WO2017014009A1

WO2017014009A1 - アンテナ装置

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Publication number: WO2017014009A1
Application number: PCT/JP2016/069101
Authority: WO
Inventors: 折原　勝久
Original assignee: デクセリアルズ株式会社
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2016-06-28
Publication date: 2017-01-26
Also published as: JP6549436B2; CN107851898A; US20180211148A1; JP2017028482A; US10936931B2; CN107851898B

Abstract

導電体に開口部を設けなくても優れた通信特性を有するアンテナ装置を提供する。開口部１２ｂを介して導線１２ａを２次元状に巻回して設けられ、外部機器（リーダライタ）４０と誘導結合されるアンテナコイル１２と、アンテナコイル１２の外部機器４０との対向面にアンテナコイル１２と重畳するように設けられる導電体１１とを備え、導電体１１は、アンテナコイル１２の開口部１２ｂと重畳する領域から導電体１１の端部にかけて形成される第１のスリット部１８と、第１のスリット部１８と連接され、アンテナコイル１２の開口部１２ｂと重畳する領域に形成される第２のスリット部１９とを有する。

Description

アンテナ装置

　本発明は、電子機器に組み込まれ、発信器等の外部機器と電磁界信号を介して通信するアンテナ装置に関する。本出願は、日本国において２０１５年７月２２日に出願された日本特許出願番号特願２０１５－１４４７００を基礎として優先権を主張するものであり、この出願を参照することにより、本出願に援用される。

　携帯電話機等の電子機器において、近距離非接触通信の機能を搭載するため、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）用のアンテナモジュールが用いられている。このアンテナモジュールは、リーダライタ等の発信器に搭載されたアンテナコイルと誘導結合を利用して通信を行っている。すなわち、このアンテナモジュールは、リーダライタからの磁界をアンテナコイルが受けることによって、それを電力に変換して通信処理部として機能するＩＣを駆動させることができる。

　アンテナモジュールは、確実に通信を行うため、リーダライタからのある値以上の磁束をアンテナコイルで受ける必要がある。そのために、従来例に係るアンテナモジュールでは、携帯電話機等の筐体にループコイルを設け、このコイルでリーダライタからの磁束を受けている。携帯電話機等の電子機器に組み込まれたアンテナモジュールは、機器内部の基板やバッテリパック等の金属がリーダライタからの磁界を受けることによって発生する渦電流のために、リーダライタからの磁束が跳ね返されてしまう。例えば、携帯電話機の筐体表面で考えると、リーダライタから来る磁界は、筐体表面の外周部分が強くなり、筐体表面の中央付近が弱くなる傾向にある。

　通常のループコイルを用いるアンテナの場合では、ループコイルは、その開口部が上述した筐体表面の外周部分を通過する磁界をあまり受けられない携帯電話機の中央部分に位置している。このため、通常のループコイルを用いるアンテナでは、磁界を受ける効率が悪くなっている。

　例えば特許文献１には、外部アンテナから放射された所定周波数の電磁波を受信することで通信を行うアンテナコイルが筐体内部に組み込まれた携帯機器であって、アンテナコイルの通信面よりも電磁波の入射側に金属層を設けることで、外部アンテナと筐体内部のアンテナコイルとの近接時における通信の不具合を抑制することが記載されている。

　また、特許文献２には、電子機器に組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信するアンテナ装置であって、電子機器の磁気シールド機能を有するカバーに設けられた開口部の端部に位置させて、カバーの内壁面に配置したアンテナコイルを備えることを特徴とするアンテナ装置が記載されている。

　また、特許文献３には、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、コイル導体よりも通信相手側のアンテナに近接する側に配置された導体層とを備え、導体層は、導体開口部、及び導体開口部と外縁との間を連接するスリット部を備え、コイル導体を平面視したとき、コイル導体と導体層とが重なっているアンテナ装置が記載されている。

特開２００６－２７０６８１号公報特開２０１５－９５７０７号公報特許第４６８７８３２号公報

　リーダライタからの磁束を跳ね返してしまうような金属カバー下でＮＦＣアンテナを動作させるためには、例えば、金属カバーに開口部を設ける必要があった。しかしながら、金属カバーに開口部を設けることによって、金属カバーの強度の低下やデザイン上の制約といった問題が生じていた。

