JP4930601B2 - 磁性体アンテナおよびアンテナ装置 - Google Patents

Description

この発明は、外部機器と電磁界信号を介して通信するＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システム等に用いられる磁性体アンテナおよびアンテナ装置に関するものである。

近年、利用が拡大しているＲＦＩＤシステムにおいては、携帯電話等の携帯電子機器とリーダ・ライタの各々に情報通信用のアンテナを搭載し、互いにデータを交信している。このうち携帯電子機器に搭載されるアンテナには特に、高性能、低価格、小型化の要請が強く、これらを実現しようとするものとして、磁性体コアを備えた磁性体アンテナが特許文献１に開示されている。

図１は特許文献１に示されている磁性体アンテナの斜視図である。このアンテナ１０は、磁芯部材（磁性体コア）１２と、一連の第１導体（コイル導体）１３により渦巻き部１３ａが一方の主面に形成された単一の電気絶縁フィルム（フレキシブル基板）１４とを備える。電気絶縁フィルム１４の他方の主面には第２導体１５が形成されていて、この第２導体１５の端部と第１導体１３の端部とがＩＣチップ１６に接続されている。
特許第３７７２７７８号公報

ところが、図１に示される構成では、フレキシブル基板の折り曲げ部に形成されているコイル導体が磁性体コアの端面に近接するので、コイル導体の近傍で閉じる磁束の影響により自己インダクタンスが過多となりやすい。そのため、一定の自己インダクタンス値の制約下でアンテナを実現する際、コイルの巻き数が少なくなったり、アンテナの感度が低下したりする問題がある。また、コイル導体の一部が磁性体の磁束透過面の一部を塞いでアンテナの開口が小さくなるため、通信可能な距離が短くなる、といった問題があった。

そこで、この発明の目的は、必要な巻回数を確保でき、磁性体コアの磁束透過面付近のアンテナの開口を広げて磁束の放射効率を高め、高感度な磁性体アンテナおよびアンテナ装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、この発明の基板実装型アンテナ装置は次のように構成する。
（１）コイル導体が形成されたフレキシブル基板と磁性体コアとを備えた磁性体アンテナにおいて、
前記フレキシブル基板は、巻回中心部を導体開口部（導体非巻回部）とする渦巻き状のコイル導体が形成され、前記コイル導体の開口部を通る線に沿って折り曲げられ、
前記磁性体コアは、前記磁性体コアの端面が前記フレキシブル基板の折り曲げ部に対向する状態で配置され、且つ前記磁性体コアの端面のうち前記フレキシブル基板の折り曲げ部を通る前記コイル導体に対面する部分に、前記コイル導体から離間する切欠形状部が設けられていて、
前記切欠形状部は、前記磁性体コアが前記導体開口部に向かって幅が狭くなるように設けられていることを特徴とする。

この構成により、フレキシブル基板の折り曲げ部に形成されているコイル導体が磁性体コアの端面から、切欠部で離間するので、コイル導体の近傍で閉じる磁束の影響を受けにくくなり、自己インダクタンスが過多とならない。そのため、必要な巻回数のコイル導体が形成でき、アンテナの感度を高められる。また、コイル導体の一部が磁性体の磁束透過面の一部を塞がないのでアンテナの開口が実質的に大きくなり、磁束の放射効率が高まり、通信可能な距離が延びる。

（２）コイル導体が形成されたフレキシブル基板と磁性体コアとを備えた磁性体アンテナにおいて、
前記フレキシブル基板は、巻回中心部を導体開口部とする渦巻き状のコイル導体が形成され、前記コイル導体の開口部を通る線に沿って折り曲げられ、
前記磁性体コアは、前記磁性体コアの一部が、前記フレキシブル基板の折り曲げ部に形成された孔を通る状態で配置され、且つ前記フレキシブル基板の折り曲げ部を通る前記コイル導体に対面する部分に、前記コイル導体から離間する切欠形状部が設けられていて、
前記切欠形状部は、前記磁性体コアが前記導体開口部に向かって幅が狭くなるように設けられていることを特徴とする。

この構成により、フレキシブル基板の折り曲げ部に形成された孔を通る部分で、コイル導体が磁性体コアから切欠部で離間するので、コイル導体の近傍で閉じる磁束の影響を受けにくくなり、自己インダクタンスが過多とならない。そのため、（１）と同様に必要な巻回数のコイル導体が形成でき、アンテナの感度を高められる。また、コイル導体の一部が磁性体の磁束透過面の一部を塞がないのでアンテナの開口が実質的に大きくなり、磁束の放射効率が高まり、通信可能な距離が延びる。

（３）前記切欠形状部は、例えば前記導体開口部に向かって先細りのテーパー状とする。
この構成により、先細り部分に磁束が集中してコイル導体の開口部に集中して磁束が透過し易くなり、すなわち集磁効率が高まり、アンテナの感度がより高まる。

