(57)【要約】【課題】電子機器の内部構造によらず、第２の導電体を含むアンテナ装置の安定した通信機能の向上と、当該第２の導電体を含めたアンテナモジュールの標準化の実現と設計自由度の確保をする。【解決手段】電子機器に組み込まれ、外部機器１２０と電磁界信号を介して通信するアンテナ装置１であって、電子機器の筐体内部に設けられ、外部機器に対向する第１の導電体３と、外部機器と誘導結合されるアンテナコイル１２が周回するループアンテナ１１と、第１の導電体と所定の間隔を隔てて設けられ、ループアンテナの外部機器と対向する面と反対側の面と一部が重畳又は接触するシート状の第２の導電体４と、第１の導電体と第２の導電体との間に設けられ、一方の端部５ａが第１の導電体と重畳又は接触すると共に、他方の端部５ｂの一部が第２の導電体と重畳又は接触するシート状の第３の導電体５と、を備える。【選択図】図１
2015136040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記電子機器の筐体内部に設けられ、前記外部機器に対向する第１の導電体と、
前記電子機器の筐体内部に設けられ、前記外部機器と誘導結合されるアンテナコイルが周回するループアンテナと、
前記第１の導電体と所定の間隔を隔てて設けられ、前記ループアンテナの前記外部機器と対向する面と反対側の面と一部が重畳又は接触するシート状の第２の導電体と、
前記第１の導電体と前記第２の導電体との間に設けられ、一方の端部が前記第１の導電体と重畳又は接触すると共に、他方の端部の一部が前記第２の導電体と重畳又は接触するシート状の第３の導電体と、を備えるアンテナ装置。
【請求項２】
前記ループアンテナは、その長手方向の中心線を介して一方側部と他方側部に二分され、
前記第２の導電体は、前記ループアンテナの前記アンテナコイルの導線が一方向に周回する一方側部と重畳し、前記アンテナコイルの前記導線が他方向に周回する他方側部と重畳しない請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記第２の導電体は、前記ループアンテナの前記一方側部の全長に亘って重畳する請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第２の導電体は、前記長手方向の大きさが前記ループアンテナの前記長手方向の大きさと略同一である請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記ループアンテナの前記他方側部は、前記第２の導電体を介して、前記第３の導電体と対向する位置に配置される請求項２乃至４の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記第３の導電体は、複数に分割されている請求項１乃至５の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記第３の導電体には、孔部が形成されている請求項１乃至５の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記第３の導電体は、前記第１の導電体の側面部に重畳又は接触するように構成されている請求項１乃至７の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記第３の導電体は、前記第１の導電体の前記外部機器と対向する一面、又は該一面と反対側の面の一部に重畳又は接触するように構成されている請求項１乃至７の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載のアンテナ装置が組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信可能な電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、及びこのアンテナ装置が組み込まれた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機、スマートフォン、タブレットＰＣ等の電子機器において、近距離非接触通信（ＮＦＣ： Near Field Communication ）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、このアンテナ装置は、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。
【０００３】
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装置では、携帯電話機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、筐体表面の真ん中付近が弱くなる傾向にある。
【０００４】
