JP2014207516A - 薄型アンテナおよびアンテナユニット - Google Patents

Abstract

【課題】金属部材に取り付けられていても通信を良好に行うことができる、ＵＨＦ帯及びＨＦ帯の２種類の周波数、通信方式に対応可能とした、ＲＦＩＤタグの読み取り用の薄型アンテナ、およびこの薄型アンテナを用いたアンテナユニットを提供する。【解決手段】磁性シートと、前記磁性シートの一方の面上に配置された第一のアンテナ部と、前記第一のアンテナ部を取り囲むコイル状をなす第二のアンテナ部と、前記磁性シートの他方の面上に配置された導体地板と、を備え、前記磁性シートの厚さ方向に見たときに、前記第一のアンテナ部と第二のアンテナ部とはそれぞれ、少なくとも一部が前記導体地板と重なるように配置されたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ＵＨＦ帯およびＨＦ帯で用いられるＲＦＩＤタグの読み取り装置の薄型アンテナおよびアンテナユニットに関する。

従来、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグと読み取り装置などとの間で無線通信が行われている。
ＲＦＩＤタグの普及に伴い読み取り装置のバリエーションも増加しており、利便性を優先させるケースとして、専用の読み取り装置では無く、携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの携帯端末内にＲＦＩＤタグの読み取り機能（アンテナおよび読み取り回路）を内蔵させ、携帯端末に機能を付加したものが商品化されている。

この場合、ＵＨＦ帯のＲＦＩＤタグの読み取りアンテナとしては、小型のパッチアンテナが搭載されている場合が多く、パッチアンテナはその構造上、厚みが必要になるため、携帯端末ではアンテナが装置本体からはみ出た造形になっている。携帯電話の場合では、読み取り機能の全てが外部のアタッチメント内に納められており、そのアタッチメントを携帯電話の本体と合体させるなどしている。
その理由として、多くの携帯電話および一部のＰＤＡなどでは、情報表示面とは反対側の面（裏面）の内側にアルミニウム製の金属ケース（金属部材）に封入されたリチウムイオン型などの蓄電池が搭載されており、裏面側の大部分はこの蓄電池の金属ケースで占められている。よって、装置の裏面側にはＲＦＩＤタグの情報を読み取るための小型パッチアンテナを組み込むスペースがないからである。

近年、携帯端末の中でも、表示面を大型にしてタッチパネル入力が可能なスマートフォン（多機能携帯電話）の増加が著しい。スマートフォンでは、大型化した表示面の発光電力の増大と、高速描画処理のためＣＰＵ、グラフィック処理ＩＣなどの消費電力の増大により、中型の畜電池が内蔵されている。表示面の大型化にともないスマートフォンの本体の外形も大きくなっているが、それに伴って内蔵する畜電池も大きくなっており、前述の携帯電話および一部のＰＤＡなどと同様に、小型パッチアンテナを組み込むためのスペースはない。さらにこのスマートフォンにおいては、稼働時間を伸ばすために畜電池の大型化も検討されている。

携帯電話および一部のＰＤＡなどに、ＲＦＩＤタグの読み取り機能を組み込むことで、読み取り機能を稼動するための電力も必要になるので、内蔵される畜電池はさらに大型化すると予想される。よって、携帯端末の中に大型の畜電池があっても組み込み可能な、薄型のＲＦＩＤタグの読み取りアンテナが待ち望まれている。

薄型パッチアンテナとしては、例えば特許文献１に示すように、パッチアンテナの広帯域化を目指し、パッチアンテナ構造で放射アンテナと導体地板との間に磁性体を設ける構成も提案されている。
特許文献１のパッチアンテナでは、アンテナ特性の中心周波数が４ＧＨｚにおいて磁性体の厚さは２ｍｍであった。ＲＦＩＤタグのＵＨＦ帯の周波数は８６０〜９６０ＭＨｚであることから、この周波数に対応した場合では波長が４倍近く長くなり、磁性体の厚さはさらに厚くなってしまうことが想定される。

特許第４３７９４７０号公報

一方のＲＦＩＤタグにおいては、ＵＨＦ帯において電波方式で動作するＲＦＩＤタグと、ＨＦ帯において電磁誘導方式で動作するＲＦＩＤタグの２種類が主流となっており、取り付けられる対象物（被接着体）、使用環境などにより２種類のＲＦＩＤタグは使い分けられている。

