JP5610098B2 - 通信端末装置 - Google Patents
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Description
また、本発明のさらに他の局面は、第1端子および第2端子を備え、所定の信号処理を行うICチップと、一端が前記第1端子に、他端が前記第2端子にそれぞれ接続されたアンテナ回路と、前記ICチップの前記第1端子と前記アンテナ回路の前記一端との間に接続された第1インダクタ素子、および、前記ICチップの前記第2端子と前記アンテナ回路の前記他端との間に接続された第2インダクタ素子を含むフィルタ回路と、を備え、前記アンテナ回路は、アンテナコイルを含み、前記アンテナコイル、前記第1インダクタ素子および前記第2インダクタ素子は、少なくとも一つの磁性体層を有する磁性体ブロックと、該磁性体ブロックに積層された少なくとも一つの非磁性体層と、を含む積層体に一体的に形成され、前記第1インダクタ素子および前記第2インダクタ素子は前記磁性体ブロックに、前記アンテナコイルは前記非磁性体層にそれぞれ設けられ、前記積層体において、前記第1インダクタ素子および前記第2インダクタ素子と前記アンテナコイルとの間には、前記磁性体層と前記非磁性体層とが介在し、前記第1インダクタ素子および前記第2インダクタ素子は、互いに近接配置され、前記複数の磁性体層にそれぞれ形成された複数の第1コイルパターンで構成されており、前記複数の第1コイルパターンのそれぞれは、それぞれを通る磁束が閉磁路を形成するように前記複数の磁性体層に巻回、配置されている。
以下、図1〜図3を参照して、実施形態に係る無線通信モジュールの一例であるリーダライタモジュールについて詳細に説明する。
まず、図1を参照して、無線通信モジュールの一例としてのリーダライタモジュール1の回路構成について説明する。図1において、リーダライタモジュール1(以下、「RWモジュール1」という)は、例えばNFCのような無線通信規格に準拠しており、例えばRFIDタグや非接触ICカードが近接すると、これらRFIDタグとの間で無線通信を行う。そのために、RWモジュール1は、RW−ICチップ11と、低域通過フィルタ(以下、LPFという)12と、第1及び第2コンデンサ素子13,14と、アンテナ回路15と、を備えている。
次に、図2を参照して、図1のRWモジュール1の詳細な構成について説明する。図2において、図1の構成に相当するものには同一の参照符号が付けられている。また、X軸、Y軸及びZ軸は、互いに実質的に直交する軸である。Z軸は、特に、後述の磁性体層22a〜22d及び非磁性体層23a〜23dが積層される方向に実質的に平行であり、説明の都合上、図2の紙面上方が積層方向の上方を示すものとする。また、X軸は、後述の磁性体層22a〜22d及び非磁性体層23a〜23dの上面に実質的に平行であり、説明の都合上、RWモジュール1の左右方向を示すものとする。
次に、図3を参照して、図1及び図2のRWモジュール1の作用・効果について詳説する。上記の通り、第1及び第2インダクタ素子16,17には、正相信号及び逆相信号が入力される。また、第1及び第2インダクタ素子16,17の巻回方向は互いに逆向きである。したがって、第1及び第2インダクタ素子16,17を貫く磁束は、図3の矢印a,bで示すように互いに逆方向となる。また、第1及び第2インダクタ素子16,17は積層体21内で近接し合っているため、第1又は第2インダクタ素子16,17で発生した磁束は、第2又は第1インダクタ素子17,16を貫くことになる。換言すると、第1及び第2インダクタ素子16,17は相互に磁界結合する。
上記実施形態では、好ましい例として、第1及び第2インダクタ素子16,17は、閉磁路を形成すべく磁性体ブロック22内に設けられていた。しかし、第1及び第2インダクタ素子16,17がアンテナコイル20と実質的に磁界結合しないようにするには、第1及び第2インダクタ素子16,17とアンテナコイル20との間に少なくとも一つの磁性体層22(図2の例では、磁性体層22d)が介在していればよい。
以下、図4を参照して、RWモジュール1の第一変形例であるRWモジュール1aについて説明する。
図4において、RWモジュール1aは、上記RWモジュール1と比較すると、非磁性体層23aが磁性体層22eに代わる点で相違する。具体的には、磁性体ブロック22は、下方から上方に積層される4つの磁性体層22a〜22eからなる。磁性体層22a〜22eは、上面視で長方形のシート状であって、第1及び第2インダクタ素子16,17から生じる磁束で閉磁路を形成すべく、相対的に高い透磁率を有する磁性体材料からなる。また、非磁性体ブロック23は、非磁性体層23b〜23dからなる。上記以外に両RWモジュール1,1aの間に相違点は無い。それゆえ、図4において、図2の構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
