JP2020145565A - Antenna device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般にアンテナ装置及び電子機器に関し、より詳細には、コイル導体及び平面導体を備えるアンテナ装置、及び、アンテナ装置を備える電子機器に関する。 The present invention generally relates to an antenna device and an electronic device, and more particularly to an antenna device including a coil conductor and a planar conductor, and an electronic device including the antenna device.
従来、コイル導体及び平面導体を備えるアンテナ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an antenna device including a coil conductor and a flat conductor is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載されたアンテナ装置は、コイル導体と、導体層(平面導体)とを備える。導体層は、導体開口部及びスリット部を有する。スリット部は、導体開口部と導体層の外縁との間を連接する。上記のような形状の導体層は、コイル導体よりも通信相手側のアンテナに近接する側において、コイル導体と離隔して配置されている。
The antenna device described in
ところで、近年、アンテナ装置において、コイル導体と平面導体とが離隔して設けられている構成ではなく、コイル導体と平面導体とが同一の基材に設けられている構成が要求されている。より詳細には、要求されている構成は、基材の第1主面にコイル導体が設けられており、かつ、基材の第2主面に平面導体が設けられている構成である。 By the way, in recent years, in an antenna device, there is a demand for a configuration in which a coil conductor and a planar conductor are provided on the same base material instead of a configuration in which the coil conductor and the planar conductor are provided separately. More specifically, the required configuration is such that the coil conductor is provided on the first main surface of the base material and the flat conductor is provided on the second main surface of the base material.
一方、特許文献1に記載されたアンテナ装置では、基材の第1主面にコイル導体が設けられている。コイル導体の内周側の端部からコイル導体の外側に引き出すために、基材の第2主面には、配線導体が設けられている。このため、特許文献1に記載されたアンテナ装置では、コイル導体と平面導体とが同一の基材に設けられている構成を実現することが難しく、その結果、アンテナ装置を小型にすることが難しかった。
On the other hand, in the antenna device described in
本発明は上記の点に鑑みてなされた発明であり、本発明の目的は、小型にすることができ、かつ、良好なアンテナ特性を得ることができるアンテナ装置及び電子機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an antenna device and an electronic device which can be miniaturized and can obtain good antenna characteristics. ..
本発明の一態様に係るアンテナ装置は、基材と、コイル導体と、パターン導体と、平面導体と、配線導体と、非導体領域とを備える。前記基材は、第1主面及び第2主面を有する。前記コイル導体は、前記第1主面に設けられており、コイル開口を有する。前記パターン導体は、前記第1主面において前記コイル導体と不連続に設けられている。前記平面導体は、前記第2主面に設けられている。前記配線導体は、前記第2主面に設けられている。前記非導体領域は、前記第2主面において、前記平面導体の外縁に連続し、前記平面導体の内縁に囲まれることで定義される。前記非導体領域と前記コイル導体の前記コイル開口とは、少なくとも一部同士が重なる。前記第1主面の平面視で、前記配線導体は、前記非導体領域に設けられている。前記コイル導体は、前記配線導体を介して、前記パターン導体と導通する。 The antenna device according to one aspect of the present invention includes a base material, a coil conductor, a pattern conductor, a flat conductor, a wiring conductor, and a non-conductor region. The base material has a first main surface and a second main surface. The coil conductor is provided on the first main surface and has a coil opening. The pattern conductor is provided discontinuously with the coil conductor on the first main surface. The flat conductor is provided on the second main surface. The wiring conductor is provided on the second main surface. The non-conductor region is defined as being continuous with the outer edge of the planar conductor and surrounded by the inner edge of the planar conductor on the second main surface. At least a part of the non-conductor region and the coil opening of the coil conductor overlap each other. In a plan view of the first main surface, the wiring conductor is provided in the non-conductor region. The coil conductor conducts with the pattern conductor via the wiring conductor.
本発明の一態様に係る電子機器は、アンテナ装置と、筐体とを備える。前記筐体には、前記アンテナ装置が設けられている。前記アンテナ装置は、基材と、コイル導体と、パターン導体と、平面導体と、配線導体と、非導体領域とを備える。前記基材は、第1主面及び第2主面を有する。前記コイル導体は、前記第1主面に設けられており、コイル開口を有する。前記パターン導体は、前記第1主面において前記コイル導体と不連続に設けられている。前記平面導体は、前記第2主面に設けられている。前記配線導体は、前記第2主面に設けられている。前記非導体領域は、前記第2主面において、前記平面導体の外縁に連続し、前記平面導体の内縁に囲まれることで定義される。前記非導体領域と前記コイル導体の前記コイル開口とは、少なくとも一部同士が重なる。前記第1主面の平面視で、前記配線導体は、前記非導体領域に設けられている。前記コイル導体は、前記配線導体を介して、前記パターン導体と導通する。 The electronic device according to one aspect of the present invention includes an antenna device and a housing. The antenna device is provided in the housing. The antenna device includes a base material, a coil conductor, a pattern conductor, a flat conductor, a wiring conductor, and a non-conductor region. The base material has a first main surface and a second main surface. The coil conductor is provided on the first main surface and has a coil opening. The pattern conductor is provided discontinuously with the coil conductor on the first main surface. The flat conductor is provided on the second main surface. The wiring conductor is provided on the second main surface. The non-conductor region is defined as being continuous with the outer edge of the planar conductor and surrounded by the inner edge of the planar conductor on the second main surface. At least a part of the non-conductor region and the coil opening of the coil conductor overlap each other. In a plan view of the first main surface, the wiring conductor is provided in the non-conductor region. The coil conductor conducts with the pattern conductor via the wiring conductor.
本発明の上記態様に係るアンテナ装置及び電子機器によれば、アンテナ装置を小型にすることができ、かつ、良好なアンテナ特性を得ることができる。 According to the antenna device and the electronic device according to the above aspect of the present invention, the antenna device can be miniaturized and good antenna characteristics can be obtained.
以下、実施形態1,2に係るアンテナ装置及び実施形態3に係る電子機器について、図面を参照して説明する。下記の実施形態等において参照する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。 Hereinafter, the antenna device according to the first and second embodiments and the electronic device according to the third embodiment will be described with reference to the drawings. Each figure referred to in the following embodiments and the like is a schematic view, and the ratio of the size and the thickness of each component in the figure does not necessarily reflect the actual dimensional ratio.
各実施形態に係る「アンテナ装置」は、「無線伝送システム」に用いられるアンテナ装置である。ここで、「無線伝送システム」は、伝送相手(外部機器のアンテナ)と、磁界結合による無線伝送を行うシステムである。「伝送」は、信号の送受信と電力の送受信との両方の意味を含む。また、「無線伝送システム」は、近距離無線通信システムと無線給電システムとの両方の意味を含む。アンテナ装置は磁界結合による無線伝送を行うため、アンテナ装置の電流経路の長さつまり後述のコイル導体の線路長は、無線伝送で使用する周波数における波長λに比べて十分に小さく、λ/10以下である。したがって、無線伝送の使用周波数帯においては電磁波の放射効率は低い。なお、ここでいう波長λは、コイル導体が設けられている基材の誘電性及び透磁性による波長短縮効果を考慮した実効的な波長である。コイル導体の両端は、給電回路に接続され、アンテナ装置の電流経路つまりコイル導体には、ほぼ一様な大きさの電流が流れる。 The "antenna device" according to each embodiment is an antenna device used in the "wireless transmission system". Here, the "wireless transmission system" is a system that performs wireless transmission by magnetic field coupling with a transmission partner (antenna of an external device). "Transmission" includes both the transmission and reception of signals and the transmission and reception of electric power. Further, "wireless transmission system" includes the meanings of both a short-range wireless communication system and a wireless power supply system. Since the antenna device performs wireless transmission by magnetic field coupling, the length of the current path of the antenna device, that is, the line length of the coil conductor described later, is sufficiently smaller than the wavelength λ at the frequency used for wireless transmission, and is λ / 10 or less. Is. Therefore, the radiation efficiency of electromagnetic waves is low in the frequency band used for wireless transmission. The wavelength λ referred to here is an effective wavelength in consideration of the wavelength shortening effect due to the dielectric property and magnetic permeability of the base material provided with the coil conductor. Both ends of the coil conductor are connected to a power feeding circuit, and a current of substantially uniform magnitude flows through the current path of the antenna device, that is, the coil conductor.
また、各実施形態に係る「アンテナ装置」に用いられる近距離無線通信としては、例えばNFC(Near Field Communication)がある。近距離無線通信で使用される周波数帯は、例えばHF帯であり、特に13.56MHz及びその近傍の周波数帯である。 Further, as a short-range wireless communication used in the "antenna device" according to each embodiment, there is, for example, NFC (Near Field Communication). The frequency band used in short-range wireless communication is, for example, the HF band, particularly 13.56 MHz and its vicinity.
