを用いた電磁誘導による非接触通信に影響が生じる。非接触通信を行うアンテナコイルを電子機器に内蔵した場合、金属で形成されたケースの面をリーダライタに当てると、金属の表面に生じる渦電流は非接触通信に影響を与える。そこで、電子機器を覆うケースに金属が用いられる場合、ユーザは金属で形成されていない面、例えばディスプレイ面をリーダライタに当てて非接触通信を行うことになる。
ユーザに、電子機器のディスプレイ面をリーダライタに当てさせて非接触通信を行わせようとする場合、リーダライタに当てる場所を示す目印が必要になる。しかし、ディスプレイの表示領域には目印を付けることが出来ない。
図１は、電子機器１０の構成例を示す説明図である。図１に示した電子機器１０は、本開示の実施の形態の概要について説明するためのものである。
図１に示した電子機器１０は、例えばスマートフォンであって、電子機器１０の下部に設けられるセルラー方式による無線通信（以下「セルラー通信」とも称する）用のメインアンテナ１１、電子機器１０の上部に設けられる、セルラー通信用のサブアンテナ１２、ディスプレイの表示領域１５の下に設けられるアンテナコイル１３を有する。
メインアンテナ１１、サブアンテナ１２、及びアンテナコイル１３は電子機器１０の内部に設けられているが、図１では説明の便宜上、メインアンテナ１１及びサブアンテナ１２は電子機器１０の表面に設けられているように図示している。また図１に示した電子機器１０は、背面が金属、例えばアルミニウムのカバーで覆われている。
なお、サブアンテナ１２はセルラー通信の用途に限られない。サブアンテナ１２は、他にも無線ＬＡＮやＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＧＬＯＮＡＳＳ，ＧＡＬＩＬＥＯ等のＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）用に用いられても良い。
図１に示した電子機器１０を使ってユーザに非接触通信を行わせるためには、金属で覆われた背面では無く、ディスプレイ面をリーダライタに向けさせる。電子機器１０をリーダライタに当てる際にはアンテナコイル１３のおおよその場所を示す目印があれば、ユーザは電子機器１０のどの場所をリーダライタに当てれば良いかが分かる。しかし、電子機器１０をリーダライタに当てる際の目印１４は、図１のようにディスプレイの表示領域１５の中には付けられない。
従って、ディスプレイ面の周縁部に目印１４を付けると共に、その目印１４の下にアンテナコイル１３が位置するよう電子機器１０を構成することが望ましい。
図２は、電子機器１０の構成例を示す説明図である。図２に示したのは、図１の状態からアンテナコイル１３を上方に移動させた電子機器１０の構成例である。このようにアンテナコイル１３の一部がディスプレイの表示領域１５の外側に位置することで、目印１４を、図２のようにディスプレイの表示領域１５の外に付けることが出来る。
しかし、図２に示したようにアンテナコイル１３を位置させると、今度はアンテナコイル１３がサブアンテナ１２に近づくことになる。サブアンテナ１２とアンテナコイル１３とが接近すると、お互いのパフォーマンスが低下する。
そこで、本件開示者は、上述した点に鑑みて、リーダライタとの間の近接非接触通信を行うアンテナと、基地局等との無線通信を行うアンテナとを効果的に共存させることが可能な技術について鋭意検討を行った。その結果、本件開示者は、以下で示すような、リーダライタとの間の近接非接触通信を行うアンテナと、基地局等との無線通信を行うアンテナとを効果的に共存させることが可能な技術を考案するに至った。
図３は、本開示の実施の形態の概要を示す説明図である。図３に示したのは、リーダライタとの間の近接非接触通信を行うアンテナと、基地局等との無線通信を行うアンテナとを共存させた電子機器１００の構成例である。
図３に示した電子機器１００は、例えばスマートフォンであって、電子機器１００の下部に設けられるセルラー通信用のメインアンテナ１０１、電子機器１００の上部に設けられる、セルラー通信用のサブアンテナ１０２、ディスプレイの表示領域１１０の下に設けられる近接非接触通信アンテナ１０３を有する。メインアンテナ１０１、サブアンテナ１０２、及び近接非接触通信アンテナ１０３は電子機器１００の内部に設けられている。また図３に示した電子機器１００は、背面が金属、例えばアルミニウムのカバーで覆われている。
本開示の実施の形態に係る電子機器１００は、サブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３でループアンテナを構成していることを特徴とする。電子機器１００のユーザは、ディスプレイ面をリーダライタに当てて電子機器１００とリーダライタとの間の非接触通信を行う際に、ディスプレイの表示領域１１０の外側に記された目印１０４をリーダライタに当てればよい。
また、図３に示したように、サブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３でループアンテナを構成することで、電子機器１００は、図１等に示した電子機器１０と比べて近接非接触通信の動作範囲が拡大する。なお、サブアンテナ１０２は、他にも無線ＬＡＮやＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ，ＧＡＬＩＬＥＯ等のＧＮＳＳ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）用に用いられても良い。
図４は、図１等に示した電子機器１０による近接非接触通信の動作範囲を示す説明図である。図４に示したように、ディスプレイの表示領域１５の下にアンテナコイル１３を設けると、電子機器１０による近接非接触通信の動作範囲はディスプレイ面の上方（図４における「Ｆｒｏｎｔ」の方向）のみとなる。
