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JP2016225795A - Antenna device and electronic device - Google Patents

Antenna device and electronic device Download PDF

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JP2016225795A
JP2016225795A JP2015109905A JP2015109905A JP2016225795A JP 2016225795 A JP2016225795 A JP 2016225795A JP 2015109905 A JP2015109905 A JP 2015109905A JP 2015109905 A JP2015109905 A JP 2015109905A JP 2016225795 A JP2016225795 A JP 2016225795A
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JP
Japan
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antenna
metal plate
antenna coil
antenna device
coil
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JP2015109905A
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Japanese (ja)
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折原 勝久
Katsuhisa Orihara
勝久 折原
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Dexerials Corp
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Dexerials Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna device which can ensure favorable communication performance and be installed even in an electronic device with a limited installation space.SOLUTION: An antenna device 1 that communicates with an external device via an electromagnetic field signal and is incorporated in an electronic device 30 comprises: a metal plate 3 that faces the external device and is provided in a housing interior 32 of the electronic device; and an antenna coil 12 that is inductively coupled to the external device and is provided such that conductive wires 12a facing one another in the widthwise direction across an opening 12b thereof are wound to be close to one another. Furthermore, the antenna coil is provided along a lateral surface 3a of the metal plate.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

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、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。   The present invention relates to an antenna device that is incorporated in an electronic device and communicates with an external device such as a transmitter via an electromagnetic field signal, and an electronic device in which the antenna device is incorporated.

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。   In an electronic device such as a cellular phone, an antenna module for RFID (Radio Frequency Identification) is used in order to mount a short-range non-contact communication function. This antenna module performs communication using an inductive coupling with an antenna coil mounted on a transmitter such as a reader / writer. That is, in this antenna module, when the antenna coil receives the magnetic field from the reader / writer, the antenna coil can convert it into electric power and drive an IC that functions as a communication processing unit.

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板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。   The antenna module needs to receive a magnetic flux of a certain value or more from the reader / writer by the antenna coil in order to reliably communicate. Therefore, in the antenna module according to the conventional example, a loop coil is provided in a housing of a mobile phone or the like, and the coil receives a magnetic flux from the reader / writer. Antenna modules built into electronic devices such as mobile phones have the magnetic flux from the reader / writer rebounded due to the eddy current generated when the metal plate inside the device and the metal plate such as the battery pack receive the magnetic field from the reader / writer. It will be. For example, when considering the surface of a mobile phone case, the magnetic field coming from the reader / writer tends to be strong at the outer peripheral portion of the case surface and weak near the center of the case surface.

このため、電子機器に内蔵して用いるNFCアンテナモジュールの通信効率を高めるために、機器内部の基板やバッテリパック等の金属板の端部に配置する方法が開発されている。当該NFCアンテナモジュールを金属板の端部に配置する方法として、例えば、特許文献1及び2には、磁性体の一部を側部に折り曲げる方法が提案され、特許文献3には、金属板と筐体の間に実装する細長いアンテナ装置が提案されている。   For this reason, in order to increase the communication efficiency of the NFC antenna module used in the electronic device, a method of arranging it at the end of a metal plate such as a substrate or a battery pack inside the device has been developed. As a method of arranging the NFC antenna module at the end of the metal plate, for example, Patent Documents 1 and 2 propose a method of bending a part of a magnetic body to the side, and Patent Document 3 includes a metal plate and An elongated antenna device that is mounted between housings has been proposed.

特許第4013987号公報Japanese Patent No. 4013987 特許第5472153号公報Japanese Patent No. 5472153 特開2012−217133号公報JP 2012-217133 A

しかしながら、側面に磁性体の一部を折り曲げるタイプでは、その厚みが加わって実装上の制約が生じることが懸念される。また、金属板と筐体の隙間に細長いアンテナ装置を実装するタイプでは、主たる金属板と筐体の間にアンテナ装置を設けるのに十分な間隙がない場合、かかるアンテナ装置を実装出来ない等の問題があった。特に、電子機器の小型化や高機能化が進むにつれて、アンテナ装置の実装スペースの制約を受けることが多くなることから、良好な通信性能を確保した上で狭小スペースでの実装可能化の要請がある。   However, in the type in which a part of the magnetic material is bent on the side surface, there is a concern that the thickness is added and restrictions on mounting occur. In addition, in the type in which a long and narrow antenna device is mounted in the gap between the metal plate and the housing, the antenna device cannot be mounted if there is not enough space to provide the antenna device between the main metal plate and the housing. There was a problem. In particular, as electronic devices become smaller and more sophisticated, there are many restrictions on the mounting space of the antenna device, so there is a demand for mounting in a narrow space while ensuring good communication performance. is there.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、実装スペースが制約された電子機器内でも、良好な通信性能を確保して実装することの可能な、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。   The present invention has been made in view of the above problems, and a new and improved antenna device that can be mounted while securing good communication performance even in an electronic device in which a mounting space is limited, and An object is to provide electronic equipment.

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金属板と、その開口部を介して幅方向に対向する導線が互いに近接するよう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、を備え、前記アンテナコイルは、前記金属板の側面に沿って設けられる。   One embodiment of the present invention is an antenna device that is incorporated in an electronic device and communicates with an external device via an electromagnetic field signal, and is provided inside the casing of the electronic device, and a metal plate that faces the external device; And an antenna coil that is wound around the opening so as to be close to each other in the width direction and inductively coupled to the external device, and the antenna coil is a side surface of the metal plate. It is provided along.

本発明の一態様によれば、アンテナ装置を金属板の側面に沿って設けることによって、金属板の側面近傍の限られた狭小スペースに実装しても、良好な通信性能を確保できる。   According to one embodiment of the present invention, by providing the antenna device along the side surface of the metal plate, good communication performance can be ensured even when mounted in a limited narrow space near the side surface of the metal plate.

このとき、本発明の一態様では、前記アンテナコイルは、前記導線を略短冊形状に巻回して設けられる構成となっており、その幅が前記金属板の厚さと略同一であることとしてもよい。   At this time, in one aspect of the present invention, the antenna coil is configured to be provided by winding the conductive wire in a substantially strip shape, and the width thereof may be substantially the same as the thickness of the metal plate. .

このようにすれば、金属板の側面近傍の限られた狭小スペースに実装しても、良好な通信性能を確保できる。   In this way, good communication performance can be ensured even when mounted in a limited narrow space near the side surface of the metal plate.