また、各実施形態に係る「アンテナ装置」に用いられる無線給電の方式としては、例えば、電磁誘導方式及び磁界共鳴方式のような磁界結合方式がある。電磁誘導方式の無線給電規格としては、例えばWPC(Wireless Power Consortium)の策定する規格「Qi(登録商標)」がある。電磁誘導方式で使用される周波数帯は、例えば110kHz以上205kHz以下の範囲及び上記範囲の近傍の周波数帯に含まれている。磁界共鳴方式の無線給電規格としては、例えば、AirFuel(登録商標) Allianceの策定する規格「AirFuel Resonant」がある。磁界共鳴方式で使用される周波数帯は、例えば6.78MHz帯又は100kHz帯である。 Further, as the wireless power feeding method used in the "antenna device" according to each embodiment, there are, for example, a magnetic field coupling method such as an electromagnetic induction method and a magnetic field resonance method. As an electromagnetic induction type wireless power supply standard, for example, there is a standard "Qi (registered trademark)" established by WPC (Wireless Power Consortium). The frequency band used in the electromagnetic induction method is included in, for example, a range of 110 kHz or more and 205 kHz or less and a frequency band in the vicinity of the above range. As a magnetic field resonance type wireless power supply standard, for example, there is a standard "AirFuel Resonant" established by Alliance (registered trademark) Alliance. The frequency band used in the magnetic field resonance method is, for example, the 6.78 MHz band or the 100 kHz band.
(実施形態1)
(1)アンテナ装置
実施形態1に係るアンテナ装置1の全体構成について、図面を参照して説明する。
(Embodiment 1)
(1) Antenna Device The overall configuration of the
実施形態1に係るアンテナ装置1は、図1A、図1B、図2、及び図3に示すように、基材2と、コイル導体3と、第1端子電極41(パターン導体)と、第2端子電極42と、平面導体5と、配線導体6と、磁性体7とを備える。また、アンテナ装置1は、第1接続導体81と、第2接続導体82と、保護層(図示せず)とを更に備える。
The
アンテナ装置1は、例えば、スマートフォン等の携帯電話、又は、スマートウォッチ等のウェアラブル端末に用いられる。あるいは、アンテナ装置1は、例えば、ヘッドフォン又は補聴器に用いられる。
The
(2)アンテナ装置の各構成要素
以下、実施形態1に係るアンテナ装置1の各構成要素について、図面を参照して説明する。
(2) Each Component of the Antenna Device Hereinafter, each component of the
(2.1)基材
基材2は、図1A、図1B、及び図2に示すように、板状又はシート状に形成されており、第1主面21及び第2主面22を有する。第1主面21及び第2主面22は、基材2の厚さ方向(第1方向D1)において、互いに対向する。基材2は、第1貫通孔23と、第2貫通孔24とを有する。第1貫通孔23及び第2貫通孔24は、基材2の厚さ方向(第1方向D1)に貫通する。基材2は、コイル導体3が設けられるのに十分な大きさである。
(2.1) Base material The
基材2の材料は、例えば、樹脂等の電気絶縁材料である。基材2に用いられる電気絶縁材料の例としては、ポリイミド、PET(Poly Ethylene Terephthalate:ポリエチレンテレフタレート)、液晶ポリマー(Liquid Crystal Polymer:LCP)が挙げられる。
The material of the
(2.2)コイル導体
コイル導体3は、図1A、図1B、及び図2に示すように、基材2に設けられている。より詳細には、コイル導体3は、基材2の第1主面21に設けられている。例えば、エッチング又は印刷により、銅膜又はアルミニウム膜が基材2の第1主面21上に形成されることによって、コイル導体3が基材2の第1主面21に設けられる。
(2.2) Coil Conductor The
コイル導体3は、コイル開口31を有する。コイル導体3は、第1方向D1に沿った軸の周りにスパイラル状に、基材2に設けられている。図1Aの例では、コイル導体3は、4回巻かれた状態で基材2に設けられている。コイル導体3の材料の例としては、銅、アルミニウムが挙げられる。
The
コイル導体3は、2次元のコイル導体であってもよいし、3次元のコイル導体であってもよい。2次元のコイル導体とは、一の平面上において巻回軸の周りに渦巻き状に複数回巻回されているような形状のコイル導体をいう。3次元のコイル導体とは、巻回軸の周りに巻回軸に沿ってらせん状に複数回巻回されているような形状のコイル導体をいう。図1A及び図1Bは、2次元のコイル導体を示す。
The
また、コイル導体3は、第1端32及び第2端33を有する。第1端32には、第1端子電極41が電気的に接続されており、第2端33には、第2端子電極42が電気的に接続されている。より詳細には、第1端32は、第1接続導体81と配線導体6と第2接続導体82と後述の第1配線部43とを介して、第1端子電極41に電気的に接続されている。第2端33は、後述の第2配線部44を介して、第2端子電極42に電気的に接続されている。
Further, the
コイル導体3は、矩形状(図1Aの例では正方形状)であり、4つのコイル導体部34〜37を有する。4つのコイル導体部34〜37は、コイル導体3の4辺に一対一に対応する。また、4つのコイル導体部34〜37は、平面導体5における後述の導体部分51の内縁の4辺にも一対一に対応する。4つのコイル導体部34〜37は、複数(図示例では4つ)の導体部分を有する。
The
4つのコイル導体部34〜37は一体に設けられており、4つのコイル導体部34〜37で1つのスパイラル状のコイル導体3が形成されている。つまり、コイル導体部34の導体部分とコイル導体部35の導体部分とコイル導体部36の導体部分とコイル導体部37の導体部分とが順番に繋がっている。また、4つのコイル導体部34〜37は、基材2の第1主面21の平面視で、互いに重ならない位置にある。言い換えると、コイル導体部34を構成する複数の導体部分、コイル導体部35を構成する複数の導体部分、コイル導体部36を構成する複数の導体部分、コイル導体部37を構成する複数の導体部分とは、基材2の第1主面21の平面視で、互いに重ならない。
The four
(2.3)第1端子電極及び第2端子電極
図1Aに示す第1端子電極41及び第2端子電極42は、例えば、給電回路(図示せず)と接続するために設けられている。第1端子電極41及び第2端子電極42は、基材2に設けられている。より詳細には、第1端子電極41と第2端子電極42は、基材2において、互いに離隔して設けられている。
(2.3) First Terminal Electrode and Second Terminal Electrode The first
第1端子電極41は、図1Aに示すように、例えば矩形状のパッドである。第1端子電極41は、基材2の第1主面21に設けられている。より詳細には、第1端子電極41は、基材2の第1主面21において、コイル導体3の外側に位置し、コイル導体3と不連続に設けられている。
As shown in FIG. 1A, the first
第1端子電極41は、コイル導体3の第1端32に電気的に接続されている。第1端子電極41は、配線導体6に電気的に接続されている。第1端子電極41は、第1配線部43及び配線導体6を介して、コイル導体3の第1端32に電気的に接続されている。より詳細には、第1端子電極41は、第1配線部43と第2接続導体82と配線導体6と第1接続導体81とを介して、コイル導体3の第1端32に電気的に接続されている。第1配線部43は、第1端子電極41よりも細い導線である。
The first
第1端子電極41及び第1配線部43は、例えば、エッチング又は印刷により、銅膜又はアルミニウム膜が基材2の第1主面21上に形成されることによって、基材2の第1主面21に設けられる。第1端子電極41と第1配線部43とは、一体に形成されている。
The first
第2端子電極42は、図1Aに示すように、例えば矩形状のパッドである。第2端子電極42は、基材2の第1主面21に設けられている。より詳細には、第2端子電極42は、基材2の第1主面21において、コイル導体3の外側に位置し、コイル導体3と不連続に設けられている。
As shown in FIG. 1A, the second
第2端子電極42は、コイル導体3の第2端33に電気的に接続されている。第2端子電極42は、第2配線部44を介してコイル導体3の第2端33に電気的に接続されている。第2配線部44は、第2端子電極42よりも細い導線である。
The second
第2端子電極42及び第2配線部44は、例えば、エッチング又は印刷により、銅膜又はアルミニウム膜が基材2の第1主面21上に形成されることによって、基材2の第1主面21に設けられる。第2端子電極42と第2配線部44とは、一体に形成されている。
The second
ところで、基材2の第1主面21の平面視(第1方向D1からの平面視)で、第1端子電極41及び第2端子電極42は、磁性体7と重ならない。第1端子電極41及び第2端子電極42は、基材2の第1主面21のうち、磁性体7と重ならない領域に位置する。第1端子電極41及び第2端子電極42は、コイル導体3の外側の領域において、第2方向D2に沿って配置されている。より詳細には、第1端子電極41及び第2端子電極42は、第2方向D2において、後述のスリット部53を挟んで配置されている。なお、第2方向D2は、第1方向D1と直交する方向である。
