JP2014155158A - アンテナ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が容易であり、適切な通信の実施ができるアンテナ及びその製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明のアンテナ１は、電流が流されることで電波を送受信するように構成される積層体１Ａを備え、前記積層体１Ａは、長尺な導体からなる導体芯部１１と、該導体芯部１１の径方向外側に積層される絶縁体からなる絶縁体層１２と、該絶縁体層１２の径方向外側に設けられ、前記電流が流れる方向である給電方向が軸方向の一端側１ａから他端側１ｂに向けて又はその逆向きの何れか一方向となるような所定形状をなす導体からなる導体パターン１４とを有しており、前記導体パターン１４は、前記絶縁体層１２の径方向外側に積層される導体からなる導体層１３であり、前記導体芯部１１と前記導体パターン１４とは、給電方向が前記一方向と整合するように導体芯部１１から導体パターン１４に向けて又はその逆に電流が流されるべく、接続されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、凹状をなす小型の凹部に設けられた小型のＩＣチップ（特にパッシブ型ＲＦＩＤタグ）との情報伝送及び給電を可能とするようなアンテナ及びその製造方法に関する。

近年、ＩＣチップにおいては、小型化が進められており、このような小型のＩＣチップとしては、アンテナを搭載するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる小型のＩＣチップは、様々な産業への適用が広く検討されており、その具体例としては、金属製の狭小な小型凹部への適用（埋設又は載置等を含む取り付け）が検討されている。この場合、小型のＩＣチップ（サイズが例えば０．５ミリメートル×０．５ミリメートル以下）は、小型の金属体凹部の底部に設けられて、リーダ／ライタとの間で無線通信（情報の書込み／読出しのための電波の送受信）がなされるように構成される。

ここで、リーダ／ライタ側のアンテナについては、小型のＩＣチップ側のアンテナの開口面積と略同等なサイズである場合にアンテナ効率が良いとされており、また、小型凹部内の小型ＩＣチップに当接又は近接させなければ、凹部壁面による反射等の影響を受けて小型ＩＣチップとの無線通信を適切に行うことが難しく、情報の書込み／読出しに支障を来たしてしまう。そこで、リーダ／ライタ側においては、小型のＩＣチップ側のアンテナに対応するような小型アンテナが求められていた。

一方、この種の小型アンテナとしては、例えば、平板状の接地板と、この接地板上に設けられ、円柱状の軟質磁性材料からなる第一コア材と、第一コア材の周囲に螺旋状に巻回されるワイヤとを備えるアンテナが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−０２７７４１号公報 特開２００６−０５４６５５号公報

しかしながら、上記従来のアンテナは、接地板に第一コア材を取り付け、第一コア材の周囲にワイヤを巻いてなるという構成のために、小型凹部内に設けられる小型ＩＣチップに当接又は近接させることができるような小型化が容易ではなく、小型化の点で課題があった。

更に、仮に小型化ができたとしても、アンテナ性能の劣化により電波の伝搬距離が短くなって通信可能な距離が短くなるため、小型ＩＣチップとの無線通信を適切に行うことが難しいことが予想されるところ、適切な通信の実施という点でも課題があった。

そこで本発明は、上記課題に鑑み、小型化が容易であり、適切な通信の実施ができるアンテナ及びその製造方法を提供することを課題とする。

本発明のアンテナは、電流が流されることで電波を送受信するように構成される積層体を備え、前記積層体は、長尺な導体からなる導体芯部と、該導体芯部の径方向外側に積層される絶縁体からなる絶縁体層と、該絶縁体層の径方向外側に設けられ、かつ、前記電流が流れる方向である給電方向が軸方向の一端側から他端側に向けて又はその逆向きの何れか一方向となるような所定形状をなす導体からなる導体パターンとを有しており、前記導体パターンは、前記絶縁体層の径方向外側に積層される導体からなる導体層であり、前記導体芯部と前記導体パターンとは、給電方向が前記一方向と整合するように導体芯部から導体パターンに向けて又はその逆に電流が流されるべく、接続されていることを特徴とする。

かかる構成からなるアンテナによれば、導体パターンを導体層として積層した積層体という簡易な積層構造体を採用しているため、小型化し易い。更に、かかるアンテナでは、導体芯部と導体パターンとが接続されているので、両者が接続されていない所謂開放型と比較して、磁界結合が支配的となるため、周囲物体によって電波の伝送効率が低下するといった影響を抑制しつつ、電波の伝搬距離、即ち通信可能な距離を長くすることができ、適切な通信を実施できる。