（４）前記切欠形状部は、前記フレキシブル基板の折り曲げ部に対して垂直方向に延びるコイル導体部の略全長に沿って形成してもよい。
（５）前記切欠形状部の一部または全部に、前記磁性体コアより透磁率の低い低透磁率部材を設けてもよい。
この構成により、フレキシブル基板がコ字状に折り曲げられている場合に、コイル導体の対向する部分間の間隔変動が少なくなり、インダクタンス値およびコイル導体間容量の変動が小さくなって、安定した特性が得られる。

（６）前記低透磁率部材は、例えば樹脂または樹脂と磁性体粉との混合材であり、前記低透磁率部材と前記磁性体コアとは一体的にモールド成形されていてもよい。
これにより、磁性体コアとフレキシブル基板との組み立て作業の工数が削減され、製造コストが削減できる。

（７）前記フレキシブル基板の折り曲げにより前記コイル導体同士が対向する位置に誘電体部材を配置してもよい。
これにより、フレキシブル基板の面方向のコイル導体間、またはフレキシブル基板の面内で対向するコイル導体間に生じる容量が誘電体部材で設定され、アンテナのインピーダンスおよび共振周波数を所定値に設定できる。

（８）前記フレキシブル基板は、前記フレキシブル基板の側面から見てＺ字状に折り曲げてもよい。
これにより、磁性体コアを薄型化したとき、非磁性体部分の上下の導体が対向しないので、その対向間隔の変動などによる特性変動も生じない。

（９）前記コイル導体は単一の前記フレキシブル基板の２箇所に分割形成されていて、前記磁性体コアにより前記２つのコイル導体の開口部を最短距離で貫通する磁束により発生する電流が同相となる向きに前記２つのコイル導体同士が接続されていてもよい。

この構成により、２つのコイル導体の電磁誘導が加算されるので、また、コイル導体の開口部が狭くならずに実効的なコイル巻回数を増すことができるので、アンテナ感度が向上する。

（１０）前記コイル導体は単一の前記フレキシブル基板の２箇所に分割形成されていて、前記磁性体コアにより前記２つのコイル導体の開口部を内外方向に貫通する磁束により発生する電流が同相となる向きに前記２つのコイル導体同士が接続されていてもよい。

この構成により、電気機器へ搭載した状態で、アンテナの内外方向に磁束が透過する状態で２つのコイル導体の電磁誘導が加算されるので、また、コイル導体の開口部が狭くならずにアンテナ全体の実効的なコイル巻回数を増すことができるので、アンテナ感度が向上する。

（１１）また、この発明のアンテナ装置は、以上のいずれかに記載の磁性体アンテナと、前記磁性体アンテナに近接する、面方向に広がる導体を有する板材（例えば基板・ＬＣＤシールド板）と、を備えて構成する。

これにより、磁性体コア部分およびコイル導体の開口部を透過する磁束密度が高まり、高感度なアンテナ装置が構成できる。

この発明によれば、自己インダクタンスが過多とならずに、必要な巻回数のコイル導体が形成でき、アンテナの感度を高められる。また、コイル導体の一部が磁性体の磁束透過面の一部を塞がないのでアンテナの開口が実質的に大きくなり、磁束の放射効率が高まり、通信可能な距離が延びる。

特許文献１に示されている磁性体アンテナの斜視図である。 第１の実施形態に係る磁性体アンテナの構成を示す図である。 第１の実施形態に係る磁性体アンテナと、その比較例の磁性体アンテナにおける磁束の分布を示す概念図である。 第２の実施形態に係る磁性体アンテナの斜視図および三面図である。 第３の実施形態に係る磁性体アンテナの斜視図およびそれに用いるフレキシブル基板の展開平面図である。 第４の実施形態に係る４つの磁性体アンテナの斜視図である。 第４の実施形態に係る１つの磁性体アンテナと、その比較例の磁性体アンテナにおける磁束の分布を示す概念図である。 第５の実施形態に係る４つの磁性体アンテナの斜視図である。 第６の実施形態に係る２つの磁性体アンテナの斜視図である。 第７の実施形態に係る磁性体アンテナの斜視図である。 第８の実施形態に係る磁性体アンテナの構成を示す図である。 第９の実施形態に係る磁性体アンテナの部分斜視図およびそれに用いるフレキシブル基板の展開平面図である。 同磁性体アンテナの斜視図である。 第１０の実施形態に係る磁性体アンテナの構成を示す図である。 同磁性体アンテナの別の構成を示す図である。 第１１の実施形態に係る二つの磁性体アンテナの斜視図である。 第１２の実施形態に係る磁性体アンテナの構成を示す斜視図である。 第１３の実施形態に係る磁性体アンテナの構成を示す斜視図である。