図５は、図３に示した電子機器１００による近接非接触通信の動作範囲を示す説明図である。図３に示したように、サブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３でループアンテナを構成することで、電子機器１００は、図１等に示した電子機器１０と比べて、ディスプレイ面の上方（図５における「Ｆｒｏｎｔ」の方向）だけでなく、電子機器１００の前方（図５における「Ｔｏｐ」の方向）と、背面方向（図５における「Ｂａｃｋ」の方向）に近接非接触通信の動作範囲を拡大させることが出来る。電子機器１００は、このように近接非接触通信の動作範囲を拡大させることが出来るため、リーダライタでの読み取りエラーの発生を少なくすることが可能になる。
以上、本開示の実施の形態の概要について説明した。続いて、本開示の実施の形態について寄り詳細に説明する。
［１．２．構成例］
図６は、本開示の実施の形態に係る電子機器１００の構成例を示す説明図である。図６に示した電子機器１００は、上述したサブアンテナ１０２、近接非接触通信アンテナ１０３に加え、フィルタまたはマッチングコンポーネント（以下の説明では単に「フィルタ」と称する）１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０を有する。
図６は、本開示の実施の形態に係る電子機器１００の構成例を示す説明図である。図６に示した電子機器１００は、上述したサブアンテナ１０２、近接非接触通信アンテナ１０３に加え、フィルタまたはマッチングコンポーネント（以下の説明では単に「フィルタ」と称する）１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０を有する。
サブアンテナ１０２は、電子機器１００の上部の周縁部に設けられ、例えばＬＤＳ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ）アンテナやフレックスフィルム、金属プレス加工等で造られる。近接非接触通信アンテナ１０３は、図３に示したように例えばディスプレイの表示領域１１０の下に設けられ、例えばＬＤＳフィルムやフレックスフィルム等で造られる。
フィルタ１１５、１２０は、例えばローパスフィルタであり、近接非接触通信の信号を通過させ、セルラー通信の信号を遮断する。サブアンテナ１０２と近接非接触通信アンテナ１０３とが、フィルタ１１５、１２０を介して接続されていることで、近接非接触通信用の１巻きのループアンテナが形成される。
なお図６には、２つのフィード（給電点）１１３ａ、１１３ｂがＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）上に形成されている。フィード１１３ａはサブアンテナ１０２に接続されており、フィード１１３ｂは近接非接触通信アンテナ１０３に接続されている。
フィルタ１１６、１１８、１１９は、それぞれサブアンテナ１０２と接地点との間に設けられる。フィルタ１１７は、フィード１１４との間に設けられる。フィルタ１１６、１１７、１１８、１１９は整合回路などのマッチングコンポーネントを有していても良い。従って、フィルタ１１６、１１８、１１９は本開示の通信特性調整部の一例として機能しうる。また、フィルタ１１６、１１７、１１８、１１９の位置に、フィルタでは無く整合回路などのマッチングコンポーネントだけが設けられていても良い。
フィルタ１１６、１１７、１１８、１１９は、セルラー通信用のサブアンテナ１０２のチューニングのために設けられる。従って、これらのフィルタ１１６、１１７、１１８、１１９は、いずれも近接非接触通信の信号を遮断する。また、フィルタ１１６、１１７、１１８、１１９は、図６には図示しないＧＰＳアンテナや無線ＬＡＮアンテナのチューニングのために用いられても良い。
本開示の実施の形態に係る電子機器１００は、図６に示した構成を有することで、リーダライタとの間の近接非接触通信を行うアンテナと、基地局等との無線通信を行うアンテナとを効果的に共存させることが出来る。
図６に示した電子機器１００は、サブアンテナ１０２と近接非接触通信アンテナ１０３とでアンテナコイルを形成していたが、本開示は係る例に限定されるものではなく、メインアンテナ１０１と近接非接触通信アンテナ１０３とでアンテナコイルを形成してもよい。
本開示の実施の形態に係る電子機器１００は、さらに、近接非接触充電のためのアンテナコイルを備えても良い。
図７は、本開示の実施の形態に係る電子機器１００の別の構成例を示す説明図である。図７に示したのは、図６に示した電子機器１００に、さらに近接非接触充電のためのアンテナコイル１８１が設けられた、電子機器１００の構成例である。このように電子機器１００には近接非接触充電のためのアンテナコイル１８１が設けられていてもよい。なおアンテナコイル１８１の巻き数は、図７では３巻きとなっているが、係る例に限定されるものでは無い。またアンテナコイル１８１には近接非接触充電用のフィードが接続されている。
図８は、本開示の実施の形態に係る電子機器１００の別の構成例を示す説明図である。図８に示したのは、近接非接触充電アンテナ１８２をメインアンテナ１０１と共用することで近接非接触充電のためのループアンテナとした場合の、電子機器１００の構成例である。図８には、図６に示した構成に加えて、フィルタ１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０を有する。
