JP2012085333A - アンテナおよび携帯電話端末 - Google Patents
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【解決手段】内側に開口部を有するスパイラル状のコイル導体(11,12)と、板状の磁性体コア1と、磁性体コア1の第1主面に対面する平面導体2と、を有し、コイル導体(11,12)および磁性体コア1は平面導体2の一つの縁端部寄りに配置され、コイル導体(11,12)は、磁性体コア1の3面に沿って巻き付けられており、磁性体コア1は、その側面が前記縁端部側を向くように配置されている。
【選択図】図17
Description
内側に開口部を有するスパイラル状のコイル導体と、
第1主面、前記第1主面に対向する第2主面、前記第1主面と前記第2主面とを連接する側面を有する板状の磁性体コアと、
前記磁性体コアの前記第1主面に対面する平面導体と、
を有するアンテナであって、
前記平面導体の外形は、前記コイル導体および前記磁性体コアの外形よりも大きく、
前記コイル導体および前記磁性体コアは前記平面導体の一つの縁端部寄りに配置され、
前記コイル導体は、前記磁性体コアの第1主面と第2主面とを挟むように折り曲げられて、前記磁性体コアの前記第1主面、前記側面および前記第2主面に沿って巻き付けられていて、
前記磁性体コアおよび前記コイル導体は、前記コイル導体のコイル軸が前記縁端部側を向くように配置されている、
ことを特徴とする。
前記第1の導体部分と、前記第2の導体部分とは、前記磁性体コアの第1主面または第2主面の法線方向から見て重ならない位置に配置されていることが好ましい。
前記平面導体の前記縁端部に近い側の前記アンテナの端部から前記平面導体の前記縁端部までの距離をX、前記平面導体の前記縁端部に対して直角方向の前記磁性体コアの長さをYとしたとき、Y>Xの関係に定められていることが好ましい。
図2は第1の実施形態に係るアンテナの構成を示す図である。
図2(A)は、アンテナコイル21と、それを実装する回路基板などの矩形板状の平面導体2とを備えるアンテナ101の斜視図である。図2(B)は、前記アンテナ101の正面図である。
図4はRFID用のICカードと前記アンテナ101を備えた携帯電話端末等の電子機器との配置関係を示す図である。平面導体2の端部にアンテナコイル21が配置されることによって構成されたアンテナが電子機器の筐体201に収められている。図4(A)は、その電子機器とICカード401とを同じ縦方向にして近接させた状態、図4(B)は両者を直交状態に配置した状態である。ICカード401の内部には、その外周に沿って複数ターンのアンテナコイルが形成されていて、アンテナコイル21と磁気的に結合する。
このように、リーダライタ側アンテナの中心と電子機器の筐体の中心を合わせた時に通信可能な最長距離が最も長くなることが分かる。
Y>X
の関係とする。
図7(A)は、平面導体2とアンテナコイル21との位置関係について示す平面図である。この例では、平面導体2は42mm×90mm、アンテナコイル21は20mm×15mmとしている。図7(B)は、第1の実施形態に係るアンテナコイル21と、従来構造のアンテナコイルについて、前記距離Xと結合係数との関係を示す図である。ここで、比較例である従来構造のアンテナコイルは、磁性体コアの第1主面と第2主面にそれぞれ近接する第1の導体部分と第2の導体部分が表裏面で重なる位置関係にある。また、リーダライタのアンテナは100×100mmとし、そのアンテナと30mmの距離で対向させた。
このような関係とすることにより、図3(A)に示した指向性ビームDBの向きを立ち上げることができ、本発明の目的を達することができる。
図8(A)は第2の実施形態に係るアンテナコイル22の組み立て前の状態を示す図、図8(B)はそのアンテナコイル22の平面図である。図8(A)に示すように、フレキシブル基板10にコイル導体CWが形成されている。このコイル導体CWは、ヘリカル状のコイルが所定の切り開き線で切り開かれた状態の導体パターンである。フレキシブル基板10は磁性体コア1の四面に巻き付けられて、前記切り開き線部分でコイル導体CWの端部同士が接合される。この例では、端部a−a′,b−b′,c−c′が半田等により接合される。これにより、図8(B)に示すアンテナコイル22が構成される。
このようにして第1の実施形態で述べたと同様の作用効果を奏する。
図10(A)は第3の実施形態に係るアンテナコイル23の組み立て前の平面図、図10(B)はそのアンテナコイル23の平面図である。フレキシブル基板10にはスパイラル状のコイル導体CWが形成されていて、スパイラル状コイル導体の形成位置の中心に貫通孔Aを備えている。磁性体コア1はフレキシブル基板10の貫通孔A部分に挿入されて、図10(B)に示されるアンテナコイル23が構成される。
このようにして第1の実施形態で述べたと同様の作用効果を奏する。
図12は、WとYとの積を15×15=225mm2 で一定にし、Wを変化させたときの、Wと結合係数との関係を示す図である。この例では、リーダライタのアンテナは100×100mmとし、そのアンテナと30mmの距離で対向させた。
《第4の実施形態》
図13〜図15は第4の実施形態に係るアンテナコイル24A,24B,24Cのそれぞれの構成を示す図である。図13(A)はアンテナコイル24Aの組み立て前の平面図、図13(B)はそのアンテナコイル24Aの平面図である。図14(A)はアンテナコイル24Bの組み立て前の平面図、図14(B)はそのアンテナコイル24Bの平面図である。同様に、図15(A)はアンテナコイル24Cの組み立て前の平面図、図15(B)はそのアンテナコイル24Cの平面図である。