　特許文献１では、アンテナコイルと金属層の一部が重畳している携帯機器は記載されているが、アンテナコイルの全部が金属層と重畳している携帯機器については記載されていない。

　また、特許文献２では、アンテナコイルを、磁気シールド機能を有するカバーに設けられた開口部の端部に位置させることは記載されているが、開口部のない実施形態については記載されていない。

　同様に、特許文献３には、コイル開口部と導体開口部とが少なくとも一部で重なっているアンテナ装置が記載されているが、開口部のない実施形態については記載されていない。

　本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、導電体に開口部を設けなくても優れた通信特性を有するアンテナ装置を提供する。

　本発明の一態様は、電子機器に組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信するアンテナ装置であって、その開口部を介して導線を２次元状に巻回して設けられ、外部機器と誘導結合されるアンテナコイルと、アンテナコイルの外部機器との対向面にアンテナコイルと重畳するように設けられる導電体とを備え、導電体は、アンテナコイルの開口部と重畳する領域から導電体の端部にかけて形成される第１のスリット部と、第１のスリット部と連接され、アンテナコイルの開口部と重畳する領域に形成される第２のスリット部とを有する。

　本発明の一態様によれば、導電体のアンテナコイルの開口部と重畳する領域に第２のスリット部を有することで、スリット内を磁束が通過するようになり、導電体に開口部を設けなくても優れた通信特性を有する。

　このとき、本発明の一態様では、第２のスリット部は、複数のスリットから形成されるようにしてもよい。

　第２のスリット部を複数のスリットにより形成することで、通過する磁束数が増え、通信特性が向上する。

　また、このとき、本発明の一態様では、第２のスリット部は、アンテナコイルの内形に沿って形成されるようにしてもよい。

　アンテナコイルの内形に沿って第２のスリット部を形成することで、磁束は開口部に沿って形成されたスリットを通過するため、通信特性が良くなる。

　また、本発明の一態様では、アンテナコイルの開口部は矩形状であり、前記第２のスリット部は該アンテナコイルの内形の内３辺に沿って形成されるようにしてもよい。

　第２のスリット部を矩形状のアンテナコイルの内形の内３辺に沿って形成すると、導電体に開口部を設けた場合とほぼ同様の通信特性を得ることができる。

　また、本発明の一態様では、アンテナコイルの開口部は矩形状であり、前記第２のスリット部は該アンテナコイルの内形の内４辺に沿って形成されるようにしてもよい。

　第２のスリット部を矩形状のアンテナコイルの内形の内４辺に沿って形成すると、導電体に開口部を設けた場合よりも良い通信特性を得ることができる。

　本発明によれば、導電体のアンテナコイルの開口部と重畳する領域に第２のスリット部を設けることで、導電体に開口部を設けなくても、開口部を形成した場合と同様またはそれ以上の優れた通信特性を有するアンテナ装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置が適用される無線通信システムの概略構成を示す斜視図である。図２Ａは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置を備える電子機器の内部の一例を示す斜視図であり、図２Ｂは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の導電体（金属カバー）に形成される第１及び第２のスリット部と、アンテナコイルとの配置を説明するための斜視図である。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置における第２のスリット部の配置を説明するための平面図である。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置における第２のスリット部の配置を説明するための平面図である。図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置における第２のスリット部の配置を説明するための平面図である。図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは、比較例となるアンテナ装置における態様を説明するための平面図である。図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の作用・効果を確認するための評価方法の説明図であり、図７Ａは斜視図であり、図７Ｂは平面図である。図８は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の作用・効果を確認するための通信性能の評価結果を示すグラフである。

　以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

　まず、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の構成について、図面を使用しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置が適用される無線通信システムの概略構成を示す斜視図であり、図２Ａは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置を備える電子機器の内部の一例を示す斜視図であり、図２Ｂは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の導電体（金属カバー）に形成される第１及び第２のスリット部と、アンテナコイルとの配置を説明するための斜視図である。

