WO2015108054A1

WO2015108054A1 - アンテナ装置、及び電子機器

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Publication number: WO2015108054A1
Application number: PCT/JP2015/050742
Authority: WO
Inventors: 折原　勝久; 憲男斉藤; 明浩福田; 鈴木　学; 弘幸良尊; 管野　正喜; 雅裕幸保
Original assignee: Dexerials Corp
Current assignee: Dexerials Corp
Priority date: 2014-01-17
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2015-07-23
Anticipated expiration: 2016-07-17
Also published as: CN105900285A; TW201541719A; US10505257B2; US20160336645A1; CN105900285B; TWI675509B

Abstract

　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ことを目的とする。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。

Description

アンテナ装置、及び電子機器

　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。本出願は、日本国において２０１４年１月１７日に出願された日本特許出願番号特願２０１４－００６５９４、特願２０１４－００６５９５、及び特願２０１４－００６５９６を基礎として優先権を主張するものであり、これらの出願を参照することにより、本出願に援用される。

　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。

　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。

　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）。

特許４８８３１２５号公報特許４８９４９４５号公報特許５１３５４５０号公報

　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。

　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。

　また、アンテナ装置を備える電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果によって、通信特性を高めたＮＦＣアンテナモジュールは、その性能を十分に発揮するためには、実装位置が金属板の外縁部に近いことが重要である。しかしながら、携帯端末等の電子機器は、小型化と多機能化が進み、それに伴い、電子機器内にカメラ等の各種電子部品が高密度に搭載されるようになっている。このため、金属板による磁気シールド効果によって高めたＮＦＣの通信特性の性能を十分に発揮されないことが問題となっている。また、携帯端末等の電子機器の多機能化に伴い、電子機器内にカメラ等の各種電子部品が搭載されるようになり、それに伴って電子機器の内部構造上、ＮＦＣアンテナモジュールを金属板の外縁部近くに実装出来ない場合がある。この場合において、金属板による磁気シールド効果によって高めた通信特性等の必要な性能を十分に発揮されないことが問題となる。

　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。

　また、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、小型化、多機能化が進む電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して、より確実にＮＦＣの通信特性を高めることの可能な、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。

　さらに、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、アンテナモジュールの実装位置に関わらず電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して、ＮＦＣの通信特性を高めることの可能な、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。

　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。当該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。

　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。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。

　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。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。

　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。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。

　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。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。

　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。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。

　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。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。

　また、本発明の他の態様は、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、前記第１の導電体の外縁部の近傍の何れかに設けられ、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、磁性体から形成され、前記ループアンテナの中心部から前記外縁部のうち該ループアンテナと対向する対向端部に向けて展開して設けられる磁性シートと、を備える。当該本発明の他の態様によれば、ループアンテナが設けられた外縁部の近傍から展開するように設けられた磁性シートによって第１の導電体を遮蔽するので、外部機器からの磁束を集めて、ループアンテナの中心部に誘導できる。このため、より確実に電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して、そのＮＦＣの通信特性を高められる。

　このとき、本発明の他の態様では、前記第１の導電体は、前記筐体を被覆する金属カバーであることとしてもよい。このように、第１の導電体が金属カバーの場合に、特に当該金属カバーを磁性シートで遮蔽することによって、電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して、そのＮＦＣの通信特性を高められる。

　また、本発明の他の態様では、前記金属カバーの何れかの部位に開口部が形成されていることとしてもよい。このように、金属カバーに開口部が形成されている場合に、特に当該金属カバーを磁性シートで遮蔽することによって、電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して、そのＮＦＣの通信特性を高められる。

　また、本発明の他の態様では、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、前記磁性シートは、前記ループアンテナの前記中心部から前記一方側部及び前記他方側部の幅方向における端部に至るまでそれぞれ延在する第１の磁性シートと、前記ループアンテナの前記中心部から前記対向端部に向けて展開される第２の磁性シートとを備え、前記第１の磁性シートは、その一端が前記外部機器から見て前記一方側部の上側に配置され、前記一端を除く部分が前記外部機器から見て前記他方側部の下側に配置されるように設けられることとしてもよい。このようにすれば、第２の磁性シートで集めた外部機器からの磁束を第１の磁性シートを経由して、ループアンテナの中心部に送ることができる。

　また、本発明の他の態様では、前記第２の磁性シートは、孔部又は切欠きの少なくとも何れかが形成された構成となっていることとしてもよい。このようにすれば、アンテナ装置を搭載する電子機器の仕様により適用可能なものとすることができる。

　また、本発明の他の態様では、前記孔部は、前記開口部と対向する部位に形成され、前記開口部より外径が小さいこととしてもよい。このようにすれば、外部機器から送られる開口部周辺の磁束も確実にループアンテナの中心部に送ることができる。

　また、本発明の他の態様では、前記第１の磁性シートと前記第２の磁性シートは、一体成型された構成となっていることとしてもよい。このようにすれば、外部機器から受ける磁束をより確実に集められる磁性シートを簡素な構成として容易に製造することができる。

　また、本発明の他の態様では、前記第１の磁性シートと前記第２の磁性シートは、それぞれ別個に成型されて連結した構成となっていることとしてもよい。このようにすれば、外部機器から受ける磁束をより確実に集められる磁性シートの設計自由度が向上する。

　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。本発明の他の態様によれば、ループアンテナを備えるアンテナモジュールの実装位置に関わらず、電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して通信特性を高めることができる。

　また、本発明の他の態様は、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、前記外部機器に対向する第１の導電体と、前記第１の導電体の外縁部から所定の間隔を介して、その内側に設けられ、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、磁性体から形成され、少なくとも前記ループアンテナの中心部から前記第１の導電体の前記外縁部の何れかまで拡張して設けられる磁性シートと、を備える。当該本発明の他の態様によれば、拡張して設けられた磁性シートによって、外部機器からの磁束を集めて、ループアンテナの中心部に誘導できる。このため、ループアンテナを備えるアンテナモジュールの実装位置に関わらず、電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して、そのＮＦＣの通信特性を高められる。