また、本発明の一態様では、前記アンテナコイルは、前記導線を略短冊形状に巻回して設けられる構成となっており、その幅が前記金属板の厚さより大きいこととしてもよい。   In the aspect of the invention, the antenna coil may be configured by winding the conductive wire in a substantially strip shape, and the width thereof may be larger than the thickness of the metal plate.

このようにすれば、金属板の側面近傍の限られた狭小スペースに実装しても、良好な通信性能を確保できる。   In this way, good communication performance can be ensured even when mounted in a limited narrow space near the side surface of the metal plate.

また、本発明の一態様では、磁性体から形成され、前記アンテナコイルの一部と重畳するように前記開口部を貫通して設けられる磁性シートを更に備えることとしてもよい。   In one embodiment of the present invention, a magnetic sheet formed of a magnetic material and provided through the opening so as to overlap with a part of the antenna coil may be further provided.

このようにすれば、通信時に外部機器から送られる磁束をアンテナコイルの中心側に誘導できるので、アンテナの通信特性を良好とした上で金属板の側面近傍の限られた狭小スペースに実装できる。   In this way, since the magnetic flux sent from the external device during communication can be guided to the center side of the antenna coil, the antenna can be mounted in a limited narrow space near the side surface of the metal plate while improving the communication characteristics of the antenna.

また、本発明の一態様では、前記アンテナコイルは、その長手方向に前記開口部を縦断する中心線を介して前記導線が一方向に周回する一方側部と前記導線が他方向に周回する他方側部に二分され、前記磁性シートは、前記一方側部に対して、その外側で重畳し、前記他方側部に対して、その内側で重畳し、かつ、前記一方側部が前記金属板の前記側面に対向する構成となるように前記開口部を貫通して設けられることとしてもよい。   In one embodiment of the present invention, the antenna coil includes a side portion in which the conducting wire circulates in one direction and a other side in which the conducting wire circulates in the other direction via a center line that longitudinally cuts the opening in the longitudinal direction. The magnetic sheet is divided into two sides, and the magnetic sheet overlaps the outer side of the one side, overlaps the inner side of the other side, and the one side is formed of the metal plate. The opening may be provided so as to face the side surface.

このようにすれば、アンテナコイルで発生する磁界の分布をより広げられるので、アンテナの通信特性を良好な状態とした上で金属板の側面近傍の限られた狭小スペースに実装できる。   In this way, the distribution of the magnetic field generated by the antenna coil can be further widened, so that the antenna can be mounted in a limited narrow space near the side surface of the metal plate while the communication characteristics of the antenna are improved.

また、本発明の他の態様は、前述した何れか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である。   Another embodiment of the present invention is an electronic device in which any of the antenna devices described above is incorporated and can communicate with an external device via an electromagnetic field signal.

本発明の他の態様によれば、アンテナ装置を限られた狭小スペースに実装しても、良好なアンテナ通信特性を確保できるので、良好なアンテナ通信特性を確保可能な電子機器の設計自由度が向上する。   According to another aspect of the present invention, even when the antenna device is mounted in a limited narrow space, good antenna communication characteristics can be ensured. Therefore, the degree of freedom in designing electronic devices that can ensure good antenna communication characteristics is improved. improves.

以上説明したように本発明によれば、アンテナ装置を金属板の側面に沿って設けることによって、金属板の側面近傍の限られた狭小スペースに実装しても、良好な通信性能を確保できる。   As described above, according to the present invention, by providing the antenna device along the side surface of the metal plate, good communication performance can be ensured even when mounted in a limited narrow space near the side surface of the metal plate.

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。1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a wireless communication system to which an antenna device according to an embodiment of the present invention is applied. (A)は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の一例を示す斜視図であり、(B)は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の配置を説明するための断面図である。(A) is a perspective view which shows an example of the antenna device which concerns on one Embodiment of this invention, (B) is sectional drawing for demonstrating arrangement | positioning of the antenna device which concerns on one Embodiment of this invention. . (A)は、本発明の他の一実施形態に係るアンテナ装置の一例を示す斜視図であり、(B)は、本発明の他の一実施形態に係るアンテナ装置の配置を説明するための断面図である。(A) is a perspective view which shows an example of the antenna device which concerns on other one Embodiment of this invention, (B) is for demonstrating arrangement | positioning of the antenna device which concerns on other one Embodiment of this invention. It is sectional drawing. (A)は、本発明の他の一実施形態に係るアンテナ装置の一例を示す斜視図であり、(B)は、本発明の他の一実施形態に係るアンテナ装置の配置を説明するための断面図である。(A) is a perspective view which shows an example of the antenna device which concerns on other one Embodiment of this invention, (B) is for demonstrating arrangement | positioning of the antenna device which concerns on other one Embodiment of this invention. It is sectional drawing. (A)は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の比較例となる通常のアンテナ装置の概略構成を示す斜視図であり、(B)は、図5(A)に示すアンテナ装置の磁界強度を示す図である。(A) is a perspective view which shows schematic structure of the normal antenna apparatus used as the comparative example of the antenna apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, (B) is a magnetic field of the antenna apparatus shown to FIG. 5 (A). It is a figure which shows intensity | strength. (A)は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の実施例の概略構成を示す斜視図であり、(B)は、図6(A)に示すアンテナ装置の磁界強度を示す図である。(A) is a perspective view which shows schematic structure of the Example of the antenna apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, (B) is a figure which shows the magnetic field intensity of the antenna apparatus shown to FIG. 6 (A). . (A)は、本発明の他の一実施形態に係るアンテナ装置の比較例の概略構成を示す斜視図であり、(B)は、図7(A)に示すアンテナ装置の磁界強度を示す図である。(A) is a perspective view which shows schematic structure of the comparative example of the antenna apparatus which concerns on other one Embodiment of this invention, (B) is a figure which shows the magnetic field strength of the antenna apparatus shown to FIG. 7 (A). It is. (A)は、本発明の他の一実施形態に係るアンテナ装置の実施例の概略構成を示す斜視図であり、(B)は、図8(A)に示すアンテナ装置の磁界強度を示す図である。(A) is a perspective view which shows schematic structure of the Example of the antenna apparatus which concerns on other one Embodiment of this invention, (B) is a figure which shows the magnetic field strength of the antenna apparatus shown to FIG. 8 (A). It is. (A)は、本発明の他の一実施形態に係るアンテナ装置の実施例の概略構成を示す斜視図であり、(B)は、図9(A)に示すアンテナ装置の磁界強度を示す図である。(A) is a perspective view which shows schematic structure of the Example of the antenna apparatus which concerns on other one Embodiment of this invention, (B) is a figure which shows the magnetic field strength of the antenna apparatus shown to FIG. 9 (A). It is. (A)及び(B)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試験における評価結果を示すグラフである。(A) And (B) is a graph which shows the evaluation result in the evaluation test for confirming the effect | action and effect of the antenna apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. (A)及び(B)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試験における評価結果を示すグラフである。(A) And (B) is a graph which shows the evaluation result in the evaluation test for confirming the effect | action and effect of the antenna apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. (A)及び(B)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試験における評価結果を示すグラフである。(A) And (B) is a graph which shows the evaluation result in the evaluation test for confirming the effect | action and effect of the antenna apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.