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。そこで、リーダライタからくる磁界が強い筐体表面の外周部分にループアンテナを配置するようにしたアンテナ装置や、磁性シートを用いて磁束を増やして性能を高めるようにしたアンテナ装置が提案されている。これらのアンテナ装置では、ループアンテナの形状を長方形にして、その長辺が筐体表面の外周端に沿うように設置されている（例えば、特許文献１乃至３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４８８３１２５号公報
【特許文献２】特許４８９４９４５号公報
【特許文献３】特許５１３５４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したように、携帯端末装置に内蔵するＲＦＩＤアンテナモジュールにおいて、基板等の金属板による磁界のシールド効果を利用して特性を高める方法が提案されている。本件出願人は、金属による磁界のシールド効果を利用して効率を高めたアンテナ装置として、例えば、特願２０１３−０２１６１６において、電子機器の筐体内部に設けられ、外部機器に対向する第１の金属板と、電子機器の筐体内部に設けられ、外部機器と誘導結合されるアンテナコイルと、電子機器の筐体内部に設けられ、主要な金属板となる第１の導電体と重畳又は接触すると共に、アンテナコイルの外部機器と対向する面と反対側の面と、少なくとも一部が重畳するシート状の第２の導電体とを備えたアンテナ装置を提案している。
【０００７】
しかしながら、アンテナ装置を備える電子機器の主要な金属板となる第１の導電体とアンテナ装置の位置関係は、電子機器の構造によって異なる。それに伴って当該第１の導電体との距離によって、アンテナ装置に貼り付ける第２の導電体の大きさが多種多様となって、第２の導電体を備えるアンテナモジュールの標準化が困難となっていた。また、第１の導電体とアンテナ装置の距離が離れている場合には、アンテナ装置に具備した第２の導電体のサイズが大きくなり、アンテナモジュールを設置する際における電子機器の設計自由度が制約され、その取り扱いが困難となっていた。特許文献１乃至３のアンテナ装置では、基板等の金属板を利用して通信特性を高めているものの、第２の導電体を含めたアンテナモジュールの標準化や設計自由度の課題解決に関しては、言及していない。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電子機器の内部構造によらず、第２の導電体を含むアンテナ装置の安定した通信機能の向上と、当該第２の導電体を含めたアンテナモジュールの標準化の実現と設計自由度の確保の可能な、新規かつ改良されたアンテナ装置、及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、前記電子機器の筐体内部に設けられ、前記外部機器に対向する第１の導電体と、前記電子機器の筐体内部に設けられ、前記外部機器と誘導結合されるアンテナコイルが周回するループアンテナと、前記第１の導電体と所定の間隔を隔てて設けられ、前記ループアンテナの前記外部機器と対向する面と反対側の面と一部が重畳又は接触するシート状の第２の導電体と、前記第１の導電体と前記第２の導電体との間に設けられ、一方の端部が前記第１の導電体と重畳又は接触すると共に、他方の端部の一部が前記第２の導電体と重畳又は接触するシート状の第３の導電体と、を備える。
【００１０】
本発明の一態様によれば、アンテナ装置の安定した通信機能を向上させながら、第２の導電体を備えるアンテナモジュールの標準化を容易にして、かつ、当該アンテナモジュールの設計自由度を確保できる。
【００１１】
このとき、本発明の一態様では、前記ループアンテナは、その長手方向の中心線を介して一方側部と他方側部に二分され、前記第２の導電体は、前記ループアンテナの前記アンテナコイルの導線が一方向に周回する一方側部と重畳し、前記アンテナコイルの前記導線が他方向に周回する他方側部と重畳しないこととしてもよい。
【００１２】
このように、第２の導電体をループアンテナと一部重畳させることで、重畳していない領域に磁束を集中させ、当該領域における効率のよい発電を促すことができる。
【００１３】
また、本発明の一態様では、前記第２の導電体は、前記ループアンテナの前記一方側部の全長に亘って重畳することとしてもよい。
【００１４】
このようにすれば、第２の導電体は、第３の導電体を介してループアンテナの一方側部における誘導結合を抑制し、他方側部において発生する電流と反対の向きの電流量を相対的に低くすると共に、ループアンテナの一方側部から他方側部へ磁束を誘導させ、他方側部における結合を促進させ、通信特性の向上を図ることができる。
【００１５】
また、本発明の一態様では、前記第２の導電体は、前記長手方向の大きさが前記ループアンテナの前記長手方向の大きさと略同一であることとしてもよい。
【００１６】
このようにすれば、第２の導電体をアンテナ装置の通信特性を向上させるために必要な最小限の大きさとすることができるので、第２の導電体を含めたアンテナモジュールの標準化の実現と設計自由度の向上が図れるようになる。
【００１７】
また、本発明の一態様では、前記ループアンテナの前記他方側部は、前記第２の導電体を介して、前記第３の導電体と対向する位置に配置されることとしてもよい。
