WO2015098462A1 - 通信端末装置 - Google Patents

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WO2015098462A1
WO2015098462A1 PCT/JP2014/082207 JP2014082207W WO2015098462A1 WO 2015098462 A1 WO2015098462 A1 WO 2015098462A1 JP 2014082207 W JP2014082207 W JP 2014082207W WO 2015098462 A1 WO2015098462 A1 WO 2015098462A1
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metal body
back metal
coil
radiation conductor
communication terminal
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PCT/JP2014/082207
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Inventor
村山博美
中野信一
Original Assignee
株式会社村田製作所
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    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop

Definitions

  • the present invention relates to a communication terminal device used in an RFID system or a short-range wireless communication system.
  • Patent Document 1 discloses an antenna provided in such a communication terminal device.
  • an inductive current caused by a magnetic field generated in a power supply coil flows along the edge of a planar conductor adjacent to the power supply coil (so that the magnetic field is not canceled out). ), An opening and a slit are provided.
  • back metal body such as a metal chassis or a shield plate
  • the back metal member may act so as to cancel the current flowing in the feeding coil and the induced current flowing in the planar conductor.
  • the radiation characteristics of the antenna due to the feeding coil and the planar conductor may deteriorate.
  • the power supply coil and the planar conductor are magnetically shielded from the back metal body. Therefore, it is possible to suppress a phenomenon in which the current flowing in the power feeding coil and the current flowing in the planar conductor are canceled by the current induced in the back metal body.
  • the magnetic sheet is expensive, and the increase in thickness and size leads to an increase in cost. Moreover, the increase in the thickness and the size of the mobile phone hinder the miniaturization and high density of the portable communication terminal.
  • an object of the present invention is to provide a communication terminal device that can secure an antenna characteristic by suppressing an induced current generated in a back metal body without enlarging a magnetic sheet for magnetic shielding. .
  • the communication terminal device of the present invention is A feeding coil connected to the feeding circuit; A planar radiating conductor that is disposed in the vicinity of the feeding coil and has a notch that overlaps the coil opening of the feeding coil in plan view, and A back metal body disposed on the opposite side of the planar radiation conductor with respect to the feeding coil and disposed in the vicinity of the planar radiation conductor, and In a position corresponding to the power supply coil, the back metal body has a shape that does not overlap with at least a part of the power supply coil in plan view, and a shape that is different from the shape of the notch in the planar radiation conductor. A portion is formed.
  • the present invention it is possible to secure the antenna characteristics by suppressing the induced current generated in the rear metal body without providing a thick and large magnetic shielding magnetic sheet. Therefore, it is possible to secure a communication distance while achieving miniaturization and high density of the communication terminal device.
  • FIG. 1A and 1B are external views of a communication terminal device 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 1A is a front view and FIG. 1B is a rear view.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the main part of the communication terminal device 101.
  • FIG. 3 is a diagram showing currents flowing through the feeding coil 81, the planar radiating conductor 7, and the back metal body 5.
  • FIGS. 4A, 4 ⁇ / b> B, 4 ⁇ / b> C, and 4 ⁇ / b> D are diagrams illustrating the positional relationship of each member of the antenna portion in the first embodiment in plan view.
  • 5A, 5B, and 5C are examples in which a single punched portion 5C having the same area and different shape is formed on the back metal body 5.
  • FIGS. 6 is a diagram illustrating simulation results of antenna characteristics of the four communication terminal apparatuses illustrated in FIGS. 4D, 5 ⁇ / b> A, 5 ⁇ / b> B, and 5 ⁇ / b> C.
  • FIGS. 7A, 7B, and 7C are diagrams showing dimensional parameters of the simulation in the first embodiment.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the main part of the communication terminal apparatus 102 according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic exploded perspective view of the main part of the communication terminal device according to the third embodiment, and shows the current flowing through the feeding coil 81, the planar radiating conductor 7, and the back metal body 5.
  • FIGS. 10A, 10B, 10C, and 10D are views showing the positional relationship in plan view of each member of the antenna portion in the third embodiment.
  • 11A, 11B, and 11C are examples in which the back metal body 5 is formed with a cutout portion 5C having the same area.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating simulation results of antenna characteristics of the four communication terminal apparatuses illustrated in FIGS. 10D, 11 ⁇ / b> A, 11 ⁇ / b> B, and 11 ⁇ / b> C.
  • FIGS. 13A, 13B, 13C, and 13D are diagrams showing the configuration of the main part of the antenna portion of the communication terminal apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a plan view of the main part of the antenna portion of the communication terminal apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing a current density distribution of the planar radiation conductor (7A, 7B).
  • FIG. 16 is a diagram illustrating currents flowing through the feeding coil 81, the planar radiating conductor 7, and the back metal body 5 in a communication terminal device as a comparative example.
  • FIG. 1A and 1B are external views of a communication terminal device 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 1A is a front view and FIG. 1B is a rear view.
  • the front housing 1 is visible in front of the communication terminal device 101, and the front surface of the display / touch panel 2 is exposed.
  • a planar radiation conductor 7 as a back cover is provided on the back surface of the communication terminal device 101 as an outer surface of the device.
  • the planar radiation conductor 7 is an aluminum molded product, for example.
  • the planar radiating conductor 7 has a notch 7C formed by a conductor opening CA and a slit SL.
  • the conductor opening CA may also serve as a lens opening of a camera module, for example, but is not shown in FIG.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the main part of the communication terminal apparatus 101.
  • a back metal body 5 and a printed wiring board 4, which are chassis, are housed between a front housing 1 and a planar radiation conductor (back cover) 7 shown in FIGS. Further, the feeding coil 81 and the magnetic material sheet 6 are disposed between the planar radiation conductor 7 and the back metal body 5.
