JP5987963B2

JP5987963B2 - Antenna device and communication terminal device

Info

Publication number: JP5987963B2
Application number: JP2015203366A
Authority: JP
Inventors: 邦明用水; 加藤　登; 登加藤; 宏充伊藤
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2015-10-15
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2031-10-04
Also published as: JP2016007081A

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（Radio Frequency Identification）システムや短距離無線通信（NFC：Near Field Communication）システムに用いられるアンテナ装置および通信端末装置に関するものである。 The present invention relates to an antenna device and a communication terminal device used in an RFID (Radio Frequency Identification) system or a short-range wireless communication (NFC) system that communicates with a counterpart device via an electromagnetic field signal.

たとえば特許文献１には、ブースターコイルを用いたＲＦＩＤタグが開示されている。図１２はそのＲＦＩＤタグに備えられたブースターコイルとＩＣ素子との配置を示す平面図である。このＲＦＩＤタグは、アンテナコイルが一体形成されたＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）チップ２と、ブースターコイル３及び静電容量接続用の導体膜４ａ，４ｂが形成された絶縁部材６と、これらを一体にケーシングする基体とで構成されている。ＲＦＩＣ２には、矩形スパイラル状のアンテナコイルが一体に形成されていて、そのアンテナコイルが絶縁部材６のブースターコイル形成面側に向けて取り付けられている。 For example, Patent Document 1 discloses an RFID tag using a booster coil. FIG. 12 is a plan view showing the arrangement of booster coils and IC elements provided in the RFID tag. The RFID tag includes an RFIC (Radio Frequency Integrated Circuit) chip 2 in which an antenna coil is integrally formed, an insulating member 6 in which a booster coil 3 and conductor films 4a and 4b for capacitance connection are formed, and these. And a base body for casing. A rectangular spiral antenna coil is integrally formed on the RFIC 2, and the antenna coil is attached toward the booster coil forming surface side of the insulating member 6.

絶縁部材６の裏面には、表面の導体膜４ａ，４ｂに対向する静電容量接続用の導体膜が形成される。この絶縁部材６の裏面側に形成された静電容量接続用の導体膜は導線を介して電気的に接続されている。 On the back surface of the insulating member 6, a conductive film for capacitance connection is formed opposite to the conductive films 4 a and 4 b on the front surface. The capacitance connecting conductor film formed on the back surface side of the insulating member 6 is electrically connected via a conducting wire.

ＲＦＩＣチップ２のアンテナコイルとブースターコイル３とは電磁界結合して、ＲＦＩＣチップ２とブースターコイル３との間で信号が伝達される。 The antenna coil and the booster coil 3 of the RFIC chip 2 are electromagnetically coupled, and a signal is transmitted between the RFIC chip 2 and the booster coil 3.

特開２００２−０４２０８３号公報JP 2002-042083 A

図１２に示したようなＲＦＩＤタグにおいては、アンテナコイルはＲＦＩＣチップのサイズと近似したサイズ、ブースターコイルはそれよりも大きい例えばカードサイズであるため、両者のサイズが大きく異なる。そのため、アンテナコイルとブースターコイルとの結合度を高くすることが難しい。 In the RFID tag as shown in FIG. 12, the antenna coil has a size approximate to the size of the RFIC chip, and the booster coil has a larger size, for example, a card size. Therefore, it is difficult to increase the degree of coupling between the antenna coil and the booster coil.

また、図１２に示されるような、アンテナコイルが一体形成されたＲＦＩＣチップをブースターコイルに重ねた構造は、ブースターコイルを備えたアンテナ装置とは別にＲＦＩＣを設けた装置には適用できない。そのため、ＲＦＩＤシステムや短距離無線通信（NFC）システムに用いられる通信端末装置に適用するためには設計上の自由度が低いという問題がある。 Further, the structure in which the RFIC chip integrally formed with the antenna coil as shown in FIG. 12 is stacked on the booster coil cannot be applied to a device provided with an RFIC in addition to the antenna device provided with the booster coil. Therefore, there is a problem that the degree of freedom in design is low for application to a communication terminal device used in an RFID system or a short-range wireless communication (NFC) system.

本発明は、上述した実情に鑑み、給電コイルとアンテナコイルとの結合度が高く、ＲＦ信号の伝達効率に優れ、さらには通信端末装置に容易に適用できるようにしたアンテナ装置、およびそれを備えた通信端末装置を提供することを目的としている。 In view of the above-described circumstances, the present invention has an antenna device that has a high degree of coupling between a feeding coil and an antenna coil, is excellent in RF signal transmission efficiency, and can be easily applied to a communication terminal device, and the antenna device An object of the present invention is to provide a communication terminal device.

（１）本発明のアンテナ装置は、
給電コイルと、前記給電コイルに磁界を介して結合されるアンテナコイルとを備えるアンテナ装置であって、
前記アンテナコイルは巻回されたコイル導体を備え、
前記アンテナコイルの、前記給電コイルが近接する面とは反対面側に、前記アンテナコイルのコイル導体の一部を覆い、前記コイル導体の他部を露出するように第１の磁性体層が設けられていることを特徴としている。 (1) The antenna device of the present invention
An antenna device comprising a feeding coil and an antenna coil coupled to the feeding coil via a magnetic field,
The antenna coil comprises a wound coil conductor;
A first magnetic layer is provided on the surface of the antenna coil opposite to the surface close to the feeding coil so as to cover a part of the coil conductor of the antenna coil and expose the other part of the coil conductor. It is characterized by being.

（２）前記第１の磁性体層は、前記アンテナコイルのコイル導体の内縁部から外縁部に亘って配置されていることが好ましい。 (2) It is preferable that the first magnetic layer is disposed from the inner edge to the outer edge of the coil conductor of the antenna coil.