このような状況において、近年では読み取り装置も前述の２種類の周波数、通信方式のＲＦＩＤタグが読み取り可能なマルチリーダーが開発され市販されている。しかしながら、電波方式の出力アンテナと電磁誘導方式の出力アンテナではアンテナの構造が全く異なることから小型化、薄型化が難しく、よって上記のようなマルチリーダー機能が搭載された携帯電話、ＰＤＡなどの携帯端末は商品化されていない。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、金属部材に取り付けられていても通信を良好に行うことができる、ＵＨＦ帯及びＨＦ帯の２種類の周波数、通信方式に対応可能とした、ＲＦＩＤタグの読み取り用の薄型アンテナ、およびこの薄型アンテナを用いたアンテナユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る薄型アンテナは、磁性シートと、前記磁性シートの一方の面上に配置された第一のアンテナ部と、前記第一のアンテナ部を取り囲むコイル状をなす第二のアンテナ部と、前記磁性シートの他方の面上に配置された導体地板と、を備え、前記磁性シートの厚さ方向に見たときに、前記第一のアンテナ部と第二のアンテナ部および前記導体地板は少なくとも一部が重なるように配置されていることを特徴としている。さらに、前記磁性シートの厚さが２００μｍ以上６００μｍ以下であることが好ましい。

また、上記の薄型アンテナにおいて、前記第一のアンテナ部と前記第二のアンテナ部と前記導体地板とが自身の主面上に形成されたフィルム状の基材を備え、前記主面が内側になるように折り返された前記基材の間に前記磁性シートが挟まれていることがより好ましい。
また、上記の薄型アンテナにおいて、前記第一のアンテナ部と前記第二のアンテナ部と前記導体地板とが自身の主面上に形成されたフィルム状の基材を備え、前記主面が外側になるように折り返された前記基材の間に前記磁性シートが挟まれていることがより好ましい。

本発明に係るアンテナユニットは、上記の薄型アンテナと、前記薄型アンテナにおける前記磁性シートの他方の面側に取り付けられた金属部材と、を備えることを特徴としている。
また、上記のアンテナユニットにおいて、前記導体地板は、前記金属部材に電気的に統合されていることがより好ましい。
また、上記のアンテナユニットにおいて、前記金属部材は、携帯端末に内蔵されている蓄電池の外装部材であることがより好ましい。
また、上記のアンテナユニットにおいて、前記第一のアンテナ部はＵＨＦ帯の電波方式で動作するとともに、前記第二のアンテナ部はＨＦ帯の電磁誘導方式で動作することがより好ましい。
また、上記のアンテナユニットにおいて、前記導体地板は、前記第二のアンテナ部から生じる電磁誘導磁界の漏洩防止の遮断板としての機能を兼ねていることがより好ましい。

本発明の薄型アンテナおよびアンテナユニットによれば、ＵＨＦ帯及びＨＦ帯の２種類の周波数、通信方式に対応可能とし、金属部材に取り付けられていても通信を良好に行うことができる。

本発明の第１実施形態の薄型アンテナの平面図である。 図１におけるＡ方向矢視図である。 図１の同薄型アンテナを展開した平面図である。 図１の薄型アンテナを用いた実験の手順を説明する側面図である。 実験に用いた金属板および給電部の平面図である。 図５の金属板および給電部の側面図である。 金属板の上に磁性シートと三角形状のアンテナエレメントとを順に重ねて置 いた状態を示す平面図である。 金属板の上に磁性シートと長方形状のアンテナエレメントとを順に重ねて置 いた状態を示す平面図である。 三角形状のアンテナエレメントを用いた実験結果を示す図である。 長方形状のアンテナエレメントを用いた実験結果を示す図である。 本発明の第２実施形態のアンテナユニットを内蔵した携帯電話における要 部の断面図である。 本発明の第３実施形態のアンテナユニットを内蔵した携帯電話における要 部の断面図である。 本発明の第４実施形態の薄型アンテナの平面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る薄型アンテナの第１実施形態を、図１から図１０を参照しながら説明する。本薄型アンテナは、ＲＦＩＤタグとの間で非接触にて通信を行うものである。
図１から図３に示すように、
本実施形態の薄型アンテナ１は、磁性シート２と、磁性シート２の一方の面２ａ上に配置されたＵＨＦ帯用のアンテナエレメント（第一のアンテナ部）３と、ＨＦ帯用のアンテナコイル（第二のアンテナ部）１２と、磁性シート２の他方の面２ｂ上に配置された導体地板４とを備えている。なお、図１においては、後述する基材６は示していない。

