JP2021044628A - アンテナ装置及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】全体の厚さを厚くせずに集磁効果を得る。【解決手段】アンテナ装置1において、コイル導体3は、第1コイル導体部31及び第2コイル導体部32を有する。磁性体4は、第1主面41及び第2主面42を有する。第1コイル導体部31は、磁性体4に対して第1主面41側に設けられている。第2コイル導体部32は、磁性体4に対して第2主面42側に設けられている。第1コイル導体部31及び第2コイル導体部32は、第1主面41の平面視で、磁性体4と重なっている。第2コイル導体部32は、第1主面41の平面視で、第1コイル導体部31と重なっていない。導電部材5は、第1導体開口52を有する。第2コイル導体部32は、第1主面41の平面視で、第1導体開口52と重なっている。第1コイル導体部31は、第1主面41の平面視で、導電部材5と重なっていない。【選択図】図1

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、コイル導体と磁性体と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。
従来、コイル導体及び磁性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)。
特許文献1に記載されたアンテナ装置は、コイル導体と、磁性体と、金属部材とを備える。コイルアンテナは、第1コイル導体部と、第2コイル導体部とを有する。磁性体は、第1主面及び第2主面を有する。第1コイル導体部は、磁性体の第1主面側に設けられており、第2コイル導体部は、磁性体の第2主面側に設けられている。金属部材は、開口及びスリットを有し、磁性体の平面視で、コイルアンテナ及び磁性体と重なっている。
国際公開第2013/115017号
特許文献1に記載された従来のアンテナ装置では、金属部材によって集磁効果を得ることができるものの、金属部材がコイルアンテナ及び磁性体と重なっているため、金属部材の厚さだけアンテナ装置が厚くなるという問題があった。
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、全体の厚さを厚くせずに集磁効果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。
本発明の一態様に係るアンテナ装置は、コイル導体と、磁性体と、面状の導電部材とを備える。前記コイル導体は、第1コイル導体部及び第2コイル導体部を有する。前記磁性体は、第1主面及び第2主面を有する。前記第1コイル導体部は、前記磁性体に対して前記第1主面側に設けられている。前記第2コイル導体部は、前記磁性体に対して前記第2主面側に設けられている。前記第1コイル導体部及び前記第2コイル導体部は、前記第1主面の平面視で、前記磁性体と重なっている。前記第2コイル導体部は、前記第1主面の平面視で、前記第1コイル導体部と重なっていない。前記導電部材は、第1導体開口を有する。前記第2コイル導体部は、前記第1主面の平面視で、前記第1導体開口と重なっている。前記第1コイル導体部は、前記第1主面の平面視で、前記導電部材と重なっていない。
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。前記筐体は、前記アンテナ装置を収容する。前記アンテナ装置は、コイル導体と、磁性体と、面状の導電部材とを備える。前記コイル導体は、第1コイル導体部及び第2コイル導体部を有する。前記磁性体は、第1主面及び第2主面を有する。前記第1コイル導体部は、前記磁性体に対して前記第1主面側に設けられている。前記第2コイル導体部は、前記磁性体に対して前記第2主面側に設けられている。前記第1コイル導体部及び前記第2コイル導体部は、前記第1主面の平面視で、前記磁性体と重なっている。前記第2コイル導体部は、前記第1主面の平面視で、前記第1コイル導体部と重なっていない。前記導電部材は、第1導体開口を有する。前記第2コイル導体部は、前記第1主面の平面視で、前記第1導体開口と重なっている。前記第1コイル導体部は、前記第1主面の平面視で、前記導電部材と重なっていない。
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、アンテナ装置全体の厚さを厚くせずに導電部材による集磁効果を得ることができる。
図1Aは、実施形態1に係るアンテナ装置の平面図である。図1Bは、同上のアンテナ装置における図1AのX1−X1線断面図である。 図2Aは、同上のアンテナ装置の動作を示す概略図である。図2Bは、比較例のアンテナ装置の動作を示す概略図である。 図3Aは、実施形態2に係るアンテナ装置の正面図である。図3Bは、同上のアンテナ装置の背面図である。 図4は、実施形態2の変形例に係るアンテナ装置の正面図である。 図5Aは、実施形態3に係るアンテナ装置の正面図である。図5Bは、同上のアンテナ装置の背面図である。 図6Aは、実施形態4に係るアンテナ装置の正面図である。図6Bは、同上のアンテナ装置の背面図である。 図7は、同上のアンテナ装置の導電部材の正面図である。 図8Aは、実施形態5に係るアンテナ装置の正面図である。図8Bは、実施形態5の変形例に係るアンテナ装置の正面図である。 図9は、実施形態6に係る電子機器の概略図である。 図10Aは、実施形態6の変形例1に係る電子機器の要部の平面図である。図10Bは、実施形態6の変形例2に係る電子機器の要部の平面図である。 図11は、実施形態6の変形例3に係る電子機器の要部の断面図である。
以下、実施形態1〜4に係るアンテナ装置及び実施形態5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は、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