フィルタ１２５、１３０は、例えばローパスフィルタであり、近接非接触充電の信号を通過させ、セルラー通信の信号を遮断する。メインアンテナ１０１と近接非接触充電アンテナ１８２とが、フィルタ１２５、１３０を介して接続されていることで、近接非接触充電用の１巻きのループアンテナが形成される。なお図８には、２つのフィード１２３ａ、１２３ｂがＰＣＢ上に形成されている状態が示されている。フィード１２３ａはメインアンテナ１０１に接続されており、フィード１２３ｂは近接非接触充電アンテナ１８２に接続されている。
フィルタ１２６、１２８、１２９は、それぞれメインアンテナ１０１と接地点との間に設けられる。フィルタ１２７は、フィード１２４との間に設けられる。フィルタ１２６、１２７、１２８、１２９は整合回路などのマッチングコンポーネントを有していても良い。また、フィルタ１２６、１２７、１２８、１２９の位置に、フィルタでは無く整合回路などのマッチングコンポーネントだけが設けられていても良い。
フィルタ１２６、１２７、１２８、１２９は、セルラー通信用のメインアンテナ１０１のチューニングのために設けられる。従って、これらのフィルタ１２６、１２７、１２８、１２９は、いずれも近接非接触充電の信号を遮断する。
図６に示した電子機器１００では、近接非接触通信アンテナ１０３そのものは一巻き以上のループはしていないが、本開示は係る例に限定されるものではない。近接非接触通信の性能を調整するため、サブアンテナ１０２と一体となって近接非接触通信を行うための非接触通信アンテナは様々な形態を取りうる。
図９は、本開示の実施の形態に係る電子機器１００の別の構成例を示す説明図である。図９に示したのは、図６に示した近接非接触通信アンテナ１０３に変えて、それ自体が１巻きされた近接非接触通信アンテナ１０３’を有する電子機器１００の構成例である。
図１０は、本開示の実施の形態に係る電子機器１００の別の構成例を示す説明図である。図１０に示したのは、図６に示した近接非接触通信アンテナ１０３に変えて、それ自体が局所的に１巻きされた近接非接触通信アンテナ１０３’’を有する電子機器１００の構成例である。
このように、サブアンテナ１０２と一体となって近接非接触通信を行うための近接非接触通信アンテナは様々な形態を取りうる。もちろんサブアンテナ１０２と一体となって近接非接触通信を行うための非接触通信アンテナの形態は、上述の図面で示したものに限定されないことは言うまでもない。
図６に示した近接非接触通信アンテナ１０３は、近接非接触充電の際にも用いられてもよい。
図１１は、本開示の実施の形態に係る電子機器１００の別の構成例を示す説明図である。図１１に示したのは、近接非接触通信アンテナ１０３を近接非接触充電にも用いた場合の、電子機器１００の構成例である。
図１１に示した電子機器１００は、図６に示した電子機器１００に、近接非接触通信アンテナ１０３を近接非接触通信と近接非接触充電とで共用するためのデュプレクサ１１２ａ、１１２ｂと、近接非接触充電用のフィード１１４ａ、１１４ｂと、が追加された構成を有する。また図１２Ａは、デュプレクサ１１２ａ、１１２ｂが２つのフィード１１３、１１４に接続されている様子を模式的に示す説明図である。なお、図１１、１２Ａでは、デュプレクサ１１２ａ、１１２ｂが２つのフィード１１３、１１４に接続されている様子を図示しているが、２つのフィード１１３、１１４に接続されるのはデュプレクサ、フィルタ、またはスイッチであってもよい。
デュプレクサ１１２ａ、１１２ｂは、近接非接触通信アンテナ１０３を近接非接触通信と近接非接触充電とで共用するために設けられる。デュプレクサ１１２ａ、１１２ｂによって、近接非接触通信の信号が近接非接触充電の系統に、近接非接触充電の信号が近接非接触通信に、それぞれ流入することを防ぐことができる。
電子機器１００は、図１１、１２Ａに示したようにデュプレクサ１１２ａ、１１２ｂを設けることで、近接非接触通信アンテナ１０３を近接非接触通信と近接非接触充電とで共用することが可能となる。
なお、デュプレクサ１１２ａ、１１２ｂに接続されるのは２つのフィード１１３、１１４に限定されない。図１２Ｂは、デュプレクサ１１２ａ、１１２ｂが２つのフィード１１３、１１４及びＦＭ部１７１に接続されている様子を示す説明図である。ＦＭ部１７１は、例えば、電子機器１００に保存されている楽曲を周波数変調して受信機（図示せず）に向けて出力したり、ラジオ放送の基地局からＦＭ放送される電波を受信したりする機能を有する。
ここで、電子機器１００の分解斜視図の一例を示す。図１３は、上記実施の形態に係る電子機器１００の分解斜視図の一例を示す説明図であり、一般的なスマートフォンの分解斜視図である。
電子機器１００は、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）１３１、例えばプラスチックで形成されるフレーム１３２、液晶ディスプレイの背面プレート１３３、ＰＣＢ１３４、バッテリ１３５及び金属の、例えばアルミニウムの背面カバー１３６を有する。金属の背面カバー１３６は任意の厚さや形状に形成可能であるが、例えば０．５ｍｍ以下の厚さを有しうる。
ＰＣＢ１３４には、電子機器１００の背面方向（金属の背面カバー１３６が設けられている方向）を撮像するためのリアカメラ１４１、通話時に相手の声を聴くためのイヤースピーカ１４２、電子機器１００の正面方向（ＬＣＤ１３１が設けられている方向）を撮像するためのフロントカメラ１４３、ヘッドホン等のプラグを差し込むためのオーディオジャック１４４、バイブレータ１４５、スピーカ１４６、ＵＳＢなどの外部入力端子１４７、及びマイク１４８が設けられる。これらのデバイスの位置は、もちろん図１３に説明したものに限定されるものでは無い。