　このとき、本発明の他の態様では、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、前記磁性シートは、前記ループアンテナの前記中心部から前記一方側部及び前記他方側部の幅方向における端部に至るまでそれぞれ延在する第１の磁性シートと、前記ループアンテナの前記中心部から前記外縁部の何れかに至るまで延在する第２の磁性シートとを備え、前記第１の磁性シートは、その一端が前記外部機器から見て前記一方側部の下側に配置され、前記一端を除く部分が前記外部機器から見て前記他方側部の上側に配置されるように設けられることとしてもよい。このようにすれば、第２の磁性シートで集めた外部機器からの磁束を第１の磁性シートを経由して、ループアンテナの中心部に送ることができる。

　また、本発明の他の態様では、前記第２の磁性シートは、前記外縁部のうち前記中心部から最近接部分に向けて拡張するように設けられることとしてもよい。このようにすれば、より効率よく外部機器から受けた磁束をループアンテナの中心部に送ることができる。

　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。当該本発明の他の態様によれば、ループアンテナを備えるアンテナモジュールの実装位置に関わらず、電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して通信特性を高めることができる。

　以上説明したように本発明の一態様によれば、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。

　また、本発明の他の態様によれば、ループアンテナが設けられた外縁部の近傍から展開するように設けられた磁性シートによって、電子機器に備わる第１の導電体が遮蔽されるので、外部機器からの磁束をより確実に集めて、ループアンテナの中心部に誘導できる。このため、小型化、多機能化が進む電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して、そのＮＦＣの通信特性を向上させられるようになる。

　さらに、本発明の他の態様によれば、拡張して設けられた磁性シートによって、外部機器からの磁束を集めて、アンテナモジュールのループアンテナの中心部に誘導できる。このため、アンテナモジュールの実装位置に関わらず電子機器の主要な金属板による磁気シールド効果を利用して、そのＮＦＣの通信特性を高められる。

図１は、本発明の第１の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は、本発明の第１の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は、本発明の第１の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は、本発明の第１の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は、本発明の第１の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６Ａ及びＢは、本発明の第１の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は、本発明の第１の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は、本発明の第１の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。図９は、本発明の第２の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１０Ａは、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置のループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図であり、図１０Ｂは、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置のループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す側面図である。図１１Ａは、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置を備える電子機器の一例を示す斜視図であり、図１１Ｂは、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置を備える電子機器の一例を示す平面図である。図１２Ａは、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図であり、図１２Ｂは、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す側面図である。図１３は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図である。図１４は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図である。図１５は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図である。図１６は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図である。図１７Ａは、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図であり、図１７Ｂは、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す側面図である。図１８Ａは、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図であり、図１８Ｂは、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す側面図である。図１９は、本発明の第３の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２０Ａは、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置のループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図であり、図２０Ｂは、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置のループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す側面図である。図２１Ａは、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置を備える電子機器の一例を示す斜視図、図２１Ｂは、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置を備える電子機器の一例を示す平面図である。図２２Ａは、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図であり、図２２Ｂは、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す側面図である。図２３は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図である。図２４は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図である。図２５は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図である。図２６は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図である。図２７Ａは、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図であり、図２７Ｂは、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す側面図である。図２８Ａ及びＢは、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の他の変形例におけるループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す側面図である。図２９は、比較例となるアンテナ装置の一例を示す斜視図である。図３０は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の実施例１と比較例１に係る結合係数の変化を示すグラフである。図３１は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の実施例２と比較例２に係る結合係数の変化を示すグラフである。図３２は、比較例となるアンテナ装置の一例を示す斜視図である。図３３は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の実施例と比較例に係る結合係数の変化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。

（第１の実施形態）
　まず、本発明の第１の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、本発明の第１の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、本発明の第１の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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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、端子部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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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孔部（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。

　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。

　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孔部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６Ａ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６Ｂ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。

　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。

　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。

　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。

　次に、本発明の第１の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、本発明の第１の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、本発明の第１の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。

　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。

　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。

　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１３５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。

　このようなスマートフォン１３３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。

　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１３３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。

（第２の実施形態）
　次に、本発明の第２の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９は、本発明の第２の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１０Ａは、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置のループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図、図１０Ｂは、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置のループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す側面図である。また、図１１Ａは、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置を備える電子機器の一例を示す斜視図であり、図１１Ｂは、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置を備える電子機器の一例を示す平面図である。

　本実施形態に係るアンテナ装置２０１は、電子機器２３０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９に示すようなＲＦＩＤ用の無線通信システム３００に組み込まれて使用される。

　無線通信システム３００は、図９に示すように、電子機器２３０に備わるアンテナ装置２０１と、アンテナ装置２０１に対するアクセスを行う外部機器となるリーダライタ３２０とを含む。ここで、アンテナ装置２０１とリーダライタ３２０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。

　リーダライタ３２０は、ｘｙ平面において互いに対向するアンテナ装置２０１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２０１に向けて磁界を発信するアンテナ３２１と、アンテナ３２１を介して誘導結合されたアンテナ装置２０１と通信を行う制御基板３２２とを備える。

　すなわち、リーダライタ３２０は、アンテナ３２１と電気的に接続された制御基板３２２が配設されている。この制御基板３２２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２０１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、制御回路は、アンテナ装置２０１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３２１を駆動する。また、制御回路は、アンテナ装置２０１からデータを読み出す場合、アンテナ３２１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。

　アンテナ装置２０１は、通信時にリーダライタ３２０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２３０の筐体２３２（図１１Ａ参照）の内部に組み込まれ、外部機器となるリーダライタ３２０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２０１は、アンテナモジュール２０２と、金属板２０３と、磁性シート２２０（図１０Ａ参照）とを備える。

　アンテナモジュール２０２は、電子機器２３０の筐体２３２の内部に設けられ、誘導結合されたリーダライタ３２０との間で通信を行う。本実施形態では、図９に示すように、アンテナモジュール２０２は、ループアンテナ２１１と、通信処理部２１３と、端子部２１４とを備える。

