JP5641152B2 - アンテナ装置および電子機器 - Google Patents

Description

この発明は、相手側機器と電磁界信号を介して通信するＲＦＩＤシステムや近距離無線通信システムに用いられるアンテナ装置及びそれを備えた電子機器に関するものである。

近年、利用が拡大しているＲＦＩＤシステムや近距離無線通信システム等、非接触通信を行うシステムにおいては、携帯電話等の携帯電子機器同士または携帯電子機器とリーダ・ライタとで通信を行うために、各々の機器に通信用のアンテナが搭載されている。

このような非接触通信用アンテナは、金属部材の裏面に実装された場合、金属部材により磁界が遮蔽されるため、金属部材に対してアンテナとは反対側にあるリーダ・ライタ等と通信を行うことができない。

一方、金属部材の裏面にアンテナコイルが配置され、金属部材に導体開口が設けられたアンテナ装置が特許文献１に開示されている。

図２４（Ａ）は特許文献１のアンテナ装置を備える電子機器の背面図である。電子機器の背面は通信相手側であるリーダ・ライタ側アンテナに向ける面である。図２４（Ｂ）は前記背面側の下部筐体の内側の平面図である。

図２４（Ａ）に示すように、下部筐体１の外面には導体層２２が形成されている。導体層２２は例えばアルミニウム等の金属蒸着膜である。この導体層２２には開口ＣＡが形成されていて、さらにこの開口ＣＡと外縁との間を連接するスリットＳＬが形成されている。図２４（Ｂ）に示すように、下部筐体１の内面には前記開口ＣＡに部分的に重なるようにアンテナコイルモジュール３が配置されている。

またその他の例として、アンテナコイルを通信端末の端部に配置し、通信端末の表裏どちらからでも通信可能にしたものが特許文献２に開示されている。

特許第４６８７８３２号公報 特許第４６２６４１３号公報

特許文献１に示されているアンテナ装置では、金属部材にスリットを設ける必要があるので、単純な形状の金属部材を備える場合に適用できない。また、構造材である金属部材を利用する場合に、開口と共にスリットを形成すると、そのアンテナ装置を備える電子機器の構造上の強度が損なわれる。また、放熱材である金属部材を利用する場合に、開口と共にスリットを形成すると、その放熱性が低下するおそれがある。

また、特許文献２に示されているアンテナ装置の構造では、コイルを電子機器内に配置するうえでの設計上の自由度が低いという問題がある。

そこで、この発明の目的は、金属部材の裏面にアンテナコイルを配置する構造で、金属部材に必要な開口を小さくし、且つ、金属部材を介して反対側にある通信相手と安定した通信を行えるようにしたアンテナ装置およびそれを備えた電子機器を提供することにある。

本発明のアンテナ装置は、
アンテナコイル、磁性体コアおよび金属部材を備えたアンテナ装置において、
前記アンテナコイルは巻回中心部をコイル開口部として、前記磁性体コアに沿うようにループ状または渦巻き状に巻回されていて、
前記磁性体コアは前記コイル開口部に挿通されていて、
前記金属部材は外周につながらない開口を備えていて、
前記アンテナコイルのうち前記磁性体コアより前記金属部材に近接する部分の一部または全部が前記金属部材の開口から露出していることを特徴とする。

本発明の電子機器は、前記アンテナ装置を備え、前記金属部材を筐体の一部として備えるものである。

本発明によれば、金属部材の開口から入る磁束がアンテナコイルと効果的に鎖交し、通信相手のアンテナ装置と強く結合するので、金属部材に形成する開口は、より小さくて済み、通信相手と安定した通信を行える。