  • the back metal body 5 is, for example, a magnesium molded body, and is used as a structural material for maintaining the strength of the communication terminal device and a conductor plate for electrostatic shielding. In the present embodiment, the back metal body 5 is formed with a cutout 5C.
  • the feeding coil 81 is a conductor pattern formed on, for example, a flexible substrate, and is handled in a state of a feeding coil sheet composed of the feeding coil 81 and the flexible substrate.
  • the magnetic sheet 6 is, for example, a resin molded body or ferrite plate filled with ferrite powder. This magnetic material sheet 6 is affixed to the back surface of the planar radiation conductor 7 together with the power supply coil.
  • the power supply coil 81 and the power supply circuit on the printed wiring board 4 are connected by, for example, a pogo pin (contact probe).
  • FIG. 3 is a diagram showing the current flowing through the feeding coil 81, the planar radiating conductor 7, and the back metal body 5.
  • the power supply coil 81 is connected to a capacitor C for resonance frequency setting and impedance matching and to a power supply circuit 9.
  • a current as indicated by the arrow flows through the planar radiation conductor 7. That is, a current flowing through the feeding coil 81 induces a current along the edge of the conductor opening CA and the slit portion SL of the planar radiation conductor 7, and this current flows along the outer edge of the planar radiation conductor 7. Since the magnetic shielding action of the magnetic material sheet 6 is not perfect, a current as indicated by an arrow is induced in the vicinity of the extracted portion 5C of the back metal body 5 by the current flowing through the power supply coil 81. Further, a current flowing through the planar radiation conductor 7 induces a current as indicated by an arrow on the outer peripheral edge of the back metal body 5.
  • FIG. 4A, 4B, 4C, and 4D are diagrams showing the positional relationship of the above-described members in plan view.
  • 4A is a plan view of the planar radiating conductor 7
  • FIG. 4B is a plan view of the feeding coil 81 and the magnetic sheet 6
  • FIG. 4C is a plan view of the back metal body 5.
  • FIG. 4D is a plan view of these members in a stacked state. As shown in FIG. 4D, at a position corresponding to the power supply coil 81, it has a shape that does not overlap with at least a part of the power supply coil 81 in a plan view, and the cutout portion 7 C in the planar radiation conductor 7.
  • the back metal body 5 is formed with a punched portion 5C having a shape different from that of the above.
  • FIG. 16 shows the current flowing through the feeding coil 81, the planar radiating conductor 7, and the back metal body 5 in the communication terminal device as a comparative example.
  • the back metal body 5 has no cut-out portion 5C.
  • a current is induced in the back metal body 5 by a current flowing through the planar radiation conductor 7.
  • the communication terminal device As shown in FIG. 3, at the position corresponding to the feeding coil 81, the position of the back metal body 5 that does not overlap with at least a part of the feeding coil in plan view. In addition, a punched portion 5C is formed. That is, since the extraction part 5C is opposed to at least a part of the portion having a high current density, the induction of current to the back metal body 5 is suppressed as compared with the case where the back metal body 5 does not have the extraction part 5C. .
  • the cutout portion 5 ⁇ / b> C preferably has a shape different from the shape of the cutout portion 7 ⁇ / b> C in the planar radiation conductor 7.
  • planar radiation conductor 7 acts as a radiation element.
  • the extracted portion 5C of the back metal body 5 overlaps at least a part of the inner edge of the coil opening CW of the power feeding coil 81 in a plan view. . Since the inner edge of the coil opening CW of the feeding coil 81 has a high current density, this effectively suppresses the induction of unnecessary current to the back metal body 5.
  • the extracted portion 5 ⁇ / b> C of the back metal body 5 does not overlap with the center of the coil opening CW of the power supply coil 81 at a position corresponding to the power supply coil 81. Even if the central portion of the coil opening CW faces the back metal body 5, no current is induced in the back metal body 5, and this structure does not unnecessarily increase the extraction area of the back metal body 5. It is easy to maintain the mechanical strength of 5.
  • FIG. 5A shows an example in which a rectangular cut portion 5 ⁇ / b> C extending in a direction perpendicular to the outer edge of the back metal body 5 is formed without overlapping the inner edge of the coil opening CW of the power supply coil 81.
  • FIG. 5B shows an example in which a conductor opening CA formed in the planar radiating conductor 7 and a notch portion formed by the slit portion SL and a substantially cutout portion 5C are formed.
  • FIG. 5C shows an example in which a rectangular cut portion 5 ⁇ / b> C extending along the outer edge of the back metal body 5 is formed.
  • FIG. 6 shows the simulation results of the antenna characteristics of the four communication terminal apparatuses shown in FIGS. 4D, 5A, 5B, and 5C.
  • the vertical axis in FIG. 6 is the coupling coefficient with the antenna of the reader / writer that is the communication partner, and the horizontal axis is the deviation (offset amount) in the y-axis (see FIG. 7A) direction with the antenna of the reader / writer.
  • 7A, 7B, and 7C are diagrams showing dimensional parameters of this simulation.
  • 4C is 6 ⁇ 23 mm + 6 ⁇ 23 mm
  • the size of the cutout 5C shown in FIG. 5A is 12 ⁇ 23 mm.
  • the cutout shown in FIG. The size of 5C is 16.8 ⁇ 16 mm + slit portion
  • the size of the cutout portion 5C shown in FIG. 5C is 22 ⁇ 12.55 mm.
  • the number of windings of the feeding coil 81 is 7 turns, and the inductance of the feeding coil when each shape of the cut-out portion 5C is formed (the feeding coil in consideration of the increase / decrease in inductance due to the back metal body 5 or the planar radiation conductor 7) Inductance) is as follows.
  • planar radiating conductor is not limited to the metal casing of the terminal, and a thin metal sheet such as an aluminum foil may be used, or a metal object such as a ground conductor may be used.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the main part of the communication terminal device according to the second embodiment.