　ループアンテナ２１１は、電子機器２３０の筐体２３２の内部に設けられ、外部機器となるリーダライタ３２０と誘導結合されることにより、当該リーダライタ３２０と通信可能となるアンテナコイル２１２（図１０Ａ参照）が周回する。本実施形態では、ループアンテナ２１１は、図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、第１の導電体となる金属板２０３の外縁部２０３ａの近傍の何れかに設けられる。すなわち、ループアンテナ２１１は、図１１Ｂに示すように、金属板２０３の外縁部２０３ａのうち、一辺２０３ａ１の近傍に設けられている。ループアンテナ２１１には、図９に示すように、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によって形成されるアンテナコイル２１２と、アンテナコイル２１２と通信処理部２１３とを電気的に接続する端子部２１４とが実装されている。なお、本明細書中における「金属板２０３の外縁部２０３ａの近傍」とは、金属板２０３の外縁部２０３ａの直上から当該外縁部２０３ａから距離的に近い領域を含む空間領域をいう。

　ループアンテナ２１１は、図１０Ａ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２１２の１本の導線が周回されており、その中心部２１２ａが開口部となっている。なお、本実施形態では、ループアンテナ２１１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２１１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。

　ループアンテナ２１１は、図１０Ａに示すように、アンテナコイル２１２が周回する主面が通信時にリーダライタ３２０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２１１は、その長手方向の中心線２１２ｂを境に、一方側部２１１ａと他方側部２１１ｂとを有する。一方側部２１１ａは、アンテナコイル２１２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２１１ｂは、アンテナコイル２１２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２１１は、長手方向に沿う一側縁を金属板２０３側に向けて、すなわち、一方側部２１１ａ又は他方側部２１１ｂの何れか一方を金属板２０３側に向けて配置される。

　アンテナコイル２１２は、リーダライタ３２０から発信される磁界を受けると、リーダライタ３２０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２１４を介して受信信号を通信処理部２１３に供給する。

　通信処理部２１３は、アンテナコイル２１２に流れる電流により駆動し、リーダライタ３２０との間で通信を行う。具体的に、通信処理部２１３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２１３が有する内部メモリに書き込む。また、通信処理部２１３は、リーダライタ３２０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２１２を介して変調された電波をリーダライタ３２０に送信する。なお、通信処理部２１３は、アンテナコイル２１２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。

　金属板２０３は、電子機器２３０の筐体内に設けられ、外部機器となるリーダライタ３２０に対向する第１の導電体となる。金属板２０３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２０２の通信時にリーダライタ３２０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。

　磁性シート２２０は、アンテナモジュール２０２の通信特性を高めるために、当該アンテナモジュール２０２の通信時にリーダライタ３２０から送られる磁束をループアンテナ２１１の中心部２１２ａに誘導する機能を有する。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、本実施形態では、図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、ループアンテナ２１１の中心部２１２ａから第１の導電体２０３の外縁部２０３ａのうち、当該ループアンテナ２１１と対向する対向端部２０３ａ２に向けて展開して設けられることを特徴とする。すなわち、図１１Ｂに示すように、ループアンテナ２１１が設けられる金属板２０３の外縁部２０３ａのうち、ループアンテナ２１１が設けられる一辺２０３ａ１から、当該一辺２０３ａ１に対向する対辺２０３ａ２に向けて、金属板２０３を遮蔽するように展開して設けられる。

　本実施形態では、磁性シート２２０は、ループアンテナ２１１の中心部２１２ａに長手方向に亘って形成される開口部に差し込まれる第１の磁性シート２２１と、ループアンテナ２１１の中心部２１２ａから対向端部２０３ａ２に向けて展開される第２の磁性シート２２２とを備える。すなわち、ループアンテナ２１１の中心部２１２ａに差し込まれた第１の磁性シート２２１に対して、第２の磁性シート２２２が当該中心部２１２ａから金属板２０３の外縁部２０３ａのうち、ループアンテナ２１１に対向する位置に有する対向端部２０３ａ２に向けて展開するように設けられている。本実施形態では、磁性シート２２０を簡素な構成として製造容易にするために、第１の磁性シート２２１と第２の磁性シート２２２は、一体成型された構成となっている。

　なお、本明細書中では、「対向端部」とは、金属板２０３の外縁部２０３ａのうち、ループアンテナ２１１が設けられた部位と対向する位置に有する外縁部２０３ａの部位、領域を示す。すなわち、図１１Ｂに示す一例では、略矩形の金属板２０３の外縁部２０３ａのうち、ループアンテナ２１１が設けられる部位となる一辺２０３ａ１に対向する位置に有する対辺２０３ａ２を示す。

　また、本実施形態では、第２の磁性シート２２２は、金属板２０３の外縁部２０３ａのうち、当該ループアンテナ２１１と対向する対向端部２０３ａ２に向けて展開するように、第２の磁性シート２２２が設けられている。具体的には、第２の磁性シート２２２は、図１１Ｂに示すように、金属板２０３の外縁部２０３ａのうち、ループアンテナ２１１が設けられる一辺２０３ａ１から、当該一辺２０３ａ１に対向する対辺２０３ａ２に向けて、金属板２０３を遮蔽するように展開して設けられる。

　なお、本実施形態では、第２の磁性シート２２２は、ループアンテナ２１１の中心部２１２ａから金属板２０３の外縁部２０３ａの一辺２０３ａ１から対辺２０３ａ２に至る途中の部位まで、当該金属板２０３を遮蔽している。しかし、より確実にリードライタ３２０からの磁束を捕集して、ループアンテナ２１１の中心部２１２ａに送るためには、外縁部２０３ａの一辺２０３ａ１の対向端部となる対辺２０３ａ２に到達するまで第２の磁性シート２２２を展開させる方が好ましい。

　このように、本実施形態では、金属板２０３の外縁部２０３ａのうち、ループアンテナ２１１が設けられた部位２０３ａ１から対向端部２０３ａ２に向けて展開するように設けられた磁性シート２２０によって、第１の導電体となる金属板２０３を遮蔽する。このため、電子機器２３０に備わるアンテナ装置２０１がリーダライタ３２０との近距離非接触通信の際に、リーダライタ３２０から送られた磁束は、金属板２０３を遮蔽するように設けられた第２の磁性シート２２２によって捕集される。そして、第２の磁性シート２２２によって捕集されたリーダライタ３２０からの磁束は、第１の磁性シート２２１を介してループアンテナ２１１の中心部２１２ａに引き込まれる。このようにして、第２の磁性シート２２２と第１の磁性シート２２１を介して、ループアンテナ２１１の中心部２１２ａに導かれた磁束によって、アンテナコイル２１２に大きな起電力が生じるので、アンテナ装置２０１のＮＦＣによる通信特性がより向上される。