符号の説明

２２−磁性体コア
２２ａ〜２２ｄ−切欠形状部
２２ｈ，２２ｉ，２２ｋ，２２ｍ−切欠形状部
２２ｅ−突出部
２２ｆ、２２ｇ、２２ｊ−磁性体コアツバ部
２３−フレキシブル基板
２３ａ−折り返し部
２３Ｗ−孔
２４−コイル導体
２４ｃ，２４ｂ−コイル導体接続部
２５−低透磁率部材
２６−誘電体部材
３１−基板
３２−筺体
３３−形状保持材
１０１〜１０３，１１１〜１１４，１２１〜１２４，１３１，１３２，１４１，１５１，１６１〜１６３，１７１，１７２，１８１，１８２−磁性体アンテナ
２０１−アンテナ装置
ＣＷ−導体開口部
ＣＣ−フレキシブル基板の折り曲げ部のコイル導体部

《第１の実施形態》
図２は第１の実施形態に係る磁性体アンテナの構成を示す図であり、（Ａ）は磁性体アンテナ１０１の斜視図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）はこの磁性体アンテナで用いるフレキシブル基板の展開平面図である。

図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、磁性体アンテナ１０１は、コイル導体２４を形成したフレキシブル基板２３と磁性体コア２２とを備えている。フレキシブル基板２３には渦巻状のコイル導体（電極）２４を形成していて、コイル導体２４の巻回中心部を導体開口部ＣＷとして形成している。すなわち、この導体開口部ＣＷを取り囲むように渦巻状のコイル導体２４を形成している。

図２（Ｃ）において二点鎖線は、このフレキシブル基板２３の折り曲げ箇所を示している。図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、磁性体コア２２に対して、フレキシブル基板２３を二点鎖線に沿って折り曲げるとともに、このフレキシブル基板２３で磁性体コア２２の三面を包むように配置している。

磁性体コア２２は、フレキシブル基板２３の折り曲げ部のコイル導体部ＣＣに対面する部分に切欠形状部２２ａ，２２ｂを設けている。そのため、フレキシブル基板２３の折り曲げ部のコイル導体部ＣＣと、それに対面する磁性体コア２２の部分とは離間している。そのため、コイル導体の近傍で閉じる磁束密度が小さくなり、自己インダクタンスが過多とならない。そのため、必要な巻回数のコイル導体２４が形成でき、アンテナの感度を高められる。また、コイル導体２４の一部が磁性体コア２２の磁束透過面の一部を塞がないので、アンテナの開口が実質的に大きくなり、磁束の放射効率が高まり、通信可能な距離が延びる。

なお、フレキシブル基板２３の折り曲げ部のコイル導体部ＣＣの全体に亘って切欠形状部２２ａ，２２ｂが形成されていなくても、図２（Ａ）に示したように折り曲げ部のコイル導体部ＣＣに対面する部分の一部に切欠形状部を形成してもよい。その場合でも、作用効果は小さくなるがアンテナの実質的な開口拡大効果を奏する。

この図２（Ｃ）に示したコイル導体２４の両端部にはコイル導体接続部２４ａ，２４ｂを形成していて、このコイル導体接続部２４ａ，２４ｂが実装先の回路基板上の電極に導通するように磁性体アンテナ１０１を実装する。上記回路基板に形成された導体（グランドパターン）と磁性体アンテナ１０１とによってアンテナ装置が構成されることになる。この構成により、回路基板上の導体に沿って透過する磁束の密度の高い位置に磁性体アンテナが位置することになるので、磁性体アンテナ単体の場合より高いアンテナ利得が得られる。

上記回路基板以外にも、例えば液晶表示パネルの裏面に配置されるシールド板に磁性体アンテナを配置して、このシールド板と磁性体アンテナとによってアンテナ装置を構成してもよい。

図３（Ａ）は、図２に示した磁性体アンテナの上面図、（Ｂ）はその右側面図である。また、（Ｃ）は磁性体コア２２の切欠形状部２２ａ，２２ｂを形成しない場合の磁性体アンテナの上面図、（Ｄ）はその右側面図である。図３において、破線は磁力線を表している。

このように磁性体コアを包むようにコイルを折り曲げて構成した磁性体アンテナは、その実使用時、導体開口部に略垂直に出入りして図中ＣＡで示す部分の電極にも略垂直に出入りし、前記アンテナと通信する相手側のアンテナコイル（自分がカード側のアンテナである場合にはリーダ・ライタ側のアンテナコイル、自分がリーダ・ライタ側のアンテナである場合にはカード側のアンテナコイル）の磁束と鎖交する量は比較的少なく、導体開口部に略垂直な面上のコイル導体（図中ＣＡで示す部分のコイル導体）は、起電圧を発生させるという機能への寄与度が比較的小さい。