磁性シート２としては、磁性粒子、または磁性フレークとプラスチックまたはゴムとの複合材からなる、柔軟性に富んだ公知の材料を用いることができる。図３に示すように、磁性シート２の厚さ方向Ｄ（図２参照。）に見た平面視において、磁性シート２は長方形状に形成されている。磁性シート２の磁気特性としては、ＨＦ帯（１３．５６ＭＨｚ）における比透磁率が５０であり、ＵＨＦ帯（１ＧＨｚ）における比透磁率が１７といった、ＨＦ帯およびＵＨＦ帯の双方において高透磁率を有する磁性シートが用いられる。

本実施形態では、アンテナエレメント３、アンテナコイル１２および導体地板４は、フィルム状の基材６の主面６ａ上に形成され、ブリッジ・スルーホール７ａ、ブリッジ・スルーホール１５ａは裏面６ｂ上に形成されている。アンテナコイル１２は、上記アンテナエレメント３を外周側から取り囲むように配置されたコイル状をなしている。即ち、アンテナコイル１２は、線状をなす導線部が幾重にも重なって巻回されるよう形成されている。
ブリッジ・スルーホール７ａの一端は、基材６を貫通するスルーホール構造によって主面６ａ上のアンテナエレメント３に接続され、他方の一端は接続線７に接続されている。他
方のブリッジ・スルーホール１５ａの一端は、前述と同様のスルーホール構造によって主面６ａ上のアンテナコイル１２に接続され、他方の一端は接続線１５に接続されている。

基材６を形成する材料としては、ＰＥＴなどの樹脂を好適に用いることができる。基材６の厚さは、例えば５０μｍである。
アンテナエレメント３、アンテナコイル１２および導体地板４は、基材６上に配したアルミ薄膜をエッチング法にて成形したり、基材６に銀ペーストインキをパターン印刷したりすることで形成されている。
平面視において、アンテナエレメント３は三角形状に形成され、導体地板４は長方形状に形成されている。
基材６は、主面６ａが内側になるように折り線Ｌ（図３参照。）で折り返されていて、折り返された基材６の間に磁性シート２を挟んで不図示の接着剤などで接着することで、磁性シート２にアンテナエレメント３、アンテナコイル１２および導体地板４が取り付けられている。言い換えれば、磁性シート２は基材６に巻きつけられている。

平面視において、アンテナエレメント３およびアンテナコイル１２は導体地板４の輪郭の内部に配置されている。
ＵＨＦ帯において電波方式で動作するアンテナエレメント３と導体地板４は、接続線７、８の一端がそれぞれ接続されている。接続線７、８の他端は、不図示のＵＨＦ帯用の読み取り回路部に接続されている。他方のＨＦ帯において電磁誘導方式で動作するアンテナコイル１２には、接続線１４，１５の一端がそれぞれ接続されている。接続線１４，１５の他端は、不図示のＨＦ帯用の読み取り回路部に接続されている。
薄型アンテナ１、接続線７、８、１４、１５、ＵＨＦ帯用とＨＦ帯用の２種類の読み取り回路部で、データ読み取り装置を構成する。

データ読み取り装置における、ＵＨＦ帯用ＲＦＩＤタグの読み取りでは、ＵＨＦ帯用の読み取り回路部で生成した問い合わせ信号を、接続線７、８を介して薄型アンテナ１に送ることで、その信号は薄型アンテナ１から電磁波として空間に放射される。問い合わせ信号を受信した不図示のＵＨＦ帯用ＲＦＩＤタグの内部では、この問い合わせに対する応答信号が生成される。このＵＨＦ帯用ＲＦＩＤタグからの応答信号は同薄型アンテナ１にて受信され、接続線７、８を介して読み取り回路部に送られ解読されることで、ＵＨＦ帯用ＲＦＩＤタグに記憶された情報を読み取ることができる。