　すなわち、本実施形態では、リーダライタ３２０から見て、金属板２０３の外縁部２０３ａである一辺２０３ａ１に設けられたループアンテナ２１１の中心部２１２ａから、外縁部２０３ａの対向端部となる対辺２０３ａ２に向けて展開するように、第１の磁性シート２２１に対して追加して設けた第２の磁性シート２２２で金属板２０３を遮蔽している。換言すると、リーダライタ３２０から受ける磁束の流れの上流側に第２の磁性シート２２２を設けて、金属板２０３を遮蔽している。このため、携帯端末等の電子機器２３０に内蔵され、基板等の金属板２０３の磁気シールド効果による磁束の集中を利用して、通信特性を上げるアンテナモジュール２０２に備わる金属板２０３の外縁部２０３ａの通信特性性能が改善される。

　換言すると、本実施形態では、金属板２０３を遮蔽するようにして設けられる第２の磁性シート２２２が、当該金属板２０３に向けてリーダライタ３２０から送られた磁束を確実に捕集して、第１の磁性シート２２１を介して、当該磁束をループアンテナ２１１の中心部２１２ａに送れる。このため、電子機器２３０が小型化、多機能化しても、その主要な金属板２０３による磁気シールド効果を利用して、高性能な通信特性を有するアンテナモジュール２０２を実現することができる。特に、第１の導電体となる金属板２０３が電子機器２３０の筐体２３２を被覆する金属カバーの場合に、第２の磁性シート２２２で当該金属カバーを遮蔽することによって、小型化、多機能化が進む電子機器２３０の主要な金属板２０３による磁気シールド効果を利用して、そのＮＦＣの通信特性を高められる。

　このように、基板等の金属板２０３の磁気シールド効果による磁束の集中を利用して通信特性を上げるためには、第２の磁性シート２２２で集めたリーダライタ３２０からの磁束を第１の磁性シート２２１を経由して、ループアンテナ２１１の中心部２１２ａに送る必要がある。このため、本実施形態では、第１の磁性シート２２１は、その一端（本実施形態では、第１の磁性シート２２１と第２の磁性シート２２２が一体成型された構成なので、第２の磁性シート２２２）がリーダライタ３２０から見て一方側部２１１ａの上側に配置され、当該一端を除く部分（図１０Ｂに示すＹ方向における第１の磁性シート２２１の先端側部分）がリーダライタ３２０から見て他方側部２１１ｂの下側に配置されるように設けられる。

　なお、ループアンテナ２１１は、アンテナ用金属箔２０４が重畳する一方側部２１１ａにおけるアンテナコイル２１２の本数（例えば３本）よりも、アンテナ用金属箔２０４が重畳しない他方側部２１１ｂにおけるアンテナコイル２１２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２１１ｂにすることにより、アンテナコイル２１２の中心線２１２ｂを挟んで、ループアンテナ２１１の一方側部２１１ａよりも他方側部２１１ｂ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３２０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。

　前述した本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置２０１では、磁性シート２２０を構成する第１の磁性シート２２１と第２の磁性シート２２２を一体成型した構成となっているが、アンテナ装置２０１を他の構成とすることも可能である。すなわち、本実施形態のアンテナ装置２０１は、搭載される電子機器２３０の仕様に応じて、下記の変形例の場合でも適用可能である。

　例えば、磁性シートの設計自由度を高めるために、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、磁性シート２２０ａを構成する第１の磁性シート２２１ａと第２の磁性シート２２２ａを別個に成型してから、連結した構成としてもよい。このように、第１の磁性シート２２１ａと第２の磁性シート２２２ａを別個に成型してから連結させる構成とすることによって、電子機器２３０の仕様や構成に応じて、より好適な形状や大きさの第２の磁性シート２２２ａを設けることができる。

　また、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置２０１を搭載する電子機器２３０の仕様に応じて適用可能とするために、図１３に示すように、第２の磁性シート２２２ｂにカメラやマイク等の電子部品を使用するための孔部２２２ｂ１や、図１４に示すような切欠き２２２ｃ１を形成してもよい。なお、第２の磁性シート２２２ｂの孔部２２２ｂ１は、金属板２０３に設けられる開口部２０３ｇ１（図１８Ａ、図１８Ｂ参照）と対向する部位に形成される。当該孔部２２２ｂ１は、開口部２０３ｇ１の周辺の磁束も確実に捕集してループアンテナ２１１の中心部２１２ａに送るために、開口部２０３ｇ１より外径が小さい方が好ましい。

　さらに、図１５に示すように、第２の磁性シート２２２ｄがループアンテナ２１１や第１の磁性シート２２１ｄよりも幅が狭い構成としたり、図１６に示すように、第２の磁性シート２２２ｅに対する第１の磁性シート２２１ｅの位置がオフセンターとなっている構成としてもよい。

　また、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置２０１の実装部位は、平面形状の金属板２０３に限定されない。例えば、アンテナ装置２０１は、図１７Ａに示すように、斜面２０３ｆ１を有する曲がった金属カバー２０３ｆにも実装可能である。このとき、図１７Ｂに示すように、第１の磁性シート２２１ｆと第２の磁性シート２２２ｆを一体成型により形成されるが、第１の磁性シート２２１ｆと第２の磁性シート２２２ｆを別体で成型して貼り付けてもよい。

　さらに、アンテナ装置２０１は、図１８Ａに示すように、開口部２０３ｇ１が形成された金属カバー２０３ｇにも実装可能である。本変形例では、第１の導電体は、斜面２０３ｇ１を有する曲がった金属カバー２０３ｇであり、図１８Ｂに示すように、ループアンテナ２１１ｇは、金属カバー２０３ｇの斜面２０３ｇ１に設けられている。第２の磁性シート２２２ｇで捕集されたリーダライタ３２０からの磁束は、第２の磁性シート２２２ｇ及び第１の磁性シート２２１ｇを介して、当該ループアンテナ２１１ｇに送られる。