　本実施形態に係るアンテナ装置１は、電子機器３０に組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信する装置であって、例えば、図１に示すようなＲＦＩＤ用の無線通信システム１００に組み込まれて使用される。

　無線通信システム１００は、図１に示すように、電子機器３０に備わるアンテナ装置１と、アンテナ装置１に対するアクセスを行う外部機器となるリーダライタ４０とを含む。ここで、アンテナ装置１とリーダライタ４０とは、図１に示す三次元直交座標系ＸＹＺのＸＹ平面において互いに対向するように配置されているものとする。

　リーダライタ４０は、ＸＹ平面において互いに対向するアンテナ装置１に対して、Ｚ軸方向に磁界を発信する発信器として機能し、具体的には、アンテナ装置１に向けて磁界を発信するアンテナ４１と、アンテナ４１を介して誘導結合されたアンテナ装置１と通信を行う制御基板４２とを備える。

　すなわち、リーダライタ４０は、アンテナ４１と電気的に接続された制御基板４２が配設されている。この制御基板４２には、一又は複数の集積回路チップ等の電子部品からなる制御回路４３が実装されている。この制御回路４３は、アンテナ装置１から受信されたデータに基づいて、各種の処理を実行する。

　例えば、制御回路４３は、アンテナ装置１に対してデータを送信する場合、データを符号化し、符号化したデータに基づいて、所定の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）の搬送波を変調し、変調した変調信号を増幅し、増幅した変調信号でアンテナ４１を駆動する。また、制御回路４３は、アンテナ装置１からデータを読み出す場合、アンテナ４１で受信されたデータの変調信号を増幅し、増幅したデータの変調信号を復調し、復調したデータを復号する。

　なお、制御回路４３では、一般的なリーダライタで用いられる符号化方式及び変調方式が用いられ、例えば、マンチェスタ符号化方式やＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調方式が用いられている。また、以下では、非接触通信システムにおけるアンテナ装置等について説明をするが、Ｑｉ（チー）等の非接触充電システムについても同様に適用することができるものとする。

　アンテナ装置１は、例えばリーダライタ４０とＸＹ平面において対向するように配置される携帯電話機等の電子機器３０の筐体の内部に組み込まれる。本実施形態では、アンテナ装置は、誘導結合されたリーダライタ４０との間で通信可能となるアンテナコイル１２が実装されたアンテナ基板３を有するアンテナモジュール２と、アンテナコイル１２に流れる電流により駆動し、リーダライタ４０との間で通信を行う通信処理部１３と、例えば筐体として金属等からなる導電体とを備える。

　アンテナモジュール２は、電子機器３０の筐体（導電体）の内部に設けられ、誘導結合されたリーダライタ４０との間で通信を行う。本実施形態では、図２Ａに示すように、アンテナモジュール２は、導電体１１と、アンテナコイル１２と、バッテリパック１５と、プリント基板１６と、ＳＩＭスロット１７を有するような携帯端末１０等で用いられる。

　アンテナ基板３には、例えばフレキシブルプリンテッドサーキットなどの可撓性の導線１２ａにパターンニング処理などをすることによって形成されるアンテナコイル１２と、アンテナコイル１２と通信処理部１３とを電気的に接続する端子部１４とが実装されている。

　アンテナコイル１２は、リーダライタ４０から発信される磁界を受けると、リーダライタ４０と誘導結合によって磁気的に結合され、変調された電磁波を受信して、端子部１４を介して受信信号を通信処理部１３に供給する機能を有する。アンテナコイル１２は、例えば、図２Ａに示すように略矩形状をなし、外形に沿ってアンテナコイル１２の１本の導線１２ａが周回されており、その中心側が開口部１２ｂとなっている。すなわち、アンテナコイル１２は、その開口部１２ｂを介して導線１２ａを２次元状に巻回して設けられる。また、アンテナコイル１２は、導線１２ａが周回する主面が通信時にリーダライタ４０と図１に示すＸＹ平面において対向するように配置される。

