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JP7111546B2 - antenna device - Google Patents

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JP7111546B2 JP2018141284A JP2018141284A JP7111546B2 JP 7111546 B2 JP7111546 B2 JP 7111546B2 JP 2018141284 A JP2018141284 A JP 2018141284A JP 2018141284 A JP2018141284 A JP 2018141284A JP 7111546 B2 JP7111546 B2 JP 7111546B2
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Description

本発明は、近距離無線通信に用いて好適なアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device suitable for use in short-range wireless communication.

従来より、近距離無線通信（ＮＦＣ（Near Field Communication））では、非接触ＩＣカードなどの通信対象と無線通信を行うためのループアンテナを筐体に収容するようにしている。 Conventionally, in near field communication (NFC), a loop antenna for wireless communication with a communication target such as a contactless IC card is accommodated in a housing.

この筐体にループアンテナを収容したアンテナ装置では、通信対象との距離が通信品質に大きく影響するため、筐体の外面に近い位置にループアンテナを配置することが重要となる。 In an antenna device with a loop antenna housed in the housing, the distance to a communication target greatly affects the communication quality, so it is important to dispose the loop antenna at a position close to the outer surface of the housing.

図２に、筐体にループアンテナを収容したアンテナ装置の基本的な事例を示す。このアンテナ装置２００（２００Ａ）では、筐体２０１内に収容された回路基板２０２の基板上に、ループアンテナ２０３が形成されている。この事例において、回路基板２０２には、高さのある部品は搭載されていない。このため、筐体２０１の高さを低くして、ループアンテナ２０３を筐体２０１の外面２０１ａに近い位置に配置することができている。 FIG. 2 shows a basic example of an antenna device in which a loop antenna is accommodated in a housing. In this antenna device 200 ( 200 A), a loop antenna 203 is formed on a substrate of a circuit board 202 accommodated in a housing 201 . In this case, the circuit board 202 has no tall components mounted on it. Therefore, the height of the housing 201 can be lowered and the loop antenna 203 can be arranged at a position close to the outer surface 201 a of the housing 201 .

図３に、筐体にループアンテナを収容したアンテナ装置の別の事例を示す。このアンテナ装置２００（２００Ｂ）では、回路基板２０２に高さのある部品２０４，２０５が搭載されており、この部品２０４，２０５を収容するために筐体２０１の高さが高くされている。この場合、回路基板２０２の基板上にループアンテナ２０３を形成すると、ループアンテナ２０３が筐体２０１の外面２０１ａから離れてしまう。 FIG. 3 shows another example of an antenna device in which a loop antenna is accommodated in a housing. In this antenna device 200 (200B), tall components 204 and 205 are mounted on the circuit board 202, and the height of the housing 201 is increased to accommodate the components 204 and 205. FIG. In this case, if the loop antenna 203 is formed on the substrate of the circuit board 202 , the loop antenna 203 is separated from the outer surface 201 a of the housing 201 .

このような事例に対し、例えば特許文献１に示されたアンテナ装置では、制御回路などが搭載された回路基板に、略コの字状のアンテナエレメントを立設し、このアンテナエレメントと基板上の導電性パターンとを接続することによって、環状のループアンテナを構成している。これにより、回路基板に高さのある部品が搭載されていても、ループアンテナを筐体の外面に近い位置に配置することができる。 In response to such a case, for example, in the antenna device shown in Patent Document 1, a substantially U-shaped antenna element is erected on a circuit board on which a control circuit and the like are mounted, and this antenna element and the board are mounted. An annular loop antenna is configured by connecting the conductive pattern. As a result, the loop antenna can be arranged at a position close to the outer surface of the housing even if a tall component is mounted on the circuit board.

特開２００９－２９０２７５号公報JP 2009-290275 A

しかしながら、特許文献１に示されたような構成としたとしても、ループアンテナが筐体に収容されている状況にあっては、ユーザの目線からは筐体内のどの位置にループアンテナが収容されているかが分かりにくく、ひいては通信対象を筐体のどこに近づければよいのか分かりにくい場合があった。また、暗所では、アンテナ装置自体、どこにあるのかを特定することが難しかった。 However, even with the configuration as shown in Patent Document 1, in a situation where the loop antenna is accommodated in the housing, it is difficult to know where the loop antenna is housed in the housing from the user's line of sight. In some cases, it is difficult to know where the object of communication is, and in some cases it is difficult to know where to bring the object of communication closer to the housing. Also, in a dark place, it is difficult to identify where the antenna device itself is located.