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、図１（Ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図である。 図２（Ａ）はアンテナコイル３１が形成されたフレキシブル基材３３および磁性体コア３９の平面図、図２（Ｂ）はフレキシブル基材３３に磁性体コア３９を組み合わせた状態の平面図である。 図３（Ａ），図３（Ｂ）は、第１の実施形態のアンテナ装置１０１に対する比較対象である二つのアンテナ装置のモデルである。図３（Ｃ）は第１の実施形態のアンテナ装置１０１の特性をシミュレーションで求めるためのモデルである。 図４は図３（Ａ），図３（Ｂ），図３（Ｃ）に示した各アンテナ装置の結合係数を示す図である。 図５（Ａ）は第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２の平面図、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図である。 図６は第２の実施形態のアンテナ装置１０２の特性をシミュレーションで求めるためのモデルである。 図７は、図６に示したモデルにおいて、表面側コイル導体３１Ａの外縁までの距離Ｌを変化させたときの、結合係数の変化を示す図である。 図８（Ａ）は第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３Ｘの平面図、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図である。 図９（Ａ）は第３の実施形態に係る別のアンテナ装置１０３Ｙの平面図、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図である。 図１０（Ａ）は第３の実施形態のアンテナ装置に対する比較例としてのアンテナ装置のモデルであり、図１０（Ｂ）、図１０（Ｃ）は第３の実施形態のアンテナ装置の特性をシミュレーションで求めるためのモデルである。 図１１は、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）、図１０（Ｃ）に示した各モデルの結合係数を示す図である。 図１２（Ａ）は第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４の平面図、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図である。 図１３（Ａ）は、第４の実施形態のアンテナ装置に対する比較例としてのアンテナ装置のモデルであり、図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）は第４の実施形態のアンテナ装置の特性をシミュレーションで求めるためのモデルである。 図１４は、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）に示した各モデルの結合係数を示す図である。 図１５（Ａ）は第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５の平面図、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図である。 図１６（Ａ）は第６の実施形態のアンテナ装置１０６の平面図、図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図である。 図１７は第７の実施形態のアンテナ装置１０７の平面図である。 図１８は第８の実施形態のアンテナ装置１０８Ａの平面図である。 図１９は第８の実施形態の別のアンテナ装置１０８Ｂの平面図である。 図２０は第９の実施形態の電子機器に設けたアンテナ装置部分の断面図である。 図２１は第９の実施形態の別の電子機器に設けたアンテナ装置部分の断面図である。 図２２は第１０の実施形態の電子機器に設けたアンテナ装置部分の断面図である。 図２３は第１１の実施形態の電子機器に設けたアンテナ装置部分の断面図である。 図２４（Ａ）は特許文献１のアンテナ装置を備える電子機器の背面図である。図２４（Ｂ）はその電子機器の背面側の下部筐体の内側の平面図である。

《第１の実施形態》
第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１について図１〜図４を参照して説明する。
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、図１（Ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図である。但し、図１（Ａ），図１（Ｂ）では主要部の構成のみを表している。

図２（Ａ）はアンテナコイル３１が形成されたフレキシブル基材３３および磁性体コア３９の平面図、図２（Ｂ）はフレキシブル基材３３に磁性体コア３９を組み合わせた状態での平面図である。

このアンテナ装置１０１は、アンテナコイル３１、磁性体コア３９および金属部材２を備えている。アンテナコイル３１はフレキシブル基材３３に形成されている。このアンテナコイル３１は、巻回中心部をコイル開口部として、磁性体コア３９に沿うようにループ状または渦巻き状に巻回されていて、両端は接続部３２として取り出されている。

図２（Ａ）に表れているように、フレキシブル基材３３にはコイル開口部内にスリット状開口部３４が形成されている。磁性体コア３９はスリット状開口部３４に挿通される。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）に表れているように、金属部材２には矩形の開口ＣＡが形成されていて、アンテナコイル３１は金属部材２の開口ＣＡから露出している。この例では、アンテナコイル３１の主要部の全体が開口ＣＡから見えるように、アンテナコイル３１は金属部材２の開口ＣＡに近接配置されている。また、磁性体コア３９の外形は金属部材２の開口ＣＡの内周に沿っている。

前記フレキシブル基材３３は例えばポリイミドフィルムであり、アンテナコイル３１は例えば銅箔をパターン化したものである。磁性体コア３９は例えばシート状に成形されたフェライトである。また、前記金属部材２は例えばアルミニウム板であり、電子機器の筐体の一部や放熱用のフレームなどである。

アンテナコイル３１は、磁性体コア３９より金属部材２の開口ＣＡに近接する表面側コイル導体３１Ａと、磁性体コア３９に対し金属部材２の開口ＣＡの反対側に位置する裏面側コイル導体３１Ｂとを備えている。そして、表面側コイル導体３１Ａと裏面側コイル導体３１Ｂとは、平面視で互いが重ならないように巻回されている。

図１（Ｂ）において、破線の矢印φａ，φｉは通信相手であるリーダ・ライタのアンテナから出る磁束を表している。表面側コイル導体３１Ａは磁性体コア３９より開口ＣＡ側にあるので、この表面側コイル導体３１Ａに対して磁束φａが鎖交する。一方、裏面側コイル導体３１Ｂは磁性体コア３９の裏面側にあるので、この裏面側コイル導体３１Ｂに対して磁束φｉは鎖交しない。したがって、磁束φａ，φｉ双方の結合で相殺されることなく、アンテナコイル３１は通信相手であるリーダ・ライタのアンテナと磁界結合する。

