JP2011211309A - アンテナモジュール及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲に位置する金属部品によるアンテナコイルの共振周波数の変動が防止されたアンテナモジュール及び電子機器を提供すること
【解決手段】本発明のアンテナモジュール１は、アンテナコイル２と、磁性シート３と、導電体４とを具備する。アンテナコイル２は第１のパターン幅を有する。磁性シート３は、アンテナコイルが配置される第１の面を有し、第１の面の端からアンテナコイル２までの第１の距離が第１のパターン幅の２倍以上である。導電体４は、磁性シート３の第１の面の反対側が配置される第２の面を有し、第２の面の端からアンテナコイル２までの第２の距離が第１の距離以上である。
導電体４により、周囲の金属部品によるアンテナコイル２への干渉が遮蔽され、さらに磁性シート３により導電体４によるアンテナコイルへの干渉が防止される。これにより、金属部品の干渉による共振周波数の変動が防止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、共振周波数を有するアンテナコイルが搭載されたアンテナモジュール及び当該アンテナモジュールが搭載された電子機器に関する。

現在、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification)と呼ばれる非接触通信システムが普及している。ＲＦＩＤシステムで利用される非接触通信方法には、静電結合方式、電磁誘導方式、電波通信方式などが挙げられる。このうち電磁誘導方式のＲＦＩＤシステムは、例えばリーダライタ側の１次コイルとトランスポンダ側の２次コイルで構成され、これら２つのコイルの磁気的な結合によってコイル経由でデータ通信が行なわれる。

具体的には、リーダライタは、１次コイルで発生する磁界を振幅変調することによってデータを送信し、トランスポンダ側ではこれを検波する。また、トランスポンダは２次コイルの負荷切り替え（Load Switching：ＬＳ）により振幅変調などの変調処理を行なうことで、リーダライタへデータを送信することができる。

トランスポンダ及びリーダライタの各アンテナコイルはＬＣ共振回路として動作しており、一般には、これらコイルの共振周波数を、通信に用いる搬送波の搬送波周波数に調整して共振させることにより、トランスポンダとリーダライタ間の適当な通信距離を設定することができる。

また、近年、非接触給電（非接触電力伝送、ワイヤレス電力伝送）システムも注目されている。非接触給電システムで利用される電力伝送方法には、電磁誘導方式、電磁共鳴方式などが挙げられる。電磁誘導方式は、既述したＲＦＩＤシステムでも用いられている方式と同様の原理であり、１次側のコイルに電流を流した際に生じる磁界を使って２次側のコイルに電力を送る。一方、電磁共鳴方式とは、電界結合と磁界結合があり、共振を利用して電界もしくは磁界の結合で電力伝送を行う。中でも磁界結合を利用した電磁共鳴方式が近年では注目され始めており、これらの共振アンテナはコイルを用いて設計される。

このような原理から、ＲＦＩＤシステムや非接触給電システムにおいて、アンテナ部のコイル（以下、アンテナコイル）の共振設計が非常に重要である。これらのアンテナコイルが、デバイス単体では目的の周波数で共振するように設計されていても、実際に電子機器に実装されると、コイルから発生した磁界成分が周辺の金属の影響を受けてしまい目的の特性を得ることが難しい。これは、コイルから生じた磁界が周辺金属と干渉（結合）するために、コイルのインダクタンス成分が減少し共振周波数がシフトしてしまうこと、また渦電流損失が生じてしまうことが原因である。

これらの対策のひとつとして、磁性シートが利用されている。アンテナコイルと周囲に存在する金属との間に磁性シートを配置することによって、アンテナコイルから発生した磁束は磁性シート内に集められ、金属への干渉を減少することができる。ただし、電子機器の小型化・薄型傾向により、磁性シートの厚みにも制限がかかってしまい十分なシート厚みを確保できないため、磁性シートによって金属への磁界の干渉をゼロにできるわけではない。電子機器内における金属の配置箇所、アンテナコイルの配置箇所、磁性シートの透磁率特性・厚みなど様々な組み合わせを検討しながら、最終的には電子機器に実装した状態で目的の特性が出せるように共振回路設計を再調整する作業が必要とされる。

電子機器において、最もアンテナコイルに影響が大きい金属部品のひとつにバッテリが挙げられる。バッテリ、アンテナコイル、磁性シートを各々の部品として電子機器内に実装すると、実装段階にて上述のような再調整の検討が生じてしまう。しかしながら、バッテリとアンテナコイルと磁性シートが一体化された部品ならば、電子機器へ実装された状態の３者の位置関係が予め分かっているため、実装後でも実装前に調整したアンテナコイルの共振周波数からの変化は非常に小さく、実装時におけるアンテナコイル共振周波数の大きな再調整作業は不要となる。

例えば、特許文献１及び特許文献２には、アンテナコイルとバッテリが一体化された構造が提案されている。

特許文献１では、バッテリの外面を周回するように枠状または帯状の磁性材が配置され、その磁性材の外面にアンテナコイルが巻回されている。また、特許文献２では、磁性フィラーが充填された樹脂によってバッテリーケースが成形され、そのバッテリーケースにアンテナコイルが巻回されている。