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。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。
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。
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。
(実施形態1)
(1)アンテナ装置の構成
実施形態1に係るアンテナ装置1の構成について、図面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、図1A及び図1Bに示すように、第1絶縁基材2と、コイル導体3と、磁性体4と、導電部材5とを備える。
アンテナ装置1は、例えば、スマートフォン等の携帯端末、スマートウォッチ等のウェアラブル端末、ヘッドフォン、又は補聴器の近接無線通信用の「アンテナ装置」として用いられる。
(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。
(2.1)第1絶縁基材
第1絶縁基材2は、図1A及び図1Bに示すように、例えばシート状であり、可撓性を有する。第1絶縁基材2は、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、第1絶縁基材2の厚さ方向(第1方向D1)において、互いに対向する。
第1絶縁基材2には、コイル導体3が設けられている。第1絶縁基材2における外周縁と内周縁との間の幅は、コイル導体3が設けられるのに十分な大きさである。つまり、第1絶縁基材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。
第1絶縁基材2の材料は、例えば、樹脂等の電気絶縁材料である。第1絶縁基材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。
(2.2)コイル導体
コイル導体3は、図1A及び図1Bに示すように、矩形状であり、第1絶縁基材2に設けられている。より詳細には、コイル導体3は、第1方向D1(第1絶縁基材2の厚さ方向)に沿った軸の周りにスパイラル状に、第1絶縁基材2の第1主面21に設けられている。図1Aの例では、コイル導体3は、3回巻かれている状態で第1絶縁基材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。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第1絶縁基材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が第1絶縁基材2の第1主面21に設けられる。なお、コイル導体3の全部が第1絶縁基材2の第1主面21に設けられていることに限定されず、コイル導体3の一部又は全部が第1絶縁基材2の第2主面22に設けられていてもよい。
コイル導体3は、第1コイル導体部31と、第2コイル導体部32と、複数(図示例では2つ)の第3コイル導体部33とを有する。コイル導体3で囲まれている領域をコイル開口34と定義する。磁性体4の第1主面41の平面視(第1方向D1からの平面視)で、第1コイル導体部31及び第2コイル導体部32は、互いに重なっていない。
第1コイル導体部31は、複数(図示例では3つ)の第1線状導体を有する。第2コイル導体部32は、複数(図示例では3つ)の第2線状導体を有する。各第3コイル導体部33は、複数(図示例では3つ)の第3線状導体を有する。各第3コイル導体部33は、第1コイル導体部31と第2コイル導体部32との間に設けられている。第1コイル導体部31と第2コイル導体部32とは、第3コイル導体部33を介して一体に設けられている。そして、第1コイル導体部31と第2コイル導体部32と複数の第3コイル導体部33は、互いに連続することで、スパイラル状に巻かれているように形成されている。つまり、第1コイル導体部31の第1線状導体と第2コイル導体部32の第2線状導体とが第3線状導体を介して順番につながっている。
第1コイル導体部31は、磁性体4に対して第1主面41側に設けられている。ここで「第1主面41側に設けられている」とは、第2主面42より第1主面41に近接している配置関係を示す。言い換えると、第1コイル導体部31は、第1方向D1において、磁性体4の第2主面42より第1主面41に近接して配置されている。つまり、第2主面42、第1主面41、及び第1コイル導体部31は、第1方向D1において、この順に並んでいる。
第2コイル導体部32は、磁性体4に対して第2主面42側に設けられている。ここで「第2主面42側に設けられている」とは、第1主面41より第2主面42に近接している配置関係を示す。言い換えると、第2コイル導体部32は、第1方向D1において、磁性体4の第1主面41より第2主面42に近接して配置されている。つまり、第1主面41、第2主面42、及び第2コイル導体部32は、第1方向D1において、この順に並んでいる。
磁性体4の第1主面41の平面視(第1方向D1からの平面視)で、第2コイル導体部32は、第2方向D2において、第1コイル導体部31と並んで配置されている。ここで、第2方向D2は、第1方向D1と直交し、かつ、第1コイル導体部31と第2コイル導体部32とが並んでいる方向である。
実施形態1のコイル導体3では、第1コイル導体部31の線幅は、第2コイル導体部32の線幅と同じである。第3コイル導体部33の線幅は、第1コイル導体部31の線幅及び第2コイル導体部32の線幅よりも細い。
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か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か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。