（３）前記給電コイルのコイル導体の巻回軸は前記アンテナコイルのコイル導体の巻回軸に対してほぼ直交していて、
前記第１の磁性体層および前記給電コイルは、前記アンテナコイルのコイル導体の巻回軸方向からの平面視で前記給電コイルと前記第１の磁性体層とが重なる位置に配置されていることが好ましい。 (3) The winding axis of the coil conductor of the feeding coil is substantially orthogonal to the winding axis of the coil conductor of the antenna coil,
The first magnetic layer and the feeding coil are arranged at a position where the feeding coil and the first magnetic layer overlap in a plan view from the winding axis direction of the coil conductor of the antenna coil. Is preferred.

（４）前記アンテナコイルの、前記給電コイルが近接する面側で、前記第１の磁性体層が重なる位置とは別の位置に、前記アンテナコイルのコイル導体の内縁部から外縁部に亘って、前記アンテナコイルのコイル導体の一部に沿って覆うように第２の磁性体層が配置されていることが好ましい。 (4) From the inner edge portion to the outer edge portion of the coil conductor of the antenna coil, on the surface side of the antenna coil close to the feeding coil, at a position different from the position where the first magnetic layer overlaps. The second magnetic layer is preferably disposed so as to cover a part of the coil conductor of the antenna coil.

（５）前記アンテナコイルのコイル導体は、フレキシブル基材に形成された開口部の周囲に巻回された渦巻き状の導体パターンで構成されていて、
前記第１の磁性体層および第２の磁性体層は一体化されたシート状の磁性体層であって、前記フレキシブル基材の前記開口部に挿通されていることが好ましい。 (5) The coil conductor of the antenna coil is composed of a spiral conductor pattern wound around the opening formed in the flexible base material,
The first magnetic layer and the second magnetic layer are preferably integrated sheet-like magnetic layers and are inserted through the openings of the flexible base material.

（６）本発明の通信端末装置は、
端末筐体の内面または表面に、磁界を介して給電コイルが結合されるアンテナコイルを備え、
前記アンテナコイルは巻回されたコイル導体を備え、
前記アンテナコイルの、前記給電コイルが近接する側とは反対側に、前記アンテナコイルのコイル導体の一部に沿って覆い、前記コイル導体の他部を露出するように第１の磁性体層が設けられていて、
前記給電コイルおよびこの給電コイルに接続された給電回路が前記筐体内に配置されていることを特徴としている。 (6) The communication terminal device of the present invention
Provided on the inner surface or surface of the terminal housing with an antenna coil to which a feeding coil is coupled via a magnetic field,
The antenna coil comprises a wound coil conductor;
A first magnetic layer is provided on the side of the antenna coil opposite to the side where the feeding coil is adjacent, covering a part of the coil conductor of the antenna coil and exposing the other part of the coil conductor. Provided,
The power feeding coil and a power feeding circuit connected to the power feeding coil are arranged in the casing.

（７）（６）において、前記アンテナコイルの、前記給電コイルが近接する面側で、前記第１の磁性体層が重なる位置とは別の位置に、前記アンテナコイルのコイル導体の内縁部から外縁部に亘って、前記アンテナコイルのコイル導体の一部に沿って覆うように第２の磁性体層が配置され、
前記給電コイルが近接する面側の前記第２の磁性体層と近接する位置に金属物品が配置されていることが好ましい。 (7) In (6), from the inner edge of the coil conductor of the antenna coil to a position different from the position where the first magnetic layer overlaps on the surface side of the antenna coil close to the feeding coil. A second magnetic layer is disposed over the outer edge so as to cover a part of the coil conductor of the antenna coil,
It is preferable that a metal article is disposed at a position close to the second magnetic layer on the surface side where the power feeding coil is close.

（８）（７）において、前記アンテナコイルのコイル導体は、フレキシブル基材に形成された開口部の周囲に巻回された渦巻き状の導体パターンで構成されていて、
前記第１の磁性体層および第２の磁性体層は一体化されたシート状の磁性体層であって、前記フレキシブル基材の前記開口部に挿通されることが好ましい。 (8) In (7), the coil conductor of the antenna coil is composed of a spiral conductor pattern wound around the opening formed in the flexible base material,
The first magnetic layer and the second magnetic layer are preferably integrated sheet-like magnetic layers, and are preferably inserted through the openings of the flexible base material.

本発明によれば、給電コイルとアンテナコイルとの結合度が高く、ＲＦ信号の伝達効率に優れたアンテナ装置が構成でき、さらには通信端末装置に容易に適用できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the coupling | bonding degree of a feeding coil and an antenna coil is high, the antenna apparatus excellent in the transmission efficiency of RF signal can be comprised, Furthermore, it can apply easily to a communication terminal device.