また、本発明のアンテナにおいては、前記積層体は、前記導体パターンの径方向外側に積層される絶縁体からなる外側絶縁体層と、該外側絶縁体層の径方向外側に積層され、前記導体パターンと同形状又は略同形状の所定形状をなす導体からなる外側導体パターンとを有し、前記外側導体パターンは、前記外側絶縁体層の径方向外側に積層される導体からなる導体層であるように構成することも可能である。

かかる構成からなるアンテナによれば、積層体は、内側の導体パターンと同形状又は略同形状の所定形状をなす導体からなる外側導体パターンを有しているので、内側の導体パターンと外側導体パターンとの電磁場の作用により送受信波を増幅して送受することができる。更に、かかるアンテナでは、外側導体パターンを導体層として積層した積層体という簡易な積層構造体を採用しているため、小型化し易い。

本発明のアンテナの製造方法は、長尺な導体からなる導体芯部と、該導体芯部の径方向外側に積層される絶縁体からなる絶縁体層と、該絶縁体層の径方向外側に積層される導体からなる導体層とで構成される積層体における導体層に対して、レーザ蒸散法によりレーザを照射することで、給電のための電流が流れる方向である給電方向が軸方向の一端側から他端側に向けて又はその逆向きの何れか一方向となるような所定形状をなす導体パターンを設ける導体パターン形成工程と、給電方向が前記一方向と整合するように導体芯部から導体パターンに向けて又はその逆に電流が流されるべく、前記導体芯部と前記導体パターンとを接続する接続工程とを備えることを特徴とする。

かかる構成からなるアンテナの製造方法によれば、導体パターン形成工程において、レーザ蒸散法によって、積層体の導体層に導体パターンを容易に形成することができ、アンテナを小型化し易い。また、かかるアンテナの製造方法によれば、接続工程において、導体芯部と前記導体パターンとを接続することで、アンテナを短絡型として機能させることができる。かかる短絡型アンテナでは、両者が接続されていない所謂開放型と比較して、磁界結合が支配的となるため、周囲物体によって電波の伝送効率が低下するといった影響を抑制しつつ、電波の伝搬距離、即ち通信可能な距離を長くすることができ、適切な通信を実施できる。

また、本発明のアンテナの製造方法は、長尺な導体からなる導体芯部と、該導体芯部の径方向外側に積層される絶縁体からなる内側絶縁体層と、該内側絶縁体層の径方向外側に積層される導体からなる内側導体層と、該内側導体層の径方向外側に積層される絶縁体からなる外側絶縁体層と、該外側絶縁体層の径方向外側に積層される導体からなる外側導体層とを有して構成される積層体における外側導体層に対して、レーザ蒸散法によりレーザを照射することで、電流が流れる方向が軸方向の一端側から他端側に向けて又はその逆向きの何れか一方向となるような所定形状をなす外側導体パターンを設ける外側導体パターン形成工程と、外側導体パターンをマスクとしたウェットエッチングによって、外側絶縁体層と内側導体層との一部を各々除去することで、内側導体層に対して、前記所定形状と同形又は略同形の内側導体パターンを設ける内側導体パターン形成工程と、前記内側導体パターンの軸方向の一端側から他端側に向けて又はその逆向きに給電のために流される電流の方向と整合するように、前記導体芯部から前記内側導体パターンに向けて又はその逆向きに電流が流されるべく、前記導体芯部と前記内側導体パターンとを接続する接続工程とを備えることを特徴とする。

かかる構成からなるアンテナの製造方法によれば、外側導体パターン形成工程において、レーザ蒸散法によって、積層体の外側導体層に外側導体パターンを容易に形成することができると共に、内側導体パターン形成工程において、外側導体パターンをマスクとしたウェットエッチングによって、内側導体層に内側導体パターンを容易に形成することができ、アンテナを小型化し易い。

また、本発明のアンテナの製造方法においては、前記導体パターン形成工程又は前記外側導体パターン形成工程において、前記レーザ蒸散法によるレーザ照射では、レーザを照射する照射手段又は積層体を導体芯部の軸周りに連続的に回転させながら、前記導体層又は前記外側導体層に対して、径方向側の表面における法線方向に沿ってレーザを照射するように構成することも可能である。

かかる構成からなるアンテナの製造方法によれば、レーザを照射する照射手段又は積層体を導体芯部の軸周りに連続的に回転させながら、導体層又は外側導体層の径方向側の表面に対して、レーザを垂直に照射することで、レーザ照射痕における幅のばらつきをなくして一定にして、導体パターン又は外側導体パターンを正確に形成することができるので、アンテナ性能の低下を抑制することができる。