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。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are essential as means for solving the present invention. Not necessarily.

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(A)は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の一例を示す斜視図であり、図2(B)は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の配置を説明するための断面図である。   First, a configuration of an antenna device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a wireless communication system to which an antenna device according to an embodiment of the present invention is applied. FIG. 2A is an example of an antenna device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2B is a cross-sectional view for explaining the arrangement of the antenna device according to the embodiment of the present invention.

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。   The antenna device 1 according to the present embodiment is a device that is incorporated in an electronic device 30 and communicates with an external device via an electromagnetic field signal. For example, the antenna device 1 is incorporated in an RFID wireless communication system 100 as shown in FIG. Used.

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。   As shown in FIG. 1, the wireless communication system 100 includes an antenna device 1 provided in an electronic device 30 and a reader / writer 40 serving as an external device that accesses the antenna device 1. Here, it is assumed that the antenna device 1 and the reader / writer 40 are arranged to face each other on the XY plane of the three-dimensional orthogonal coordinate system XYZ shown in FIG.

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。   The reader / writer 40 functions as a transmitter that transmits a magnetic field in the Z-axis direction to the antenna devices 1 that face each other in the XY plane, and specifically, an antenna 41 that transmits a magnetic field toward the antenna device 1 And a control board 42 that communicates with the antenna device 1 that is inductively coupled via the antenna 41.

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。   That is, the reader / writer 40 is provided with a control board 42 that is electrically connected to the antenna 41. A control circuit 43 made of electronic components such as one or a plurality of integrated circuit chips is mounted on the control board 42. The control circuit 43 executes various processes based on the data received from the antenna device 1.

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。   For example, when transmitting data to the antenna device 1, the control circuit 43 encodes the data, modulates a carrier wave of a predetermined frequency (for example, 13.56 MHz) based on the encoded data, and modulates the data. The modulated signal is amplified, and the antenna 41 is driven by the amplified modulated signal. In addition, when reading data from the antenna device 1, the control circuit 43 amplifies the modulation signal of the data received by the antenna 41, demodulates the modulation signal of the amplified data, and decodes the demodulated data.

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。   The control circuit 43 uses an encoding method and a modulation method used in a general reader / writer. For example, a Manchester encoding method or an ASK (Amplitude Shift Keying) modulation method is used. In the following description, the antenna device and the like in the non-contact communication system will be described, but the same can be applied to a non-contact charging system such as Qi (Chi).

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32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11(図2(A)参照)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、金属板3とを備える。   The antenna device 1 is incorporated into a housing 32 of an electronic device 30 such as a mobile phone that is disposed so as to face the reader / writer 40 in the XY plane, for example. In this embodiment, the antenna device includes an antenna module 2 having an antenna substrate 11 (see FIG. 2A) on which an antenna coil 12 capable of communicating with an inductively coupled reader / writer 40 is mounted, and an antenna. A communication processing unit 13 that is driven by a current flowing through the coil 12 and performs communication with the reader / writer 40 and the metal plate 3 are provided.

アンテナモジュール2は、電子機器30の筐体32(図2(A)参照)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1に示すように、アンテナモジュール2は、アンテナ基板11と、通信処理部13と、接続部14とを備える。   The antenna module 2 is provided inside the housing 32 (see FIG. 2A) of the electronic device 30 and communicates with the reader / writer 40 that is inductively coupled. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the antenna module 2 includes an antenna substrate 11, a communication processing unit 13, and a connection unit 14.

アンテナ基板11には、例えばフレキシブルフラットケーブル等の可撓性の導線12aがパターンニング処理等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。   For example, an antenna coil 12 formed by patterning or the like of a flexible conductive wire 12 a such as a flexible flat cable is electrically connected to the antenna substrate 11, and the antenna coil 12 and the communication processing unit 13. A terminal portion 14 is mounted.

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。本実施形態では、アンテナコイル12は、図2(A)に示すように、長手方向に細長い略短冊形状をなし、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を介して幅方向(図2(A)に示すX方向)に対向する導線12aが互いに近接するよう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。   When the antenna coil 12 receives a magnetic field transmitted from the reader / writer 40, the antenna coil 12 is magnetically coupled to the reader / writer 40 by inductive coupling, receives the modulated electromagnetic wave, and performs communication processing of the received signal via the terminal unit 14. It has a function of supplying to the unit 13. In this embodiment, as shown in FIG. 2 (A), the antenna coil 12 has a substantially strip shape elongated in the longitudinal direction, and one conductor 12a of the antenna coil 12 is circulated along the outer shape. The center side is the opening 12b. That is, the antenna coil 12 is provided by being wound so that the conductive wires 12a facing each other in the width direction (X direction shown in FIG. 2A) are close to each other through the opening 12b. The antenna coil 12 is arranged so that the main surface around which the conducting wire 12a circulates opposes the reader / writer 40 in the XY plane shown in FIG. 1 during communication.

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等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。   The communication processing unit 13 is driven by a current flowing through the antenna coil 12 and communicates with the reader / writer 40. Specifically, the communication processing unit 13 demodulates the received modulation signal, decodes the demodulated data, and writes the decoded data in the internal memory of the communication processing unit 13. The communication processing unit 13 reads the data to be transmitted to the reader / writer 40 from the internal memory, encodes the read data, modulates the carrier wave based on the encoded data, and is magnetically coupled by inductive coupling. The radio wave modulated through the coil 12 is transmitted to the reader / writer 40. Note that the communication processing unit 13 may be driven not by power flowing through the antenna coil 12 but by power supplied from a power supply unit such as a battery pack or an external power source incorporated in the electronic device.