図３（Ｃ）（Ｄ）に示すように、切欠形状部２２ａ，２２ｂが存在しないと、フレキシブル基板２３の折り曲げ部のコイル導体部ＣＣの近傍およびＣＡで示す部分で磁路が閉じやすく、その結果、自己インダクタンスが過多となりやすい。さらに上記折り曲げ部のコイル導体部ＣＣは磁性体コア２２の端面に近接しているのでアンテナの実効的な開口を狭めてしまう。

これに対して、第１の実施形態に係る磁性体アンテナでは、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、切欠形状部２２ａ，２２ｂの存在により、磁性体コア２２を透過する磁束のうち導体開口部ＣＷを垂直に透過する磁束の割合が増大する。そのため、フレキシブル基板２３の折り曲げ部のコイル導体部ＣＣの近傍およびＣＡで示す部分で閉磁路を形成する磁束が相対的に減少し、自己インダクタンスが過多とならない。そのため必要な巻回数を確保でき、アンテナの感度を高められる。またその分、導体開口部ＣＷを図において左右方向に透過する磁束の密度が増す。さらに、コイル導体の一部が磁性体の磁束透過面の一部を塞がないのでアンテナの開口が実質的に大きくなり、磁束の放射効率が高まり、通信可能な距離が延びる。

この第１の実施形態は、図２（Ｃ）に示したように、折り曲げ部でのコイル導体のピッチを、折り曲げ部の面に垂直な面（上下面）でのコイル導体のピッチより小さくしている。このことにより、コイル導体が塞ぐ磁界透過面の面積が小さくなるので、アンテナ利得を向上させることができる。

なお、図２に示した例では、フレキシブル基板を二箇所で９０度に折り曲げて磁性体コアの三面を包むように配置したが、フレキシブル基板は９０度に折り曲げる必要はなく、湾曲させて磁性体コアに巻き付けるように配置してもよい。このことは以降に示す他の実施形態についても同様である。

《第２の実施形態》
図４は第２の実施形態に係る磁性体アンテナの構成を示す図であり（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその三面図である。この磁性体アンテナ１０２は図４（Ａ）で示すように、磁性体コア２２の端面がフレキシブル基板２３の折り曲げ部に対向する状態で配置され、且つ磁性体コア２２の端面のうちフレキシブル基板２３の折り曲げ部のコイル導体部ＣＣに対向する部分に、導体開口部ＣＷに向かって先細りのテーパー状の切欠形状部２２ｃ，２２ｄを形成している。

このように切欠形状部を導体開口部ＣＷに向かって、先細りのテーパー状とすることによって、先細り部分に磁束が集中してコイル導体の開口部に集中して磁束が透過し易くなり、すなわち集磁効率が高まり、アンテナの感度がより高まる。

《第３の実施形態》
図５は第３の実施形態に係る磁性体アンテナの構成を示す図であり、（Ａ）はその磁性体アンテナ１０３の斜視図、（Ｂ）はその磁性体アンテナ１０３で用いるフレキシブル基板２３の展開平面図である。

この磁性体アンテナ１０３は、コイル導体２４が形成されたフレキシブル基板２３と磁性体コア２２とを備えていて、フレキシブル基板２３は、巻回中心部を導体開口部ＣＷとする渦巻状のコイル導体２４を形成するとともに、導体開口部ＣＷの中央に孔２３Ｗを形成している。

一方、磁性体コア２２は、その突出部２２ｅがフレキシブル基板２３の折り曲げ部に形成された孔２３Ｗを通る状態で配置している。さらに、フレキシブル基板２３の折り曲げ部のコイル導体部ＣＣに対面する部分がコイル導体部ＣＣから離間する切欠形状部２２ａ，２２ｂを形成している。

この磁性体アンテナ１０３はフレキシブル基板２３の折り曲げ部のコイル導体部ＣＣを避ける位置に孔２３Ｗを設け、そこから磁性体コアの突出部２２ｅを突出させているので、上記折り曲げ部のコイル導体部ＣＣがアンテナの開口を狭めることなく、且つ磁性体コアの突出部２２ｅの突出によって集磁効果が高まる。

《第４の実施形態》
図６は第４の実施形態に係る、形状の異なる４つの磁性体アンテナの斜視図である。図６（Ａ）に示した磁性体アンテナ１１１は、フレキシブル基板２３に形成した孔２３Ｗから磁性体コア２２の突出部２２ｅを突出させるとともに、フレキシブル基板２３の折り曲げ部のコイル導体部ＣＣに対面する部分にテーパー状の切欠形状部２２ｃ，２２ｄを形成している。