By the way, in the plan view of the first
(2.4)平面導体
平面導体5は、図1A、図1B、及び図2に示すように、基材2に設けられている。より詳細には、平面導体5は、基材2の第2主面22に設けられており、導体部分51を含む。導体部分51は、導電性を有する。例えば、エッチング又は印刷により、銅膜又はアルミニウム膜が基材2の第2主面22上に形成されることによって、平面導体5の導体部分51が基材2の第2主面22に設けられる。
(2.4) Flat Conductor The
非導体領域54は、第2主面22において、平面導体5の外縁に連続し、平面導体5の内縁に囲まれることで定義される。非導体領域54は、導体開口52と、スリット部53とを有する。基材2の第1主面21の平面視で、導体開口52とコイル導体3のコイル開口31とは、少なくとも一部同士が重なる。実施形態1のスリット部53は、第3方向D3を長手方向とする細長いスリットである。
The
平面導体5の外縁は、基材2の第1主面21の平面視で、基材2の外縁と重なっている。ここで、平面導体5の外縁とは、非導体領域54を含む領域の外縁をいう。
The outer edge of the
平面導体5の導体部分51は、基材2の第1主面21の平面視において、コイル導体3の4辺(4つのコイル導体部34〜37)のうち、3辺(3つのコイル導体部34〜36)の全てと重なっている。一方、実施形態1では、導体部分51は、残りの1辺(1つのコイル導体部36)については、一部のみと重なっている。
The
(2.5)配線導体
配線導体6は、図1A及び図2に示すように、基材2に設けられている。より詳細には、配線導体6は、基材2の第2主面22に設けられている。例えば、エッチング又は印刷により、銅膜又はアルミニウム膜が基材2の第2主面22上に形成されることによって、配線導体6が基材2の第2主面22に設けられる。
(2.5) Wiring Conductor The
基材2の第1主面21の平面視で、配線導体6は、平面導体5のスリット部53に設けられている。より詳細には、基材2の第1主面21の平面視で、配線導体6は、平面導体5の導体部分51と重ならず、かつ、スリット部53に設けられている。配線導体6及び平面導体5の導体部分51は、互いに離隔するように、一度に基材2に形成されている。
In a plan view of the first
配線導体6は、第3方向D3に沿って直線状に形成されており、第1端61と、第2端62とを有する。第1端61は、第3方向D3において、第2端62に比べて導体開口52側に位置し、第1接続導体81に電気的に接続されている。第1端61は、第1接続導体81を介してコイル導体3に電気的に接続されている。第2端62は、第3方向D3において、第1端61に比べて平面導体5の外縁側に位置し、第2接続導体82に接続されている。第2端62は、第2接続導体82及び第1配線部43を介して、パターン導体である第1端子電極41に電気的に接続されている。上記より、コイル導体3は、配線導体6を介して、第1端子電極41と導通する。なお、第3方向D3は、第1方向D1及び第2方向D2の両方と直交する方向である。
The
第1接続導体81は、基材2を貫通するように基材2の第1貫通孔23に設けられており、基材2の第1主面21側の導体と基材2の第2主面22側の導体とを導通させる。より詳細には、第1接続導体81は、基材2の第1主面21側のコイル導体3と基材2の第2主面22側の配線導体6とを導通させる。つまり、コイル導体3と配線導体6とは、第1接続導体81で接続されている。
The first connecting conductor 81 is provided in the first through
第2接続導体82は、基材2を貫通するように基材2の第2貫通孔24に設けられており、基材2の第1主面21側の導体と基材2の第2主面22側の導体とを導通させる。より詳細には、第2接続導体82は、基材2の第1主面21側の第1端子電極41及び第1配線部43と基材2の第2主面22側の配線導体6とを導通させる。つまり、第1端子電極41と配線導体6とは、第2接続導体82で接続されている。
The second connecting conductor 82 is provided in the second through hole 24 of the
第1主面21の平面視で、第1接続導体81は、コイル導体3の最外周よりも内側に位置する。一方、第1主面21の平面視で、第2接続導体82は、コイル導体3の最外周よりも外側に位置する。
In a plan view of the first
(2.6)磁性体
磁性体7は、図1A、図1B、及び図7に示すように、基材2の第1主面21の平面視で、矩形の板状又は矩形のシート状であり、かつ、少なくともコイル導体3と重なる。磁性体7は、基材2及び保護層(図示せず)よりも高い透磁率を有する。
(2.6) Magnetic material As shown in FIGS. 1A, 1B, and 7, the
磁性体7の外縁は、平面導体5の外縁よりも内側に位置する。言い換えると、磁性体7の外縁で囲まれる面積は、平面導体5の外縁で囲まれる面積よりも狭い。ここで、平面導体5の外縁とは、導体部分51のみの外縁をいうのではなく、導体部分51と導体開口52とスリット部53とを含む領域の外縁をいう。
The outer edge of the
磁性体7の材料は、フェライト等の強磁性材料である。磁性体7の材料の例としては、焼結体フェライト、アモルファス磁性体、磁性シートが挙げられる。磁性体7に用いられる強磁性材料の例としては、Mn−Zn−Fe系フェライト、Ni−Zn−Fe系フェライトが挙げられる。
The material of the
(2.7)保護層
保護層(図示せず)は、基材2に設けられたコイル導体3、第1端子電極41、第2端子電極42、第1配線部43、第2配線部44、平面導体5、配線導体6、磁性体7、第1接続導体81、及び第2接続導体82を覆う。そして、保護層は、外力等から基材2、コイル導体3、第1端子電極41、第2端子電極42、第1配線部43、第2配線部44、平面導体5、配線導体6、磁性体7、第1接続導体81、及び第2接続導体82を保護する。保護層は、板状又はシート状に形成されている。保護層の材料は、例えば、樹脂等の電気絶縁材料である。保護層に用いられる電気絶縁材料の例としては、ポリイミド、液晶ポリマーが挙げられる。保護層は、例えば、接着層(図示せず)を介して基材2の第1主面21及び第2主面22に貼付されている。
(2.7) Protective layer The protective layer (not shown) includes a
(2.8)コイル導体と平面導体の位置関係
図1A及び図1Bに示すように、基材2の第1主面21の平面視で、コイル導体3は、平面導体5の導体部分51と重なる。
(2.8) Positional Relationship between Coil Conductor and Planar Conductor As shown in FIGS. 1A and 1B, in a plan view of the first
コイル導体3の最内周と平面導体5の導体部分51の内縁との間の距離は、コイル導体3の最外周と平面導体5の導体部分51の外縁との間の距離よりも短い。実施形態1では、第1主面21の平面視で、コイル導体3の最内周は、平面導体5の導体部分51の内縁と一致する。ここで、「コイル導体3の最内周と平面導体5の導体部分51の内縁とが一致する」とは、コイル導体3の最内周と平面導体5の導体部分51の内縁とが完全に一致する場合だけでなく、コイル導体3の最内周と平面導体5の導体部分51の内縁との間の距離が1mm以内である場合、及び、上記距離がコイル導体3の導線の幅の2分の1以下である場合も含む。
The distance between the innermost circumference of the
(2.9)コイル開口、平面開口、及び磁性体の形状
図2及び図3に示すように、コイル導体3のコイル開口31、平面導体5の導体開口52、及び磁性体7は、全て矩形状である。これにより、磁性体7について、矩形以外の形状の場合に比べて、同一形状での大量生産が可能であるので、アンテナ装置1の特性を維持しつつ、アンテナ装置1の製造コストを低減させることができる。
(2.9) Coil opening, flat opening, and shape of magnetic material As shown in FIGS. 2 and 3, the
(3)アンテナ装置の動作
以下、実施形態1に係るアンテナ装置1の動作について、図4A〜図4Cを参照して説明する。アンテナ装置1の通信相手である相手側アンテナ装置(図示せず)は、図4Cにおいて、アンテナ装置1の上側に位置している。相手側アンテナ装置の相手側コイル導体(図示せず)は、コイル導体3と対向している。
(3) Operation of Antenna Device The operation of the
図4Aに示すように、コイル導体3に電流I11が流れると、図4A及び図4Cに示すように、磁束φ1が発生する。コイル導体3と平面導体5の導体部分51とが重なっているので、磁束φ1により、図4Bに示すように、平面導体5に電流I21が流れる。電流I21は、平面導体5の導体開口52の周囲からスリット部53の周辺を通り、縁端効果により平面導体5の導体部分51の外縁を流れる。これにより、平面導体5に磁界が生じる。しかしながら、平面導体5の導体部分51には磁束φ1が透過しないため、平面導体5の導体開口52を内側、平面導体5の外縁を外側とする経路で磁束φ1が通る。その結果、図4Cに示すように、磁束φ1は相対的に大きなループとなり、相手側アンテナ装置のコイル導体を鎖交する。つまり、磁束φ1は、平面導体5が設けられていない場合に比べて、大きなループとなる。アンテナ装置1と相手側アンテナ装置とは磁気的に結合する。上記より、平面導体5は、ブースタとしての機能(増幅機能)を有する。
As shown in FIG. 4A, when the current I11 flows through the
