JP2018011353A - コイルアンテナおよびアンテナ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】給電コイルとコイルアンテナとの結合状態を適宜定めることのできるアンテナ装置およびそれを備える電子機器を提供する。【解決手段】巻回軸方向が互いに非垂直である、第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナ２０と、第１コイルアンテナ１０の巻回軸に対して直交方向の巻回軸を有する給電コイル３０と、を備える。給電コイル３０は、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０との高さ方向（巻回軸方向）の間に配置される。第１コイル開口Ｅ１は第２コイル開口Ｅ２よりも第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１に近接し、第２コイル開口Ｅ２は第１コイル開口Ｅ１よりも第２コイルアンテナ２０のコイル開口ＡＰ２に近接し、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とは、第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向についての磁束が同相となる極性で接続される。【選択図】図１

Description

本発明は、例えばＮＦＣ（Ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等の通信に利用されるアンテナ装置、およびアンテナ装置が備えるコイルアンテナに関する。
送受信回路に接続された給電コイルと、この給電コイルに磁界結合するコイルアンテナとを備えるアンテナ装置が特許文献１に示されている。このように、コイルアンテナと磁界結合する給電コイルを備えれば、コイルアンテナに送受信回路を直接接続する必要がなく、例えば信号ケーブルと接続用コネクタとのはんだ付けが不要であり、組み立て工数が削減でき、さらに、信号ケーブルを引き回すための空間の確保が不要であり、アンテナ装置および電子機器の小型化に寄与する。
国際公開第２００５／０１７８２１号
上記ＮＦＣ等の通信に利用されるアンテナ装置を備える電子機器においては小型化が求められており、コイルの形状や巻回数の制約が多く、限られた大きさの１つのコイルアンテナだけでは通信相手側アンテナ装置と十分に結合できない場合がある。
一方、上記特許文献１に示されるような、給電コイルとコイルアンテナとを備えるアンテナ装置においては、給電コイルとコイルアンテナとの結合係数を適宜定めないと、アンテナ装置と通信相手側アンテナ装置との結合をかえって弱めてしまう場合がある。また、所定インダクタンスのコイルアンテナを形成しつつ、給電コイルとコイルアンテナとを所定の結合係数で結合させるための設計上の自由度は低い。
本発明の目的は、コイルアンテナ、コイルアンテナとアンテナとの結合状態を適宜定めることのできるアンテナ装置を提供することにある。
（１）本発明のコイルアンテナは、
絶縁体と、
外部の給電回路に接続され、前記絶縁体に形成され、巻回軸を有するコイル導体と、
前記絶縁体に形成され、巻回軸を有し、前記コイル導体と導通しない第１ループ状導体と、
を備え、
前記第１ループ状導体の前記巻回軸と前記コイル導体の前記巻回軸とは、互いに略一致し、
前記第１ループ状導体の開口部の少なくとも一部は、前記コイル導体の巻回軸方向から視て、前記コイル導体の開口部に重なり、
前記第１ループ状導体は、巻回数が略１である、または前記コイル導体のインダクタンスの１／１０以下であることを特徴とする。
この構成では、第１ループ状導体とコイル導体との間の距離が短いため、第１ループ状導体とコイル導体との結合が強いコイルアンテナを実現できる。
（２）上記（１）において、前記絶縁体は、磁性体層を含む積層体であってもよい。
（３）上記（１）または（２）において、複数の接続端子をさらに備え、前記複数の接続端子は、前記コイル導体の両端にそれぞれ導通する２つの外部接続端子と、前記第１ループ状導体の両端にそれぞれ導通する２つの第１コイルアンテナ導体接続端子と、を含んでいてもよい。
（４）上記（１）から（３）の何れかにおいて、前記コイルアンテナは、通信相手側アンテナと磁界結合による通信を行う構成でもよい。
（５）本発明のアンテナ装置は、
第１コイルアンテナ導体と、
コイルアンテナと、
を備え、
前記コイルアンテナは、
絶縁体と、
外部の給電回路に接続され、前記絶縁体に形成され、巻回軸を有するコイル導体と、
前記絶縁体に形成され、巻回軸を有し、前記コイル導体と導通しない第１ループ状導体と、
を有し、
前記第１ループ状導体の前記巻回軸と前記コイル導体の前記巻回軸とは、互いに略一致し、
前記第１ループ状導体の開口部の少なくとも一部は、前記コイル導体の巻回軸方向から視て、前記コイル導体の開口部に重なり、
前記第１ループ状導体は、巻回数が略１である、または前記コイル導体のインダクタンスの１／１０以下であり、
前記第１コイルアンテナ導体および前記第１ループ状導体は、互いに接続される、ことを特徴とする。
この構成では、アンテナの一部である第１ループ状導体がコイルアンテナに形成されていない場合に比べ、アンテナとコイルアンテナのコイル導体とがより近接する。すなわち、アンテナとコイル導体との間の距離が短くなり、アンテナとコイル導体との結合をさらに強くできる。
（６）上記（５）において、前記絶縁体は、磁性体層を含む積層体であってもよい。
（７）上記（５）または（６）において、複数の接続端子をさらに備え、前記複数の接続端子は、前記コイル導体の両端にそれぞれ導通する２つの外部接続端子と、前記第１ループ状導体の両端にそれぞれ導通する２つの第１コイルアンテナ導体接続端子と、を含んでいてもよい。
（８）上記（７）において、前記２つの第１コイルアンテナ導体接続端子は、前記絶縁体の底面に形成され、前記第１ループ状導体の巻回軸方向から視て、前記絶縁体の前記底面に対向する天面に近接する前記第１ループ状導体を流れる電流の方向は、前記第１コイルアンテナ導体から前記第１コイルアンテナ導体接続端子に流れる電流の方向と逆であることが好ましい。この構成により、第１ループ状導体に発生する磁束が、第１コイルアンテナ導体に発生する磁束によって打ち消されないため、コイルアンテナの放射体としての効率が高まる。
本発明によれば、コイルアンテナ、コイルアンテナとアンテナとの結合状態が適宜定められたアンテナ装置が得られる。
図１（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１の平面図、図１（Ｂ）はその正面図である。 図２（Ａ）は第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２Ａの平面図、図２（Ｂ）はその正面図である。 図３は第２の実施形態に係る別のアンテナ装置１０２Ｂの平面図である。 図４は第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３の平面図である。 図５はアンテナ装置１０３が備える第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とを分離して図示した平面図である。 図６は図４におけるＸ−Ｘ部分の断面図である。 図７は第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４Ａの平面図である。 図８は第４の実施形態に係る別のアンテナ装置１０４Ｂの平面図である。 図９は第４の実施形態に係るさらに別のアンテナ装置１０４Ｃの平面図である。 図１０は第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５Ａの平面図である。 図１１はアンテナ装置１０５Ａが備える第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とを分離して図示した平面図である。 図１２は第５の実施形態に係る別のアンテナ装置１０５Ｂの平面図である。 図１３はアンテナ装置１０５Ｂが備える第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とを分離して図示した平面図である。 図１４（Ａ）は第６の実施形態に係る電子機器２０７の主要部の平面図であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）におけるＸ−Ｘ部分の断面図である。 図１５（Ａ）は第７の実施形態に係る電子機器２０８の主要部の平面図であり、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）におけるＸ−Ｘ部分の断面図である。 図１６は、第７の実施形態に係る電子機器２０８の、第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナと給電コイル３０との磁界結合の様子、通信相手側アンテナとの磁界結合の様子をそれぞれ示す図である。 図１７は第８の実施形態に係る電子機器において、回路基板１１に実装される給電コイル３１を示す分解斜視図である。 図１８は、給電コイル３１における積層体７０の各基材層の電極パターン等を示す分解平面図である。 図１９（Ａ）は図１７におけるＸ−Ｘ部分の断面図であり、図１９（Ｂ）は図１７におけるＹ−Ｙ部分の断面図である。 図２０は、図１７におけるＸ−Ｘ部分の断面図であり、第１コイルアンテナ１０に電流が流れる場合に、給電コイル３１内を流れる電流の経路を示す断面図である。 図２１は第９の実施形態に係る電子機器において、回路基板１１に実装される給電コイル３２を示す分解斜視図である。 図２２は、給電コイル３２における積層体７０の各基材層の電極パターン等を示す分解平面図である。 図２３（Ａ）は図２１におけるＸ−Ｘ部分の断面図であり、図２３（Ｂ）は図２１におけるＹ−Ｙ部分の断面図である。 図２４は、図２１におけるＸ−Ｘ部分の断面図であり、第１コイルアンテナ１０に電流が流れる場合に、給電コイル３２内を流れる電流の経路を示す断面図である。 図２５（Ａ）は、給電コイル３２の第１ループ状導体１０Ｂと第１コイルアンテナ導体１０Ａに電流ｉ１が流れる場合に生じる磁束を示す斜視図であり、図２５（Ｂ）はその断面図である。 図２６（Ａ）は、比較例として第８の実施形態に係る給電コイル３１の、第１ループ状導体１０Ｂと第１コイルアンテナ導体１０Ａに電流ｉ１が流れる場合に生じる磁束を示す斜視図であり、図２６（Ｂ）はその断面図である。 図２７（Ａ）は第１０の実施形態に係る電子機器２１０の主要部の平面図であり、図２７（Ｂ）は図２７（Ａ）におけるＸ−Ｘ部分の断面図である。 図２８は第１１の実施形態に係るアンテナ装置１１０の平面図である。 図２９はアンテナ装置１１０が備える第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とを分離して図示した平面図である。 図３０はアンテナ装置１１０の正面図である。 図３１（Ａ）は第１２の実施形態に係る電子機器２１２の主要部の平面図であり、図３１（Ｂ）は図３１（Ａ）におけるＸ−Ｘ部分の断面図である。 図３２（Ａ）は第１３の実施形態に係る電子機器２１３の主要部の平面図であり、図３２（Ｂ）は図３２（Ａ）におけるＸ−Ｘ部分の断面図である。