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、回路基板に高さのある部品が搭載されていても、ループアンテナを筐体の外面に近い位置に配置することができ、かつ、筐体の外側からループアンテナの位置を容易に把握することが可能なアンテナ装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and its object is to position the loop antenna close to the outer surface of the housing even if the circuit board has tall components mounted thereon. To provide an antenna device which can be arranged in a housing and can easily grasp the position of a loop antenna from the outside of a housing.

このような目的を達成するために本発明は、ループアンテナ（２）が形成されたアンテナ基板（３）と、アンテナ基板とは別体として設けられた回路基板（４）と、アンテナ基板および回路基板を収容する筐体（１）とを備えたアンテナ装置（１００）であって、アンテナ基板を自立させた状態で支持するとともに、ループアンテナを回路基板に電気的に接続する、回路基板に立設された第１の自立部材（６）と、アンテナ基板上にループアンテナに近接して設けられた発光素子（５）とを備え、筐体（１）は、少なくともその一部が発光素子からの光を透過させる構成とされていることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention provides an antenna substrate (3) on which a loop antenna (2) is formed, a circuit substrate (4) provided separately from the antenna substrate, an antenna substrate and a circuit. An antenna device (100) comprising a housing (1) for accommodating a substrate, the antenna device (100) supporting the antenna substrate in a self-sustaining state, and standing on the circuit substrate to electrically connect the loop antenna to the circuit substrate. and a light-emitting element (5) provided on the antenna substrate in the vicinity of the loop antenna. light is transmitted.

この発明において、筐体には、ループアンテナが形成されたアンテナ基板と、アンテナ基板とは別体として設けられた回路基板とが収容されている。アンテナ基板は、回路基板に立設された第１の自立部材によって、自立した状態で支持されている。また、アンテナ基板に形成されたループアンテナは、第１の自立部材によって回路基板に電気的に接続されている。これにより、回路基板に高さのある部品が搭載されていても、ループアンテナを筐体の外面に近い位置に配置することができるようになる。 In the present invention, the housing accommodates the antenna board on which the loop antenna is formed and the circuit board provided separately from the antenna board. The antenna board is supported in a self-supporting state by a first self-supporting member erected on the circuit board. Also, the loop antenna formed on the antenna board is electrically connected to the circuit board by the first self-supporting member. As a result, the loop antenna can be placed near the outer surface of the housing even if a tall component is mounted on the circuit board.

また、本発明において、アンテナ基板上には、ループアンテナに近接して発光素子が設けられており、筐体は、少なくともその一部が発光素子からの光を透過させる構成とされている。これにより、発光素子が発する光を目印として、筐体の外側からループアンテナの位置を容易に把握することが可能となる。 Further, in the present invention, the light-emitting element is provided on the antenna substrate in the vicinity of the loop antenna, and the housing is configured such that at least a portion thereof transmits light from the light-emitting element. This makes it possible to easily grasp the position of the loop antenna from the outside of the housing by using the light emitted by the light emitting element as a mark.

なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。 In the above description, as an example, constituent elements on the drawings corresponding to constituent elements of the invention are indicated by parenthesized reference numerals.

以上説明したように、本発明によれば、回路基板に立設された第１の自立部材によって、アンテナ基板を自立させた状態で支持するとともに、アンテナ基板に形成されたループアンテナを回路基板に電気的に接続し、アンテナ基板上にループアンテナに近接して発光素子を設け、筐体の少なくとも一部を発光素子からの光を透過させる構成としたので、回路基板に高さのある部品が搭載されていても、ループアンテナを筐体の外面に近い位置に配置することができ、かつ、発光素子が発する光を目印として、筐体の外側からループアンテナの位置を容易に把握することが可能となる。 As described above, according to the present invention, the antenna substrate is supported in a self-sustaining state by the first self-supporting member erected on the circuit substrate, and the loop antenna formed on the antenna substrate is attached to the circuit substrate. It is electrically connected, a light-emitting element is provided on the antenna board close to the loop antenna, and at least a part of the housing is configured to transmit the light from the light-emitting element. Even if it is mounted, the loop antenna can be arranged at a position close to the outer surface of the housing, and the position of the loop antenna can be easily grasped from the outside of the housing by using the light emitted by the light emitting element as a mark. It becomes possible.