また、基材2の第1主面21の平面視で、コイル導体3のコイル開口31と平面導体5の導体開口52とが重なっている。これにより、コイル導体3と相手側アンテナ装置のコイル導体とに鎖交しようとする磁束φ1がコイル開口31及び導体開口52を通ることができる。特に、基材2の第1主面21の平面視で、コイル開口31と導体開口52とが全周にわたって一致していれば、コイル導体3から磁束φ1を効率よく放射させることができる。
Further, in a plan view of the first
さらに、スリット部53によって、磁束φ1が平面導体5の導体開口52と外縁とを通っても、平面導体5に渦電流が生じることを阻止でき、渦電流による損失を抑えることができる。その結果、アンテナ装置1と相手側アンテナ装置との通信可能最大距離を長くすることができる。
Further, the
上記より、実施形態1に係るアンテナ装置1では、平面導体5をブースタとして機能させることができるので、コイル導体3を小さくしても、良好なアンテナ特性を得ることができる。ここで、「アンテナ特性」とは、例えば、通信可能最大距離をいう。「通信可能最大距離」とは、アンテナ装置1と相手側アンテナ装置との間の通信を行うことができる最大距離をいう。したがって、「良好なアンテナ特性」とは、通信可能最大距離が長いことをいう。ただし、「アンテナ特性」は、通信可能最大距離に限定されず、アンテナ装置1と相手側アンテナ装置との間の通信に関するその他の性能であってもよい。
From the above, in the
(4)アンテナ装置の製造方法
以下、アンテナ装置1の製造方法について、図1A、図1B、図2、及び図3を参照して説明する。実施形態1に係るアンテナ装置1は、第1工程から第5工程により製造される。
(4) Manufacturing Method of Antenna Device The manufacturing method of the
第1工程では、基材2を準備する。基材2としては、上述したように、樹脂等の電気絶縁材料を用いる。第2工程では、基材2に第1貫通孔23及び第2貫通孔24を形成する。
In the first step, the
第3工程では、基材2に、コイル導体3、第1端子電極41、第2端子電極42、平面導体5、配線導体6、第1接続導体81、第2接続導体82の元になる導体を形成する。より詳細には、銅めっきにより、基材2の第1貫通孔23、第2貫通孔24、第1主面21、及び第2主面22に銅を形成する。その後、第4工程では、基材2に形成された導体に対してパターニングを行う。例えば、フォトリソグラフィーにより、パターニングを行う。
In the third step, the
第5工程では、基材2に形成された導体に対してエッチングを行い、コイル導体3、第1端子電極41、第2端子電極42、平面導体5、及び配線導体6を形成する。より詳細には、基材2の第1主面21に形成された導体に対してエッチングを行うことにより、基材2の第1主面21にコイル導体3と第1端子電極41と第2端子電極42とを形成する。これにより、コイル導体3と第1端子電極41と第2端子電極42とを同一プロセスで形成することができる。また、基材2の第2主面22に形成された導体に対してエッチングを行うことにより、基材2の第2主面22に平面導体5と配線導体6とを形成する。これにより、平面導体5と配線導体6とを同一プロセスで形成することができる。
In the fifth step, the conductor formed on the
なお、上記製造方法はアンテナ装置1の製造方法の一例であり、アンテナ装置1は、他の製造方法を用いて製造してもよい。例えば、スクリーン印刷法により、コイル導体3、第1端子電極41、第2端子電極42、平面導体5、配線導体6、第1接続導体81、及び第2接続導体82を基材2に形成してもよい。
The above manufacturing method is an example of the manufacturing method of the
(5)効果
実施形態1に係るアンテナ装置1では、基材2の第1主面21にコイル導体3が設けられており、かつ、基材2の第2主面22に平面導体5が設けられている。さらに、コイル導体3と第1端子電極41(パターン導体)を電気的に接続させる配線導体6が平面導体5のスリット部53に設けられている。これにより、アンテナ装置1を小型にすることができる。
(5) Effect In the
また、実施形態1に係るアンテナ装置1では、基材2に対してコイル導体3の反対側に平面導体5が設けられており、かつ、平面導体5の導体開口52とコイル導体3のコイル開口31との少なくとも一部同士が重なる。これにより、平面導体5をブースタとして機能させることができるので、コイル導体3を小さくしても良好なアンテナ特性を得ることができる。
Further, in the
実施形態1に係るアンテナ装置1では、平面導体5をブースタとして機能させることができるので、コイル導体3を小さくしても良好なアンテナ特性を得ることができる。これにより、磁性体7を小さくすることができるので、アンテナ特性を維持しつつ、アンテナ装置1の製造コストを低減させることができる。
In the
実施形態1に係るアンテナ装置1では、コイル開口31と導体開口52と磁性体7との全てが矩形状である。これにより、磁性体7について同一形状に大量生産が可能であるので、アンテナ特性を維持しつつ、アンテナ装置1の製造コストを低減させることができる。
In the
実施形態1に係るアンテナ装置1では、配線導体6及び平面導体5が一度に基材2に形成されている。これにより、配線導体6及び平面導体5を容易に設けることができる。
In the
(6)変形例
以下、実施形態1の変形例について説明する。
(6) Modification Example The modification of the first embodiment will be described below.
実施形態1の変形例1として、アンテナ装置1は、図5に示すような基材2及び平面導体5を備えてもよい。
As a
変形例1の基材2は、図5に示すように、台形状である。図5の例では、基材2のうちの第2方向D2に沿っている2つの辺のうち、第1端子電極41及び第2端子電極42が設けられている側の辺のほうが、第1端子電極41及び第2端子電極42が設けられている側とは反対側の辺よりも短い。なお、第1端子電極41及び第2端子電極42が設けられている側の辺のほうが、第1端子電極41及び第2端子電極42が設けられている側とは反対側の辺よりも長くてもよい。
As shown in FIG. 5, the
変形例1の平面導体5は、基材2と同様、台形状である。平面導体5の外縁は、基材2の第1主面21の平面視で、基材2の外縁と重なっている。図5の例では、平面導体5のうちの第2方向D2に沿っている2つの辺のうち、スリット部53が設けられている側の辺のほうが、スリット部53が設けられている側とは反対側の辺よりも短い。なお、スリット部53が設けられている側の辺のほうが、スリット部53が設けられている側とは反対側の辺よりも長くてもよい。
The
実施形態1の変形例2として、アンテナ装置1は、図6に示すような基材2及び平面導体5を備えてもよい。変形例2の基材2は、円状又は楕円状である。図6の例では、基材2の形状は、コイル導体3のコイル開口31内に中心を有する円又は楕円である。変形例2の平面導体5は、基材2と同様、円状又は楕円状である。平面導体5の外縁は、基材2の第1主面21の平面視で、基材2の外縁と重なっている。図6の例では、平面導体5の形状は、導体開口52内に中心を有する円又は楕円である。
As a
実施形態1の変形例3として、アンテナ装置1は、図7に示すような平面導体5を備えてもよい。変形例3の平面導体5では、第2方向D2において、スリット部53の幅が導体開口52の幅と同じである。スリット部53は、スリットに限定されず、図7に示すような形状であってもよい。変形例3では、平面導体5の導体部分51において、スリット部53に沿った縁と導体開口52に沿った内縁とが一直線となっている。また、第1端子電極41及び第2端子電極42は、平面導体5の導体部分51と重なっておらず、平面導体5のスリット部53と重なっている。
As a
変形例3では、平面導体5の導体部分51は、基材2の第1主面21の平面視において、コイル導体3の4辺(4つのコイル導体部34〜37)のうち、3辺(3つのコイル導体部34〜36)の全てと重なっている。一方、導体部分51は、残りの1辺(1つのコイル導体部37)については、大部分と重なっていない。
In the third modification, the
要するに、コイル導体3が矩形状である場合、平面導体5の導体部分51は、基材2の第1主面21の平面視において、コイル導体3の4辺(4つのコイル導体部34〜37)のうち、少なくとも3辺(3つの導体部)と重なっていればよい。残りの1辺(1つの導体部)については、導体部分51は、一部と重なっていてもよいし、全部と重なっていなくてもよい。
In short, when the
変形例1〜3の磁性体7の形状は、実施形態1の磁性体7と同様、矩形状である。これにより、磁性体7の形状を共通にしたまま、基材2及び平面導体5の外形を変えることができるので、アンテナ装置1の設計自由度を高めることができる。
The shape of the
実施形態1では、第1主面21の平面視で、コイル導体3の最内周は、平面導体5の導体部分51の内縁と一致するが、実施形態1の他の変形例として、コイル導体3の最内周は、平面導体5の導体部分51の内縁と一致しなくてもよい。より詳細には、コイル導体3の最内周は、平面導体5の導体部分51の内縁よりも内側に位置してもよい。あるいは、コイル導体3の最内周は、平面導体5の導体部分51の内縁よりも外側に位置してもよい。
In the first embodiment, the innermost circumference of the
実施形態1では、コイル導体3のコイル開口31の全部が平面導体5の導体開口52と重なっている。実施形態1の他の変形例として、コイル開口31の一部が導体開口52と重なっていてもよい。あるいは、導体開口52の一部がコイル開口31と重なっていてもよい。要するに、平面導体5の導体開口52とコイル導体3のコイル開口31とは、少なくとも一部同士が重なればよい。
In the first embodiment, all of the
実施形態1の他の変形例として、アンテナ装置1は、パターン導体として、第1端子電極41以外の導体を備えてもよい。つまり、アンテナ装置1に設けられているパターン導体は、第1端子電極41に限定されない。
As another modification of the first embodiment, the