図１は第１の実施形態に係るアンテナ装置３０１の分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of an antenna device 301 according to the first embodiment. 図２（Ａ）はアンテナコイル２０１のフレキシブル基材およびそれに形成された導体パターンを示す図である。図２（Ｂ）はアンテナコイル２０１の平面図、図２（Ｃ）はアンテナコイル２０１の正面図である。FIG. 2A is a diagram showing a flexible substrate of the antenna coil 201 and a conductor pattern formed thereon. FIG. 2B is a plan view of the antenna coil 201, and FIG. 2C is a front view of the antenna coil 201. 図３は、給電コイル１０１とアンテナコイル２０１との結合、およびアンテナコイル２０１と通信相手のアンテナとの結合について示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating coupling between the feeding coil 101 and the antenna coil 201 and coupling between the antenna coil 201 and the antenna of the communication partner. 図４はアンテナ装置３０１を備えた通信端末装置の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a communication terminal device including the antenna device 301. 図５（Ａ）〜（Ｄ）は第２の実施形態のアンテナ装置が備えるアンテナコイルの構成を示す図である。図５（Ａ）は磁性体コアの図示を省略したアンテナコイルの平面図、図５（Ｂ）はフレキシブル基材２１の上面に形成されたアンテナコイル導体２２のパターンを示す図、図５（Ｃ）はフレキシブル基材２１の下面に形成されたアンテナコイル導体２３のパターンを示す図である。図５（Ｄ）はアンテナコイルの等価回路図である。FIGS. 5A to 5D are diagrams illustrating a configuration of an antenna coil included in the antenna device of the second embodiment. FIG. 5A is a plan view of the antenna coil in which the magnetic core is not shown, FIG. 5B is a diagram showing a pattern of the antenna coil conductor 22 formed on the upper surface of the flexible substrate 21, and FIG. ) Is a diagram showing a pattern of the antenna coil conductor 23 formed on the lower surface of the flexible base 21. FIG. 5D is an equivalent circuit diagram of the antenna coil. 図６は第３の実施形態のアンテナ装置が備えるアンテナコイル２０３の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the antenna coil 203 provided in the antenna device of the third embodiment. 図７は、給電コイル１０１とアンテナコイル２０３との結合、およびアンテナコイル２０３と通信相手のアンテナとの結合について示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the coupling between the feeding coil 101 and the antenna coil 203 and the coupling between the antenna coil 203 and the antenna of the communication partner. 図８は第４の実施形態のアンテナ装置が備えるアンテナコイル２０４の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the antenna coil 204 provided in the antenna device of the fourth embodiment. 図９は、給電コイル１０１とアンテナコイル２０４との結合、およびアンテナコイル２０４と通信相手のアンテナとの結合について示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating coupling between the feeding coil 101 and the antenna coil 204 and coupling between the antenna coil 204 and the antenna of the communication partner. 図１０は第５の実施形態のアンテナ装置３０５の、給電コイル１０２とアンテナコイル２０２との結合、およびアンテナコイル２０２と通信相手のアンテナとの結合について示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the coupling between the feeding coil 102 and the antenna coil 202 and the coupling between the antenna coil 202 and the communication partner antenna in the antenna device 305 according to the fifth embodiment. 図１１は第６の実施形態の通信端末装置の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of a communication terminal apparatus according to the sixth embodiment. 図１２は、特許文献１のＲＦＩＤタグに備えられたブースターコイルとＩＣ素子との配置を示す平面図である。FIG. 12 is a plan view showing the arrangement of booster coils and IC elements provided in the RFID tag of Patent Document 1. FIG.

《第１の実施形態》
図１は第１の実施形態に係るアンテナ装置３０１の分解斜視図である。図１に示すアンテナ装置３０１は給電コイル１０１とアンテナコイル２０１とで構成されている。 << First Embodiment >>
FIG. 1 is an exploded perspective view of an antenna device 301 according to the first embodiment. An antenna device 301 shown in FIG. 1 includes a feeding coil 101 and an antenna coil 201.

給電コイル１０１は、板状の磁性体コア１３およびその周囲を巻回する給電コイル導体１２を備えている。この給電コイル導体１２の両端は、ＲＦＩＣを含む給電回路が接続される入出力端子１４につながっている。給電コイル導体１２および入出力端子１４はフレキシブル基材に形成された導体パターンである。但し、図１ではフレキシブル基材の図示は省略している。 The power supply coil 101 includes a plate-like magnetic core 13 and a power supply coil conductor 12 that is wound around the magnetic core 13. Both ends of the feeding coil conductor 12 are connected to an input / output terminal 14 to which a feeding circuit including an RFIC is connected. The feeding coil conductor 12 and the input / output terminal 14 are conductor patterns formed on a flexible substrate. However, illustration of a flexible base material is abbreviate | omitted in FIG.

図２（Ａ）はアンテナコイル２０１のフレキシブル基材およびそれに形成された導体パターンを示す図である。図２（Ｂ）はアンテナコイル２０１の平面図、図２（Ｃ）はアンテナコイル２０１の正面図である。 FIG. 2A is a diagram showing a flexible substrate of the antenna coil 201 and a conductor pattern formed thereon. FIG. 2B is a plan view of the antenna coil 201, and FIG. 2C is a front view of the antenna coil 201.

アンテナコイル２０１は、フレキシブル基材２１に形成されたアンテナコイル導体２２および磁性体コア２５を備えている。フレキシブル基材２１はポリイミドフィルムやＰＥＴフィルムなどであり、アンテナコイル導体２２はフレキシブル基材２１の第１主面に形成された、銅箔等の導体パターンである。 The antenna coil 201 includes an antenna coil conductor 22 and a magnetic core 25 formed on the flexible base material 21. The flexible substrate 21 is a polyimide film or a PET film, and the antenna coil conductor 22 is a conductor pattern such as a copper foil formed on the first main surface of the flexible substrate 21.

アンテナコイル導体２２は最も内周側の導体部分である内縁部および最も外周側の導体部分である外縁部を有する渦巻き状に形成されている。このアンテナコイル導体２２の、給電コイル１０１が近接する面とは反対面側にアンテナコイル導体２２の一部に沿って覆うように磁性体コア２５が設けられている。但し、この第１の実施形態では、磁性体コア２５の周囲にアンテナコイル導体２２が巻回された構造となるように、磁性体コア２５が延長されている。この磁性体コア２５が本発明の「磁性体層」に相当する。 The antenna coil conductor 22 is formed in a spiral shape having an inner edge portion which is the innermost conductor portion and an outer edge portion which is the outermost conductor portion. A magnetic core 25 is provided on the antenna coil conductor 22 so as to cover a part of the antenna coil conductor 22 on the side opposite to the surface close to the feeding coil 101. However, in the first embodiment, the magnetic core 25 is extended so that the antenna coil conductor 22 is wound around the magnetic core 25. This magnetic core 25 corresponds to the “magnetic layer” of the present invention.