図１は、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置の要部を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing essential parts of an antenna device according to an embodiment of the present invention. 図２は、筐体にループアンテナを収容したアンテナ装置の基本的な事例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a basic example of an antenna device in which a loop antenna is accommodated in a housing. 図３は、筐体にループアンテナを収容したアンテナ装置の別の事例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing another example of an antenna device in which a loop antenna is accommodated in a housing.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係るアンテナ装置１００の要部を示す斜視図である。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a main part of an antenna device 100 according to an embodiment of the invention.

このアンテナ装置１００において、筐体１には、ループアンテナ２が形成されたアンテナ基板３と、アンテナ基板３とは別体として設けられた回路基板４とが収容されている。アンテナ基板３上には、ループアンテナ２に近接して、発光色が異なる発光素子５が２箇所設けられている。この実施の形態において、発光素子５（５－１，５－２）は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）とされている。なお、発光素子５は、必ずしもＬＥＤでなくてもよい。 In this antenna device 100 , a housing 1 accommodates an antenna board 3 on which a loop antenna 2 is formed, and a circuit board 4 provided separately from the antenna board 3 . Two light-emitting elements 5 having different emission colors are provided on the antenna substrate 3 in the vicinity of the loop antenna 2 . In this embodiment, the light emitting elements 5 (5-1, 5-2) are LEDs (Light Emitting Diodes). Note that the light emitting element 5 may not necessarily be an LED.

また、アンテナ基板３は、回路基板４に立設された第１の自立部材６と第２の自立部材７とによって、自立した状態で支持されている。この実施の形態において、第１の自立部材６および第２の自立部材７は、アンテナ基板３を自立させた状態で支持するのに十分な強度を有する導体とされている。また、第１の自立部材６によって、ループアンテナ２が回路基板４に電気的に接続され、第２の自立部材７によって、発光素子５－１，５－２が回路基板４に電気的に接続されている。 Further, the antenna board 3 is supported in a self-supporting state by a first self-supporting member 6 and a second self-supporting member 7 erected on the circuit board 4 . In this embodiment, the first self-supporting member 6 and the second self-supporting member 7 are conductors having sufficient strength to support the antenna substrate 3 in a self-supporting state. The first self-supporting member 6 electrically connects the loop antenna 2 to the circuit board 4, and the second self-supporting member 7 electrically connects the light-emitting elements 5-1 and 5-2 to the circuit board 4. It is

なお、図１には、筐体１内におけるアンテナ基板３や回路基板４などの設置状態が分かるように、筐体１の前後を透視した図として示している。また、この実施の形態において、筐体１の上面１ａは、発光素子５（５－１，５－２）からの光を透過させることが可能な構成とされている。また、図１において、回路基板４には、高さのある部品８，９が搭載されている。 Note that FIG. 1 shows the front and rear of the housing 1 as a transparent view so that the installation state of the antenna substrate 3, the circuit board 4, and the like in the housing 1 can be understood. Further, in this embodiment, the upper surface 1a of the housing 1 is configured to transmit light from the light emitting elements 5 (5-1, 5-2). Further, in FIG. 1, components 8 and 9 having height are mounted on the circuit board 4 .

このアンテナ装置１００では、回路基板４に立設された第１の自立部材（導体）６によって、アンテナ基板３が自立させた状態で支持されるとともに、アンテナ基板３に形成されたループアンテナ２が回路基板４に電気的に接続されている。 In this antenna device 100, the antenna substrate 3 is supported in a self-sustaining state by the first self-supporting member (conductor) 6 erected on the circuit substrate 4, and the loop antenna 2 formed on the antenna substrate 3 is supported. It is electrically connected to the circuit board 4 .

これにより、回路基板４に高さのある部品８，９が搭載されていても、ループアンテナ２を筐体１の外面（上面１ａ）に近い位置に配置することができている。また、回路基板４上の他の回路（周辺回路）からも遠ざけられるものとなり、回路基板４上の導電性パターン（金属）の影響を受けにくいものとなる。 As a result, even if tall components 8 and 9 are mounted on the circuit board 4, the loop antenna 2 can be arranged at a position close to the outer surface (upper surface 1a) of the housing 1. FIG. In addition, it is kept away from other circuits (peripheral circuits) on the circuit board 4 and is less likely to be affected by the conductive pattern (metal) on the circuit board 4 .