　通信処理部１３は、アンテナコイル１２に流れる電流により駆動し、リーダライタ４０との間で通信を行う。具体的に、通信処理部１３は、受信された変調信号を復調し、復調したデータを復号して、復号したデータを、当該通信処理部１３が有する内部メモリに書き込む。また、通信処理部１３は、リーダライタ４０に送信するデータを内部メモリから読み出し、読み出したデータを符号化し、符号化したデータに基づいて搬送波を変調し、誘導結合によって磁気的に結合されたアンテナコイル１２を介して変調された電波をリーダライタ４０に送信する。なお、通信処理部１３は、アンテナコイル１２に流れる電力ではなく、電子機器内に組み込まれたバッテリパックや外部電源などの電力供給手段から供給された電力によって駆動してもよい。

　導電体１１は、例えば電子機器３０の筐体となる金属カバーとして設けられ、外部機器となるリーダライタ４０に対向する第１の導電体となる。導電体は、その他にも例えば、バッテリパック１５のように、携帯電話やスマートフォン、又はタブレットＰＣ等の電子機器の筐体内に設けられ、アンテナモジュール２の通信時にリーダライタ４０に対向する第２の導電体を構成するものがある。このように、導電体は、例えば、スマートフォンの筐体の内面に貼付されたメタルカバーや、スマートフォン内に収納されたバッテリパックの金属筐体、あるいは、タブレットＰＣの液晶モジュールの裏面に設けられた金属板等で使用されている。

　導電体１１は、電気を比較的よく流すので、外部から交流磁界が加わると渦電流が発生し、磁界を跳ね返してしまう。筐体内部に設けられるバッテリパック１５のような第２の導電体に対しては、その端部にアンテナ装置を配置することで通信特性を向上させる先行技術が存在する。

　しかしながら、電子機器３０の筐体に金属カバーとしての導電体１１を設ける場合には、導電体１１（金属カバー）に開口部を設ける従来例があるが、導電体１１（金属カバー）に開口部を設けることによって、導電体１１（金属カバー）の強度の低下やデザイン上の制約といった問題が生じていた。

　そこで、本実施形態に係るアンテナ装置１０は、上記課題を解決するために、図２Ｂに示すように、開口部１２ｂを介して導線を２次元状に巻回して設けられ、外部機器（リーダライタ）４０と誘導結合されるアンテナコイル１２と、アンテナコイル１２の外部機器４０との対向面にアンテナコイル１２と重畳するように設けられる導電体１１とを備え、導電体１１は、アンテナコイル１２の開口部１２ｂと重畳する領域から導電体１１の端部にかけて形成される第１のスリット部１８と、第１のスリット部１８と連接され、アンテナコイル１２の開口部１２ｂと重畳する領域に形成される第２のスリット部１９とを有する。

　このように、導電体１１のアンテナコイル１２の開口部１２ｂと重畳する領域に第２のスリット部１９を有することで、第２のスリット部１９を磁束が通過するようになり、導電体１１に開口部を設けなくても優れた通信特性を有するアンテナ装置１を得ることができる。

　導電体１１は、例えば、携帯端末の金属カバー等である。金属の場合、その種類は特に限定されない。導電体１１は、アンテナコイル１２と外部機器４０との対向面にアンテナコイル１２と重畳するように設けられる。

　第１のスリット部１８は、アンテナコイル１２の開口部１２ｂと重畳する領域から導電体１１の端部に達するように形成されるスリットである。第１のスリット部１８を設けることで、通信時に導電体１１に流れる渦電流のループを遮断することにより、渦電流が生じるのを防止することができ、通過する磁束の損失を抑制することができる。渦電流の発生を防止できればよいため、第１のスリット部１８の幅は特に限定されない。

　第２のスリット部１９は、第１のスリット部１８と連接され、アンテナコイル１２の開口部１２ｂと重畳する領域に形成される。これにより、金属カバーのような導電体１１に重畳するようにアンテナコイルが配置されている場合でも、外部機器４０との通信が可能となる。第２のスリット部１９の幅についても外部機器４０との通信が可能な幅であれば特に限定されない。以下、第２のスリット部１９の形成態様について、いくつかの実施形態を挙げながら説明する。