金属板3は、電子機器30の筐体32内に設けられ、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。金属板3は、例えば、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1の導電体を構成するものである。当該第1の導電体として、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。   The metal plate 3 is provided in the housing 32 of the electronic device 30 and serves as a first conductor facing the reader / writer 40 serving as an external device. The metal plate 3 is provided in a housing of an electronic device such as a mobile phone, a smartphone, or a tablet PC, for example, and constitutes a first conductor that faces the reader / writer 40 during communication of the antenna module 2. As the first conductor, for example, a metal cover affixed to the inner surface of the smartphone casing, a metal casing of a battery pack stored in the smartphone, or the back surface of the liquid crystal module of the tablet PC Corresponds to a metal plate or the like.

バッテリパック等の金属板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40と対向した金属板3の外縁側の磁界が強いという特性を有する。このため、本実施形態では、アンテナモジュール2のアンテナコイル12を携帯電話機30の筐体32内部に設けられたバッテリパック等の金属板3の外縁側に設けている。このように、アンテナコイル12を金属板3の外縁側に設けることによって、携帯電話機等の電子機器30に組み込んだ際に当該電子機器30の小型化を図りつつ、リーダライタ40との間で良好な通信特性が実現される。   Since the metal plate 3 such as a battery pack flows electricity relatively well, when an AC magnetic field is applied from the outside, an eddy current is generated and the magnetic field is rebounded. Examining the magnetic field distribution when an AC magnetic field is applied from the outside, the magnetic field on the outer edge side of the metal plate 3 facing the reader / writer 40 is strong. For this reason, in this embodiment, the antenna coil 12 of the antenna module 2 is provided on the outer edge side of the metal plate 3 such as a battery pack provided in the housing 32 of the mobile phone 30. As described above, by providing the antenna coil 12 on the outer edge side of the metal plate 3, the electronic device 30 can be reduced in size when incorporated in the electronic device 30 such as a cellular phone, and can be favorably connected to the reader / writer 40. Communication characteristics are realized.

本実施形態では、アンテナコイル12は、例えば、図2(A)に示すような三次元直交座標系XYZのXZ平面上であって、図2(B)に示すように、携帯電話機30の筐体32内部に設けられたバッテリパック等の金属板3の側面3aと、筐体32の内周壁32aとの間に配置され、金属板3の側面3aに沿って設けられる。すなわち、アンテナコイル12は、金属板3のリーダライタ40との対向面側でなく、側面3aに開口部12bが向くように設けられている。   In the present embodiment, the antenna coil 12 is on the XZ plane of a three-dimensional orthogonal coordinate system XYZ as shown in FIG. 2A, for example, and as shown in FIG. It is disposed between the side surface 3 a of the metal plate 3 such as a battery pack provided inside the body 32 and the inner peripheral wall 32 a of the housing 32, and is provided along the side surface 3 a of the metal plate 3. That is, the antenna coil 12 is provided so that the opening 12b faces the side surface 3a, not the side of the metal plate 3 facing the reader / writer 40.

また、本実施形態では、アンテナコイル12は、導線12aを略短冊形状に巻回して設けられており、その長手方向に開口部12bを縦断する中心線L1を介して、導線12aが一方向に周回する一方側部12a1と導線12aが他方向に周回する他方側部12a2に二分される構成となっている。そして、図2(B)に示すように、アンテナコイル12の幅が金属板3の厚さと略同一となっている。すなわち、アンテナコイル12の幅は、金属板3の厚さと同一であるか、何れか一方が幾分の微差の分だけ大きくなっている。   Further, in the present embodiment, the antenna coil 12 is provided by winding the conducting wire 12a in a substantially strip shape, and the conducting wire 12a is unidirectionally disposed through a center line L1 that vertically cuts the opening 12b in the longitudinal direction. One side portion 12a1 that circulates and the other side portion 12a2 that circulates in the other direction are divided into two. As shown in FIG. 2B, the width of the antenna coil 12 is substantially the same as the thickness of the metal plate 3. That is, the width of the antenna coil 12 is the same as the thickness of the metal plate 3, or one of them is increased by a slight difference.

このように本実施形態では、長手方向に細長い略短冊形状のアンテナコイル12を金属板3の側面3aと電子機器30の筐体32の内周壁32aとの間の狭小スペースに、開口部12bが当該側面3aに向くように、側面3aに沿って実装している。本発明者は、前述した本発明の目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、特に、アンテナコイル12の形状が長手方向に細長い略短冊形状の場合に、アンテナコイル12を金属板3のリーダライタ40との対向面側でなく、側面3aに開口部12bが向くように設けても、アンテナ装置1の通信性能を劣化させずに、良好な通信機能を維持できることを見出した。このため、本実施形態では、アンテナコイル12を金属板3の側面3aに沿って設けることによって、限られた狭小スペースに実装しても良好な通信性能を確保されるので、電子機器30の小型薄型化の要請に対応できるようになっている。   As described above, in this embodiment, the opening 12b is formed in the narrow space between the side surface 3a of the metal plate 3 and the inner peripheral wall 32a of the housing 32 of the electronic device 30. It is mounted along the side surface 3a so as to face the side surface 3a. As a result of intensive studies in order to achieve the above-described object of the present invention, the present inventor has made the antenna coil 12 of the metal plate 3 particularly when the shape of the antenna coil 12 is a substantially strip shape elongated in the longitudinal direction. It has been found that even if the opening 12b is provided on the side surface 3a rather than on the side facing the reader / writer 40, a good communication function can be maintained without deteriorating the communication performance of the antenna device 1. For this reason, in this embodiment, since the antenna coil 12 is provided along the side surface 3a of the metal plate 3, good communication performance is ensured even when mounted in a limited narrow space. It is now possible to meet the demand for thinning.

なお、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置1は、図2(A)及び(B)の構成に限定されない。すなわち、図3(A)及び(B)に示すように、アンテナ装置101は、アンテナコイル112の幅が金属板103の厚さより大きい構成としてもよい。本実施形態では、アンテナコイル112の一方側部112a1は、金属板103の側面103aに対向しており、他方側部112bは、当該側面103aからはみ出る構成となっている。   Note that the antenna device 1 according to an embodiment of the present invention is not limited to the configuration shown in FIGS. That is, as shown in FIGS. 3A and 3B, the antenna device 101 may have a configuration in which the width of the antenna coil 112 is larger than the thickness of the metal plate 103. In the present embodiment, the one side portion 112a1 of the antenna coil 112 faces the side surface 103a of the metal plate 103, and the other side portion 112b is configured to protrude from the side surface 103a.