  • a back metal body 5 and a printed wiring board 4 which are shield plates are housed between the front housing and the planar radiation conductor (back cover) 7. Further, the feeding coil 81 and the magnetic material sheet 6 are disposed between the planar radiation conductor 7 and the back metal body 5.
  • the back metal body 5 is, for example, a molded metal plate.
  • the back metal body 5 is formed with a cut portion 5C.
  • the IC3 is mounted on the printed wiring board 4.
  • the back metal body 5 covers a range including the IC 3 and the like of the printed wiring board 4. Other configurations are as described in the first embodiment.
  • the back metal body 5 shields noise radiated from the printed wiring board 4 (especially from the IC 3 or the like or a wiring conductor conducting to them).
  • the IC 3 may be, for example, an IC in the power feeding circuit, or may be another IC (for example, a UHF band IC).
  • planar radiation conductor 7 The operation of the planar radiation conductor 7, the feeding coil 81, the magnetic sheet 6 and the printed wiring board 4, and the other operations of the back metal body 5 are as described in the first embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic exploded perspective view of the main part of the communication terminal device according to the third embodiment, and shows the current flowing through the feeding coil 81, the planar radiating conductor 7, and the back metal body 5.
  • the shape of the notch part of the planar radiation conductor 7 differs from the communication terminal device shown in 1st Embodiment.
  • planar radiating conductor 7 is formed with notches by circular conductor openings CA and slits SL.
  • Other configurations are the same as those shown in the first embodiment.
  • FIGS. 10A to 10D are diagrams showing the positional relationship of the respective members in plan view.
  • 10A is a plan view of the planar radiating conductor 7
  • FIG. 10B is a plan view of the feeding coil 81 and the magnetic sheet 6
  • FIG. 10C is a plan view of the back metal body 5.
  • FIG. 10D is a plan view of these members in a stacked state.
  • the back metal body 5 has a shape that does not overlap with at least a part of the feeding coil 81 in plan view, and A cutout portion 5C having a shape different from the shape of the cutout portion 7C in the planar radiation conductor 7 is formed.
  • the induction of current to the back metal body 5 is suppressed, and the planar radiating conductor 7 acts as a radiating element.
  • FIG. 11A), 11 (B), and 11 (C) are examples in which a punched portion 5C having the same area is formed on the back metal body 5.
  • FIG. 11A shows an example in which a conductor opening CA formed in the planar radiating conductor 7 and a notch portion formed by the slit portion SL and an approximate cutout portion 5C are formed.
  • FIG. 11B shows an example in which two slit-shaped cutout portions 5 ⁇ / b> C passing through the inner edge of the opening (CA) formed in the planar radiation conductor 7 are formed.
  • FIG. 11C shows an example in which a rectangular cut portion 5 ⁇ / b> C extending along the outer edge of the back metal body 5 is formed.
  • FIG. 12 shows the simulation results of the antenna characteristics of the four communication terminal apparatuses shown in FIGS. 10D, 11A, 11B, and 11C.
  • the vertical axis in FIG. 12 is the coupling coefficient with the antenna of the reader / writer that is the communication partner, and the horizontal axis is the deviation (offset amount) in the y-axis direction with the antenna of the reader / writer. It is.
  • the dimensional parameters of this simulation are the same as those shown in FIG. However, the diameter of the circular conductor opening CA formed in the planar radiation conductor 7 is 16 mm, and the length of the slit portion SL is 7 mm.
  • Fig. 11 (A) Structure As is clear from the comparison between the characteristic (3) in the structure shown in FIG. 11B and the characteristic (4) in the structure shown in FIG. It can be seen that a higher coupling coefficient can be obtained when the cut-out portion 5C is present (where the back metal body does not face a portion having a high current density). Further, as apparent from comparison between the characteristic (5) in the structure shown in FIG. 11A and the characteristic (3) in the structure shown in FIG.
  • the number of windings of the feeding coil 81 is 7 turns, and the inductance of the feeding coil when each shape of the cut-out portion 5C is formed (the feeding coil in consideration of the increase / decrease in inductance due to the back metal body 5 or the planar radiation conductor 7) Inductance) is as follows.
  • FIG. 10D Structure of FIG. 10D (characteristic (2)): 0.83 ⁇ H FIG. 11B structure (characteristic (3)): 0.69 ⁇ H FIG. 11C structure (characteristic (4)): 0.71 ⁇ H FIG. 11A structure (characteristic (5)): 0.69 ⁇ H
  • FIGS. 13A, 13B, 13C, and 13D are diagrams showing the configuration of the main part of the antenna portion of the communication terminal apparatus according to the fourth embodiment.
  • 13A is a plan view of the planar radiating conductor 7
  • FIG. 13B is a plan view of the feeding coil 81 and the magnetic sheet 6
  • FIG. 13C is a plan view of the back metal body 5.
  • FIG. 13D is a plan view of these members in a stacked state.
  • the planar radiation conductor has a shape that does not overlap with at least part of the power supply coil 81 in plan view at the position corresponding to the power supply coil 81.
  • a cutout portion 5C having a shape different from the shape of the cutout portion 7C in FIG.
  • the shape of the cutout portion 7C in the planar radiation conductor 7 and the shape of the back metal body cutout portion 5C are similar, but the sizes of the two are different. This relationship is also included in the concept of “different shapes” in the present invention.
  • the extracted portion 5C of the back metal body 5 does not overlap with the inner edge of the opening 7C in the planar radiation conductor 7 in plan view. Further, the extracted portion 5 ⁇ / b> C of the back metal body 5 does not overlap with the inner edge portion of the slit portion SL in the planar radiation conductor 7. Furthermore, the outer edge of the back metal body 5 does not overlap with the outer edge of the planar radiation conductor 7.
