WO2010122888A1 - アンテナ装置 - Google Patents
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Definitions
- a conductor layer 2 is formed on the outer surface of the lower housing 1.
- the conductor layer 2 is a metal vapor deposition film such as aluminum.
- the conductor layer 2 is formed with a conductor opening CA, and further, a slit SL is formed to connect the conductor opening CA and the outer edge.
- an antenna coil module 3 is disposed on the inner surface of the lower housing 1 so as to partially overlap the conductor opening CA.
- the camera module is attached to the conductor opening CA. Since the lens of the camera module needs to be exposed to the outside from the opening of the housing, the special arrangement by providing the conductor layer 2 by arranging the conductor opening in accordance with the opening provided in the housing in this way. The design of a simple housing becomes unnecessary.
- the radiation plate 5 is preferably disposed at a position away from the slit portion SL with the opening CA interposed therebetween. Thus, when the radiation plate 5 overlaps a part of the conductor layer 2 in plan view, the conductor layer 2 and the radiation plate 5 are strongly electromagnetically coupled or magnetically coupled.
- the opening direction of the slit portion SL provided in the conductor layer faces upward of the antenna device 106, the upward gain has high directivity characteristics and communication is facilitated.
Abstract
Description
さらに、アンテナ装置と通信相手側のアンテナとが離れた状態で、前記金属層30が通信距離を拡大するために有効に作用するとは限らない。
巻回中心部をコイル開口部とするループ状または渦巻き状のコイル導体と、導体開口部、及び前記導体開口部と外縁との間を連接するスリット部を備えた導体層と、放射板と、を備え、
前記コイル導体と前記導体層とが電磁界を介して結合し、前記導体層と前記放射板とが電磁界または磁界を介して結合している。
第1の実施形態に係るアンテナ装置及びその共振周波数設定方法について図2~図4を参照して説明する。
図2(A)は第1の実施形態に係るアンテナ装置を備える電子機器の背面図である。電子機器の背面は通信相手側であるリーダ・ライタ側アンテナに向ける面である。図2(B)は前記背面側の下部筐体の内側の平面図である。但し、図2(A),図2(B)では主要部の構成のみを表している。
図2(B)に示すように、下部筐体1の内面には前記導体開口部CAに部分的に重なるようにアンテナコイルモジュール3が配置されている。
その上、フレキシブル基板33の、通信相手側のアンテナより遠い側の面に磁性体シート39を積層することによって、アンテナの指向性を通信相手側のアンテナ方向により広げることができる。
アンテナコイルモジュールの大きさ 導体層無し 導体層有り
―――――――――――――――――――――――――――――――――