前記アンテナコイル導体２２は、図２（Ａ）に示すように、フレキシブル基材２１に形成された開口部２４の周囲に巻回された渦巻き状の導体パターンで構成されている。但し、図１ではフレキシブル基材の図示は省略している。渦巻き状の導体パターンの内周端と外周端とは導通している。磁性体コア２５は、フレキシブル基材の開口部を挿通するフェライトシート等のシート状の磁性体である。 As shown in FIG. 2A, the antenna coil conductor 22 is formed of a spiral conductor pattern wound around an opening 24 formed in the flexible base material 21. However, illustration of a flexible base material is abbreviate | omitted in FIG. The inner peripheral end and the outer peripheral end of the spiral conductor pattern are electrically connected. The magnetic core 25 is a sheet-like magnetic body such as a ferrite sheet that is inserted through the opening of the flexible base material.

図３は、給電コイル１０１とアンテナコイル２０１との結合、およびアンテナコイル２０１と通信相手のアンテナとの結合について示す図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating coupling between the feeding coil 101 and the antenna coil 201 and coupling between the antenna coil 201 and the antenna of the communication partner.

給電コイル１０１はプリント配線板３２に搭載されていて、アンテナコイル２０１は通信端末装置の筐体３１の内面に、両面粘着シート等を介して貼付されている。 The feeding coil 101 is mounted on the printed wiring board 32, and the antenna coil 201 is affixed to the inner surface of the casing 31 of the communication terminal device via a double-sided adhesive sheet or the like.

給電コイル１０１の磁性体コア１３を通る磁束ＭＦ１は、アンテナコイル２０１の磁性体コア２５を通る。この磁性体コア２５を通る磁束ＭＦ１はアンテナコイル導体２２の内縁部を通り抜ける経路で周回する。このことにより、給電コイル１０１とアンテナコイル２０１とは磁界結合する。 The magnetic flux MF1 passing through the magnetic core 13 of the power supply coil 101 passes through the magnetic core 25 of the antenna coil 201. The magnetic flux MF1 passing through the magnetic core 25 circulates along a path that passes through the inner edge of the antenna coil conductor 22. As a result, the feeding coil 101 and the antenna coil 201 are magnetically coupled.

また、アンテナコイル２０１の磁性体コア２５を通る磁束ＭＦ２は、アンテナコイル２０１のアンテナコイル導体２２の内縁部を通り抜ける経路で周回する。この磁束ＭＦ２は通信相手のアンテナ（例えばループアンテナ）と結合する。このことにより、アンテナコイル２０１と通信相手のアンテナとは磁界結合する。 The magnetic flux MF2 passing through the magnetic core 25 of the antenna coil 201 circulates along a path that passes through the inner edge of the antenna coil conductor 22 of the antenna coil 201. This magnetic flux MF2 is coupled to a communication partner antenna (for example, a loop antenna). As a result, the antenna coil 201 and the communication partner antenna are magnetically coupled.

図４はアンテナ装置３０１を備えた通信端末装置の断面図である。通信端末装置の筐体３１内のプリント配線板３２には給電コイル１０１以外にバッテリーパック３３やその他の搭載部品３４が搭載されている。筐体３１の内面にはアンテナコイル２０１が貼付されている。 FIG. 4 is a cross-sectional view of a communication terminal device including the antenna device 301. In addition to the power supply coil 101, a battery pack 33 and other mounting components 34 are mounted on the printed wiring board 32 in the housing 31 of the communication terminal device. An antenna coil 201 is affixed to the inner surface of the housing 31.

アンテナコイル２０１の磁性体コア２５は、給電コイル１０１が近接する部分（図４では磁性体コア２５の右半分）については、アンテナコイル導体２２を挟んで給電コイル１０１より遠い側に配置されている。また、磁性体コア２５のうち、バッテリーパック３３が近接する部分（図４では磁性体コア２５の左半分）は、アンテナコイル導体２２とバッテリーパック３３との間に介在するように、磁性体コア２５が配置されている。このように、アンテナコイル導体２２とバッテリーパック３３との間に磁性体コア２５が介在していれば、磁性体コア２５の磁気遮蔽作用により、アンテナコイル導体２２を通る磁束がバッテリーパック３３を通るのを防止できる。そのため、バッテリーパック３３の金属材で渦電流が生じることがなく、損失が低減できる。しかも、バッテリーパックに近接する位置にアンテナコイル２０１を配置できるので、集積度が高まり、全体に小型化できる。 The magnetic core 25 of the antenna coil 201 is disposed on the side farther from the power supply coil 101 with the antenna coil conductor 22 in between the portion where the power supply coil 101 is close (the right half of the magnetic material core 25 in FIG. . Also, the magnetic core 25 is such that the portion of the magnetic core 25 that is adjacent to the battery pack 33 (the left half of the magnetic core 25 in FIG. 4) is interposed between the antenna coil conductor 22 and the battery pack 33. 25 is arranged. Thus, if the magnetic core 25 is interposed between the antenna coil conductor 22 and the battery pack 33, the magnetic flux passing through the antenna coil conductor 22 passes through the battery pack 33 due to the magnetic shielding action of the magnetic core 25. Can be prevented. Therefore, eddy current does not occur in the metal material of the battery pack 33, and loss can be reduced. In addition, since the antenna coil 201 can be arranged at a position close to the battery pack, the degree of integration can be increased and the overall size can be reduced.

このように、バッテリーパック３３のような金属物品が近接する部分において、アンテナコイル導体２２とバッテリーパック３３との間に磁性体コア２５を配置することにより、アンテナの損失が低減できるとともに、集積度が高い小型な通信端末装置が得られる。 As described above, by disposing the magnetic core 25 between the antenna coil conductor 22 and the battery pack 33 in a portion where a metal article such as the battery pack 33 is close, the loss of the antenna can be reduced and the degree of integration can be reduced. A small communication terminal device with a high value is obtained.

