JP2007336416A - Antenna unit - Google Patents
Antenna unit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007336416A JP2007336416A JP2006168384A JP2006168384A JP2007336416A JP 2007336416 A JP2007336416 A JP 2007336416A JP 2006168384 A JP2006168384 A JP 2006168384A JP 2006168384 A JP2006168384 A JP 2006168384A JP 2007336416 A JP2007336416 A JP 2007336416A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic layer
- magnetic
- spiral coil
- antenna device
- spiral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 40
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 abstract 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018605 Ni—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Abstract
Description
本発明はアンテナ装置に関し、特に、スパイラル状コイルを用いた磁界検出型のアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device, and more particularly to a magnetic field detection type antenna device using a spiral coil.
従来より、磁界検出型のアンテナ装置としては、バーアンテナと呼称されるアンテナ装置が広く知られている。バーアンテナは、フェライト焼結体等からなる磁性体コアにワイヤを巻回した構成を有しており、磁性体を通過する交播磁束を感磁することによって、コイルの両端に電磁誘導による電圧を発生させる。このような磁界検出型のアンテナ装置は、電界を検出するタイプの線状アンテナとは異なり、その形状が使用周波数帯域の波長に依存しないことから、短波帯以下の周波数帯、特に、中波帯を利用するAMラジオ放送受信用のアンテナ装置として広く用いられてきた。 Conventionally, as a magnetic field detection type antenna device, an antenna device called a bar antenna has been widely known. The bar antenna has a configuration in which a wire is wound around a magnetic core made of a ferrite sintered body, etc., and a voltage caused by electromagnetic induction is applied to both ends of the coil by sensing the cross-spreading magnetic flux passing through the magnetic body. Is generated. Such a magnetic field detection type antenna device is different from a linear antenna of a type that detects an electric field, and its shape does not depend on the wavelength of the operating frequency band. It has been widely used as an antenna device for receiving AM radio broadcasts.
近年、磁界検出型のアンテナ装置は、RFIDが組み込まれた無線ICカード用のアンテナとしても利用されている。無線ICカードは、その性質上、厚みを非常に薄くする必要があることから、これに用いるアンテナの厚みも十分に薄くする必要がある。しかも、無線ICカードは、粘着性シートなどを用いて商品等に貼付け、物流管理に用いられることもあるため、単に薄型化が求められるのみならず、どの様な物体に貼り付けられた場合においても十分な通信性能を発揮することが求められる。 In recent years, a magnetic field detection type antenna device is also used as an antenna for a wireless IC card in which an RFID is incorporated. Since the wireless IC card needs to be very thin due to its nature, the thickness of the antenna used for this needs to be sufficiently thin. In addition, since wireless IC cards are sometimes used for physical distribution management, such as sticking to products using an adhesive sheet, etc. However, sufficient communication performance is required.
しかしながら、金属の様な導電体に磁界検出型のアンテナ装置が貼り付けられた場合には、導電体に誘起される渦電流が鎖交磁束を打ち消す方向に作用する。このため、共振回路として使用されるアンテナコイルの共振周波数のずれや損失の増加が生じ、その結果、通信性能が低下するという問題があった。 However, when a magnetic field detection type antenna device is attached to a conductor such as metal, an eddy current induced in the conductor acts in a direction to cancel the interlinkage magnetic flux. For this reason, there has been a problem that the resonance frequency shift and loss of the antenna coil used as the resonance circuit are increased, and as a result, the communication performance is lowered.
この問題を解決する方法として、例えば特許文献1には、スパイラル状コイルの底面に磁性体層を設ける手法が提案されている。この方法によれば、スパイラル状コイルに鎖交する磁束が磁性体層中を通過することから、アンテナ装置の下方に金属体などが配置されている場合であっても、金属体に流れる磁束が低減する。これにより、渦電流の発生が抑制されることから、通信性能の悪化を抑止することが可能となる。 As a method for solving this problem, for example, Patent Document 1 proposes a method of providing a magnetic layer on the bottom surface of a spiral coil. According to this method, since the magnetic flux interlinking with the spiral coil passes through the magnetic material layer, the magnetic flux flowing through the metal body is reduced even when the metal body is disposed below the antenna device. Reduce. Thereby, since generation | occurrence | production of an eddy current is suppressed, it becomes possible to suppress the deterioration of communication performance.