上述した近接非接触通信アンテナ１０３は、例えばＬＣＤ１３１と背面プレート１３３との間に設けられうる。なお、電子機器１００に背面プレート１３３が設けられない場合もあり得るので、上述した近接非接触通信アンテナ１０３は、背面プレート１３３が設けられない場合は、ＬＣＤ１３１とＰＣＢ１３４との間に設けられうる。
また、上述したメインアンテナ１０１、サブアンテナ１０２は、その少なくとも一部がフレーム１３２の内側の面に沿って設けられてもよい。
続いて、上記実施の形態に係る電子機器１００の斜視図を示して電子機器１００の構成例を説明する。
図１４Ａは、上記実施の形態に係る電子機器１００を正面側から見た斜視図で示す説明図である。また図１４Ｂは、上記実施の形態に係る電子機器１００を背面側から見た斜視図で示す説明図である。
図１４Ａには、図６で示した電子機器１００の構成例のうち、サブアンテナ１０２、近接非接触通信アンテナ１０３、フィード１１３ａ、１１３ｂ、１１４、フィルタ１１５、１１７、１１８、１２０を図示している。また図１４Ｂには、図１３で示した金属の背面カバー１３６が示されている。
なお、電子機器１００の外観は図１４Ａ、図１４Ｂに示したものに限定されるものでは無い。例えば、電子機器１００は、背面だけで無く、側面も金属のカバーで覆われていてもよい。また例えば、電子機器１００は、金属のカバーで覆われているのは側面だけであってもよい。この場合、電子機器１００の背面はプラスチックやガラスなどの素材で覆われていてもよい。
図１５は、上記実施の形態に係る電子機器１００の別の構成例を正面側から見た斜視図で示す説明図である。
図１５には、図６で示した電子機器１００の構成例のうち、サブアンテナ１０２、近接非接触通信アンテナ１０３、フィード１１３ａ、１１３ｂ、１１４、フィルタ１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０を図示している。
図１６は、上記実施の形態に係る電子機器１００の別の構成例を正面側から見た斜視図で示す説明図である。
図１６には、図６で示した電子機器１００の構成例のうち、サブアンテナ１０２、近接非接触通信アンテナ１０３、フィード１１３ａ、１１３ｂ、１１４、フィルタ１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０を図示している。
なお、図１６に示した近接非接触通信アンテナ１０３は、一部が電子機器１００の側面、例えば図１３に示したフレーム１３２の内側に形成されている。このように近接非接触通信アンテナ１０３は、全てがＬＣＤ１３１の背面に形成されている必要は無く、一部がＬＣＤ１３１からはみ出て形成されていても良い。
図１７は、上記実施の形態に係る電子機器１００のより詳細な構成例を示す説明図である。
図１７には、サブアンテナ１０２に、ブランチ１５１ａ、１５１ｂが設けられている様子が示されている。サブアンテナ１０２に追加されたブランチ１５１ａ、１５１ｂは、近接非接触通信時における共振周波数の調整を容易にするために追加されたものであり、必ずしもブランチ１５１ａ、１５１ｂが必要では無い。また図１７には、無線ＬＡＮ用のアンテナ１５２、及びＧＰＳ用のアンテナ１５３が電子機器１００に設けられている様子が示されている。なお、図１７に示したサブアンテナ１０２はセルラー通信用のメインアンテナとして動作しうる。
続いて、上記実施の形態に係る電子機器１００の通信特性について説明する。
図１８は、電子機器１００のサブアンテナ１０２の反射係数をグラフで示す説明図である。図１８に示したグラフの横軸は周波数（ＭＨｚ）を示しており、図１８のグラフではおよそ７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚの範囲を示している。また図１８に示したグラフの縦軸は反射係数を０ｄＢ〜−２０ｄＢの範囲で示している。図１８に示したグラフでは、８８０ＭＨｚ付近と、１９６０ＭＨｚ付近とで、反射係数が落ち込んでいるのが分かる。
図１９は、サブアンテナ１０２のアンテナ効率をグラフで示す説明図である。図１９に示したグラフの横軸は周波数（ＭＨｚ）を示しており、図１９のグラフではおよそ７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚの範囲を示している。また図１９に示したグラフの縦軸はアンテナ効率を０ｄＢ〜−２０ｄＢの範囲で示している。また図１９のグラフの実線は、ミスマッチロスが無い、理想的な放射効率の例を示し、破線はサブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３を組み合わせた場合の実際の放射効率の例を示している。
図１８で示した反射係数のグラフでは８８０ＭＨｚ付近と、１９６０ＭＨｚ付近とで反射係数が落ち込んでいるため、図１９でしたアンテナ効率のグラフでは、この８８０ＭＨｚ付近と、１９６０ＭＨｚ付近とで、実線と破線とが近づいている。
従って、上記実施の形態に係る電子機器１００は、サブアンテナ１０２に近接非接触通信アンテナ１０３を組み合わせて近接非接触通信とセルラー通信を両立させることが可能である。
図２０〜図２７は、上記実施の形態に係る電子機器１００の近接非接触通信の特性の一例をグラフで示す説明図である。
図２０、２１、２２は、それぞれ、Ｌｉｓｔｅｎｅｒ−１、Ｌｉｓｔｅｎｅｒ−３、Ｌｉｓｔｅｎｅｒ−６のリーダライタに対する、電子機器１００のＸ軸方向の電圧伝送特性の一例を示す説明図である。
図２０、２１、２２に示した各グラフの横軸はサブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３によるループアンテナの中心を原点として、リーダライタと、サブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３によるループアンテナの中心との、Ｘ軸方向の距離を単位ミリメートルで示している。また図２０、２１、２２に示した各グラフの縦軸は電子機器１００からそれぞれＬｉｓｔｅｎｅｒ−１、Ｌｉｓｔｅｎｅｒ−３、Ｌｉｓｔｅｎｅｒ−６のリーダライタに伝送される電圧の値を単位Ｖで示している。