【００１８】
このようにすれば、第２の導電体をループアンテナと一部重畳させることで、第３の導電体を介して、重畳領域における磁界を跳ね返して重畳領域における誘導結合を抑制し、重畳していない領域において発生した電流を効率よく送電することができる。
【００１９】
また、本発明の一態様では、前記第３の導電体には、孔部が形成されていることとしてもよく、前記第３の導電体は、複数に分割されていることとしても、前記第１の導電体の側面部に重畳又は接触するように構成されていることとしてもよい。さらに、前記第３の導電体は、前記第１の導電体の前記外部機器と対向する一面、又は該一面と反対側の面の一部に重畳又は接触するように構成されていることとしてもよい。
【００２０】
このように、第３の導電体を設けることによって、第２の導電体を含めたアンテナモジュールの設計自由度が向上する。
【００２１】
また、本発明の他の態様は、前述した何れかのアンテナ装置が組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信可能な電子機器である。
【００２２】
本発明の他の態様によれば、第２の導電体を含めたアンテナモジュールの標準化の実現と設計自由度の向上を図りつつ、外部機器に対する電子機器の通信特性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように本発明によれば、電子機器の内部構造によらず、第２の導電体を備えるアンテナ装置の安定した通信機能の向上と、当該第２の導電体を含めたアンテナモジュールの標準化と設計自由度の確保が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】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２】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置に備わる第３の導電体の変形例の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置に備わる第３の導電体の他の変形例の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置に備わる第３の導電体の他の変形例の一例を示す部分側面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置に備わる第３の導電体の設置態様の一例を示す部分側面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置が適用される電子機器の内部の一例を示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置が適用される電子機器の内部の一例を示す部分側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
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２は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【００２７】
本実施形態に係るアンテナ装置１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。
【００２８】
無線通信システム１００は、電子機器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１２０とを含む。ここで、アンテナ装置１とリーダライタ１２０とは、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。
【００２９】
リーダライタ１２０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１２１と、アンテナ１２１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１２２とを備える。
【００３０】
すなわち、リーダライタ１２０は、アンテナ１２１と電気的に接続された制御基板１２２が配設されている。この制御基板１２２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が実装されている。この制御回路は、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。
【００３１】
例えば、制御回路は、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１２１を駆動する。また、制御回路は、アンテナ装置１からデータを読み出す場合、アンテナ１２１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。
【００３２】