しかしながら、特許文献1に記載された方法は、あくまでアンテナ装置に対して垂直方向の磁束を感磁するものであることから、金属体の影響を十分に抑制するためには磁性体層の厚さを厚くする必要がある。このため、薄型化が求められる無線ICカード用のアンテナ装置としては必ずしも適切ではない。 However, since the method described in Patent Document 1 senses magnetic flux in the direction perpendicular to the antenna device, the thickness of the magnetic layer is sufficient to sufficiently suppress the influence of the metal body. It is necessary to thicken. For this reason, it is not necessarily suitable as an antenna device for a wireless IC card that is required to be thin.
一方、特許文献2〜4には、平面的なスパイラル状コイルに薄い磁芯を挿入する手法が提案されている。この方法によれば、アンテナ装置に対して平行方向の磁束を感磁できることから、アンテナ装置の下方に金属体などが配置されている場合であっても、その影響を大幅に抑制することが可能となる。 On the other hand, Patent Documents 2 to 4 propose a method of inserting a thin magnetic core into a planar spiral coil. According to this method, since the magnetic flux in the direction parallel to the antenna device can be sensed, even when a metal body or the like is disposed below the antenna device, it is possible to greatly suppress the influence. It becomes.
しかしながら、特許文献2〜4に記載されたアンテナ装置は、本来は立体的である構造体をプレスによって平面的な構造としていることから、製造工程が複雑であるとともに、プレス後もいびつな平面形状となるという問題がある。 However, the antenna devices described in Patent Documents 2 to 4 have a structure that is originally three-dimensionally formed into a planar structure by pressing, so that the manufacturing process is complicated and an irregular planar shape after pressing. There is a problem of becoming.
しかも、特許文献2〜4に記載されたアンテナ装置では、感度が十分に確保できないという問題もある。一般に、磁性体の周囲にコイルが巻回されたバーアンテナにおいては、磁性体中を流れる磁束が最も集中する中心付近に集中的にコイルを形成すれば感度を高くすることができる。しかし、特許文献2〜4に記載されたアンテナ装置は、磁性体層の全域に渡って広くコイルが形成されているため、インダクタンスの低下や感度の劣化が生じてしまう。 Moreover, the antenna devices described in Patent Documents 2 to 4 have a problem that sufficient sensitivity cannot be ensured. Generally, in a bar antenna in which a coil is wound around a magnetic body, the sensitivity can be increased by forming the coil intensively near the center where the magnetic flux flowing through the magnetic body is most concentrated. However, in the antenna devices described in Patent Documents 2 to 4, since the coil is widely formed over the entire area of the magnetic layer, a decrease in inductance and a deterioration in sensitivity occur.
その他、特許文献5〜8にも薄型のアンテナ装置が開示されているが、いずれも、製造工程が複雑である、金属層などの影響を十分に低減することができないなどの問題を有している。
したがって、本発明の目的は、薄型化に有利であり、金属層などの影響を十分に低減することができ、且つ、製造工程が簡単なアンテナ装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an antenna device that is advantageous for thinning, can sufficiently reduce the influence of a metal layer, and has a simple manufacturing process.
本発明者は、上記の要件を満たすアンテナ装置について鋭意研究を行った結果、従来のアンテナ装置のように磁性体の周囲にスパイラル状コイルを巻回するという方法ではなく、磁性体の表面に流入もしくは流出する磁力線を捉えるという方法に着目した。本発明は、このような着眼点に基づきなされたものであって、本発明によるアンテナ装置は、磁性体層と、磁性体層上に形成された第1のスパイラル状コイルとを備え、第1のスパイラル状コイルが磁性体層に対して平面的にオフセットして配置されていることを特徴とする。 As a result of earnest research on the antenna device that satisfies the above requirements, the present inventor does not use a method of winding a spiral coil around the magnetic material as in the conventional antenna device, but flows into the surface of the magnetic material. Alternatively, we focused on the method of capturing the flowing magnetic field lines. The present invention has been made based on such a point of view, and an antenna device according to the present invention includes a magnetic layer and a first spiral coil formed on the magnetic layer. The spiral coil is arranged so as to be offset in a plane with respect to the magnetic layer.