実施形態1の他の変形例として、アンテナ装置1は、磁性体7を備えていなくてもよい。要するに、本変形例に係るアンテナ装置1は、基材2と、コイル導体3と、第1端子電極41(パターン導体)と、第2端子電極42と、平面導体5と、配線導体6と、第1接続導体81と、第2接続導体82とを備える。
As another modification of the first embodiment, the
上記の各変形例に係るアンテナ装置1においても、実施形態1に係るアンテナ装置1と同様の効果を奏する。
The
(実施形態2)
実施形態2に係るアンテナ装置1aは、図8A及び図9に示すような配線導体6aを備える点で、実施形態1に係るアンテナ装置1(図1A及び図2参照)と相違する。なお、実施形態2に係るアンテナ装置1aに関し、実施形態1に係るアンテナ装置1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
The
(1)アンテナ装置の構成
実施形態2に係るアンテナ装置1aは、図8A、図8B、図9、及び図10に示すように、基材2aと、コイル導体3aと、第1端子電極41a(パターン導体)と、第2端子電極42aと、平面導体5aと、配線導体6aと、磁性体7とを備える。また、アンテナ装置1aは、第1接続導体81aと、第2接続導体82aと、保護層(図示せず)とを更に備える。なお、実施形態2のアンテナ装置1aに関し、実施形態1のアンテナ装置1と同様の構成及び機能については説明を省略する。
(1) Configuration of Antenna Device The
実施形態2に係るアンテナ装置1aは、実施形態1に係るアンテナ装置1と同様、例えば、スマートフォン等の携帯電話、又は、スマートウォッチ等のウェアラブル端末に用いられる。あるいは、アンテナ装置1は、例えば、ヘッドフォン又は補聴器に用いられる。
Similar to the
基材2aは、図8A、図8B、及び図9に示すように、板状又はシート状に形成されており、第1主面21a及び第2主面22aを有する。第1主面21a及び第2主面22aは、基材2aの厚さ方向(第1方向D1)において、互いに対向する。基材2aは、第1貫通孔23aと、第2貫通孔24aとを有する。第1貫通孔23a及び第2貫通孔24aは、基材2aの厚さ方向(第1方向D1)に貫通する。なお、実施形態2の基材2aに関し、実施形態1の基材2と同様の構成及び機能については説明を省略する。
As shown in FIGS. 8A, 8B, and 9, the
第1貫通孔23aの位置と第2貫通孔24aの位置は、第2方向D2において、ずれている。図9の例では、第1貫通孔23aは、第2方向D2において、第2貫通孔24aよりも右側に位置する。つまり、第1貫通孔23a及び第2貫通孔24aは、第3方向D3に沿って並んでいない。基材2aの第1主面21aの平面視で、第2貫通孔24aは、平面導体5aのスリット部53aと重なっているが、第1貫通孔23aは、基材2aの第1主面21aの平面視で、平面導体5aのスリット部53aと重なっていない。
The position of the first through
コイル導体3aは、実施形態1のコイル導体3(図1A及び図2参照)と同様、図8A、図8B、及び図9に示すように、基材2aに設けられている。より詳細には、コイル導体3aは、基材2aの第1主面21aに設けられている。コイル導体3aは、実施形態1のコイル導体3と同様、コイル開口31aを有する。
The
また、コイル導体3aは、第1端32a及び第2端33aを有する。第1端32aには、平面導体5aの導体部分51aが電気的に接続されており、第2端33aには、第2端子電極42aが電気的に接続されている。より詳細には、第1端32aは、第1接続導体81aを介して、平面導体5aの導体部分51aに電気的に接続されている。第2端33aは、後述の第2配線部44aを介して、第2端子電極42aに電気的に接続されている。
Further, the
第1端子電極41a及び第2端子電極42aは、図8Aに示すように、基材2aに設けられている。なお、実施形態2の第1端子電極41a及び第2端子電極42aに関し、実施形態1の第1端子電極41及び第2端子電極42と同様の構成及び機能については説明を省略する。
The first
第1端子電極41aは、図8Aに示すように、基材2aの第1主面21aに設けられている。より詳細には、第1端子電極41aは、基材2aの第1主面21aにおいて、コイル導体3aの外側に位置し、コイル導体3aと不連続に設けられている。
As shown in FIG. 8A, the first
第1端子電極41aは、コイル導体3aの第1端32aに電気的に接続されている。第1端子電極41aは、配線導体6aに電気的に接続されている。より詳細には、第1端子電極41aは、第1配線部43aと第2接続導体82aと配線導体6aと平面導体5aの導体部分51aと第1接続導体81aとを介して、コイル導体3aの第1端32aに電気的に接続されている。第1配線部43aは、第1端子電極41aよりも細い導線である。
The first
第2端子電極42aは、図8Aに示すように、基材2aの第1主面21aに設けられている。より詳細には、第2端子電極42aは、基材2aの第1主面21aにおいて、コイル導体3aの外側に位置し、コイル導体3aと不連続に設けられている。
As shown in FIG. 8A, the second
第2端子電極42aは、コイル導体3aの第2端33aに電気的に接続されている。第2端子電極42aは、第2配線部44aを介して、コイル導体3aの第2端33aに電気的に接続されている。第2配線部44aは、第2端子電極42aよりも細い導線である。
The second
ところで、実施形態1に係るアンテナ装置1と同様、実施形態2に係るアンテナ装置1aにおいても、基材2aの第1主面21aの平面視で、第1端子電極41a及び第2端子電極42aは、磁性体7と重ならない。
By the way, similarly to the
平面導体5aは、図8A、図8B、及び図9に示すように、基材2aに設けられている。平面導体5aは、実施形態1の平面導体5と同様、導体部分51aを含む。また、非導体領域54aは、実施形態1の非導体領域54と同様、第2主面22において、平面導体5aの外縁に連続し、平面導体5aの内縁に囲まれることで定義される。非導体領域54aは、導体開口52aと、スリット部53aとを有する。なお、実施形態2の平面導体5aに関し、実施形態1の平面導体5と同様の構成及び機能については説明を省略する。
The
配線導体6aは、図8A及び図9に示すように、平面導体5aの導体部分51aの内縁に接続されている。より詳細には、配線導体6aは、主部63と、接続部64とを有する。主部63は、第3方向D3に沿って直線状に形成されている。主部63の一端は、接続部64に接続されており、主部63の他端は、第1接続導体81aに電気的に接続されている。接続部64は、第2方向D2に沿って直線状に形成されており、平面導体5aの導体部分51aの内縁に接続されている。なお、実施形態2の配線導体6aに関し、実施形態1の配線導体6と同様の構成及び機能については説明を省略する。
As shown in FIGS. 8A and 9, the
基材2aの第1主面21aの平面視で、配線導体6aは、平面導体5aのスリット部53aに設けられている。より詳細には、基材2aの第1主面21aの平面視で、配線導体6aは、平面導体5aの導体部分51aと重ならず、かつ、スリット部53aに設けられている。
In a plan view of the first
第1接続導体81aは、基材2aを貫通するように第1貫通孔23aに設けられている。基材2aの第1主面21aの平面視で、第1接続導体81aは、コイル導体3aの最外周よりも内側に位置する。実施形態2では、コイル導体3と平面導体5aの導体部分51aの内縁とは、第1接続導体81aで接続されている。
The first connecting
第2接続導体82aは、基材2aを貫通するように第2貫通孔24aに設けられている。基材2aの第1主面21aの平面視で、第2接続導体82aは、コイル導体3aの最外周よりも外側に位置する。第1端子電極41aと配線導体6aとは、第2接続導体82aで接続されている。
The second connecting
(2)アンテナ装置の動作
以下、実施形態1に係るアンテナ装置1aの動作について、図11A〜図11Cを参照して説明する。アンテナ装置1aの通信相手である相手側アンテナ装置(図示せず)は、図11Cにおいて、アンテナ装置1aの上側に位置している。相手側アンテナ装置の相手側コイル導体(図示せず)は、コイル導体3aと対向している。
(2) Operation of the Antenna Device Hereinafter, the operation of the
図11Aに示すように、コイル導体3aに電流I12が流れると、図11Bに示すように、平面導体5aの導体部分51aの内縁に電流I12が流れる。そして、コイル導体3a及び平面導体5aの導体部分51aに流れる電流I12によって、図11A及び図11Cに示すように、磁束φ2が発生する。コイル導体3aと平面導体5aの導体部分51aとが重なっているので、磁束φ2により、図11Bに示すように、平面導体5aに電流I22が流れる。電流I22は、平面導体5aの導体開口52aの周囲からスリット部53aの周辺を通り、縁端効果により平面導体5aの導体部分51aの外縁を流れる。平面導体5aの導体部分51aには磁束φ2が透過しないため、平面導体5aの導体開口52aを内側、平面導体5aの外縁を外側とする経路で磁束φ2が通る。その結果、図11Cに示すように、磁束φ2は相対的に大きなループとなり、相手側アンテナ装置のコイル導体を鎖交する。つまり、磁束φ2は、平面導体5aが設けられていない場合に比べて、大きなループとなる。
As shown in FIG. 11A, when the current I12 flows through the
(3)効果
実施形態2に係るアンテナ装置1aでは、配線導体6aが平面導体5aの導体部分51aの内縁に接続されている。これにより、コイル導体3aだけでなく平面導体5aの内周側にも電流I12を流すことができるので、コイル導体3aの巻き数を増やすことなく、磁束φ2を大きくすることができる。その結果、アンテナ特性を更に向上させることができる。
(3) Effect In the
(4)変形例
以下、実施形態2の変形例について説明する。
(4) Modification Example The modification of the second embodiment will be described below.