なお、金属物品としてはバッテリーパックに限らず、他の通信システムのアンテナ、メモリーカード、液晶ディスプレイ、金属ケース、半導体チップなど、金属の存在によりアンテナの磁界を打ち消すような渦電流が生じる可能性のある物品をすべて含み、そのような金属物品が近接している場合に同様の効果を奏する。 Metal products are not limited to battery packs, and eddy currents such as antennas, memory cards, liquid crystal displays, metal cases, and semiconductor chips of other communication systems that may cancel the magnetic field of the antenna due to the presence of metal may occur. The same effect is obtained when all the articles are included and such metal articles are close to each other.

なお、図４に示した例では、アンテナ装置３０１が通信端末装置の筐体３１の下面ＣＳ１側に配置されているので、通信端末装置の下面を、リーダライターなどの通信相手のアンテナにかざすことによって通信が可能となる。また、アンテナ装置３０１が筐体３１の後端ＣＳ３寄りの位置に配置されていて、且つ筐体３１の下面から見てアンテナコイル導体２２の背面に磁性体コア２５が隠れるように磁性体コア２５が配置されているので、アンテナコイル２０１の指向性は矢印Ｄ方向に向く。そのため、通信端末装置の筐体３１の下面ＣＳ１の中央部を通信相手のアンテナの中央部に平行にかざした状態で高い利得が得られる。 In the example shown in FIG. 4, the antenna device 301 is arranged on the lower surface CS1 side of the housing 31 of the communication terminal device. Communication becomes possible. Further, the magnetic core 25 is arranged such that the antenna device 301 is disposed near the rear end CS3 of the casing 31 and the magnetic core 25 is hidden behind the antenna coil conductor 22 when viewed from the lower surface of the casing 31. Is arranged, the directivity of the antenna coil 201 is directed in the direction of arrow D. Therefore, a high gain can be obtained in a state where the center portion of the lower surface CS1 of the casing 31 of the communication terminal device is held parallel to the center portion of the communication partner antenna.

《第２の実施形態》
図５（Ａ）〜（Ｄ）は第２の実施形態のアンテナ装置が備えるアンテナコイルの構成を示す図である。図５（Ａ）はアンテナコイルの平面図である。但し、磁性体コアの図示は省略している。図５（Ｂ）はフレキシブル基材２１の上面に形成されたアンテナコイル導体２２のパターン、図５（Ｃ）はフレキシブル基材２１の下面に形成されたアンテナコイル導体２３のパターンをそれぞれ示している。このように、アンテナコイル導体２２，２３はフレキシブル基材２１の開口部２４の周囲に巻回された渦巻状の導体パターンである。アンテナコイル導体２２とアンテナコイル導体２３とは、互いの導体間に生じる浮遊容量、もしくは、フレキシブル基材２１に設けられたビアホール（図示せず）による直接接続により電気的に接続されている。 << Second Embodiment >>
FIGS. 5A to 5D are diagrams illustrating a configuration of an antenna coil included in the antenna device of the second embodiment. FIG. 5A is a plan view of the antenna coil. However, the illustration of the magnetic core is omitted. FIG. 5B shows a pattern of the antenna coil conductor 22 formed on the upper surface of the flexible base material 21, and FIG. 5C shows a pattern of the antenna coil conductor 23 formed on the lower surface of the flexible base material 21. . Thus, the antenna coil conductors 22 and 23 are spiral conductor patterns wound around the opening 24 of the flexible base material 21. The antenna coil conductor 22 and the antenna coil conductor 23 are electrically connected by stray capacitance generated between the conductors or by direct connection via via holes (not shown) provided in the flexible base material 21.

図５（Ｄ）はアンテナコイルの等価回路図である。ここでインダクタＬ２２はアンテナコイル導体２２のインダクタンスに相当するインダクタ、インダクタＬ２３はアンテナコイル導体２３のインダクタンスに相当するインダクタである。キャパシタＣ１，Ｃ２はアンテナコイル導体２２，２３の間に生じるキャパシタンスを集中定数回路的に表したキャパシタである。 FIG. 5D is an equivalent circuit diagram of the antenna coil. Here, the inductor L22 is an inductor corresponding to the inductance of the antenna coil conductor 22, and the inductor L23 is an inductor corresponding to the inductance of the antenna coil conductor 23. Capacitors C1 and C2 are capacitors that represent the capacitance generated between the antenna coil conductors 22 and 23 in a lumped constant circuit.

このようにして、アンテナコイル導体２２，２３によりＬＣ共振回路が構成されている。この共振回路の共振周波数は通信信号の周波数に一致させておく。そのことにより、給電コイルと整合させ、また通信相手のアンテナと整合させることができる。 In this way, an LC resonance circuit is constituted by the antenna coil conductors 22 and 23. The resonance frequency of this resonance circuit is made to coincide with the frequency of the communication signal. As a result, it can be matched with the feeding coil and matched with the antenna of the communication partner.

なお、図５（Ａ）に示したように、平面視で、上面のアンテナコイル導体２２と下面のアンテナコイル導体２３の導体パターンが互いに補間するように配置すれば、フレキシブル基材２１を通り抜けようとする磁束が導体パターンで遮蔽されるので、開口部２４に挿通される磁性体コアに対して磁束が有効に通る。そのため、給電コイルとの結合度および通信相手のアンテナとの結合度をそれぞれ高めることができる。 As shown in FIG. 5A, if the conductor patterns of the antenna coil conductor 22 on the upper surface and the antenna coil conductor 23 on the lower surface are arranged so as to interpolate with each other in plan view, the flexible substrate 21 can be passed through. Therefore, the magnetic flux effectively passes through the magnetic core inserted through the opening 24. Therefore, the degree of coupling with the power feeding coil and the degree of coupling with the communication partner antenna can be increased.