　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、第１の導電体となる金属カバー２０３ｇに開口部２０３ｇ１が形成されている場合に、第２の磁性シート２２２ｇで当該金属カバー２０３ｇを遮蔽すると、金属板２０３による磁気シールド効果を利用したＮＦＣの通信特性が大幅に向上することを見出した。このため、本実施形態では、開口部２０３ｇ１が形成されている金属カバー２０３ｇを遮蔽するように、第２の磁性シート２２２ｇを設けるようにしている。なお、図１８Ｂに示す変形例では、第１の磁性シート２２１ｇと第２の磁性シート２２２ｇが一体成型されている構成としているが、第１の磁性シート２２１ｇと第２の磁性シート２２２ｇを別体で成型してから貼り付ける構成としてもよい。

（第３の実施形態）
　次に、本発明の第３の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１９は、本発明の第３の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２０Ａは、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置のループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す斜視図であり、図２０Ｂは、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置のループアンテナと磁性シートとの配置関係を示す側面図である。また、図２１Ａは、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置を備える電子機器の一例を示す斜視図であり、図２１Ｂは、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置を備える電子機器の一例を示す平面図である。

　本実施形態に係るアンテナ装置４０１は、電子機器４３０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１９に示すようなＲＦＩＤ用の無線通信システム５００に組み込まれて使用される。

　無線通信システム５００は、図１９に示すように、電子機器４３０に備わるアンテナ装置４０１と、アンテナ装置４０１に対するアクセスを行う外部機器となるリーダライタ５２０とを含む。ここで、アンテナ装置４０１とリーダライタ５２０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。

　リーダライタ５２０は、ｘｙ平面において互いに対向するアンテナ装置４０１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４０１に向けて磁界を発信するアンテナ５２１と、アンテナ５２１を介して誘導結合されたアンテナ装置４０１と通信を行う制御基板５２２とを備える。

　すなわち、リーダライタ５２０は、アンテナ５２１と電気的に接続された制御基板５２２が配設されている。この制御基板５２２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４０１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、制御回路は、アンテナ装置４０１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５２１を駆動する。また、制御回路は、アンテナ装置４０１からデータを読み出す場合、アンテナ５２１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。

　アンテナ装置４０１は、通信時にリーダライタ５２０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４３０の筐体４３２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４０１は、アンテナモジュール４０２と、金属板４０３と、磁性シート４２０（図２０Ａ参照）とを備える。

　アンテナモジュール４０２は、電子機器４３０の筐体４３２（図２１Ａ参照）の内部に設けられ、誘導結合されたリーダライタ５２０との間で通信を行う。本実施形態では、図１９に示すように、アンテナモジュール４０２は、ループアンテナ４１１と、通信処理部４１３と、端子部４１４とを備える。

　ループアンテナ４１１は、電子機器４３０の筐体４３２の内部に設けられ、外部機器となるリーダライタ５２０と誘導結合されることにより当該リーダライタ５２０と通信可能となるアンテナコイル４１２（図２０Ａ参照）が周回する。本実施形態では、ループアンテナ４１１は、図２１Ａ、図２１Ｂに示すように、リーダライタ５２０から見て、金属板４０３の外縁部４０３ａから所定の間隔を介して、その内側に設けられる。すなわち、ループアンテナ４１１は、金属板４０３の外縁部４０３ａの近傍に設けられていない。ループアンテナ４１１には、図１９に示すように、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４１２と、アンテナコイル４１２と通信処理部４１３とを電気的に接続する端子部４１４とが実装されている。

　ループアンテナ４１１は、図２０Ａ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４１２の１本の導線が周回されており、その中心部４１２ａが開口部となっている。なお、本実施形態では、ループアンテナ４１１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４１１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。

　ループアンテナ４１１は、図２０Ａに示すように、アンテナコイル４１２が周回する主面が通信時にリーダライタ５２０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４１１は、その長手方向の中心線４１２ｂを境に、一方側部４１１ａと他方側部４１１ｂとを有する。一方側部４１１ａは、アンテナコイル４１２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４１１ｂは、アンテナコイル４１２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４１１は、長手方向に沿う一側縁を金属板４０３側に向けて、すなわち、一方側部４１１ａ又は他方側部４１１ｂの何れか一方を金属板４０３側に向けて配置される。

　アンテナコイル４１２は、リーダライタ５２０から発信される磁界を受けると、リーダライタ５２０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４１４を介して受信信号を通信処理部４１３に供給する。

　通信処理部４１３は、アンテナコイル４１２に流れる電流により駆動し、リーダライタ５２０との間で通信を行う。具体的に、通信処理部４１３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４１３が有する内部メモリに書き込む。また、通信処理部４１３は、リーダライタ５２０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４１２を介して変調された電波をリーダライタ５２０に送信する。なお、通信処理部４１３は、アンテナコイル４１２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。

　金属板４０３は、電子機器４３０の筐体４３２内に設けられ、外部機器となるリーダライタ５２０に対向する第１の導電体となる。金属板４０３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４０２の通信時にリーダライタ５２０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。

　磁性シート４２０は、アンテナモジュール４０２の通信特性を高めるために、当該アンテナモジュール４０２の通信時にリーダライタ５２０から送られる磁束をループアンテナ４１１の中心部４１２ａに誘導する機能を有する。磁性シート４２０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、本実施形態では、図２１Ａ、図２１Ｂに示すように、少なくともループアンテナ４１１の中心部４１２ａから第１の導電体４０３の外縁部４０３ａの何れかまで拡張して設けられることを特徴とする。

　本実施形態では、磁性シート４２０は、ループアンテナ４１１の中心部４１２ａに長手方向に亘って形成される開口部に差し込まれる第１の磁性シート４２１と、ループアンテナ４１１の中心部４１２ａから金属板４０３の外縁部４０３ａの何れかに至るまで延在する第２の磁性シート４２２とを備える。すなわち、ループアンテナ４１１の中心部４１２ａに差し込まれた第１の磁性シート４２１に対して、第２の磁性シート４２２が当該中心部４１２ａから金属板４０３の外縁部４０３ａの少なくとも一部に向けて拡張するように設けられている。本実施形態では、磁性シート４２０を簡素な構成として製造容易にするために、第１の磁性シート４２１と第２の磁性シート４２２は、一体成型された構成となっている。