(2.3)保護層
図示しない保護層は、第1絶縁基材2に設けられたコイル導体3を覆い、外力などから第1絶縁基材2及びコイル導体3を保護する。保護層は、シート状に形成されている。第1方向D1からの平面視において、保護層の平面形状は、第1絶縁基材2と略同じ形状である。保護層は、図示しない接着層を介して第1絶縁基材2の第1主面21に貼付されている。
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。
(2.4)磁性体
磁性体4は、図1A及び図1Bに示すように、矩形の板状又は矩形のシート状であり、第1主面41及び第2主面42を有する。第1主面41及び第2主面42は、第1方向D1(磁性体4の厚さ方向)において、互いに対面する。磁性体4は、第1絶縁基材2、保護層(図示せず)及び導電部材5よりも高い透磁率を有する。
磁性体4の材料は、フェライト等の強磁性材料である。磁性体4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4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。
また、磁性体4の表面には、保護層を設けたり、第1絶縁基材などの他の部材に固定するための粘着層を設けたりすることが一般的であるが、本願においては図示を省略する。
(2.5)導電部材
図1A及び図1Bに示す導電部材5は、可撓性を有する面状の部材である。導電部材5は、第1導体開口52を有する。本明細書において、第1導体開口52は、導電部材5の外縁に接していない開口をいう。
導電部材5は、例えば長方形状である。導電部材5では、第1方向D1の寸法に対する第2方向D2の寸法の寸法比が1よりも大きく、かつ、第1方向D1の寸法に対する第3方向D3の寸法の寸法比が1よりも大きい。つまり、導電部材5は、第1方向D1の寸法よりも第2方向D2の寸法及び第3方向D3の寸法の方が長い平面導体である。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。
導電部材5は、磁性体4に対して第2主面42側に設けられている。導電部材5の少なくとも一部が磁性体4の第2主面42と対向する。より詳細には、導電部材5は、主面51を有し、第1方向D1において主面51がコイル導体3及び磁性体4と対向するように配置されている。言い換えると、導電部材5は、導電部材5の主面51の平面視で、少なくとも一部がコイル導体3及び磁性体4と重なるように配置されている。より詳細には、導電部材5は、第1方向D1において、磁性体4に対して磁性体4の第2主面42側に配置されている。言い換えると、導電部材5は、第1方向D1において、磁性体4の第1主面41よりも第2主面42に近接して配置されている。主面51は長方形状の平面である。
導電部材5の一部は、磁性体4の第1主面41の平面視で、磁性体4と重なっており、かつ、コイル導体3で囲まれているコイル開口34と重なっている。また、導電部材5は、磁性体4の第1主面41の平面視で、コイル導体3と重なっている。言い換えると、導電部材5は、磁性体4の第1主面41の平面視で、第1コイル導体部31及び第2コイル導体部32の両方と重なっている。実施形態1では、導電部材5は、磁性体4の第1主面41の平面視で、コイル導体3の一部、コイル開口34の一部、及び磁性体4の一部と重なっている。
上記より、磁束φ1(図2A参照)が、導電部材5を避けて磁性体4を通りやすくすることができ、さらに、コイル導体3で囲まれているコイル開口34を通りやすくすることができる。これにより、結合係数を大きくすることができる。
導電部材5の材料は、例えば、金属等の導体である。導電部材5の材料の例としては、アルミニウム、銅、グラファイトシートなどが挙げられる。なお、導電部材5は、第1絶縁基材2とは異なる第2絶縁基材に、金属等の面状導体が設けられていてもよい。面状導体の材料の例としては、アルミニウム、銅が挙げられる。
なお、導電部材5において、コイル導体3及び磁性体4と対向する主面51が完全な平面であることに限定されない。ここでは、導電部材5の第1方向D1における寸法(導電部材5の厚さ)又は第2方向D2における寸法に比べて小さい凹凸があっても、平面といえる。また、主面51の全てが平面であることに限定されない。すなわち、主面51は、少なくとも一部において、平面であってもよい。なお、導電部材5は、曲面を有する面状導体であってもよい。
また、導電部材5により、他の部材等で発生した熱を放熱させることができる。例えばアンテナ装置1のサイズが小さくなっても、十分な放熱作用を有する。
(2.6)コイル導体、磁性体及び導電部材の配置関係
コイル導体3において、第1コイル導体部31及び第2コイル導体部32は、磁性体4の第1主面41の平面視(第1方向D1からの平面視)で、磁性体4と重なっている。
また、第2コイル導体部32は、磁性体4の第1主面41の平面視で、第1コイル導体部31と重なっていない位置にある。言い換えると、第1コイル導体部31を構成する複数の第1導体部分、及び第2コイル導体部32を構成する複数の第2導体部分は、磁性体4の第1主面41の平面視で、互いに重なっていない。
さらに、第2コイル導体部32は、磁性体4の第1主面41の平面視で、導電部材5の第1導体開口52と重なっている。一方、第1コイル導体部31は、磁性体4の第1主面41の平面視で、導電部材5と重なっていない。
要するに、磁性体4の第1主面41の平面視において、コイル導体3と磁性体4とが重なる部分には、導電部材5が配置されていない。
(2.7)アンテナ装置の通信面
アンテナ装置1は、磁性体4の第1主面41側を主な通信面とする。ここで「主な通信面」とは通信相手と通信する際に、相手側アンテナ装置の相手側コイル導体に主に近接させる面である。つまり、アンテナ装置1は、磁性体4の第2主面42に近接する通信相手よりも、第1主面41に近接する通信相手と通信を行うことを主とする。一方、磁性体4の第2主面42は、第1主面41に比べて、導電部材5に近接する。