本発明のアンテナによれば、積層体という簡易な積層構造体を採用しているため、小型化し易くできると共に、導体芯部と導体パターンとが接続されているので、両者が接続されていない所謂開放型と比較して、磁界結合が支配的となるため、周囲物体によって電波の伝送効率が低下するといった影響を抑制しつつ、電波の伝搬距離、即ち通信可能な距離を長くすることができ、適切な通信を実施できる。

また、本発明のアンテナの製造方法によれば、導体パターン形成工程において、レーザ蒸散法によって、積層体の導体層に導体パターンを容易に形成することができ、アンテナを小型化し易くできると共に、接続工程において、導体芯部と前記導体パターンとを接続することで、アンテナを短絡型として機能させることができる。

本発明の一実施形態であるアンテナを備えるリーダ／ライタの構成を示す概念図である。 （ａ）は、同アンテナの正面図であり、（ｂ）は、Ａ−Ａ線の拡大断面図である。 従来技術のアンテナを備えるリーダ／ライタの概念図であり、（ａ）は、従来技術のアンテナが平面上のＩＣチップに当接又は近接した状態を示す図であり、（ｂ）は、従来技術のアンテナが小型凹部の底面上のＩＣチップから凹部の溝高程度、離間した状態を示す図である。 本発明のアンテナを備えるリーダ／ライタの概念図であり、（ａ）は、本発明のアンテナが平面上のＩＣチップに当接又は近接した状態を示す図であり、（ｂ）は、本発明のアンテナが小型凹部の底面上のＩＣチップに当接又は近接した状態を示す図である。 定在波比と定在波周波数との関係を示す図であり、（ａ）は、図３の（ａ）から得られたグラフ（縦軸が定在波比、横軸が定在波の周波数）を示し、（ｂ）は、図３の（ｂ）から得られたグラフを示す。 定在波比と定在波周波数との関係を示す図であり、（ａ）は、図４の（ａ）から得られたグラフを示し、（ｂ）は、図４の（ｂ）から得られたグラフを示す。 本発明の他実施形態であるアンテナにおける積層体の径方向断面図を示す。

以下、本発明に係るアンテナの一実施形態について、図１及び図２を参照しつつ説明する。本実施形態のアンテナ１は、小型のヘリカルアンテナとして構成され、図１に示すように、電波を用いてＩＣチップと無線通信するためのリーダ／ライタ１０に設けられるものである。

ここで、リーダ／ライタ１０は、ＩＣチップに係る所定情報を含む情報信号及びＩＣチップに電力を供給するための電力供給用信号を生成する本体部２と、該本体部２にマッチング回路３を介して接続されるアンテナ１とを備える（図１参照）。マッチング回路３は、インピーダンス整合を図るためのものであり、バンドパスフィルタとしても機能する。具体的には、マッチング回路は、ＬＣ回路であり、π型又はＴ型回路として構成することができる。

かかるリーダ／ライタ１０側のアンテナ１は、図２に示すように、電流（アンテナ１への給電用電流）が流されることで電波を送受信するように構成される積層体１Ａを備える。この積層体１Ａは、長尺な導体からなる導体芯部１１と、該導体芯部１１の径方向外側に積層される絶縁体からなる絶縁体層１２と、該絶縁体層１２の径方向外側に積層される導体からなる導体層１３とを有して構成される。

導体芯部１１は、径方向の断面が略円形又は多角形状である線形体であって、直線又は曲線をなす導体の線形体として構成することができる。本実施形態の導体芯部１１は、径方向の断面が略円形をなし、軸方向に沿って直線形状をなす導体である。

絶縁体層１２は、径方向の断面が略円形又は多角形状である中空体であって、直線又は曲線をなす絶縁体の中空体として構成することができる。本実施形態の絶縁体層１２は、径方向の断面が略環状をなして軸方向に沿って直線形状をなす中空体、即ち円筒状の絶縁体である。かかる絶縁体層１２の径方向の中心における中心軸は、導体芯部１１の径方向の中心における中心軸と一致しており、絶縁体層１２は、導体芯部１１と同心をなして、導体芯部１１の径方向外側に積層される。

導体層１３は、径方向の断面が略円形又は多角形状である中空体であって、直線又は曲線をなす導体の中空体として構成することができる。本実施形態の導体層１３は、径方向の断面が略環状をなして軸方向に沿って直線形状をなす中空体、即ち円筒状の導体である。この導体層１３は、例えば、ステンレス、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄのうち、少なくとも１つで構成することができる。かかる導体層１３の径方向の中心における中心軸は、導体芯部１１及び絶縁体層１２の径方向の中心における中心軸と一致しており、導体層１３は、導体芯部１１及び絶縁体層１２と同心をなして、絶縁体層１２の径方向外側に積層される。この導体層１３には、導体パターン１４が設けられている。