図16(A)は第5の実施形態に係るアンテナコイル25の組み立て前の平面図、図16(B)はそのアンテナコイル25の上面図、図16(C)はアンテナコイル25の下面図である。フレキシブル基板10には図中破線で示す位置を折り目として折り曲げられて磁性体コア1が挟み込まれる(三面に巻き付けられる)ようになるが、フレキシブル基板10には、前記折り目からずれた位置を中心としてスパイラル状のコイル導体CWが形成されている。そして、コイル導体CWのうち、前記折り目から遠い側が第2の導体部分12として用いられ、近い側が第1の導体部分11として用いられる。
このようにして第1の実施形態で述べたと同様の作用効果を奏する。
図18〜図20は第6の実施形態に係るアンテナコイル26A,26B,26Cのそれぞれの構成を示す図である。図18(A)はアンテナコイル26Aの組み立て前の平面図、図18(B)はそのアンテナコイル26Aの平面図である。図19(A)はアンテナコイル26Bの組み立て前の平面図、図19(B)はそのアンテナコイル26Bの平面図である。同様に、図20(A)はアンテナコイル26Cの組み立て前の平面図、図20(B)はそのアンテナコイル26Cの平面図である。
CA…コイル軸
CW…コイル導体
DB…指向性ビーム
H…磁束
MS1…第1主面
MS2…第2主面
S…一辺
1…磁性体コア
2…平面導体
10…フレキシブル基板
11…第1の導体部分
12…第2の導体部分
21〜23…アンテナコイル
24A,24B,24C…アンテナコイル
25…アンテナコイル
26A,26B,26C…アンテナコイル
100〜104…アンテナ
201〜204…筐体
301…リーダライタ側アンテナ
401…ICカード
Claims (10)
- 内側に開口部を有するスパイラル状のコイル導体と、
第1主面、前記第1主面に対向する第2主面、前記第1主面と前記第2主面とを連接する側面を有する板状の磁性体コアと、
前記磁性体コアの前記第1主面に対面する平面導体と、
を有するアンテナであって、
前記平面導体の外形は、前記コイル導体および前記磁性体コアの外形よりも大きく、
前記コイル導体および前記磁性体コアは前記平面導体の一つの縁端部寄りに配置され、
前記コイル導体は、前記磁性体コアの第1主面と第2主面とを挟むように折り曲げられて、前記磁性体コアの前記第1主面、前記側面および前記第2主面に沿って巻き付けられていて、
前記磁性体コアおよび前記コイル導体は、前記コイル導体のコイル軸が前記縁端部側を向くように配置されている、
ことを特徴とするアンテナ。 - 前記磁性体コアおよび前記コイル導体は、前記コイル導体が巻き付けられている前記磁性体コアの前記側面が前記平面導体の中心側を向くように配置されている、請求項1に記載のアンテナ。
- 前記コイル導体は、前記磁性体コアの第1主面に近接する第1の導体部分と、前記磁性体コアの第2主面に近接する第2の導体部分とを有し、
前記第1の導体部分と、前記第2の導体部分とは、前記磁性体コアの第1主面または第2主面の法線方向から見て重ならない位置に配置されている、請求項1または2に記載のアンテナ。 - 前記コイル導体はフレキシブル基板に形成された、請求項1〜3のいずれかに記載のアンテナ。
- 前記第1の導体部分と前記第2の導体部分との間をつなぐ前記コイル導体の最も狭い部分の幅をW、前記平面導体の前記縁端部に対して直角方向の前記磁性体コアの長さをYとしたとき、W≧Yの関係に定めた、請求項1〜4のいずれかに記載のアンテナ。
- 前記磁性体コアは磁束の出入りする端部が他の部分より太い、請求項1〜5のいずれかに記載のアンテナ。
- 前記平面導体の前記縁端部に近い側の前記アンテナの端部から前記平面導体の前記縁端部までの距離をX、前記平面導体の前記縁端部に対して直角方向の前記磁性体コアの長さをYとしたとき、Y>Xの関係に定めた、請求項1〜6のいずれかに記載のアンテナ。
- 前記コイル導体および前記磁性体コアでアンテナコイルが構成され、
前記平面導体は、前記アンテナコイルが実装される回路基板で構成されている、請求項1〜7のいずれかに記載のアンテナ。 - 内側に開口部を有するスパイラル状のコイル導体と、
第1主面、前記第1主面に対向する第2主面、前記第1主面と前記第2主面とを連接する側面を有する板状の磁性体コアと、
前記磁性体コアの前記第1主面に対面する平面導体と、
を有するアンテナを備える携帯電話端末であって、
前記平面導体の外形は、前記コイル導体および前記磁性体コアの外形よりも大きく、
前記コイル導体および前記磁性体コアは前記平面導体の一つの縁端部寄りに配置され、
前記コイル導体は、前記磁性体コアの第1主面と第2主面とを挟むように折り曲げられて、前記磁性体コアの前記第1主面、前記側面および前記第2主面に沿って巻き付けられていて、
前記磁性体コアおよび前記コイル導体は、前記コイル導体のコイル軸が前記縁端部側を向くように配置されている、
ことを特徴とする携帯電話端末。 - 前記磁性体コアおよび前記コイル導体は、前記コイル導体が巻き付けられている前記磁性体コアの前記側面が前記平面導体の中心側を向くように配置されている、請求項9に記載の携帯電話端末。
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