(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2A及び図2B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の相手側コイル導体がコイル導体3と対向する場合におけるアンテナ装置1の動作について説明する。
相手側アンテナ装置では、相手側コイル導体に電流が流れると、磁束が発生する。より詳細には、相手側コイル導体に電流が流れると、相手側コイル導体で囲まれているコイル開口を通る磁束が発生する。
図2Aに示すように、実施形態1に係るアンテナ装置1では、相手側アンテナ装置からの磁束のうち、コイル導体3の外側において導電部材5に近づいてきた磁束φ1は、導電部材5を避けるため、第2方向D2に沿って、磁性体4の内部を通る。そして、磁性体4の内部を通った磁束φ1は、コイル導体3で囲まれているコイル開口34を通る。
上記より、導電部材5で集磁した磁束φ1が磁性体4の内部を通り、さらに、コイル開口34を通って、コイル導体3と鎖交する。その結果、結合係数を大きくすることができ、通信特性を高めることができる。
一方、図2Bに示すように、比較例のアンテナ装置8では、相手側アンテナ装置からの磁束のうち、コイル導体81の外側において導電部材83に近づいてきた磁束φ2は、導電部材83を避けるが、導電部材83がコイル開口811と重なっていないため、磁束φ2の一部は、磁性体82の内部を通らず、磁性体82と導電部材83との間を通る。
上記より、導電部材5による集磁効果はあるものの、磁束φ2の一部は、コイル開口811を通らないため、コイル導体3と鎖交しない。このため、通信特性を高めることが難しい。
したがって、実施形態1に係るアンテナ装置1の方が比較例のアンテナ装置8よりも、結合係数を大きくすることができるので、通信特性を向上させることができる。
(4)効果
実施形態1に係るアンテナ装置1では、導電部材5が、磁性体4の第1主面41の平面視で、導電部材5の一部が、コイル導体3で囲まれているコイル開口34と重なっている。これにより、磁束φ1の経路を導電部材5で変えて、磁束φ1が磁性体4を通りやすくすることができ、さらに、磁束φ1がコイル開口34を通るようにすることができる。その結果、導電部材5による集磁効果を高めることができる。
さらに、実施形態1に係るアンテナ装置1では、第2コイル導体部32が、磁性体4の平面視で、磁性体4及び導電部材5の第1導体開口52と重なっており、かつ、第1コイル導体部31が、磁性体4の平面視で、導電部材5と重なっていない。これにより、導電部材5の厚さを磁性体4よりも薄くすることによってアンテナ装置1全体の厚さが厚くなることを低減できる。
上記より、実施形態1に係るアンテナ装置1によれば、アンテナ装置1全体の厚さを厚くせずに、導電部材5による集磁効果を得ることができる。
実施形態1に係るアンテナ装置1では、第1絶縁基材2が可撓性を有する。これにより、アンテナ装置1を例えば電子機器6の筐体61(図9参照)に沿って貼りやすくなるので、アンテナ装置1を全体的に薄くすることができる。
実施形態1に係るアンテナ装置1では、コイル導体3が第1絶縁基材2に設けられている。これにより、アンテナ装置1を例えば電子機器6の筐体61(図9参照)に沿って貼りやすくなるので、アンテナ装置1を全体的に薄くすることができる。
(5)変形例
以下、実施形態1の変形例について説明する。
実施形態1の変形例として、第1絶縁基材2は、単一の基材であることに限定されず、複数の基材の組合せであってもよい。
上記の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。
(実施形態2)
実施形態2に係るアンテナ装置1aは、図3A及び図3Bに示すように、コイル導体3aにおいて、第1コイル導体部31aの線幅δ12と第2コイル導体部32aの線幅δ22とが異なる点で、実施形態1に係るアンテナ装置1(図1A及び図1B参照)と相違する。
(1)構成
アンテナ装置1aは、図3A及び図3Bに示すように、第1絶縁基材2aと、コイル導体3aと、磁性体4aと、導電部材5aとを備える。第1絶縁基材2aは、形状が異なるが、実施形態1の第1絶縁基材2と同様の構造及び機能を有する。なお、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。
コイル導体3aは、図3A及び図3Bに示すように、第1コイル導体部31aと、第2コイル導体部32aと、複数(図示例では2つ)の第3コイル導体部33aとを有する。なお、コイル導体3aに関し、実施形態1のコイル導体3(図1A参照)と同様の構成及び機能については説明を省略する。
第1コイル導体部31aの線幅δ12は、第2コイル導体部32aの線幅δ22よりも太い。図3A及び図3Bの例では、第2方向D2において、第1コイル導体部31aの線幅δ12は、第2コイル導体部32aの線幅δ22よりも太い。これにより、アンテナ装置1aの通信特性を更に向上させることができる。一方、第3コイル導体部33aの線幅は、第1コイル導体部31aの線幅δ12よりも細い。なお、第3コイル導体部33aの線幅は、第2コイル導体部32aの線幅δ22と同じ又は細い。
磁性体4aは、図3A及び図3Bに示すように、T字状である。磁性体4aのうち、第1コイル導体部31aと重なっている部分の方が、第2コイル導体部32aと重なっている部分よりも大きい。
導電部材5aは、実施形態1の導電部材5と同様、図3A及び図3Bに示すように、第1導体開口52aを有する。導電部材5aは、第2方向D2及び第3方向の両方において、コイル導体3a及び磁性体4aよりも大きい。
(2)効果
実施形態2に係るアンテナ装置1aでは、第1コイル導体部31aの線幅δ12が第2コイル導体部32aの線幅δ22よりも太い。これにより、アンテナ特性を向上させることができ、かつ、アンテナ装置1aをより小型にすることができる。