導体パターン１４は、リーダ／ライタ１０の本体部２から送られる給電用の電流が流れる方向である給電方向が軸方向の一端側１ａから他端側１ｂに向けて又はその逆向きの何れか一方向となるような所定形状をなす導体からなる。本実施形態の導体パターン１４は、例えば、導体層１３の軸方向の一端側１ａにおいて螺旋形状の孔部が設けられることで形成される一又は複数巻きの螺旋形状（巻回形状）の導体であり、導体層１３の一部として構成され得る（図２（ａ）参照）。この導体層１３の軸方向の一端側１ａに設けられる螺旋形状の孔部においては、径方向内側（下層）に位置する絶縁体層１２が視認できるようになっている。尚、本実施形態の導体パターン１４は、導体層１３の軸方向一部であって、導体層１３の軸方向の一端側１ａにおいてのみ形成されているが、導体パターン１４は、導体層１３の軸方向全長に亘って、即ち軸方向の一端側１ａから他端側１ｂに亘って形成されることも可能である。また、本実施形態の導体パターン１４の形状は、導体層１３に螺旋形状の孔部が設けられることで形成される螺旋形状であるが、これに限定されず、導体パターン１４の形状は、例えば、導体層１３に一又は複数の環状の孔部が設けられることで形成される一又は複数の環状（複数の環状は、互いに連結されてなる）、或いは、放射状に構成することも可能である。

かかる導体パターン１４の一端側１ａの端部１４ａは、導体芯部１１の一端側１ａの端部１１ａと接続されている。この接続部１５は、導体パターン１４と導体芯部１１との一端側１ａの端部同士１４ａ，１１ａを溶接又は半田付けされてなる（図２（ａ）参照）。或いは、接続部１５は、通電可能な導体部材を用いて前記端部同士１４ａ，１１ａを間接的に接続する構成とすることも可能である。

以上の構成からなるアンテナ１は、マッチング回路３に接続されている（図１参照）。具体的には、導体芯部１１の他端側１ｂの端部１１ｂと導体層１３の他端側１ｂの端部１３ｂとがマッチング回路３に接続されている。そして、マッチング回路３は、本体部２とも接続されている。よって、本体部２から送られる情報信号と電力供給用信号とを含む給電用の電流は、マッチング回路３を介してアンテナ１に対して入出されるように構成されている。具体的には、電流は、導体芯部１１の他端側１ｂの端部１１ｂから一端側１ａの端部１１ａに流れて、導体芯部１１の一端側１ａの端部１１ａから、この端部１１ａに接続された導体パターン１４の一端側１ａの端部１４ａに流れる。更に、電流は、導体パターン１４の一端側１ａの端部１４ａから他端側１ｂに向かって導体パターン１４を通って導体層１３の他端側１ｂの端部１３ｂに流れて、マッチング回路３に戻る。つまり、電流がアンテナ１に対して入出するように、給電方向は、導体芯部１１において軸方向の他端側１ｂから一端側１ａに向かう方向をなし、導体層１３（導体パターン１４を含む）において軸方向の一端側１ａから他端側１ｂに向かう方向をなしている。尚、本実施形態の電流を逆向きにすることも可能であり、この場合、電流は、導体層１３の他端側１ｂの端部１３ｂから導体パターン１４の一端側１ａの端部１４ａに流れ、この端部１４ａに接続された導体芯部１１の一端側１ａの端部１１ａを通って他端側１ｂの端部１１ｂに流れる。

次に、本実施形態のアンテナ１の特性について、図３から図６を参照しつつ説明する。

図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、上面が平坦な金属体の上面２１に小型のＩＣチップ２３（サイズが０.５〜１０ｍｍ程度）を設けた状態と、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、凹状をなす小型の金属体凹部（凹部の溝幅及び溝高が１〜１０ｍｍ程度）の底面２２に小型のＩＣチップ２３を設けた状態とを用いて、アンテナによる定在波の周波数の変化度合いについての実験を行った。尚、ＩＣチップ２３は、電源を内蔵せず、かつ、受信した電波を駆動源として送受信を行うパッシブタイプのＲＦＩＤタグである。このＲＦＩＤタグは、リーダ／ライタ１０のアンテナ１との間で電波を送受信して無線通信するための送受信用アンテナを備える。