以降に示す各実施形態において、「アンテナ装置」とは、特に指定がない限り、主に磁束を放射するアンテナを指す。アンテナ装置は、通信相手側のアンテナと磁界結合を用いた近傍界通信のために用いられるアンテナであり、例えばＮＦＣ（Ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等の通信に利用される。アンテナ装置は、使用する周波数帯は例えばＨＦ帯で使用され、特に１３．５６ＭＨｚまたは１３．５６ＭＨｚ近傍の周波数で用いられる。アンテナ装置の大きさは使用する周波数における波長λに比べて十分に小さいため、使用周波数帯においては電磁波の放射特性は悪い。後述のアンテナ装置が備えるコイルアンテナのコイル導体を伸ばしたときのコイル導体の長さはλ／１０以下である。なお、ここでいう波長とは、アンテナが形成される基材の誘電性や透磁性による波長短縮効果を考慮した実効的な波長の事を指す。コイルアンテナが有するコイル導体の両端は、使用周波数帯（ＨＦ帯、特に１３．５６ＭＨｚ近傍）を操作する給電回路に接続される。よって、コイル導体には、コイル導体に沿って、つまり電流の流れる方向において、ほぼ一様な大きさの電流が流れ、コイル導体の長さが波長と同程度以上のときのように、コイル導体に沿った電流分布は生じ難い。
以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
《第１の実施形態》
第１の実施形態では、第１コイルアンテナおよび第２コイルアンテナの両方に給電コイルが結合するアンテナ装置の例を示す。
図１（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１の平面図、図１（Ｂ）はその正面図である。
アンテナ装置１０１は、第１コイルアンテナ１０、第２コイルアンテナ２０、および給電コイル３０を備える。第１コイルアンテナ１０は基材１に形成された矩形スパイラル状のコイルであり、第２コイルアンテナ２０は基材２に形成された矩形スパイラル状のコイルである。第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向は互いに平行（または同方向）である。
給電コイル３０は直方体状の積層体に、四角筒に沿ったヘリカル状のコイル導体が形成されたコイルである。この給電コイル３０は、第１コイルアンテナ１０の巻回軸に対して直交方向の巻回軸と、第１コイル開口Ｅ１と第２コイル開口Ｅ２とを有する。給電コイル３０は、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０との高さ方向（第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向）の間に配置される。
第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイル開口Ｅ１は第２コイル開口Ｅ２よりも第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１に近接する。また、第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向に沿った平面視で、第２コイル開口Ｅ２は第１コイル開口Ｅ１よりも第２コイルアンテナ２０のコイル開口ＡＰ２に近接する。
本実施形態では、図１（Ａ）に表れているように、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とは直列接続されている。図１（Ｂ）に示すように同方向の磁束φ１，φ２が第１コイルアンテナ１０，第２コイルアンテナ２０にそれぞれ鎖交して、第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナ２０に同方向の電流が誘導される（電流が加算される方向に誘導される）。すなわち、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とは、第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向についての磁束が同相となる極性で接続されている。
図１（Ｂ）に表れているように、給電コイル３０と第１コイルアンテナ１０とは磁束φ１３を介して磁界結合し、給電コイル３０と第２コイルアンテナ２０とは磁束φ２３を介して磁界結合する。給電コイル３０は第１コイルアンテナ１０の巻回軸に対して直交方向の巻回軸と、第１コイル開口Ｅ１と第２コイル開口Ｅ２とを有し、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０との高さ方向（巻回軸方向）の間に配置されているので、第１コイルアンテナ１０を透過する磁束φ１の方向と、第２コイルアンテナ２０を透過する磁束φ２の方向とが同方向となる。
本実施形態によれば、第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナ２０を透過（放射または入射）する磁束（φ１，φ２）は、給電コイル３０を介して互いに阻害せずに同方向を向くので、良好な通信特性が得られる。すなわち、給電コイル３０は第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナ２０に共に強く結合することで、第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナ２０は高効率の放射体として作用する。
《第２の実施形態》
第２の実施形態では、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０の配置構造が第１の実施形態とは異なる例を示す。
図２（Ａ）は第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２Ａの正面図、図２（Ｂ）はその平面図である。
アンテナ装置１０２Ａは、第１コイルアンテナ１０、第２コイルアンテナ２０、および給電コイル３０を備える。第１コイルアンテナ１０は基材１に形成された矩形スパイラル状のコイルであり、第２コイルアンテナ２０は基材２に形成された矩形スパイラル状のコイルである。第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向は互いに平行である。
基材１には、第１コイルアンテナ１０に直列接続されるチップキャパシタ５が実装されている。また、基材１には、給電コイル３０およびＲＦＩＣ６が実装されている。なお、給電コイル３０とＲＦＩＣ６との間に、共振用チップキャパシタやフィルタ回路、整合回路等を接続してもよい。
給電コイル３０は、第１の実施形態で示したものと同様の、ヘリカル状のコイル導体が形成されたコイルである。この給電コイル３０は、第１コイルアンテナ１０の巻回軸に対して直交方向の巻回軸と、第１コイル開口Ｅ１と第２コイル開口Ｅ２とを有する。ＲＦＩＣ６は給電コイル３０に接続されている。
基材１および基材２はフレキシブル基板３に設けられていて、フレキシブル基板３は図２（Ｂ）に示すように折り返されている。基材１には２本の可動プローブピン４が搭載されている。この２本の可動プローブピン４は第２コイルアンテナ２０の両端２０Ｔａ，２０Ｔｂに当接する。これにより、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とは、２本の可動プローブピン４を介して電気的に接続される。
給電コイル３０は、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０との高さ方向（第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向）の間に配置される。
第１の実施形態と同様に、第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイル開口Ｅ１は第２コイル開口Ｅ２よりも第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１に近接する（Ｄ１１＜Ｄ１２）。また、第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向に沿った平面視で、第２コイル開口Ｅ２は第１コイル開口Ｅ１よりも第２コイルアンテナ２０のコイル開口ＡＰ２に近接する（Ｄ２２＜Ｄ２１）。
また、第１の実施形態と同様に、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とは、第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向についての磁束が同相となる極性で接続されている。
図３は第２の実施形態に係る別のアンテナ装置１０２Ｂの平面図である。図２（Ａ）に示したアンテナ装置１０２Ａとは、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０との距離、第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナ２０と給電コイル３０との位置関係がそれぞれ異なる。
アンテナ装置１０２Ｂでは、給電コイル３０の第１コイル開口Ｅ１は第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１内に位置しているので、第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１と第１コイル開口Ｅ１との距離Ｄ１１は等価的に０である。同様に、給電コイル３０の第２コイル開口Ｅ２は第２コイルアンテナ２０のコイル開口ＡＰ２内に位置しているので、第２コイルアンテナ２０のコイル開口ＡＰ２と第２コイル開口Ｅ２との距離Ｄ２２は等価的に０である。
アンテナ装置１０２Ｂの構造によれば、上記距離Ｄ１１，Ｄ２２が等価的に０であるので、給電コイル３０と第１コイルアンテナ１０との結合係数、および給電コイル３０と第２コイルアンテナ２０との結合係数が共に高い。
《第３の実施形態》
第３の実施形態では、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０の形状が第１、第２の実施形態とは異なる例を示す。
図４は第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３の平面図である。図５はアンテナ装置１０３が備える第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とを分離して図示した平面図である。図６は図４におけるＸ−Ｘ部分の断面図である。
アンテナ装置１０３は、第１コイルアンテナ１０、第２コイルアンテナ２０、および給電コイル３０を備える。第１コイルアンテナ１０は基材１に形成された概略矩形スパイラル状のコイルであり、第２コイルアンテナ２０は基材２に形成された概略矩形スパイラル状のコイルである。第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイルアンテナ１０は第２コイル開口Ｅ２から第１コイル開口Ｅ１の方向へ近づく変形部１０Ｐを有する。また、第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向に沿った平面視で、第２コイルアンテナ２０は第１コイル開口Ｅ１から第２コイル開口Ｅ２の方向へ近づく変形部２０Ｐを有する。
第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイル開口Ｅ１は第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１内に位置し、第２コイル開口Ｅ２は第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１外に位置する。また、第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向に沿った平面視で、第２コイル開口Ｅ２は第２コイルアンテナ２０のコイル開口ＡＰ２内に位置し、第１コイル開口Ｅ１は第２コイルアンテナ２０のコイル開口ＡＰ２外に位置する。