平面的な磁性体層を平行な磁場に置いた場合、磁性体層の表面のある部分からは磁束が流入し、別の部分からは磁束が流出する。したがって、本発明のように、第1のスパイラル状コイルを磁性体層に対して平面的にオフセットして配置すれば、磁性体層へ流入する磁束又は磁性体層から流出する磁束を感磁することができる。このため薄型化に有利であり、金属層などの影響を十分に低減することができ、且つ、製造工程が簡単なアンテナ装置を提供することが可能となる。 When a planar magnetic layer is placed in a parallel magnetic field, magnetic flux flows from one part of the surface of the magnetic layer and magnetic flux flows from another part. Therefore, if the first spiral coil is disposed so as to be planarly offset with respect to the magnetic layer as in the present invention, the magnetic flux flowing into or out of the magnetic layer is magnetized. be able to. For this reason, it is advantageous for thinning, it is possible to provide an antenna device that can sufficiently reduce the influence of the metal layer and the like and that can be easily manufactured.
本発明において、第1のスパイラル状コイルは、磁性体層の平面方向における中心線から見て一方の側に配置されていることが好ましい。これによれば、磁性体層へ流入する磁束及び磁性体層から流出する磁束の実質的に一方のみを感磁することができることから、高い感度を得ることが可能となる。 In the present invention, the first spiral coil is preferably disposed on one side when viewed from the center line in the planar direction of the magnetic layer. According to this, since only one of the magnetic flux flowing into the magnetic layer and the magnetic flux flowing out from the magnetic layer can be sensed, high sensitivity can be obtained.
本発明によるアンテナ装置は、上記中心線から見て磁性体層の他方の側に配置された第2のスパイラル状コイルをさらに備え、第1及び第2のスパイラル状コイルが同相接続されていることが好ましい。これによれば、磁性体層へ流入する磁束及び磁性体層から流出する磁束の一方を第1のスパイラル状コイルによって感磁し、他方を第2のスパイラル状コイルによって感磁することができる。しかも、これらの出力が合成されることから、より高い感度を得ることが可能となる。 The antenna device according to the present invention further includes a second spiral coil disposed on the other side of the magnetic layer as viewed from the center line, and the first and second spiral coils are connected in phase. Is preferred. According to this, one of the magnetic flux flowing into the magnetic layer and the magnetic flux flowing out of the magnetic layer can be sensed by the first spiral coil, and the other can be sensed by the second spiral coil. In addition, since these outputs are synthesized, higher sensitivity can be obtained.
この場合、磁性体層から見て第1及び第2のスパイラル状コイルに対してそれぞれ対向配置された第3及び第4のスパイラル状コイルをさらに備え、第1乃至第4のスパイラル状コイルが同相接続されていることがより好ましい。これによれば、磁性体層へ流入する磁束及び磁性体層から流出する磁束の一方を第1及び第3のスパイラル状コイルによって感磁し、他方を第2及び第4のスパイラル状コイルによって感磁することができるとともに、これらの出力が合成されることから、よりいっそう高い感度を得ることが可能となる。 In this case, it further includes third and fourth spiral coils disposed opposite to the first and second spiral coils as viewed from the magnetic layer, and the first to fourth spiral coils are in phase. More preferably, they are connected. According to this, one of the magnetic flux flowing into and out of the magnetic layer is sensed by the first and third spiral coils, and the other is sensed by the second and fourth spiral coils. Since it is possible to magnetize and these outputs are combined, it is possible to obtain even higher sensitivity.