図６（Ｂ）に示す磁性体アンテナ１１２は、図６（Ａ）に示した状態から突出部に磁性体コアツバ部２２ｆを形成したものである。この磁性体コアツバ部２２ｆは、フレキシブル基板２３の折り曲げ部のコイル導体部（図６（Ａ）で示したＣＣ）に対面する部分は少なくともそのコイル導体部と離間させている。これにより自己インダクタンスの増大による問題を解消するとともに集磁効果を高めている。

図６（Ｃ）に示す磁性体アンテナ１１３は、磁性体コアツバ部２２ｇについても、フレキシブル基板２３の折り曲げ部のコイル導体部（図６（Ａ）に示したＣＣ）に対面する部分にテーパー状の切欠形状部２２ｈ、２２ｉを形成している。

このように磁性体コアツバ部２２ｇについても導体開口部に向かって先細りのテーパー状とすることによって、自己インダクタンスの増大の問題を回避するとともに磁性体コア２２のネックとなる部分の距離を短縮化して磁気抵抗を抑えている。これにより集磁効果がさらに高まる。

図６（Ｄ）に示す磁性体アンテナ１１４は、フレキシブル基板２３に孔（図６（Ａ）に示した孔２３Ｗ）を形成する際に、フレキシブル基板を完全にくり抜くのではなく、孔の三辺にのみ切り込みを入れ、残り一辺を折り返すことによって、孔を形成した例である。フレキシブル基板２３に孔を形成する際の折り返し部２３ａは内側に折り返しても良いし、外側に折り返しても良い。

なお、図６（Ｂ）〜（Ｄ）に示した磁性体コアツバ部２２ｆ，２２ｇは、磁性体コア２２の本体部とは別体で成形し、フレキシブル基板２３とともに組み立てる際に、磁性体コア２２の本体部と磁性体コアツバ部２２ｆ，２２ｇとを接着してもよいし、予め磁性体コアツバ部２２ｆ，２２ｇを磁性体コア２２の本体部とともに一体成形しておき、フレキシブル基板２３の孔２３Ｗに磁性体コアツバ部２２ｆ，２２ｇを通り抜けさせた後にフレキシブル基板２３を折り曲げるようにしてもよい。

ここで、図６（Ｂ）に示した磁性体アンテナ１１２と、その比較例として、磁性体コア２２に切欠形状部２２ｃ，２２ｄを設けない磁性体アンテナとについて、切欠形状部２２ｃ，２２ｄの作用効果について、図７を基に説明する。

図７（Ａ）は、図６（Ｂ）に示した磁性体アンテナ１１２の上面図、図７（Ｂ）は磁性体コア２２に切欠形状部２２ｃ，２２ｄを設けない磁性体アンテナの上面図である。

図７において、破線は磁力線を表している。図中、コイル導体２４のうちＣＡで示す部分のコイル導体は左から右へ略まっすぐにぬけるような磁界に対しては起電圧を発生させる作用への寄与度が比較的小さい。図７（Ｂ）に示すように、切欠形状部２２ｃ，２２ｄが存在しないと、フレキシブル基板２３の折り曲げ部のコイル導体部の近傍で磁路が閉じやすく、その結果、自己インダクタンスが過多となりやすい。

これに対して、図７（Ａ）の磁性体アンテナ１１２では、切欠形状部２２ｃ，２２ｄの存在により、フレキシブル基板２３の折り曲げ部のコイル導体部の近傍で閉磁路が生じにくく、自己インダクタンスが過多とならない。そのため必要な巻回数のコイル導体が形成でき、アンテナの感度を高められる。またその分、導体開口部を図において左右方向に透過する磁束の密度が増す。

《第５の実施形態》
図８は第５の実施形態に係る、形状の異なる４つの磁性体アンテナの斜視図である。
図８（Ａ）に示す磁性体アンテナ１２１は、磁性体コア２２の切欠形状部２２ａ，２２ｂを、フレキシブル基板２３の折り曲げ部に対して垂直方向に延びる略全長に亘って形成したものである。またこの例では、磁性体コア２２のフレキシブル基板２３から突出した部分に磁性体コアツバ部２２ｇを設けている。

図８（Ｂ）に示す磁性体アンテナ１２２は、磁性体コア２２の切欠形状部２２ａ，２２ｂを、フレキシブル基板２３の折り曲げ部に対して垂直方向に延びるコイル導体部の略全長に沿って形成するとともに、それより根元部（図における後方部分）はテーパーをなして幅広部分を形成している。

図８（Ｃ）に示す磁性体アンテナ１２３は、図８（Ｂ）に示した状態から磁性体コアツバ部２２ｇを磁性体コア２２の突出部に設けたものに相当する。

図８（Ｄ）に示す磁性体アンテナ１２４は、図８（Ａ）に示した磁性体コアツバ部２２ｇに代えて、テーパー状でない磁性体コアツバ部２２ｆを設けたものである。

このような形状であっても、フレキシブル基板２３の折り曲げ部のコイル導体部と磁性体コアの対面する部分に切欠形状部を備えることになり、前述の自己インダクタンスの増大による問題が回避できる。