前記アンテナコイル３１の接続部３２には、例えば電子機器内の回路基板から突設された接続用ピンを当接させるなどの方法により電気的に接続される。

回路基板側には前記接続部３２に対して並列接続されるキャパシタが備えられている。そして、アンテナコイル３１および磁性体コア３９によって定まるインダクタンスと前記キャパシタのキャパシタンスとによって共振周波数が定められる。例えば中心周波数１３．５６ＭＨｚのＨＦ帯を利用する場合には、前記共振周波数を１３．５６ＭＨｚに定める。但し、アンテナコイル３１および磁性体コア３９が金属部材２に近接しない状態での共振周波数を予め利用周波数帯域の中心周波数より低く設定しておく。アンテナコイル３１を金属部材２に近接させると、アンテナコイル３１のインダクタンス値が小さくなるので、アンテナ装置１０１の共振周波数が上昇する。そのため、アンテナ装置１０１を電子機器内に組み込んだ状態で、そのアンテナ装置１０１の共振周波数が利用周波数帯域の中心周波数とほぼ一致するように設計すればよい。

図３（Ｃ）は第１の実施形態のアンテナ装置１０１の特性をシミュレーションで求めるためのモデルである。但し、各部の寸法比率は図１、図２に示した例とは異なる。図３（Ａ），図３（Ｂ）は比較対象である二つのアンテナ装置のモデルである。図３（Ｂ）は平面状かつ渦巻き状のアンテナコイルを形成したフレキシブル基材の裏面に磁性体コアを配置したものである。図３（Ａ）は、図３（Ｂ）に示したタイプのアンテナコイルおよび磁性体コアを備え、且つ金属部材２に開口ＣＡを形成していないものである。

前記モデルの各部の寸法は次のとおりである。

開口ＣＡのサイズ：25.9mm×20.1mm
アンテナコイルの形成領域の幅：2.9mm
アンテナコイルの巻き数：6ターン
アンテナコイルの導体パターンのピッチ：
0.5mm(ライン幅0.4mm、ライン間隔0.1mm)
アンテナコイルの外形サイズ：25.5mm×19.7mm
磁性体コアの外形サイズ：25.5mm×19.7mm
アンテナコイルと金属部材との厚み方向の間隔：0.1mm
図４は図３（Ａ），図３（Ｂ），図３（Ｃ）に示した各アンテナ装置の結合係数を示す図である。図４中の“Ａ”は図３（Ａ）に示したアンテナ装置の結合係数、“Ｂ”は図３（Ｂ）に示したアンテナ装置の結合係数、“Ｃ”は図３（Ｃ）に示した本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の結合係数である。通信相手のアンテナ装置は、直径７０ｍｍ、コイルの巻き数４ターン、コイルのライン幅１．５ｍｍ、ライン間隔０．３ｍｍのアンテナコイルで構成され、金属部材２の垂直方向に２．５ｍｍ離れ、かつ金属部材２と通信相手のアンテナ装置のアンテナコイルが平行になるようにされた位置からの結合係数の最大値を求めた。

金属部材２に開口ＣＡが形成されていなければ、図４中の“Ａ”で示すとおり、全く結合しない。図３（Ｂ）に示した比較対象のアンテナ装置では、渦巻き状のアンテナコイルの全体が磁性体コアの表面に配置されているので、金属部材２に開口ＣＡが形成されていても、アンテナコイルの各部で磁束が鎖交するので、結合が相殺される。すなわち、図１（Ｂ）の磁束φａ，φｉに相当する磁束が、ともにアンテナコイルに鎖交するので、結合が相殺される。そのため、図４中で“Ｂ”に示すように高い結合係数は得られない。これに対し、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置によれば、図４中で“Ｃ”に示すように、図３（Ｂ）に示した比較対象のアンテナ装置より高い結合係数が得られる。

《第２の実施形態》
第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２について図５〜図７を参照して説明する。
図５（Ａ）は第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２の平面図、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図である。但し、図５（Ａ），図５（Ｂ）では主要部の構成のみを表している。

