JP2017103691A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の積層配線基板において複数層にわたりアンテナパターンを形成するには、スルーホールを設ける必要があるため、配線基板の製造コストが高くなるという問題があった。【解決手段】導体が１層で形成されるアンテナパターンを有するフレキシブル基板と、入出力信号を前記アンテナパターンを介して通信する電気部品と、基板間を電気的に接続するコネクタと、を有するアンテナ装置において、前記アンテナパターンには第１の接続部と第２の接続部が設けられており、前記第１の接続部では前記アンテナパターンと前記電気部品の端子および前記コネクタの端子が半田づけされ、前記第２の接続部では前記フレキシブル基板が前記コネクタに挿入され且つ前記コネクタの端子と電気的に接続されることでループアンテナになるよう構成したことを特徴とする。【選択図】図１（ａ）

Description

本発明は、アンテナコイルを備えた回路基板及び回路モジュールに関する。

従来、複数の配線基板を積層してなる積層配線基板では、基板を貫通するスルーホールを設け、このスルーホールを介して異なる層の配線同士を接続している（特許文献１参照）。

また、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と称される非接触型データ受送信体（非接触型ＩＣカードなど）は、ＩＣチップを搭載した基板にアンテナをパターン形成して作製される（特許文献４参照）。このような非接触型データ受送信体では、例えば、ポリイミドなどをベース基材としたフレキシブル基板において、通信のためにアンテナパターンを複数巻き回してループ状あるいはスパイラル状に形成するのが一般的である。アンテナパターンの形成においては、パターン上に設けられたスルーホールを経由して、複数の配線層にわたりループ形状を形成することにより巻き数を確保することが知られている（特許文献２参照）。

一方、このような非接触型データ受送信体を金属筐体に近接させた状態で使用したときに、アンテナパターンで発生した磁束の一部が金属筐体の内部に吸収されることによってこの金属筐体に渦電流が発生する。この渦電流の発生に起因して金属筐体に逆向きの磁束が発生し、非接触型データ受送信体のアンテナパターンに到達する磁束は減少する。その結果、非接触型データ受送信体に対して十分な電力を供給することができなくなったり、通信距離が短くなったりするという問題が発生する。その対策として、アンテナパターンが形成されている基板の金属筐体側となる面に磁性体を配設することにより金属筐体による影響を軽減させることが知られている（特許文献３参照）。

特開平５−２２０１７号公報 特開平８−２０４４３２号公報 特開２０１３−１７４９４８号公報 特開２００２−３６６９１７号公報

しかしながら、従来の積層配線基板において複数層にわたりアンテナパターンを形成するには、スルーホールを設ける必要があるため、配線基板の製造コストが高くなるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、スルーホールを介することなく巻き数を確保できるアンテナパターンを実現可能とする非接触型データ受送信体を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係るアンテナ装置は、
導体が１層で形成されるアンテナパターンを有するフレキシブル基板と、
入出力信号を前記アンテナパターンを介して通信する電気部品と、
基板間を電気的に接続するコネクタと、
を有するアンテナ装置において、
前記アンテナパターンには第１の接続部と第２の接続部が設けられており、
前記第１の接続部では前記アンテナパターンと前記電気部品の端子および前記コネクタの端子が半田づけされ、
前記第２の接続部では前記フレキシブル基板が前記コネクタに挿入され且つ前記コネクタの端子と電気的に接続されることでループアンテナになるよう構成したことを特徴とする。

本発明によれば、複数の領域に形成したアンテナパターンを半田付け等の特別な作業をすることなく簡単に接続することができる。これにより、アンテナパターンの巻き数を維持しつつ製造コストを抑えた非接触型データ受送信体を得ることができる。

本発明の第１の実施形態であるアンテナ装置の外観図 フレキシブル基板１０を屈曲部１１ｃで展開した状態の斜視図 アンテナパターンが形成されているフレキシブル基板１０の配線図 磁性シートを貼り付けたアンテナ装置１の外観図 図１（ｄ）のアンテナ装置１の磁性シート７０を分解した斜視図 本発明の第２の実施形態であるアンテナ装置の外観図 アンテナ装置２を分解した状態の斜視図 アンテナパターンが形成されているフレキシブル基板１００の配線図 本発明の第１の実施形態のアンテナ装置が組み込まれたデジタルカメラの斜視図 本発明の第１の実施形態のアンテナ装置が組み込まれたデジタルカメラの斜視図 （ａ）は正面からみた従来のアンテナ装置の外観図、（ｂ）は背面からみた従来のアンテナ装置の外観図

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

図１（ａ）は本発明の第１の実施形態であるアンテナ装置の外観図である。

アンテナ装置１はフレキシブル基板１０にコネクタ２０と信号処理部３０が実装されている。フレキシブル１０は屈曲部１１ｄで３回屈曲していて、コネクタ２０のＦＰＣ挿入部２０ｂに挿入されている（第２の接続部）。第１の領域１１がループアンテナ部として機能する。