《第６の実施形態》
図９は第６の実施形態に係る、構成の異なる２つの磁性体アンテナの斜視図である。図９（Ａ）に示す磁性体アンテナ１３１は、図８（Ａ）に示した状態から磁性体コアの切欠形状部２２ａ，２２ｂ部分に低透磁率部材２５を配置したものである。

また、図９（Ｂ）に示す磁性体アンテナ１３２は、図８（Ｂ）に示した状態から磁性体コアの切欠形状部２２ａ，２２ｂ部分を含む位置に低透磁率部材２５を配置したものである。

いずれの構成でも、この低透磁率部材２５の存在により、フレキシブル基板２３をコ字型に折り曲げたことにより対向する部分の間隔が規制されるので、コイル導体２４に生じるインダクタンスおよびキャパシタンスを安定化することができる。

なお、図９に示した低透磁率部材２５は樹脂または樹脂と磁性粉との混合材であり、この低透磁率部材２５を磁性体コア２２と別体で構成しても良いが、磁性体コア２２と一体的にモールド成形しても良い。これにより磁性体コアとフレキシブル基板とも組み立て作業の工数が削減され、製造コストが削減できる。

《第７の実施形態》
図１０は第７の実施形態に係る磁性体アンテナ１４１の斜視図である。この磁性体アンテナ１４１は、図９（Ｂ）に示した構造において、フレキシブル基板２３の折り曲げによりコイル導体２４同士が対向する位置に誘電体部材２６を配置したものである。このような構造により、フレキシブル基板の面方向のコイル導体間、またはフレキシブル基板の面内で対向するコイル導体間に生じる容量が誘電体部材２６で設定され、アンテナのインピーダンスおよび共振周波数を所定値に設定できる。

《第８の実施形態》
図１１は第８の実施形態に係る磁性体アンテナの構成を示す図である。図１１（Ａ）は電子機器の基板３１に対する磁性体アンテナ１５１の状態を示す断面図である。また図１１（Ｂ）は磁性体アンテナ１５１で用いるフレキシブル基板の展開平面図である。

第１〜第７の各実施形態で示したフレキシブル基板２３には単一の渦巻状のコイル導体を形成したが、この第８の実施形態では、図１１（Ｂ）に示すように、フレキシブル基板２３に、それぞれ渦巻状のコイル導体２４−１，２４−２を形成していて、それぞれの導体開口部に、磁性体コア２２が挿入される孔２３Ｗ−１，２３Ｗ−２を形成している。そして、磁性体コア２２により二つのコイル導体２４−１，２４−２の開口部ＣＷ−１，ＣＷ−２を最短距離で貫通する磁束により発生する電流が同相となる向きに２つのコイル導体２４−１，２４−２同士を接続し、それぞれの一方端をコイル導体接続部２４−１ａ，２４−２ａとして形成している。

このように一つのフレキシブル基板２３を用いて、図１１（Ａ）に示すように、磁性体コア２２の両端がフレキシブル基板２３の孔２３Ｗ−１、２３Ｗ−２を通るように、図中二点鎖線で示す部分で折り曲げる。このことにより磁性体アンテナ１５１を構成する。

磁性体アンテナ１５１を基板３１に実装する際には、フレキシブル基板２３の基板３１に対する実装面側にコイル導体接続部２４−１ａ，２４−２ａを形成しておき、基板３１側の導体に接続する。

この磁性体アンテナ１５１は、磁性体コア２２を一方の端部から他方の端部にかけて（例えば図において右端から左端へ）抜けるように磁束が通るように利用する。従って、この磁性体アンテナ１５１を基板３１の上にもう一つ実装して、基板３１の中央から左右方向に磁束が抜けるように利用するアンテナ装置を構成することもできる。

《第９の実施形態》
図１２・図１３は第９の実施形態に係る磁性体アンテナの構成を示す図である。
この第９の実施形態に係る磁性体アンテナは、図１３に示すように一つのフレキシブル基板２３と二つの磁性体コア２２−１，２２−２を用いる。

図１２（Ａ）は、フレキシブル基板２３の一方の端部と磁性体コア２２−１との関係を示す部分斜視図である。図１２（Ｂ）（Ｃ）は、フレキシブル基板２３に形成した、パターンが異なるコイル導体の二つの例である。