22.5mm×20mm 0~24mm 0~44mm
22.5mm×19mm 0~23mm 0~43mm
22.5mm×18mm 0~19mm 0~41mm
22.5mm×17mm - 0~39mm
22.5mm×16mm - 0~38mm
―――――――――――――――――――――――――――――――――
例えば、大きさ22.5mm×18mmのアンテナコイルモジュール3を備えたアンテナ装置である場合、導体層が無いと通信可能最大距離は19mmであるのに対し、導体層が有ると通信可能最大距離は41mmにまで拡大される。また、例えば大きさ22.5mm×17mm以下のアンテナコイルモジュール3を備えたアンテナ装置である場合、導体層が無いと、どのような距離でも通信不能である。これに対し、導体層が有ると、例えば大きさ22.5mm×16mmという非常に小型のアンテナコイルモジュール3を備えたアンテナ装置を構成しても、0mmから38mmまでの広範囲にわたって通信可能となる。
図2(B)に示したアンテナコイルモジュール3を導体層2に近接しない状態、すなわち下部筐体1に取り付けない単体状態での(但し、共振用キャパシタを並列接続した状態)での共振周波数を予め利用周波数帯域の中心周波数より低く設定しておく。アンテナコイルモジュール3を図2(B)及び図4(A)に示したように、導体層2の導体開口部CAに近接させると、アンテナコイルモジュール3のインダクタンス値が小さくなるので、アンテナ装置101の共振周波数が上昇する。そのため、アンテナコイルモジュール3を電子機器の筐体内に組み込み、アンテナ装置101を構成した状態で、そのアンテナ装置101の共振周波数が利用周波数帯域の中心周波数とほぼ一致するように、前記アンテナコイルモジュール3単体でのインダクタンス値を定める。
本発明のアンテナ装置101によれば、アンテナ装置101とリーダ・ライタ側アンテナ4の大きさが様々であっても安定した通信が行える。すなわち、リーダ・ライタ側アンテナ4が大きい場合は、導体層2の存在により磁束が大きく周回し、アンテナ装置101からの磁束がリーダ・ライタ側アンテナ101に届くし、リーダ・ライタ側アンテナ4が小さい場合には、導体層2の存在より磁束が届く距離が延びる。
図5は第2の実施形態に係るアンテナ装置102に関する図である。図5(A)は電子機器の下部筐体1の内面側を見た平面図である。また図5(B)は下部筐体1の内面にアンテナコイルモジュール3を取り付けた状態での平面図である。
前記導体層2は電子機器内部の回路のグランドに接続してもよい。そのことにより、前記導体層2を電子機器のシールド用の導体層と兼ねることもできる。
図6(A),図6(B)は何れも第3の実施形態に係るアンテナ装置103の平面図である。図6(A)はコイル導体31に流れる電流、図6(B)は、導体層2に流れる電流Iをそれぞれ示している。このアンテナ装置103はアンテナコイルモジュール3と導体層2を備えている。アンテナコイルモジュール3は、渦巻き状のコイル導体31が形成されたフレキシブル基板と磁性体シートとが積層されて構成されている。基本的には図3に示したものと同様である。但し、この例ではフレキシブル基板からコイル導体の両端を引き出し、コイル導体31から離れた位置に接続部を設けている。
コイル導体31及び導体層2を平面視したとき、コイル開口部CWと導体開口部CAとが同軸で全周にわたってほぼ重なっている。このような構成により、コイル導体31を平面視したときに、コイル導体31の全部を導体層2と重ならせることができる。これによって、コイル導体31から生じる磁束が全て導体層2に鎖交しようとするので、その磁束を遮るように導体層2に、コイル導体31に流れる電流の向きとは反対方向の大きな電流が生じる。導体開口部CAの周囲に流れる大きな電流Iは、スリット部SLの周囲を通り、導体層平面、及び、縁端効果により導体層周囲に沿うように流れる。これにより、導体層2から強い磁界が生じ、通信距離をさらに広げることができる。また、導体開口部CA及びコイル開口部CWを通過し、導体層2を周回する磁束のループがより効果的に広がる。そのため、アンテナ装置103を備える電子機器をリーダ・ライタ側アンテナの面に対して面内方向のどの向きでかざしても安定した通信が可能となる。
図7(A)は第4の実施形態に係るアンテナコイルモジュール13の平面図、図7(B)はその正面図である。このアンテナコイルモジュール13は、第1の実施形態の場合と同様に、図2に示したような導体層に対して近接配置される。このように近接配置されることで、導体層2に大きな電流が生じ、強い磁界が生じる。