特開２００７−１２４５５７号公報（段落[００２５]、図３） 特開２００７−１６５１４１号公報（段落[００１６]、図５）

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、例えば一般的な直方体形状のバッテリの場合、バッテリの外周をアンテナコイルが周回することによって、バッテリの４つの面にアンテナコイルが配置されることになってしまう。これでは、アンテナコイルとバッテリとの干渉は防ぐことができたとしても、４面における他の金属との干渉を考慮しなければならない。また、特許文献２に記載の構成では、バッテリケースはバッテリを収容するものであるため、このバッテリケース構造は磁性シートをバッテリの外面の大部分に配置しているのと同様であり、かなりのコスト上昇となる可能性がある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、周囲に位置する金属部品によるアンテナコイルの共振周波数の変動が防止されたアンテナモジュール及び電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るアンテナモジュールは、アンテナコイルと、磁性シートと、導電体とを具備する。
上記アンテナコイルは第１のパターン幅を有する。
上記磁性シートは、上記アンテナコイルが配置される第１の面を有し、上記第１の面の端から上記アンテナコイルまでの上記第１の面における距離である第１の距離が上記第１のパターン幅の２倍以上である。
上記導電体は、上記磁性シートの上記第１の面の反対側が配置される第２の面を有し、上記第２の面の端から上記アンテナコイルまでの上記第２の面における距離である第２の距離が上記第１の距離以上である。

導電体は、第２の距離が第１の距離よりも大きく形成されているため、背面に位置する物体のアンテナコイルに対する干渉を遮蔽することが可能である。さらに、磁性シートは、第１の距離が、第１のパターン幅の２倍以上となるように形成されているため、導電体のアンテナコイルに対する干渉を防止することが可能である。これにより、当該アンテナモジュールを電子機器本体に搭載した際、電子機器本体に設けられている金属部品によるアンテナコイルへの干渉によって生じる共振周波数の変動を防止することが可能である。

上記導電体はバッテリであってもよい。

電子機器に用いられるバッテリは、一般的に比較的面積の大きい導電体を有する。このため、バッテリにアンテナコイル及び磁性シートを設けることによって上記アンテナモジュールとすることが可能である。

上記第１の距離は、上記第１のパターン幅の４倍以上であってもよい。

第１の距離を第１のパターン幅の４倍以上とすることにより、導電体のアンテナコイルに対する干渉を完全に防止することが可能である。

上記アンテナコイルは、ＲＦＩＤ用のアンテナコイルであってもよい。

ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）通信は、共振周波数の相違により通信効率が大幅に低下する。このため、上記構成によって共振周波数の変動を防止すれば、最適な通信効率において通信することが可能となる。

上記アンテナコイルは、非接触電力伝送用のアンテナコイルであってもよい。

非接触電力伝送は、共振周波数の相違により伝送効率が大幅に低下する。このため、上記構成によって共振周波数の変動を防止すれば、最適な伝送効率において電力伝送をすることが可能となる。

本発明の別の形態に係る電子機器は、アンテナモジュールと、電子機器本体とを具備する。
上記アンテナモジュールは、第１のパターン幅を有するアンテナコイルと、上記アンテナコイルが配置される第１の面を有し上記第１の面の端から上記アンテナコイルまでの上記第１の面における距離である第１の距離が上記第１のパターン幅の２倍以上である磁性シートと、上記磁性シートの上記第１の面の反対側が配置される第２の面を有し、上記第２の面の端から上記アンテナコイルまでの上記第２の面における距離である第２の距離が上記第１の距離以上である導電体とを具備する。
上記電子機器本体は、上記アンテナモジュールが搭載される。

上記構成によれば、共振周波数が調整されたアンテナモジュールを電子機器本体に搭載した場合であっても、電子機器本体に設けられている金属部品によるアンテナコイルへの干渉によって生じる共振周波数の変動が防止される。これにより、電子機器は、予め調整された最適な共振周波数において通信あるいは電力伝送を行うことが可能となる。

上記導電体はバッテリであり、上記電子機器本体は上記バッテリによって駆動されてもよい。

バッテリをアンテナモジュールの一部とすることにより、導電体として機能する別の部品が不要となり、部品点数の削減をすることが可能となる。

本発明によれば、周囲に位置する金属部品によるアンテナコイルの共振周波数の変動が防止されたアンテナモジュール及び電子機器を提供することができる。

アンテナモジュールの斜視図である。 アンテナモジュールの分解斜視図である。 アンテナモジュールの断面図である。 第１のシミュレーションモデルの模式図である。 第１のシミュレーションモデルの断面図である。 第１のシミュレーションモデルの解析結果を示すグラフである。 第２のシミュレーションモデルの断面図である。 第２のシミュレーションモデルの解析結果を示すグラフである。 第２のシミュレーションモデルの解析結果を示すグラフである。 第３のシミュレーションモデルの断面図である。 第３のシミュレーションモデルの解析結果を示すグラフである。 アンテナモジュールの電子機器本体への実装の様子を示す模式図である。 ＲＦＩＤシステム例１に係るアンテナモジュールを示す斜視図及び回路構成を示すブロック図である。 ＲＦＩＤシステム例２に係るアンテナモジュールを示す斜視図及び回路構成を示すブロック図である。 ＲＦＩＤシステム例３に係るアンテナモジュールを示す斜視図及び回路構成を示すブロック図である。 ＲＦＩＤシステム例４に係るアンテナモジュールを示す斜視図及び回路構成を示すブロック図である。 非接触給電システム例１に係るアンテナモジュールを示す斜視図及び回路構成を示すブロック図である。 非接触給電システム例２に係るアンテナモジュールを示す斜視図及び回路構成を示すブロック図である。 非接触給電システム例３に係るアンテナモジュールを示す斜視図及び回路構成を示すブロック図である。 非接触給電システム例４に係るアンテナモジュールを示す斜視図及び回路構成を示すブロック図である。 非接触給電システム例５に係るアンテナモジュールを示す斜視図及び回路構成を示すブロック図である。 非接触給電システム例６に係るアンテナモジュールを示す斜視図及び回路構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

［アンテナモジュールの構成］
図１は、本発明の一実施形態に係るアンテナモジュール１を示す斜視図であり、図２は、アンテナモジュール１の構造を示す分解斜視図である。また、図３は、アンテナモジュール１の断面図である。