図１（ｂ）は図１（ａ）のフレキシブル基板１０を屈曲部１１ｄで展開した状態の斜視図である。

フレキシブル基板１０を屈曲部１１ｄで展開した状態ではフレキシブル基板１０は略長方形状になる。

図１（ｃ）はアンテナパターンが形成されているフレキシブル基板１０の配線図である。

フレキシブル基板１０の第１の領域１１にはアンテナパターン１１ａが形成されており、一端はアンテナパターン１１ａからの入出力信号を処理する信号処理部３０およびコネクタ２０に半田で電気的に結線されている（第１の接続部）。アンテナパターン１１ａの他端はコネクタＦＰＣ挿入部２０ｂに挿入して電気的に接続できるよう、コネクタ接続配線部１１ｂを形成している。

コネクタ２０はコネクタ接続配線部１１ｂと信号処理部３０の間に略一直線上に配置されている。また信号処理部３０はコネクタ２０の近傍に配置し、配線長が短くなるよう配慮している。これはアンテナ部とコネクタ間でノイズの発生を防ぐためである。信号処理部３０とコネクタ２０の間にはコンデンサが配置されていてノイズ減衰効果がある。

ところで、１１ｃ１〜１１ｃ５はコネクタ接続配線部端子番号、２０ｃ１〜２０ｃ５はコネクタ端子番号、３０ｃ１〜３０ｃ２は信号処理部端子番号である。アンテナパターン１１ａは図１（ａ）の状態の際には３０ｃ１から１１ｃ１へ、１１ｃ１から２０ｃ１へ、２０ｃ１から１１ｃ２へ、１１ｃ２から２０ｃ２へ、２０ｃ２から１１ｃ３へ、１１ｃ３から２０ｃ３へ、２０ｃ３から１１ｃ４へ、１１ｃ４から２０ｃ４へ、２０ｃ４から１１ｃ５へ、１１ｃ５から２０ｃ５へ、そして２０ｃ５から３０ｃ２へ順番に結線され、１本のループアンテナになるよう接続される。

上記構成をとることにより１層の導体配線部で構成されたフレキシブル基板においてもループアンテナを構成することができる。

また図１（ｄ）は図１（ａ）のアンテナ装置１に磁性シートを貼り付けた状態の図である。

磁性シート７０はアンテナ装置１´の近傍に金属部品が配置された際の通信距離の低減を抑える効果がある。

図１（ｅ）は図１（ｄ）のアンテナ装置１´の磁性シート７０を分解した斜視図である。

磁性シート７０は磁性シート屈曲部７０ｄで屈曲している。さらに４箇所の磁性シート内側面部に両面テープ７２が配置されており屈曲部１１ｄが固定され、アンテナ装置１´は図１（ｄ）に示すように略箱状のユニットとすることができる。

図２（ａ）は本発明の第２の実施形態であるアンテナ装置の外観図である。

アンテナ装置２はフレキシブル基板１００にコネクタ２００と信号処理部３００が実装されている。フレキシブル１００は屈曲部１０１ｄで２回屈曲していて、コネクタ２００のＦＰＣ挿入部２００ｂに挿入されている（第２の接続部）。第１の領域１０１がループアンテナ部として機能する。

図２（ｂ）は図２（ａ）のアンテナ装置２のフレキシブル基板１００と磁性シート７００を分解した状態の斜視図である。

磁性シート７００は磁性シート部７０１と両面テープ部７０２で構成される。フレキシブル基板１００を屈曲部１０１ｄで屈曲し、且つＦＰＣ挿入部２００ｂに挿入したのち、磁性シート７００を貼り付ける構成とすることにより、屈曲部１０１ｄが固定され、アンテナ装置２は略シート状のユニットとすることができる。

図２（ｃ）はアンテナパターンが形成されているフレキシブル基板１００の配線図である。

フレキシブル基板１００の第１の領域１０１にはアンテナパターン１０１ａが形成されており、一端はアンテナパターン１０１ａからの入出力信号を処理する信号処理部３００およびコネクタ２００に半田で電気的に結線されている（第１の接続部）。アンテナパターン１０１ａの他端はコネクタＦＰＣ挿入部２００ｂに挿入して電気的に接続できるよう、コネクタ接続配線部１０１ｂを形成している。

コネクタ２００はコネクタ接続配線部１０１ｂと信号処理部３００の間に配置されている。また信号処理部３００はコネクタ２００の近傍に配置し、配線長が短くなるよう配慮している。これはアンテナ部とコネクタ間でノイズの発生を防ぐためである。信号処理部３００とコネクタ２００の間にはコンデンサが配置されていてノイズ減衰効果がある。

ところで、１０１ｃ１〜１０１ｃ５はコネクタ接続配線部端子番号、２００ｃ１〜２００ｃ５はコネクタ端子番号、３００ｃ１〜３００ｃ２は信号処理部端子番号である。アンテナパターン１０１ａは図１（ａ）の状態の際には３００ｃ１から１０１ｃ１へ、１０１ｃ１から２００ｃ１へ、２００ｃ１から１０１ｃ２へ、１０１ｃ２から２００ｃ２へ、２００ｃ２から１０１ｃ３へ、１０１ｃ３から２００ｃ３へ、２００ｃ３から１０１ｃ４へ、１０１ｃ４から２００ｃ４へ、２００ｃ４から１０１ｃ５へ、１０１ｃ５から２００ｃ５へ、そして２００ｃ５から３００ｃ２へ順番に結線され、１本のループアンテナになるよう接続される。