このように、略短冊形状のアンテナコイル112の幅を金属板103の厚さより大きい構成とすることによって、アンテナコイル112の面積をより大きくできるので、アンテナコイル112により大きな誘導起電力を発生させることによって、通信性能を高めることができる。すなわち、電子機器130の筐体132と金属板103の側面103aとの間のスペースの深さが金属板103の厚さ以上の大きさを確保可能な場合には、アンテナコイル112の幅を金属板103の厚さより大きくすることによって、金属板103の側面103aの近傍の限られた狭小スペースに実装しても、アンテナの通信性能をより良好にできる。   Thus, by making the width of the substantially rectangular antenna coil 112 larger than the thickness of the metal plate 103, the area of the antenna coil 112 can be made larger, so that a large induced electromotive force can be generated by the antenna coil 112. Thus, communication performance can be improved. That is, when the depth of the space between the housing 132 of the electronic device 130 and the side surface 103a of the metal plate 103 can be secured to be equal to or greater than the thickness of the metal plate 103, the width of the antenna coil 112 is set to the metal. By making it larger than the thickness of the plate 103, it is possible to improve the communication performance of the antenna even if it is mounted in a limited narrow space near the side surface 103a of the metal plate 103.

また、アンテナ通信性能をより良好にするために、図4(A)及び(B)に示すように、磁性シート220をアンテナコイル212の一部と重畳するように、アンテナコイル212の開口部212bに貫通して設けてもよい。磁性シート220は、酸化鉄や酸化クロム、コバルト、フェライト等の磁性体から形成され、アンテナモジュール2(図1参照)の通信特性を高めるために、当該アンテナモジュール2の通信時にリーダライタ40(図1参照)から送られる磁束をアンテナコイル212の中心側に向けて誘導する機能を有する。   Further, in order to improve the antenna communication performance, as shown in FIGS. 4A and 4B, the opening 212b of the antenna coil 212 is formed so that the magnetic sheet 220 is overlapped with a part of the antenna coil 212. It may be provided so as to penetrate through. The magnetic sheet 220 is formed of a magnetic material such as iron oxide, chromium oxide, cobalt, or ferrite, and the reader / writer 40 (see FIG. 1) during communication of the antenna module 2 in order to improve the communication characteristics of the antenna module 2 (see FIG. 1). 1), the magnetic flux transmitted from the antenna coil 212 is guided toward the center side.

本実施形態では、アンテナコイル212は、図4(B)に示すように、磁性シート220が一方側部212a1に対して、その外側で重畳し、他方側部212a2に対して、その内側で重畳するように、開口部212bを貫通して設けられている。そして、一方側部212a1が金属板203の側面203aに対向し、他方側部212a2が磁性シート220の外側の配置となる構成になっている。このように、磁性シート220をアンテナコイル212の開口部212bを貫通するように設けることによって、アンテナコイル212で発生する磁界の分布をより広げられるので、金属板203の側面203aの近傍の限られた狭小スペースにアンテナ装置201を実装する際に、アンテナの通信特性をより良好な状態にすることができる。   In this embodiment, as shown in FIG. 4B, the antenna coil 212 has the magnetic sheet 220 superimposed on the outer side with respect to the one side portion 212a1 and superimposed on the inner side with respect to the other side portion 212a2. As shown, the opening 212b is provided through. The one side portion 212 a 1 is opposed to the side surface 203 a of the metal plate 203, and the other side portion 212 a 2 is arranged outside the magnetic sheet 220. Thus, by providing the magnetic sheet 220 so as to penetrate the opening 212b of the antenna coil 212, the distribution of the magnetic field generated in the antenna coil 212 can be further expanded, so that the vicinity of the side surface 203a of the metal plate 203 is limited. When the antenna device 201 is mounted in a narrow space, the communication characteristics of the antenna can be improved.

次に、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の検討評価の実施例について、図面を使用しながら説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。   Next, an example of examination and evaluation of the antenna device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to a present Example.

まず、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置のアンテナコイルの構成の変化に基づく、磁界強度の検証結果を示す実施例について、図面を使用しながら説明する。   First, an example showing a verification result of magnetic field strength based on a change in configuration of an antenna coil of an antenna device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図5(A)は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の比較例となる通常のアンテナ装置の概略構成を示す斜視図であり、(B)は、図5(A)に示すアンテナ装置の磁界強度を示す図である。比較例となるアンテナ装置501として、50mm×50mmで導線が4ターンのアンテナコイル512を、280mm×280mm×20mmのステンレス製の筐体532に備わる金属板503の裏面側に設けた場合において、当該アンテナ装置501の端子に600mWの電力を給電した状態におけるアンテナコイル512に発生する磁界強度の分布について、当該アンテナコイル512の断面を観察した。図5(B)に示すように、金属板の下側に設けられたアンテナコイル512の周辺に強い磁界分布が現れることが分かった。   FIG. 5A is a perspective view showing a schematic configuration of a normal antenna device as a comparative example of the antenna device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5B is an antenna device shown in FIG. It is a figure which shows the magnetic field intensity of. As an antenna device 501 as a comparative example, when an antenna coil 512 having 50 mm × 50 mm and four turns of a conductive wire is provided on the back side of a metal plate 503 provided in a stainless steel casing 532 of 280 mm × 280 mm × 20 mm, The cross section of the antenna coil 512 was observed for the distribution of the magnetic field strength generated in the antenna coil 512 in a state where 600 mW of power was supplied to the terminal of the antenna device 501. As shown in FIG. 5B, it was found that a strong magnetic field distribution appears around the antenna coil 512 provided on the lower side of the metal plate.

図6(A)は、前述した本発明の他の一実施形態に係るアンテナ装置201の実施例の概略構成を示す斜視図であり、図6(B)は、図6(A)に示すアンテナ装置201の磁界強度を示す図である。本発明の一実施形態のアンテナ装置201の実施例として、50mm×25mmで導線が4ターンのアンテナコイル212を280mm×280mm×20mmのステンレス製の筐体232に備わる金属板203の側面203aに設けた場合において、当該アンテナ装置201の端子に600mWの電力を給電した状態におけるアンテナコイル212に発生する磁界強度の分布について、当該アンテナコイル212の断面を観察した。   FIG. 6A is a perspective view showing a schematic configuration of an example of an antenna device 201 according to another embodiment of the present invention described above, and FIG. 6B is an antenna shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing the magnetic field strength of the apparatus 201. As an example of the antenna device 201 according to an embodiment of the present invention, an antenna coil 212 having 50 mm × 25 mm and 4 turns of conductive wire is provided on a side surface 203 a of a metal plate 203 provided in a stainless steel housing 232 of 280 mm × 280 mm × 20 mm. In this case, the cross section of the antenna coil 212 was observed for the distribution of the magnetic field strength generated in the antenna coil 212 in a state where 600 mW of power was supplied to the terminal of the antenna device 201.