他方のＨＦ帯用ＲＦＩＤタグの読み取りでは、ＨＦ帯用の読み取り回路部で生成した問い合わせ信号を、接続線１４、１５を介してアンテナコイル１２に送ることで、その信号はアンテナコイル１２から電磁誘導の磁力線として空間に放射される。
アンテナコイル１２のＤ下方向には、磁性シート２を挟んで導電性を有するＵＨＦ帯用の導体地板４が設けられているが、アンテナコイル１２と導体地板４との間には、前述のとおり高透磁率（比透磁率＝５０）を有する磁性シート２が備えられ、アンテナコイル１２と導体地板４との間に、前述の磁力線をとおすロスの少ない磁束のルートが確保されていることで、通信性を良好に確保することができる。
問い合わせ信号を受信した不図示のＨＦ帯用ＲＦＩＤタグの内部では、この問い合わせに対する応答信号が生成される。ＨＦ帯用ＲＦＩＤタグからの応答信号は同アンテナコイル１２にて受信され、接続線１４、１５を介して読み取り回路部に送られ解読されることで、ＨＦ帯用ＲＦＩＤタグに記憶された情報を読み取ることができる。

以上のような本実施形態の薄型アンテナ１によれば、内側のアンテナエレメント３がＵＨＦ帯の電波方式に対応しており、外側のアンテナコイル１２がＨＦ帯の電磁誘導方式に対応しているため、これら２種類の周波数、通信方式で情報通信を行うことが可能となる。

また、通信方式が電磁誘導のアンテナコイル１２の場合には、そのアンテナ利得（感度）はアンテナコイル１２の大きさ（直径）に比例するので、アンテナエレメント３の外側に、アンテナエレメント３を囲むように成形することで、アンテナコイル１２の直径を最大限に大きくすることができる。

以上のように構成された薄型アンテナ１を薄型にするために、磁性シート２の厚さを検討する以下に説明する実験を行った。なお、アンテナエレメントは三角形状の場合だけでなく、長方形状にした実験も行っている。本実験はＵＨＦ帯用ＲＦＩＤタグの読み取りに関するものである。

また、薄型アンテナ１では、磁性シート２の他方の面２ｂが金属部材側となるように金属部材に取り付けられたとき、金属部材と導体地板４とは、基材６および接着層を介した静電容量結合効果で電気的に接続され、この作用より導体地板４と金属部材は、アンテナエレメントに対する統合された一つの導体地板となる。

このため、以下の実験では、導体地板４および基材６を備えない薄型アンテナ１を、磁性シート２の他方の面２ｂが金属部材側となるように、前述の統合された一つの導体地板に相当する金属板に取り付けて実験を行った。

（実験）
実験には、下記および図４に示す機材および材料を使用した。
・磁性シート２：大同特殊鋼（株）製 ＮＲＣ０１０（厚さ１００μｍ）
磁性シート２の寸法 ３５ｍｍ×３０ｍｍ 比透磁率＝１７（１ＧＨｚ）
・アンテナエレメント３：厚さ１２μｍのアルミニウムの薄膜
三角形状の各辺の長さは、２３ｍｍ、２３ｍｍ、２６ｍｍ
長方形状のアンテナエレメント３Ａ（図８参照。）の寸法は、３２ｍｍ×９ｍｍ
・読み取り装置（読み取り回路部）Ｒ１：９５０ＭＨｚ帯ＲＦＩＤ用読み取り装置 三菱電機（株）製
ＲＦ−ＲＷ００２（最大出力１Ｗ ３０ｄＢｍ）
・固定減衰器Ｒ２：ヒロセ電機（株）製 ＡＴ−１０３（減衰量 ３ｄＢ）
・金属板（金属部材）１１：アルミニウム製 １８０ｍｍ（長さ）×８０ｍｍ（幅）×３ｍｍ（厚さ）
・ＲＦＩＤタグＴ：ＵＰＭ社製 Ｂｅｌｔ
図５および６に示すように、金属板１１の中心部にＳＭＡ規格に準じた同軸コネクタＲ１１を設け、金属板１１の厚さ方向に同軸コネクタＲ１１の心線部を貫通させ、その心線部の先端をアンテナエレメント３に電気的に接続する給電部Ｒ１２とした。
図４に示すように、同軸コネクタＲ１１とＲＦＩＤタグの読み取り装置Ｒ１とは、固定減衰器Ｒ２が設けられた同軸ケーブルＲ３で接続される。
これら、薄型アンテナ１、読み取り装置Ｒ１、固定減衰器Ｒ２、同軸ケーブルＲ３、同軸コネクタＲ１１、および給電部Ｒ１２で、データ読み取り装置Ｒを構成する。