　また、本実施形態では、第２の磁性シート４２２は、金属板４０３の外縁部４０３ａのうち、ループアンテナ４１１の中心部４１２ａから最近接部分に向けて拡張するように設けられる。具体的には、第２の磁性シート４２２は、図２１Ｂに示すように、金属板４０３の外縁部４０３ａのうち、中心部４１２ａから最も近い一辺４０３ａ１に向けて拡張するように設けられる。そして、当該一辺４０３ａ１に向けて拡張するように設けられる際に、当該一辺４０３ａ１の両端で隣り合う他辺４０３ａ２、４０３ａ３の一部に至るまで延在するように設けられている。なお、本明細書中で「最近接部分」とは、金属板４０３の外縁部４０３ａのうち、ループアンテナ４１１の中心部４１２ａから最も近い部位や領域を示すものとし、本実施形態のように、金属板４０３が略矩形の場合では、中心部４１２ａから最も近い一辺４０３ａ１を示すものとする。

　このように、本実施形態では、ループアンテナ４１１の中心部４１２ａから金属板４０３の外縁部４０３ａの最近接部位に向けて拡張するように、第２の磁性シート４２２を設けている。このため、電子機器４３０に備わるアンテナ装置４０１がリーダライタ５２０との近距離非接触通信の際に、当該第２の磁性シート４２２がリーダライタ５２０から受けた磁束を、第１の磁性シート４２１を介してループアンテナ４１１の中心部４１２ａに確実に引き込むことができる。そして、第２の磁性シート４２２と第１の磁性シート４２１を介して、ループアンテナ４１１の中心部４１２ａに導かれた磁束によって、アンテナコイル４１２には大きな起電力を生じるので、通信特性をより向上させることができる。

　すなわち、リーダライタ５２０から見て、金属板４０３の外縁部４０３ａから所定の間隔を介して、その内側に設けられる場合でも、等価的に金属板４０３の外縁部４０３ａがループアンテナ４１１の中心部４１２ａに配置される構造が実現できる。このため、ループアンテナ４１１を備えるアンテナモジュール４０２が金属板４０３の外縁部４０３ａの近傍に設けられていない場合でも、リーダライタ５２０から見て、等価的に金属板４０３の外縁部４０３ａにアンテナモジュール４０２が配置しているように、そのＮＦＣの良好な特性を実現させられる。換言すると、アンテナモジュール４０２の実装位置に関わらず、電子機器４３０の主要な金属板４０３による磁気シールド効果を利用して、そのＮＦＣの通信特性を高めることができる。

　このように、等価的に金属板４０３の外縁部４０３ａがループアンテナ４１１の中心部４１２ａに配置される構造を実現するためには、第２の磁性シート４２２で集めたリーダライタ５２０からの磁束を第１の磁性シート４２１を経由して、ループアンテナ４１１の中心部４１２ａに送る必要がある。このため、本実施形態では、図２０Ｂに示すように、第１の磁性シート４２１は、その一端（本実施形態では、第１の磁性シート４２１と第２の磁性シート４２２が一体成型された構成なので、第２の磁性シート４２２）がリーダライタ５２０から見て一方側部４１１ａの下側に配置される。そして、当該一端を除く部分（図２０Ｂに示すＹ方向における第１の磁性シート４２１の先端側部分）がリーダライタ５２０から見て他方側部４１１ｂの上側に配置されるように設けられる。

　なお、ループアンテナ４１１は、アンテナ用金属箔４０４が重畳する一方側部４１１ａにおけるアンテナコイル４１２の本数（例えば３本）よりも、アンテナ用金属箔４０４が重畳しない他方側部４１１ｂにおけるアンテナコイル４１２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４１１ｂにすることにより、アンテナコイル４１２の中心線４１２ｂを挟んで、ループアンテナ４１１の一方側部４１１ａよりも他方側部４１１ｂ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５２０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。

　前述した本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置４０１では、ループアンテナ４１１から金属板４０３の外縁部４０３ａまで拡張して設けられる磁性シート４２０を構成する第１の磁性シート４２１と第２の磁性シート４２２を一体成型した構成となっているが、アンテナ装置４０１を他の構成とすることも可能である。すなわち、本実施形態のアンテナ装置４０１は、搭載される電子機器４３０の仕様に応じて、下記の変形例の場合でも適用可能である。

　例えば、磁性シートの設計自由度を高めるために、図２２Ａ、図２２Ｂに示すように、磁性シート４２０ａを構成する第１の磁性シート４２１ａと第２の磁性シート４２２ａを別個に成型してから、連結した構成としてもよい。

　また、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置４０１を搭載する電子機器４３０の仕様に応じて適用可能とするために、図２３に示すように、第２の磁性シート４２２ｂにカメラやマイク等の電子部品を使用するための孔部４２２ｂ１や、図２４に示すような切欠き４２２ｃ１を形成してもよい。

　さらに、図２５に示すように、第２の磁性シート４２２ｄがループアンテナ４１１や第１の磁性シート４２１ｄよりも幅が狭い構成としたり、図２６に示すように、第２の磁性シート４２２ｅに対する第１の磁性シート４２１ｅの位置がオフセンターとなっている構成としてもよい。

　また、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置４０１の実相部位は、平面形状の金属板４０３に限定されない。例えば、アンテナ装置４０１は、図２７Ａに示すように、斜面４０３ｆ１を有する曲がった金属カバー４０３ｆにも実装可能である。このとき、図２７Ｂに示すように、第１の磁性シート４２１ｆと第２の磁性シート４２２ｆを一体成型しても、図２８Ａに示すように、第１の磁性シート４２１ｇと第２の磁性シート４２２ｇを別体で成型して貼り付けてもよい。また、このとき、図２８Ｂに示すように、第１の磁性シート４２１ｈと第２の磁性シート４２２ｈの重なり位置がループアンテナ４１１の中心部４１２ａ（図２０Ａ参照）を越える構成としてもよい。

＜本発明の第２の実施形態に係る実施例＞
　次に、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の実施例１と、実施例１に対応する従来のアンテナ装置の実施例である比較例１と、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の金属板に開口部がある場合の実施例２と、実施例２に対応する従来のアンテナ装置の実施例である比較例２とをそれぞれ比較して説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。

　ここでは、本発明の第２の一実施形態に係るアンテナ装置２０１（図１１Ａ参照）の実施例１と、図２９に示す従来のアンテナ装置２０１ｈの比較例のそれぞれに対して、対向するリーダライタ３２０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。