なお、サブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３によるループアンテナの中心の位置は、例えば電子機器１００の中心から、所定の距離だけサブアンテナ１０２が設けられる辺の方向に移動した位置であり得る。
図２０、２１、２２に示したグラフの、実線は、電子機器１００とリーダライタとのＺ軸方向の距離が０ｍｍの場合の電圧伝送特性であり、破線は、電子機器１００とリーダライタとのＺ軸方向の距離が５ｍｍの場合の電圧伝送特性である。
このように、サブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３で形成されるループアンテナによる電圧伝送特性は、０ｍｍ付近で高くなっている。従ってサブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３で形成されるループアンテナによる電圧伝送特性は、近接非接触通信はＸ軸方向について要求を満たしたものとなる。
図２３、２４、２５は、それぞれ、Ｌｉｓｔｅｎｅｒ−１、Ｌｉｓｔｅｎｅｒ−３、Ｌｉｓｔｅｎｅｒ−６にリーダライタに対する、電子機器１００のＹ軸方向の電圧伝送特性の一例を示す説明図である。
図２３、２４、２５に示した各グラフの横軸はサブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３によるループアンテナの中心を原点として、リーダライタと、サブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３によるループアンテナの中心との、Ｙ軸方向の距離を単位ミリメートルで示している。また、図２３、２４、２５に示した各グラフの縦軸は電子機器１００からそれぞれＬｉｓｔｅｎｅｒ−１、Ｌｉｓｔｅｎｅｒ−３、Ｌｉｓｔｅｎｅｒ−６に伝送される電圧の値を単位Ｖで示している。
図２３、２４、２５に示したグラフの、実線は、電子機器１００とリーダライタとのＺ軸方向の距離が０ｍｍの場合の電圧伝送特性であり、破線は、電子機器１００とリーダライタとのＺ軸方向の距離が５ｍｍの場合の電圧伝送特性である。
このように、サブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３で形成されるループアンテナによる電圧伝送特性は、０ｍｍ付近で高くなっている。従ってサブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３で形成されるループアンテナによる電圧伝送特性は、近接非接触通信はＹ軸方向について要求を満たしたものとなる。
図２６は、Ｌｉｓｔｅｎｅｒ−１、Ｌｉｓｔｅｎｅｒ−３、Ｌｉｓｔｅｎｅｒ−６の場合の、電子機器１００のＺ軸方向の電圧伝送特性の一例を示す説明図である。
図２６に示したグラフの横軸はサブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３によるループアンテナの中心を原点として、リーダライタと、サブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３によるループアンテナの中心との、Ｚ軸方向の距離を単位ミリメートルで示している。また、図２６に示したグラフの縦軸は電子機器１００からＬｉｓｔｅｎｅｒ−１に伝送される電圧の値を単位Ｖで示している。
図２７は、電子機器１００の、サブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３によるループアンテナの特性の一例を棒グラフで示す説明図である。横軸は、横軸はリーダライタの中心からと、サブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３によるループアンテナの中心との、Ｚ軸方向の通信距離を単位ミリメートルで示し、縦軸は負荷変調レベルを単位ｍＶで示している。
このように、サブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３で形成されるループアンテナによる電圧伝送特性は、０ｍｍ付近で高くなっている。従ってサブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３で形成されるループアンテナによる電圧伝送特性は、近接非接触通信はＺ軸方向についても要求を満たしたものとなる。
このように、上記実施の形態に係る電子機器１００は、サブアンテナ１０２及び近接非接触通信アンテナ１０３によってループアンテナを構成しても、要求を満たした近接非接触通信を可能とする。
続いて、上記実施の形態に係る電子機器１００の変形例を説明する。
上記実施の形態に係る電子機器１００は、背面に金属の背面カバー１３６を有しているが、この金属の背面カバー１３６にスリットを入れることで、電子機器１００の背面側をリーダライタに近づけた際の近接非接触通信の特性を向上させることが可能となる。
図２８及び図２９は、上記実施の形態に係る電子機器１００の背面カバー１３６の構成例を示す説明図である。図２８及び図２９に示したのは、背面カバー１３６にスリットを入れた例である。
図２８は、背面カバー１３６の中央の上部に設けられたカメラホール１６０と背面カバー１３６の上端、すなわちサブアンテナ１０２が設けられている位置に対応する辺との間にスリット１６１が設けられた場合を示している。また図２９は、背面カバー１３６の左端の上部に設けられたカメラホール１６０と背面カバー１３６の上端、すなわちサブアンテナ１０２が設けられている位置に対応する辺との間にスリット１６１が設けられた場合を示している。