なお、制御回路では、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。
【００３３】
アンテナ装置１は、通信時にリーダライタ１２０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の筐体の内部に組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信する。本実施形態のアンテナ装置１は、図１に示すように、アンテナモジュール２と、金属板３と、アンテナ用金属箔４と、接続用金属箔５とを備える。本実施形態では、アンテナ装置１は、アンテナモジュール２の一部がアンテナ用金属箔４と重畳し、アンテナ用金属箔４を含むアンテナモジュール２が金属板３と所定の間隔を隔てて設けられ、当該金属板３とアンテナ用金属箔４を接続用金属箔５で連結していることを特徴とする。
【００３４】
アンテナモジュール２は、電子機器の筐体内部に設けられ、誘導結合されたリーダライタ１２０との間で通信を行う。本実施形態では、図１に示すように、アンテナモジュール２は、ループアンテナ１１と、通信処理部１３と、接続部１４とを備え、当該ループアンテナ１１の一部がアンテナ用金属箔４に重畳している。
【００３５】
ループアンテナ１１は、電子機器の筐体内部に設けられ、外部機器となるリーダライタ１２０と誘導結合されることにより当該リーダライタ１２０と通信可能となるアンテナコイル１２が周回する。ループアンテナ１１には、例えばフレキシブルフラットケーブルなどの可撓性の導線をパターンニング処理等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。
【００３６】
ループアンテナ１１は、図２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本の導線が周回されている。なお、本実施形態では、ループアンテナ１１は、略矩形状をなしているが、その形状は、楕円等の他の形状としてもよい。また、本明細書中でループアンテナ１１の「長手方向」とは、その長さや外径が最大値を示す方向を示し、略矩形状の場合では長辺方向、略楕円形の場合では長軸方向を示すものとする。
【００３７】
ループアンテナ１１は、図２に示すように、アンテナコイル１２が周回する主面が通信時にリーダライタ１２０とｘｙ平面において対向するように配置される。また、ループアンテナ１１は、その長手方向の中心線１２ａを境に、一方側部１１ａと他方側部１１ｂとを有する。一方側部１１ａは、アンテナコイル１２の導線を長手方向に沿う電流の向きが同一方向に流れる方向を周回の方向とする。他方側部１１ｂは、アンテナコイル１２の導線を長手方向に沿う電流の向きが逆方向に流れる周回の方向とする。そして、ループアンテナ１１は、長手方向に沿う一側縁を金属板３側に向けて、すなわち、一方側部１１ａ又は他方側部１１ｂの何れか一方を金属板３側に向けて配置される。
【００３８】
アンテナコイル１２は、リーダライタ１２０から発信される磁界を受けると、リーダライタ１２０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。
【００３９】
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１２０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１２０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１２０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。
【００４０】
金属板３は、電子機器の筐体内に設けられ、外部機器となるリーダライタ１２０に対向する第１の導電体となる。金属板３は、例えば、携帯電話やスマートフォン、あるいはタブレット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１２０に対向する第１の導電体を構成するものである。この第１の導電体は、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が相当する。
【００４１】
アンテナ用金属箔４は、第１の導電体となる金属板３と所定の間隔を隔てて設けられ、ループアンテナ１１のリーダライタ１２０と対向する面と反対側の面と一部が重畳又は接触するシート状の第２の導電体である。本実施形態では、アンテナ用金属箔４は、図２に示すように、ループアンテナ１１の一方側部１１ａの全長に亘って重畳し、好ましくは、その長手方向の大きさがループアンテナ１１の長手方向の大きさより僅かに大きい略同一となるように形成されている。すなわち、アンテナ用金属箔４がアンテナ装置１の通信特性を向上させるために必要な最小限の大きさとなっているので、アンテナ用金属箔４を含めたアンテナモジュール２の標準化の実現と設計自由度の向上が図れる。
【００４２】