また、このアンテナ装置１００では、回路基板４に立設された第２の自立部材（導体）７によって、アンテナ基板３が自立させた状態で支持されるとともに、アンテナ基板３に設けられた発光素子５－１，５－２が回路基板４に電気的に接続されている。 Further, in this antenna device 100, the antenna substrate 3 is supported in a self-sustaining state by the second self-supporting member (conductor) 7 erected on the circuit substrate 4, and the light-emitting element provided on the antenna substrate 3 is supported by the second self-standing member (conductor) 7. 5-1 and 5-2 are electrically connected to the circuit board 4. FIG.

この場合、発光素子５－１，５－２は、ループアンテナ２と同じアンテナ基板３に搭載されているが、発光素子５－１，５－２に電力を供給するアンテナ基板３上の導電性パターン（金属）は、発光素子５－１，５－２の消費電力から見て極めて細い線で足りるため、ループアンテナ２に対して悪影響を及ぼすことがない。また、第２の自立部材７が第１の自立部材６と対に配置されることから、この２つの自立部材６，７でループアンテナ２と発光素子５－１，５－２が搭載されたアンテナ基板３を強固に支えることができる。 In this case, the light emitting elements 5-1 and 5-2 are mounted on the same antenna substrate 3 as the loop antenna 2, but the conductive elements on the antenna substrate 3 that supply power to the light emitting elements 5-1 and 5-2 Considering the power consumption of the light-emitting elements 5-1 and 5-2, the pattern (metal) can be a very fine wire, so that the loop antenna 2 is not adversely affected. Further, since the second self-standing member 7 is arranged in a pair with the first self-standing member 6, the loop antenna 2 and the light emitting elements 5-1 and 5-2 are mounted on these two self-standing members 6 and 7. The antenna substrate 3 can be firmly supported.

また、このアンテナ装置１００では、アンテナ基板３上に、ループアンテナ２に近接して発光素子５－１，５－２が設けられており、筐体１の上面１ａは発光素子５－１，５－２からの光を透過させることが可能な構成とされている。これにより、発光素子５からの光を目印として、筐体１の外側からループアンテナ２の位置を容易に把握することが可能となる。また、暗所であっても、アンテナ装置１００がどこにあるのかを特定することができる。 Further, in this antenna device 100, the light emitting elements 5-1 and 5-2 are provided on the antenna substrate 3 in the vicinity of the loop antenna 2, and the upper surface 1a of the housing 1 is provided with the light emitting elements 5-1 and 5-2. -2 can be transmitted. This makes it possible to easily grasp the position of the loop antenna 2 from the outside of the housing 1 using the light from the light emitting element 5 as a mark. Further, even in a dark place, it is possible to identify where the antenna device 100 is.

なお、上述した実施の形態では、第１の自立部材６および第２の自立部材７を導体としたが、ループアンテナ２や発光素子５－１，５－２と回路基板４との電気的な接続を図ることができればよく、必ずしも導体としなくてもよい。例えば、自立部材６，７を導電性パターンを形成した基板などとしてもよい。また、例えば、第１の自立部材６を導電性パターンを形成した基板とし、この基板に形成された導電性パターンを通してループアンテナ２や発光素子５－１，５－２を回路基板４と電気的に接続させるようにして、第２の自立部材７を省略するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the first self-supporting member 6 and the second self-supporting member 7 are conductors. It suffices if a connection can be achieved, and the conductor does not necessarily have to be used. For example, the self-supporting members 6 and 7 may be substrates on which conductive patterns are formed. Further, for example, the first self-supporting member 6 is a substrate on which a conductive pattern is formed, and the loop antenna 2 and the light emitting elements 5-1 and 5-2 are electrically connected to the circuit board 4 through the conductive pattern formed on this substrate. , the second self-supporting member 7 may be omitted.

また、上述した実施の形態では、アンテナ基板３に発光色が異なる発光素子５を２箇所設けるようにしたが、２箇所に限られるものではない。また、発光素子５をループアンテナ２に近接して非対称で３箇所以上設けるようにしてもよい。また、発光素子５を１箇所としてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the antenna substrate 3 is provided with the light emitting elements 5 having different emission colors at two locations, but the number is not limited to two. Also, the light-emitting elements 5 may be asymmetrically provided at three or more locations close to the loop antenna 2 . Alternatively, the light emitting element 5 may be provided at one location.