このアンテナ装置１０２は、アンテナコイル３１、磁性体コア３９および金属部材２を備えている。アンテナコイル３１はフレキシブル基材３３に形成されている。このアンテナコイル３１は、巻回中心部をコイル開口部とするループ状または渦巻き状に巻回されている。

アンテナコイル３１、磁性体コア３９および金属部材２の構成は第１の実施形態で示したものと同じである。異なるのは、金属部材２の開口ＣＡに対するアンテナコイル３１および磁性体コア３９の位置である。第２の実施形態では、アンテナコイル３１のうち表面側コイル導体３１Ａが開口ＣＡの中央に近づく方向に、アンテナコイル３１および磁性体コア３９の全体が偏位（移動）している。すなわち、金属部材２の開口ＣＡの縁から表面側コイル導体３１Ａの外縁までの距離Ｌがある程度大きな値となっている。また、アンテナコイル３１のうち裏面側コイル導体３１Ｂは平面視で、開口ＣＡからはみ出ている。すなわち、裏面側コイル導体３１Ｂは金属部材２で平面視で隠れている。

図６は第２の実施形態のアンテナ装置１０２の特性をシミュレーションで求めるためのモデルである。但し、各部の寸法比率は図５に示した例とは異なる。

図７は、図６に示したモデルにおいて、表面側コイル導体３１Ａの外縁までの距離Ｌを変化させたときの、結合係数の変化を示す図である。結合係数を求める条件は第１の実施形態の場合と同じである。図７において、Ａ〜Ｉと前記距離Ｌとの関係は次のとおりである。

Ａ：Ｌ＝０ｍｍ
Ｂ：Ｌ＝１ｍｍ
Ｃ：Ｌ＝２ｍｍ
Ｄ：Ｌ＝３ｍｍ
Ｅ：Ｌ＝４ｍｍ
Ｆ：Ｌ＝５ｍｍ
Ｇ：Ｌ＝６ｍｍ
Ｈ：Ｌ＝７ｍｍ
Ｉ：Ｌ＝８ｍｍ
ここで、Ｌ＝７ｍｍの状態は、表面側コイル導体３１Ａの内縁が開口ＣＡの中央に位置する状態である。また、Ｌ＝８ｍｍの状態は、表面側コイル導体３１Ａが開口ＣＡの中央に位置する状態である。

図７から明らかなように、表面側コイル導体３１Ａが金属部材２の開口ＣＡの中央に近づくほど、結合係数が高まる。しかし、表面側コイル導体３１Ａの内縁が開口ＣＡの中央を超えると（図７中のＩの状態）、結合係数は低下傾向となる。これは表面側コイル導体３１が金属部材２から離れるほど、金属部材２に磁束φａが衝突することによって磁束φａが表面側コイル導体３１Ａと鎖交するのを阻害する影響が少なくなるからである。このことから、表面側コイル導体３１Ａに対する磁束の鎖交が通信相手のアンテナとの結合に有効であること、および表面側コイル導体３１Ａが開口ＣＡの中央に配置することで、金属部材２の存在による影響を抑え、高い結合係数が得られることが分かる。

《第３の実施形態》
第３の実施形態に係るアンテナ装置について図８〜図１１を参照して説明する。
図８（Ａ）は第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３Ｘの平面図、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図である。図９（Ａ）は第３の実施形態に係る別のアンテナ装置１０３Ｙの平面図、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図である。

図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示すアンテナ装置１０３Ｘと図５に示したアンテナ装置１０２と異なるのは、磁性体コア３９の形状である。第３の実施形態では、アンテナコイルのうち磁性体コア３９より金属部材２に近接する部分（表面側コイル導体３１Ａ）の外縁から金属部材２の開口ＣＡの内縁までの領域にも磁性体コア３９が延在している。

図９（Ａ）、図９（Ｂ）に示すアンテナ装置１０３Ｙは、平面視で、金属部材２の開口ＣＡの内部にアンテナコイル３１および磁性体コア３９が収まるように、アンテナコイル３１および磁性体コア３９を形成したものである。

図１０（Ｂ）、図１０（Ｃ）は第３の実施形態のアンテナ装置の特性をシミュレーションで求めるためのモデルである。但し、各部の寸法比率は図５に示した例とは異なる。図１０（Ａ）は比較例としてのアンテナ装置のモデルであり、第２の実施形態で図６に示したアンテナ装置である。図１０（Ｂ）は図８に示したアンテナ装置のモデルであり、図１０（Ａ）に示すモデルにおいて磁性体コア３９を前述のとおり延出したものである。図１０（Ｃ）は図９に示したアンテナ装置のモデルである。