(3)変形例
実施形態2の変形例として、アンテナ装置1aは、図4に示すような磁性体4aを備えてもよい。磁性体4aのうちの第2コイル導体部32a側の部分が導電部材5aと重なっている。
上記の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。
(実施形態3)
実施形態3に係るアンテナ装置1bは、図5A及び図5Bに示すような導電部材5bを備える点で、実施形態2に係るアンテナ装置1a(図3A及び図3B参照)と相違する。
(1)構成
アンテナ装置1bは、図5A及び図5Bに示すように、第1絶縁基材2bと、コイル導体3bと、磁性体4bと、導電部材5bとを備える。第1絶縁基材2bは、実施形態2の第1絶縁基材2aと同様である。コイル導体3bは、実施形態2のコイル導体3aと同様である。磁性体4bは、実施形態2の磁性体4aと同様である。
導電部材5bは、図5A及び図5Bに示すように、枠状である。つまり、導電部材5bは、大きな開口である第1導体開口52bを有する。本明細書において、「導電部材5bが枠状である」とは、導電部材5が、導電部材5bの外縁で囲まれた領域の面積の半分以上が開口である形状であることをいう。言い換えると、第1導体開口52bの面積が、導電部材5の外線で囲まれた領域の面積の2分の1以上である。なお、導電部材5bに関し、実施形態2の導電部材5a(図3A及び図3B参照)と同様の構成及び機能については説明を省略する。
(2)効果
実施形態3に係るアンテナ装置1bでは、導電部材5bが枠状である。これにより、アンテナ装置1bの配置の自由度を高めることができる。
(実施形態4)
実施形態4に係るアンテナ装置1cは、図6A及び図6Bに示すような導電部材5cを備える点で、実施形態2に係るアンテナ装置1a(図3A及び図3B参照)と相違する。
(1)構成
アンテナ装置1cは、図6A及び図6Bに示すように、第1絶縁基材2cと、コイル導体3cと、磁性体4cと、導電部材5cとを備える。第1絶縁基材2cは、実施形態2の第1絶縁基材2aと同様である。コイル導体3cは、実施形態2のコイル導体3aと同様であり、第1コイル導体部31cと、第2コイル導体部32cと、複数(図示例では2つ)の第3コイル導体部33cとを有する。磁性体4cは、実施形態2の磁性体4aと同様である。
導電部材5cは、図7に示すように、切欠き部54を有する。言い換えれば、導電部材5cは凹型の形状をしている。なお、導電部材5cに関し、実施形態2の導電部材5a(図3A及び図3B参照)と同様の構成及び機能については説明を省略する。
第1コイル導体部31cの少なくとも一部は、図6A及び図6Bに示すように、磁性体4cの第1主面41cの平面視で、切欠き部54と重なっている。図7に示すように、導電部材5cのうちのコイル導体3cが配置されている側の縁部において、コイル導体3c及び磁性体4cが配置されている部分の縁部571よりも上記部分の両端部分の縁部572が第2方向D2に突出している。
(2)効果
実施形態4に係るアンテナ装置1cでは、導電部材5cが切欠き部54を有する。第1コイル導体部31cの少なくとも一部が、磁性体4cの第1主面41c平面視で、切欠き部54と重なっている。これにより、集磁効果をより高めることができ、かつ、高い性能を得ることができる。
(実施形態5)
実施形態5に係るアンテナ装置1dは、図8Aに示すような導電部材5dを備える点で、実施形態1に係るアンテナ装置1(図1A参照)と相違する。
(1)構成
アンテナ装置1dは、図8Aに示すように、第1絶縁基材2dと、コイル導体3dと、磁性体4dと、導電部材5dとを備える。なお、アンテナ装置1d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。
導電部材5dは、図8Aに示すように、第1導体開口52dとは異なる第2導体開口53を有する。なお、導電部材5dに関し、実施形態1の導電部材5(図1A参照)と同様の構成及び機能については説明を省略する。
(2)効果
実施形態5に係るアンテナ装置1dでは、導電部材5dが、第1導体開口52dとは異なる第2導体開口53を更に有する。これにより、アンテナ装置1dの配置の自由度を高めることができる。
(3)変形例
実施形態5の変形例として、アンテナ装置1eは、図8Bに示すような導電部材5eを備えてもよい。
アンテナ装置1eは、図8Bに示すように、第1絶縁基材2eと、コイル導体3eと、磁性体4eと、導電部材5eとを備える。なお、アンテナ装置1eに関し、実施形態2に係るアンテナ装置1a(図3A参照)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。
導電部材5eは、図8Bに示すように、第1導体開口52eと共に、第2導体開口53eを有する。なお、導電部材5eに関し、実施形態2の導電部材5a(図3A参照)と同様の構成及び機能については説明を省略する。
上記の変形例に係るアンテナ装置1eでは、第2導体開口53eが第1導体開口52eよりも大きい。また、第2導体開口53eがコイル導体3eよりも大きい。これにより、導電部材5cの平面視において、第2導体開口53eへの他の部品の配置の自由度を高めることができる。その結果、アンテナ装置1eの配置の自由度を更に高めることができる。
(実施形態6)
実施形態6では、実施形態5に係るアンテナ装置1dが用いられた電子機器6について、図9を参照して説明する。
(1)構成
電子機器6は、図9に示すように、アンテナ装置1dと、筐体61と、制御部62と、プリント配線板63と、バッテリ64とを備える。なお、実施形態6に係るアンテナ装置1dに関し、実施形態5に係るアンテナ装置1d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。
電子機器6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9は、電子機器6として、スマートフォンを示す。