このように、金属の背面カバー１３６の、サブアンテナ１０２が設けられている位置に対応する辺にスリット１６１を入れることで、背面側をリーダライタに近づけた際の近接非接触通信の特性を向上させることが可能となることを以下で示す。
図３０は、図２９のように背面カバー１３６の左端の上部にカメラホール１６０を設けたが、スリット１６１は設けていない場合における、カメラホール１６０の周囲の磁界強度の一例を示す説明図である。また図３１は、図２９のように背面カバー１３６の左端の上部にカメラホール１６０を設けるとともにスリット１６１も設けた場合における、カメラホール１６０の周囲の磁界強度の一例を示す説明図である。
図３０及び図３１は、いずれも上段にグラフを、下段に背面カバー１３６の構造を示している。また図３０及び図３１の上段のグラフにおける横軸は、各図の下段に示した背面カバー１３６の位置と対応しており、縦軸は磁界の強さを単位Ａ／ｍで示している。
図３２は、図３０及び図３１に示したグラフ部分を重ね合わせたものを示す説明図である。図３２に示したように、スリット１６１が設けられた場合では、スリット１６１が設けられていない場合に比べ全体的に磁界が強く現れることがわかる。磁界が強く現れるということは、電子機器１００からリーダライタへの近接非接触通信時の通信特性を向上させることが可能になるということである。
従って、図２８及び図２９で示したように、金属の背面カバー１３６にスリット１６１を入れることで、電子機器１００の背面側をリーダライタに近付けて近接非接触通信を行う際の通信特性が向上する効果をもたらす。
＜２．まとめ＞
以上説明したように本開示の実施の形態によれば、セルラー通信を行うサブアンテナ１０２と、そのサブアンテナ１０２と一体となってループアンテナを構成する近接非接触通信アンテナ１０３と、を備える電子機器１００が提供される。そして、サブアンテナ１０２には、近接非接触通信の信号を遮断するフィルタが接続される。
以上説明したように本開示の実施の形態によれば、セルラー通信を行うサブアンテナ１０２と、そのサブアンテナ１０２と一体となってループアンテナを構成する近接非接触通信アンテナ１０３と、を備える電子機器１００が提供される。そして、サブアンテナ１０２には、近接非接触通信の信号を遮断するフィルタが接続される。
上記実施の形態に係る電子機器１００は、係る構成を有することで、リーダライタとの間の近接非接触通信を行うアンテナと、基地局等との無線通信を行うアンテナとを効果的に共存させることが可能となる。
また実施の形態に係る電子機器１００は、係る構成を有することで、ユーザがディスプレイ面をリーダライタにかざして近接非接触通信を行おうとする際の目印を、ディスプレイの表示領域以外の領域に付けることが出来る。
上記実施の形態における技術は、本件開示者が既に米国で出願した出願番号ＵＳ１４／７３８，６８９で開示した技術と関連する。当該出願で開示した技術は、フィルタを通してループを形成する点で上記実施の形態における技術と同様である。一方、上記実施の形態における技術は、当該出願で開示した技術とループを形成する構成要素が異なっている。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上記実施形態では、電子機器１００の背面に金属の背面カバー１３６を有する場合について説明したが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、背面のカバーがプラスチックやガラスであるような電子機器についても、上述した、サブアンテナ１０２と近接非接触通信アンテナ１０３とを共用するための構成が用いられてもよい。また例えば、全体的に表面がプラスチックまたはガラスで覆われているような電子機器についても、上述した、サブアンテナ１０２と近接非接触通信アンテナ１０３とを共用するための構成が用いられてもよい。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
無線通信用の第１アンテナと、
少なくとも一部がディスプレイの表示領域の背面に位置し、前記第１アンテナと共に使用されてループを形成する近接通信用の第２アンテナと、
前記第１アンテナまたは前記第２アンテナに設けられ、前記近接通信で使用される周波数帯の信号を前記第１アンテナに通過させ前記無線通信で使用される周波数帯の信号の前記第２アンテナへの流入を遮断する第１フィルタと、
を備える、電子機器。
（２）
前記第１アンテナと接続され、前記無線通信の特性を調整する少なくとも１つの通信特性調整部をさらに備える、前記（１）に記載の電子機器。
（３）
前記通信特性調整部は、前記無線通信で使用される周波数帯の信号を通過させる第２フィルタを備える、前記（２）に記載の電子機器。
（４）
前記通信特性調整部は、整合回路を備える、前記（２）に記載の電子機器。
（５）
前記近接通信は近接非接触通信または近接非接触充電である、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の電子機器。
（６）
前記第２アンテナに、前記近接非接触通信または前記近接非接触充電のための第１アンテナフィードが接続される、前記（５）に記載の電子機器。
（７）
前記第２アンテナを、近接非接触通信と近接非接触充電とで共用する、前記（５）に記載の電子機器。
（８）
前記第２アンテナに、前記近接非接触通信のための第１アンテナフィード及び前記近接非接触充電のための第２アンテナフィードが接続される、前記（７）に記載の電子機器。