第１コイルアンテナ１０の両端１０Ｔａ，１０Ｔｂは第２コイルアンテナ２０の両端２０Ｔａ，２０Ｔｂにそれぞれ接続される。これにより、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０は並列接続される。この並列接続状態で、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とは、第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向についての磁束が同相となる極性で接続される。
図６に示すように、給電コイル３０と第１コイルアンテナ１０とは磁束φ１３を介して磁界結合し、給電コイル３０と第２コイルアンテナ２０とは磁束φ２３を介して磁界結合する。第１コイルアンテナ１０を透過する磁束φ１，φ１３の方向と、第２コイルアンテナ２０を透過する磁束φ２，φ２３の方向とは同方向である。
本実施形態によれば、平面視での面積を小さくでき、小型のアンテナ装置を構成できる。また、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とが重なることで、インダクタンスを互いに強めあうような結合となるので、コイルアンテナの放射体としての効率が高まる。
《第４の実施形態》
第４の実施形態では、給電コイル３０と第１コイルアンテナ１０とが結合し、給電コイル３０と第２コイルアンテナ２０とは結合しない例について示す。
図７は第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４Ａの平面図である。アンテナ装置１０４Ａは、第１コイルアンテナ１０、第２コイルアンテナ２０、および給電コイル３０を備える。第１コイルアンテナ１０は基材１に形成された矩形スパイラル状のコイルであり、第２コイルアンテナ２０は基材２に形成された矩形スパイラル状のコイルである。第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向は互いに平行である。
基材１には、第１コイルアンテナ１０に直列接続されるチップキャパシタ５が実装されている。また、基材１には、給電コイル３０およびＲＦＩＣ６が実装されている。なお、給電コイル３０とＲＦＩＣ６との間に、共振用チップキャパシタやフィルタ回路、整合回路等を接続してもよい。
第１の実施形態で図２（Ａ）に示したアンテナ装置１０２Ａとは、第２コイルアンテナ２０の位置が異なる。第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイル開口Ｅ１は第２コイル開口Ｅ２よりも第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１に近接する。また、第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイル開口Ｅ１、第２コイル開口Ｅ２は共に第２コイルアンテナ２０のコイル開口ＡＰ２内に位置する。したがって、給電コイル３０を透過する磁束は第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１に鎖交し、給電コイル３０は第１コイルアンテナ１０と磁界結合する。一方、給電コイル３０を透過する磁束が第２コイルアンテナ２０のコイル開口ＡＰ２を出入りする量は同じであるので、給電コイル３０と第２コイルアンテナ２０とは実質的に磁界結合しない。
第１コイルアンテナ１０の両端は第２コイルアンテナ２０の両端２０Ｔａ，２０Ｔｂにそれぞれ可動プローブピンを介して接続される。これにより、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とは、２本の可動プローブピンを介して電気的に接続される。
図８は第４の実施形態に係る別のアンテナ装置１０４Ｂの平面図である。アンテナ装置１０４Ａとは、第２コイルアンテナ２０の形状が異なる。第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向に沿った平面視で、第２コイルアンテナ２０は、第１コイル開口Ｅ１から第２コイル開口Ｅ２の方向へ近づく変形部２０Ｐ１、第２コイル開口Ｅ２から第１コイル開口Ｅ１の方向へ近づく変形部２０Ｐ２をそれぞれ有する。そして、第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイル開口Ｅ１、第２コイル開口Ｅ２共に、第２コイルアンテナ２０のコイル開口ＡＰ２外に位置する。したがって、給電コイル３０を透過する磁束は第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１に鎖交し、給電コイル３０は第１コイルアンテナ１０と磁界結合する。一方、給電コイル３０を透過する磁束が第２コイルアンテナ２０のコイル開口ＡＰ２に鎖交しないので、給電コイル３０と第２コイルアンテナ２０とは実質的に磁界結合しない。
図９は第４の実施形態に係るさらに別のアンテナ装置１０４Ｃの平面図である。このアンテナ装置１０４Ｃは、図７に示したアンテナ装置１０４Ａの、第１コイルアンテナ１０の裏面側に磁性体シート１２が設けられたものである。このように、第１コイルアンテナ１０を挟んで給電コイル３０とは反対側に磁性体シート１２を備えることにより、給電コイル３０と第１コイルアンテナ１０との結合係数を高められる。
本実施形態によれば、第２コイルアンテナ２０と給電コイル３０との結合が、第１コイルアンテナ１０と給電コイル３０との結合を阻害する場合に、第２コイルアンテナ２０と給電コイル３０との結合が抑制されることで、第１コイルアンテナと給電コイルとの結合度を高めることができる。
なお、第１コイルアンテナ１０の巻回数を第２コイルアンテナ２０の巻回数より多くしてもよい。そのことで、第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナ２０の総合インダクタンスを同じにしたまま、給電コイル３０との結合係数を高めることができる。
《第５の実施形態》
第５の実施形態では、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０の配置構造が第４の実施形態とは異なる例を示す。
図１０は第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５Ａの平面図である。図１１はアンテナ装置１０５Ａが備える第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とを分離して図示した平面図である。
アンテナ装置１０５Ａは、第１コイルアンテナ１０、第２コイルアンテナ２０、および給電コイル３０を備える。第１コイルアンテナ１０は基材１に形成された概略矩形スパイラル状のコイルであり、第２コイルアンテナ２０は基材２に形成された矩形スパイラル状のコイルである。第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイルアンテナ１０は第２コイル開口Ｅ２から第１コイル開口Ｅ１の方向へ近づく変形部１０Ｐを有する。
第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイル開口Ｅ１は第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１内に位置し、第２コイル開口Ｅ２は第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１外に位置する。また、第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイル開口Ｅ１、第２コイル開口Ｅ２は共に第２コイルアンテナ２０のコイル開口ＡＰ２内に位置する。したがって、給電コイル３０を透過する磁束は第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１に鎖交し、給電コイル３０は第１コイルアンテナ１０と磁界結合する。一方、給電コイル３０を透過する磁束が第２コイルアンテナ２０のコイル開口ＡＰ２を出入りする量は同じであるので、給電コイル３０と第２コイルアンテナ２０とは実質的に磁界結合しない。
第１コイルアンテナ１０の両端１０Ｔａ，１０Ｔｂは第２コイルアンテナ２０の両端２０Ｔａ，２０Ｔｂにそれぞれ接続される。これにより、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０は並列接続される。この並列接続状態で、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とは、第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向についての磁束が同相となる極性で接続される。
図１２は第５の実施形態に係る別のアンテナ装置１０５Ｂの平面図である。図１３はアンテナ装置１０５Ｂが備える第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とを分離して図示した平面図である。
アンテナ装置１０５Ｂは、第１コイルアンテナ１０、第２コイルアンテナ２０、および給電コイル３０を備える。第１コイルアンテナ１０は基材１に形成された概略矩形スパイラル状のコイルであり、第２コイルアンテナ２０は基材２に形成された概略矩形スパイラル状のコイルである。第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイルアンテナ１０は第２コイル開口Ｅ２から第１コイル開口Ｅ１の方向へ近づく変形部１０Ｐを有する。また、第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向に沿った平面視で、第２コイルアンテナ２０は、第１コイル開口Ｅ１から第２コイル開口Ｅ２の方向へ近づく変形部２０Ｐ１、第２コイル開口Ｅ２から第１コイル開口Ｅ１の方向へ近づく変形部２０Ｐ２をそれぞれ有する。
第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイル開口Ｅ１は第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１内に位置し、第２コイル開口Ｅ２は第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１外に位置する。また、第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイル開口Ｅ１、第２コイル開口Ｅ２共に、第２コイルアンテナ２０のコイル開口ＡＰ２外に位置する。したがって、給電コイル３０を透過する磁束は第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１に鎖交し、給電コイル３０は第１コイルアンテナ１０と磁界結合する。一方、給電コイル３０を透過する磁束は第２コイルアンテナ２０のコイル開口ＡＰ２に鎖交しないので、給電コイル３０と第２コイルアンテナ２０とは実質的に磁界結合しない。
《第６の実施形態》