《第３の実施形態》
図６は第３の実施形態のアンテナ装置が備えるアンテナコイル２０３の構成を示す図である。フレキシブル基材２１の上面に渦巻き状のアンテナコイル導体２２、下面に渦巻き状のアンテナコイル導体２３がそれぞれ形成されている。アンテナコイル導体２２の外周端はアンテナコイル導体２３の外周端に導通していて、アンテナコイル導体２２の内周端はアンテナコイル導体２３の内周端に導通している。 << Third Embodiment >>
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the antenna coil 203 provided in the antenna device of the third embodiment. A spiral antenna coil conductor 22 is formed on the upper surface of the flexible substrate 21, and a spiral antenna coil conductor 23 is formed on the lower surface. The outer peripheral end of the antenna coil conductor 22 is electrically connected to the outer peripheral end of the antenna coil conductor 23, and the inner peripheral end of the antenna coil conductor 22 is electrically connected to the inner peripheral end of the antenna coil conductor 23.

図７は、給電コイル１０１とアンテナコイル２０３との結合、およびアンテナコイル２０３と通信相手のアンテナとの結合について示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating the coupling between the feeding coil 101 and the antenna coil 203 and the coupling between the antenna coil 203 and the antenna of the communication partner.

アンテナコイル導体２２，２３の、給電コイル１０１が近接する面とは反対面側（すなわちアンテナコイル導体２２の形成面側）に、アンテナコイル導体２２，２３の一部に沿って覆うように磁性体コア２６が配置されている。また、この磁性体コア２６はアンテナコイル導体２２，２３の内縁部から外縁部に亘って配置されている。 A magnetic material is provided so as to cover the antenna coil conductors 22, 23 along a part of the antenna coil conductors 22, 23 on the side opposite to the surface close to the power supply coil 101 (that is, the surface on which the antenna coil conductor 22 is formed). A core 26 is disposed. The magnetic core 26 is disposed from the inner edge to the outer edge of the antenna coil conductors 22 and 23.

給電コイル１０１の構成は第１の実施形態で示した給電コイル１０１と同じである。この給電コイル１０１とアンテナコイル２０３とでアンテナ装置３０３が構成される。 The configuration of the power supply coil 101 is the same as that of the power supply coil 101 shown in the first embodiment. The feeding coil 101 and the antenna coil 203 constitute an antenna device 303.

給電コイル１０１はプリント配線板３２に搭載されていて、アンテナコイル２０３は通信端末装置の筐体３１の内面に貼付されている。 The feeding coil 101 is mounted on the printed wiring board 32, and the antenna coil 203 is attached to the inner surface of the casing 31 of the communication terminal device.

給電コイル１０１の磁性体コア１３を通る磁束ＭＦ１は、アンテナコイル２０３の磁性体コア２６を通る。この磁性体コア２６を通る磁束ＭＦ１はアンテナコイル導体２２，２３の内縁部を通り抜ける経路で周回する。このことにより、給電コイル１０１とアンテナコイル２０３とは磁界結合する。 The magnetic flux MF1 passing through the magnetic core 13 of the feeding coil 101 passes through the magnetic core 26 of the antenna coil 203. The magnetic flux MF1 passing through the magnetic core 26 circulates along a path passing through the inner edge portions of the antenna coil conductors 22 and 23. As a result, the feeding coil 101 and the antenna coil 203 are magnetically coupled.

また、アンテナコイル２０３の磁性体コア２６を通る磁束ＭＦ２は、アンテナコイル２０３のアンテナコイル導体２２，２３の内縁部を通り抜ける経路で周回する。この磁束ＭＦ２は通信相手のアンテナ（例えばループアンテナ）と結合する。このことにより、アンテナコイル２０３と通信相手のアンテナとは磁界結合する。 Further, the magnetic flux MF2 passing through the magnetic core 26 of the antenna coil 203 circulates along a path that passes through the inner edge portions of the antenna coil conductors 22 and 23 of the antenna coil 203. This magnetic flux MF2 is coupled to a communication partner antenna (for example, a loop antenna). As a result, the antenna coil 203 and the communication partner antenna are magnetically coupled.

なお、アンテナコイル導体はフレキシブル基材２１の両面に形成された一対のコイル導体で構成されたものに限らず、フレキシブル基材の片面にのみ形成されたものでも同様に適用できる。 The antenna coil conductor is not limited to the one formed by a pair of coil conductors formed on both surfaces of the flexible base material 21, and the antenna coil conductor can be similarly applied to one formed only on one surface of the flexible base material.

《第４の実施形態》
図８は第４の実施形態のアンテナ装置が備えるアンテナコイル２０４の構成を示す図である。フレキシブル基材２１の上面に渦巻き状のアンテナコイル導体２２、下面に渦巻き状のアンテナコイル導体２３がそれぞれ形成されている。アンテナコイル導体２２の外周端はアンテナコイル導体２３の外周端に導通していて、アンテナコイル導体２２の内周端はアンテナコイル導体２３の内周端に導通している。 << Fourth Embodiment >>
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the antenna coil 204 provided in the antenna device of the fourth embodiment. A spiral antenna coil conductor 22 is formed on the upper surface of the flexible substrate 21, and a spiral antenna coil conductor 23 is formed on the lower surface. The outer peripheral end of the antenna coil conductor 22 is electrically connected to the outer peripheral end of the antenna coil conductor 23, and the inner peripheral end of the antenna coil conductor 22 is electrically connected to the inner peripheral end of the antenna coil conductor 23.

図９は、給電コイル１０１とアンテナコイル２０４との結合、およびアンテナコイル２０４と通信相手のアンテナとの結合について示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating coupling between the feeding coil 101 and the antenna coil 204 and coupling between the antenna coil 204 and the antenna of the communication partner.