これら図に示すように、アンテナモジュール１は、アンテナコイル２、磁性シート３及びバッテリ４を有する。アンテナコイル２、磁性シート３及びバッテリ４は、この順で積層されており、積層されている方向をＺ方向、Ｚ方向に直交する一方向をＸ方向、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向をＹ方向とする。

アンテナコイル２は、２次元的なコイル状に巻回された導線であり、その形状、巻回数は任意である。アンテナコイル２は、ＦＲ４（Flame Retardant Type 4）等を用いたプリント基板、ポリイミド等を用いたフレキシブルプリント基板、あるいは金属薄板を打ち抜いたものとすることができ、磁性シート３に粘着テープによって貼付することができる。また、アンテナコイル２は、磁性シート３上にメッキや蒸着等によって形成されたものであってもよい。

アンテナコイル２は周辺回路とともにＬＣ共振回路を形成し、通信あるいは電力伝送を媒介する電磁波を授受する。以下、導線のパターン幅を第１の幅ｗとする。導線が、アンテナコイル２の全周に亘って同一の幅ではない場合、第１の幅ｗは最外周の導線の幅とする。

磁性シート３は、バッテリ４とアンテナコイル２の間に配置され、バッテリ４に含まれている金属がアンテナコイル２から生じた磁界と干渉（結合）することを防止する。磁性シート３は、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ−Ａｌ系フェライト、ＹＩＧ系フェライト等の焼結体からなるものとすることができる。また、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｃｒ系などの磁性金属粉末を樹脂と混合した複合体、あるいは上述のフェライト材料の粉末を樹脂と混合した複合体からなるものとすることもできる。

磁性シート３は、アンテナコイル２が設けられる第１の面３ａとその反対側の裏面を有する。磁性シート３は、粘着テープによって裏面がバッテリ４に貼付されるものとすることができる。図３に示すように、第１の面３ａの端からアンテナコイル２までの第１の面３ａにおける距離を第１の距離ｄとする。磁性シート３は、第１の距離ｄが、上述した第１の幅ｗの２倍以上となるように形成されている。

バッテリ４は、携帯電話、携帯型情報端末等の本実施形態のアンテナモジュール１が搭載される電子機器のバッテリである。なお、本実施形態のアンテナモジュール１が搭載されるものは、携帯電話、携帯型情報端末等の電子機器に限らず、車載などの移動体であってもよい。バッテリ４は、金属からなる部材を有し、当該電子機器に設けられている金属部分によるアンテナコイル２への干渉を遮蔽する。バッテリ４の、磁性シート３が貼付される側の面を第２の面４ａとし、第２の面４ａの端からアンテナコイル２までの第２の面４ａにおける距離を第２の距離ｘとする。バッテリ４は、第２の距離ｘが、上述した第１の距離ｄ以上となるように形成されている。なお、バッテリ４は、例えば周囲を合成樹脂等によって被覆されていてもよい。

アンテナモジュール１は以上のように構成される。第１の幅ｗ、第１の距離ｄ及び第２の距離ｘの関係をまとめると以下の（式１）として表すことができる。

ｘ≧ｄ≧２ｗ （式１）

第１の幅ｗ、第１の距離ｄ及び第２の距離ｘが（式１）を満たす場合、アンテナモジュール１を電子機器に実装した際に、電子機器に内蔵されている金属によるアンテナコイル２への干渉が防止され、共振周波数の変動を防止することが可能となる。以下、これについて説明する。

［導電体の大きさによる共振周波数への影響］
アンテナコイルに磁性シートを装着した状態において、磁性シートのみではアンテナコイルから生成される磁束の全てを吸収することができず、周囲の導電体との干渉が発生する。その干渉の程度は導電体の大きさによって異なるということをシミュレーション解析を用いて説明する。

図４は第１のシミュレーションモデルＳ１の模式図であり、図５は第１のシミュレーションモデルＳ１の断面図である。これらの図に示すように、第１のシミュレーションモデルＳ１は、この順で積層された金属板Ｍ１、磁性シートＪ１及びアンテナコイルＡ１から構成されている。図４（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、第１のシミュレーションモデルＳ１は、金属板Ｍ１のサイズ（有無）がそれぞれ異なる。以下、図４（Ａ）に示す第１のシミュレーションモデルＳ１をモデルＳ１_Ａとし、同様に図４（Ｂ）に示すモデルをモデルＳ１_Ｂ、図４（Ｃ）に示すモデルをモデルＳ１_Ｃ、図４（Ｄ）に示すモデルをモデルＳ１_Ｄとする。

金属板Ｍ１及びアンテナコイルＡ１は、共に銅からなるものとした。磁性シートＭ１は、所定の複素比透磁率を有するものとした。複素比透磁率は、実部μ_ｒ’と虚部μ_ｒ"を有し、実部μ_ｒ’は磁界と同位相の磁束密度成分に関係し、虚部μ_ｒ"は位相の遅れを含む指標で磁気エネルギーの損失分に相当する。ここでは、実部μ_ｒ’は８０、虚部μ_ｒ"は０とした。

アンテナコイルＡ１の幅（Ｘ又はＹ方向）は１．０ｍｍ、厚み（Ｚ方向）は０．０５ｍｍとし、磁性シートＪ１のサイズは１５．０、１４．５ｍｍ、０．１ｍｍ（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）とした。金属板Ｍ１のサイズは、モデルＳ１_Ａ：１５．０ｍｍ、１４．５ｍｍ、０．３ｍｍ（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）、モデルＳ１_Ｂ：１５．０ｍｍ、７．２５ｍｍ、０．３ｍｍ（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）、モデルＳ１_Ｃ：７．５ｍｍ、７．２５ｍｍ、０．３ｍｍ（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）、モデルＳ_Ｄ：金属板Ｍ１なし、とした。アンテナコイルＡ１と磁性シートＪ１の間隔は０．１ｍｍ、磁性シートＪ１と金属板Ｍ１の間隔は０．０５ｍｍとした。