第６の実施形態では、筐体の一部を第２コイルアンテナとして利用する電子機器の例を、および筐体の一部を別の通信システムのアンテナとして利用する電子機器の例を示す。
図１４（Ａ）は第６の実施形態に係る電子機器２０７の主要部の平面図であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）におけるＸ−Ｘ部分の断面図である。電子機器２０７は例えばスマートフォンなどの携帯電子機器であり、ディスプレイ６０の形成面とは反対側に金属筐体２１ａ，２１ｂを備える。つまり、金属筐体２１ａ，２１ｂは導電性を有する筐体である。金属筐体２１ａ，２１ｂの所定位置はスタブ２１Ｓで接続されている。金属筐体２１ａ，２１ｂの間隙はスリットＳＬとして形成されている。このスリットＳＬには筐体樹脂部２２が設けられている（塞がれている）。金属筐体２１の内方には回路基板１１が設けられている。回路基板１１の表面には第１コイルアンテナ１０が形成されている。また、回路基板１１には、給電コイル３０、チップキャパシタ５，５２、チップインダクタ８、ＲＦＩＣ６，５１が実装されている。なお、給電コイル３０とＲＦＩＣ６の間に、共振用チップキャパシタやフィルタ回路、整合回路等を接続してもよい。
チップキャパシタ５およびチップインダクタ８は第１コイルアンテナ１０の途中に直列接続されている。第１コイルアンテナ１０の第１端１０Ｔａ、第２端１０Ｔｂはそれぞれ可動プローブピン（不図示）を介して金属筐体２１のスリットＳＬを挟む両側にそれぞれ当接する。したがって、金属筐体２１ａ，２１ｂ、スタブ２１ＳによるスリットＳＬの内縁、可動プローブピンで構成される電流経路は第２コイルアンテナとして作用する。そして、この第２コイルアンテナに第１コイルアンテナ１０が電気的に接続されている。この第１コイルアンテナ１０、第２コイルアンテナ、チップキャパシタ５およびチップインダクタ８の直列接続回路に含まれるインダクタンス成分とキャパシタンス成分とでＬＣ共振回路が構成される。このＬＣ共振回路の共振周波数は、ＮＦＣの通信キャリア周波数に等しい。または近似する。
給電コイル３０は、その第１コイル開口Ｅ１が第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１内に位置し、第２コイル開口Ｅ２が第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１外に位置する。また、金属筐体２１の平面視で、給電コイル３０は、第２コイルアンテナのコイル開口に相当するスリットＳＬの中央に位置する。したがって、給電コイル３０は第１コイルアンテナ１０と磁界結合し、第２コイルアンテナとは殆ど結合しない。
本実施形態によれば、金属筐体の一部をコイルアンテナとして利用するため、金属筐体で覆われていながらも、コイルアンテナを備える電子機器が構成できる。
金属筐体２１ａ，２１ｂおよびスタブ２１Ｓによって逆Ｆ型アンテナが構成される。ＲＦＩＣ５１は、例えばセルラー通信、無線ＬＡＮ、Bluetooth（登録商標）、ＧＰＳ等、ＮＦＣ以外の遠距離無線通信（遠方界通信）用のＩＣである。これら遠距離無線通信のキャリア周波数は、ＮＦＣのキャリア周波数よりも高い。ＲＦＩＣ５１は、チップキャパシタ５２を介して上記逆Ｆ型アンテナに給電される。このＲＦＩＣ５１による通信周波数においては、チップインダクタ８のインピーダンスは高く、チップインダクタ８は等価的に開放状態である。したがって、逆Ｆ型アンテナは第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナとは独立した遠距離無線通信（遠方界通信）用アンテナとして機能する。
なお、チップインダクタ８に代えて、上記セルラー通信等の通信周波数帯を遮断するローパスフィルタ等のフィルタやスイッチを設けてもよい。また、チップインダクタ８はＮＦＣの通信周波数で共振に寄与するものであってもよい。また、チップキャパシタ５２に代えて、ＮＦＣ通信周波数帯を遮断するハイパスフィルタ等のフィルタやスイッチを設けてもよい。また、ＲＦＩＣ５１の後段（アンテナ側）にフィルタや整合回路を設けてもよい。
上記逆Ｆ型アンテナは遠距離（遠方界）に電磁波を放射する放射素子および定在波型アンテナの放射素子の例である。なお、ここで言う「遠距離（遠方界）に電磁波を放射する放射素子」とは、キャリア信号の波長に比べ十分に遠い距離に電磁波を放射する放射素子を指す。具体的には、通信相手と１波長以上離れて、電磁波を介して通信を行う放射素子を指す。また、「定在波型アンテナ」とは、放射素子上で電磁界が共振し、放射素子上に電位や電流の分布が生じることで定在波が生じる放射素子を指す。実施形態では、定在波型アンテナの放射素子が逆Ｆ型アンテナである場合について説明したが、ダイポールアンテナやモノポールアンテナ、スロットアンテナ等の他の定在波型アンテナであってもよい。
《第７の実施形態》
第７の実施形態では、筐体の一部を第２コイルアンテナとして利用し、且つ筐体の一部を別の通信システムのアンテナとして利用する電子機器の例を示す。
図１５（Ａ）は第７の実施形態に係る電子機器２０８の主要部の平面図であり、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）におけるＸ−Ｘ部分の断面図である。電子機器２０８は例えばスマートフォンなどの携帯電子機器であり、ディスプレイ６０の形成面とは反対側に金属筐体２１ｂ、両端部に電子機器の両主面（ディスプレイ６０の形成面とその対向面）をつなぐ側面の一部を構成するフレーム状の金属筐体２１ａ，２１ｃをそれぞれ備える。つまり、金属筐体２１ａ，２１ｂ，２１ｃは導電性を有する筐体である。金属筐体２１ａ，２１ｂの間隙、および金属筐体２１ｃ，２１ｂの間隙には筐体樹脂部２２がそれぞれ設けられている。金属筐体２１の内方には回路基板１１が設けられている。回路基板１１の表面には第１コイルアンテナ１０が形成されている。また、回路基板１１には面状導体（回路のグランドパターン）１１Ｇが形成されている。金属筐体は面状導体１１Ｇに接続されている。さらに、回路基板１１には、給電コイル３０、チップキャパシタ５，５２、チップインダクタ８、ＲＦＩＣ６，５１が実装されている。
チップキャパシタ５およびチップインダクタ８は第１コイルアンテナ１０の途中に直列接続されている。第１コイルアンテナ１０の第１端は回路基板１１の面状導体１１Ｇの接続点ＣＮａに接続されている。第１コイルアンテナ１０の第２端はケーブルＣＡａを介して金属筐体２１ａの第１接続点に接続されている。また、上記面状導体１１Ｇの第２接続点ＣＮｂと金属筐体２１ａの第２接続点とがケーブルＣＡｂを介して接続されている。したがって、金属筐体２１ａ、面状導体１１Ｇ、ケーブルＣＡａ，ＣＡｂで構成される電流経路は第２コイルアンテナとして作用する。そして、この第２コイルアンテナに第１コイルアンテナ１０が電気的に接続されている。この第１コイルアンテナ１０、第２コイルアンテナ、チップキャパシタ５およびチップインダクタ８の直列接続回路に含まれるインダクタンス成分とキャパシタンス成分とでＬＣ共振回路が構成される。
給電コイル３０は、その第１コイル開口Ｅ１が第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１内に位置し、第２コイル開口Ｅ２が第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１外に位置する。したがって、給電コイル３０は第１コイルアンテナ１０と磁界結合する。
面状導体１１Ｇが第１コイルアンテナ１０や給電コイル３０の開口に近接している（平面視で一部重なる）ので、面状導体１１Ｇは放射体としても作用する。
図１６は、第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナと給電コイル３０との磁界結合の様子、通信相手側アンテナとの磁界結合の様子をそれぞれ示す図である。給電コイル３０には磁束φ１３，φ２４が通り、通信相手側アンテナ３００を通る磁束φ１，φ２が第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナと鎖交する。
《第８の実施形態》
第８の実施形態では、第１コイルアンテナの一部が形成された給電コイルの例を示す。
図１７は第８の実施形態に係る電子機器において、回路基板１１に実装される給電コイル３１を示す分解斜視図である。
給電コイル３１は、第１コイルアンテナの一部である第１ループ状導体と、四角筒に沿ったヘリカル状のコイル導体とが、直方体状の積層体７０に形成されたコイルである。これらコイル導体および第１ループ状導体の巻回軸方向は、互いに平行（または同方向）であり、積層体７０の長手方向に一致している。給電コイル３１は回路基板１１の表面に実装される。
給電コイル３１の底面（実装面）には、ＲＦＩＣ等に接続するための２つの外部接続端子と、第１コイルアンテナ導体１０Ａに接続するための２つの第１コイルアンテナ導体接続端子とが形成されている。本実施形態に係る第１コイルアンテナ導体１０Ａは、給電コイルが有する第１ループ状導体に接続され、一つのコイルアンテナ（第１コイルアンテナ）を構成する。第１コイルアンテナ導体１０Ａには、接続端子１０Ｔｃ，１０Ｔｄが形成されており、給電コイル３１の２つの第１コイルアンテナ導体接続端子は、これら接続端子１０Ｔｃ，１０Ｔｄにそれぞれ接続される。
図１８は、給電コイル３１における積層体７０の各基材層の電極パターン等を示す分解平面図である。図１９（Ａ）は図１７におけるＸ−Ｘ部分の断面図であり、図１９（Ｂ）は図１７におけるＹ−Ｙ部分の断面図である。図１９（Ａ）では第１ループ状導体１０Ｂを黒色に着色して示し、図１９（Ｂ）ではコイル導体１０Ｃを黒色に着色して示している。
積層体７０は、図１８における（１）〜（１７）で示す複数の基材層７ａ〜７ｑの順に積層して構成される。図１８において、（１）は最下層であり、（１７）は最上層である。図１８において、（１）〜（１７）はそれぞれ基材層７ａ〜７ｑの底面であり、基材層７ａの底面が積層体７０の実装面である。
基材層７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｐ，７ｑは直方体形状の非磁性体層であり、例えば非磁性体フェライトである。基材層７ｄ〜７ｏは直方体状の磁性体層であり、例えば磁性体フェライトである。つまり、積層体７０は、磁性体層である基材層７ｄ〜７ｏを、非磁性体層である基材層７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｐ，７ｑで挟んだ構成である。なお、基材層７ａ〜７ｑは必ずしも磁性体層または非磁性体層でなくてもよく、絶縁体であればよい。また、ここでいう非磁性体層とは磁性体層よりも透磁率が低いものをさし、必ずしも非磁性体でなくてもよく、非磁性体層は比透磁率が1以上で磁性体層の比透磁率よりも低い磁性体でもよい。
図１８中の（１）に示す基材層７ａの底面には、外部接続端子９２Ａ，９３Ａおよび第１コイルアンテナ導体接続端子９１Ａ，９１Ｂが形成されている。外部接続端子９２Ａ，９３Ａは矩形の導体パターンであり、第１コイルアンテナ導体接続端子９１Ａ，９１Ｂは矩形の導体パターンである。
図１８中の（２）に示す基材層７ｂの底面には、外部接続導体９２Ｂ，９３Ｂおよび第１接続導体９１Ｃ，９１Ｄが形成される。外部接続導体９２Ｂ，９３Ｂは外部接続端子９２Ａ，９３Ａと類似の略矩形の導体パターンであり、層間接続導体を介して外部接続端子９２Ａ，９３Ａにそれぞれ接続される。第１接続導体９１Ｃ，９１Ｄは第１コイルアンテナ導体接続端子９１Ａ，９１Ｂと類似の略矩形の導体パターンであり、層間接続導体を介して第１コイルアンテナ導体接続端子９１Ａ，９１Ｂにそれぞれ接続される。