実施形態2の変形例として、アンテナ装置1aは、実施形態1の変形例1に係るアンテナ装置1(図5参照)と同様、台形状の基材2a及び平面導体5aを備えてもよい。あるいは、アンテナ装置1aは、実施形態1の変形例2に係るアンテナ装置1(図6参照)と同様、円状又は楕円状の基材2a及び平面導体5aを備えてもよい。あるいは、アンテナ装置1aとして、実施形態1の変形例3に係るアンテナ装置1(図7参照)と同様、平面導体5aでは、第2方向D2において、スリット部53aの幅が導体開口52aの幅と同じであってもよい。
As a modification of the second embodiment, the
実施形態2では、第1主面21aの平面視で、コイル導体3aの最内周は、平面導体5aの導体部分51aの内縁と一致するが、実施形態2の変形例として、コイル導体3aの最内周は、平面導体5aの導体部分51aの内縁と一致しなくてもよい。
In the second embodiment, the innermost circumference of the
実施形態2の他の変形例として、アンテナ装置1aは、パターン導体として、第1端子電極41a以外の導体を備えてもよい。つまり、アンテナ装置1aに設けられているパターン導体は、第1端子電極41aに限定されない。
As another modification of the second embodiment, the
実施形態2の他の変形例として、アンテナ装置1aは、磁性体7を備えていなくてもよい。
As another modification of the second embodiment, the
上記の各変形例に係るアンテナ装置1aにおいても、実施形態2に係るアンテナ装置1aと同様の効果を奏する。
The
(実施形態3)
実施形態3では、実施形態1に係るアンテナ装置1が用いられている電子機器9について、図12を参照して説明する。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, the electronic device 9 in which the
(1)電子機器の構成
実施形態3に係る電子機器9は、図12に示すように、アンテナ装置1と、制御部91と、プリント配線板92と、バッテリ93と、筐体94とを備える。なお、実施形態3に係るアンテナ装置1は、実施形態1に係るアンテナ装置1と同様の構成及び機能を有する。
(1) Configuration of Electronic Device As shown in FIG. 12, the electronic device 9 according to the third embodiment includes an
電子機器9は、例えば、スマートフォン等の携帯端末、又は、スマートウォッチ等のウェアラブル端末、ヘッドフォン、又は補聴器である。図12は、電子機器9として、スマートフォンを示す。 The electronic device 9 is, for example, a mobile terminal such as a smartphone, a wearable terminal such as a smart watch, headphones, or a hearing aid. FIG. 12 shows a smartphone as the electronic device 9.
制御部91は、プリント配線板92の表面に実装された複数の回路素子95で構成されており、アンテナ装置1を制御する。バッテリ93は、電子機器9を駆動するための電源である。筐体94は、直方体状であり、アンテナ装置1と制御部91とプリント配線板92とバッテリ93とを収容する。つまり、筐体94には、アンテナ装置1が設けられている。筐体94の材料は、例えば、樹脂である。
The
実施形態3に係る電子機器9では、平面導体5のスリット部53の長手方向及び配線導体6の長手方向が筐体94の長手方向D4に沿うように、アンテナ装置1が筐体94に設けられている。
In the electronic device 9 according to the third embodiment, the
(2)効果
実施形態3に係る電子機器9では、アンテナ装置1において、基材2の第1主面21にコイル導体3が設けられており、かつ、基材2の第2主面22に平面導体5が設けられている。さらに、コイル導体3と第1端子電極41(パターン導体)を電気的に接続させる配線導体6が平面導体5のスリット部53に設けられている。これにより、アンテナ装置1を小型にすることができる。
(2) Effect In the electronic device 9 according to the third embodiment, in the
また、実施形態3に係る電子機器9では、アンテナ装置1において、基材2に対してコイル導体3の反対側に平面導体5が設けられており、かつ、平面導体5の導体開口52とコイル導体3のコイル開口31との少なくとも一部同士が重なる。これにより、平面導体5をブースタとして機能させることができるので、コイル導体3を小さくしても良好なアンテナ特性を得ることができる。
Further, in the electronic device 9 according to the third embodiment, in the
(3)変形例
実施形態3の変形例として、電子機器9では、平面導体5のスリット部53の長手方向及び配線導体6の長手方向が筐体94の短手方向D5に沿うように、アンテナ装置1が筐体94に設けられていてもよい。
(3) Modification Example As a modification of the third embodiment, in the electronic device 9, the antenna is provided so that the longitudinal direction of the
実施形態3の他の変形例として、アンテナ装置1は、基材2の第1主面21の平面視において、つまり、筐体94の長手方向D4と短手方向D5との両方と直交する方向からの平面視において、バッテリ93と重なるように設けられてもよい。つまり、アンテナ装置1は、長手方向D4と短手方向D5との両方と直交する方向からの平面視で、バッテリ93のバッテリケース931と重なるように設けられている。
As another modification of the third embodiment, the
電子機器9は、実施形態1に係るアンテナ装置1に代えて、実施形態1の変形例1〜3の各々に係るアンテナ装置1(図5〜図7参照)、又は、実施形態1の他の変形例に係るアンテナ装置1を備えてもよい。あるいは、電子機器9は、アンテナ装置1に代えて、実施形態2に係るアンテナ装置1a(図8A参照)、又は、実施形態2の変形例に係るアンテナ装置1aを備えてもよい。
The electronic device 9 replaces the
上記の各変形例に係る電子機器9においても、実施形態3に係る電子機器9と同様の効果を奏する。 The electronic device 9 according to each of the above modifications also has the same effect as the electronic device 9 according to the third embodiment.
以上説明した実施形態及び変形例は、本発明の様々な実施形態及び変形例の一部に過ぎない。また、実施形態及び変形例は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。 The embodiments and modifications described above are only a part of various embodiments and modifications of the present invention. Further, the embodiments and modifications can be variously changed according to the design and the like as long as the object of the present invention can be achieved.
(態様)
以上説明した実施形態及び変形例より以下の態様が開示されている。
(Aspect)
The following aspects are disclosed from the embodiments and modifications described above.
第1の態様に係るアンテナ装置(1;1a)は、基材(2;2a)と、コイル導体(3;3a)と、パターン導体(第1端子電極41;41a)と、平面導体(5;5a)と、配線導体(6;6a)と、非導体領域(54;54a)とを備える。基材(2;2a)は、第1主面(21;21a)及び第2主面(22;22a)を有する。コイル導体(3;3a)は、第1主面(21;21a)に設けられており、コイル開口(31;31a)を有する。パターン導体は、第1主面(21;21a)において、コイル導体(3;3a)と不連続に設けられている。平面導体(5;5a)は、第2主面(22;22a)に設けられている。配線導体(6;6a)は、第2主面(22;22a)に設けられている。非導体領域(54;54a)は、第2主面(22)において、平面導体(5;5a)の外縁に連続し、平面導体(5;5a)の内縁に囲まれることで定義される。非導体領域(54;54a)とコイル導体(3;3a)のコイル開口(31;31a)とは、少なくとも一部同士が重なる。第1主面(21;21a)の平面視で、配線導体(6;6a)は、非導体領域(54;54a)に設けられている。コイル導体(3;3a)は、配線導体(6;6a)を介して、パターン導体と導通する。
The antenna device (1; 1a) according to the first aspect includes a base material (2; 2a), a coil conductor (3; 3a), a pattern conductor (first
第1の態様に係るアンテナ装置(1;1a)によれば、アンテナ装置(1;1a)を小型にすることができる。また、第1の態様に係るアンテナ装置(1;1a)によれば、平面導体(5;5a)をブースタとして機能させることができるので、コイル導体(3;3a)を小さくしても、良好なアンテナ特性を得ることができる。 According to the antenna device (1; 1a) according to the first aspect, the antenna device (1; 1a) can be miniaturized. Further, according to the antenna device (1; 1a) according to the first aspect, since the flat conductor (5; 5a) can function as a booster, it is good even if the coil conductor (3; 3a) is made smaller. Can obtain various antenna characteristics.
第2の態様に係るアンテナ装置(1)は、第1の態様において、第1接続導体(81)及び第2接続導体(82)を更に備える。第1接続導体(81)及び第2接続導体(82)は、基材(2)を貫通する。コイル導体(3)と配線導体(6)とは、第1接続導体(81)で接続されている。パターン導体(第1端子電極41)と配線導体(6)とは、第2接続導体(82)で接続されている。第1主面(21)の平面視で、第1接続導体(81)は、コイル導体(3)の最外周よりも内側に位置する。第1主面(21)の平面視で、第2接続導体(82)は、コイル導体(3)の最外周よりも外側に位置する。 The antenna device (1) according to the second aspect further includes a first connecting conductor (81) and a second connecting conductor (82) in the first aspect. The first connecting conductor (81) and the second connecting conductor (82) penetrate the base material (2). The coil conductor (3) and the wiring conductor (6) are connected by a first connecting conductor (81). The pattern conductor (first terminal electrode 41) and the wiring conductor (6) are connected by a second connecting conductor (82). In a plan view of the first main surface (21), the first connecting conductor (81) is located inside the outermost circumference of the coil conductor (3). In a plan view of the first main surface (21), the second connecting conductor (82) is located outside the outermost circumference of the coil conductor (3).