図6(B)に示すように、金属板の側面側から金属板の上下に至るまで強い磁界分布が広く現れることが分かった。特に、本実施例では、アンテナコイル212は、前述したように、磁性シート220が一方側部212a1に対して、その外側で重畳し、他方側部212a2に対して、その内側で重畳するように、開口部212bを貫通して設けられているので、アンテナコイル212で発生する磁界が磁性シート220の外側を周るように分布が広がるので、一定の大きさ以上の磁界がより広範囲に展開されるようになることが分かった。   As shown in FIG. 6B, it was found that a strong magnetic field distribution appears widely from the side of the metal plate to the top and bottom of the metal plate. In particular, in the present embodiment, as described above, the antenna coil 212 is arranged such that the magnetic sheet 220 is superimposed on the outer side of the one side portion 212a1 and is superimposed on the inner side of the other side portion 212a2. Since the magnetic field generated by the antenna coil 212 spreads around the outside of the magnetic sheet 220 because the opening 212b is provided, the magnetic field of a certain magnitude or more is spread over a wider range. I found out that

図7(A)は、前述した本発明の他の一実施形態に係るアンテナ装置201の比較例の概略構成を示す斜視図であり、図7(B)は、図7(A)に示すアンテナ装置301の磁界強度を示す図である。比較例となるアンテナ装置301では、アンテナコイル312は、磁性シート320が一方側部312a1に対して、その内側で重畳し、他方側部312a2に対して、その外側で重畳するように、開口部312bを貫通して設けられている。また、比較例となるアンテナ装置301の実施例として、50mm×25mmで導線が4ターンのアンテナコイル312を280mm×280mm×20mmのステンレス製の筐体532に備わる金属板303の側面303aに設けた場合において、当該アンテナ装置301の端子に600mWの電力を給電した状態におけるアンテナコイル312に発生する磁界強度の分布について、当該アンテナコイル312の断面を観察した。   FIG. 7A is a perspective view showing a schematic configuration of a comparative example of the antenna device 201 according to another embodiment of the present invention described above, and FIG. 7B is an antenna shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing the magnetic field strength of the device 301. In the antenna device 301 as a comparative example, the antenna coil 312 has an opening portion so that the magnetic sheet 320 overlaps with the one side portion 312a1 on the inner side and overlaps with the other side portion 312a2 on the outer side. It is provided through 312b. Further, as an example of the antenna device 301 serving as a comparative example, an antenna coil 312 having 50 mm × 25 mm and 4 turns of a conducting wire is provided on a side surface 303 a of a metal plate 303 provided in a stainless steel housing 532 of 280 mm × 280 mm × 20 mm. In the case, the cross section of the antenna coil 312 was observed with respect to the distribution of the magnetic field strength generated in the antenna coil 312 in a state where 600 mW of power was supplied to the terminal of the antenna device 301.

図7(B)に示すように、金属板の側面側から金属板の上下に至るまで強い磁界分布が広く現れるが、図6(B)に示す実施例と比べると、磁界分布の広がりが小さいことが分かった。すなわち、アンテナコイル312の開口部312bに磁性シート320を貫通させて設ける際に、一方側部312aが金属板303の側面303aに直接対向させずに磁性シートを介して設けられると、磁界分布の広がりが小さくなることが分かった。このことから、磁性シート220をアンテナコイル212の開口部212bに貫通させて設ける際には、図6(B)に示すように、本発明の他の一実施形態に係るアンテナ装置201の態様でアンテナコイル212の開口部212aに磁性シート220を貫通させて設ける方が好ましいことが分かった。   As shown in FIG. 7B, a strong magnetic field distribution appears widely from the side surface side of the metal plate to the top and bottom of the metal plate, but the spread of the magnetic field distribution is small compared to the embodiment shown in FIG. I understood that. That is, when the magnetic sheet 320 is provided through the opening 312b of the antenna coil 312 and the one side 312a is provided via the magnetic sheet without directly facing the side surface 303a of the metal plate 303, the magnetic field distribution is reduced. It was found that the spread became smaller. Therefore, when the magnetic sheet 220 is provided so as to penetrate the opening 212b of the antenna coil 212, as shown in FIG. 6B, in the form of the antenna device 201 according to another embodiment of the present invention. It has been found that it is preferable to provide the magnetic sheet 220 through the opening 212a of the antenna coil 212.

図8(A)は、前述した本発明の一実施形態に係るアンテナ装置1の実施例の概略構成を示す斜視図であり、図8(B)は、図8(A)に示すアンテナ装置1の磁界強度を示す図である。本発明の一実施形態のアンテナ装置1の実施例として、30mm×5mmで導線が4ターンのアンテナコイル12を50mm×50mm×5mmのアルミ製の筐体32に備わる金属板3の側面3aに設けた場合において、当該アンテナ装置1の端子に100mWの電力を給電した状態におけるアンテナコイル12に発生する磁界強度の分布について、当該アンテナコイル12の断面を観察した。図8(B)に示すように、金属板の側面からその周辺に強い磁界分布が現れるが、図6(A)に示す実施例より磁界分布の広がりが狭いことが分かった。   FIG. 8A is a perspective view showing a schematic configuration of an example of the antenna device 1 according to the embodiment of the present invention described above, and FIG. 8B is an antenna device 1 shown in FIG. It is a figure which shows the magnetic field intensity of. As an example of the antenna device 1 according to an embodiment of the present invention, the antenna coil 12 having 30 mm × 5 mm and 4 turns of conductor is provided on the side surface 3 a of the metal plate 3 provided in the aluminum housing 32 of 50 mm × 50 mm × 5 mm. In this case, the cross section of the antenna coil 12 was observed for the distribution of the magnetic field strength generated in the antenna coil 12 in a state where 100 mW of power was supplied to the terminal of the antenna device 1. As shown in FIG. 8B, a strong magnetic field distribution appears from the side surface of the metal plate to the periphery thereof, but it has been found that the spread of the magnetic field distribution is narrower than that in the example shown in FIG.