なお、本実施形態では、アンテナ用金属箔４は、略矩形状をなしているが、その形状は、楕円等の他の形状としてもよい。また、本明細書中でアンテナ用金属箔４の「長手方向」とは、その長さや外径が最大値を示す方向を示し、略矩形状の場合では長辺方向、略楕円形の場合では長軸方向を示すものとする。
【００４３】
接続用金属箔５は、第１の導電体となる金属板３と第２の導電体となるアンテナ用金属箔４との間に設けられるシート状の第３の導電体である。本実施形態では、接続用金属箔５は、一方の端部５ａが金属板３と重畳又は接触すると共に、他方の端部５ｂの一部がアンテナ用金属箔４と重畳又は接触する。
【００４４】
このように、接続用金属箔５を金属板３とアンテナ用金属箔４との間に設けることによって、アンテナ用金属箔４が電子機器の金属板３と離隔する構成となっても、アンテナ用金属箔４と重畳したアンテナモジュール２は、接続用金属箔５を介して金属板３による磁気シールド効果を利用できるようになる。すなわち、接続用金属箔５が金属板３とアンテナ用金属箔４を連結することによって、電子機器の内部構造によらず、金属板３による磁気シールド効果を利用した小型ＮＦＣアンテナ等のアンテナ装置１の性能を最大限に高められる。また、接続用金属箔５が金属板３とアンテナ用金属箔４を連結することによって、アンテナモジュール２を備える電子機器の設計自由度を向上させる。
【００４５】
前述したように、本実施形態では、ループアンテナ１１と金属板３との間には、金属板３と重畳又は接触する接続用金属箔５を介して、シート状の第２の導電体となるアンテナ用金属箔４が設けられている。アンテナ用金属箔４は、ループアンテナ１１のリーダライタ１２０と対向する面と反対側の面と、一部が重畳する。アンテナ用金属箔４は、ループアンテナ１１の一部に重畳することにより、重畳するループアンテナ１１の一部において磁界を跳ね返すことにより重畳する領域における誘導結合を抑制し、また、重畳していない領域への磁束の集中を促し、通信性能の向上を図る。
【００４６】
すなわち、ループアンテナ１１は、基板の主面を周回するアンテナコイル１２を通過するリーダライタ１２０からの磁束が当該アンテナコイル１２の導線が一方向に周回する一方側部１１ａとアンテナコイル１２の導線が他方向に周回する他方側部１１ｂとで、反対方向の電流を生じさせ、その結果、効率よく結合させることができない。
【００４７】
そこで、本実施形態のアンテナ装置１では、アンテナ用金属箔４をループアンテナ１１のリーダライタ１２０と対向する面と反対側の面と一部重畳させることで、重畳領域における磁界を跳ね返して重畳領域における誘導結合を抑制し、重畳していない領域において発生した電流を効率よく送電することができる。また、アンテナ装置１は、アンテナ用金属箔４をループアンテナ１１のリーダライタ１２０と対向する面と反対側の面と一部重畳させることで、重畳していない領域に磁束を集中させ、当該領域における効率のよい発電を促すことができる。
【００４８】
また、アンテナ装置１は、アンテナ用金属箔４が接続用金属箔５にも重畳又は接触することにより、接続用金属箔５を介して金属板３からの磁束を漏らさずに、アンテナ用金属箔４が重畳していないループアンテナ１１の領域へ誘導することができ、効率のよい誘導結合を行うことができる。すなわち、等価的に金属板３の端部３ａがループアンテナ１１のアンテナコイル１２の中心線１２ａに配置される構造が実現されるようになる。さらに、アンテナ装置１は、アンテナ用金属箔４が接続用金属箔５とも重畳することにより、接続用金属箔５を介して金属板３からの漏れ磁束によって、アンテナ用金属箔４が重畳する一部において誘導結合による電流の発生を防止することができる。
【００４９】
アンテナ用金属箔４及び接続用金属箔５は、例えば銅箔等の良導体が好ましく用いられるが、必ずしも良導体でなくともよい。すなわち、アンテナ用金属箔４と接続用金属箔５は、少なくとも導電性を有する金属等の材質で形成されていればよい。また、アンテナ用金属箔４と接続用金属箔５は、アンテナ装置１とリーダライタ１２０との通信周波数に応じて適宜厚さが決められ、例えば通信周波数１３．５６ＭＨｚにおいては、２０μｍ〜３０μｍ厚の金属箔を用いることができる。
【００５０】
なお、アンテナ用金属箔４は、接続用金属箔５やループアンテナ１１と重畳していれば必ずしも接している必要はない。ただし、アンテナ用金属箔４は、接続用金属箔５やループアンテナ１１に近接するほど結合係数にとって有利となるため、近接あるいは接触していることが好ましい。
【００５１】
また、アンテナ用金属箔４は、図２に示すように、ループアンテナ１１の一方側部１１ａの端部からアンテナコイル１２の中心線１２ａまで重畳することが好ましい。これにより、アンテナ用金属箔４は、ループアンテナ１１の一方側部１１ａにおける結合を抑制して、他方側部１１ｂにおいて発生する電流と反対の向きの電流量を相対的に低くする。そして、それと共に、ループアンテナ１１の一方側部１１ａから他方側部１１ｂへ磁束を誘導させ、他方側部１１ｂにおける結合を促進させ、通信特性の向上を図ることができる。
【００５２】