　図３Ａ乃至図３Ｃ、図４Ａ乃至図４Ｃ、図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置における第２のスリット部の配置を説明するための平面図である。また、第２のスリット部の配置を説明するために、便宜的に図３Ａに示すように、アンテナコイル５２を上辺５２ａ、下辺５２ｂ、左辺５２ｃ、右辺５２ｄ及び開口部５２ｈに分けて示す。

　図３Ａに示すように、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置５０では、第２のスリット部５９は略矩形状のアンテナコイル５２の内形の内３辺に沿って形成される。例えば、図３Ａに示すようにアンテナコイル５２の上辺５２ａ、左辺５２ｃ及び右辺５２ｄに沿って形成される。このように第２のスリット部５９をアンテナコイル５２の開口部５２ｈの内形の内３辺に沿って形成すると、後述する実施例で示すように、導電体に円形の開口部を設けた場合（図６Ｃ参照）とほぼ同等の通信特性を得ることができる。したがって、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置５０では、導電体に開口部を設けなくても、十分な通信特性を得ることができ、強度の面やデザイン性の観点からも優れたアンテナ装置５０とすることができる。

　さらに、図３Ｂに示すように、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置６０では、第２のスリット部６９はアンテナコイル６２の内形の内４辺に沿って形成される。すなわち、図３Ｂに示すようにアンテナコイル６２の上辺６２ａ、下辺６２ｂ、左辺６２ｃ及び右辺６２ｄの４辺に沿って形成される。なお、このとき、４辺のスリットのうち、１辺（図３Ｂでは、アンテナコイルの下辺６２ｂに沿ったスリット）において、スリットのない領域６２ｓを設けておくことができる。４辺にスリットを入れるとアンテナコイル６２の開口部６２ｈに重畳する導電体６１の部分が分離してしまう恐れがあるからである。しかしながら、図３Ｃに示すアンテナ装置７０のように、導電体７１を樹脂等でコーティングする場合には、アンテナコイル７２内部の導電体７１が分離する恐れはないため、アンテナコイル７２の上辺７２ａ、下辺７２ｂ、左辺７２ｃ及び右辺７２ｄの４辺全てにスリットを入れても良い。

　図３Ｂのように第２のスリット部６９をアンテナコイル６２の開口部６２ｈの内形の内４辺に沿って形成すると、後述する実施例で示すように、導電体に円形の開口部を設けた場合（図６Ｃ参照）以上の通信特性を得ることができる。したがって、図３Ｂ（あるいは図３Ｃ）で示す形態が第２のスリット部として特に好ましいといえる。

　このように、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置では、第２のスリット部は、アンテナコイルの内形に沿って形成されることが特に好ましい。ここで、アンテナコイルの内形とは、アンテナコイルと、アンテナコイルの開口部との境界部分のことを言う。アンテナコイルの内形に沿って第２のスリット部を形成することで、磁束はアンテナコイルの開口部に沿って形成されたスリットを通過するため、通信特性が良くなる。また、導電体に大きな開口部を開ける必要がないため、金属カバー等の設計自由度を増加させることができる。

　以上、第２のスリット部の好ましい形状について説明してきたが、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置では、これら以外の様々な形態をとることができる。以下、図４Ａ乃至図４Ｃ、図５Ａ及び図５Ｂにおいて、他の取りうる実施形態についても説明する。なお、以下で述べるアンテナ装置においては、アンテナコイルの形状は略矩形状には限定されず、例えば六角形、八角形等の多角形、円形、楕円形や内形が曲線状のアンテナコイルであってもよい。

　本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１１０、１２０、１３０では、例えば、図４Ａでは、第２のスリット部１１９は、アンテナコイル１１２の上辺１１２ａの内形に沿って形成される。または、図４Ｂに示すように、第２のスリット部１２９は、アンテナコイル１２２の上辺１２２ａと下辺１２２ｂの間の領域に形成されても良いし、図４Ｃに示すように、第２のスリット部１３９は、アンテナコイル１３２の下辺１３２ｂの内形に沿って形成されてもよい。第２のスリット部の形成位置により、磁束が通過する位置が異なってくるため、例えば、外部機器４０との通信位置によって、第２のスリット部の形成位置を調整することができる。