第3の態様に係るアンテナ装置(1a)は、第1の態様において、第1接続導体(81a)及び第2接続導体(82a)を更に備える。第1接続導体(81a)及び第2接続導体(82a)は、基材(2a)を貫通する。コイル導体(3a)と配線導体(6a)とは、第1接続導体(81a)で接続されている。パターン導体(第1端子電極41a)と配線導体(6a)とは、第2接続導体(82a)で接続されている。第1主面(21a)の平面視で、第1接続導体(81a)は、コイル導体(3a)の最外周よりも内側に位置する。第1主面(21a)の平面視で、第2接続導体(82a)は、コイル導体(3a)の最外周よりも外側に位置する。
The antenna device (1a) according to the third aspect further includes a first connecting conductor (81a) and a second connecting conductor (82a) in the first aspect. The first connecting conductor (81a) and the second connecting conductor (82a) penetrate the base material (2a). The coil conductor (3a) and the wiring conductor (6a) are connected by a first connecting conductor (81a). The pattern conductor (first
第3の態様に係るアンテナ装置(1a)によれば、コイル導体(3a)だけでなく平面導体(5a)の内周側にも電流を流すことができるので、コイル導体(3a)の巻き数を増やすことなく、磁束を大きくすることができる。その結果、アンテナ特性を更に向上させることができる。 According to the antenna device (1a) according to the third aspect, the current can flow not only to the coil conductor (3a) but also to the inner peripheral side of the flat conductor (5a), so that the number of turns of the coil conductor (3a) The magnetic flux can be increased without increasing the amount. As a result, the antenna characteristics can be further improved.
第4の態様に係るアンテナ装置(1;1a)では、第1〜3の態様のいずれか1つにおいて、第1主面(21;21a)の平面視で、コイル導体(3;3a)は、平面導体(5;5a)と重なる。コイル導体(3;3a)の最内周と平面導体(5;5a)の内縁との間の距離は、コイル導体(3;3a)の最外周と平面導体(5;5a)の外縁との間の距離よりも短い。 In the antenna device (1; 1a) according to the fourth aspect, in any one of the first to third aspects, the coil conductor (3; 3a) is a plan view of the first main surface (21; 21a). , Overlaps the planar conductor (5; 5a). The distance between the innermost circumference of the coil conductor (3; 3a) and the inner edge of the planar conductor (5; 5a) is the distance between the outermost circumference of the coil conductor (3; 3a) and the outer edge of the planar conductor (5; 5a). Shorter than the distance between.
第5の態様に係るアンテナ装置(1;1a)では、第4の態様において、第1主面(21;21a)の平面視で、コイル導体(3;3a)の最内周は、平面導体(5;5a)の内縁と一致する。 In the antenna device (1; 1a) according to the fifth aspect, in the fourth aspect, in the plan view of the first main surface (21; 21a), the innermost circumference of the coil conductor (3; 3a) is a flat conductor. Consistent with the inner edge of (5; 5a).
第6の態様に係るアンテナ装置(1;1a)は、第1〜5の態様のいずれか1つにおいて、第1端子電極(41;41a)をパターン導体として備え、第2端子電極(42;42a)を更に備える。第1端子電極(41;41a)は、第1主面(21;21a)に設けられており、コイル導体(3;3a)の内周側の第1端(32;32a)に電気的に接続されている。第2端子電極(42;42a)は、第1主面(21;21a)に設けられており、コイル導体(3;3a)の外周側の第2端(33;33a)に電気的に接続されている。 The antenna device (1; 1a) according to the sixth aspect includes the first terminal electrode (41; 41a) as a pattern conductor in any one of the first to fifth aspects, and the second terminal electrode (42; 42a) is further provided. The first terminal electrode (41; 41a) is provided on the first main surface (21; 21a) and is electrically connected to the first end (32; 32a) on the inner peripheral side of the coil conductor (3; 3a). It is connected. The second terminal electrode (42; 42a) is provided on the first main surface (21; 21a) and is electrically connected to the second end (33; 33a) on the outer peripheral side of the coil conductor (3; 3a). Has been done.
第7の態様に係るアンテナ装置(1;1a)は、第1〜6の態様のいずれか1つにおいて、磁性体(7)を更に備える。磁性体(7)は、第1主面(21;21a)の平面視で、少なくともコイル導体(3;3a)と重なる。 The antenna device (1; 1a) according to the seventh aspect further includes a magnetic material (7) in any one of the first to sixth aspects. The magnetic material (7) overlaps at least the coil conductor (3; 3a) in a plan view of the first main surface (21; 21a).
第7の態様に係るアンテナ装置(1;1a)によれば、磁性体(7)を小さくすることができるので、アンテナ特性を維持しつつ、アンテナ装置(1;1a)の製造コストを低減させることができる。 According to the antenna device (1; 1a) according to the seventh aspect, the magnetic material (7) can be made smaller, so that the manufacturing cost of the antenna device (1; 1a) can be reduced while maintaining the antenna characteristics. be able to.
第8の態様に係るアンテナ装置(1;1a)は、第7の態様において、第1端子電極(41;41a)をパターン導体として備え、第2端子電極(42;42a)を更に備える。第1端子電極(41;41a)は、第1主面(21;21a)に設けられており、コイル導体(3;3a)の内周側の第1端(32;32a)に電気的に接続されている。第2端子電極(42;42a)は、第1主面(21;21a)に設けられており、コイル導体(3;3a)の外周側の第2端(33;33a)に電気的に接続されている。第1主面(21;21a)の平面視で、第1端子電極(41;41a)及び第2端子電極(42;42a)は、磁性体(7)と重ならない。 In the seventh aspect, the antenna device (1; 1a) according to the eighth aspect includes a first terminal electrode (41; 41a) as a pattern conductor, and further includes a second terminal electrode (42; 42a). The first terminal electrode (41; 41a) is provided on the first main surface (21; 21a) and is electrically connected to the first end (32; 32a) on the inner peripheral side of the coil conductor (3; 3a). It is connected. The second terminal electrode (42; 42a) is provided on the first main surface (21; 21a) and is electrically connected to the second end (33; 33a) on the outer peripheral side of the coil conductor (3; 3a). Has been done. In a plan view of the first main surface (21; 21a), the first terminal electrode (41; 41a) and the second terminal electrode (42; 42a) do not overlap with the magnetic material (7).
第9の態様に係るアンテナ装置(1;1a)では、第7又は8の態様において、非導体領域(54;54a)は、導体開口(52;52a)を有する。導体開口(52;52a)は、平面導体(5;5a)の内縁で囲まれている。コイル開口(31;31a)、導体開口(52;52a)、及び磁性体(7)は、全て矩形状である。 In the antenna device (1; 1a) according to the ninth aspect, in the seventh or eighth aspect, the non-conductor region (54; 54a) has a conductor opening (52; 52a). The conductor opening (52; 52a) is surrounded by the inner edge of the planar conductor (5; 5a). The coil opening (31; 31a), the conductor opening (52; 52a), and the magnetic material (7) are all rectangular.
第9の態様に係るアンテナ装置(1;1a)によれば、磁性体(7)について同一形状に大量生産が可能であるので、アンテナ特性を維持しつつ、アンテナ装置(1;1a)の製造コストを低減させることができる。 According to the antenna device (1; 1a) according to the ninth aspect, since the magnetic material (7) can be mass-produced in the same shape, the antenna device (1; 1a) can be manufactured while maintaining the antenna characteristics. The cost can be reduced.
第10の態様に係るアンテナ装置(1;1a)では、第1〜9の態様のいずれか1つにおいて、配線導体(6;6a)及び平面導体(5;5a)は、互いに離隔するように、一度に基材(2;2a)に形成されている。 In the antenna device (1; 1a) according to the tenth aspect, in any one of the first to ninth aspects, the wiring conductor (6; 6a) and the planar conductor (5; 5a) are separated from each other. , Are formed on the substrate (2; 2a) at once.
第10の態様に係るアンテナ装置(1;1a)によれば、配線導体(6;6a)及び平面導体(5;5a)を容易に設けることができる。 According to the antenna device (1; 1a) according to the tenth aspect, the wiring conductor (6; 6a) and the flat conductor (5; 5a) can be easily provided.