図１８中の（３）に示す基材層７ｃの底面には、複数の第３線状導体７３Ａが形成されている。複数の第３線状導体７３Ａは、概略的に基材層７ｂの短手方向の一辺（図１８中の基材層７ｂの左辺）付近から他辺（基材層７ｂの右辺）付近に向かって延伸する導体パターンであり、基材層７ｂの長手方向に沿って配列されている。第３線状導体７３Ａは例えば基材層７ｂの表面にめっき法等によってCu膜等の導体膜を形成し、これをフォトリソグラフィによってパターニングして形成される導体パターンである。また、導電性ペーストをスクリーン印刷することによって第３線状導体７３Ａを形成してもよい。また、基材層７ｂには複数の層間接続導体も形成されている。
図１８中の（４）に示す基材層７ｄの底面には、第１線状導体７１Ｃ，７１Ｄおよび複数の第３線状導体７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄが形成されている。
第１線状導体７１Ｃ，７１Ｄは、基材層７ｄの短手方向に向かって延伸する導体パターンである。第１線状導体７１Ｃの一端は、基材層７ｂ，７ｃに形成された層間接続導体等を介して第１接続導体９１Ｃに接続される。第１線状導体７１Ｃの他端は、基材層７ｄの短手方向の一辺に面しており、第１端面導体８１（後に詳述する）に接続される。第１線状導体７１Ｄの一端は、基材層７ｂ，７ｃに形成された層間接続導体等を介して第１接続導体９１Ｄに接続される。第１線状導体７１Ｄの他端は、基材層７ｄの短手方向の他辺に面しており、第２端面導体８２（後に詳述する）に接続される。
複数の第３線状導体７３Ｂは、概略的に基材層７ｄの短手方向の一辺から他辺に向かって延伸し、複数の第３線状導体７３Ａと類似する導体パターンであり、基材層７ｄの長手方向に沿って配列されている。第３線状導体７３Ｂの一端は、基材層７ｄの短手方向の一辺に面しており、第１端面導体８１にそれぞれ接続される。第３線状導体７３Ｂの他端は、基材層７ｄの短手方向の他端に面しており、第２端面導体８２にそれぞれ接続される。また、第３線状導体７３Ｂの一端付近は、層間接続導体を介して第３線状導体７３Ａの一端に接続され、第３線状導体７３Ｂの他端付近は、層間接続導体を介して第３線状導体７３Ｂの他端に接続される。そのため、第３線状導体７３Ａ，７３Ｂは、並列に接続される。
第３線状導体７３Ｃ，７３Ｄは、基材層７ｄの短手方向に向かって延伸する導体パターンである。第３線状導体７３Ｃの一端は、基材層７ｂ，７ｃに形成された層間接続導体等を介して外部接続導体９２Ｂに接続される。第３線状導体７３Ｃの他端は、基材層７ｄの短手方向の一辺に面しており、第１端面導体８１に接続される。第３線状導体７３Ｄの一端は、基材層７ｂ，７ｃに形成された層間接続導体等を介して外部接続導体９３Ｂに接続される。第３線状導体７３Ｄの他端は、基材層７ｄの短手方向の一辺に面しており、第２端面導体８２に接続される。
図１８中の（５）〜（１５）に示す基材層７ｅ〜７ｏには、複数の第１端面導体８１および複数の第２端面導体８２が形成されている。第１端面導体８１は、基材層７ｅ〜７ｏの短手方向の一辺（図１８中の基材層７ｅ〜７ｏの左辺）に面する層間接続導体であり、基材層７ｅ〜７ｏの長手方向に沿って配列されている。第２端面導体８２は、基材層７ｅ〜７ｏの短手方向の他辺（図１８中の基材層７ｅ〜７ｏの右辺）に面する層間接続導体であり、基材層７ｅ〜７ｏの長手方向に沿って配列されている。
図１８中の（１６）に示す基材層７ｐの底面には、第１線状導体７１Ｂおよび複数の第２線状導体７２Ｂが形成されている。第１線状導体７１Ｂおよび複数の第２線状導体７２Ｂは、基材層７ｐの短手方向の一辺（図１８中の基材層７ｐの左辺）から他辺（図１８中の基材層７ｐの右辺）に向かって延伸する導体パターンであり、基材層７ｐの長手方向に沿って配列されている。第１線状導体７１Ｂの一端は、基材層７ｐの短手方向の一辺に面しており、第１端面導体８１に接続される。第１線状導体７１Ｂの他端は、基材層７ｐの短手方向の他辺に面しており、第２端面導体８２に接続される。第２線状導体７２Ｂの一端は、基材層７ｐの短手方向の一面に面しており、第１端面導体８１にそれぞれ接続される。第２線状導体７２Ｂの他端は、基材層７ｐの短手方向の他辺に面しており、第２端面導体８２にそれぞれ接続される。
図１８中の（１７）に示す基材層７ｑの底面には、第１線状導体７１Ａおよび複数の第２線状導体７２Ａが形成されている。第１線状導体７１Ａおよび複数の第２線状導体７２Ａは、基材層７ｑの短手方向の一辺（図１８中の基材層７ｑの左辺）から他辺（図１８中の基材層７ｑの右辺）に向かって延伸し、第１線状導体７１Ｂおよび第２線状導体７２Ｂに類似する導体パターンであり、基材層７ｑの長手方向に沿って配列されている。第１線状導体７１Ａの一端は、層間接続導体を介して第１線状導体７１Ｂの一端付近に接続され、第１線状導体７１Ａの他端は、層間接続導体を介して第１線状導体７１Ｂの他端付近に接続される。そのため、第１線状導体７１Ａ，７１Ｂは、並列に接続される。第２線状導体７２Ａの一端は、層間接続導体を介して第２線状導体７２Ｂの一端付近に接続され、第２線状導体７２Ａの他端は、層間接続導体を介して第２線状導体７２Ｂの他端付近に接続される。そのため、第２線状導体７２Ａ，７２Ｂは、並列に接続される。
これら第１線状導体７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ、第１端面導体８１および第２端面導体８２等によって、略１ターン（１ターン弱）の矩形ループ状の第１ループ状導体（図１９（Ａ）における第１ループ状導体１０Ｂを参照）が形成される。また、これら第２線状導体７２Ａ，７２Ｂ、第３線状導体７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄ、第１端面導体８１および第２端面導体８２等によって、約１２ターンの矩形ヘリカル状のコイル導体（図１９（Ｂ）におけるコイル導体１０Ｃ）が形成される。なお、給電コイル３１は、コイル導体１０Ｃの巻回軸方向においてコイル導体１０Ｃの中央に第１ループ状導体１０Ｂが配置された構成（第１ループ状導体１０Ｂをコイル導体１０Ｃで挟んだ構成）である。
第１ループ状導体１０Ｂの両端は、第１コイルアンテナ導体接続端子９１Ａ，９１Ｂにそれぞれ導通し、コイル導体１０Ｃの両端は、外部接続端子９２Ａ，９３Ａにそれぞれ導通する。
図２０は、図１７におけるＸ−Ｘ部分の断面図であり、第１コイルアンテナ導体１０Ａに電流が流れる場合に、給電コイル３１内を流れる電流の経路を示す断面図である。第１ループ状導体は、電界、磁界、電磁界を介してコイル導体に結合するため、給電コイル３１のコイル導体に電流が流れる場合には、第１ループ状導体および第１コイルアンテナ導体１０Ａに電流が流れる（図２０における電流ｉ１を参照）。
本実施形態に係る給電コイル３１は、第１コイルアンテナの一部である第１ループ状導体と、コイル導体とが、ともに積層体７０（給電コイル３１の内部）に形成される。この構成により、第１ループ状導体が給電コイル内部に形成されていない場合に比べ、第１コイルアンテナとコイル導体とがより近接する。すなわち、第１コイルアンテナとコイル導体との間の距離がより短くなる。したがって、第１コイルアンテナとコイル導体との結合をさらに強くできる。
また、本実施形態では、第１ループ状導体の巻回軸は、コイル導体の巻回軸と互いに略一致しており、第１ループ状導体の開口部は、コイル導体の巻回軸方向から視て、コイル導体の開口部に重なっている。また、巻回数が１ターン弱の第１ループ状導体が、コイル導体の巻回軸方向から視て、コイル導体に略重なる。この構成により、第１ループ状導体とコイル導体とが近接する部分を、第１ループ状導体が給電コイル内部に形成されていない場合に比べて長くできるため、第１ループ状導体とコイル導体との結合を高めることができる。したがって、以上に示した第１〜第７の実施形態の給電コイルに、本実施形態である給電コイル３１を用いれば、第１コイルアンテナの結合を高めることができる。
なお、本実施形態では、第１ループ状導体の巻回数が略１ターン（１ターン弱）である。通信相手側アンテナとの結合に寄与する電力を高めるため、コイル導体との結合に寄与する第１ループ状導体のインダクタンスは、第１コイルアンテナのうち通信に寄与する部分のインダクタンスよりも十分に小さくすることが好ましい。また、コイル導体と第１ループ状導体との結合を高めるため、コイル導体のインダクタンスは高くすることが好ましい。第１ループ状導体のインダクタンスは、例えばコイル導体のインダクタンスの１／１０以下である。この構成により、通信相手側アンテナとの結合に寄与しない第１ループ状導体のインダクタンスを小さくし、且つ、コイル導体と第１ループ状導体との結合を高めることができる。また、第１ループ状導体の巻回数は、略１ターン（１ターン弱）に限定されるものではない。
本実施形態では、第１線状導体７１Ａ，７１Ｂ、第２線状導体７２Ａ，７２Ｂ、第３線状導体７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄ、第１端面導体８１および第２端面導体８２が、磁性体である基材層７ｄ〜７ｎの表面に形成されて露出する。そのため、コイル導体のインダクタンスを高めつつ、第１ループ状導体とコイル導体間の漏れ磁束が少ないので結合が強く、かつ、コイル導体の巻回範囲の外側に磁束を効率よく放射することができる。
また、給電コイル３１では、第１線状導体７１Ａ，７１Ｂ、第２線状導体７２Ａ，７２Ｂおよび第３線状導体７３Ａ，７３Ｂが、それぞれ並列に接続されている。そのため、第１の実施形態に係る給電コイル３０と比べ、コイル導体の直流抵抗（ＤＣＲ）を小さくできる。
本実施形態に係る給電コイル３１は、図１８等に示すように、基材層を挟んで対向する導体パターン同士が略同じ形状、すなわち類似する形状である（例えば、第１コイルアンテナ導体接続端子９１Ａ，９１Ｂと第１接続導体９１Ｃ，９１Ｄ、外部接続端子９２Ａ，９３Ａと外部接続導体９２Ｂ，９３Ｂ、第１線状導体７１Ａと第１線状導体７１Ｂ、第２線状導体７２Ａと第２線状導体７２Ｂ、第３線状導体７３Ａと第３線状導体７３Ｂ）。言い換えると、給電コイル３１では、各基材層の表裏面に位置する導体パターン同士が略同じ形状である。この構成により、各基材層を形成する材料と導体パターンの焼成時の収縮率の相違に起因する反り等の発生を抑制できる。
なお、本実施形態に係る給電コイル３１では、コイル導体および第１ループ状導体の巻回軸方向が互いに一致し、且つ、第１ループ状導体が、巻回軸方向から視て、コイル導体に略重なる構成例について示したが、この構成に限定されるものではない。給電コイルに第１コイルアンテナの一部を形成することにより、コイル導体および第１ループ状導体が、電界、磁界または電磁界を介して結合するのであれば、コイル導体および第１ループ状導体の巻回軸方向が互いに一致している必要はない。同様に、コイル導体および第１ループ状導体が、電界、磁界または電磁界を介して結合するのであれば、第１ループ状導体が、巻回軸方向から視て、コイル導体に略重なっている必要もない。
また、給電コイル３１では、巻回軸方向におけるコイル導体の中央に第１ループ状導体が配置され、第１ループ状導体をコイル導体で挟んだ構成であるが、これに限定されるものではない。第１ループ状導体は、巻回軸方向におけるコイル導体の中央以外に配置されていてもよい。
本実施形態では、積層体７０に、第１コイルアンテナの一部である第１ループ状導体と、コイル導体とが形成された給電コイル３１の例を示したが、この構成に限定されるものではない。給電コイルは、第２コイルアンテナの一部である第２コイル導体と、コイル導体とが、積層体７０に形成されていてもよい。つまり、給電コイルのコイル導体が、電界、磁界または電磁界を介して、第２コイル導体に結合していてもよい。