上記構成によれば、アンテナコイル20とシールド導体26との間に磁性体層22eが介在することになる。この構成によれば、アンテナコイル20で発生した磁束は磁性体層22eの内部を通過して、閉磁路を形成する。換言すると、第一変形例では、アンテナコイル20の磁束がシールド導体26を通過し難くなっている。これによって、アンテナコイル20で発生した磁界が第1及び第2インダクタ素子16,17に流れる電流ループと鎖交し難くなっているため、これらの磁界結合をより低減することが可能となる。また、磁束がシールド導体26を貫くことで生じる反磁界が小さくなるため、アンテナコイル20の通信距離をより大きくすることができる。
以下、図5を参照して、RWモジュール1の第二変形例であるRWモジュール1bについて説明する。
図5において、RWモジュール1bは、上記RWモジュール1と比較すると、磁性体ブロック22が磁性体層22fをさらに含む点で相違する。具体的には、磁性体ブロック22は、下方から上方に積層される5つの磁性体層22a〜22dおよび22fからなる。磁性体層22a〜22dおよび22fは、上面視で長方形のシート状であって、相対的に高い透磁率を有する磁性体材料からなる。なお、本変形例では、非磁性体ブロック23は、上記実施形態と同様に、非磁性体層23a〜23dからなる。上記以外に両RWモジュール1,1bの間に相違点は無い。それゆえ、図5において、図2の構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
上記構成によれば、アンテナコイル20とシールド導体26との間に磁性体層22fが介在することになるため、第一変形例と同様の作用効果を奏する。
以下、図6を参照して、RWモジュール1の第三変形例であるRWモジュール1cについて説明する。
図6において、RWモジュール1cは、上記RWモジュール1と比較すると、非磁性体層23eと第二シールド導体28とをさらに含む点で相違する。具体的には、非磁性体層23eは、上面視で、非磁性体層23d等と同じ大きさの長方形のシート状であって、例えば非磁性体層23d等と同じ低い透磁率の材料からなる。この非磁性体層23eは、磁性体層22aの下面に積層される。第二シールド導体28は、例えば金属導体からなり、非磁性体層23eの上面に、例えばエッチング等により形成される。シールド導体28は、上面視で、第1及び第2インダクタ素子16,17を覆う程度の面積を有する。このシールド導体28もまた、シールド導体26と同様に、各ビア等、他の導体と導通しないよう、電気的に絶縁されている。上記以外に両RWモジュール1,1cの間に相違点は無い。それゆえ、図6において、図2の構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
上記のようなRWモジュール1cは、下記応用例の説明からも分かるように、非磁性体層23eの下面側を用いてプリント配線板72(図8A等を参照)に実装される場合がある。より具体的には、RWモジュール1cに構成される電子回路が、プリント配線板72に形成された配線パターン等に接続される。また、このプリント配線板72には、大抵の場合、グランド導体が設けられている。
以下、図7を参照して、RWモジュール1の第四変形例であるRWモジュール1dについて説明する。
図7において、RWモジュール1dは、上記RWモジュール1と比較すると、磁性体層22bに代えて非磁性体層23fを備える点と、非磁性体層23b,23cに代えて磁性体層22g,22hを備える点とで相違する。これ以外に両RWモジュール1,1dの間に相違点は無い。それゆえ、図7において、図2の構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
上記RWモジュール1dによれば、非磁性体ブロック23に磁性体層22g,22hが設けられるので、アンテナコイル20のインダクタンス値を大きくすることができる。また、磁性体ブロック22に非磁性体層23dが設けられるので、第1及び第2インダクタ素子16,17の直流重畳特性を改善することができる。
以下、図8A〜図9Bを参照して、RWモジュール1の応用例である通信端末装置7について詳細に説明する。
通信端末装置7は、典型的には携帯電話であり、図8Aに示すように、少なくとも、バッテリーパック71と、プリント配線板72に実装された各種電子部品73とを、筐体74の内部に備えている。
上記構成のブースターアンテナ75は、RWモジュール1のアンテナコイル20と磁界結合するように筐体74に配置され、以下のように作用する。アンテナコイル20に差動信号が与えられると、アンテナコイル20の周囲に誘導磁界が形成される。この磁界がブースターアンテナ75の各アンテナコイル77,78を貫くと、各アンテナコイル77,78には誘導電流が流れ、アンテナコイル20とブースターアンテナ75とは磁界結合する。また、ブースターアンテナ75に誘導電流が流れることで、相対的に大きなコイル開口を有するブースターアンテナ75からは磁界が発生し、これによって、通信距離を長くすることができる。
11 RW−ICチップ
Tx1,Tx2 バランス型出力端子
12 低域通過フィルタ
16 第1インダクタ素子
24a〜24c 第1コイルパターン
17 第2インダクタ素子
25a〜25c 第1コイルパターン
18 コンデンサ素子
15 アンテナ回路
19 同調用コンデンサ素子