このように、本発明では従来と全く異なる方式によって平行な磁束を感磁している。このため、薄型化に有利であり、金属層などの影響を十分に低減することができ、且つ、製造工程が簡単なアンテナ装置を提供することが可能となる。 As described above, in the present invention, the parallel magnetic flux is sensed by a completely different method. For this reason, it is advantageous to reduce the thickness, and it is possible to provide an antenna device that can sufficiently reduce the influence of the metal layer and the like and that has a simple manufacturing process.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の好ましい第1の実施形態によるアンテナ装置10の構成を示す略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of an
図1に示すように、本実施形態によるアンテナ装置10は、平板状の磁性体層18と、磁性体層18の一方の表面18a上に形成された第1のスパイラル状コイル11とを備えている。磁性体層18の材料については特に限定されるものではないが、Ni−Zn系フェライト、Mn−Zn系フェライト及びこれらの粉体を分散した樹脂などを用いることができる。さらには、珪素鋼板等の金属コア、アモルファス金属コア、積層金属コア、金属圧粉コア等によって磁性体層18を構成しても構わない。但し、磁性体層18が導電性を有している場合は、磁性体層18と第1のスパイラル状コイル11とを絶縁するための絶縁膜を介在させる必要がある。
As shown in FIG. 1, the
第1のスパイラル状コイル11は、磁性体層18の表面18aの中心部分に配置されているのではなく、平面的にオフセットして配置されている。具体的には、磁性体層18の平面を長手方向に二分する中心線Xから見て、一方の側(図では左側)にオフセット配置されており、中心線Xから見て他方の側(図では右側)は空き領域のままとされている。
The first
第1のスパイラル状コイル11の材料としては導電体であれば特に限定されず、導電体ペーストなどを焼成した材料などを用いることができる。また、第1のスパイラル状コイル11を形成する方法としては、スクリーン印刷やスパッタリング法の他、磁性体層18の表面18aのほぼ全面に導電層を形成した後、エッチングによって第1のスパイラル状コイル11をパターニングする方法を用いることができる。
The material of the first
図2は、図1のA−A線に沿った略断面図であり、磁性体層18に対して平行な磁場に置いた場合の磁力線Mを併記している。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 and also shows the lines of magnetic force M when placed in a magnetic field parallel to the
図2に示すように、本実施形態によるアンテナ装置10を平行な磁場に置くと、一部の磁力線Mについては磁性体層18の側面18cから流入・流出するものの、大部分の磁力線Mは磁性体層18の表面18a,18bから流入・流出する。より具体的には、磁力線Mが左から右へ流れているとすると、大部分の磁力線Mは磁性体層18の表面18a,18bのうち、中心線Xから見て一方の側(図では左側)から流入し、中心線Xから見て他方の側(図では右側)から流出することになる。
As shown in FIG. 2, when the
磁性体層18の表面18a,18bから流入・流出する磁力線Mの割合を大きくするためには、磁性体層18の長さDと厚さTとの比(T/D)を小さくすればよい。
In order to increase the ratio of the lines of magnetic force M flowing in and out of the
図3は、磁性体層18の長さDと厚さTとの比(T/D)が磁束に与える影響をシミュレーションした結果を示す図であり、(a)はT/D=1/2である場合、(b)はT/D=1/10である場合、(c)はT/D=1/20である場合、(d)はT/D=1/50である場合をそれぞれ示している。
FIG. 3 is a diagram showing a result of simulating the effect of the ratio (T / D) of the length D and the thickness T of the
図3を参照すれば、磁性体層18の長さDと厚さTとの比(T/D)が小さくなれば小さくなるほど、磁性体層18の表面18a,18bから流入・流出する磁力線Mの割合が多くなることが分かる。つまり、磁性体層18が薄くなれば薄くなるほど、磁性体層18に流入・流出する磁力線Mの全体量に対して、磁性体層18の側面18cから流入・流出する磁力線Mの割合は減り、磁性体層18の表面18a,18bから流入・流出する磁力線Mの割合が、相対的に増えることになる。
Referring to FIG. 3, as the ratio (T / D) between the length D and the thickness T of the
本実施形態においては、このように磁性体層18の表面18aから流入する磁束を第1のスパイラル状コイル11によって感磁している。つまり、図2に示すように、磁力線Mが左から右へ流れていると考えると、第1のスパイラル状コイル11に対しては、磁力線Mが第1のスパイラル状コイル11の上方から下方へ向かって鎖交することになる。その結果、図1に示した第1のスパイラル状コイル11の一端11aと他端11bとの間には、電磁誘導によって電圧が発生する。本例では、第1のスパイラル状コイル11の一端11aには相対的に正の電圧が誘起され、第1のスパイラル状コイル11の他端11bには相対的に負の電圧が誘起されることになる。
In the present embodiment, the magnetic flux flowing from the
これにより、本実施形態によるアンテナ装置10は、磁性体層18に対して平行方向の磁束を感磁できることから、アンテナ装置10の下方に金属体などが配置されている場合であっても、その影響を大幅に抑制することが可能となる。
Thereby, since the
図4は、磁性体層18の表面18aが樹脂やガラスなどからなる上蓋19a側を向き、磁性体層18の表面18bが金属ケース19b側を向くよう、本実施形態によるアンテナ装置10をケースに収容した場合における磁束の流れを示す図である。
FIG. 4 shows the
金属ケース19bは、外部交播磁場を受けると内部に渦電流を生じさせ、これが外部交播磁場に対して反磁界を発生させる。これにより金属ケース19bは磁気シールドとして作用し、ケース内部への磁力線の侵入を阻害する。これに対し、上蓋19aは、樹脂やガラス等の材料で構成されており、磁力線に対しては何ら作用することはない。したがって、磁力線Mは実質的にアンテナ装置10の上面側に集中し、下面側には殆ど存在しなくなる。そして、磁性体層18の表面18aから流入する磁束は第1のスパイラル状コイル11を鎖交し、両端11a,11bに電圧を発生させる。
When the
このように、本実施形態によるアンテナ装置10は、第1のスパイラル状コイル11が磁性体層18に対して平面的にオフセットして配置された構成を有していることから、磁性体層18に対して平行方向の磁束を効率よく感磁することができる。しかも、平行な磁束を感磁するタイプの従来のアンテナ装置のように、本来は立体的である構造体をプレス等によって平面的に押しつぶすといった必要が全く無くなることから、大幅に薄型化することができるとともに、簡単な工程によって作製することが可能となる。
As described above, the
次に、本発明の好ましい第2の実施形態について説明する。 Next, a second preferred embodiment of the present invention will be described.