さらに、アンテナ用金属箔４は、図２に示すように、ループアンテナ１１の一方側部１１ａの長手方向以上の幅を有し、ループアンテナ１１の一方側部１１ａを長手方向に亘って全て重畳することが好ましい。これによっても、アンテナ用金属箔４は、第３の導電体５を介して、ループアンテナ１１の一方側部１１ａにおける誘導結合を抑制し、他方側部１１ｂにおいて発生する電流と反対の向きの電流量を相対的に低くする。また、それと同時に、ループアンテナ１１の一方側部１１ａから他方側部１１ｂへ磁束を誘導させ、他方側部１１ｂにおける結合を促進させ、通信特性の向上を図ることができる。
【００５３】
なお、ループアンテナ１１は、アンテナ用金属箔４が重畳する一方側部１１ａにおけるアンテナコイル１２の本数（例えば３本）よりも、アンテナ用金属箔４が重畳しない他方側部１１ｂにおけるアンテナコイル１２の本数（例えば４本）が多くなるように周回させるようにしてもよい。すなわち、１本のアンテナコイルの導線の始端と終端を他方側部１１ｂにすることにより、アンテナコイル１２の中心線１２ａを挟んで、ループアンテナ１１の一方側部１１ａよりも他方側部１１ｂの方に多くのコイル導線が周回するように形成することができる。これにより、リーダライタ１２０からの磁束と誘導結合するコイルの本数を増やし、良好な通信特性を実現することができる。
【００５４】
また、アンテナ装置１は、接続用金属箔５とループアンテナ１１との間に、２枚以上に分割された複数のアンテナ用金属箔４を重畳させてもよい。これにより、例えば接続用金属箔５とループアンテナ１１との間に、カメラモジュールのレンズ鏡筒が配置されるなど、アンテナ用金属箔４を設けることができない場合にも、レンズ鏡筒等の他の部材を回避した位置にアンテナ用金属箔４を設けることで、通信特性の向上を図ることができる。また、アンテナ装置１は、レンズ鏡筒等の他の部材に対応した開口部（図示せず）や切り欠き部（図示せず）が形成されたアンテナ用金属箔４を用いてもよい。
【００５５】
さらに、アンテナ装置１は、図３に示すように、ループアンテナ１１に重畳されたアンテナ用金属箔４と金属板３との間に、２枚以上に分割された複数の接続用金属箔５を重畳させてもよい。このように接続用金属箔５を複数に分割された構成とすることにより、ループアンテナ１１に重畳されたアンテナ用金属箔４と金属板３との間に、例えば、カメラモジュールのレンズ鏡筒６が配置されるなど、接続用金属箔５をそのまま設けることができない場合にも、当該レンズ鏡筒６を迂回するように、ループアンテナ１１が重畳されたアンテナ用金属箔４と金属板３とを接続できる。すなわち、複数に分割した接続用金属箔５をレンズ鏡筒６等の他の部材を回避した位置に設けることによって、当該部材の機能を確保しながら、通信特性の向上を図ることができる。なお、図３では、接続用金属箔５が２つに分割されている場合について示されているが、レンズ鏡筒６等の他の部材の設置数や設置箇所に応じて、３つ以上に分割された構成としてもよい。
【００５６】
また、アンテナ装置１は、図４に示すように、レンズ鏡筒６等の他の部材に対応した開口部５ｃや切り欠き部（図示せず）が形成された接続用金属箔５を用いてもよい。さらに、接続用金属箔５は、図５に示すように、第１の導電体となる金属板３の側面部３ｂに重畳又は接触するように構成されていることとしてもよい。このとき、接続用金属箔５は、略Ｌ字型に折り曲げられて構成され、ループアンテナ１１は、アンテナコイル１２の中心線１２ａに長手方向に亘って開口部が形成され、この開口部に磁性シート２０が差し込まれる構成としてもよい。また、接続用金属箔５は、図６（Ａ）に示すように、金属板３の外部機器１２０と対向する一面３ｃの一部に重畳又は接触するように構成されていることとしてもよい。さらに、接続用金属箔５は、図６（Ｂ）に示すように、金属板３の外部機器１２０と対向する一面３ｃと反対側の面３ｄの一部に重畳又は接触するように構成されていることとしてもよい。このように、アンテナ用金属箔４と金属板３との間に接続用金属箔５を設けることによって、アンテナ用金属箔４を含めたアンテナモジュール２（図１参照）の設計自由度が向上する。
【００５７】
本実施形態では、金属板３と、アンテナモジュール２に重畳させたアンテナ用金属箔４との間に接続用金属箔５を設けることによって、アンテナ用金属箔４が電子機器の金属板３と離隔する構成となっても、アンテナ用金属箔４と重畳したアンテナモジュール２の金属板３による磁気シールド効果を利用できるようになる。すなわち、電子機器の内部構造によらず、金属板３による磁気シールド効果を利用したアンテナ装置１の性能を最大限に高めて、アンテナモジュール２を備える電子機器の設計自由度を向上させる。
【００５８】
また、本実施形態では、金属板３と、アンテナモジュール２と重畳させたアンテナ用金属箔４との間に接続用金属箔５を設けるので、アンテナ用金属箔４の大きさに関わらず、確実に金属板３とアンテナ用金属箔４に重畳されたアンテナモジュール２を接続できる。すなわち、アンテナモジュール２と重畳されたアンテナ用金属箔４を所定の大きさに統一しても、電子機器の内部構造によらず確実に金属板３とアンテナモジュール２を接続できる。このため、アンテナ用金属箔４を含めてアンテナモジュール２の標準化が容易にすることができる。