《第９の実施形態》
第９の実施形態では、第１コイルアンテナの一部が形成された給電コイルの変形例を示す。
図２１は第９の実施形態に係る電子機器において、回路基板１１に実装される給電コイル３２を示す分解斜視図である。図２２は、給電コイル３２における積層体７１の各基材層の電極パターン等を示す分解平面図である。図２３（Ａ）は図２１におけるＸ−Ｘ部分の断面図であり、図２３（Ｂ）は図２１におけるＹ−Ｙ部分の断面図である。図２３（Ａ）では第１ループ状導体１０Ｂを黒色に着色して示し、図２３（Ｂ）ではコイル導体１０Ｃを黒色に着色して示している。
積層体７１は、図２２における（１）（２）で示す複数の基材層７ａ，７ｂに形成される導体パターンの形状および層間接続導体の配置が、給電コイル３１における積層体７０と異なる。
図２２中の（１）に示す基材層７ａの底面には、外部接続端子９２Ａ，９３Ａおよび第１コイルアンテナ導体接続端子９１Ａ，９１Ｂが形成される。外部接続端子９２Ａ，９３Ａおよび第１コイルアンテナ導体接続端子９１Ａ，９１Ｂは矩形の導体パターンである。
図２２中の（２）に示す基材層７ｂの底面には、外部接続導体９２Ｂ，９３Ｂおよび第１接続導体９１Ｃ，９１Ｄが形成される。外部接続導体９２Ｂ，９３Ｂは外部接続端子９２Ａ，９３Ａと類似の略矩形の導体パターンであり、層間接続導体を介して外部接続端子９２Ａ，９３Ａにそれぞれ接続されている。第１接続導体９１Ｃ，９１Ｄは、概略的に基材層７ｂの短手方向に延伸するクランク状の導体パターンである。図２２に示すように、第１接続導体９１Ｃ，９１Ｄの導体パターン形成領域ｉ９１Ａは、基材層７ａを挟んで対向する第１コイルアンテナ導体接続端子９１Ａと類似の形状となるように形成されている。また、第１接続導体９１Ｃ，９１Ｄの導体パターン形成領域ｉ９１Ｂは、基材層７ａを挟んで対向する第１コイルアンテナ導体接続端子９１Ｂと類似の形状となるように形成されている。
第１接続導体９１Ｃの一端付近は、層間接続導体を介して第１コイルアンテナ導体接続端子９１Ｂに接続され、第１接続導体９１Ｃの他端は、基材層７ｂ，７ｃに形成された層間接続導体等を介して第１線状導体７１Ｃの一端に接続される。第１接続導体９１Ｄの一端付近は、層間接続導体を介して第１コイルアンテナ導体接続端子９１Ａに接続され、第１接続導体９１Ｄの他端は、基材層７ｂ，７ｃに形成された層間接続導体等を介して第１線状導体７１Ｄの一端に接続される。
第１線状導体７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ、第１端面導体８１および第２端面導体８２等によって、略１ターン（１ターン強）の矩形ループ状の第１ループ状導体（図２３（Ａ）における第１ループ状導体１０Ｂを参照）が形成される。また、これら第２線状導体７２Ａ，７２Ｂ、第３線状導体７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄ、第１端面導体８１および第２端面導体８２等によって、約１２ターンの矩形ヘリカル状のコイル導体（図２３（Ｂ）におけるコイル導体１０Ｃを参照）が形成される。
第１ループ状導体１０Ｂの両端は、第１コイルアンテナ導体接続端子９１Ａ，９１Ｂにそれぞれ導通し、コイル導体１０Ｃの両端は、外部接続端子９２Ａ，９３Ａにそれぞれ導通する。
図２４は、図２１におけるＸ−Ｘ部分の断面図であり、第１コイルアンテナ導体１０Ａに電流が流れる場合に、給電コイル３２内を流れる電流の経路を示す断面図である。第１ループ状導体は、電界、磁界、電磁界を介してコイル導体に結合するため、給電コイル３２のコイル導体１０Ｃに電流が流れる場合には、第１ループ状導体および第１コイルアンテナ導体１０Ａに電流が流れる（図２４における電流ｉ２を参照）。
本実施形態では、第１ループ状導体の巻回軸が、コイル導体の巻回軸と互いに略一致しており、第１ループ状導体の開口部は、コイル導体の巻回軸から視て、コイル導体の開口部に重なっている。また、本実施形態では、巻回数が１ターン強の第１ループ状導体が、コイル導体の巻回軸方向から視て、コイル導体に略重なる。すなわち、給電コイル３２では、第８の実施形態に係る給電コイル３１よりも、第１ループ状導体とコイル導体とが近接する部分が長いため、第１コイルアンテナとコイル導体との結合をさらに高めることができる。したがって、以上に示した第１〜第７の実施形態の給電コイルに、本実施形態の給電コイル３２を用いれば、第１コイルアンテナの結合をさらに高めることができる。
なお、本実施形態では、第１ループ状導体の巻回数が略１ターン（１ターン弱）である。通信相手側アンテナとの結合に寄与する電力を高めるため、コイル導体との結合に寄与する第１ループ状導体のインダクタンスは、第１コイルアンテナのうち通信に寄与する部分のインダクタンスよりも十分に小さくすることが好ましい。また、コイル導体と第１ループ状導体との結合を高めるため、コイル導体のインダクタンスは高くすることが好ましい。第１ループ状導体のインダクタンスは、例えばコイル導体のインダクタンスの１／１０以下である。この構成により、通信相手側アンテナとの結合に寄与しない第１ループ状導体のインダクタンスを小さくし、且つ、コイル導体と第１ループ状導体との結合を高めることができる。また、第１ループ状導体の巻回数は、略１ターン（１ターン弱）に限定されるものではない。
本実施形態では、第１線状導体７１Ａ，７１Ｂ、第２線状導体７２Ａ，７２Ｂ、第３線状導体７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄ、第１端面導体８１および第２端面導体８２が、磁性体である基材層７ｄ〜７ｎの表面に形成されて露出する。そのため、コイル導体のインダクタンスを高めつつ、第１ループ状導体とコイル導体間の漏れ磁束が少ないので結合が強く、かつ、コイル導体の巻回範囲の外側に磁束を効率よく放射することができる。
また、給電コイル３２では、第１線状導体７１Ａ，７１Ｂ、第２線状導体７２Ａ，７２Ｂおよび第３線状導体７３Ａ，７３Ｂが、それぞれ並列に接続されている。そのため、第１の実施形態に係る給電コイル３０と比べ、コイル導体の直流抵抗（ＤＣＲ）を小さくできる。
本実施形態に係る給電コイル３２は、図２２等に示すように、基材層を挟んで対向する導体パターン同士が略同じ形状、すなわち類似する形状である（例えば、導体パターン形成領域ｉ９１Ａ，ｉ９１Ｂと第１コイルアンテナ導体接続端子９１Ａ，９１Ｂ、外部接続端子９２Ａ，９３Ａと外部接続導体９２Ｂ，９３Ｂ、第１線状導体７１Ａと第１線状導体７１Ｂ、第２線状導体７２Ａと第２線状導体７２Ｂ、第３線状導体７３Ａと第３線状導体７３Ｂ）。言い換えると、給電コイル３２では、各基材層の表裏面に位置する導体パターン同士が略同じ形状である。この構成により、各基材層を形成する材料と導体パターンの焼成時の収縮率の相違に起因する反り等の発生を抑制できる。このように、複数の導体パターンによって、基材層を挟んで対向する導体パターンと類似の形状を形成していても、上記の作用・効果を奏することができる。
なお、本実施形態に係る給電コイル３２では、コイル導体および第１ループ状導体の巻回軸方向が互いに一致し、且つ、第１ループ状導体が、巻回軸方向から視て、コイル導体に略重なる構成例について示したが、この構成に限定されるものではない。給電コイルに第１コイルアンテナの一部を形成することにより、コイル導体および第１ループ状導体が、電界、磁界または電磁界を介して結合するのであれば、コイル導体および第１ループ状導体の巻回軸方向が互いに一致している必要はない。同様に、コイル導体および第１ループ状導体が、電界、磁界または電磁界を介して結合するのであれば、第１ループ状導体が、巻回軸方向から視て、コイル導体に略重なっている必要もない。
また、給電コイル３２では、巻回軸方向におけるコイル導体の中央に第１ループ状導体が配置され、第１ループ状導体をコイル導体で挟んだ構成であるが、これに限定されるものではない。第１ループ状導体は、巻回軸方向におけるコイル導体の中央以外に配置されていてもよい。
本実施形態では、積層体７０に、第１コイルアンテナの一部である第１ループ状導体と、コイル導体とが形成された給電コイル３２の例を示したが、この構成に限定されるものではない。給電コイルは、第２コイルアンテナの一部である第２コイル導体と、コイル導体とが、積層体７０に形成されていてもよい。つまり、給電コイルのコイル導体が、電界、磁界または電磁界を介して、第２コイル導体に結合していてもよい。
次に本実施形態に係る給電コイル３２の第１ループ状導体と、第１コイルアンテナ導体１０Ａに電流が流れる場合に生じる磁束について、図を参照して説明する。図２５（Ａ）は、給電コイル３２の第１ループ状導体１０Ｂと第１コイルアンテナ導体１０Ａに電流ｉ１が流れる場合に生じる磁束を示す斜視図であり、図２５（Ｂ）はその断面図である。図２６（Ａ）は、比較例として第８の実施形態に係る給電コイル３１の、第１ループ状導体１０Ｂと第１コイルアンテナ導体１０Ａに電流ｉ１が流れる場合に生じる磁束を示す斜視図であり、図２６（Ｂ）はその断面図である。
図２６（Ａ）に示すように、第１ループ状導体１０Ｂの巻回軸方向（Ｙ軸方向）から視て、天面（給電コイル３１の上面）に近接する第１ループ状導体１０Ｂを流れる電流の方向（＋Ｘ方向）は、第１コイルアンテナ導体１０Ａから第１コイルアンテナ導体接続端子に流れる電流の方向（＋Ｘ方向）と同じである。図２６（Ｂ）に示すように、第１ループ状導体１０Ｂから生じる磁束φ３１は、第１コイルアンテナ導体１０Ａから生じる磁束φ１の一部によって打ち消される。
一方、図２５（Ａ）に示すように、第１ループ状導体１０Ｂの巻回軸方向（Ｙ軸方向）から視て、天面（給電コイル３２の上面）に近接する第１ループ状導体１０Ｂを流れる電流の方向（＋Ｘ方向）は、第１コイルアンテナ導体１０Ａから第１コイルアンテナ導体接続端子に流れる電流の方向（−Ｘ方向）と逆である。図２５（Ｂ）に示すように、第１ループ状導体１０Ｂから生じる磁束φ３２は、第１コイルアンテナ導体１０Ａから生じる磁束φ１の一部によって打ち消されない。したがって、この構成により、給電コイル３１の第１ループ状導体１０Ｂと第１コイルアンテナ導体１０Ａとは、インダクタンスを互いに強め合うように結合するので、第１コイルアンテナの放射体としての効率が高まる。
《第１０の実施形態》
第１０の実施形態では、第８の実施形態に係る給電コイル３１を利用した、筐体の一部を第２コイルアンテナとして利用する電子機器の例を示す。
図２７（Ａ）は第１０の実施形態に係る電子機器２１０の主要部の平面図であり、図２７（Ｂ）は図２７（Ａ）におけるＸ−Ｘ部分の断面図である。電子機器２１０は、第１コイルアンテナ導体１０Ａの形状、および給電コイル３１の構成が第７の実施形態に係る電子機器２０８と異なる。給電コイル３１は、第８の実施形態で示した給電コイル３１と同じものである。
第１コイルアンテナ導体１０Ａは回路基板１１に形成された約１ターンの概略矩形ループ状の導体である。第１コイルアンテナ導体１０Ａの途中には、２つの第１コイルアンテナ導体接続端子が形成されている。回路基板１１には給電コイル３１が実装され、２つの第１コイルアンテナ導体接続端子に給電コイル３１の第１ループ状導体の両端がそれぞれ接続される。つまり、給電コイル３１の第１ループ状導体は、第１コイルアンテナ導体１０Ａの途中に直接接続される。この構成により、給電コイル３１は、第１コイルアンテナ１０（第１ループ状導体と第１コイルアンテナ導体１０Ａとで構成されるコイルアンテナ）と電界、磁界、電磁界結合する。