図６は、本シミュレーション解析の結果を示すグラフである。横軸は周波数であり縦軸はＳ１１特性である。Ｓ１１特性とは回路の通過・反射電力特性を表現するＳパラメータのひとつであり、入力端子に入力した電力に対する入力端子に反射した電力の比である。それぞれプロットにおいて、Ｓ１１特性が最も小さい周波数が共振周波数である。

図６に示すように、金属板Ｍのサイズが大きいほど、共振周波数が高くなることがわかる。これは、アンテナコイルＡ１から生じる磁界成分と金属板Ｍ１との干渉が発生しているためである。金属板Ｍ１のサイズが大きいほど干渉の程度が増加し、インダクタンス成分が減少する。モデルＳ１_ＡとモデルＳ１_Ｄを比較すると、１ＭＨｚ以上の共振周波数のシフトが生じている。

これにより、単にアンテナコイルの背面に磁性シートを配置しただけでは、金属からアンテナコイルへの磁界の干渉を防止できず、アンテナコイルを電子機器に実装する際には、周囲に位置する金属の形状あるいは位置等によって共振周波数を再調整する必要があるということがわかる。また、電子機器の小型化、薄型化のために磁性シートの厚みが制限される場合には、アンテナコイルと金属との干渉の程度はより増大すると考えられる。

［アンテナコイル、磁性シート及びバッテリの最適配置］
次に、アンテナコイル、磁性シート及びバッテリの最適配置についてシミュレーションモデルを用いて検討した。図７は第２のシミュレーションモデルＳ２の模式的な断面図である。第２のシミュレーションモデルＳ２は第１のシミュレーションモデルＳ１と同様に、この順で積層されたアンテナコイルＡ２、磁性シートＪ２及び金属板Ｍ２から構成されている。金属板Ｍ２は、第２の距離ｘが１０ｍｍとなるサイズとした。この第２のシミュレーションモデルＳ２を用いて、アンテナコイルＡ２の幅（第１の幅ｗ）に対する磁性シートＪ２のサイズ（第１の距離ｄ）を変え、磁性シートＪ２の複素比透磁率（実部μ_ｒ’＝４０、８０、１００）毎に共振周波数を解析した。なお磁性シートＪ２の複素比透磁率の虚部μ_ｒ"はいずれも０である。

図８及び図９は解析結果を示すグラフであり、第１の距離ｄに対する共振周波数のプロットである。図８は第１の幅ｗが０．２ｍｍの場合であり、図９は第１の幅ｗが１．０ｍｍの場合である。図８及び図９に示すように、第１の距離ｄが増加するに従い、共振周波数の変化量が減少していくことがわかる。この傾向は、実部μ_ｒ’が異なる場合であっても同様である。

また、第１の距離ｄが第１の幅ｗの２倍（図８において０．４ｍｍ、図９において２．０ｍｍ）程度から、共振周波数の変化量が特に小さくなっている。また、第１の距離ｄが第１の幅ｗの４倍（図８において０．８ｍｍ、図９において４．０ｍｍ）程度から、共振周波数の変化量がほぼ０となっている。

また、磁性シートの大きさ（第１の距離ｄ）とバッテリの大きさ（第２の距離）による共振周波数への影響についてシミュレーションモデルを用いて検討した。図１０は第３のシミュレーションモデルＳ３の模式的な断面図である。第３のシミュレーションモデルＳ３は第１のシミュレーションモデルＳ１及びＳ２と同様に、この順で積層されたアンテナコイルＡ３、磁性シートＪ３及び金属板Ｍ３から構成されている。アンテナコイルＡ３の幅（第１の幅ｗ）は１．０ｍｍとし、磁性シートＪ３の複素比透磁率は実部μ_ｒ’＝４０、虚部μ_ｒ"＝０とした。この第３のシミュレーションモデルＳ３を用いて、第１の距離ｄ及び第２の距離ｘを変え、共振周波数を解析した。

各第３のシミュレーションモデルＳ３の第１の距離ｄ及び第２の距離ｘは次の通りである。
モデルＳ３_Ａ：ｄ＝０．０ｍｍ、ｘ＝０．０ｍｍ
モデルＳ３_Ｂ：ｄ＝０．０ｍｍ、ｘ＝１０．０ｍｍ
モデルＳ３_Ｃ：ｄ＝２．０ｍｍ、ｘ＝２．０ｍｍ
モデルＳ３_Ｄ：ｄ＝２．０ｍｍ、ｘ＝１０．０ｍｍ
モデルＳ３_Ｅ：ｄ＝４．０ｍｍ、ｘ＝４．０ｍｍ
モデルＳ３_Ｆ：ｄ＝４．０ｍｍ、ｘ＝１０．０ｍｍ

図１１は解析結果を示す表である。同図に示すように、第１の距離ｄが０．０ｍｍの場合（モデルＳ３_Ａ、Ｓ３_Ｂ）、磁性シートＪ３の背面に配置された金属板Ｍ３の大きさ（第２の距離ｘ）によって共振周波数がシフトしていることがわかる。一方、第１の距離ｄが２．０ｍｍ（第１の幅ｗ×２）の場合（モデルＳ３_Ｃ、Ｓ３_Ｄ）共振周波数のシフトは抑えられていることがわかる。さらに第１の距離ｄが４．０ｍｍ（第１の幅ｗ×４）の場合（モデルＳ３_Ｅ、Ｓ３_Ｆ）、共振周波数は全くシフトしていないことがわかる。即ち、第１の距離ｄを十分大きくすれば、第２の距離ｘによらず、共振周波数のシフトを防止することが可能である。