  • the inner edge portion of the opening 7C in the planar radiation conductor 7 is a region where the current density of the induced current is the highest, by removing a portion of the back metal body 5 that overlaps the region having a high current density, Eddy current loss can be further reduced. The eddy current loss generated at the inner edge of the slit SL and the outer edge of the back metal body 5 is similarly suppressed.
  • one side of the back metal body 5 is the outer edge portion on the side where the slit portion SL of the planar radiation conductor 7 is formed ( The eddy current loss is further suppressed by not overlapping the side).
  • the back surface metal body 5 does not oppose the area
  • FIG. 14 is a plan view of the main part of the antenna portion of the communication terminal apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing a current density distribution of the planar radiation conductor (7A, 7B).
  • the back metal body 5 is disposed so as not to face the region having a high current density of the planar radiation conductors (7A, 7B). Therefore, current induction to the back metal body 5 is suppressed, and the function of the planar radiation conductor 7 as a radiation element is ensured.
  • the metal chassis is the back metal body
  • the shield plate inside the housing and the ground electrode of the circuit board can be handled as the back metal body. Can be applied as well. That is, the deterioration of the antenna characteristics in the radiating conductor can be minimized without significantly impairing the original function of the back metal body (for example, strength maintenance if it is a metal chassis, and shielding performance if it is a shield metal plate).
  • the extraction part 5C of the back surface metal body 5 showed the example open
  • Capacitor CA Conductor opening CW ... Coil opening SL ... Slit 1 ... Front housing 2 ... Display / Touch panel 3 ... IC DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Printed wiring board 5 ... Back surface metal body 6 ... Magnetic material sheet 7,7A, 7B ... Planar radiation

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Abstract

　給電回路（９）に接続される給電コイル（８１）と、給電コイル（８１）の近傍に配置され、平面視で給電コイル（８１）のコイル開口（ＣＷ）と平面視で重なる切り欠き部（７Ｃ）を有する面状放射導体（７）と、給電コイル（８１）に関して面状放射導体（７）とは反対側に配置され、且つ、面状放射導体（７）の近傍に配置された背面金属体（５）と、を有し、背面金属体（５）に、給電コイル（８１）の少なくとも一部と平面視で重ならない形状で、且つ、面状放射導体（７）における切り欠き部（７Ｃ）の形状とは異なる形状の抜き部（５Ｃ）が形成されている。

Description

通信端末装置
　この発明は、ＲＦＩＤシステムや近距離無線通信システムに用いられる通信端末装置に関するものである。
　HF帯のRFIDシステムや近距離無線通信システムNFC(Near Field Communication)においては、携帯電話端末等の通信端末装置とリーダ・ライタとで通信を行うために、または通信端末装置同士で通信を行うために、通信端末装置に通信用のアンテナが搭載されている。このような通信端末装置に設けられるアンテナが特許文献１に開示されている。
特許第４６８７８３２号公報
　特許文献１に示されているように、給電コイルが近接する面状導体には、給電コイルにて生じた磁界による誘導電流がその端縁に沿って流れるように（磁界が打ち消されないように）、開口部およびスリットが設けられている。