図5は、本発明の好ましい第2の実施形態によるアンテナ装置20の構成を示す略斜視図である。
FIG. 5 is a schematic perspective view showing the configuration of the
図5に示すように、本実施形態によるアンテナ装置20は、磁性体層18の一方の表面18a上に形成された第2のスパイラル状コイル12をさらに備える点において、第1の実施形態によるアンテナ装置10と相違している。その他の点は、第1の実施形態によるアンテナ装置10と同様であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
As shown in FIG. 5, the
第2のスパイラル状コイル12は、磁性体層18の平面を長手方向に二分する中心線Xから見て第1のスパイラル状コイル11とは反対側、つまり、中心線Xからみて他方の側(図では右側)にオフセット配置されている。
The
図6は、図5のB−B線に沿った略断面図であり、磁性体層18に対して平行な磁場に置いた場合の磁力線Mを併記している。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view along the line BB in FIG. 5, and also shows the lines of magnetic force M when placed in a magnetic field parallel to the
図6に示すように磁力線Mが左から右へ流れていると考えると、第1のスパイラル状コイル11に対しては磁力線Mが上方から下方へ向かって鎖交することになり、さらにこの磁力線Mは磁性体層18を通過して第2のスパイラル状コイル12へ達し、第2のスパイラル状コイル12に対しては下方から上方に向かって鎖交する。換言すれば、第1のスパイラル状コイル11は磁性体層18に流入する磁束を感磁し、第2のスパイラル状コイル12は磁性体層18から流出する磁束を感磁することになる。
Assuming that the magnetic field lines M are flowing from left to right as shown in FIG. 6, the magnetic field lines M are linked to the
その結果、各々のコイル11,12には電磁誘導によって電圧が発生する。これにより、第1のスパイラル状コイル11の一端11aと他端11bとの間、並びに、第2のスパイラル状コイル12の一端12aと他端12bとの間には、電磁誘導によってそれぞれ電圧が発生する。本例では、第1及び第2のスパイラル状コイル11,12の一端11a,12aには相対的に正の電圧が誘起され、第1及び第2のスパイラル状コイル11,12の他端11b,12bには相対的に負の電圧が誘起される。
As a result, a voltage is generated in each of the
そして、本実施形態では、磁性体層18を貫通するバイアホール導体(図示せず)及び接続線16を介して、第1のスパイラル状コイル11の他端11bと第2のスパイラル状コイル12の一端12aとが接続されていることから、第1及び第2のスパイラル状コイル11,12は、直列に同相接続されることになる。これにより、第1のスパイラル状コイル11によって得られる電圧と第2のスパイラル状コイル12によって得られる電圧が重畳され、より高出力を得ることが可能となる。
In the present embodiment, the
このように、本実施形態によるアンテナ装置20は、磁性体層18に流入する磁束を感磁する第1のスパイラル状コイル11のみならず、磁性体層18から流出する磁束を感磁する第2のスパイラル状コイル12を備えていることから、磁性体層18のサイズを大型化することなく、磁性体層18に対して平行方向の磁束をより効率よく感磁することができる。
Thus, the
本実施形態によるアンテナ装置20についても、図4に示したケースに収容することができる。この場合も、アンテナ装置20の下方に位置する金属ケース19bの影響を実質的に受けることなく、平行な磁束を効率よく感磁することが可能となる。
The
次に、本発明の好ましい第3の実施形態について説明する。 Next, a preferred third embodiment of the present invention will be described.