　すなわち、実施例１では、図１１Ａに示す本発明の一実施形態に係るアンテナ装置２０１を用いて、金属板２０３とリーダライタ３２０（図９参照）とを対向させて、金属板２０３とループアンテナ２１１との相対的な位置関係を変化させたときの通信特性について評価した。比較例１では、図２９に示すような第２の磁性シートを付加していない通常の磁性シート２２０ｈを備えるアンテナ装置２０１ｈを用いて、金属板２０３ｈとリーダライタ３２０（図９参照）とを対向させて、金属板２０３ｈとループアンテナ２１１との相対的な位置関係を変化させたときの通信特性について評価した。

　また、実施例２と比較例２では、さらにループアンテナ２１１の上部に開口部付の金属カバーがある場合の性能差を評価した。すなわち、実施例２では、第１の導電体が金属カバー２０３ｇ（図１８Ａ、図１８Ｂ参照）であり、当該金属カバー２０３ｇに開口部２０３ｇ１が形成された場合について、金属板２０３ｇとリーダライタ３２０（図９参照）とを対向させて、金属板２０３ｇとループアンテナ２１１との相対的な位置関係を変化させたときの通信特性について評価した。一方、比較例２では、実施例２のアンテナ装置に第２の磁性シートを付加していない通常の磁性シートを備えるアンテナ装置を用いて、金属板とリーダライタとを対向させて、金属板とループアンテナとの相対的な位置関係を変化させたときの通信特性について評価した。

　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３２０のアンテナ３２１は、ｘｙ軸方向で規定される外形直径が７０ｍｍの２巻コイルとした。また、金属板２０３は、ｘｙｚ軸方向で規定される寸法が５０ｍｍ×１００ｍｍ×０．３ｍｍのステンレスとした。また、ループアンテナ２１１のアンテナコイル２１２は、ｘｙ軸方向で規定される外形が３０ｍｍ×１０ｍｍとした構造のコイルである。さらに、ｚ軸方向で規定される金属板２０３の表面からアンテナコイル２１２の表面までの距離は４ｍｍとした。また、リーダライタ３２０とアンテナコイル２１２との距離は４５ｍｍとした。

　また、実施例２及び比較例２では、実施例１及び比較例１と同じ寸法と材質の金属板に、その先端から１０ｍｍの位置に２０ｍｍ×２０ｍｍの開口部を形成したもので、同様にして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。なお、実施例１及び実施例２では、図１１Ａに示すＹ軸方向に、比較例１及び比較例２では、図２９に示すＸ軸方向にそれぞれリーダライタを移動させた。

　実施例１と比較例１に係る結合係数の変化のグラフを図３０に、実施例２と比較例２に係る結合係数の変化のグラフを図３１に、それぞれ示す。

　実施例１と比較例１の結合係数の変化を見ると、図３０に示すように、従来例１と比べると、実施例１は、通信特性が約５％と幾分、向上したことが分かる。このことから、第２の磁性シート２２２を付け足して磁性シート２２０をループアンテナ２１１の中心部２１２ａから金属板２０３の外縁部２０３ａの対向端部２０３ａ２に向けて展開して設けることによって、ＮＦＣの通信特性が少しだけ向上することが分かる。

　一方、実施例２と比較例２の結合係数の変化を見ると、図３１に示すように、従来例２と比べると、実施例２は、通信特性が約２．７倍と大幅に向上したことが分かる。このことから、第２の磁性シートを付け足して磁性シートをループアンテナの中心部から金属板の外縁部の対向端部に向けて展開して設けることによって、ＮＦＣの通信特性が大幅に改善されることが分かる。

　この理由として、アンテナ装置がリーダライタとの近距離非接触通信の際に、リーダライタから受けた磁束が金属カバーの開口部から漏れ易いことが考えられる。すなわち、第２の磁性シートがリーダライタからの磁束の流れの上流側に設けられるので、金属カバーの開口部から漏れ出そうとする磁束を第２の磁性シートで確実に捕集する。そして、第２の磁性シートが捕集した当該磁束を第１の磁性シートを介して、ループアンテナの中心部に導くことによって、アンテナコイルに大きな起電力が生じて通信特性をより向上させられることがその理由として考えられる。

＜本発明の第３の実施形態に係る実施例＞
　次に、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置４０１と、第２の磁性シートで磁性シートを拡張しない従来のアンテナ装置と比較した実施例について説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。

　ここでは、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置４０１（図２１Ａ参照）の実施例と、図３２に示す従来のアンテナ装置４０１ｉの比較例のそれぞれに対して、対向するリーダライタ５２０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。すなわち、実施例では、図２１Ａに示す本発明の一実施形態に係るアンテナ装置４０１を用いて、金属板４０３とリーダライタ５２０（図１９参照）とを対向させて、金属板４０３とループアンテナ４１１との相対的な位置関係を変化させたときの通信特性について評価した。比較例では、図３２に示すような拡張していない通常の磁性シート４２０ｉを備えるアンテナ装置４０１ｉを用いて、金属板４０３ｉとリーダライタ５２０（図１９参照）とを対向させて、金属板４０３ｉとループアンテナ４１１との相対的な位置関係を変化させたときの通信特性について評価した。なお、実施例では、図２１Ａに示すＹ軸方向に、比較例では、図３２に示すＸ軸方向にそれぞれリーダライタ５２０を移動させた。

　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５２０のアンテナ５２１は、ｘｙ軸方向で規定される外形直径が７０ｍｍの４巻コイルとした。また、金属板４０３は、ｘｙｚ軸方向で規定される寸法が４５ｍｍ×３５ｍｍ×０．３ｍｍのステンレスとした。また、ループアンテナ４１１のアンテナコイル４１２は、ｘｙ軸方向で規定される外形が２２ｍｍ×８ｍｍとした構造で４巻のコイルである。さらに、ｚ軸方向で規定される金属板３の表面からアンテナコイル４１２の表面までの距離は１ｍｍとした。また、リーダライタ５２０とアンテナコイル４１２との距離は５５ｍｍとした。