　しかし、所謂スマートフォン等の携帯型通信端末装置においては、各種部品が高密度に搭載されており、たとえば金属シャーシやシールド板のような大面積の金属体（以下「背面金属体」）が面状導体や給電コイルの近くに配置される傾向にある。このような構造であると、背面金属体によって給電コイルに流れる電流や面状導体に流れる誘導電流が打ち消されるように作用することがある。その結果、給電コイルと上記面状導体によるアンテナの放射特性が低下することがある。
　背面金属体と給電コイルとの間に磁性体シートを介在させ、且つその磁性体シートの厚み寸法および面積を大きくすれば、給電コイルおよび面状導体は背面金属体から磁気的に遮蔽される。したがって、給電コイルに流れる電流や面状導体に流れる電流が背面金属体に誘導される電流で打ち消される現象は抑制できる。しかし、磁性体シートは高価であり、その厚膜化や大型化はコストアップに繋がる。また、その厚膜化や大型化は携帯型通信端末の小型化・高密度化を妨げる要因になる。
　そこで、本発明の目的は、磁気遮蔽用の磁性体シートを大きくすることなく、背面金属体に生じる誘導電流を抑制して、アンテナ特性を確保できるようにした通信端末装置を提供することにある。
　本発明の通信端末装置は、
　給電回路に接続される給電コイルと、
　前記給電コイルの近傍に配置され、平面視で前記給電コイルのコイル開口と平面視で重なる切り欠き部を有する面状放射導体と、
　前記給電コイルに関して前記面状放射導体とは反対側に配置され、且つ、前記面状放射導体の近傍に配置された背面金属体と、を有し、
　前記給電コイルに対応する位置において、前記背面金属体に、前記給電コイルの少なくとも一部と平面視で重ならない形状で、且つ、前記面状放射導体における前記切り欠き部形状とは異なる形状の抜き部が形成されている、ことを特徴とする。
　本発明によれば、厚く大きな磁気遮蔽用の磁性体シートを設けることなく、背面金属体に生じる誘導電流を抑制して、アンテナ特性を確保できる。よって、通信端末装置の小型化や高密度化を達成しつつも、通信距離を確保できる。
図１は第１の実施形態に係る通信端末装置１０１の外観図であり、図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は背面図である。 図２は通信端末装置１０１の主要部の分解斜視図である。 図３は、給電コイル８１、面状放射導体７、および背面金属体５に流れる電流について示す図である。 図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は第１の実施形態におけるアンテナ部分の各部材の平面視での位置関係を示す図である。 図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、いずれも背面金属体５に同面積で形状が異なる単一の抜き部５Ｃを形成した例である。 図６は、図４（Ｄ）、図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示した４つの通信端末装置のアンテナ特性のシミュレーション結果を示す図である。 図７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は第１の実施形態におけるシミュレーションの寸法パラメータを示す図である。 図８は第２の実施形態に係る通信端末装置１０２の主要部の分解斜視図である。 図９は第３の実施形態に係る通信端末装置の主要部の概略分解斜視図であり、給電コイル８１、面状放射導体７、および背面金属体５に流れる電流について示す図である。 図１０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は第３の実施形態におけるアンテナ部分の各部材の平面視での位置関係を示す図である。 図１１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はいずれも背面金属体５に同面積の抜き部５Ｃを形成した例である。 図１２は、図１０（Ｄ）、図１１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示した４つの通信端末装置のアンテナ特性のシミュレーション結果を示す図である。 図１３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は第４の実施形態に係る通信端末装置のアンテナ部分の主要部の構成を示す図である。 図１４は第５の実施形態に係る通信端末装置のアンテナ部分の主要部の平面図である。 図１５は面状放射導体（７Ａ，７Ｂ）の電流密度分布を示す図である。 図１６は、比較例としての通信端末装置における給電コイル８１、面状放射導体７、および背面金属体５に流れる電流について示す図である。
　以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。
《第１の実施形態》
　図１は第１の実施形態に係る通信端末装置１０１の外観図であり、図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は背面図である。通信端末装置１０１の正面には前面筐体１が見えていて、表示／タッチパネル２の前面が露出している。通信端末装置１０１の背面には背面カバーである面状放射導体７が装置の外面として設けられている。この面状放射導体７は例えばアルミニウム成型品である。面状放射導体７には導体開口部ＣＡおよびスリット部ＳＬによる切り欠き部７Ｃが形成されている。導体開口部ＣＡは例えばカメラモジュールのレンズ開口を兼ねることもあるが、図１（Ｂ）では図示していない。
　図２は上記通信端末装置１０１の主要部の分解斜視図である。図１（Ａ）（Ｂ）に表れている前面筐体１と面状放射導体（背面カバー）７との間にシャーシである背面金属体５およびプリント配線板４が納められている。また、面状放射導体７と背面金属体５との間に給電コイル８１および磁性体シート６が配置されている。
　プリント配線板４には各種回路が形成されている。給電コイル８１に接続される給電回路もこのプリント配線板４に形成されている。背面金属体５は例えばマグネシウムの成型体であり、通信端末装置の強度維持のための構造材および静電シールドのための導体板として用いられる。本実施形態では、この背面金属体５に抜き部５Ｃを形成している。
　給電コイル８１は例えばフレキシブル基板に形成された導体パターンであり、給電コイル８１とフレキシブル基板とで構成される給電コイルシートの状態で扱われる。
　磁性体シート６は例えばフェライト粉を充填した樹脂成型体またはフェライト板である。この磁性体シート６は上記給電コイルとともに、面状放射導体７の裏面に貼付される。給電コイル８１とプリント配線板４上の給電回路とは例えばポゴピン（コンタクトプローブ）で接続される。