　また、その他にも本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１４０は、図５Ａに示すように、第１のスリット部１４８がアンテナコイル１４２の左辺１４２ｃを通過するようにｙ軸方向に形成されていても良いし、例えば、斜めに形成されていてもよい。そして、第２のスリット部１４９は図５Ａのようにアンテナコイル１４２の左辺１４２ｃと右辺１４２ｄの間の領域に形成されていても良いし、左辺１４２ｃ又は右辺１４２ｄの内形に沿って形成されていても良い。また、図５Ｂに示すように、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１５０では、第２のスリット部１５９が第１のスリット部１５８と交差するように形成されていても良い。

　本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１にいくつかの形態の第１のスリット部と第２のスリット部をアンテナコイル１２と重畳する導電体１１に形成した際における作用・効果を以下の実施例１～３及び比較例１～４を用いて検証した。

　実施例１としては、第２のスリット部６９がアンテナコイル６２の開口部６２ｈの内形の内４辺に沿って形成される図３Ｂに示すアンテナ装置６０を用いた。実施例２としては、第２のスリット部５９がアンテナコイル５２の開口部５２ｈの内形の内３辺に沿って形成される図３Ａに示すアンテナ装置５０を用いた。実施例３としては、第２のスリット部１３９がアンテナコイル１３２の開口部１３２ｈの内形の内１辺に沿って形成される図４Ｃに示すアンテナ装置１３０を用いた。

　また、比較例１としては、導電体（金属カバー）を有しないアンテナ装置を用いた。比較例２としては、開口部やスリット部が形成されていない導電体２０１（金属カバー）を有する図６Ａに示すアンテナ装置２００を用いた。比較例３としては、アンテナコイル２１２の外形と略同一の開口部２１３が設けられた図６Ｂに示すアンテナ装置２１０を用いた。比較例４としては、アンテナコイル２２２の開口部２２２ｈと重畳する導電体２２１の領域の略中央に円形状の開口部２２９と、該円形状の開口部２２９から導電体２２１（金属カバー）の端部へと形成されたスリット２２８を有する図６Ｃに示すアンテナ装置２２０を用いた。

　実施例１～３、比較例１～４において、アンテナコイルは、４０ｍｍ×３０ｍｍ×０．３ｍｍで４巻のものを用いた。また、導電体（金属カバー）の厚さは０．３ｍｍであり、各スリット部の幅は０．５ｍｍ、比較例４における円形状の開口部の直径は１０ｍｍである。実施例１では、４辺に沿ったスリットのうち、一辺は一部が１ｍｍ幅でスリットのない領域がある（図３Ｂ参照）。

　図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の作用・効果を確認するための評価方法の説明図であり、図７Ａは、斜視図であり、図７Ｂは、平面図である。実施例１～３及び比較例１～４のそれぞれについて、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、対向するリーダライタを所定の方向に移動させた場合の結合係数をシミュレーションで求めた。

　具体的な評価条件としては、次のようにした。すなわち、リーダライタのアンテナ３０１は、ｘｙ軸方向で規定される外形直径が７０ｍｍの２巻コイル３２１ａとした。リーダライタのアンテナ３０１を、実施例１～３及び比較例１～４の各アンテナ装置と対向させ、リーダライタのアンテナ３０１を図７Ｂに示すようにｘ軸方向に移動させて、アンテナ装置のアンテナ３１２とリーダライタ側のアンテナコイル３２１ａの相対的な位置関係を変化させたときの通信特性（結合係数ｋ）について評価した。なお、ｚ軸方向で規定されるリーダライタのアンテナコイル３２１ａとアンテナ装置のアンテナコイル３１２との距離は、４５ｍｍとした。