図9(A)は、前述した本発明の他の一実施形態に係るアンテナ装置101の実施例の概略構成を示す斜視図であり、図9(B)は、図9(A)に示すアンテナ装置101の磁界強度を示す図である。本発明の他の一実施形態のアンテナ装置101の実施例として、30mm×10mmで導線が4ターンのアンテナコイル12を50mm×50mm×10mmのアルミ製の筐体132に備わる金属板103の側面103aに設けた場合において、当該アンテナ装置101の端子に100mWの電力を給電した状態におけるアンテナコイル112に発生する磁界強度の分布について、当該アンテナコイル112の断面を観察した。図9(B)に示すように、金属板の側面からその周辺に強い磁界分布が現れ、図8(A)に示す実施例より磁界分布の広がりが大きくなるが、図6(A)に示す実施例より磁界分布の広がりが狭いことが分かった。   FIG. 9A is a perspective view showing a schematic configuration of an example of the antenna device 101 according to another embodiment of the present invention described above, and FIG. 9B is an antenna shown in FIG. 4 is a diagram showing the magnetic field strength of the device 101. FIG. As an example of the antenna device 101 according to another embodiment of the present invention, a side surface 103a of a metal plate 103 provided with an antenna casing 12 of 30 mm × 10 mm and 4 turns of a conductive wire in an aluminum casing 132 of 50 mm × 50 mm × 10 mm. The cross section of the antenna coil 112 was observed for the distribution of the magnetic field strength generated in the antenna coil 112 in a state where 100 mW of power was supplied to the terminal of the antenna device 101. As shown in FIG. 9B, a strong magnetic field distribution appears from the side surface of the metal plate to the periphery thereof, and the spread of the magnetic field distribution becomes larger than that in the embodiment shown in FIG. 8A. It was found that the spread of the magnetic field distribution was narrower than in the examples.

以上の磁界強度の検証結果から、前述した本発明の他の一実施形態に係るアンテナ装置201の実施例の磁界分布の広がりが一番大きいことから、より良好な通信性能を確保できることが分かった。すなわち、より良好なアンテナの通信性能を確保するために、アンテナコイル212の開口部212bに磁性シート220を貫通させて設ける際に、磁性シート220が一方側部212a1に対して、その外側で重畳し、他方側部212a2に対して、その内側で重畳するように、開口部212bを貫通させて、一方側部212a1が金属板203の側面203aに対向し、他方側部212a2が磁性シート220の外側の配置となる構成とすることが好ましいことが分かった。   From the verification results of the magnetic field strength described above, it was found that the better communication performance can be secured because the magnetic field distribution of the example of the antenna device 201 according to another embodiment of the present invention described above is the largest. . That is, in order to ensure better antenna communication performance, when the magnetic sheet 220 is provided through the opening 212b of the antenna coil 212, the magnetic sheet 220 is superimposed on the one side 212a1 on the outer side. Then, the opening 212b is penetrated so as to overlap with the other side portion 212a2 inside, the one side portion 212a1 faces the side surface 203a of the metal plate 203, and the other side portion 212a2 is made of the magnetic sheet 220. It turned out that it is preferable to set it as the structure used as an outer side.

次に、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置における作用・効果の評価試験における評価結果について、図面を使用しながら説明する。図10(A)及び(B)、図11(A)及び(B)、図12(A)及び(B)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試験における評価結果を示すグラフである。   Next, evaluation results in the action / effect evaluation test in the antenna device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 10A and 10B, FIGS. 11A and 11B, and FIGS. 12A and 12B are diagrams for confirming the operation and effect of the antenna device according to the embodiment of the present invention. It is a graph which shows the evaluation result in an evaluation test.

本実施例では、前述した本発明の一実施形態に係るアンテナ装置201の実施例と、比較例となる通常のアンテナ装置501にそれぞれ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。アンテナコイル212を金属板203の側面203aに設けた本発明の一実施形態に係る実施例と、アンテナコイル512を金属板503の裏面側に設けた比較例となるアンテナ装置に対して、金属板203、503の表面側から外形72mm×52mmの4ターンコイルを有するリーダライタを20mmの距離に近づけて、結合係数を評価した結果を図10(A)及び(B)に示す。また、金属板203、503の側面側からリーダライタを20mmの距離に近づけて、結合係数を評価した結果を図11(A)及び(B)に示す。さらに、金属板203、503の裏面側からリーダライタを20mmの距離に近づけて、結合係数を評価した結果を図12(A)及び(B)に示す。なお、図10(A)、図11(A)、図12(A)は、リーダライタをX方向(図5、図6参照)に移動した場合、図10(B)、図11(B)、図12(B)は、リーダライタをY方向(図5、図6参照)に移動した場合の評価結果をそれぞれ示す。   In this example, the coupling coefficient when the reader / writer is moved in a predetermined direction to the example of the antenna device 201 according to the embodiment of the present invention described above and the normal antenna device 501 as a comparative example is simulated. I asked for it. Compared to an example according to an embodiment of the present invention in which the antenna coil 212 is provided on the side surface 203a of the metal plate 203 and a comparative antenna apparatus in which the antenna coil 512 is provided on the back side of the metal plate 503, the metal plate FIGS. 10A and 10B show the results of evaluating the coupling coefficient when a reader / writer having a 4-turn coil having an outer shape of 72 mm × 52 mm is brought closer to a distance of 20 mm from the surface side of 203 and 503. 11A and 11B show the results of evaluating the coupling coefficient when the reader / writer is brought closer to a distance of 20 mm from the side surfaces of the metal plates 203 and 503. Further, FIGS. 12A and 12B show the results of evaluating the coupling coefficient by moving the reader / writer closer to a distance of 20 mm from the back side of the metal plates 203 and 503. FIG. 10 (A), 11 (A), and 12 (A) are shown in FIGS. 10 (B) and 11 (B) when the reader / writer is moved in the X direction (see FIGS. 5 and 6). FIG. 12B shows the evaluation results when the reader / writer is moved in the Y direction (see FIGS. 5 and 6).

図10(A)及び(B)に示すように、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置201の実施例では、アンテナサイズを従来技術の半分とした場合でも、金属板203の表面側では、従来技術となる比較例の倍以上の大きさの結合係数が得られ、より良好な通信特性が確保されることが分かった。すなわち、アンテナ装置201の設置箇所を金属板203の側面203とすることによって、アンテナサイズを小型化しても、より良好な通信特性を確保されることから、金属板203の側面203aの近傍の限られた狭小スペースに実装しても、良好な通信性能を確保できることが分かった。   As shown in FIGS. 10A and 10B, in the example of the antenna device 201 according to one embodiment of the present invention, even when the antenna size is half that of the conventional technology, on the surface side of the metal plate 203, It has been found that a coupling coefficient twice as large as that of the comparative example as the prior art is obtained, and better communication characteristics are ensured. That is, by setting the antenna device 201 as the side surface 203 of the metal plate 203, even if the antenna size is reduced, better communication characteristics can be ensured. It was found that good communication performance can be secured even if it is mounted in the narrow space.