続いて、実験を行った手順について説明する。
まず、図７に示すように金属板１１上に磁性シート２を置き、その磁性シート２の上に三角形状のアンテナエレメント３を、その先端部分に給電部Ｒ１２の心線が接触するようにして重ねた。
この実験では、アンテナエレメント３、磁性シート２、および金属板１１を厚さ方向に密着させるために、不図示の発砲スチロールをアンテナエレメント３上に置き、その発泡スチロールの両端と金属板１１とを薄い粘着テープで止めた。
ＲＦＩＤタグＴを金属板１１上のアンテナエレメント３に向け回転させ、データ読み取り
装置Ｒが非接触でＲＦＩＤタグＴから情報を読み取ることができる距離の最大値（通信距離）を求めた。なお、発泡スチロールは通信距離の測定結果にはほとんど影響を与えないことが分かっている。

実験に使用した読み取り装置Ｒ１の最高出力は１Ｗ（３０ｄＢｍ）であるが、実験環境の都合上、同軸ケーブルＲ３上に−３ｄＢの固定減衰器Ｒ２を接続し、読み取り装置Ｒ１の出力を０．５Ｗ（２７ｄＢｍ）に減衰させて実験をおこなった。
磁性シート２の厚さを１００μｍ〜７００μｍに変化させ、厚さの違いによる通信距離の変動を測定し記録した。磁性シート２の厚さを変化させるために、同一形状に加工された１００μｍ厚の磁性シートを複数枚重ね合わせて、厚さが１００μｍ〜７００μｍの磁性シート２とした。なお、本実験で使用した磁性シート２は、１ＧＨｚ付近における比透磁率が１６と、市販されている磁性シートの中では高い値を示すものである。

図８に示すように、長方形状のアンテナエレメント３Ａを用いた実験の場合でも、磁性シート２の上に、長方形状のアンテナエレメント３Ａを、その短辺の中心に給電部Ｒ１２の心線が接触するようにして重ねた。

（実験結果）
三角形状のアンテナエレメント３を用いて、磁性シート２の厚さを１００μｍ〜７００μｍに変化させた実験の結果（グラフ）を図９に示す。図９より、磁性シート２の厚さが１００μｍでは通信距離が５０ｍｍと低い値を示すが、通信距離が９５ｍｍと高い値を示す３００〜４００μｍをピークとして、２００〜６００μｍの間では良好な結果となった。

長方形状のアンテナエレメント３Ａを用いた場合の実験結果を図１０に示す。
前述の三角形状のアンテナエレメント３を用いた実験結果と比較すると、通信距離は全体的に短くなってしまった。通信距離が７０ｍｍと高い値を示す３００μｍをピークとして、全体に山型の特性を示す結果となった。
これらの結果より、アンテナエレメントの形状の違いによる通信距離の差はあるものの、磁性シート２の厚さを２００〜６００μｍにすることで良好な通信結果が得られることがわかった。

なお、薄型アンテナ１の実際の使用に際しては、同軸ケーブルＲ３から固定減衰器Ｒ２を取り外すことで読み取り装置Ｒ１の出力を最大の１Ｗ（３０ｄＢｍ）まで上げられるので、通信距離がさらに長くなるのは言うまでもない。
その他、読み取り装置Ｒ１の装置側の入出力インピーダンスは５０Ωであり、実験に用いた薄型アンテナ１のインピーダンスとは整合が取れていないと思われる。このため、インピーダンス整合回路を付加すること、磁性シート２の電気的な物性値（透磁率、磁性損失、誘電率、誘電損失など）を好適なものにすること、アンテナエレメント３の形状を最適化することなどで、通信距離はさらに長くできると考えられる。