　図３は、上記給電コイル８１、面状放射導体７、および背面金属体５に流れる電流について示す図である。図３では、説明の都合上、各部材を積層方向に分離して描いている。給電コイル８１には、共振周波数設定用およびインピーダンス整合用のキャパシタＣが接続されるとともに給電回路９が接続される。
　図３に示すように、給電コイル８１に矢印方向の電流が流れると、面状放射導体７に矢印で示すような電流が流れる。すなわち、給電コイル８１に流れる電流で、面状放射導体７の導体開口部ＣＡおよびスリット部ＳＬの縁端に沿って電流が誘導され、この電流が面状放射導体７の外縁に沿って流れる。磁性体シート６の磁気遮蔽作用は完全ではないので、給電コイル８１に流れる電流で、背面金属体５の抜き部５Ｃの近傍に矢印で示すような電流が誘導される。また、面状放射導体７に流れる電流で、背面金属体５の外周縁に、矢印で示すような電流が誘導される。
　図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は上記各部材の平面視での位置関係を示す図である。図４（Ａ）は面状放射導体７の平面図、図４（Ｂ）は給電コイル８１および磁性体シート６の平面図、図４（Ｃ）は背面金属体５の平面図である。図４（Ｄ）はこれら各部材の積層状態での平面図である。この図４（Ｄ）に表れているように、給電コイル８１に対応する位置において、給電コイル８１の少なくとも一部と平面視で重ならない形状で、且つ、面状放射導体７における切り欠き部７Ｃの形状とは異なる形状の抜き部５Ｃが背面金属体５に形成されている。
　ここで、比較例としての通信端末装置における給電コイル８１、面状放射導体７、および背面金属体５に流れる電流について図１６に示す。この比較例では背面金属体５に抜き部５Ｃは無い。
　図１６に示すように、給電コイル８１に矢印方向の電流が流れると、面状放射導体７に矢印で示すような電流が流れる。すなわち、給電コイル８１に流れる電流で、面状放射導体７の導体開口部ＣＡおよびスリット部ＳＬの縁端に沿って電流が誘導され、この電流が面状放射導体７の外縁に沿って流れる。仮に磁性体シート６の面積および厚みが大きくて磁気遮蔽作用が完全であれば、背面金属体５には電流が誘導されない。しかし、磁性体シート６の磁気遮蔽作用が不完全であると、特に電流密度の高い面状放射導体７の切り欠き部７Ｃから発生される磁界で背面金属体５に電流が誘導される。また、図１６中に矢印で示すように、面状放射導体７に流れる電流で背面金属体５に電流が誘導される。これらの作用で、給電コイル８１に流れる電流や面状放射導体７に流れる誘導電流が打ち消されてしまう。
　これに対して、本実施形態の通信端末装置においては、図３に示すように、給電コイル８１に対応する位置において、背面金属体５の、給電コイルの少なくとも一部と平面視で重ならない位置に、抜き部５Ｃが形成されている。すなわち、電流密度の高い部分の少なくとも一部に抜き部５Ｃが対向しているので、背面金属体５に抜き部５Ｃが無い場合に比べて、背面金属体５への電流の誘導が抑制される。
　また、抜き部５Ｃは、図３、図４に表れているように、面状放射導体７における切り欠き部７Ｃの形状とは異なる形状であることが好ましい。この構造により、仮に、面状放射導体７の切り欠き部７Ｃと同じ形状の抜き部５Ｃが背面金属体５に形成されている構造に比べて、背面金属体５への電流の誘導が抑制される。すなわち、面状放射導体７の切り欠き部７Ｃと同じ形状の抜き部５Ｃが背面金属体５に形成されていると、背面金属体５に面状放射導体７と同様の電流が誘導されて、面状放射導体７からの磁界放射が相殺されてしまうが、背面金属体５の抜き部５Ｃの形状が面状放射導体７の切り欠き部７Ｃの形状とは異なることにより、上記「相殺」は生じにくく、面状放射導体７が放射素子として作用する。
　また、図４（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に表れているように、背面金属体５の抜き部５Ｃは給電コイル８１のコイル開口ＣＷの内縁の少なくとも一部に平面視で重なることが好ましい。この給電コイル８１のコイル開口ＣＷの内縁は電流密度が高いので、このことで、背面金属体５への不要な電流の誘導が効果的に抑制される。
　また、給電コイル８１に対応する位置において、背面金属体５の抜き部５Ｃは給電コイル８１のコイル開口ＣＷの中心とは重ならないことが好ましい。コイル開口ＣＷの中央部は背面金属体５と対向しても、背面金属体５に電流を誘導しないので、この構造により、背面金属体５の抜き面積が不必要に大きくならず、背面金属体５の機械的強度を維持しやすい。
　次に、背面金属体５の抜き部５Ｃの形状の違いによるアンテナの特性の違いについて図５～７を参照して示す。
　図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、いずれも背面金属体５に同面積で形状が異なる単一の抜き部５Ｃを形成した例である。図５（Ａ）は、給電コイル８１のコイル開口ＣＷの内縁とは重ならずに、背面金属体５の外縁に対して垂直方向に延びた矩形の抜き部５Ｃを形成した例である。図５（Ｂ）は面状放射導体７に形成された導体開口部ＣＡおよびスリット部ＳＬによる切り欠き部と近似形状の抜き部５Ｃを形成した例である。図５（Ｃ）は背面金属体５の外縁に沿って延びた矩形の抜き部５Ｃを形成した例である。
　上記図４（Ｄ）、図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示した４つの通信端末装置のアンテナ特性のシミュレーション結果を図６に示す。図６の縦軸は通信相手であるリーダ・ライタのアンテナとの結合係数、横軸はリーダ・ライタのアンテナとのｙ軸（図７（Ａ）参照）方向のずれ（オフセット量）である。
　図７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、このシミュレーションの寸法パラメータを示す図である。また、図４（Ｃ）に示した抜き部５Ｃの寸法は6×23mm＋6×23mm、図５（Ａ）に示した抜き部５Ｃの寸法は12×23mm、図５（Ｂ）に示した抜き部５Ｃの寸法は16.8×16mm＋スリット部、図５（Ｃ）に示した抜き部５Ｃの寸法は22×12.55mmである。
　図６において各特性ラインと抜き部５Ｃの形状との関係は次のとおりである。
　(1)：給電コイル単体
　(2)：図５（Ａ）の構造
　(3)：図４（Ｄ）の構造
　(4)：図５（Ｃ）の構造
　(5)：図５（Ｂ）の構造