図１２（Ｂ）の例では、フレキシブル基板２３にコイル導体２４−１，２４−３を形成するとともに、このフレキシブル基板２３を二点鎖線部分で折り曲げて、孔２３Ｗ−１，２３Ｗ−２にそれぞれ磁性体コア２２−１，２２−２を挿入する。この状態で、上記二つの磁性体コアにより二つのコイル導体２４−１，２４−３を内外方向に貫通する磁束により発生する電流が同相となる向きに、この二つのコイル導体２４−１，２４−３を接続している。そしてそれぞれの一方端をコイル導体接続部２４−１ａ，２４−３ａとして形成している。

図１２（Ｃ）に示す例でも、二つの磁性体コアにより二つのコイル導体２４−１，２４−３を内外方向に貫通する磁束により発生する電流が同相となる向きに、この二つのコイル導体２４−１，２４−４を接続している。そしてそれぞれの一方端をコイル導体接続部２４−１ａ，２４−４ａとして形成している。

《第１０の実施形態》
図１４・図１５は第１０の実施形態に係る磁性体アンテナの構成を示す図である。図１４（Ａ）は磁性体アンテナの構成途中での側面図である。これは図１３（Ｂ）に示した磁性体アンテナ１６１の構成と同様である。すなわち一つのフレキシブル基板２３と二つの磁性体コア２２−１，２２−２とから構成している。図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）に示した状態から磁性体コア２２−１，２２−２の先端部を丸く湾曲させたものである。これを電子機器の筺体３２に沿って貼り付けることによって実装する。図１４（Ｃ）はその状態を示している。

また図１４（Ｄ）は、図１４（Ｂ）に示した磁性体アンテナ１６２を電子機器の筺体の側面に沿わせるように基板３１と筺体３２ｂとの間に実装した例である。基板３１は面方向に広がる導体を有している。この基板３１と磁性体アンテナ１６２とによってアンテナ装置２０１を構成している。

図１５は図１４（Ｂ）に示した形状の磁性体アンテナの磁性体コア２２−１，２２−２の湾曲部分の形状を保持するための構成例を示している。ここでは、樹脂や接着剤などの形状保持材３３で磁性体コア２２−１，２２−２の先端部が湾曲形状となるように保持させている。

なお、磁性体コアは、熱可塑性の樹脂と磁性体粉とが混合されたコンポジット材であってもよい。また、形状保持材３３は磁性体コア２２−１，２２−２の湾曲面の内側に設けても良い。

このように磁性体コアの端部を屈曲させることによって、導体開口部の面に対して垂直な向きに磁束が透過し易すくなり、通信可能距離が延び、通信不可領域が削減される。

《第１１の実施形態》
図１６は第１１の実施形態に係る二つの磁性体アンテナの斜視図である。これまでに示した各実施形態では、フレキシブル基板２３を、磁性体コアを包むようにコ字状に折り曲げた例を示したが、この第１１の実施形態では、フレキシブル基板２３を、その側面から見てＺ字状に折り曲げている。

図１６（Ａ）に示す磁性体アンテナ１７１は、フレキシブル基板２３に、巻回中心部を導体開口部とする渦巻状のコイル導体２４を形成し、その折り曲げ部に孔を形成し、その孔に磁性体コア２２を通している。フレキシブル基板２３の折り曲げ部のコイル導体部分に対面する部分は、そのコイル導体から離間する切欠形状部２２ｃ，２２ｄ，２２ｈ，２２ｉをそれぞれ形成している。

このような構造により、図における磁性体コア２２の手前の端面から後方の端面にかけて磁束が透過することにより、コイル導体２４に電圧が誘起される。
なお、コイル導体接続部は実装基板上の電極に導通するようにフレキシブル基板２３の下面側に形成している。

図１６（Ｂ）に示す磁性体アンテナ１７２は、フレキシブル基板２３の折り曲げ部の孔に対して磁性体コア２２の突出部２２ｅを突出させている。この構造は、図１６（Ａ）に示した状態から切欠形状部２２ｈ，２２ｉを、フレキシブル基板２３の折り曲げ部に対して垂直方向に延びる全長に亘って形成したものと同じである。

《第１２の実施形態》
図１７は第１２の実施形態に係る磁性体アンテナの構成を示す図であり、（Ａ）はフレキシブル基板２３に対して二つの磁性体コア２２−１，２２−２を装着する状態を示している。フレキシブル基板２３には図１２（Ｂ）（Ｃ）に示したものと同様のパターンのコイル導体を形成している。図１３に示した例と異なるのは、フレキシブル基板２３の両端をそれぞれＺ字状に折り曲げていることである。フレキシブル基板２３の二つの折り曲げ部に形成した孔に対して磁性体コア２２−１，２２−２を挿入することによって、図１７（Ｂ）に示す磁性体アンテナ１８１を構成する。

《第１３の実施形態》
図１８は第１３の実施形態に係る磁性体アンテナの構成を示す図であり、（Ａ）は、フレキシブル基板２３に対して磁性体コア２２−１，２２−２を装着する状態を示している。