また、上述した実施の形態では、筐体１の上面１ａを発光素子５からの光を透過させることが可能な構成としたが、筐体１の全部を発光素子５からの光を透過させることが可能な構成としてもよく、筐体１の上面１ａの一部を発光素子５からの光を透過させることが可能な構成としてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the upper surface 1a of the housing 1 is configured to allow the light from the light emitting element 5 to pass therethrough. may be configured to allow light from the light emitting element 5 to pass through a portion of the upper surface 1 a of the housing 1 .

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 [Expansion of Embodiment]
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the technical idea of the present invention.

１…筐体、１ａ…上面、２…ループアンテナ、３…アンテナ基板、４…回路基板、５（５－１，５－２）…発光素子、６…第１の自立部材、７…第２の自立部材、８，９…部品、１００…アンテナ装置。 REFERENCE SIGNS LIST 1 housing, 1a upper surface, 2 loop antenna, 3 antenna substrate, 4 circuit substrate, 5 (5-1, 5-2) light-emitting element, 6 first self-supporting member, 7 second second self-supporting members, 8, 9... parts, 100... antenna device.

Claims (5)

ループアンテナが形成されたアンテナ基板と、前記アンテナ基板とは別体として設けられた回路基板と、前記アンテナ基板および前記回路基板を収容する筐体とを備えたアンテナ装置であって、
前記アンテナ基板を前記筐体から自立させた状態で支持するとともに、前記ループアンテナを前記回路基板に電気的に接続する、前記回路基板に立設された第１の自立部材と、
前記アンテナ基板上に前記ループアンテナに近接して設けられた発光素子とを備え、
前記筐体は、少なくともその一部が前記発光素子からの光を透過させる構成とされており、
前記ループアンテナ及び前記発光素子は、前記アンテナ基板の前記筐体の前記一部と対向する面に設けられ、前記筐体に対して間隔を空けて配置されている、
ことを特徴とするアンテナ装置。 An antenna device comprising: an antenna substrate on which a loop antenna is formed; a circuit substrate provided separately from the antenna substrate; and a housing for housing the antenna substrate and the circuit substrate,
a first self-supporting member erected on the circuit board for supporting the antenna board in a state of being independent from the housing and electrically connecting the loop antenna to the circuit board;
a light-emitting element provided on the antenna substrate in proximity to the loop antenna,
At least part of the housing is configured to transmit light from the light emitting element ,
The loop antenna and the light emitting element are provided on a surface of the antenna substrate facing the part of the housing, and are spaced apart from the housing.
An antenna device characterized by: 請求項１に記載されたアンテナ装置において、
前記アンテナ基板を自立させた状態で支持するとともに、前記発光素子を前記回路基板に電気的に接続する、前記回路基板に立設された第２の自立部材を備える
ことを特徴とするアンテナ装置。 In the antenna device according to claim 1,
An antenna device comprising: a second self-supporting member erected on the circuit board for supporting the antenna board in a self-supporting state and electrically connecting the light-emitting element to the circuit board. 請求項２に記載されたアンテナ装置において、
前記第１の自立部材および前記第２の自立部材は、前記アンテナ基板を自立させた状態で支持するのに十分な強度を有する導体とされている
ことを特徴とするアンテナ装置。 In the antenna device according to claim 2,
The antenna device, wherein the first self-supporting member and the second self-supporting member are conductors having sufficient strength to support the antenna substrate in a self-sustaining state. 請求項１～３の何れか１項に記載されたアンテナ装置において、
前記発光素子は、前記ループアンテナに近接して非対称で３箇所以上設けられている
ことを特徴とするアンテナ装置。 In the antenna device according to any one of claims 1 to 3,
The antenna device according to claim 1, wherein the light-emitting elements are asymmetrically provided in three or more locations close to the loop antenna. 請求項１～３の何れか１項に記載されたアンテナ装置において、
前記発光素子は、前記ループアンテナに近接して発光色が異なる素子が２箇所以上設けられている
ことを特徴とするアンテナ装置。 In the antenna device according to any one of claims 1 to 3,
The antenna device according to claim 1, wherein the light-emitting element includes two or more elements having different emission colors in the vicinity of the loop antenna.
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