以上から、第１の距離ｄを第１の幅ｗの２倍以上（ｄ≧２ｗ）とすることで、磁性シートの背面に位置する金属部品によるアンテナコイルへの干渉を、磁性シートによって防止することが可能であるといえる。

ここで、第２の距離ｘについて検討するに、第１の距離ｄが第１の幅ｗの２倍以上であれば、第２の距離ｘによらず、磁性シート３の背面に位置する導電体（バッテリ４）による共振周波数への影響を防止することができる。しかし、バッテリ４の大きさが磁性シート３より小さければ、アンテナモジュール１を実装した際に周囲に位置する金属部品による共振周波数への影響を避けることができない。このため、このような金属部品による影響を排除するために、バッテリ４の大きさは磁性シート３以上の大きさが必要となる。即ち、第２の距離ｘが第１の距離ｄ以上（ｘ≧ｄ）である必要がある。

以上をまとめると、第２の距離ｘが第１の距離ｄ以上である場合に、バッテリ４が背面に位置する金属部品のアンテナコイル２に対する干渉を遮蔽する。また、第１の距離ｄが第１の幅ｗの２倍以上である場合に、磁性シート３がバッテリ４のアンテナコイル２に対する干渉を防止する。即ち、第１の幅ｗ、第１の距離ｄ及び第２の距離ｘがｘ≧ｄ≧２ｗの関係を満たす場合に、アンテナコイル２に対する周囲の金属部品の影響、即ち共振周波数のシフトを防止することが可能となる。

［アンテナモジュールの電子機器への実装］
図１２は、アンテナモジュール１の電子機器本体２０への実装を示す図である。
電子機器本体２０は、携帯電話、携帯型情報端末等、バッテリによって駆動されるものである。図１２に模式的に示すように、電子機器本体２０には金属部品２１が設けられている。蓋２２は、電子機器本体２０に搭載されたアンテナモジュール１を覆うための蓋である。

アンテナモジュール１は、アンテナコイル２側を外側（蓋２２側）にして電子機器本体２０に搭載される。この際、バッテリ４及びアンテナコイル２が電子機器本体２０に電気的に接続される。金属部品２１によるアンテナコイル２への干渉は、バッテリ４によって遮蔽されるため、アンテナコイル２の共振周波数は、電子機器本体２０への搭載によって変動することが防止される。このため、予めアンテナコイル２の共振周波数が調整されたアンテナモジュール１を電子機器本体２０に搭載するだけで、アンテナコイル２の最適環境を構築することが可能である。

これにより、例えば、構造が異なる複数種の電子機器にアンテナモジュール１を搭載する場合であっても、機種毎に共振周波数を調整する必要がない。また、アンテナモジュール１はバッテリ４とアンテナコイル２及び磁性シート３がひとつの部品となっているため、部品点数の削減にもなる。

以下、アンテナモジュール１及び電子機器本体２０の回路構成についてＲＦＩＤシステム及び比接触給電システムの例を挙げて説明する。

［ＲＦＩＤシステム例１］
図１３（Ａ）は本例におけるアンテナモジュール１を示す斜視図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には端子Ｔ１及び端子Ｔ２が設けられている。
図１３（Ｂ）は本例におけるアンテナモジュール１及び電子機器本体２０の回路構成を示すブロック図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には、バッテリ４、アンテナコイル２に加え、バッテリ制御回路１１が設けられている。電子機器本体２０には、電源回路２３、ＲＦＩＤ制御回路２４及びデジタル回路２５が設けられている。

アンテナモジュール１において、バッテリ４はバッテリ制御回路１１を介して端子Ｔ１に接続され、アンテナコイル２は端子Ｔ２に接続されている。電子機器本体２０において、電源回路２３は端子Ｔ１に対応する端子に接続され、ＲＦＩＤ制御回路２４は端子Ｔ２に対応する端子に接続されている。また、ＲＦＩＤ制御回路２４にはデジタル回路２５が接続されている。

アンテナモジュール１が電子機器本体２０に接続されると、バッテリ４はバッテリ制御回路１１を介して電源回路２３に電力を供給し、電源回路２３はバッテリ４から供給される電力から電子機器本体２０の駆動に用いられる電力を生成する。ＲＦＩＤ制御回路２４は、デジタル回路２５から供給された信号をアンテナコイル２用の電流に変換し、又はアンテナコイル２から供給された電流をデジタル信号に変換する。

このように、本例のアンテナモジュール１は、端子Ｔ１を介してバッテリ４の電力を電子機器本体２０に供給し、端子Ｔ２を介してＲＦＩＤ用の信号を電子機器本体２０との間で授受する。

［ＲＦＩＤシステム例２］
図１４（Ａ）は本例におけるアンテナモジュール１を示す斜視図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には端子Ｔ１が設けられている。端子Ｔ１は、電源端子、グランド端子、制御系端子に分割されている。
図１４（Ｂ）は本例におけるアンテナモジュール１及び電子機器本体２０の回路構成を示すブロック図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には、バッテリ４、アンテナコイル２に加え、バッテリ制御回路１１、抵抗１２及びコンデンサ１３が設けられている。電子機器本体２０には、電源回路２３、ＲＦＩＤ制御回路２４、デジタル回路２５、抵抗２６及びコンデンサ２７が設けられている。なお、抵抗１２、抵抗２６はインダクタであってもよく、抵抗（インダクタ）１２、抵抗（インダクタ）２６の抵抗値及びコンデンサ１３、コンデンサ２７の容量は搬送波周波数によって決定される。