　背面金属体５の抜き部５Ｃは、電流密度の高い、面状放射導体７のスリット部ＳＬと重なっていることが好ましい。但し、電流密度はスリット部ＳＬだけが高いわけではないので、抜き部の形状によって特性は異なる。
　図４（Ｄ）に示した構造での特性(3) と図５（Ａ）に示した構造での特性(2) とを比較すれば明らかなように、電流密度のより高い部分の対向部に抜き部５Ｃがある方が（電流密度の高い部分に背面金属体が対向しない方が）背面金属体５への不要な電流の誘導が効果的に抑制され、高い結合係数が得られることが分かる。また、図５（Ｃ）に示した構造での特性(4) と図５（Ａ）に示した構造での特性(2) および図５（Ｂ）に示した構造での特性(5) とを比較すれば明らかなように、背面金属体５の抜き部５Ｃはコイル開口により重なる方が（コイル開口ＣＷが背面金属体５になるべく重ならない方が）高い結合係数が得られることが分かる。
　上記給電コイル８１の巻回数は７ターンであり、各形状の抜き部５Ｃを形成した場合の給電コイルのインダクタンス（背面金属体５や面状放射導体７によるインダクタンスの増減等を加味した給電コイルのインダクタンス）は次のとおりである。
　図５（Ａ）の構造（特性(2)）：0.80μH
　図４（Ｄ）の構造（特性(3)）：0.86μH
　図５（Ｃ）の構造（特性(4)）：0.81μH
　図５（Ｂ）の構造（特性(5)）：0.76μH
　このように、背面金属体５の抜き部５Ｃの形状による給電コイル８１のインダクタンス変化は少ない。したがって、背面金属体５に抜き部５Ｃを形成しても、給電コイル８１と給電回路９との整合を容易に図ることができる。
　なお、本実施形態では、金属筐体を面状放射導体として兼用することで、放射板としての専用の部材を設けなくても済み、装置を小型化できる。なお、面状放射導体は、端末の金属筺体に限定されるものではなく、アルミニウム箔等の薄い金属シートを利用してもよいし、グランド導体等の金属物を利用してもよい。
《第２の実施形態》
　図８は第２の実施形態に係る通信端末装置の主要部の分解斜視図である。前面筐体と面状放射導体（背面カバー）７との間にシールド板である背面金属体５およびプリント配線板４が納められている。また、面状放射導体７と背面金属体５との間に給電コイル８１および磁性体シート６が配置されている。
　プリント配線板４には各種回路が形成されている。給電コイル８１に接続される給電回路もこのプリント配線板４に形成されている。背面金属体５は例えば金属板の成型体である。この背面金属体５に抜き部５Ｃを形成している。
　プリント配線板４にはＩＣ３が実装されている。上記背面金属体５はプリント配線板４のＩＣ３等を含む範囲を覆う。その他の構成は第１の実施形態で示したとおりである。
　本実施形態では、背面金属体５は、プリント配線板４から（特にＩＣ３等やそれらに導通する配線導体から）輻射されるノイズを遮蔽する。ＩＣ３は、例えば上記給電回路内のＩＣであってもよいし、その他のＩＣ（例えばUHF帯のＩＣ）であってもよい。
　面状放射導体７、給電コイル８１、磁性体シート６およびプリント配線板４の作用、ならびに背面金属体５のその他の作用は第１の実施形態で示したとおりである。
《第３の実施形態》
　図９は第３の実施形態に係る通信端末装置の主要部の概略分解斜視図であり、給電コイル８１、面状放射導体７、および背面金属体５に流れる電流について示す図である。第１の実施形態で示した通信端末装置とは面状放射導体７の切り欠き部の形状が異なる。
　本実施形態では、面状放射導体７に、円形の導体開口部ＣＡおよびスリット部ＳＬによる切り欠き部が形成されている。その他の構成は第１の実施形態で示したものと同じである。
　図１０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は上記各部材の平面視での位置関係を示す図である。図１０（Ａ）は面状放射導体７の平面図、図１０（Ｂ）は給電コイル８１および磁性体シート６の平面図、図１０（Ｃ）は背面金属体５の平面図である。図１０（Ｄ）はこれら各部材の積層状態での平面図である。この図１０（Ａ）～（Ｄ）に表れているように、給電コイル８１に対応する位置において、背面金属体５に、給電コイル８１の少なくとも一部と平面視で重ならない形状で、且つ、面状放射導体７における切り欠き部７Ｃの形状とは異なる形状の抜き部５Ｃが形成されている。
　本実施形態においても、第１の実施形態の場合と同様に、背面金属体５への電流の誘導が抑制され、面状放射導体７が放射素子として作用する。
　次に、背面金属体５の抜き部５Ｃの形状の違いによるアンテナの特性の違いについて図１１，１２を参照して示す。
　図１１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はいずれも背面金属体５に同面積の抜き部５Ｃを形成した例である。図１１（Ａ）は面状放射導体７に形成された導体開口部ＣＡおよびスリット部ＳＬによる切り欠き部と近似形状の抜き部５Ｃを形成した例である。図１１（Ｂ）は面状放射導体７に形成された開口部（ＣＡ）の内縁を通る２本のスリット状の抜き部５Ｃを形成した例である。図１１（Ｃ）は背面金属体５の外縁に沿って延びた矩形の抜き部５Ｃを形成した例である。
　上記図１０（Ｄ）、図１１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示した４つの通信端末装置のアンテナ特性のシミュレーション結果を図１２に示す。第１の実施形態の場合と同様に、図１２の縦軸は通信相手であるリーダ・ライタのアンテナとの結合係数、横軸はリーダ・ライタのアンテナとのｙ軸方向のずれ（オフセット量）である。このシミュレーションの寸法パラメータは図７に示したものと同じである。但し、面状放射導体７に形成された円形の導体開口部ＣＡの直径は16mm、スリット部ＳＬの長さは7mmである。
　図１２において各特性ラインと抜き部５Ｃの形状との関係は次のとおりである。
　(1)：給電コイル単体
　(2)：図１０（Ｄ）の構造
　(3)：図１１（Ｂ）の構造
　(4)：図１１（Ｃ）の構造
　(5)：図１１（Ａ）の構造
　図１１（Ｂ）に示した構造での特性(3) と図１１（Ｃ）に示した構造での特性(4) とを比較すれば明らかなように、電流密度の高い部分の対向部に抜き部５Ｃがある方が（電流密度の高い部分に背面金属体が対向しない方が）高い結合係数が得られることが分かる。また、図１１（Ａ）に示した構造での特性(5) と図１１（Ｂ）に示した構造での特性(3) とを比較すれば明らかなように、背面金属体５の抜き部５Ｃは導体開口部ＣＡにより重なる方が（導体開口部ＣＡが背面金属体５になるべく重ならない方が）高い結合係数が得られることが分かる。また、図１０（Ｄ）に示した構造での特性(2) と図１１（Ａ）に示した構造での特性(5) とを比較すれば明らかなように、背面金属体５の抜き部５Ｃは面状放射導体７のスリット部ＳＬに重なる方が（スリット部ＳＬが背面金属体５になるべく重ならない方が）高い結合係数が得られることが分かる。