図１１は、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）、図１０（Ｃ）に示した各モデルの結合係数を示す図である。結合係数を求める条件は第１の実施形態の場合と同じである。

図１１中の“Ａ”と“Ｂ”を比較すれば明らかなように、金属部材２の開口ＣＡの内縁までの領域にも磁性体コア３９が延在することにより、結合係数はさらに向上する。また、図１１中の“Ｂ”と“Ｃ”を比較すれば明らかなように、開口ＣＡ内に裏面側コイル導体３１Ｂが露出すると、結合係数は若干低下するが、図１０（Ａ）に示したタイプに比べて高い結合係数が得られることが分かる。

《第４の実施形態》
第４の実施形態に係るアンテナ装置について図１２〜図１４を参照して説明する。
図１２（Ａ）は第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４の平面図、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図である。

図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に示すアンテナ装置１０４と図９に示したアンテナ装置１０３Ｙと異なるのは、アンテナコイル３１および磁性体コア３９の寸法である。図９に示したアンテナ装置１０３Ｙでは、アンテナコイル３１の全体が金属部材２の開口ＣＡの内部に露出していていたが、図１２に示すアンテナ装置１０４は、アンテナコイル３１のうち、磁性体コア３９の挿通方向（軸方向）に対して平行な導体部分３１Ｓが開口ＣＡの外側に位置している。

図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）は第４の実施形態のアンテナ装置の特性をシミュレーションで求めるためのモデルである。図１３（Ａ）は、比較例としてのアンテナ装置のモデルであり、図１０（Ｃ）に示したアンテナ装置と同じである。図１３（Ｂ）は図１２に示したアンテナ装置１０４のモデルである。図１３（Ｃ）は図１３（Ｂ）に示したアンテナ装置において、磁性体コア３９のうち開口ＣＡの縁より外側にはみ出す部分を無くしたアンテナ装置のモデルである。ここで、各部の寸法は次のとおりである。

図１３（Ｂ）（Ｃ）のモデルの外形サイズ：31.5mm×11.3mm
図１３（Ｂ）のモデルの磁性体コア３９の外形サイズ：31.5mm×19.7mm
図１３（Ｃ）のモデルの磁性体コア３９の外形サイズ：：25.3mm×19.7mm
図１４は、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）に示した各モデルの結合係数を示す図である。結合係数を求める条件は第１の実施形態の場合と同じである。

図１４中の“Ａ”と“Ｂ”を比較すれば明らかなように、磁性体コア３９の挿通方向（軸方向）に対して平行な導体部分３１Ｓが金属部材２で隠れることにより、結合係数はさらに向上する。また、図１４中の“Ｂ”と“Ｃ”を比較すれば明らかなように、磁性体コア３９のうち開口ＣＡの縁より外側にはみ出す部分を無くしても、結合係数には殆ど影響が無いことが分かる。

《第５の実施形態》
第５の実施形態では金属部材２の両面方向に利得を有するアンテナ装置について示す。図１５（Ａ）は第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５の平面図、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図である。基本的な構成は図９に示したアンテナ装置１０３Ｙと同じである。第５の実施形態は、アンテナコイル３１および磁性体コア３９の、金属部材２とは反対側の面に金属部材２とは別の金属部材（プリント基板なども含む）が設けられていないことを明示的するものである。

図１５（Ｂ）において、破線の矢印φａｓ，φｉｓは通信相手であるリーダ・ライタのアンテナから出る磁束のうち開口ＣＡから入る磁束を表している。また、破線の矢印φａｂ，φｉｂは通信相手であるリーダ・ライタのアンテナから出る磁束のうち裏面側から入る磁束を表している。

表面側コイル導体３１Ａは磁性体コア３９より開口ＣＡ側にあるので、この表面側コイル導体３１Ａに対して磁束φａｓが鎖交する。一方、裏面側コイル導体３１Ｂは磁性体コア３９の裏面側にあるので、この裏面側コイル導体３１Ｂに対して磁束φｉｓは鎖交しない。したがって、アンテナコイル３１は開口ＣＡから入る磁束で、通信相手であるリーダ・ライタのアンテナと磁界結合する。