図7は、本発明の好ましい第3の実施形態によるアンテナ装置30の構成を示す略分解斜視図である。
FIG. 7 is a schematic exploded perspective view showing a configuration of an
図7に示すように、本実施形態によるアンテナ装置30は、磁性体層18の他方の表面18bに形成された第3及び第4のスパイラル状コイル13,14をさらに備える点において、第2の実施形態によるアンテナ装置20と相違している。その他の点は、第2の実施形態によるアンテナ装置20と同様であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。第3及び第4のスパイラル状コイル13,14は磁性体層18の他方の表面18bに形成されているが、図7では図面の見やすさを考慮してこれらを磁性体層18から分離した状態を示している。
As shown in FIG. 7, the
第3のスパイラル状コイル13は、磁性体層18から見て第1のスパイラル状コイル11に対して対向配置、つまり裏側に配置されている。同様に、第4のスパイラル状コイル14は、磁性体層18から見て第2のスパイラル状コイル12に対して対向配置、つまり裏側に配置されている。これにより、第1及び第3のスパイラル状コイル11,13は、中心線Xから見ていずれも一方の側(図では左側)にオフセット配置され、第2及び第4のスパイラル状コイル12,14は、中心線Xから見ていずれも他方の側(図では右側)にオフセット配置されていることになる。
The
図8は、図7のC−C線に沿った略断面図であり、磁性体層18に対して平行な磁場に置いた場合の磁力線Mを併記している。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view taken along the line C-C in FIG. 7, and also shows the lines of magnetic force M when placed in a magnetic field parallel to the
図8に示すように磁力線Mが左から右へ流れていると考えると、磁性体層18の表面18a側の磁力線Mは、第1のスパイラル状コイル11に対して上方から下方へ向かって鎖交し、磁性体層18の表面18b側の磁力線Mは、第3のスパイラル状コイル13に対して下方から上方へ向かって鎖交する。さらにこの磁力線Mは、磁性体層18を通過して第2及び第4のスパイラル状コイル12,14へ達し、第2のスパイラル状コイル12に対して下方から上方に向かって鎖交し、第4のスパイラル状コイル14に対して上方から下方に向かって鎖交する。このように、第1及び第3のスパイラル状コイル11,13は磁性体層18に流入する磁束を感磁し、第2及び第4のスパイラル状コイル12,14は磁性体層18から流出する磁束を感磁することになる。
If it is considered that the magnetic force lines M flow from left to right as shown in FIG. 8, the magnetic force lines M on the
その結果、各々のコイル11〜14には電磁誘導によって電圧が発生する。本例では、第1〜第4のスパイラル状コイル11〜14の一端11a〜14aには相対的に正の電圧が誘起され、第1〜第4のスパイラル状コイル11〜14の他端11b〜14bには相対的に負の電圧が誘起される。
As a result, a voltage is generated in each of the
そして、本実施形態では、磁性体層18を貫通するバイアホール導体(図示せず)及び接続線16を介して、第1のスパイラル状コイル11の他端11bと第3のスパイラル状コイル13の一端13a、第3のスパイラル状コイル13の他端13bと第4のスパイラル状コイル14の一端14a、さらには、第4のスパイラル状コイル14の他端14bと第2のスパイラル状コイル12の一端12aとが接続されている。これにより、第1〜第4のスパイラル状コイル11〜14は、すべて直列に同相接続されることになる。これにより、第1〜第4のスパイラル状コイル11〜14によって得られる電圧が互いに重畳されることから、よりいっそう高い出力を得ることが可能となる。
In the present embodiment, the
このように、本実施形態によるアンテナ装置30は、磁性体層18の他方の表面18bに第3及び第4のスパイラル状コイル13,14を追加していることから、磁性体層18のサイズを大型化することなく、磁性体層18に対して平行方向の磁束をよりいっそう効率よく感磁することができる。
Thus, in the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.