アンテナコイル導体２２，２３の、給電コイル１０１が近接する面とは反対面側（すなわちアンテナコイル導体２２の形成面側）に、アンテナコイル導体２２，２３の一部に沿って覆うように磁性体コア２６が配置されている。また、アンテナコイル導体２２，２３の、給電コイル１０１が近接する面側（すなわちアンテナコイル導体２３の形成面側）に、磁性体コア２７が配置されている。磁性体コア２６，２７はアンテナコイル導体２２，２３の内縁部から外縁部に亘ってそれぞれ配置されている。 A magnetic material is provided so as to cover the antenna coil conductors 22, 23 along a part of the antenna coil conductors 22, 23 on the side opposite to the surface close to the power supply coil 101 (that is, the surface on which the antenna coil conductor 22 is formed). A core 26 is disposed. In addition, the magnetic core 27 is disposed on the surface side of the antenna coil conductors 22 and 23 where the feeding coil 101 is close (that is, on the surface on which the antenna coil conductor 23 is formed). The magnetic cores 26 and 27 are disposed from the inner edge to the outer edge of the antenna coil conductors 22 and 23, respectively.

給電コイル１０１の構成は第１の実施形態で示した給電コイル１０１と同じである。この給電コイル１０１とアンテナコイル２０４とでアンテナ装置３０４が構成される。 The configuration of the power supply coil 101 is the same as that of the power supply coil 101 shown in the first embodiment. The feeding coil 101 and the antenna coil 204 constitute an antenna device 304.

給電コイル１０１はプリント配線板３２に搭載されていて、アンテナコイル２０４は通信端末装置の筐体３１の内面に貼付されている。 The feeding coil 101 is mounted on the printed wiring board 32, and the antenna coil 204 is attached to the inner surface of the casing 31 of the communication terminal device.

給電コイル１０１の磁性体コア１３を通る磁束ＭＦ１は、アンテナコイル２０４の磁性体コア２６を通る。この磁性体コア２６を通る磁束ＭＦ１はアンテナコイル導体２２，２３の内縁部を通り抜ける経路で周回する。このことにより、給電コイル１０１とアンテナコイル２０４とは磁界結合する。 The magnetic flux MF1 passing through the magnetic core 13 of the power feeding coil 101 passes through the magnetic core 26 of the antenna coil 204. The magnetic flux MF1 passing through the magnetic core 26 circulates along a path passing through the inner edge portions of the antenna coil conductors 22 and 23. As a result, the feeding coil 101 and the antenna coil 204 are magnetically coupled.

一方、アンテナコイル２０４の磁性体コア２６，２７を通る磁束ＭＦ２は、アンテナコイル２０４のアンテナコイル導体２２，２３の内縁部を通り抜ける経路で周回する。この磁束ＭＦ２は通信相手のアンテナ（例えばループアンテナ）と結合する。このことにより、アンテナコイル２０４と通信相手のアンテナとは磁界結合する。 On the other hand, the magnetic flux MF2 passing through the magnetic cores 26 and 27 of the antenna coil 204 circulates along a path passing through the inner edge portions of the antenna coil conductors 22 and 23 of the antenna coil 204. This magnetic flux MF2 is coupled to a communication partner antenna (for example, a loop antenna). As a result, the antenna coil 204 and the communication partner antenna are magnetically coupled.

《第５の実施形態》
図１０は第５の実施形態のアンテナ装置３０５の、給電コイル１０２とアンテナコイル２０２との結合、およびアンテナコイル２０２と通信相手のアンテナとの結合について示す図である。 << Fifth Embodiment >>
FIG. 10 is a diagram illustrating the coupling between the feeding coil 102 and the antenna coil 202 and the coupling between the antenna coil 202 and the communication partner antenna in the antenna device 305 according to the fifth embodiment.

給電コイル１０２はプリント配線板３２に搭載されていて、アンテナコイル２０１は通信端末装置の筐体３１の内面に貼付されている。 The feeding coil 102 is mounted on the printed wiring board 32, and the antenna coil 201 is attached to the inner surface of the casing 31 of the communication terminal device.

アンテナコイル導体２２，２３の、給電コイル１０２が近接する面とは反対面側（アンテナコイル導体２２の形成面側）に、アンテナコイル導体２２，２３の一部に沿って覆うように磁性体コア２６が配置されている。磁性体コア２６はアンテナコイル導体２２，２３の内縁部から外縁部に亘って配置されている。 A magnetic core that covers the antenna coil conductors 22 and 23 along a part of the antenna coil conductors 22 and 23 on the side opposite to the surface where the feeding coil 102 is close (the surface on which the antenna coil conductor 22 is formed). 26 is arranged. The magnetic core 26 is disposed from the inner edge to the outer edge of the antenna coil conductors 22 and 23.

給電コイル１０２は、フェライトによる直方体状の磁性体コア１３の四側面に沿って給電コイル１２が巻回されている。すなわちコイル巻回軸は、アンテナコイル導体２２，２３が形成する面に対して垂直の関係にある。そして、この給電コイル１０２は、平面視で、アンテナコイル導体２２，２３の内縁部で囲まれる位置に配置されている。そのため、給電コイル１０２の磁性体コア１３を通る磁束ＭＦ１は、アンテナコイル２０２の磁性体コア２６を通る。この磁性体コア２６を通る磁束ＭＦ１はアンテナコイル導体２２，２３の内縁部を通り抜ける経路で周回する。このことにより、給電コイル１０２とアンテナコイル２０２とは磁界結合する。 The power supply coil 102 has the power supply coil 12 wound around four side surfaces of a rectangular parallelepiped magnetic core 13 made of ferrite. That is, the coil winding axis is perpendicular to the plane formed by the antenna coil conductors 22 and 23. The feeding coil 102 is disposed at a position surrounded by the inner edge portions of the antenna coil conductors 22 and 23 in plan view. Therefore, the magnetic flux MF1 passing through the magnetic core 13 of the power feeding coil 102 passes through the magnetic core 26 of the antenna coil 202. The magnetic flux MF1 passing through the magnetic core 26 circulates along a path passing through the inner edge portions of the antenna coil conductors 22 and 23. As a result, the feeding coil 102 and the antenna coil 202 are magnetically coupled.