従来技術のアンテナ（上記凹部サイズに対して十分に小型化されていないアンテナ）１００では、図３（ａ）に示すようにＩＣチップ２３に当接又は近接させた場合、図５（ａ）に示すようにアンテナ１００の定在波の基本周波数は、９２１ＭＨｚ程度であった。一方、図３（ｂ）に示すようにアンテナ１００をＩＣチップ２３から凹部の溝高程度、離間させた場合には、図５（ｂ）に示すようにアンテナ１００の定在波の基本周波数は、９７７ＭＨｚ程度であった。よって、従来技術のアンテナ１００では、図３（ｂ）のように金属体凹部に設けられたＩＣチップ２３との無線通信において、図３（ａ）の状態における基本周波数と比較して周波数のズレが５６ＭＨｚ程度と大きく生じており、磁束が減少するように変化している。即ち、磁界結合が弱くなるため、アンテナ１００からの電波の伝搬距離、即ち通信可能な距離が短くなっており、金属体凹部に設けられたＩＣチップ２３との無線通信に支障をきたし得る。例えば、リーダ／ライタ１０からＩＣチップ２３を駆動する電力を得ることができない。また、ＩＣチップ２３の基本周波数によっては、通信不能や計測不能となる。

本実施形態のアンテナ１では、図４（ａ）に示すようにＩＣチップ２３に当接又は近接させた場合、図６（ａ）に示すようにアンテナ１の定在波の基本周波数は、９２１ＭＨｚ程度であった。一方、図４（ｂ）に示すようにアンテナ１を凹部内のＩＣチップ２３に当接又は近接させた場合には、図６（ｂ）に示すようにアンテナ１の定在波の基本周波数は、９２９ＭＨｚ程度であった。よって、本実施形態のアンテナ１では、図４（ｂ）のように金属体凹部に設けられたＩＣチップ２３との無線通信において、図４（ａ）の状態における基本周波数と比較して周波数のズレが概ね生じておらず、磁束が概ね変化していない。そのため、本実施形態のアンテナ１では、小型の金属体凹部に設けられた小型ＩＣチップ２３と適切に無線通信することが可能である。

次に、本実施形態に係るアンテナ１の製造方向について説明する。本実施形態のアンテナ１は、例えばセミリジッドケーブルを加工して製造することができる。

具体的には、アンテナ１の製造では、導体芯部１１と、該導体芯部１１の径方向外側に積層される絶縁体層１２と、該絶縁体層１２の径方向外側に積層される導体層１３とで構成される積層体１Ａにおける導体層１３に対して、レーザ蒸散法によりレーザ（又はレーザビーム）を照射することで、導体パターン１４を設け（導体パターン形成工程）、導体芯部１１と導体パターン１４とを接続する（接続工程）。

導体パターン形成工程では、レーザ蒸散法を実行するためのレーザ装置（レーザを照射する照射手段）と、積層体１Ａを軸周りに回動可能かつ軸方向に移動可能に保持する保持手段と、積層体１Ａの円周方向の位置検出及び積層体１Ａの回転角度を制御する回動手段（例えば、エンコーダを有するステッピングモータ）とが用いられる。レーザ装置は、レーザを照射するための光源と、レーザの径方向形状を変更するレンズ機構とを備える。光源は、例えば、ＹＡＧレーザ（波長が１０６４ｎｍのパルスレーザ）光源を用いることができる。レンズ機構は、シリンドリカルレンズの組合せやスリットを用いることができ、例えば、レーザの径方向形状を円形状から矩形状に変換することが可能である。尚、かかるレーザ装置は、導体パターン１４が滑らかにかつ連続的に形成されるように、導体パターン１４の所定形状（例えば、螺旋形状）の角度（導体層１３の径方向に沿う面に対する傾斜角度）に応じて、レーザの光軸を中心にしてレンズ機構を回転させる回転機構を有しても良い。

この導体パターン形成工程では、導体層１３（詳細には、導電膜）が外周面に形成された絶縁体層１２に対し、レーザを走査し、所望の位置だけを残して、導体層１３を除去することで、所定形状（例えば、螺旋形状）のパターンである導体パターン１４を形成する。具体的には、積層体１Ａ（詳細には、絶縁体層１２）を中心軸周りに連続的に（又は一定の回転速度で）回動させながらレーザを照射して、導体層１３を連続的に除去し、所望のパターン位置に対してレーザを照射することなく残す（除去しない）ことで所定形状（本実施形態では、螺旋形状）のパターンを形成する。

より詳細には、保持手段によって、積層体１Ａを回動可能に保持する。そして、回動手段によって、積層体１Ａ（詳細には、絶縁体層１２）の円周方向の位置と回転角度を制御することによりパターン（レーザを照射しない部分）の位置制御を行いながら、レーザ装置からのレーザが導体層１３に対して、中心軸に垂直となるように径方向表面の法線方向に沿って照射される。パターンの位置制御では、レーザ照射範囲が螺旋形状となるように、軸方向の一方向に対して、レーザ径以下の送り量で制御しつつ、周方向（又は回転方向）に対して、所定の回転速度で１周（１回転）するように制御する。かかる制御を導体層１３の一周又は複数周に亘って実行することで、導体層１３の一端側１ａに螺旋形状の導体パターン１４が形成される。