　図３３は、前述した本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の実施例と比較例に係る結合係数の変化を示すグラフである。図３３に示すように、従来例と比べると、実施例は、通信特性が約２．５倍に向上したことが分かる。このことから、ループアンテナ４１１の中心部４１２ａに差し込まれる第１の磁性シート４２１に第２の磁性シート４２２を付け足して、磁性シート４２０をループアンテナ４１１の中心部４１２ａから金属板４０３の外縁部４０３ａに向けて拡張することによって、ＮＦＣの通信特性が向上することが分かる。

　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。

　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。

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、２０１　アンテナ装置、２０２　アンテナモジュール、２０３　金属板（第１の導電体）、２０３ａ　外縁部、２０３ａ２　対向端部、２０３ｇ　金属カバー、２０３ｇ１　開口部、２１１　ループアンテナ、２１１ａ　一方側部、２１１ｂ　他方側部、２１２　アンテナコイル、２１２ａ　中心部、２１２ｂ　中心線、２１３　通信処理部、２１４　端子部、２２０　磁性シート、２２１　第１の磁性シート、２２２　第２の磁性シート、２２２ｂ１　孔部、２２２ｃ１　切欠き、２３０　電子機器、２３２　筐体、３２０　リーダライタ（外部機器）、３２１　アンテナ、３２２　制御基板、４０１　アンテナ装置、４０２　アンテナモジュール、４０３　金属板（第１の導電体）、４０３ａ　外縁部、４０３ａ１　一辺（最近接部分）、４１１　ループアンテナ、４１１ａ　一方側部、４１１ｂ　他方側部、４１２　アンテナコイル、４１２ａ　中心部、４１２ｂ　中心線、４１３　通信処理部、４１４　端子部、４２０　磁性シート、４２１　第１の磁性シート、４２２　第２の磁性シート、４３０　電子機器、４３２　筐体、５２０　リーダライタ（外部機器）、５２１　アンテナ、５２２　制御基板

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、
　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。
　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。
　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。
　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。
　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に記載のアンテナ装置。
　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３に記載のアンテナ装置。
　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４に記載のアンテナ装置。
　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７の何れか１項に記載のアンテナ装置。
　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７の何れか１項に記載のアンテナ装置。
　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。
　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８に記載のアンテナ装置。
　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９に記載のアンテナ装置。
　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。
　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８に記載のアンテナ装置。
　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９に記載のアンテナ装置。
　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、
　前記第１の導電体の外縁部の近傍の何れかに設けられ、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、
　磁性体から形成され、前記ループアンテナの中心部から前記外縁部のうち該ループアンテナと対向する対向端部に向けて展開して設けられる磁性シートと、を備えるアンテナ装置。
　前記第１の導電体は、前記筐体を被覆する金属カバーである請求項１６に記載のアンテナ装置。
　前記金属カバーの何れかの部位に開口部が形成されている請求項１７に記載のアンテナ装置。
　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、
　前記磁性シートは、前記ループアンテナの前記中心部から前記一方側部及び前記他方側部の幅方向における端部に至るまでそれぞれ延在する第１の磁性シートと、前記ループアンテナの前記中心部から前記対向端部に向けて展開される第２の磁性シートとを備え、
　前記第１の磁性シートは、その一端が前記外部機器から見て前記一方側部の上側に配置され、前記一端を除く部分が前記外部機器から見て前記他方側部の下側に配置されるように設けられる請求項１６乃至請求項１８の何れか１項に記載のアンテナ装置。
　前記第２の磁性シートは、孔部又は切欠きの少なくとも何れかが形成された構成となっている請求項１９に記載のアンテナ装置。
　前記孔部は、前記開口部と対向する部位に形成され、前記開口部より外径が小さい請求項２０に記載のアンテナ装置。
　前記第１の磁性シートと前記第２の磁性シートは、一体成型された構成となっている請求項１９に記載のアンテナ装置。
　前記第１の磁性シートと前記第２の磁性シートは、一体成型された構成となっている請求項２０に記載のアンテナ装置。
　前記第１の磁性シートと前記第２の磁性シートは、一体成型された構成となっている請求項２１に記載のアンテナ装置。
　前記第１の磁性シートと前記第２の磁性シートは、それぞれ別個に成型されて連結した構成となっている請求項１９に記載のアンテナ装置。
　前記第１の磁性シートと前記第２の磁性シートは、それぞれ別個に成型されて連結した構成となっている請求項２０に記載のアンテナ装置。
　前記第１の磁性シートと前記第２の磁性シートは、それぞれ別個に成型されて連結した構成となっている請求項２１に記載のアンテナ装置。
　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、
　前記第１の導電体の外縁部から所定の間隔を介して、その内側に設けられ、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、
　磁性体から形成され、少なくとも前記ループアンテナの中心部から前記第１の導電体の前記外縁部の何れかまで拡張して設けられる磁性シートと、を備えるアンテナ装置。
　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、
　前記磁性シートは、前記ループアンテナの前記中心部から前記一方側部及び前記他方側部の幅方向における端部に至るまでそれぞれ延在する第１の磁性シートと、前記ループアンテナの前記中心部から前記外縁部の何れかに至るまで延在する第２の磁性シートとを備え、
　前記第１の磁性シートは、その一端が前記外部機器から見て前記一方側部の下側に配置され、前記一端を除く部分が前記外部機器から見て前記他方側部の上側に配置されるように設けられる請求項２８に記載のアンテナ装置。
　前記第２の磁性シートは、前記外縁部のうち前記中心部から最近接部分に向けて拡張するように設けられる請求項２９に記載のアンテナ装置。
　前記第１の磁性シートと前記第２の磁性シートは、一体成型された構成となっている請求項２９に記載のアンテナ装置。
　前記第１の磁性シートと前記第２の磁性シートは、一体成型された構成となっている請求項３０に記載のアンテナ装置。
　前記第１の磁性シートと前記第２の磁性シートは、それぞれ別個に成型されて連結した構成となっている請求項２９に記載のアンテナ装置。
　前記第１の磁性シートと前記第２の磁性シートは、それぞれ別個に成型されて連結した構成となっている請求項３０に記載のアンテナ装置。
　前記第２の磁性シートは、孔部又は切欠きの少なくとも何れかが形成された構成となっている請求項２９乃至請求項３４の何れか１項に記載のアンテナ装置。
　請求項１乃至請求項１５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。
　請求項１６乃至請求項２７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。
　請求項２８乃至請求項３５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。