アンテナモジュール１において、バッテリ４はバッテリ制御回路１１及び抵抗１２を介して端子Ｔ１に接続されている。アンテナコイル２は、コンデンサ１３を介して端子Ｔ１に接続されている。電子機器本体２０において、電源回路２３は抵抗２６を介して端子Ｔ１に対応する端子に接続され、ＲＦＩＤ制御回路２４はコンデンサ２７を介して端子Ｔ１に対応する端子に接続されている。また、ＲＦＩＤ制御回路２４にはデジタル回路２５が接続されている。

アンテナモジュール１が電子機器本体２０に接続されると、バッテリ４はバッテリ制御回路１１を介して電源回路２３に電力を供給し、電源回路２３はバッテリ４から供給される電力から電子機器本体２０の駆動に用いられる電力を生成する。この際、抵抗１２及びコンデンサ１３、抵抗２６及びコンデンサ２７はローパスフィルタとして機能する。ＲＦＩＤ制御回路２４は、デジタル回路２５から供給された信号をアンテナコイル２用の電流に変換し、又はアンテナコイル２から供給された電流をデジタル信号に変換する。この際、抵抗１２及びコンデンサ１３、抵抗２６及びコンデンサ２７はハイパスフィルタとして機能する。

このように、本例のアンテナモジュール１は、端子Ｔ１を介してバッテリ４の電力を電子機器本体２０に供給し、ＲＦＩＤ用の信号を電子機器本体２０との間で授受する。

［ＲＦＩＤシステム例３］
図１５（Ａ）は本例におけるアンテナモジュール１を示す斜視図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には端子Ｔ１及び端子Ｔ２が設けられている。
図１５（Ｂ）は本例におけるアンテナモジュール１及び電子機器本体２０の回路構成を示すブロック図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には、バッテリ４、アンテナコイル２に加え、バッテリ制御回路１１及びＲＦＩＤ制御回路１４が設けられている。電子機器本体２０には、電源回路２３及びデジタル回路２５が設けられている。

アンテナモジュール１において、バッテリ４はバッテリ制御回路１１を介して端子Ｔ１に接続されている。アンテナコイル２は、ＲＦＩＤ制御回路１４を介して端子Ｔ２に接続されている。電子機器本体２０において、電源回路２３は端子Ｔ１に対応する端子に接続され、デジタル回路２５は端子Ｔ２に対応する端子に接続されている。

アンテナモジュール１が電子機器本体２０に接続されると、バッテリ４はバッテリ制御回路１１を介して電源回路２３に電力を供給し、電源回路２３はバッテリ４から供給される電力から電子機器本体２０の駆動に用いられる電力を生成する。ＲＦＩＤ制御回路１４は、デジタル回路２５から供給された信号をアンテナコイル２用の電流に変換し、又はアンテナコイル２から供給された電流をデジタル信号に変換する。

このように、本例のアンテナモジュール１は、端子Ｔ１を介してバッテリ４の電力を電子機器本体２０に供給し、端子Ｔ２を介してＲＦＩＤ用の信号を電子機器本体２０との間で授受する。

［ＲＦＩＤシステム例４］
図１６（Ａ）は本例におけるアンテナモジュール１を示す斜視図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には端子Ｔ１が設けられている。
図１６（Ｂ）は本例におけるアンテナモジュール１及び電子機器本体２０の回路構成を示すブロック図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には、バッテリ４、アンテナコイル２に加え、バッテリ制御回路１１、抵抗１２、コンデンサ１３及びＲＦＩＤ制御回路１４が設けられている。電子機器本体２０には、電源回路２３、デジタル回路２５、抵抗２６及びコンデンサ２７が設けられている。

アンテナモジュール１において、バッテリ４はバッテリ制御回路１１及び抵抗１２を介して端子Ｔ１に接続されている。アンテナコイル２は、ＲＦＩＤ制御回路１４及びコンデンサ１３を介して端子Ｔ１に接続されている。電子機器本体２０において、電源回路２３は抵抗２６を介して端子Ｔ１に対応する端子に接続されている。また、デジタル回路２５はコンデンサ２７を介して端子Ｔ１に対応する端子に接続されている。

アンテナモジュール１が電子機器本体２０に接続されると、バッテリ４はバッテリ制御回路１１を介して電源回路２３に電力を供給し、電源回路２３はバッテリ４から供給される電力から電子機器本体２０の駆動に用いられる電力を生成する。この際、抵抗１２及びコンデンサ１３、抵抗２６及びコンデンサ２７はローパスフィルタとして機能する。ＲＦＩＤ制御回路１４は、デジタル回路２５から供給された信号をアンテナコイル２用の電流に変換し、又はアンテナコイル２から供給された電流をデジタル信号に変換する。この際、抵抗１２及びコンデンサ１３、抵抗２６及びコンデンサ２７はハイパスフィルタとして機能する。

このように、本例のアンテナモジュール１は、端子Ｔ１を介してバッテリ４の電力を電子機器本体２０に供給し、ＲＦＩＤ用の信号を電子機器本体２０との間で授受する。

［非接触給電システム例１］
図１７（Ａ）は本例におけるアンテナモジュール１を示す斜視図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には端子Ｔ１及び端子Ｔ２が設けられている。
図１７（Ｂ）は本例におけるアンテナモジュール１及び電子機器本体２０の回路構成を示すブロック図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には、バッテリ４、アンテナコイル２に加え、バッテリ制御回路１１が設けられている。電子機器本体２０には、電源回路２３、電源制御回路２８及び内蔵バッテリ２９が設けられている。

アンテナモジュール１において、バッテリ４はバッテリ制御回路１１を介して端子Ｔ１に接続され、アンテナコイル２は端子Ｔ２に接続されている。電子機器本体２０において、電源回路２３は端子Ｔ１に対応する端子に接続され、電源制御回路２８は端子Ｔ２に対応する端子に接続されている。また、電源制御回路２８には内蔵バッテリ２９が接続されている。