尚、パターンの位置制御における回転速度、即ち回転の単位角度は、特に限定されないが、０．１度又はそれ以上や以下にも任意に制御することができる。但し、回転の単位角度を０．１度以上（例えば、０．２５度など）にする場合には、回動手段が減速装置（ギアヘッド）を備えることが好ましい。

接続工程では、絶縁体層１２の径方向中心側に位置する導体芯部１１の一端側１ａの端部１１ａと、導体パターン形成工程で形成された導体パターン１４の一端側１ａの端部１４ａとを溶接又は半田付けして接続する。尚、接続は、通電を妨げない方法であれば特に限定されない。このようにして製造したアンテナ１は、導体芯部１１の他端側１ｂの端部１１ｂと、導体層１３の他端側１ｂの端部１３ｂとをマッチング回路３に接続することで、リーダ／ライタ１０の送受信アンテナとして機能する。

以上、本実施形態に係るアンテナ１によれば、電流が流されることで電波を送受信するように構成される積層体１Ａを備え、前記積層体１Ａは、長尺な導体からなる導体芯部１１と、該導体芯部１１の径方向外側に積層される絶縁体からなる絶縁体層１２と、該絶縁体層１２の径方向外側に設けられ、前記電流が流れる方向である給電方向が軸方向の一端側１ａから他端側１ｂに向けて又はその逆向きの何れか一方向となるような螺旋形状をなす導体からなる導体パターン１４とを有しており、前記導体パターン１４は、前記絶縁体層１２の径方向外側に積層される導体からなる導体層１３であり、前記導体芯部１１と前記導体パターン１４との一端側１ａの端部同士１１ａ，１４ａは、給電方向が前記一方向と整合するように導体芯部１１から導体パターン１４に向けて又はその逆に電流が流されるべく、接続されていることを特徴とする。

また、本実施形態のアンテナ１の製造方法は、長尺な導体からなる導体芯部１１と、該導体芯部１１の径方向外側に積層される絶縁体からなる絶縁体層１２と、該絶縁体層１２の径方向外側に積層される導体からなる導体層１３とで構成される積層体１Ａにおける導体層１３に対して、レーザ蒸散法によりレーザを照射することで、給電のための電流が流れる方向である給電方向が軸方向の一端側１ａから他端側１ｂに向けて又はその逆向きの何れか一方向となるような螺旋形状をなす導体パターン１４を設ける導体パターン形成工程と、給電方向が前記一方向と整合するように導体芯部１１から導体パターン１４に向けて又はその逆に電流が流されるべく、前記導体芯部１１と前記導体パターン１４との一端側１ａの端部同士１１ａ，１４ａを接続する接続工程とを備えることを特徴とする。

かかる構成からなるアンテナ１及びその製造方法によれば、積層体１Ａという簡易な積層構造体を採用しているため、レーザ蒸散法によって、積層体１Ａの導体層１３に導体パターン１４を容易に形成することができ、アンテナ１を小型化し易くできる。また、導体芯部１１と導体パターン１４とが接続されてアンテナ１を短絡型として機能させることができる。かかるアンテナ１では、両者が接続されていない所謂開放型と比較して、磁界結合が支配的となるため、周囲物体によって電波の伝送効率が低下するといった影響を抑制しつつ、電波の伝搬距離、即ち通信可能な距離を長くすることができ、適切な通信を実施できる。更に、かかるアンテナ１では、導体芯部１１と導体パターン１４とが接続されているため、給電した際に、マッチング回路３において共振させるための消費電力が少なく、導体パターン１４の螺旋形状の螺旋数（又は巻き数又はパターン数）を少なくすることができる。

また、本実施形態のアンテナ１の製造方法においては、前記導体パターン形成工程の前記レーザ蒸散法によるレーザ照射では、積層体１Ａを軸周りに連続的に回転させながら、前記導体層１３に対して、径方向側の表面における法線方向に沿ってレーザを照射するように構成される。

かかる構成からなるアンテナ１の製造方法によれば、積層体１Ａを導体芯部１１の軸周りに連続的に回転させながら、導体層１３の径方向側の表面に対して、レーザを垂直に照射することで、パターン幅（又はレーザ照射痕による孔幅）のばらつきをなくして一定にして、導体パターンを正確に形成することができるので、アンテナ性能の低下を抑制することができる。