また、裏面側コイル導体３１Ｂはアンテナコイルの裏面側からみて磁性体コア３９の裏面側にあるので、この裏面側コイル導体３１Ｂに対しては、裏面側から入る磁束φａｂが鎖交する。一方、表面側コイル導体３１Ａはアンテナコイルの裏面側からみて磁性体コア３９の裏面側にあるので、この表面側コイル導体３１Ａに対して磁束φｉｂは鎖交しない。したがって、アンテナコイル３１は裏面側から入る磁束で、通信相手であるリーダ・ライタのアンテナと磁界結合する。

このように、アンテナコイル３１および磁性体コア３９の、金属部材２とは反対側の面に金属部材２とは別の金属部材（プリント基板なども含む）が設けられていないことにより、アンテナコイルの両面のいずれから入る磁束とも結合する。したがって、アンテナ装置１０５では、アンテナ装置１０５の両面から通信相手であるリーダ・ライタと通信することができる。

《第６の実施形態》
図１６（Ａ）は第６の実施形態のアンテナ装置１０６の平面図、図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図である。以上の各実施形態で示したアンテナ装置と異なり、アンテナ装置１０６が備える金属部材２の開口ＣＡは非矩形である。この例では開口ＣＡは楕円形である。開口ＣＡは磁束が透過する窓であればよいので、このように非矩形であってもよい。

《第７の実施形態》
図１７は第７の実施形態のアンテナ装置１０７の平面図である。以上の各実施形態で示したアンテナ装置と異なり、アンテナ装置１０７が備える磁性体コア３９は開口部ＭＡを備えている。この構造は、電子機器の筐体内にカメラモジュール（図示せず）を内蔵し、金属部材２の開口ＣＡからカメラモジュールのレンズを露出させる場合に有効である。すなわち、磁性体コア３９の開口部ＭＡをカメラモジュールの撮像用の窓として、またはカメラモジュールのレンズを挿入する筒として利用できる。

《第８の実施形態》
図１８は第８の実施形態のアンテナ装置１０８Ａの平面図である。以上の各実施形態で示したアンテナ装置と異なり、アンテナ装置１０８Ａが備えるアンテナコイル３１は、金属部材２の開口ＣＡは開口面内を平面方向に直交する２つの軸（Ｘ軸とＹ軸）を有し、アンテナコイル３１の巻回中心を開口ＣＡの中心から２つの軸（Ｘ軸とＹ軸）のいずれの方向へも偏位させている。アンテナ装置１０８Ａは、磁性体コア３９の挿通方向（軸方向）に対して平行な導体部分の片方３１ＡＳと対向関係にある導体部分、および磁性体コア３９の挿通方向（軸方向）に対して垂直な導体部分の片方３１ＡＡと対向関係になる導体部分が金属部材２に平面視で隠れている。

そのため、アンテナコイル３１のうち、導体部分３１ＡＡと、導体部分３１ＡＳのいずれも磁束有効鎖交部として作用する。その結果、アンテナの指向方向がＸ軸から傾き、図１８中に矢印で示す方向を指向することになる。このようにして、アンテナコイル３１の偏位方向によって指向性を制御することもできる。

図１９は第８の実施形態の別のアンテナ装置１０８Ｂの平面図である。以上の各実施形態で示したアンテナ装置と異なり、アンテナ装置１０８Ｂが備えるアンテナコイル３１は、金属部材２の開口ＣＡに対して垂直方向に視て（平面視で）、開口ＣＡの内部に湾曲部３１Ｃを備えている。この湾曲部３１Ｃは開口ＣＡのいずれの辺にも平行でない。

アンテナコイル３１は磁束有効鎖交部を備えていればよいので、このようにアンテナコイル３１は、その一部または全部が湾曲部で構成されていてもよい。

《第９の実施形態》
第９の実施形態では、電子機器に備えるアンテナ装置の取り付け構造および電子機器の構成について示す。
図２０、図２１は電子機器に設けたアンテナ装置部分の断面図である。図２０の例では、磁性体コア３９の外周部を金属部材２の開口ＣＡの外周部に粘着材（例えば両面テープ）４１を介して貼付している。図２１の例では、アンテナコイルを形成したフレキシブル基材３３および磁性体コア３９で構成されるアンテナモジュールを粘着材（例えば両面テープ）４１で樹脂シート材４２に貼付し、その樹脂シート材４２を金属部材２の開口ＣＡの周囲に貼付している。
このようにして、金属部材２を含む各構成部材を一体化してもよい。