（９）
前記第２アンテナは少なくとも局所的に旋回されている、前記（１）〜（８）のいずれかに記載の電子機器。
（１０）
前記第２アンテナは全体的に旋回されている、前記（９）に記載の電子機器。
（１１）
前記無線通信はセルラー方式による無線通信である、前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の電子機器。
（１２）
前記無線通信は衛星測位システムにおける無線通信である、前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の電子機器。
（１３）
前記無線通信は無線ＬＡＮによる無線通信である、前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の電子機器。
（１４）
少なくとも背面が金属板で覆われている、前記（１）〜（１３）のいずれかに記載の電子機器。
（１５）
前記金属板の一部の、前記第１アンテナが設けられている位置に対応する辺にスリットが設けられる、前記（１４）に記載の電子機器。
（１６）
表面がプラスチックまたはガラスで覆われている、前記（１）〜（１３）のいずれかに記載の電子機器。
（１７）
前記第１アンテナは、少なくとも一部が側面のフレームに形成される、前記（１）〜（１６）のいずれかに記載の電子機器。
（１８）
前記第２アンテナは、前記ディスプレイと、前記ディスプレイの支持部材または前記電子機器を動作させる回路基板との間に設けられる、前記（１）〜（１７）のいずれかに記載の電子機器。
（１９）
無線通信用の第１アンテナと、
少なくとも一部がディスプレイの表示領域の背面に位置し、前記第１アンテナと共に使用されてループを形成する近接通信用の第２アンテナと、
を備える、アンテナ。
（１）
無線通信用の第１アンテナと、
少なくとも一部がディスプレイの表示領域の背面に位置し、前記第１アンテナと共に使用されてループを形成する近接通信用の第２アンテナと、
前記第１アンテナまたは前記第２アンテナに設けられ、前記近接通信で使用される周波数帯の信号を前記第１アンテナに通過させ前記無線通信で使用される周波数帯の信号の前記第２アンテナへの流入を遮断する第１フィルタと、
を備える、電子機器。
（２）
前記第１アンテナと接続され、前記無線通信の特性を調整する少なくとも１つの通信特性調整部をさらに備える、前記（１）に記載の電子機器。
（３）
前記通信特性調整部は、前記無線通信で使用される周波数帯の信号を通過させる第２フィルタを備える、前記（２）に記載の電子機器。
（４）
前記通信特性調整部は、整合回路を備える、前記（２）に記載の電子機器。
（５）
前記近接通信は近接非接触通信または近接非接触充電である、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の電子機器。
（６）
前記第２アンテナに、前記近接非接触通信または前記近接非接触充電のための第１アンテナフィードが接続される、前記（５）に記載の電子機器。
（７）
前記第２アンテナを、近接非接触通信と近接非接触充電とで共用する、前記（５）に記載の電子機器。
（８）
前記第２アンテナに、前記近接非接触通信のための第１アンテナフィード及び前記近接非接触充電のための第２アンテナフィードが接続される、前記（７）に記載の電子機器。
（９）
前記第２アンテナは少なくとも局所的に旋回されている、前記（１）〜（８）のいずれかに記載の電子機器。
（１０）
前記第２アンテナは全体的に旋回されている、前記（９）に記載の電子機器。
（１１）
前記無線通信はセルラー方式による無線通信である、前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の電子機器。
（１２）
前記無線通信は衛星測位システムにおける無線通信である、前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の電子機器。
（１３）
前記無線通信は無線ＬＡＮによる無線通信である、前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の電子機器。
（１４）
少なくとも背面が金属板で覆われている、前記（１）〜（１３）のいずれかに記載の電子機器。
（１５）
前記金属板の一部の、前記第１アンテナが設けられている位置に対応する辺にスリットが設けられる、前記（１４）に記載の電子機器。
（１６）
表面がプラスチックまたはガラスで覆われている、前記（１）〜（１３）のいずれかに記載の電子機器。
（１７）
前記第１アンテナは、少なくとも一部が側面のフレームに形成される、前記（１）〜（１６）のいずれかに記載の電子機器。
（１８）
前記第２アンテナは、前記ディスプレイと、前記ディスプレイの支持部材または前記電子機器を動作させる回路基板との間に設けられる、前記（１）〜（１７）のいずれかに記載の電子機器。
（１９）
無線通信用の第１アンテナと、
少なくとも一部がディスプレイの表示領域の背面に位置し、前記第１アンテナと共に使用されてループを形成する近接通信用の第２アンテナと、
を備える、アンテナ。
１０ ：電子機器
１１ ：メインアンテナ
１２ ：サブアンテナ
１３ ：アンテナコイル
１４ ：目印
１５ ：表示領域
１００ ：電子機器
１０１ ：メインアンテナ
１０２ ：サブアンテナ
１０３ ：近接非接触通信アンテナ
１０３’ ：近接非接触通信アンテナ
１０３’’ ：近接非接触通信アンテナ
１０４ ：目印
１１０ ：表示領域
１１２ａ ：デュプレクサ
１１２ｂ ：デュプレクサ
１１３ ：フィード
１１３ａ ：フィード
１１３ｂ ：フィード
１１４ ：フィード