尚、本発明は、前記実施形態に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で種々の変更が可能である。

例えば、本発明の他実施形態のアンテナとして、図７に示すように、積層体１Ｂは、長尺な導体からなる導体芯部１１と、該導体芯部１１の径方向外側に積層される絶縁体からなる内側絶縁体層１２と、該絶縁体層１２の径方向外側に積層される導体からなる内側導体層１３と、前記導体層１３の径方向外側に積層される絶縁体からなる外側絶縁体層１２Ａと、該外側絶縁体層１２Ａの径方向外側に積層される導体からなる外側導体層１３Ａとを備えて構成することが可能である。かかる積層体１Ｂは、例えば、内側絶縁体層１２に金属薄膜である内側導体層１３を形成し、その上に外側絶縁体層１２Ａを介して金属薄膜である外側導体層１３Ａを積層成膜してなる。尚、内側導体層１３又は外側導体層１３Ａを成膜する方法は、例えば、無電解鍍金やスパッタ成膜など既知の成膜方法を用いることができる。また、内側絶縁体層１２又は外側絶縁体層１２Ａは、内側導体層１３又は外側導体層１３Ａとの接着性を考慮して、例えばテフロン、スチレン、ポリ塩化ビニルなど合成樹脂絶縁体で構成することが好ましいが、絶縁できる材料であれば特に限定はされない。

この積層体１Ｂにおいては、内側導体層１３の一端側の端部に螺旋形状の内側導体パターン（給電のための電流が流れる方向である給電方向が軸方向の一端側から他端側に向けて又はその逆向きの何れか一方向となるような所定形状）が形成されており、内側導体パターンの一端側の端部と、導体芯部１１の一端側の端部とは接続されている。更に、この内側導体パターンの径方向外側に対応している外側導体層１３Ａの一端側の端部にも、内側導体パターンと同形状又は略同形状の螺旋形状の外側導体パターンが形成されている。ここで、詳細には、外側導体パターンは、外側絶縁体層１２Ａを介して内側導体パターンの径方向外側に積層されているため、外側導体パターンの周方向に沿う長さ（パターン長）は、内側導体パターンの周方向に沿う長さよりも長くなっている。

よって、かかるアンテナでは、内側導体パターンと外側導体パターンとによって２つの異なるインダクタンスが形成されており、外側導体パターンは低い周波数に作用し、内側導体パターンは高い周波数に作用するため、２つを合成することによって広帯域のアンテナとして機能することができる。また、かかるアンテナによれば、積層体１Ｂは、内側導体パターンと同形状又は略同形状の所定形状をなす導体からなる外側導体パターンを有しているので、内側導体パターンと外側導体パターンとの電磁場の作用により送受信波を増幅して送受することができる。また、かかるアンテナでは、積層体１Ｂという簡易な積層構造体を採用しているため、小型化し易い。

このような他実施形態のアンテナの製造方法は、導体芯部１１と、該導体芯部１１の径方向外側に積層される絶縁体からなる内側絶縁体層１２と、該内側絶縁体層１２の径方向外側に積層される導体からなる内側導体層１３と、該内側導体層１３の径方向外側に積層される絶縁体からなる外側絶縁体層１２Ａと、該外側絶縁体層１２Ａの径方向外側に積層される導体からなる外側導体層１３Ａとを有して構成される積層体１Ｂにおける外側導体層１３Ａに対して、レーザ蒸散法によりレーザを照射することで、電流が流れる方向が軸方向の一端側から他端側に向けて又はその逆向きの何れか一方向となるような螺旋形状をなす外側導体パターンを設ける外側導体パターン形成工程と、外側導体パターンをマスクとしたウェットエッチングによって、外側絶縁体層１２Ａと内側導体層１３との一部を各々除去することで、内側導体層１３に対して、前記螺旋形状と同形又は略同形の内側導体パターンを設ける内側導体パターン形成工程と、前記内側導体パターンの軸方向の一端側から他端側に向けて又はその逆向きに給電のために流される電流の方向と整合するように、前記導体芯部１１から前記内側導体パターンに向けて又はその逆向きに電流が流されるべく、前記導体芯部１１と前記内側導体パターンとの一端側の端部同士を接続する接続工程とを有する。また、前記外側導体パターン形成工程において、前記レーザ蒸散法によるレーザ照射では、積層体１Ｂを導体芯部１１の軸周りに連続的に回転させながら、前記外側導体層１３Ａに対して、径方向側の表面における法線方向に沿ってレーザを照射する。

かかるアンテナの製造方法によれば、外側導体パターン形成工程において、レーザ蒸散法によって、積層体１Ｂの外側導体層１３Ａに外側導体パターンを容易に形成することができると共に、内側導体パターン形成工程において、外側導体パターンをマスクとしたウェットエッチングによって、内側導体層１３に内側導体パターンを容易に形成することができ、アンテナを小型化し易い。また、かかるアンテナの製造方法によれば、接続工程において、導体芯部１１と内側導体パターンとを接続することで、アンテナを短絡型として機能させることができる。