アンテナモジュール１が電子機器本体２０に接続されると、バッテリ４はバッテリ制御回路１１を介して電源回路２３に電力を供給し、電源回路２３はバッテリ４から供給される電力から電子機器本体２０の駆動に用いられる電力を生成する。電源制御回路２８は、アンテナコイル２から供給された電力を内蔵バッテリ２９に給電する。

このように、本例のアンテナモジュール１は、端子Ｔ１を介してバッテリ４の電力を電子機器本体２０に供給し、端子Ｔ２を介して非接触給電により供給された電力を内蔵バッテリ２９に給電する。

［非接触給電システム例２］
図１８（Ａ）は本例におけるアンテナモジュール１を示す斜視図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には端子Ｔ１が設けられている。
図１８（Ｂ）は本例におけるアンテナモジュール１及び電子機器本体２０の回路構成を示すブロック図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には、バッテリ４、アンテナコイル２に加え、バッテリ制御回路１１、抵抗１２及びコンデンサ１３が設けられている。電子機器本体２０には、電源回路２３、電源制御回路２８、内蔵バッテリ２９、抵抗２６及びコンデンサ２７が設けられている。

アンテナモジュール１において、バッテリ４はバッテリ制御回路１１及び抵抗１２を介して端子Ｔ１に接続されている。アンテナコイル２は、コンデンサ１３を介して端子Ｔ１に接続されている。電子機器本体２０において、電源回路２３は抵抗２６を介して端子Ｔ１に対応する端子に接続され、電源制御回路２８はコンデンサ２７を介して端子Ｔ１に対応する端子に接続されている。また、電源制御回路２８には内蔵バッテリ２９が接続されている。

アンテナモジュール１が電子機器本体２０に接続されると、バッテリ４はバッテリ制御回路１１を介して電源回路２３に電力を供給し、電源回路２３はバッテリ４から供給される電力から電子機器本体２０の駆動に用いられる電力を生成する。この際、抵抗１２及びコンデンサ１３、抵抗２６及びコンデンサ２７はローパスフィルタとして機能する。電源制御回路２８は、アンテナコイル２から供給された電力を内蔵バッテリ２９に給電する。この際、抵抗１２及びコンデンサ１３、抵抗２６及びコンデンサ２７はハイパスフィルタとして機能する。

このように、本例のアンテナモジュール１は、端子Ｔ１を介してバッテリ４の電力を電子機器本体２０に供給し、非接触給電により供給された電力を内蔵バッテリ２９に給電する。

［非接触給電システム例３］
図１９（Ａ）は本例におけるアンテナモジュール１を示す斜視図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には端子Ｔ１及び端子Ｔ２が設けられている。
図１９（Ｂ）は本例におけるアンテナモジュール１及び電子機器本体２０の回路構成を示すブロック図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には、バッテリ４、アンテナコイル２に加え、バッテリ制御回路１１及び電源制御回路１５が設けられている。電子機器本体２０には、電源回路２３及び内蔵バッテリ２９が設けられている。

アンテナモジュール１において、バッテリ４はバッテリ制御回路１１を介して端子Ｔ１に接続されている。アンテナコイル２は、電源制御回路１５を介して端子Ｔ２に接続されている。電子機器本体２０において、電源回路２３は端子Ｔ１に対応する端子に接続され、内蔵バッテリ２９は端子Ｔ２に対応する端子に接続されている。

アンテナモジュール１が電子機器本体２０に接続されると、バッテリ４はバッテリ制御回路１１を介して電源回路２３に電力を供給し、電源回路２３はバッテリ４から供給される電力から電子機器本体２０の駆動に用いられる電力を生成する。電源制御回路１５は、アンテナコイル２から供給された電力を内蔵バッテリ２９に給電する。

このように、本例のアンテナモジュール１は、端子Ｔ１を介してバッテリ４の電力を電子機器本体２０に供給し、端子Ｔ２を介して非接触給電により供給された電力を内蔵バッテリ２９に給電する。

［非接触給電システム例４］
図２０（Ａ）は本例におけるアンテナモジュール１を示す斜視図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には端子Ｔ１が設けられている。
図２０（Ｂ）は本例におけるアンテナモジュール１及び電子機器本体２０の回路構成を示すブロック図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には、バッテリ４、アンテナコイル２に加え、バッテリ制御回路１１及び電源制御回路１５が設けられている。電子機器本体２０には、電源回路２３が設けられている。

アンテナモジュール１において、バッテリ４はバッテリ制御回路１１を介して端子Ｔ１に接続されている。アンテナコイル２は、電源制御回路１５を介してバッテリ制御回路１１に接続されている。電子機器本体２０において、電源回路２３は端子Ｔ１に対応する端子に接続されている。

アンテナモジュール１が電子機器本体２０に接続されると、バッテリ４はバッテリ制御回路１１を介して電源回路２３に電力を供給し、電源回路２３はバッテリ４から供給される電力から電子機器本体２０の駆動に用いられる電力を生成する。電源制御回路１５は、アンテナコイル２から供給された電力をバッテリ制御回路１１を介してバッテリ４供給する。

このように、本例のアンテナモジュール１は、端子Ｔ１を介してバッテリ４の電力を電子機器本体２０に供給し、非接触給電により供給された電力をバッテリ４に供給する。

［非接触給電システム例５］
図２１（Ａ）は本例におけるアンテナモジュール１を示す斜視図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には端子Ｔ１及び端子Ｔ２が設けられている。
図２１（Ｂ）は本例におけるアンテナモジュール１及び電子機器本体２０の回路構成を示すブロック図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には、バッテリ４、アンテナコイル２に加え、バッテリ制御回路１１が設けられている。電子機器本体２０には、電源回路２３及び電源制御回路２８が設けられている。