筐体61は、直方体状であり、アンテナ装置1dと制御部62とプリント配線板63とバッテリ64とを収容する。制御部62は、プリント配線板63の表面に実装された複数の回路素子65で構成されており、アンテナ装置1dを制御する。バッテリ64は、電子機器6を駆動するための電源である。
実施形態6に係る電子機器6では、第1コイル導体部31と第2コイル導体部32とが並んでいる第2方向D2が筐体61の短手方向D42に沿うように、アンテナ装置1dが筐体61内に配置されている。
アンテナ装置1dは、筐体61の厚さ方向からの平面視で、コイル導体3d及び磁性体4dがプリント配線板63と重なるように、筐体61に設けられている。コイル導体3d及び磁性体4dは、例えば接着剤等により、筐体61の内面に貼付されている。なお、アンテナ装置1dは、電子機器6の筐体61のうちのバックカバーに取り付けられてもよいし、筐体61内の電子機器6の内部の機構部品に取り付けられたりしてもよい。
実施形態6では、筐体61の厚さ方向において、筐体61に相手側アンテナ装置が近接すると、アンテナ装置1dと相手側アンテナ装置とで通信を行われる。
(2)効果
実施形態6に係る電子機器6によれば、実施形態1と同様、アンテナ装置1dにおいて、アンテナ装置1d全体の厚さを厚くせずに、導電部材5dによる集磁効果を得ることができる。
(3)変形例
実施形態6の変形例として、電子機器6は、アンテナ装置1dに代えて、実施形態1〜4及び実施形態1〜4の変形例に係るアンテナ装置1,1a〜1cのいずれかを備えてもよい。
図10Aは、実施形態6の変形例として、実施形態5の変形例に係るアンテナ装置1eが電子機器6に用いられた場合を示す。
導電部材5eは、第1導体開口52eとは異なる第2導体開口53eを更に有する。第2導体開口53eは、筐体61に収容されている部品(カメラ66)と重なっている。
本明細書において、「第2導体開口53eと重なる部品」の例としては、光を通す必要がある部品、高さの高い部品が挙げられる。「光を通す必要がある部品」の例としては、カメラ、光源(例えばLED)が挙げられる。「高さの高い部品」とは、例えば当該部品がプリント配線板に設けられている場合、プリント配線板63から当該部品の先端までの高さがプリント配線板63から第2導体開口53eまでの高さより高い部品をいう。また、「高さの高い部品」とは、例えば当該部品が筐体61に設けられている場合、筐体61から当該部品の先端までの高さが筐体61から第2導体開口53eまでの高さより高い部品をいう。なお、部品がプリント配線板63に設けられていない場合であっても、プリント配線板63から当該部品の先端までの高さがプリント配線板63から第2導体開口53eまでの高さより高ければ、当該部品は「高さの高い部品」に該当する。
上記変形例に係る電子機器6では、導電部材5eが、第1導体開口52eとは異なる第2導体開口53eを更に有し、第2導体開口53eが、筐体61に収容されている部品(カメラ66)と重なっている。これにより、アンテナ装置1eの配置の自由度を高めることができる。
また、図10Bに示すように、第2導体開口53eが指紋センサ67と重なっていてもよい。この場合であっても、アンテナ装置1eの配置の自由度を高めることができる。
なお、電子機器6において、図11に示すような状態で、アンテナ装置1fが筐体61に取り付けられている。図11に示すアンテナ装置1fでは、第1絶縁基材2fは可撓性を有する。導電部材5fは、第2絶縁基材55と、面状導体56とを含む。第2絶縁基材55は、可撓性を有する。面状導体56は、第2絶縁基材55に設けられている。第1コイル導体部31f及び第2コイル導体部32fは、第1絶縁基材2fに設けられている。コイル導体3f及び導電部材5fは、それぞれ接着剤7を介して筐体61の内面側に貼付されている。これにより、アンテナ装置1fの配置の自由度を高めることができる。
実施形態6の他の変形例として、コイル導体3dの第1コイル導体部と第2コイル導体部とが並んでいる第2方向D2が筐体61の長手方向D41に沿うように、アンテナ装置1dが筐体61内に配置されていてもよい。
アンテナ装置1dは、筐体61の厚さ方向からの平面視で、コイル導体3d及び磁性体4dがバッテリ64と重なるように、筐体61に設けられていてもよい。より詳細には、コイル導体3d及び磁性体4dは、筐体61の内面のうちバッテリ64と対向する部分に設けられている。
上記の各変形例に係る電子機器6においても、実施形態6に係る電子機器6と同様の効果を奏する。
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。
(態様)
本明細書には、以下の態様が開示されている。
第1の態様に係るアンテナ装置(1;1a〜1f)は、コイル導体(3;3a〜3f)と、磁性体(4;4a〜4f)と、面状の導電部材(5;5a〜5f)とを備える。コイル導体(3;3a〜3f)は、第1コイル導体部(31;31a;31c;31f)及び第2コイル導体部(32;32a;32c;32f)を有する。磁性体(4;4a〜4f)は、第1主面(41;41c)及び第2主面(42)を有する。第1コイル導体部(31;31a;31c;31f)は、磁性体(4;4a〜4f)に対して第1主面(41;41c)側に設けられている。第2コイル導体部(32;32a;32c;32f)は、磁性体(4;4a〜4f)に対して第2主面(42)側に設けられている。第1コイル導体部(31;31a;31c;31f)及び第2コイル導体部(32;32a;32c;32f)は、第1主面(41;41c)の平面視で、磁性体(4;4a〜4f)と重なっている。第2コイル導体部(32;32a;32c;32f)は、第1主面(41;41c)の平面視で、第1コイル導体部(31;31a;31c;31f)と重なっていない。導電部材(5;5a〜5f)は、第1導体開口(52;52a〜52f)を有する。第2コイル導体部(32;32a;32c;32f)は、第1主面(41;41c)の平面視で、第1導体開口(52;52a〜52f)と重なっている。第1コイル導体部(31;31a;31c;31f)は、第1主面(41;41c)の平面視で、導電部材(5;5a〜5f)と重なっていない。