《第１０の実施形態》
第１０の実施形態では、金属部材２とは一体化しないアンテナ装置の取り付け構造および電子機器の構成について示す。
図２２は電子機器に設けたアンテナ装置部分の断面図である。この例では、アンテナコイルを形成したフレキシブル基材３３および磁性体コア３９で構成されるアンテナ本体を金属部材２とは別の金属部材であるプリント配線板４３に搭載している。金属部材２は電子機器の筐体の一部であり、この筐体内にプリント配線板４３を収めることで、前記アンテナ本体が開口ＣＡに対向する。

このように、金属部材２とアンテナ本体とは別体に設けてもよい。

なお、アンテナ本体が搭載されるのはプリント配線板に限らない。例えばプリント配線板上に配置された支持台上などに配置しても構わない。

《第１１の実施形態》
第１１の実施形態では、アンテナコイル３１に対する特殊な給電構造および電子機器の構成について示す。

図２３は電子機器に設けたアンテナ装置部分の断面図である。図２３において、プリント配線板４３には磁性体コア１３および励振コイル１２による給電モジュールが搭載されている。励振コイル１２は図２３の左右方向を巻回軸とする方向に、磁性体コア１３に巻回されている。この給電モジュールの磁性体コア１３はアンテナコイル３１の裏面側コイル導体３１Ｂに近接していて、互いに電磁界結合（主に磁界結合）する。

アンテナコイル３１は、これまでに示したアンテナ装置のアンテナコイルと基本的には同様の構成であるが、接続部３２は無く、閉ループが構成されている。そして、このアンテナコイル３１でＬＣ並列共振回路が構成されている。このＬＣ並列共振回路のキャパシタンス成分はアンテナコイルの導体パターン間に生じる容量である。また、アンテナコイル３１とともに、必要に応じて、容量形成用の電極を設けてもよい。

《他の実施形態》
本発明に係る金属部材（金属部材２）は金属板に限らず、例えば筐体の外面の一部を意匠上メタリックにするような場合に、筐体の外面に蒸着などによって金属膜が形成されるが、その金属膜を前記金属部材として兼用してもよい。

なお、アンテナコイル３１の巻回数（ターン数）は外形サイズと必要なインダクタンスによって定めればよい。ワンターンであれば単にループ状のコイル導体となる。

ＣＡ…開口
ＭＡ…磁性体コアの開口部
２…金属部材
１２…励振コイル
１３…磁性体コア
３１…アンテナコイル
３１Ａ…表面側コイル導体
３１Ｂ…裏面側コイル導体
３１Ｃ…湾曲部
３１ＡＡ…磁性体コア挿通方向に対して垂直な導体部分の片方
３１ＡＳ…磁性体コア挿通方向に対して平行な導体部分の片方
３１Ｓ…磁性体コア挿通方向に対して平行な導体部分
３２…接続部
３３…フレキシブル基材
３４…スリット状開口部
３９…磁性体コア
４２…樹脂シート材
４３…プリント配線板
１０１，１０２…アンテナ装置
１０３Ｘ，１０３Ｙ…アンテナ装置
１０４〜１０７…アンテナ装置
１０８Ａ，１０８Ｂ…アンテナ装置

Claims (9)