例えば、上記各実施形態では磁性体層18の平面形状が長方形であり、スパイラル状コイル11〜14の外周形状及び内周形状が略方形であるが、本発明においてこれらの形状が限定されるものではなく、例えば磁性体層18の平面形状を円形とし、各スパイラル状コイル11〜14の外周形状及び内周形状を半円形としても構わない。
For example, in each of the above embodiments, the planar shape of the
また、上記第2及び第3の実施形態では、複数のスパイラル状コイルを直列接続しているが、これらが同相に接続される限り接続方式についてはこれに限定されず、並列接続しても構わない。この場合、アンテナ装置のインピーダンスを低下させることが可能となる。但し、一般的には、アンテナ装置のインピーダンスを低下させるよりも出力電圧を高めることの方が重要であることから、上記実施形態のように複数のスパイラル状コイルを直列接続することが好ましい。 In the second and third embodiments, a plurality of spiral coils are connected in series. However, the connection method is not limited to this as long as they are connected in phase, and may be connected in parallel. Absent. In this case, the impedance of the antenna device can be reduced. However, in general, it is more important to increase the output voltage than to reduce the impedance of the antenna device. Therefore, it is preferable to connect a plurality of spiral coils in series as in the above embodiment.
さらに、上記各実施形態では、磁性体層18がアンテナ装置の基板を兼ねているが、図9に示すように、樹脂のような非磁性体からなる基板40の表面に磁性体層18を形成することも可能である。この場合も、スパイラル状コイルを磁性体層18に対してオフセットして配置すればよい。
Further, in each of the above embodiments, the
また、上記各実施形態では、スパイラル状コイルを磁性体層18の表面上に形成しているが、図10(a)に示すように、これを磁性体層18に埋め込むように形成しても構わないし、図10(b)に示すように、磁性体層18の表面を薄い誘電体層42で覆い、誘電体層42上にスパイラル状コイルを形成しても構わない。
In each of the above embodiments, the spiral coil is formed on the surface of the
さらに上記各実施形態では、アンテナ装置を磁性体層18に対して平行な磁場に置いた場合に磁性体層18に流入・流出する磁束を各スパイラル状コイルによって検出しているが、磁性体層18に対して垂直な磁場に置いた場合に当該磁性体層に流入する磁束を検出するスパイラル状コイルを追加することによって、平行磁場及び垂直磁場の両方を検出できるようにしても構わない。
Further, in each of the above embodiments, the magnetic flux flowing into and out of the
この場合、垂直磁場検出用のスパイラル状コイルを設ける代わりに、スパイラル状コイルの接続状態を切り換えることにより垂直磁場を検出するようにしても構わない。例えば、図5に示した第2の実施形態において、第1及び第2のスパイラル状コイル11,12に電磁誘導される電圧の極性を検出する検出回路を設けると共に、第1及び第2のスパイラル状コイル11,12の接続状態を切換える切換回路を設け、第1のスパイラル状コイル11の一端11aに誘起される電圧と第2のスパイラル状コイル12の一端12aに誘起される電圧の極性が逆になっていることが検出された場合には、第1のスパイラル状コイル11の一端11aが第2のスパイラル状コイル12の他端12bに接続されるよう切換えればよい。このように構成すれば、磁性体層18に対して垂直な磁場が存在する場合にも磁束を検出することが可能となる。
In this case, instead of providing a spiral coil for detecting the vertical magnetic field, the vertical magnetic field may be detected by switching the connection state of the spiral coil. For example, in the second embodiment shown in FIG. 5, the first and second spiral coils 11 and 12 are provided with a detection circuit for detecting the polarity of the electromagnetically induced voltage, and the first and second spirals are provided. A switching circuit is provided for switching the connection state of the coiled coils 11 and 12, and the polarity of the voltage induced at the one
10,20,30 アンテナ装置
11 第1のスパイラル状コイル
12 第2のスパイラル状コイル
13 第3のスパイラル状コイル
14 第4のスパイラル状コイル
11a〜14a スパイラル状コイルの一端
11b〜14b スパイラル状コイルの他端
16 接続線
18 磁性体層
18a 磁性体層18の一方の表面
18b 磁性体層18の他方の表面
18c 磁性体層18の側面
19a 上蓋
19b 金属ケース
40 基板
42 誘電体層
M 磁力線
10, 20, 30
Claims (5)
前記第1のスパイラル状コイルは、前記磁性体層に対して平面的にオフセットして配置されていることを特徴とするアンテナ装置。 A magnetic layer, and a first spiral coil formed on the magnetic layer,
The antenna device according to claim 1, wherein the first spiral coil is arranged to be offset in a plane with respect to the magnetic layer.