図１３に示した例と異なり、図１８（Ｂ）に示したようにフレキシブル基板２３に対して磁性体コア２２−１，２２−２を装着した状態で、二つの磁性体コア２２−１，２２−２の軸が異軸となるようにフレキシブル基板２３を形成している。このような構造でも、二つの磁性体コア２２−１，２２−２を内側から外側方向またはその逆方向に磁束が透過するのでアンテナとして作用する。このような構造であれば、実装先の他の電子部品や構造体を避けてフレキシブル基板２３および磁性体コア２２−１，２２−２を配置することが容易となる。

なお、以上に示した各実施形態では、フレキシブル基板に一層のコイル導体を形成したが、コイル導体を多層化してもよい。そのことにより占有面積を縮小化でき、Ｑ値を高めることができる。

また、コイル導体のうち直列に接続されている線同士は、導体開口部の面もそれに垂直な面についても略交互に配線してもよい。すなわち、基板または磁性体の厚み程度の距離を以て対向する線について、その重なりが小さくなるように線幅方向に互いに位置をずらすように構成してもよい。

この構成により、線間容量が低減され、電磁界の集中が緩和（分散）されるので、特に薄型化してもインピーダンスの上昇を緩和することができる。

Claims (11)

1. コイル導体が形成されたフレキシブル基板と磁性体コアとを備えた磁性体アンテナにおいて、
   前記フレキシブル基板は、巻回中心部を導体開口部とする渦巻き状のコイル導体が形成され、前記コイル導体の開口部を通る線に沿って折り曲げられ、
   前記磁性体コアは、前記磁性体コアの端面が前記フレキシブル基板の折り曲げ部に対向する状態で配置され、且つ前記磁性体コアの端面のうち前記フレキシブル基板の折り曲げ部を通る前記コイル導体に対面する部分に、前記コイル導体から離間する切欠形状部が設けられていて、
   前記切欠形状部は、前記磁性体コアが前記導体開口部に向かって幅が狭くなるように設けられていることを特徴とする磁性体アンテナ。
2. コイル導体が形成されたフレキシブル基板と磁性体コアとを備えた磁性体アンテナにおいて、
   前記フレキシブル基板は、巻回中心部を導体開口部とする渦巻き状のコイル導体が形成され、前記コイル導体の開口部を通る線に沿って折り曲げられ、
   前記磁性体コアは、前記磁性体コアの一部が、前記フレキシブル基板の折り曲げ部に形成された孔を通る状態で配置され、且つ前記フレキシブル基板の折り曲げ部を通る前記コイル導体に対面する部分に、前記コイル導体から離間する切欠形状部が設けられていて、
   前記切欠形状部は、前記磁性体コアが前記導体開口部に向かって幅が狭くなるように設けられていることを特徴とする磁性体アンテナ。
3. 前記切欠形状部は、前記コイル導体の開口部に向かって先細りのテーパー状である請求項１または２に記載の磁性体アンテナ。
4. 前記切欠形状部は、前記フレキシブル基板の折り曲げ部に対して垂直方向に延びるコイル導体部の略全長に沿って形成されている請求項１、２または３に記載の磁性体アンテナ。
5. 前記切欠形状部の一部または全部に、前記磁性体コアより透磁率の低い低透磁率部材を設けた請求項１〜４のいずれかに記載の磁性体アンテナ。
6. 前記低透磁率部材は、樹脂または樹脂と磁性体粉との混合材であり、前記低透磁率部材と前記磁性体コアとは一体的にモールド成形されている請求項５に記載の磁性体アンテナ。
7. 前記フレキシブル基板の折り曲げにより前記コイル導体同士が対向する位置に誘電体部材を配置した請求項１〜６のいずれかに記載の磁性体アンテナ。
8. 前記フレキシブル基板の折り曲げは、前記フレキシブル基板の側面から見てＺ字状である請求項１〜７のいずれかに記載の磁性体アンテナ。
9. 前記コイル導体は単一の前記フレキシブル基板の２箇所に分割形成されていて、前記磁性体コアにより前記２つのコイル導体の開口部を最短距離で貫通する磁束により発生する電流が同相となる向きに前記２つのコイル導体同士が接続されている請求項１〜８のいずれかに記載の磁性体アンテナ。
10. 前記コイル導体は単一の前記フレキシブル基板の２箇所に分割形成されていて、前記磁性体コアにより前記２つのコイル導体の開口部を内外方向に貫通する磁束により発生する電流が同相となる向きに前記２つのコイル導体同士が接続されている請求項１〜８のいずれかに記載の磁性体アンテナ。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の磁性体アンテナと、前記磁性体アンテナに近接する、面方向に広がる導体を有する板材と、を備えるアンテナ装置。

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