20 アンテナコイル
27a〜27c 第2コイルパターン
21 積層体
22 磁性体ブロック
22a〜22h 磁性体層
23 非磁性体ブロック
23a〜23f 非磁性体層
26,28 シールド導体
7 通信端末装置
75 ブースターアンテナ
Claims (8)
- 第1端子および第2端子を備え、所定の信号処理を行うICチップと、
一端が前記第1端子に、他端が前記第2端子にそれぞれ接続されたアンテナ回路と、
前記ICチップの前記第1端子と前記アンテナ回路の前記一端との間に接続された第1インダクタ素子、および、前記ICチップの前記第2端子と前記アンテナ回路の前記他端との間に接続された第2インダクタ素子を含むフィルタ回路と、
前記第1インダクタ素子および前記第2インダクタ素子と前記アンテナコイルとの間に設けられるシールド導体と、を備え、
前記アンテナ回路は、アンテナコイルを含み、
前記アンテナコイル、前記第1インダクタ素子および前記第2インダクタ素子は、少なくとも一つの磁性体層を有する磁性体ブロックと、該磁性体ブロックに積層された少なくとも一つの非磁性体層と、を含む積層体に一体的に形成され、
前記第1インダクタ素子および前記第2インダクタ素子は前記磁性体ブロックに、前記アンテナコイルは前記非磁性体層にそれぞれ設けられ、
前記積層体において、前記第1インダクタ素子および前記第2インダクタ素子と前記アンテナコイルとの間には、前記磁性体層と前記非磁性体層とが介在している、通信端末装置。 - 第1端子および第2端子を備え、所定の信号処理を行うICチップと、
一端が前記第1端子に、他端が前記第2端子にそれぞれ接続されたアンテナ回路と、
前記ICチップの前記第1端子と前記アンテナ回路の前記一端との間に接続された第1インダクタ素子、および、前記ICチップの前記第2端子と前記アンテナ回路の前記他端との間に接続された第2インダクタ素子を含むフィルタ回路と、を備え、
前記アンテナ回路は、アンテナコイルを含み、
前記アンテナコイル、前記第1インダクタ素子および前記第2インダクタ素子は、少なくとも一つの磁性体層を有する磁性体ブロックと、該磁性体ブロックに積層された少なくとも一つの非磁性体層と、を含む積層体に一体的に形成され、
前記第1インダクタ素子および前記第2インダクタ素子は前記磁性体ブロックに、前記アンテナコイルは前記非磁性体層にそれぞれ設けられ、
前記積層体において、前記第1インダクタ素子および前記第2インダクタ素子と前記アンテナコイルとの間には、前記磁性体層と前記非磁性体層とが介在し、
前記ICチップは前記積層体のうち前記非磁性体層の上に搭載されている、通信端末装置。 - 第1端子および第2端子を備え、所定の信号処理を行うICチップと、
一端が前記第1端子に、他端が前記第2端子にそれぞれ接続されたアンテナ回路と、
前記ICチップの前記第1端子と前記アンテナ回路の前記一端との間に接続された第1インダクタ素子、および、前記ICチップの前記第2端子と前記アンテナ回路の前記他端との間に接続された第2インダクタ素子を含むフィルタ回路と、を備え、
前記アンテナ回路は、アンテナコイルを含み、
前記アンテナコイル、前記第1インダクタ素子および前記第2インダクタ素子は、少なくとも一つの磁性体層を有する磁性体ブロックと、該磁性体ブロックに積層された少なくとも一つの非磁性体層と、を含む積層体に一体的に形成され、
前記第1インダクタ素子および前記第2インダクタ素子は前記磁性体ブロックに、前記アンテナコイルは前記非磁性体層にそれぞれ設けられ、
前記積層体において、前記第1インダクタ素子および前記第2インダクタ素子と前記アンテナコイルとの間には、前記磁性体層と前記非磁性体層とが介在し、
前記第1インダクタ素子および前記第2インダクタ素子は、互いに近接配置され、前記複数の磁性体層にそれぞれ形成された複数の第1コイルパターンで構成されており、前記複数の第1コイルパターンのそれぞれは、それぞれを通る磁束が閉磁路を形成するように前記複数の磁性体層に巻回、配置されている、通信端末装置。 - 前記積層体は、前記磁性体層が複数積層された磁性体ブロックと、前記非磁性体層が複数積層された非磁性体ブロックと、を含み、
前記第1インダクタ素子および前記第2インダクタ素子は、前記複数の磁性体層を用いて形成された第1コイルパターンからなり、
前記アンテナコイルは、前記複数の非磁性体層を用いて形成された第2コイルパターンからなる、請求項1〜3のいずれかに記載の通信端末装置。 - 前記シールド導体と前記インダクタ素子の間に前記複数の磁性体層の少なくとも一つが設けられる、請求項1に記載の通信端末装置。
- 前記シールド導体と前記アンテナコイルの間に前記複数の磁性体層の少なくとも一つが設けられる、請求項1または5に記載の通信端末装置。
- 前記第1端子および前記第2端子はバランス型端子を構成している、請求項1〜6のいずれかに記載の通信端末装置。
- 前記アンテナコイルよりも大きなサイズを有しており、該アンテナコイルと磁界を通じて結合するブースターアンテナを、さらに備える、請求項1〜7のいずれかに記載の通信端末装置。
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