また、給電コイル３１は、その第１コイル開口Ｅ１が第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１内に位置し、第２コイル開口Ｅ２が第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１外に位置する。したがって、給電コイル３１は第１コイルアンテナ１０と磁界結合する。
なお、本実施形態に係る電子機器２０１では、第１コイルアンテナ導体１０Ａが約１ターンの概略矩形ループ状の導体である例を示したが、これに限定されるものではない。第１コイルアンテナ導体１０Ａの巻回数（ターン数）は本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。
《第１１の実施形態》
第１１の実施形態では、主に第１コイルアンテナに給電コイルが結合するアンテナ装置の例を示す。
図２８は第１１の実施形態に係るアンテナ装置１１０の平面図である。図２９はアンテナ装置１１０が備える第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とを分離して図示した平面図である。図３０はアンテナ装置１１０の正面図である。
アンテナ装置１１０は、第１コイルアンテナ１０、第２コイルアンテナ２０、および給電コイル３０を備える。第１コイルアンテナは基材１に形成された矩形スパイラル状のコイルであり、第２コイルアンテナ２０は基材２に形成された矩形スパイラル状のコイルである。第１コイルアンテナおよび第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向は互いに平行（または同方向）である。
給電コイル３０は第１の実施形態で示した給電コイル３０と同じものである。この給電コイル３０は、第１コイルアンテナ１０の巻回軸に対して直交方向の巻回軸と、第１コイル開口Ｅ１と第２コイル開口Ｅ２とを有する。給電コイル３０は、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０との高さ方向（第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向）の間に配置される。
第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイル開口Ｅ１は第２コイル開口Ｅ２よりも第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１に近接する。また、第１コイル開口Ｅ１は、第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向において、第２コイルアンテナ２０よりも第１コイルアンテナ１０に近接している（図３０における距離Ｄ１＜Ｄ２）。
第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイルアンテナ１０のコイル開口の形成領域と、第２コイルアンテナ２０のコイル開口の形成領域とは、略重なっている。
第１コイルアンテナ１０の両端１０Ｔａ，１０Ｔｂは第２コイルアンテナ２０の両端２０Ｔａ，２０Ｔｂにそれぞれ接続される。これにより、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０は並列接続される。この並列接続状態で、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とは、第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向についての磁束が同相となる極性で接続される。
上述したように、第１コイル開口Ｅ１は、第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向において、第２コイルアンテナ２０よりも第１コイルアンテナ１０に近接しているため、給電コイル３０と第１コイルアンテナ１０とは磁束φ１３を介して磁界結合する。一方、給電コイル３０と第２コイルアンテナ２０とは、給電コイル３０と第１コイルアンテナ１０に比べて磁界結合し難い。また、第１コイルアンテナ１０を透過する磁束φ１，φ１３の方向と、第２コイルアンテナ２０を透過する磁束φ２の方向とは同方向である。
本実施形態によれば、平面視での面積を小さくでき、小型のアンテナ装置を構成できる。また、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とが重なることで、インダクタンスを互いに強めあうような結合となるので、コイルアンテナの放射体としての効率が高まる。
なお、本実施形態では、第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイルアンテナ１０のコイル開口の形成領域と、第２コイルアンテナ２０のコイル開口の形成領域とが、略重なっている例を示したが、この構成に限定されるものではない。第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイルアンテナ１０のコイル開口の形成領域と、第２コイルアンテナ２０のコイル開口の形成領域とは、少なくとも一部が重なっていればよい。
また、本実施形態では、第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイル開口Ｅ１は第２コイル開口Ｅ２よりも第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１および第２コイルアンテナ２０のコイル開口ＡＰ２の両方に近接する構成を示したが、この構成に限定されるものではない。本発明のアンテナ装置において、第１コイル開口Ｅ１は第２コイル開口Ｅ２よりも第２コイルアンテナ２０のコイル開口ＡＰ２に近接する構成は、必須ではない。
《第１２の実施形態》
第１２の実施形態では、第１１の実施形態で示したアンテナ装置を備え、筐体の一部を第２コイルアンテナとして利用する電子機器の例を、および筐体の一部を別の通信システムのアンテナとして利用する電子機器の例を示す。
図３１（Ａ）は第１２の実施形態に係る電子機器２１２の主要部の平面図であり、図３１（Ｂ）は図３１（Ａ）におけるＸ−Ｘ部分の断面図である。電子機器２１２は例えばスマートフォンなどの携帯電子機器であり、ディスプレイ６０の形成面とは反対側に金属筐体２１ａ，２１ｂを備える。つまり、金属筐体２１ａ，２１ｂは導電性を有する筐体である。金属筐体２１ａ，２１ｂの所定位置はスタブ２１Ｓで接続されている。金属筐体２１ａ，２１ｂの間隙はスリットＳＬとして形成されている。このスリットＳＬには筐体樹脂部２２が設けられている（塞がれている）。金属筐体２１の内方には回路基板１１が設けられている。回路基板１１の表面には第１コイルアンテナ１０が形成されている。また、回路基板１１には、給電コイル３０、チップキャパシタ５，５２、チップインダクタ８、ＲＦＩＣ６，５１が実装されている。なお、給電コイル３０とＲＦＩＣ６の間に、共振用チップキャパシタやフィルタ回路、整合回路等を接続してもよい。
チップキャパシタ５およびチップインダクタ８は第１コイルアンテナ１０の途中に直列接続されている。第１コイルアンテナ１０の第１端１０Ｔａ、第２端１０Ｔｂはそれぞれ可動プローブピン（不図示）を介して金属筐体２１のスリットＳＬを挟む両側にそれぞれ当接する。したがって、金属筐体２１ａ，２１ｂ、スタブ２１ＳによるスリットＳＬの内縁、可動プローブピンで構成される電流経路は第２コイルアンテナとして作用する。そして、この第２コイルアンテナに第１コイルアンテナ１０が電気的に接続されている。この第１コイルアンテナ１０、第２コイルアンテナ、チップキャパシタ５およびチップインダクタ８の直列接続回路に含まれるインダクタンス成分とキャパシタンス成分とでＬＣ共振回路が構成される。このＬＣ共振回路の共振周波数は、ＮＦＣの通信キャリア周波数に等しい。または近似する。
第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナ２０とは、第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向についての磁束が同相となる極性で接続される。
第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイルアンテナ１０は第２コイル開口Ｅ２から第１コイル開口Ｅ１の方向へ近づく変形部１０Ｐを有する。給電コイル３０は、その第１コイル開口Ｅ１が第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１内に位置し、第２コイル開口Ｅ２が第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１外に位置する。すなわち、第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイル開口Ｅ１は第２コイル開口Ｅ２よりも第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１に近接する。
また、第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向において、第１コイル開口Ｅ１は、第２コイルアンテナ２０よりも第１コイルアンテナ１０に近接している（図３１（Ｂ）における距離Ｄ１＜Ｄ２）。したがって、給電コイル３０は第２コイルアンテナよりも第１コイルアンテナ１０と磁界結合しやすく、第１コイルアンテナ１０を透過する磁束の方向と、第２コイルアンテナを透過する磁束の方向とは同方向である。
第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向に沿った平面視で、第１コイルアンテナ１０のコイル開口の形成領域と、第２コイルアンテナのコイル開口に相当するスリットＳＬの形成領域とは、一部重なっている。そのため、第１コイルアンテナ１０と第２コイルアンテナとが重なることで、インダクタンスを互いに強めあうような結合となるので、コイルアンテナの放射体としての効率が高まる。
本実施形態によれば、金属筐体の一部をコイルアンテナとして利用するため、金属筐体に覆われていながらも、コイルアンテナを備える電子機器が構成できる。
金属筐体２１ａ，２１ｂおよびスタブ２１Ｓによって逆Ｆ型アンテナが構成される。ＲＦＩＣ５１は、例えばセルラー通信、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＧＰＳ等、ＮＦＣ以外の遠距離無線通信（遠方界通信）用のＩＣである。これら遠距離無線通信のキャリア周波数は、ＮＦＣのキャリア周波数よりも高い。ＲＦＩＣ５１は、チップキャパシタ５２を介して上記逆Ｆ型アンテナに給電される。このＲＦＩＣ５１による通信周波数においては、チップインダクタ８のインピーダンスは高く、チップインダクタ８は等価的に開放状態である。したがって、逆Ｆ型アンテナは第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナとは独立した遠距離無線通信（遠方界通信）用アンテナとして機能する。
なお、チップインダクタ８に代えて、上記セルラー通信等の通信周波数帯を遮断するローパスフィルタ等のフィルタやスイッチを設けてもよい。また、チップインダクタ８はＮＦＣの通信周波数で共振に寄与するものであってもよい。また、チップキャパシタ５２に代えて、ＮＦＣ通信周波数帯を遮断するハイパスフィルタ等のフィルタやスイッチを設けてもよい。また、ＲＦＩＣ５１の後段（アンテナ側）にフィルタや整合回路を設けてもよい。