第1の態様に係るアンテナ装置(1;1a〜1f)によれば、磁束(φ1)の経路を導電部材(5;5a〜5f)で変えて、磁束(φ1)が磁性体(4;4a〜4f)を通りやすくすることができ、さらに、磁束(φ1)がコイル開口(34)を通るようにすることができる。その結果、導電部材(5;5a〜5f)による集磁効果を高めることができる。
さらに、第1の態様に係るアンテナ装置(1;1a〜1f)によれば、導電部材(5;5a〜5f)の厚さを磁性体(4;4a〜4f)よりも薄くすることによってアンテナ装置(1;1a〜1f)全体の厚さが厚くなることを低減できる。
上記より、第1の態様に係るアンテナ装置(1;1a〜1f)によれば、アンテナ装置(1;1a〜1f)全体の厚さを厚くせずに、導電部材(5;5a〜5f)による集磁効果を得ることができる。
第2の態様に係るアンテナ装置(1;1a〜1f)は、第1の態様において、第1絶縁基材(2;2a〜2f)を更に備える。第1絶縁基材(2;2a〜2f)は、可撓性を有する。コイル導体(3;3a〜3f)は、第1絶縁基材(2;2a〜2f)に設けられている。
第2の態様に係るアンテナ装置(1;1a〜1f)によれば、アンテナ装置(1;1a〜1f)を例えば筐体(61)に沿って貼りやすくなるので、アンテナ装置(1;1a〜1f)を全体的に薄くすることができる。
第3の態様に係るアンテナ装置(1;1a〜1f)では、第1又は2の態様において、導電部材(5;5a〜5f)は、第2絶縁基材(55)と、面状導体(56)とを含む。第2絶縁基材(55)は、可撓性を有する。面状導体(56)は、第2絶縁基材(55)に設けられている。
第3の態様に係るアンテナ装置(1;1a〜1f)によれば、アンテナ装置(1;1a〜1f)を例えば筐体に沿って貼りやすくなるので、アンテナ装置(1;1a〜1f)を全体的に薄くすることができる。
第4の態様に係るアンテナ装置(1a〜1c;1e)では、第1〜3の態様のいずれか1つにおいて、第1コイル導体部(31a;31c)の線幅(δ12)は、第2コイル導体部(32a;32c;)の線幅(δ22)よりも太い。
第4の態様に係るアンテナ装置(1a〜1c;1e)によれば、アンテナ特性を向上させることができ、かつ、アンテナ装置(1a〜1c;1e)をより小型にすることができる。
第5の態様に係るアンテナ装置(1d;1e)では、第1〜4の態様のいずれか1つにおいて、導電部材(5d;5e)は、第2導体開口(53;53e)を更に有する。第2導体開口(53;53e)は、第1導体開口(52d;52e)とは異なる。
第5の態様に係るアンテナ装置(1d;1e)によれば、アンテナ装置(1d;1e)の配置の自由度を高めることができる。
第6の態様に係るアンテナ装置(1b)では、第1〜4の態様のいずれか1つにおいて、導電部材(5b)は、枠状である。
第6の態様に係るアンテナ装置(1b)によれば、アンテナ装置(1b)の配置の自由度を高めることができる。
第7の態様に係るアンテナ装置(1c)では、第1〜6の態様のいずれか1つにおいて、導電部材(5c)は、切欠き部(54)を有する。第1コイル導体部(31c)は、磁性体(4c)の第1主面(41c)の平面視で、切欠き部(54)と重なっている。
第7の態様に係るアンテナ装置(1c)によれば、集磁効果をより高めることができ、かつ、高い性能を得ることができる。
第8の態様に係る電子機器(6)は、アンテナ装置(1;1a〜1f)と、筐体(61)とを備える。筐体(61)は、アンテナ装置(1;1a〜1f)を収容する。アンテナ装置(1;1a〜1f)は、コイル導体(3;3a〜3f)と、磁性体(4;4a〜4f)と、面状の導電部材(5;5a〜5f)とを備える。コイル導体(3;3a〜3f)は、第1コイル導体部(31;31a;31c;31f)及び第2コイル導体部(32;32a;32c;32f)を有する。磁性体(4;4a〜4f)は、第1主面(41;41c)及び第2主面(42)を有する。第1コイル導体部(31;31a;31c;31f)は、磁性体(4;4a〜4f)に対して第1主面(41;41c)側に設けられている。第2コイル導体部(32;32a;32c;32f)は、磁性体(4;4a〜4f)に対して第2主面(42)側に設けられている。第1コイル導体部(31;31a;31c;31f)及び第2コイル導体部(32;32a;32c;32f)は、第1主面(41;41c)の平面視で、磁性体(4;4a〜4f)と重なっている。第2コイル導体部(32;32a;32c;32f)は、第1主面(41;41c)の平面視で、第1コイル導体部(31;31a;31c;31f)と重なっていない。導電部材(5;5a〜5f)は、第1導体開口(52;52a〜52f)を有する。第2コイル導体部(32;32a;32c;32f)は、第1主面(41;41c)の平面視で、第1導体開口(52;52a〜52f)と重なっている。第1コイル導体部(31;31a;31c;31f)は、第1主面(41;41c)の平面視で、導電部材(5;5a〜5f)と重なっていない。
第8の態様に係る電子機器(6)によれば、アンテナ装置(1;1a〜1f)において、磁束(φ1)の経路を導電部材(5;5a〜5f)で変えて、磁束(φ1)が磁性体(4;4a〜4f)を通りやすくすることができ、さらに、磁束(φ1)がコイル開口(34)を通るようにすることができる。その結果、導電部材(5;5a〜5f)による集磁効果を高めることができる。
さらに、第8の態様に係る電子機器(6)によれば、アンテナ装置(1;1a〜1f)において、導電部材(5;5a〜5f)の厚さを磁性体(4;4a〜4f)よりも薄くすることによってアンテナ装置(1;1a〜1f)全体の厚さが厚くなることを低減できる。
上記より、第8の態様に係る電子機器(6)によれば、アンテナ装置(1;1a〜1f)全体の厚さを厚くせずに、導電部材(5;5a〜5f)による集磁効果を得ることができる。