上記構成をとることにより１層の導体配線部で構成されたフレキシブル基板においてもループアンテナを構成することができる。

図３（ａ）は本発明の実施形態のアンテナ装置が組み込まれたデジタルカメラの斜視図である。

デジタルカメラ本体６は、正面に沈胴式のレンズ鏡筒６０１を備え、上面部には、デジタルカメラ６の電源をＯＮ／ＯＦＦするための電源ボタン６０２と撮影開始を指示するためのレリーズボタン６０３といった操作部材が設けられている。デジタルカメラ６を正面から見てレンズ鏡筒６０１の右側の側面には、アンテナ装置１が配置される。アンテナ装置１の外側には非導電性の樹脂材で形成されたサイドカバー６０４が組み付けられる。これにより、アンテナ装置１はサイドカバー６０４を介して外部機器との無線通信が可能になる。また本構成はアンテナ装置２を使用することも可能である。さらにアンテナ装置１、２は単独でも使用可能ではあるが図示しないデジタルカメラ制御基板と接続してアンテナ装置１，２の動作を制御してもよい。

図３（ｂ）は本発明の実施形態のアンテナ装置が組み込まれたデジタルカメラの背面斜視図である。

デジタルカメラ本体６は、背面に液晶パネル６０５を備えている。アンテナ装置１の第１の領域１１（ループアンテナ部）が液晶パネル６０５を囲むように配置される。アンテナ装置１の外側には非導電性の樹脂材で形成されたリアカバー６０６が組み付けられる。これにより、アンテナ装置１はリアカバー６０６を介して外部機器との無線通信が可能になる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１０，１００ フレキシブル基板、２０，２００ コネクタ、
３０，３００ 信号処理部、１１ａ，１０１ａ アンテナパターン、
１１ｂ，１０１ｂ コネクタ接続配線部、
１１ｃ１〜１１ｃ５ コネクタ接続配線部端子番号、１１ｄ，１０１ｄ 屈曲部、
２０ｃ１〜２０ｃ５ コネクタ端子番号、３０ｃ１〜３０ｃ２ 信号処理部端子番号、
１１，１０１ 第１の領域、７０，７００ 磁性体シート、
１，１´，２ アンテナ装置、６ デジタルカメラ本体、６０１ レンズ鏡筒、
６０２ 電源ボタン、６０３ レリーズボタン、６０４ サイドカバー、
６０５ 液晶パネル（表示部）、６０６ リアカバー

Claims (6)

1. 導体が１層で形成されるアンテナパターン（１１ａ、１０１ａ）を有するフレキシブル基板（１０、１００）と、入出力信号を前記アンテナパターン（１１ａ、１０１ａ）を介して通信する電気部品（３０、３００）と、基板間を電気的に接続するコネクタ（２０、２００）と、を有するアンテナ装置（１、２）において、
   前記アンテナパターン（１１ａ、１０１ａ）には第１の接続部と第２の接続部が設けられており、前記第１の接続部では前記アンテナパターンと前記電気部品端子（３０ｃ１〜３０ｃ２）および前記コネクタ端子（２０ｃ１〜２０ｃ５）が半田づけされ、
   前記第２の接続部では前記フレキシブル基板（１０、１００）が前記コネクタ（２０、２００）に挿入され且つ前記コネクタ端子（２０ｃ１〜２０ｃ５）と電気的に接続されることで、ループアンテナになるよう構成したことを特徴とするアンテナ装置（１、２）。
2. 前記アンテナパターン（１１ａ、１０１ａ）は複数並行し、且つそれぞれの前記アンテナパターン（１１ａ、１０１ａ）間は電気的に未接続な状態で形成され、前記第２の接続部で前記フレキシブル基板（１０、１００）が前記コネクタ端子（２０ｃ１〜２０ｃ５）に接触して、電気的に接続されることにより、複数の前記アンテナパターン（１１ａ、１０１ａ）が結線された１本のループアンテナになるよう形成したことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置（１、２）。
3. 前記フレキシブル基板（１０、１００）を屈曲させた後に磁性シート（７００）を貼り付けて屈曲部（１１ｄ、１０１ｄ）を固定した事を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置（１、１´２）。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のアンテナ装置（１、１´、２）を備えることを特徴とする電子機器（６）。
5. アンテナ装置（１、１´、２）を電子機器（６）の側面部に備えることを特徴とする請求項４に記載の電子機器（６）。
6. アンテナ装置（１）を電子機器（６）の表示部（６０５）を囲むよう、前記アンテナパターン部（１１ａ）を備えることを特徴とする請求項４に記載の電子機器（６）。