　図８は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の作用・効果を確認するための通信性能の評価結果を示すグラフである。ベンチマークとしての比較例１は、結合係数ｋが０．０１０～０．０１４の間で推移している。比較例２は、全面が金属カバーで覆われているため、通信することはできず、結合係数ｋは０のままだった。比較例３には、開口部が形成されているものの第１のスリット部が形成されていないため、ベンチマークとしての比較例１よりも通信特性が悪い。また、第１のスリット部と、円形状の開口部を有する比較例４は、比較例１よりも通信特性は良い。

　実施例１は、第２のスリット部をアンテナコイルの内形の内４辺に沿って形成したものであり、通信特性が実施例１～３及び比較例１～４の中で最も優れている。したがって、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置は、導電体に大きな開口部を設けなくても優れた通信特性を実現することができる。

　また、第２のスリット部をアンテナコイルの内形の内３辺に沿って形成した実施例２や、第２のスリット部がアンテナコイルの内形の内１辺に沿って形成した実施例３についても、比較例４と同等、又は比較例４よりも優れた通信特性を示している。なお、実施例３は、アンテナコイルの下辺に沿って第２のスリット部が形成されているため、ピークがｘ軸の正の方向にずれている。このように、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置は、導電体に開口部を設ける必要がないため、強度的にも優れており、またデザイン性の面でも制約の少ない、優れた通信特性を有するアンテナ装置とすることができる。

１、５０、６０、７０、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、２００、２１０、２２０　アンテナ装置、２　アンテナモジュール、３　アンテナ基板、１０　携帯端末、１１、５１、６１、７１、１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、２０１、２１１、２２１　導電体、１２、５２、６２、７２、１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、２０２、２１２、２２２　アンテナコイル、１２ａ　導線、１２ｂ　開口部、１３　通信処理部、１４　端子部、１５　バッテリパック、１６　プリント基板、１７　ＳＩＭスロット、１８、５８、６８、７８、１１８、１２８、１３８、１４８、１５８　第１のスリット部、１９、５９、６９、７９、１１９、１２９、１３９、１４９、１５９　第２のスリット部、３０　電子機器、４０　外部機器（リーダライタ）、４１　アンテナ、４２　制御基板、４３　制御回路、５２ａ、６２ａ、７２ａ、１１２ａ、１２２ａ、１３２ａ、１４２ａ　上辺、５２ｂ、６２ｂ、７２ｂ、１１２ｂ、１２２ｂ、１３２ｂ、１４２ｂ　下辺、５２ｃ、６２ｃ、７２ｃ、１１２ｃ、１４２ｃ　左辺、５２ｄ、６２ｄ、７２ｄ、１１２ｄ、１４２ｄ　右辺、５２ｈ、６２ｈ、７２ｈ、１１２ｈ、１３２ｈ、２２２ｈ　開口部、６２ｓ　スリットのない領域、１００　無線通信システム、２１３、２２９　導電体の開口部、２２８　スリット、３０１　リーダライタのアンテナ、３１２　アンテナ装置のアンテナコイル、３２１ａ　リーダライタのアンテナコイル

Claims

　電子機器に組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信するアンテナ装置であって、
　その開口部を介して導線を２次元状に巻回して設けられ、前記外部機器と誘導結合されるアンテナコイルと、
　前記アンテナコイルの前記外部機器との対向面に該アンテナコイルと重畳するように設けられる導電体と、を備え、
　前記導電体は、前記アンテナコイルの開口部と重畳する領域から該導電体の端部にかけて形成される第１のスリット部と、該第１のスリット部と連接され、前記アンテナコイルの開口部と重畳する領域に形成される第２のスリット部とを有するアンテナ装置。
　前記第２のスリット部は、複数のスリットから形成される請求項１に記載のアンテナ装置。
　前記第２のスリット部は、前記アンテナコイルの内形に沿って形成される請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
　前記アンテナコイルの開口部は矩形状であり、前記第２のスリット部は該アンテナコイルの内形の内３辺に沿って形成される請求項３に記載のアンテナ装置。
　前記アンテナコイルの開口部は矩形状であり、前記第２のスリット部は該アンテナコイルの内形の内４辺に沿って形成される請求項３に記載のアンテナ装置。