以上説明したように、本実施形態の薄型アンテナ１によれば、磁性シート２において、アンテナエレメント３が配置された一方の面２ａとは反対側の他方の面２ｂに導体地板４が配置されるとともに、厚さ方向Ｄに見てアンテナエレメント３は導体地板４の輪郭の内部に配置されている。
このため、導体地板４側に金属板１１を取り付けて薄型アンテナ１を使用した場合であっても、導体地板４に対してアンテナエレメント３とは反対側に配置された金属板１１の影響がアンテナエレメント３に及ぶのを抑えて、アンテナエレメント３とＲＦＩＤタグＴとの間で通信を良好に行うことができる。
また、磁性シート２の厚さが２００μｍ以上６００μｍ以下であるため、薄型アンテナ１の厚さを、従来型のアンテナと比較した場合に１／３〜１／１０と非常に薄く形成するこ
とができる。
さらに、薄型アンテナ１には高価な部材も使われていないことから、薄型アンテナ１を安価に製造することもできる。

主面６ａ上にアンテナエレメント３および導体地板４が形成された基材６が、主面６ａが内側になるように折り返されて磁性シート２を挟むように配置される。したがって、アンテナエレメント３、導体地板４に直接触れなくても、基材６を介してアンテナエレメント３、導体地板４を扱うことができ、磁性シート２上にアンテナエレメント３および導体地板４を容易に配置することができる。

なお、本実施形態の薄型アンテナ１では、基材６を、アンテナエレメント３および導体地板４が形成された主面６ａが外側になるように折り線Ｌで折り返し、折り返した基材６の間に磁性シート２を挟んでもよい。このように構成しても、本実施形態の薄型アンテナ１と同様の効果を奏することができる。

本実施形態の薄型アンテナ１では、本発明のアンテナ機能をわかりやすくするための造形としている。実際の使用に際しては、例えば薄型アンテナと読み取り回路部とのインピーダンス整合方法（例えば５０−ｊ０Ω化）、給電方法などを考慮し、装置の仕様に合わせた設計が必要となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１１を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。この例では、図１１に示すように、携帯電話（携帯端末）２１に、リチウムイオン型などの蓄電池３１、および前述の薄型アンテナ１が内蔵された構成となっている。

携帯電話２１の外装ケース２２は、プラスチックなどの比誘電率の小さい材料で形成されている。
蓄電池３１の収容ケース（金属部材、外装部材）３２は、アルミニウムや鉄などの金属で形成されている。
薄型アンテナ１は、磁性シート２の他方の面２ｂ側に収容ケース３２が配されるように、外装ケース２２と収容ケース３２との間に取り付けられている。薄型アンテナ１は、収容ケース３２に密着した状態で取り付けられている。
薄型アンテナ１は、収容ケース３２とともに、本実施形態のアンテナシステム３６を構成する。

このように構成された本実施形態のアンテナシステム３６によれば、導体地板４と収容ケース３２は、基材６および接着層を介した静電容量結合効果で電気的に接続され、この作用より導体地板４と収容ケース３２は、アンテナエレメント３に対する統合された一つの導体地板となる。よって、アンテナエレメント３、磁性シート２、および統合された一つの導体地板という順に形成された３層構造のアンテナとなり、ＲＦＩＤタグＴとの間で通信を良好に行うことができる。
収容ケース３２と導体地板４とは、厚さが５０μｍ程度の誘電体である基材６を介した静電容量結合効果により、高周波的に接続される。これにより、導体地板４の面積を静電容量結合可能な程度にまで小さくすることもできる。

携帯電話２１の主回路（処理機能、電話機能、表示機能等の回路）は、図示はしないが通常は導体地板４に対してアンテナエレメント３とは反対側に配置されているため、アンテナエレメント３からの電波放射の影響を受けにくい。一方のＨＦ帯用のアンテナコイル１２から生じる電磁誘導磁界においても、導体地板４があることによって、導体地板４の
背面に位置する前述の主回路に対する遮断板（シールド板）として機能する。このことから、ＵＨＦ帯およびＨＦ帯のＲＦＩＤタグ読み取り時の電磁波放射、電磁誘導磁界に対する内部の電磁波吸収体、遮蔽板（シールド版）等の電波障害対策を軽減することができる。
薄型アンテナ１をＵＨＦ帯用のアンテナ（パッチアンテナ）としてみた場合の導体地板４は、放射アンテナであるアンテナエレメント３に対する導体地板になる。一方のＨＦ帯のアンテナ（コイルアンテナ）としてみた場合の導体地板４では、アンテナコイル１２から生じる電磁誘導磁界の背面への影響を軽減するための前述の主回路に対する遮断板として機能する。