前記磁性体層に対して実質的に平行な磁場に置いた場合、前記第1のスパイラル状コイルは前記磁性体層に流入する磁束を感磁し、前記第2のスパイラル状コイルは前記磁性体層から流出する磁束を感磁するよう、それぞれ配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のアンテナ装置。
A second spiral coil formed on the magnetic layer;
When placed in a magnetic field substantially parallel to the magnetic layer, the first spiral coil senses a magnetic flux flowing into the magnetic layer, and the second spiral coil is the magnetic body. The antenna device according to claim 1, wherein the antenna device is disposed so as to sense a magnetic flux flowing out from the layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006168384A JP2007336416A (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Antenna unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006168384A JP2007336416A (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Antenna unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007336416A true JP2007336416A (en) | 2007-12-27 |
Family
ID=38935435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006168384A Withdrawn JP2007336416A (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Antenna unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007336416A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009055412A (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Tdk Corp | Antenna with thin-film coil, antenna system and method of manufacturing the antenna |
JP2011233956A (en) * | 2010-04-23 | 2011-11-17 | Renesas Electronics Corp | Electronic component and signal transmission method |
JP2012147487A (en) * | 2012-04-18 | 2012-08-02 | Murata Mfg Co Ltd | Antenna device |
JP2015080147A (en) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 株式会社マトリックス | Magnetic substance loading antenna and antenna device |
WO2017017822A1 (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-02 | 株式会社 東芝 | Antenna device, control device, and wireless communication device |
-
2006
- 2006-06-19 JP JP2006168384A patent/JP2007336416A/en not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009055412A (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Tdk Corp | Antenna with thin-film coil, antenna system and method of manufacturing the antenna |
JP2011233956A (en) * | 2010-04-23 | 2011-11-17 | Renesas Electronics Corp | Electronic component and signal transmission method |
US8754721B2 (en) | 2010-04-23 | 2014-06-17 | Renesas Electronics Corporation | Electronic component and signal transmission method using the electronic component |
JP2012147487A (en) * | 2012-04-18 | 2012-08-02 | Murata Mfg Co Ltd | Antenna device |
JP2015080147A (en) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 株式会社マトリックス | Magnetic substance loading antenna and antenna device |
WO2017017822A1 (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-02 | 株式会社 東芝 | Antenna device, control device, and wireless communication device |
JPWO2017017822A1 (en) * | 2015-07-29 | 2017-10-19 | 株式会社東芝 | ANTENNA DEVICE, CONTROL DEVICE, AND RADIO COMMUNICATION DEVICE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101795545B1 (en) | Combo antenna unit for Wireless power receive module and Wireless power receive module including the same | |
KR101795546B1 (en) | Shielding unit for a wireless charging and wireless power transfer module including the same | |
JP2010268306A (en) | Coil antenna | |
JP2005352858A (en) | Communication type recording medium | |
KR20130014546A (en) | Magnetic element for wireless power transmission and power supply device | |
JP5918609B2 (en) | Thin antenna coil | |
JP2004213582A (en) | Rfid tag, reader/writer and rfid system with tag | |
JP2008048376A (en) | Antenna coil to be mounted on circuit board and antenna device | |
JP2004348497A (en) | Rfid antenna structure, tag with antenna having the same structure, and reader/writer | |
JP6516082B1 (en) | Antenna device and electronic device | |
JP2015203647A (en) | magnetic sensor | |
JP5184309B2 (en) | Magnetic field detection element | |
JP2007110290A (en) | Loop antenna | |
JP2007303860A (en) | Magnetic device | |
JP6172137B2 (en) | Antenna device | |
JP2007336416A (en) | Antenna unit | |
EP1293792A3 (en) | Magnetic detection element utilizing magneto-impedance effect, production method of the element, and portable equipment using the element | |
EP3069357B1 (en) | Wireless power transfer systems containing foil-type transmitter and receiver coils | |
US10903557B2 (en) | Antenna device and electronic device | |
KR20160128861A (en) | Shielding unit for complex-antenna unit and complex-transmission module comprising the same | |
KR102290168B1 (en) | multi antenna unit and wireless charging module having the same | |
JP2015197388A (en) | Flux gate type magnetometric sensor | |
JP2004357043A (en) | Antenna unit | |
US10573969B2 (en) | Wireless communication antenna | |
JP2005094319A (en) | Coil antenna for non-contact ic tag |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090901 |