第11の態様に係る電子機器(9)は、アンテナ装置(1;1a)と、筐体(94)とを備える。筐体(94)には、アンテナ装置(1;1a)が設けられている。アンテナ装置(1;1a)は、基材(2;2a)と、コイル導体(3;3a)と、パターン導体(第1端子電極41;41a)と、平面導体(5;5a)と、配線導体(6;6a)と、非導体領域(54;54a)とを備える。基材(2;2a)は、第1主面(21;21a)及び第2主面(22;22a)を有する。コイル導体(3;3a)は、第1主面(21;21a)に設けられており、コイル開口(31;31a)を有する。パターン導体は、第1主面(21;21a)において、コイル導体(3;3a)と不連続に設けられている。平面導体(5;5a)は、第2主面(22;22a)に設けられている。配線導体(6;6a)は、第2主面(22;22a)に設けられている。非導体領域(54;54a)は、第2主面(22;22a)において、平面導体(5;5a)の外縁に連続し、平面導体(5;5a)の内縁に囲まれることで定義される。非導体領域(54;54a)とコイル導体(3;3a)のコイル開口(31;31a)とは、少なくとも一部同士が重なる。第1主面(21;21a)の平面視で、配線導体(6;6a)は、非導体領域(54;54a)に設けられている。コイル導体(3;3a)は、配線導体(6;6a)を介して、パターン導体と導通する。
The electronic device (9) according to the eleventh aspect includes an antenna device (1; 1a) and a housing (94). The housing (94) is provided with an antenna device (1; 1a). The antenna device (1; 1a) includes a base material (2; 2a), a coil conductor (3; 3a), a pattern conductor (first
第11の態様に係る電子機器(9)によれば、アンテナ装置(1;1a)を小型にすることができる。また、第11の態様に係る電子機器(9)によれば、平面導体(5;5a)をブースタとして機能させることができるので、コイル導体(3;3a)を小さくしても良好なアンテナ特性を得ることができる。 According to the electronic device (9) according to the eleventh aspect, the antenna device (1; 1a) can be miniaturized. Further, according to the electronic device (9) according to the eleventh aspect, since the flat conductor (5; 5a) can function as a booster, good antenna characteristics can be obtained even if the coil conductor (3; 3a) is made smaller. Can be obtained.
1,1a アンテナ装置
2,2a 基材
21,21a 第1主面
22,22a 第2主面
3,3a コイル導体
31,31a コイル開口
32,32a 第1端
33,33a 第2端
41,41a 第1端子電極(パターン導体)
42,42a 第2端子電極
5,5a 平面導体
52,52a 導体開口
54,54a 非導体領域
6,6a 配線導体
7 磁性体
81,81a 第1接続導体
82,82a 第2接続導体
9 電子機器
94 筐体
1,
42, 42a 2nd
Claims (11)
前記第1主面に設けられており、コイル開口を有するコイル導体と、
前記第1主面において前記コイル導体と不連続に設けられているパターン導体と、
前記第2主面に設けられている平面導体と、
前記第2主面に設けられている配線導体と、
前記第2主面において、前記平面導体の外縁に連続し、前記平面導体の内縁に囲まれることで定義される非導体領域と、を備え、
前記非導体領域と前記コイル導体の前記コイル開口とは、少なくとも一部同士が重なり、
前記第1主面の平面視で、前記配線導体は、前記非導体領域に設けられており、
前記コイル導体は、前記配線導体を介して、前記パターン導体と導通する、
アンテナ装置。 A base material having a first main surface and a second main surface,
A coil conductor provided on the first main surface and having a coil opening,
A pattern conductor provided discontinuously with the coil conductor on the first main surface,
The flat conductor provided on the second main surface and
The wiring conductor provided on the second main surface and
The second main surface comprises a non-conductor region that is continuous with the outer edge of the planar conductor and is defined by being surrounded by the inner edge of the planar conductor.
At least a part of the non-conductor region and the coil opening of the coil conductor overlap each other.
In a plan view of the first main surface, the wiring conductor is provided in the non-conductor region.
The coil conductor conducts with the pattern conductor via the wiring conductor.
Antenna device.
前記コイル導体と前記配線導体とは、前記第1接続導体で接続されており、
前記パターン導体と前記配線導体とは、前記第2接続導体で接続されており、
前記第1主面の平面視で、前記第1接続導体は、前記コイル導体の最外周よりも内側に位置し、
前記第1主面の平面視で、前記第2接続導体は、前記コイル導体の最外周よりも外側に位置する、
請求項1に記載のアンテナ装置。 Further provided with a first connecting conductor and a second connecting conductor penetrating the base material,
The coil conductor and the wiring conductor are connected by the first connecting conductor.
The pattern conductor and the wiring conductor are connected by the second connecting conductor.
In a plan view of the first main surface, the first connecting conductor is located inside the outermost circumference of the coil conductor.
In a plan view of the first main surface, the second connecting conductor is located outside the outermost circumference of the coil conductor.
The antenna device according to claim 1.
前記第1主面の平面視で、前記第1接続導体は、前記コイル導体の最外周よりも内側に位置し、
前記第1主面の平面視で、前記第2接続導体は、前記コイル導体の最外周よりも外側に位置し、
前記コイル導体と前記平面導体の前記内縁とは、前記第1接続導体で接続されており、
前記配線導体は、前記平面導体の前記内縁に接続されており、
前記パターン導体と前記配線導体とは、前記第2接続導体で接続されている、
請求項1に記載のアンテナ装置。 Further provided with a first connecting conductor and a second connecting conductor penetrating the base material,
In a plan view of the first main surface, the first connecting conductor is located inside the outermost circumference of the coil conductor.
In a plan view of the first main surface, the second connecting conductor is located outside the outermost circumference of the coil conductor.
The coil conductor and the inner edge of the flat conductor are connected by the first connecting conductor.
The wiring conductor is connected to the inner edge of the flat conductor.
The pattern conductor and the wiring conductor are connected by the second connecting conductor.
The antenna device according to claim 1.
前記コイル導体の最内周と前記平面導体の前記内縁との間の距離は、前記コイル導体の最外周と前記平面導体の前記外縁との間の距離よりも短い、
請求項1〜3のいずれか1項に記載のアンテナ装置。 In the plan view of the first main surface, the coil conductor overlaps with the plane conductor,
The distance between the innermost circumference of the coil conductor and the inner edge of the plane conductor is shorter than the distance between the outermost circumference of the coil conductor and the outer edge of the plane conductor.
The antenna device according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載のアンテナ装置。 In a plan view of the first main surface, the innermost circumference of the coil conductor coincides with the inner edge of the plane conductor.
The antenna device according to claim 4.
前記第1主面に設けられており、前記コイル導体の外周側の第2端に電気的に接続されている第2端子電極を更に備える、
請求項1〜5のいずれか1項に記載のアンテナ装置。 A first terminal electrode provided on the first main surface and electrically connected to the first end on the inner peripheral side of the coil conductor is provided as the pattern conductor.
A second terminal electrode provided on the first main surface and electrically connected to the second end on the outer peripheral side of the coil conductor is further provided.
The antenna device according to any one of claims 1 to 5.
請求項1〜6のいずれか1項に記載のアンテナ装置。 A magnetic material that at least overlaps with the coil conductor in a plan view of the first main surface is further provided.
The antenna device according to any one of claims 1 to 6.
前記第1主面に設けられており、前記コイル導体の外周側の第2端に電気的に接続されている第2端子電極を更に備え、
前記第1主面の平面視で、前記第1端子電極及び前記第2端子電極は、前記磁性体と重ならない、
請求項7に記載のアンテナ装置。 A first terminal electrode provided on the first main surface and electrically connected to the first end on the inner peripheral side of the coil conductor is provided as the pattern conductor.
A second terminal electrode provided on the first main surface and electrically connected to the second end on the outer peripheral side of the coil conductor is further provided.
In a plan view of the first main surface, the first terminal electrode and the second terminal electrode do not overlap with the magnetic material.
The antenna device according to claim 7.
前記コイル開口、前記導体開口、及び前記磁性体は、全て矩形状である、
請求項7又は8に記載のアンテナ装置。 The non-conductor region has a conductor opening surrounded by the inner edge of the planar conductor.
The coil opening, the conductor opening, and the magnetic material are all rectangular.
The antenna device according to claim 7 or 8.
請求項1〜9のいずれか1項に記載のアンテナ装置。 The wiring conductor and the plane conductor are formed on the base material at a time so as to be separated from each other.
The antenna device according to any one of claims 1 to 9.
前記アンテナ装置が設けられている筐体と、を備え、
前記アンテナ装置は、
第1主面及び第2主面を有する基材と、
前記第1主面に設けられており、コイル開口を有するコイル導体と、
前記第1主面において前記コイル導体と不連続に設けられているパターン導体と、
前記第2主面に設けられている平面導体と、
前記第2主面に設けられている配線導体と、
前記第2主面において、前記平面導体の外縁に連続し、前記平面導体の内縁に囲まれることで定義される非導体領域と、を備え、
前記非導体領域と前記コイル導体の前記コイル開口とは、少なくとも一部同士が重なり、
前記第1主面の平面視で、前記配線導体は、前記非導体領域に設けられており、
前記コイル導体は、前記配線導体を介して、前記パターン導体と導通する、
電子機器。 Antenna device and
With a housing provided with the antenna device,
The antenna device is
A base material having a first main surface and a second main surface,
A coil conductor provided on the first main surface and having a coil opening,
A pattern conductor provided discontinuously with the coil conductor on the first main surface,
The flat conductor provided on the second main surface and
The wiring conductor provided on the second main surface and
The second main surface comprises a non-conductor region that is continuous with the outer edge of the planar conductor and is defined by being surrounded by the inner edge of the planar conductor.
At least a part of the non-conductor region and the coil opening of the coil conductor overlap each other.
In a plan view of the first main surface, the wiring conductor is provided in the non-conductor region.
The coil conductor conducts with the pattern conductor via the wiring conductor.
Electronics.
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