1. アンテナコイル、磁性体コアおよび金属部材を備えたアンテナ装置において、
   前記アンテナコイルは巻回中心部をコイル開口部として、前記磁性体コアに沿うようにループ状または渦巻き状に巻回されていて、
   前記磁性体コアは前記コイル開口部に挿通されていて、
   前記金属部材は外周につながらない開口を備えていて、
   前記アンテナコイルのうち前記磁性体コアより前記金属部材に近接する部分が前記金属部材の開口の中央に近づく方向に、前記アンテナコイルの巻回中心は前記開口の中心より偏位しており、
   前記アンテナコイルのうち前記磁性体コアより前記金属部材に近接する部分の一部または全部が前記金属部材の開口から露出していることを特徴とするアンテナ装置。
2. アンテナコイル、磁性体コアおよび金属部材を備えたアンテナ装置において、
   前記アンテナコイルは巻回中心部をコイル開口部として、前記磁性体コアに沿うようにループ状または渦巻き状に巻回されていて、
   前記磁性体コアは前記コイル開口部に挿通されていて、
   前記金属部材は外周につながらない開口を備えていて、
   前記アンテナコイルは、磁性体コアより金属部材の開口に近接する表面側コイル導体と、磁性体コアに対し金属部材の開口の反対側に位置する裏面側コイル導体とを備え、
   前記表面側コイル導体は一部または全部が前記金属部材の開口から露出しており、
   平面視したとき前記裏面側コイル導体は前記金属部材と重なっていることを特徴とするアンテナ装置。
3. 前記磁性体コアの外形は前記金属部材の開口に沿っている、請求項１または２に記載のアンテナ装置。
4. アンテナコイル、磁性体コアおよび金属部材を備えたアンテナ装置において、
   前記アンテナコイルは巻回中心部をコイル開口部として、前記磁性体コアに沿うようにループ状または渦巻き状に巻回されていて、
   前記磁性体コアは前記コイル開口部に挿通されていて、
   前記金属部材は外周につながらない開口を備えていて、
   前記アンテナコイルのうち前記磁性体コアより前記金属部材に近接する部分の一部または全部が前記金属部材の開口から露出しており、
   前記金属部材の開口に対して垂直方向に視て、前記磁性体コアは、前記アンテナコイルのうち前記磁性体コアより前記金属部材に近接する部分の外縁から前記金属部材の開口の内縁までの領域にも延在していることを特徴とするアンテナ装置。
5. アンテナコイル、磁性体コアおよび金属部材を備えたアンテナ装置において、
   前記アンテナコイルは巻回中心部をコイル開口部として、前記磁性体コアに沿うようにループ状または渦巻き状に巻回されていて、
   前記磁性体コアは前記コイル開口部に挿通されていて、
   前記金属部材は外周につながらない開口を備えていて、
   前記アンテナコイルのうち前記磁性体コアより前記金属部材に近接する部分の一部または全部が前記金属部材の開口から露出しており、
   前記アンテナコイルのうち前記磁性体コアの挿通方向に対して平行な導体部分が前記開口の外側に位置していることを特徴とするアンテナ装置。
6. アンテナコイル、磁性体コアおよび金属部材を備えたアンテナ装置において、
   前記アンテナコイルは巻回中心部をコイル開口部として、前記磁性体コアに沿うようにループ状または渦巻き状に巻回されていて、
   前記磁性体コアは前記コイル開口部に挿通されていて、
   前記金属部材は外周につながらない開口を備えていて、
   前記アンテナコイルのうち前記磁性体コアより前記金属部材に近接する部分の一部または全部が前記金属部材の開口から露出しており、
   前記アンテナコイルおよび前記磁性体コアの、前記金属部材とは反対側の面に前記金属部材とは別の金属部材が設けられていないことを特徴とするアンテナ装置。
7. アンテナコイル、磁性体コアおよび金属部材を備えたアンテナ装置において、
   前記アンテナコイルは巻回中心部をコイル開口部として、前記磁性体コアに沿うようにループ状または渦巻き状に巻回されていて、
   前記磁性体コアは前記コイル開口部に挿通されていて、
   前記金属部材は外周につながらない開口を備えていて、
   前記アンテナコイルのうち前記磁性体コアより前記金属部材に近接する部分の一部または全部が前記金属部材の開口から露出しており、
   前記金属部材の開口に対して垂直方向に視た前記コイル開口部内で、前記磁性体コアに孔が形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
8. アンテナコイル、磁性体コアおよび金属部材を備えたアンテナ装置において、
   前記アンテナコイルは巻回中心部をコイル開口部として、前記磁性体コアに沿うようにループ状または渦巻き状に巻回されていて、
   前記磁性体コアは前記コイル開口部に挿通されていて、
   前記金属部材は外周につながらない開口を備えていて、
   前記アンテナコイルのうち前記磁性体コアより前記金属部材に近接する部分の一部または全部が前記金属部材の開口から露出しており、
   前記アンテナコイルのうち、前記金属部材の開口に対して垂直方向に視て、前記開口と重なる位置に湾曲部を備えていることを特徴とするアンテナ装置。
9. アンテナコイル、磁性体コアおよび金属部材を備えたアンテナ装置において、
   前記アンテナコイルは巻回中心部をコイル開口部として、前記磁性体コアに沿うようにループ状または渦巻き状に巻回されていて、
   前記磁性体コアは前記コイル開口部に挿通されていて、
   前記金属部材は外周につながらない開口を備えていて、
   前記アンテナコイルのうち前記磁性体コアより前記金属部材に近接する部分の一部または全部が前記金属部材の開口から露出しており、
   前記金属部材の開口は開口面を平面方向に直交する２つの軸を有し、前記アンテナコイルの巻回中心を前記開口の中心から前記２つの軸のいずれの方向へも偏位させていることを特徴とするアンテナ装置。

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