アンテナモジュール１において、バッテリ４はバッテリ制御回路１１を介して端子Ｔ１に接続されている。アンテナコイル２は端子Ｔ２に接続されている。電子機器本体２０において、電源回路２３は端子Ｔ１に対応する端子に接続されている。電源制御回路２８は、端子Ｔ２に対応する端子と、端子Ｔ１に対応する端子とに接続されている。

アンテナモジュール１が電子機器本体２０に接続されると、バッテリ４はバッテリ制御回路１１を介して電源回路２３に電力を供給し、電源回路２３はバッテリ４から供給される電力から電子機器本体２０の駆動に用いられる電力を生成する。電源制御回路１５は、アンテナコイル２から供給された電力をバッテリ制御回路１１を介してバッテリ４に供給する。

このように、本例のアンテナモジュール１は、端子Ｔ１を介してバッテリ４の電力を電子機器本体２０に供給し、非接触給電により供給された電力を端子Ｔ１を介してバッテリ４に供給する。

［非接触給電システム例６］
図２２（Ａ）は本例におけるアンテナモジュール１を示す斜視図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には端子Ｔ１が設けられている。
図２２（Ｂ）は本例におけるアンテナモジュール１及び電子機器本体２０の回路構成を示すブロック図である。同図に示すように、アンテナモジュール１には、バッテリ４、アンテナコイル２に加え、バッテリ制御回路１１、抵抗１２及びコンデンサ１３が設けられている。電子機器本体２０には、電源回路２３、電源制御回路２８、抵抗２６及びコンデンサ２７が設けられている。

アンテナモジュール１において、バッテリ４はバッテリ制御回路１１及び抵抗１２を介して端子Ｔ１に接続されている。アンテナコイル２は、コンデンサ１３を介して端子Ｔ１に接続されている。電子機器本体２０において、電源回路２３は抵抗２６を介して端子Ｔ１に対応する端子に接続され、電源制御回路２８はコンデンサ２７を介して端子Ｔ１に対応する端子に接続され、さらに抵抗２６を介して端子Ｔ１に接続されている。

アンテナモジュール１が電子機器本体２０に接続されると、バッテリ４はバッテリ制御回路１１を介して電源回路２３に電力を供給し、電源回路２３はバッテリ４から供給される電力から電子機器本体２０の駆動に用いられる電力を生成する。この際、抵抗１２及びコンデンサ１３、抵抗２６及びコンデンサ２７はローパスフィルタとして機能する。電源制御回路２８は、アンテナコイル２から供給された電力をバッテリ４に給電する。アンテナコイル２から電源制御回路２８への際は、抵抗１２及びコンデンサ１３、抵抗２６及びコンデンサ２７はハイパスフィルタとして機能する。また、電源制御回路２８からバッテリ４への際は、抵抗１２及びコンデンサ１３、抵抗２６及びコンデンサ２７はローパスフィルタとして機能する。

このように、本例のアンテナモジュール１は、端子Ｔ１を介してバッテリ４の電力を電子機器本体２０に供給し、非接触給電により供給された電力をバッテリ４に給電する。

本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更され得る。

上述した実施形態では、アンテナモジュールの周囲に位置する金属からアンテナコイルへの干渉を防止する導電体としてバッテリを用いたが、これをバッテリ以外の導電体とすることも可能である。この場合、導電体は、電子機器に設けられている金属部分によるアンテナコイルへの干渉を遮蔽するのに十分な大きさを有するものとすることができる。例えばこのような導電体として、電子機器に設けられるＥＭＣ(ElectroMagnetic Compatibility)用のシールド板等が挙げられる。

１…アンテナモジュール
２…アンテナコイル
３…磁性シート
３ａ…第１の面
４…バッテリ
４ａ…第２の面
２０…電子機器本体

Claims (7)

1. 第１のパターン幅を有するアンテナコイルと、
   前記アンテナコイルが配置される第１の面を有し、前記第１の面の端から前記アンテナコイルまでの前記第１の面における距離である第１の距離が前記第１のパターン幅の２倍以上である磁性シートと、
   前記磁性シートの前記第１の面の反対側が配置される第２の面を有し、前記第２の面の端から前記アンテナコイルまでの前記第２の面における距離である第２の距離が前記第１の距離以上である導電体と
   を具備するアンテナモジュール。
2. 請求項１に記載のアンテナモジュールであって、
   前記導電体はバッテリである
   アンテナモジュール。
3. 請求項２に記載のアンテナモジュールであって、
   前記第１の距離は、前記第１のパターン幅の４倍以上である
   アンテナモジュール。
4. 請求項３に記載のアンテナモジュールであって、
   前記アンテナコイルは、ＲＦＩＤ用のアンテナコイルである
   アンテナモジュール。
5. 請求項３に記載のアンテナモジュールであって、
   前記アンテナコイルは、非接触電力伝送用のアンテナコイルである
   アンテナモジュール。
6. 第１のパターン幅を有するアンテナコイルと、前記アンテナコイルが配置される第１の面を有し前記第１の面の端から前記アンテナコイルまでの前記第１の面における距離である第１の距離が前記第１のパターン幅の２倍以上である磁性シートと、前記磁性シートの前記第１の面の反対側が配置される第２の面を有し、前記第２の面の端から前記アンテナコイルまでの前記第２の面における距離である第２の距離が前記第１の距離以上である導電体とを有するアンテナモジュールと、
   前記アンテナモジュールが搭載される電子機器本体と
   を具備する電子機器。
7. 請求項６に記載の電子機器であって、
   前記導電体はバッテリであり、
   前記電子機器本体は前記バッテリによって駆動される
   電子機器。

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