また、前記一実施形態及び他実施形態では、レーザ蒸散法によるレーザ照射では、積層体１Ａ，１Ｂを軸周りに連続的に回転させる場合について説明したが、レーザが積層体１Ａ，１Ｂに対して径方向側の表面における法線方向に沿って照射されるように、レーザ装置を回転させる構成とすることも可能である。

１…アンテナ、１Ａ，１Ｂ…積層体、１ａ…一端側、１ｂ…他端側、２…本体部、３…マッチング回路、１０…リーダ／ライタ、１１…導体芯部、１２…絶縁体層（内側絶縁体層）、１２Ａ…外側絶縁体層、１３…導体層（内側導体層）、１３Ａ…外側導体層、１４…導体パターン、１５…接続部、２１…金属体の上面、２２…金属体凹部の底面、２３…チップ、１００…従来技術のアンテナ

Claims (5)

1. 電流が流されることで電波を送受信するように構成される積層体を備え、
   前記積層体は、
   長尺な導体からなる導体芯部と、
   該導体芯部の径方向外側に積層される絶縁体からなる絶縁体層と、
   該絶縁体層の径方向外側に設けられ、かつ、前記電流が流れる方向である給電方向が軸方向の一端側から他端側に向けて又はその逆向きの何れか一方向となるような所定形状をなす導体からなる導体パターンとを有しており、
   前記導体パターンは、前記絶縁体層の径方向外側に積層される導体からなる導体層であり、
   前記導体芯部と前記導体パターンとは、給電方向が前記一方向と整合するように導体芯部から導体パターンに向けて又はその逆に電流が流されるべく、接続されていることを特徴とするアンテナ。
2. 前記積層体は、前記導体パターンの径方向外側に積層される絶縁体からなる外側絶縁体層と、該外側絶縁体層の径方向外側に積層され、前記導体パターンと同形状又は略同形状の所定形状をなす導体からなる外側導体パターンとを有し、
   前記外側導体パターンは、前記外側絶縁体層の径方向外側に積層される導体からなる導体層であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
3. 長尺な導体からなる導体芯部と、該導体芯部の径方向外側に積層される絶縁体からなる絶縁体層と、該絶縁体層の径方向外側に積層される導体からなる導体層とで構成される積層体における導体層に対して、レーザ蒸散法によりレーザを照射することで、給電のための電流が流れる方向である給電方向が軸方向の一端側から他端側に向けて又はその逆向きの何れか一方向となるような所定形状をなす導体パターンを設ける導体パターン形成工程と、
   給電方向が前記一方向と整合するように導体芯部から導体パターンに向けて又はその逆に電流が流されるべく、前記導体芯部と前記導体パターンとを接続する接続工程とを備えることを特徴とするアンテナの製造方法。
4. 長尺な導体からなる導体芯部と、該導体芯部の径方向外側に積層される絶縁体からなる内側絶縁体層と、該内側絶縁体層の径方向外側に積層される導体からなる内側導体層と、該内側導体層の径方向外側に積層される絶縁体からなる外側絶縁体層と、該外側絶縁体層の径方向外側に積層される導体からなる外側導体層とを有して構成される積層体における外側導体層に対して、レーザ蒸散法によりレーザを照射することで、電流が流れる方向が軸方向の一端側から他端側に向けて又はその逆向きの何れか一方向となるような所定形状をなす外側導体パターンを設ける外側導体パターン形成工程と、
   外側導体パターンをマスクとしたウェットエッチングによって、外側絶縁体層と内側導体層との一部を各々除去することで、内側導体層に対して、前記所定形状と同形又は略同形の内側導体パターンを設ける内側導体パターン形成工程と、
   前記内側導体パターンの軸方向の一端側から他端側に向けて又はその逆向きに給電のために流される電流の方向と整合するように、前記導体芯部から前記内側導体パターンに向けて又はその逆向きに電流が流されるべく、前記導体芯部と前記内側導体パターンとを接続する接続工程とを備えることを特徴とするアンテナの製造方法。
5. 請求項３記載の導体パターン形成工程又は請求項４記載の外側導体パターン形成工程において、前記レーザ蒸散法によるレーザ照射では、レーザを照射する照射手段又は積層体を導体芯部の軸周りに連続的に回転させながら、請求項３記載の導体層又は請求項４記載の外側導体層に対して、径方向側の表面における法線方向に沿ってレーザを照射することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のアンテナの製造方法。

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