第9の態様に係る電子機器(6)では、第8の態様において、導電部材(5a〜5e)は、第2導体開口(53;53e)を更に有する。第2導体開口(53;53e)は、第1導体開口(52a〜52e)とは異なる。第2導体開口(53;53e)は、筐体(61)に収容されている部品と重なっている。
第9の態様に係る電子機器(6)によれば、アンテナ装置(1d;1e)の配置の自由度を高めることができる。
第10の態様に係る電子機器(6)では、第8又は9の態様において、アンテナ装置(1;1a〜1f)は、第1絶縁基材(2;2a〜2f)を更に有する。第1絶縁基材(2;2a〜2f)は、可撓性を有する。導電部材(5;5a〜5f)は、第2絶縁基材(55)と、面状導体(56)とを含む。第2絶縁基材(55)は、可撓性を有する。面状導体(56)は、第2絶縁基材(55)に設けられている。第1コイル導体部(31;31a;31c;31f)及び第2コイル導体部(32;32a;32c;32f)は、第1絶縁基材(2;2a〜2f)に設けられている。第1絶縁基材(2;2a〜2f)及び導電部材(5;5a〜5f)は、それぞれ接着剤(7)を介して筐体(61)の内面側に貼付されている。
第10の態様に係る電子機器(6)によれば、アンテナ装置(1;1a〜1f)の配置の自由度を高めることができる。
1,1a〜1f アンテナ装置
2,2a〜2f 第1絶縁基材
3,3a〜3f コイル導体
31,31a,31c,31f 第1コイル導体部
32,32a,32c,32f 第2コイル導体部
4,4a〜4f 磁性体
41,41c 第1主面
42 第2主面
5,5a〜5f 導電部材
52,52a〜52f 第1導体開口
53,53e 第2導体開口
54 切欠き部
55 第2絶縁基材
56 面状導体
6電子機器
61 筐体
δ11,δ12 線幅
δ21,δ22 線幅

Claims (10)

  1. 第1コイル導体部及び第2コイル導体部を有するコイル導体と、
    第1主面及び第2主面を有する磁性体と、
    面状の導電部材と、を備え、
    前記第1コイル導体部は、前記磁性体に対して前記第1主面側に設けられており、
    前記第2コイル導体部は、前記磁性体に対して前記第2主面側に設けられており、
    前記第1コイル導体部及び前記第2コイル導体部は、前記第1主面の平面視で、前記磁性体と重なっており、
    前記第2コイル導体部は、前記第1主面の平面視で、前記第1コイル導体部と重なっておらず、
    前記導電部材は、第1導体開口を有し、
    前記第2コイル導体部は、前記第1主面の平面視で、前記第1導体開口と重なっており、
    前記第1コイル導体部は、前記第1主面の平面視で、前記導電部材と重なっていない、
    アンテナ装置。
  2. 可撓性を有する第1絶縁基材を更に備え、
    前記コイル導体は、前記第1絶縁基材に設けられている、
    請求項1に記載のアンテナ装置。
  3. 前記導電部材は、
    可撓性を有する第2絶縁基材と、
    前記第2絶縁基材に設けられている面状導体と、を含む、
    請求項1又は2に記載のアンテナ装置。
  4. 前記第1コイル導体部の線幅は、前記第2コイル導体部の線幅よりも太い、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
  5. 前記導電部材は、前記第1導体開口とは異なる第2導体開口を更に有する、
    請求項1〜4のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
  6. 前記導電部材は、枠状である、
    請求項1〜4のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
  7. 前記導電部材は、切欠き部を有し、
    前記第1コイル導体部は、前記磁性体の前記第1主面の平面視で、前記切欠き部と重なっている、
    請求項1〜6のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
  8. アンテナ装置と、
    前記アンテナ装置を収容する筐体と、を備え、
    前記アンテナ装置は、
    第1コイル導体部及び第2コイル導体部を有するコイル導体と、
    第1主面及び第2主面を有する磁性体と、
    面状の導電部材と、を備え、
    前記第1コイル導体部は、前記磁性体に対して前記第1主面側に設けられており、
    前記第2コイル導体部は、前記磁性体に対して前記第2主面側に設けられており、
    前記第1コイル導体部及び前記第2コイル導体部は、前記第1主面の平面視で、前記磁性体と重なっており、
    前記第2コイル導体部は、前記第1主面の平面視で、前記第1コイル導体部と重なっておらず、
    前記導電部材は、第1導体開口を有し、
    前記第2コイル導体部は、前記第1主面の平面視で、前記第1導体開口と重なっており、
    前記第1コイル導体部は、前記第1主面の平面視で、前記導電部材と重なっていない、
    電子機器。
  9. 前記導電部材は、前記第1導体開口とは異なる第2導体開口を更に有し、
    前記第2導体開口は、前記筐体に収容されている部品と重なっている、
    請求項8に記載の電子機器。
  10. 前記アンテナ装置は、可撓性を有する第1絶縁基材を更に備え、
    前記導電部材は、
    可撓性を有する第2絶縁基材と、
    前記第2絶縁基材に設けられている面状導体と、を含み、
    前記第1コイル導体部及び前記第2コイル導体部は、前記第1絶縁基材に設けられており、
    前記第1絶縁基材及び前記導電部材は、それぞれ接着剤を介して前記筐体の内面側に貼付されている、
    請求項8又は9に記載の電子機器。
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