本実施形態の薄型アンテナ１は、導体地板４側に金属が配置されていてもよいことから、携帯電話２１の金属製の収容ケース３２と外装ケース２２との間に、携帯電話２１の外形厚さの増大を極力抑えて組み込むことができる。なお、この組み込み方法は、スマートフォンなどの畜電池の大型化（縦および横方向）の流れにおいても支障をきたさない組み込み方法である。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１２を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。この例では、図１２に示すように、携帯電話４１に、前述の蓄電池３１および薄型アンテナ５１が内蔵された構成となっている。

薄型アンテナ５１は、主面６ａにアンテナエレメント３が形成された基材６を、主面６ａが外側になるように折り返し、折り返した基材６の間に磁性シート２を挟んだ構成となっている。
本実施形態では、薄型アンテナ５１の導体地板は、収容ケース３２に基材６が密着した状態に配置されることで収容ケース３２に電気的に統合されている。すなわち、導体地板は収容ケース３２に一体化されている。
薄型アンテナ５１は、収容ケース３２とともに、本実施形態のアンテナシステム５６を構成する。
この場合、蓄電池３１の収容ケース３２に接続した不図示の既存電源ライン（グランドライン）を読み取り装置に接続することになる。

このように構成された本実施形態のアンテナシステム５６においても、前記実施形態のアンテナシステム３６と同様の効果を奏することができる。
薄型アンテナ５１の導体地板が収容ケース３２に電気的に統合されているため、薄型アンテナ５１の性能を維持しつつ、薄型アンテナ５１をさらに薄型化することができる。
また、金属部材が蓄電池３１の収容ケース３２であるため、薄型アンテナ５１を蓄電池３１と組み合わせたアンテナシステム５６を薄型化することができる。

磁性シート２とアンテナエレメント３との密着が保たれていれば、磁性シート２を収容ケース３２に貼り付けてもよい。この場合、薄型アンテナの導体地板４および磁性シート２の機能が蓄電池３１側に移行した状態になるため、薄型アンテナはアンテナエレメント３および基材６のみを備える構成となる。

このように、携帯電話における収容ケース３２と外装ケース２２との間に配置された薄型アンテナは、自身には備えないようにした構成要素を収容ケース３２や外装ケース２２に適宜設けることができる。したがって、携帯電話の外形厚さを極限まで抑えた形、利便性優先の形態、経済性優先の形態など様々に対応が可能である。
携帯電話の中に薄型アンテナを組み込む場合、金属製の収容ケース３２は、スペース的に
も電気的には大きな障害になっている。このような状況において発明者が着目したのが、障害になっている収容ケース３２であった。この収容ケース３２を薄型アンテナの導体地板にして、非常に薄い薄型アンテナを作ることが、本発明の発想の一つである。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図１３を参照して説明する。なお、図１３において図１と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図１３に示すように、第４実施形態の薄型アンテナ６１は、平面視において磁性シート２が２つのエリアに分割されている点において第１実施形態と相違する。

即ち、第４実施形態では、磁性シート２はアンテナエレメント３が配置された領域２ｃとその他の領域とに分割されており、アンテナエレメント３が配置された領域２ｃのみ異なる物性に設定されている。

このようにすることで以下に示す改善が可能となる。
即ち、磁性シート２の領域２ｃでは、その電気的な物性値（透磁率、磁性損失、誘電率、誘電損失など）をＵＨＦ帯の電波方式にあった好適なものにすることができる。また、磁性シート２の他の領域は、その電気的な物性値（透磁率、磁性損失、誘電率、誘電損失など）をＨＦ帯の電磁誘導方式にあった好適なものにすることができる。

よって、ＵＨＦ帯及びＨＦ帯のそれぞれの通信距離をさらに伸ばすことが可能となる。磁性シート２の領域２ｃとその他の領域を設定する際には、それぞれが別行程で製造され分割された形態（形状を含む）、または同一行程で製造され一体となった形態等、前述のとおり磁性シート２の電気的な物性値を変えることが可能であればどのような形態であってもかまわない。