また、本実施形態では、第１コイルアンテナ１０は第２コイルアンテナよりも巻回数が多い。そのため、給電コイル３０と第２コイルアンテナとの結合を抑えながら、給電コイル３０と第１コイルアンテナ１０との結合係数を高めることができる。
上記逆Ｆ型アンテナは、第６の実施形態で示したように、遠距離（遠方界）に電磁波を放射する放射素子および定在波型アンテナの放射素子の例である。
また、本実施形態では、第２コイルアンテナが遠方界に電磁波を放射する放射素子であり、第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナが、近傍界に磁界を放射する放射素子である例について示したが、この構成に限定されるものではない。第１コイルアンテナ１０または第２コイルアンテナの何れかが、遠方界に電磁波を放射する放射素子の少なくとも一部であればよく、第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナが、近傍界に磁界を放射する放射素子の少なくとも一部であればよい。さらに、第１コイルアンテナ１０が定在波型アンテナの放射素子の少なくとも一部であってもよい。
《第１３の実施形態》
第１３の実施形態では、第２コイルアンテナに対する給電コイルの位置関係が、第１２の実施形態とは異なる電子機器の例を示す。
図３２（Ａ）は第１３の実施形態に係る電子機器２１３の主要部の平面図であり、図３２（Ｂ）は図３２（Ａ）におけるＸ−Ｘ部分の断面図である。本実施形態に係る電子機器２１３は、第２コイルアンテナに対する給電コイル３０の位置関係が、第１２の実施形態に係る電子機器２１２と異なり、その他の構成については同じである。以下、電子機器２１２と異なる部分についてのみ説明する。
第２コイルアンテナの巻回軸方向に沿った平面視で、給電コイル３０の形成領域は第２コイルアンテナの導体部分（金属筐体２１ａ，２１ｂ）に重なり、且つ、第１コイル開口Ｅ１と第２コイル開口Ｅ２は第２コイルアンテナのコイル開口に相当するスリットＳＬの外側に位置する。したがって、給電コイル３０を透過する磁束は第１コイルアンテナ１０のコイル開口ＡＰ１に鎖交し、給電コイル３０は第１コイルアンテナ１０と磁界結合する。一方、給電コイル３０を透過する磁束は第２コイルアンテナのコイル開口に相当するスリットＳＬに鎖交しないので、給電コイル３０と第２コイルアンテナとは殆ど磁界結合しない。
また、第１コイルアンテナ１０の巻回軸方向において、給電コイル３０（第１コイル開口Ｅ１）は、第２コイルアンテナ２０よりも第１コイルアンテナ１０に近接している（図３２（Ｂ）における距離Ｄ１＜Ｄ２）。したがって、本実施形態でも、給電コイル３０は第２コイルアンテナよりも第１コイルアンテナ１０と磁界結合しやすい。
なお、本実施形態では、第２コイルアンテナの巻回軸方向に沿った平面視で、給電コイル３０の形成領域が第２コイルアンテナの導体部分（金属筐体２１ａ，２１ｂ）に重なっている例を示したが、この構成に限定されるものではない。第２コイルアンテナがコイルである場合には、給電コイル３０の形成領域が第２コイルアンテナのコイル導体に重なる構成であってもよい。
また、本実施形態では、第１コイル開口Ｅ１と第２コイル開口Ｅ２が第２コイルアンテナのコイル開口の外側に位置する例を示したが、この構成に限定されるものではない。第１コイル開口Ｅ１と第２コイル開口Ｅ２が、第２コイルアンテナのコイル開口に重なる構成でも、同様の効果を奏する。
《その他の実施形態》
最後に、上述の各実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。例えば、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例えば、第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナ２０の巻回軸方向は完全な平行関係に限らず、非垂直であればよい。但し、実質的に同方向であることが好ましい。
以上に示した各実施形態では、給電コイルに、ＲＦＩＣを直接接続した例を示したが、ＲＦＩＣの後段（アンテナ側）にフィルタ、整合回路、共振用素子等を接続してもよい。
第６の実施形態第７の実施形態、および第１０の実施形態では、第２コイルアンテナの少なくとも一部が遠距離無線通信（遠方界通信）用の放射素子および金属筐体の少なくとも一部である場合について説明したが、第１コイルアンテナの少なくとも一部が遠距離無線通信（遠方界通信）用の放射素子であってもよい。また、第１コイルアンテナの一部が金属筐体の少なくとも一部であってもよい。また、第１コイルアンテナまたは第２コイルアンテナの少なくとも一部が、金属筐体の少なくとも一部であるが、遠距離無線通信（遠方界通信）用の放射素子ではない場合であってもよい。また、金属筐体ではないが遠距離無線通信（遠方界通信）用の放射素子の少なくとも一部である場合であってもよい。さらに、第１コイルアンテナまたは第２コイルアンテナが金属筐体の少なくとも一部ではなく、グラファイト等で構成される少なくとも導電性を有する筐体でもよい。さらには、電子機器に搭載されるシールド部材、バッテリーパック、放熱用のグラファイトシート、グランド導体等の導電性部材であってもよい。
なお、上述の給電コイル３０，３１，３２は、第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナ２０との磁界結合にのみ使用されるものではない。給電コイル３０，３１，３２は、第１コイルアンテナ１０および第２コイルアンテナ２０と同様に、通信相手側アンテナと磁界結合するコイルアンテナとして作用していてもよい。
各実施形態では、主にＮＦＣ等の磁界結合を利用した通信システムにおけるアンテナ装置および電子機器について説明したが、各実施形態におけるアンテナ装置および電子機器は、磁界結合を利用した非接触電力伝送システム（電磁誘導方式、磁界共鳴方式）でも同様に適用できる。つまり、各実施形態におけるアンテナ装置を非接触電力伝送システムの送電装置における送電アンテナ装置、または受電装置における受電アンテナ装置として適応させることもできる。この場合でも、送電アンテナ装置または受電アンテナ装置として機能する、給電コイルと、第１コイルアンテナおよび第２コイルアンテナとの結合を高めることができる。
各実施形態では、回路基板等に実装される部品がチップキャパシタやチップインダクタ等のチップ部品である例を示したが、これに限定されない。例えば、リード端子タイプの部品やフレキシブル基材に形成された素子等であってもよい。
ＡＰ１，ＡＰ２…コイル開口
ＣＡａ，ＣＡｂ…ケーブル
ＣＮａ…第１接続点
ＣＮｂ…第２接続点
Ｅ１…第１コイル開口
Ｅ２…第２コイル開口
ＧＥｂ…裏面グランド導体
ＧＥｆ…表面グランド導体
ＳＬ…スリット
１，２…基材
３…フレキシブル基板
４，４ａ，４ｂ…可動プローブピン
５，５２…チップキャパシタ
６，５１…ＲＦＩＣ
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ，７ｉ，７ｊ，７ｋ，７ｌ，７ｍ，７ｎ，７ｏ，７ｐ，７ｑ…基材層
８…チップインダクタ
１０…第１コイルアンテナ
１０Ａ…第１コイルアンテナ導体
１０Ｂ…第１ループ状導体
１０Ｃ…コイル導体
１０Ｐ…変形部
１０Ｔａ…第１端
１０Ｔｂ…第２端
１１…回路基板
１２…磁性体シート
２０…第２コイルアンテナ
２０Ｐ，２０Ｐ１，２０Ｐ２…変形部
２０Ｔａ，２０Ｔｂ…両端
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…金属筐体
２１Ｓ…スタブ
２２…筐体樹脂部
３０，３１，３２…給電コイル
４０…受信回路
５１…ＲＦＩＣ
５２…チップキャパシタ
６０…ディスプレイ
７０，７１…積層体
７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ…第１線状導体
７２Ａ，７２Ｂ…第２線状導体
７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄ…第３線状導体
８１…第１端面導体
８２…第２端面導体
９１Ａ，９１Ｂ…第１コイルアンテナ導体接続端子
９１Ｃ，９１Ｄ…第１接続導体
９２Ａ，９３Ａ…外部接続端子
９２Ｂ，９３Ｂ…外部接続導体
ｉ９１Ａ，ｉ９１Ｂ…第１接続導体の導体パターン形成領域
１０１，１０２Ａ，１０２Ｂ，１０３，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０５Ａ，１０５Ｂ…アンテナ装置
２０６，２０７，２０８，２１０…電子機器
３００…通信相手側アンテナ

Claims (8)

  1. 絶縁体と、
    外部の給電回路に接続され、前記絶縁体に形成され、巻回軸を有するコイル導体と、
    前記絶縁体に形成され、巻回軸を有し、前記コイル導体と導通しない第１ループ状導体と、
    を備え、
    前記第１ループ状導体の前記巻回軸と前記コイル導体の前記巻回軸とは、互いに略一致し、
    前記第１ループ状導体の開口部の少なくとも一部は、前記コイル導体の巻回軸方向から視て、前記コイル導体の開口部に重なり、
    前記第１ループ状導体は、巻回数が略１である、または前記コイル導体のインダクタンスの１／１０以下である、コイルアンテナ。
  2. 前記絶縁体は、磁性体層を含む積層体である、請求項１に記載のコイルアンテナ。
  3. 複数の接続端子をさらに備え、
    前記複数の接続端子は、前記コイル導体の両端にそれぞれ導通する２つの外部接続端子と、前記第１ループ状導体の両端にそれぞれ導通する２つの第１コイルアンテナ導体接続端子と、を含む、請求項１または２に記載のコイルアンテナ。
  4. 前記コイルアンテナは、通信相手側アンテナと磁界結合による通信を行う、請求項１から３の何れかに記載のコイルアンテナ。
  5. 第１コイルアンテナ導体と、
    コイルアンテナと、
    を備え、
    前記コイルアンテナは、
    絶縁体と、
    外部の給電回路に接続され、前記絶縁体に形成され、巻回軸を有するコイル導体と、
    前記絶縁体に形成され、巻回軸を有し、前記コイル導体と導通しない第１ループ状導体と、
    を有し、
    前記第１ループ状導体の前記巻回軸と前記コイル導体の前記巻回軸とは、互いに略一致し、
    前記第１ループ状導体の開口部の少なくとも一部は、前記コイル導体の巻回軸方向から視て、前記コイル導体の開口部に重なり、
    前記第１ループ状導体は、巻回数が略１である、または前記コイル導体のインダクタンスの１／１０以下であり、
    前記第１コイルアンテナ導体および前記第１ループ状導体は、互いに接続される、アンテナ装置。
  6. 前記絶縁体は、磁性体層を含む積層体である、請求項５に記載のアンテナ装置。
  7. 複数の接続端子をさらに備え、
    前記複数の接続端子は、前記コイル導体の両端にそれぞれ導通する２つの外部接続端子と、前記第１ループ状導体の両端にそれぞれ導通する２つの第１コイルアンテナ導体接続端子と、を含む、請求項５または６に記載のアンテナ装置。
  8. 前記２つの第１コイルアンテナ導体接続端子は、前記絶縁体の底面に形成され、
    前記第１ループ状導体の巻回軸方向から視て、前記絶縁体の前記底面に対向する天面に近接する前記第１ループ状導体を流れる電流の方向は、前記第１コイルアンテナ導体から前記第１コイルアンテナ導体接続端子に流れる電流の方向と逆である、請求項７に記載のアンテナ装置。
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