　上記給電コイル８１の巻回数は７ターンであり、各形状の抜き部５Ｃを形成した場合の給電コイルのインダクタンス（背面金属体５や面状放射導体７によるインダクタンスの増減等を加味した給電コイルのインダクタンス）は次のとおりである。
　図１０（Ｄ）の構造（特性(2)）：0.83μH
　図１１（Ｂ）の構造（特性(3)）：0.69μH
　図１１（Ｃ）の構造（特性(4)）：0.71μH
　図１１（Ａ）の構造（特性(5)）：0.69μH
　このように、背面金属体５の抜き部５Ｃの形状による給電コイル８１のインダクタンス変化は少ない。したがって、背面金属体５に抜き部５Ｃを形成しても、給電コイル８１と給電回路９との整合を容易に図ることができる。
《第４の実施形態》
　図１３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は第４の実施形態に係る通信端末装置のアンテナ部分の主要部の構成を示す図である。図１３（Ａ）は面状放射導体７の平面図、図１３（Ｂ）は給電コイル８１および磁性体シート６の平面図、図１３（Ｃ）は背面金属体５の平面図である。図１３（Ｄ）はこれら各部材の積層状態での平面図である。この図１３（Ｄ）に表れているように、給電コイル８１に対応する位置において、背面金属体５に、給電コイル８１の少なくとも一部と平面視で重ならない形状で、且つ、面状放射導体７における切り欠き部７Ｃの形状とは異なる形状の抜き部５Ｃが形成されている。面状放射導体７における切り欠き部７Ｃの形状と背面金属体の抜き部５Ｃの形状とは相似形であるが、両者の大きさは異なる。この関係も本発明における「異なる形状」の概念に含まれる。
　本実施形態においては、背面金属体５の抜き部５Ｃは、平面視で、面状放射導体７における開口部７Ｃの内縁部と重ならない。また、背面金属体５の抜き部５Ｃは面状放射導体７におけるスリット部ＳＬの内縁部とも重ならない。さらには、背面金属体５の外縁が面状放射導体７の外縁部とも重ならない。
　面状放射導体７における開口部７Ｃの内縁部は、誘導電流の電流密度が最も高い領域であるので、背面金属体５のうち、上記電流密度の高い領域と重なる部分を抜いておくことで、渦電流損をより小さくできる。スリット部ＳＬの内縁部や背面金属体５の外縁に生じる渦電流損も同様に抑制される。特に、面状放射導体７のスリット部ＳＬの形成側の外縁部（辺）の電流密度は高いので、背面金属体５の一辺が面状放射導体７のスリット部ＳＬの形成側の外縁部（辺）に重ならないことで、渦電流損はより抑制される。
　このように、本実施形態によれば、面状放射導体７の電流密度の高い領域に背面金属体５が対向しないので、背面金属体５への電流誘導が抑制され、面状放射導体７の放射素子としての機能が確保される。
《第５の実施形態》
　図１４は第５の実施形態に係る通信端末装置のアンテナ部分の主要部の平面図である。この例では、２つの面状放射導体７Ａ，７Ｂを備え、導体開口部ＣＡから外縁までＴ字型に延びるスリット部ＳＬが存在する。
　図１５は上記面状放射導体（７Ａ，７Ｂ）の電流密度分布を示す図である。このように分岐形状のスリット部ＳＬを備える場合も、導体開口部ＣＡの内縁とスリット部ＳＬの縁部の電流密度は高い。背面金属体５は面状放射導体（７Ａ，７Ｂ）の電流密度の高い領域と対向しないように配置されている。そのため、背面金属体５への電流誘導が抑制され、面状放射導体７の放射素子としての機能が確保される。
　なお、以上に示した各実施形態では、金属シャーシが背面金属体である例を示したが、金属シャーシ以外に筐体内部のシールド板や回路基板のグランド電極を背面金属体として扱うことができ、同様に適用できる。つまり、背面金属体の本来の機能（たとえば金属シャーシであれば強度保持、シールド金属板であればシールド性）を大きく損なうことなく、放射導体におけるアンテナ特性の低下を最小限に抑えることができる。
　また、以上に示した各実施形態では、背面金属体５の抜き部５Ｃは背面金属体５の外縁に開放した形状である例を示したが、抜き部５Ｃは外縁に開放されておらずに閉じた形状であってもよい。
Ｃ…キャパシタ
ＣＡ…導体開口部
ＣＷ…コイル開口
ＳＬ…スリット部
１…前面筐体
２…表示／タッチパネル
３…ＩＣ
４…プリント配線板
５…背面金属体
６…磁性体シート
７，７Ａ，７Ｂ…面状放射導体
７Ｃ…開口部
９…給電回路
８１…給電コイル
１０１…通信端末装置

Claims (7)

  1. 　給電回路に接続される給電コイルと、
    　前記給電コイルの近傍に配置され、平面視で前記給電コイルのコイル開口と平面視で重なる切り欠き部を有する面状放射導体と、
    　前記給電コイルに関して前記面状放射導体とは反対側に配置され、且つ、前記面状放射導体の近傍に配置された背面金属体と、を有し、
    　前記給電コイルに対応する位置において、前記背面金属体に、前記給電コイルの少なくとも一部と平面視で重ならない形状で、且つ、前記面状放射導体における前記切り欠き部形状とは異なる形状の抜き部が形成されている、ことを特徴とする通信端末装置。
  2. 　前記背面金属体の抜き部は前記給電コイルのコイル開口の内縁の少なくとも一部に平面視で重なる、請求項１に記載の通信端末装置。
  3. 　前記背面金属体の抜き部は前記給電コイルのコイル開口の中心とは重ならない、請求項１または２に記載の通信端末装置。
  4. 　前記面状放射導体の前記切り欠き部は、開口部と、当該開口部と前記面状放射導体の外縁端とを連接するスリット部とを有し、
    　前記背面金属体の前記抜き部は前記面状放射導体の前記スリット部と平面視で重なる、請求項１～３のいずれかに記載の通信端末装置。
  5. 　前記背面金属体の外縁端は、前記面状放射導体のうち前記スリット部が連接する外縁端とは重ならない、請求項４に記載の通信端末装置。
  6. 　前記面状放射導体は金属筐体であり、前記背面金属体はシールド板、金属シャーシまたは回路基板のグランド電極である、請求項１～５のいずれかに記載の通信端末装置。
  7. 　前記給電コイルと前記背面金属体との間に磁性体シートが配置された、請求項１～６のいずれかに記載の通信端末装置。
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