以上、本発明の第１実施形態から第４実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更なども含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
たとえば、前記第２実施形態および第３実施形態では、携帯端末は携帯電話であるとした。しかし、携帯端末はこれに限ることなく、ＰＤＡやスマートフォンなどでもよいし、薄型アンテナが携帯端末以外の、自動車などの乗り物や、家庭用電気製品などに用いられてもよい。

前記第１実施形態および第２実施形態では、厚さ方向Ｄに見たときに、アンテナエレメント３は導体地板４の輪郭の内部に配置されているように構成した。しかし、厚さ方向Ｄに見たときに、アンテナエレメント３および導体地板４は少なくとも一部が重なるように配置されていればよい。
この理由は、金属部材である金属板１１、収容ケース３２と導体地板４とは、基材および接着層を介した静電容量結合効果で電気的に接続され、この作用よりこれら金属部材と導体地板４とがアンテナエレメント３に対する統合された一つの導体地板となり、アンテナエレメント３は必然的に前述の導体地板の輪郭内に配置されることになるからである。
また、アンテナエレメント３の形状は三角形状や長方形状に限定されず、円形状、楕円形状、多角形状、メアンダ形状、アレーアンテナ形状などであってもよい。導体地板４の形状も長方形状に限定されず、厚さ方向Ｄに見たときに少なくとも一部がアンテナエレメントに重なっていれば、その形状は、円形状、楕円形状、多角形状などであってもよい。一方のアンテナコイル１２においても同様であり、アンテナエレメント３をその周囲から囲むような構成であればいかなる形状であってもよい。

１、５１、６１ 薄型アンテナ
２ 磁性シート
２ａ 一方の面
２ｂ 他方の面
２ｃ 領域
３、３Ａ アンテナエレメント（第一のアンテナ部）
４ 導体地板
６ 基材
６ａ 主面
７、８、１４、１５ 接続線
７ａ ブリッジ・スルーホール
１１ 金属板（金属部材）
１２ アンテナコイル（第二のアンテナ部）
１５ａ ブリッジ・スルーホール
２１、４１ 携帯電話（携帯端末）
３１ 蓄電池
３２ 収容ケース（金属部材、外装部材）
３６、５６ アンテナシステム

Claims (10)

1. 磁性シートと、
   前記磁性シートの一方の面上に配置された第一のアンテナ部と、
   前記第一のアンテナ部を取り囲むコイル状をなす第二のアンテナ部と、
   前記磁性シートの他方の面上に配置された導体地板と、を備え、
   前記磁性シートの厚さ方向に見たときに、前記第一のアンテナ部と第二のアンテナ部とはそれぞれ、少なくとも一部が前記導体地板と重なるように配置されたことを特徴とする薄型アンテナ。
2. 前記第一のアンテナ部と前記第二のアンテナ部と前記導体地板とが自身の主面上に形成されたフィルム状の基材を備え、
   前記主面が内側になるように折り返された前記基材の間に前記磁性シートが挟まれていることを特徴とする請求項１に記載の薄型アンテナ。
3. 前記第一のアンテナ部と前記第二のアンテナ部と前記導体地板とが自身の主面上に形成されたフィルム状の基材を備え、
   前記主面が外側になるように折り返された前記基材の間に前記磁性シートが挟まれていることを特徴とする請求項１に記載の薄型アンテナ。
4. 前記磁性シートの厚さが２００μｍ以上６００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の薄型アンテナ。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の薄型アンテナと、
   前記薄型アンテナにおける前記磁性シートの他方の面側に取り付けられた金属部材と、
   を備えることを特徴とするアンテナユニット。
6. 前記導体地板は、前記金属部材に電気的に統合されていることを特徴とする請求項５に記載のアンテナユニット。
7. 前記金属部材は、携帯端末に内蔵されている蓄電池の外装部材であることを特徴とする請求項５または６に記載のアンテナユニット。
8. 前記第一のアンテナ部はＵＨＦ帯の電波方式で動作するとともに、
   前記第二のアンテナ部はＨＦ帯の電磁誘導方式で動作することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のアンテナユニット。
9. 前記導体地板は、前記第二のアンテナ部から生じる電磁誘導磁界の漏洩防止の遮断板としての機能を兼ねていることを特徴とする請求項８に記載のアンテナユニット。
10. 前記磁性シートの厚さが２００μｍ以上６００μｍ以下であることを特徴とする請求項５〜９のいずれかに記載のアンテナユニット。

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