１１４ａ ：フィード
１１４ｂ ：フィード
１１５ ：フィルタ
１１６ ：フィルタ
１１７ ：フィルタ
１１８ ：フィルタ
１１９ ：フィルタ
１２０ ：フィルタ
１２３ａ ：フィード
１２３ｂ ：フィード
１２４ ：アンテナフィード
１２５ ：フィルタ
１２６ ：フィルタ
１２７ ：フィルタ
１２８ ：フィルタ
１２９ ：フィルタ
１３０ ：フィルタ
１３１ ：ＬＣＤ
１３２ ：フレーム
１３３ ：背面プレート
１３４ ：ＰＣＢ
１３５ ：バッテリ
１３６ ：背面カバー
１４１ ：リアカメラ
１４２ ：イヤースピーカ
１４３ ：フロントカメラ
１４４ ：オーディオジャック
１４５ ：バイブレータ
１４６ ：スピーカ
１４７ ：外部入力端子
１４８ ：マイク
１５１ａ ：ブランチ
１５１ｂ ：ブランチ
１５２ ：アンテナ
１５３ ：アンテナ
１６０ ：カメラホール
１６１ ：スリット
１８１ ：アンテナコイル
１８２ ：近接非接触充電アンテナ
１１ ：メインアンテナ
１２ ：サブアンテナ
１３ ：アンテナコイル
１４ ：目印
１５ ：表示領域
１００ ：電子機器
１０１ ：メインアンテナ
１０２ ：サブアンテナ
１０３ ：近接非接触通信アンテナ
１０３’ ：近接非接触通信アンテナ
１０３’’ ：近接非接触通信アンテナ
１０４ ：目印
１１０ ：表示領域
１１２ａ ：デュプレクサ
１１２ｂ ：デュプレクサ
１１３ ：フィード
１１３ａ ：フィード
１１３ｂ ：フィード
１１４ ：フィード
１１４ａ ：フィード
１１４ｂ ：フィード
１１５ ：フィルタ
１１６ ：フィルタ
１１７ ：フィルタ
１１８ ：フィルタ
１１９ ：フィルタ
１２０ ：フィルタ
１２３ａ ：フィード
１２３ｂ ：フィード
１２４ ：アンテナフィード
１２５ ：フィルタ
１２６ ：フィルタ
１２７ ：フィルタ
１２８ ：フィルタ
１２９ ：フィルタ
１３０ ：フィルタ
１３１ ：ＬＣＤ
１３２ ：フレーム
１３３ ：背面プレート
１３４ ：ＰＣＢ
１３５ ：バッテリ
１３６ ：背面カバー
１４１ ：リアカメラ
１４２ ：イヤースピーカ
１４３ ：フロントカメラ
１４４ ：オーディオジャック
１４５ ：バイブレータ
１４６ ：スピーカ
１４７ ：外部入力端子
１４８ ：マイク
１５１ａ ：ブランチ
１５１ｂ ：ブランチ
１５２ ：アンテナ
１５３ ：アンテナ
１６０ ：カメラホール
１６１ ：スリット
１８１ ：アンテナコイル
１８２ ：近接非接触充電アンテナ
Claims (17)
- ディスプレイの一端の周縁部に位置する無線通信用の第１アンテナと、
前記ディスプレイの他端の周縁部に位置し、且つ、少なくとも一部が前記ディスプレイの表示領域の背面に位置し、無線通信用の第２アンテナと共に使用されてループを形成する近接通信用の第３アンテナと、
前記第１アンテナ及び前記第２アンテナまたは前記第２アンテナに設けられ、前記近接通信で使用される周波数帯の信号を前記第１アンテナ及び前記第２アンテナに通過させ前記無線通信で使用される周波数帯の信号の前記第２アンテナへの流入を遮断する第１フィルタと、
を備え、
前記第３アンテナは、前記ディスプレイと、前記ディスプレイの支持部材または電子機器を動作させる回路基板との間に設けられ、
前記第３アンテナの少なくとも一部は、前記ディスプレイ面の周縁部に付された目印の下に位置する、電子機器。 - 前記第１アンテナ及び前記第２アンテナと接続され、前記無線通信の特性を調整する少なくとも１つの通信特性調整部をさらに備える、請求項１に記載の電子機器。
- 前記通信特性調整部は、前記無線通信で使用される周波数帯の信号を通過させる第２フィルタを備える、請求項２に記載の電子機器。
- 前記通信特性調整部は、整合回路を備える、請求項２に記載の電子機器。
- 前記近接通信は近接非接触通信または近接非接触充電である、請求項１に記載の電子機器。
- 前記第３アンテナに、前記近接非接触通信または前記近接非接触充電のための第２アンテナフィードが接続される、請求項５に記載の電子機器。
- 前記第３アンテナを、近接非接触通信と近接非接触充電とで共用する、請求項５に記載の電子機器。
- 前記第３アンテナに、前記近接非接触通信のための第２アンテナフィード及び前記近接非接触充電のための第３アンテナフィードが接続される、請求項７に記載の電子機器。
- 前記第３アンテナは少なくとも局所的に旋回されている、請求項１に記載の電子機器。
- 前記第３アンテナは全体的に旋回されている、請求項９に記載の電子機器。
- 前記無線通信はセルラー方式による無線通信である、請求項１に記載の電子機器。
- 前記無線通信は衛星測位システムにおける無線通信である、請求項１に記載の電子機器。
- 前記無線通信は無線ＬＡＮによる無線通信である、請求項１に記載の電子機器。
- 少なくとも背面が金属板で覆われている、請求項１に記載の電子機器。
- 前記金属板の一部の、前記第２アンテナが設けられている位置に対応する辺にスリットが設けられる、請求項１４に記載の電子機器。
- 表面がプラスチックまたはガラスで覆われている、請求項１に記載の電子機器。
- ディスプレイの一端の周縁部に位置する無線通信用の第１アンテナと、
無線通信用の第２アンテナと、
前記ディスプレイの他端の周縁部に位置し、且つ、少なくとも一部が前記ディスプレイと、前記ディスプレイの支持部材または電子機器を動作させる回路基板との間に設けられ、前記第２アンテナと共に使用されてループを形成する近接通信用の第３アンテナと、
を備え、
前記第３アンテナの少なくとも一部は、前記ディスプレイ面の周縁部に付された目印の下に位置する、アンテナ。
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