【００５９】
さらに、本実施形態では、携帯端末等の電子機器の内部構造や金属部品によらずに、金属板３による磁気シールド効果を利用したアンテナ装置１の性能を最大化されるので、電子機器にカバー及びアンテナを装着する前後におけるインダクタンス等の電気特性の変化を少なくすることが可能となる。このため、ＮＦＣアンテナ等のアンテナ装置１の共振周波数調整の簡易化にも大きく寄与できる。
【００６０】
次に、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置が適用される電子機器の一例について、図面を使用しながら説明する。図７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電子機器の内部の一例を示す斜視図であり、図８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電子機器の内部の一例を示す部分側面図である。
【００６１】
以下では、主に電子機器としてスマートフォン１３３を例に、このスマートフォン１３３に収納されたバッテリパック１３４の金属筐体１３５において、通信時にリーダライタ１２０に対向される主面を第１の導電体を構成する金属板３として説明する。
【００６２】
アンテナモジュール２のループアンテナ１１は、スマートフォン１３３に組み込んだ際に、当該スマートフォン１３３の小型化を図りつつ、リーダライタ１２０との間で良好な通信特性を実現する観点から、図７に示すような三次元直交座標系ｘｙｚのｘｙ平面上であって、例えばスマートフォン１３３の外筐体１４１内部に設けられたバッテリパック１３４と外筐体１４１の内周壁１４１ａとの空間１４２に配置される。具体的に、ループアンテナ１１は、図８に示すようなバッテリパック１３４の金属筐体１３５のリーダライタ１２０に対向した金属板３の端部３ａと、外筐体１４１の内周壁１４１ａとの間に配置されている。
【００６３】
ここで、図８で示すように、スマートフォン１３３に配置されたバッテリパック１３４の金属筐体を構成する金属板３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。このような外部から交流磁界が加わるときの磁界分布を調べると、リーダライタ１２０と対向したバッテリパック１３４の金属板３の端部３ａの磁界が強いという特性を有する。
【００６４】
このようなスマートフォン１３０の筐体１３１内部の磁界強度の特性を利用して良好な通信特性を実現するために、アンテナモジュール２のループアンテナ１１は、例えば、図２に示すように、ｚ軸と平行なアンテナコイル１２の中心１２ａが、金属板３の端部３ａと外筐体１４１の内周壁１４１ａとの空間１４２を通過し、長手方向の一側縁を金属板３の端部３ａ側に向けて、すなわち、一方側部１１ａを金属板３の端部３ａ側に向けて配置される。
【００６５】
本実施形態では、ループアンテナ１１は、金属板３の端部３ａと接することなく、離間した位置に設けられている。このように、アンテナ装置１は、電子機器の筐体内のレイアウト上の制約から金属板３とループアンテナ１１とを離間して配置した場合にも、金属板３とループアンテナ１１とに亘って、重畳させたアンテナ用金属箔４と接続用金属箔５で連結させることで良好な通信特性を得ることができる。すなわち、本実施形態に係るアンテナ装置１をスマートフォン１３０等の電子機器に組み込むことによって、基板等の金属板３の磁気シールド効果による磁束の集中を利用して、リーダライタ１２０等の外部機器に対する通信特性を高められる。
【００６６】
なお、上記のように本発明の一実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。
【００６７】
例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、アンテナ装置、及び電子機器の構成、動作も本発明の一実施形態及び各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１  アンテナ装置、２  アンテナモジュール、３  金属板（第１の導電体）、３ａ  端部、３ｂ  側面部、３ｃ  一面、３ｄ  反対側の面、４  アンテナ用金属箔（第２の導電体）、５  接続用金属箔（第３の導電体）、５ａ  一方の端部、５ｂ  他方の端部、５ｃ  孔部、１１  ループアンテナ、１１ａ  一方側部、１１ｂ  他方側部、１２  アンテナコイル、１２ａ  中心線、１３  通信処理部、１４  端子部、１２０  リーダライタ（外部機器）、１２１  アンテナ、１２２  制御基板、１３３  スマートフォン（電子機器）、１３４  バッテリパック、１３５  金属筐体（第１の導電体）、１４１  外筐体（筐体）、１４１ａ  内周壁、１４２  空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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