また、図11(A)及び(B)に示すように、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置201の実施例では、アンテナサイズを従来技術の半分とした場合でも、金属板203の側面側では、従来技術となる比較例の倍以上の大きさの結合係数が得られ、より良好な通信特性が確保されることが分かった。すなわち、アンテナ装置201の設置箇所を金属板203の側面203とすることによって、アンテナサイズを小型化しても、より良好な通信特性を確保されることから、金属板203の側面203aの近傍の限られた狭小スペースに実装しても、良好な通信性能を確保できることが分かった。   Further, as shown in FIGS. 11A and 11B, in the example of the antenna device 201 according to the embodiment of the present invention, the side surface side of the metal plate 203 even when the antenna size is half that of the conventional technology. Thus, it has been found that a coupling coefficient that is more than double the size of the comparative example, which is the prior art, is obtained, and better communication characteristics are ensured. That is, by setting the antenna device 201 as the side surface 203 of the metal plate 203, even if the antenna size is reduced, better communication characteristics can be ensured. It was found that good communication performance can be secured even if it is mounted in the narrow space.

一方、図12(A)及び(B)に示すように、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置201の実施例では、金属板203の裏面側では、従来技術となる比較例と比べて、結合係数が低い値となっている。しかしながら、アンテナ装置201を取り付ける電子機器30の操作性の点を踏まえると、アンテナ装置201の搭載部位としては、金属板203の表面側や側面側の方が適していることから、全体として、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置201の実施例の方が比較例より良好な通信特性が確保されることが分かった。   On the other hand, as shown in FIGS. 12A and 12B, in the example of the antenna device 201 according to the embodiment of the present invention, the back surface side of the metal plate 203 is compared with the comparative example that is the related art. The coupling coefficient is a low value. However, considering the operability of the electronic device 30 to which the antenna device 201 is attached, the surface side or the side surface side of the metal plate 203 is more suitable as a mounting portion of the antenna device 201. It has been found that the example of the antenna device 201 according to one embodiment of the invention ensures better communication characteristics than the comparative example.

なお、上記のように本発明の各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。   Although the embodiments and examples of the present invention have been described in detail as described above, it will be understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. It will be easy to understand. Therefore, all such modifications are included in the scope of the present invention.

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、動作も本発明の各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。   For example, a term described with a different term having a broader meaning or the same meaning at least once in the specification or the drawings can be replaced with the different term in any part of the specification or the drawings. Further, the configurations and operations of the antenna device and the electronic apparatus are not limited to those described in the embodiments and examples of the present invention, and various modifications can be made.

1 アンテナ装置、2 アンテナモジュール、3、103、203、303 金属板(第1の導電体)、3a、103a、203a、303a (金属板の)側面、11、111、211 アンテナ基板、12、112、212、312 アンテナコイル、12a、112a、212a、312a 導線、12a1、112a1、212a1、312a1 一方側部、12a2、112a2、212a2、312a2 他方側部、12b、112b、212b、312b 開口部、13 通信処理部、14 端子部、220、320 磁性シート、30 電子機器、32 筐体、32a (筐体の)内周壁、40 リーダライタ(外部機器)、41 アンテナ、42 制御基板、43 制御回路、L1 中心線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna apparatus, 2 Antenna module 3, 103, 203, 303 Metal plate (1st conductor), 3a, 103a, 203a, 303a (metal plate) side surface, 11, 111, 211 Antenna substrate, 12, 112 , 212, 312 Antenna coil, 12a, 112a, 212a, 312a Conductor, 12a1, 112a1, 212a1, 312a1 One side, 12a2, 112a2, 212a2, 312a2 The other side, 12b, 112b, 212b, 312b Opening, 13 Communication Processing unit, 14 Terminal unit, 220, 320 Magnetic sheet, 30 Electronic device, 32 Housing, 32a (Inner housing) inner wall, 40 Reader / writer (external device), 41 Antenna, 42 Control board, 43 Control circuit, L1 Center line

Claims (6)

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金属板と、
その開口部を介して幅方向に対向する導線が互いに近接するよう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、を備え、
前記アンテナコイルは、前記金属板の側面に沿って設けられるアンテナ装置。
An antenna device incorporated in an electronic device and communicating with an external device via an electromagnetic field signal,
A metal plate provided inside the housing of the electronic device and facing the external device;
An antenna coil that is provided by being wound so that the conductors facing in the width direction through the opening are close to each other and inductively coupled to the external device, and
The antenna coil is an antenna device provided along a side surface of the metal plate.
前記アンテナコイルは、前記導線を略短冊形状に巻回して設けられる構成となっており、その幅が前記金属板の厚さと略同一である請求項1に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, wherein the antenna coil is configured to be provided by winding the conductive wire in a substantially strip shape, and the width thereof is substantially the same as the thickness of the metal plate. 前記アンテナコイルは、前記導線を略短冊形状に巻回して設けられる構成となっており、その幅が前記金属板の厚さより大きい請求項1に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, wherein the antenna coil is configured to be provided by winding the conductive wire in a substantially strip shape, and the width thereof is larger than the thickness of the metal plate. 磁性体から形成され、前記アンテナコイルの一部と重畳するように前記開口部を貫通して設けられる磁性シートを更に備える請求項1乃至3の何れか1項に記載のアンテナ装置。   4. The antenna device according to claim 1, further comprising a magnetic sheet that is formed of a magnetic material and is provided to penetrate through the opening so as to overlap with a part of the antenna coil. 前記アンテナコイルは、その長手方向に前記開口部を縦断する中心線を介して前記導線が一方向に周回する一方側部と前記導線が他方向に周回する他方側部に二分され、
前記磁性シートは、前記一方側部に対して、その外側で重畳し、前記他方側部に対して、その内側で重畳し、かつ、前記一方側部が前記金属板の前記側面に対向する構成となるように前記開口部を貫通して設けられる請求項4に記載のアンテナ装置。
The antenna coil is bisected into one side part in which the conducting wire circulates in one direction and the other side part in which the conducting wire circulates in the other direction via a center line that vertically cuts the opening in the longitudinal direction,
The magnetic sheet overlaps on the outer side with respect to the one side portion, overlaps on the inner side with respect to the other side portion, and the one side portion faces the side surface of the metal plate. The antenna device according to claim 4, wherein the antenna device is provided so as to penetrate through the opening.
請求項1乃至5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。   An electronic device in which the antenna device according to any one of claims 1 to 5 is incorporated and can communicate with an external device via an electromagnetic field signal.
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