図8は第5の実施形態に係るアンテナ装置104の平面図である。このアンテナ装置104はアンテナコイルモジュール3と導体層2を備えている。アンテナコイルモジュール3は、渦巻き状のコイル導体31が形成されたフレキシブル基板と磁性体シートとが積層されている。この構造は図6に示したものと同様である。但し、この例では導体開口部CAよりコイル開口部CWが僅かに小さく形成されている。
図9(A)は第6の実施形態に係るアンテナ装置の分解斜視図、図9(B)はアンテナ装置105の平面図である。このアンテナ装置105はアンテナコイルモジュール3、導体層2、及び放射板5を備えている。アンテナコイルモジュール3は、渦巻き状のコイル導体31が形成されたフレキシブル基板33と磁性体シート39とが積層されている。アンテナコイルモジュール3の構造は図3に示したものと基本的に同様である。
このように、平面視で放射板5が導体層2の一部分と重なっていることによって、導体層2と放射板5とは強く電磁界結合または磁界結合する。
図11は第7の実施形態に係るアンテナ装置106を備えた電子機器の平面図である。この例では、導体層2が下部筺体1の内側に形成されていて、下部筺体1の外面に放射板5が形成されている。図11ではコイル導体が見えていなが、コイル導体と導体層2との関係は図9(A)、図9(B)に示したものと同様である。
図12は第8の実施形態に係るアンテナ装置107の平面図である。このアンテナ装置107は、コイル導体31、導体層2、及び放射板5A,5Bを備えている。コイル導体31と導体層2との関係は図9(A)、図9(B)に示したものと同様である。導体層2及び放射板5A,5Bはコイル導体31の巻回軸に対してほぼ垂直な平面上にある。導体層2はコイル導体31の近傍に形成されていて、放射板5A,5Bは導体層2の近傍に配置されている。放射板5A,5Bと導体層2とは互いに所定の間隙を隔てて対向している。放射板5A,5Bを平面視したとき、放射板5A,5Bは導体層2の一部分と重なっている。
図13は第9の実施形態に係るアンテナ装置108の平面図である。このアンテナ装置108は、コイル導体31、導体層2、及び放射板5を備えている。導体層2及び放射板5はコイル導体31の巻回軸に対してほぼ垂直な平面上にある。導体層2はコイル導体31の近傍に形成されていて、放射板5は導体層2の近傍に配置されている。放射板5と導体層2とは互いに所定の間隙を隔てて配置されている。放射板5を平面視したとき、放射板5は導体層2から離れた位置に配置されている。
CW…コイル開口部
FA…対向領域
MF…磁束
SL…スリット
1…下部筐体
2…導体層
3,13…アンテナコイルモジュール
4…リーダ・ライタ側アンテナ
5,5A,5B…放射板
31…コイル導体
32…接続部
33,34…フレキシブル基板
39…磁性体シート
41…コイル導体
101~108…アンテナ装置
Claims (11)
- 巻回中心部をコイル開口部とするループ状または渦巻き状のコイル導体と、
導体開口部、及び前記導体開口部と外縁との間を連接するスリット部を備えた導体層と、
放射板と、を備え、
前記コイル導体と前記導体層とが電磁界を介して結合し、
前記導体層と前記放射板とが電磁界または磁界を介して結合しているアンテナ装置。 - 前記コイル導体を平面視したとき、前記コイル開口部と前記導体開口部とが少なくとも一部で重なっている、請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記コイル導体を平面視したとき、前記コイル導体と前記導体層とが重なっている、請求項1又は2に記載のアンテナ装置。
- 前記コイル導体と前記導体層とは近接して配置されている、請求項1乃至3の何れかに記載のアンテナ装置。
- 前記導体層の面積は前記コイル導体の形成領域の面積より大きい、請求項1乃至4の何れかに記載のアンテナ装置。
- 前記コイル導体は複数層に亘って巻回されている、請求項1乃至5の何れかに記載のアンテナ装置。
- 前記コイル導体を平面視したとき、前記コイル開口部と前記導体開口部とが全周にわたってほぼ重なっている、請求項1乃至6の何れかに記載のアンテナ装置。
- 前記導体層は、組み込み先の電子機器の筐体の内面または外面に形成されている、請求項1乃至7の何れかに記載のアンテナ装置。
- 前記コイル導体は基板に形成され、前記基板の通信相手側のアンテナより遠い側の面に磁性体シートが積層され、前記基板と前記磁性体シートとによってアンテナコイルモジュールが構成された、請求項1乃至8の何れかに記載のアンテナ装置。
- 前記放射板は前記導体層と対向し、前記放射板を平面視したとき、当該放射板は前記導体層の一部分と重なっている、請求項9に記載のアンテナ装置。
- 前記導体層と前記放射板とが電磁界または磁界を介して結合している、請求項1乃至10の何れかに記載のアンテナ装置。
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