また、アンテナコイル２０２の磁性体コア２６を通る磁束ＭＦ２は、アンテナコイル２０２のアンテナコイル導体２２，２３の内縁部を通り抜ける経路で周回する。この磁束ＭＦ２は通信相手のアンテナと結合する。このことにより、アンテナコイル２０２と通信相手のアンテナとは磁界結合する。 The magnetic flux MF2 passing through the magnetic core 26 of the antenna coil 202 circulates along a path that passes through the inner edge portions of the antenna coil conductors 22 and 23 of the antenna coil 202. This magnetic flux MF2 is coupled to the communication partner antenna. As a result, the antenna coil 202 and the communication partner antenna are magnetically coupled.

このように、給電コイル１２の巻回軸はアンテナコイル導体の成す面に対して垂直であってもよい。 Thus, the winding axis of the feeding coil 12 may be perpendicular to the plane formed by the antenna coil conductor.

《第６の実施形態》
図１１は第６の実施形態の通信端末装置の断面図である。通信端末装置の筐体３１内のプリント配線板３２には給電コイル１０１以外に金属物品であるバッテリーパック３３やその他の搭載部品が搭載されている。筐体３１の内面にはアンテナコイル２０１が貼付されている。給電コイル１０１とアンテナコイル２０１とで構成されるアンテナ装置３０１は第１の実施形態で示したものと同じである。 << Sixth Embodiment >>
FIG. 11 is a cross-sectional view of a communication terminal apparatus according to the sixth embodiment. In addition to the feeding coil 101, a battery pack 33, which is a metal article, and other mounting parts are mounted on the printed wiring board 32 in the housing 31 of the communication terminal device. An antenna coil 201 is affixed to the inner surface of the housing 31. An antenna device 301 including the feeding coil 101 and the antenna coil 201 is the same as that shown in the first embodiment.

図１１に示した例では、アンテナ装置３０１が通信端末装置の筐体３１の下面ＣＳ１側に配置されているので、通信端末装置の下面を、リーダライターなどの通信相手のアンテナにかざすことによって通信が可能となる。また、アンテナ装置３０１が筐体３１の先端ＣＳ４寄りの位置に配置されていて、且つ筐体３１の下面から見てアンテナコイル導体２２の背面に磁性体コア２５が隠れるように磁性体コア２５が配置されているので、アンテナコイル２０１の指向性は矢印Ｄ方向に向く。そのため、通信端末装置の筐体３１の先端ＣＳ４と下面ＣＳ１とで形成される稜を通信相手のアンテナの中央部にかざすことによって高い利得が得られる。 In the example shown in FIG. 11, since the antenna device 301 is disposed on the lower surface CS1 side of the housing 31 of the communication terminal device, communication is performed by holding the lower surface of the communication terminal device over an antenna of a communication partner such as a reader / writer. Is possible. In addition, the magnetic core 25 is arranged so that the antenna device 301 is disposed at a position near the tip CS4 of the casing 31 and the magnetic core 25 is hidden behind the antenna coil conductor 22 when viewed from the lower surface of the casing 31. Since the antenna coil 201 is arranged, the directivity of the antenna coil 201 is directed in the arrow D direction. Therefore, a high gain can be obtained by holding a ridge formed by the tip CS4 and the lower surface CS1 of the casing 31 of the communication terminal device over the central portion of the antenna of the communication partner.

《他の実施形態》
以上に示した各実施形態では、アンテナコイルを筐体の内面に貼付した例を示したが、アンテナコイルを筐体の表面（外面）に設けて、筐体内に給電コイルを配置してもよい。 << Other embodiments >>
In each of the embodiments described above, an example in which the antenna coil is attached to the inner surface of the housing has been described. However, the antenna coil may be provided on the surface (outer surface) of the housing, and the feeding coil may be disposed in the housing. .

ＣＳ１…筐体の下面
ＣＳ３…筐体の後端
ＣＳ４…筐体の先端
ＭＦ１，ＭＦ２…磁束
１２…給電コイル
１３…磁性体コア
１４…入出力端子
２１…フレキシブル基材
２２，２３…アンテナコイル導体
２４…開口部
２５，２６，２７…磁性体コア
３１…筐体
３２…プリント配線板
３３…バッテリーパック
３４…搭載部品
１０１，１０２…給電コイル
２０１〜２０４…アンテナコイル
３０１，３０３〜３０５…アンテナ装置 CS1 ... lower surface CS3 of the casing ... rear end CS4 of the casing ... tips MF1 and MF2 of the casing ... magnetic flux 12 ... feeding coil 13 ... magnetic body core 14 ... input / output terminals 21 ... flexible base materials 22 and 23 ... antenna coil conductor 24 ... Openings 25, 26, 27 ... Magnetic core 31 ... Housing 32 ... Printed wiring board 33 ... Battery pack 34 ... Mounted parts 101, 102 ... Feed coils 201-204 ... Antenna coils 301, 303-305 ... Antenna device

Claims

An antenna device comprising a feeding coil and an antenna coil coupled to the feeding coil via a magnetic field,
The antenna coil comprises a wound coil conductor;
A first magnetic layer is provided on the surface of the antenna coil opposite to the surface close to the feeding coil so as to cover a part of the coil conductor of the antenna coil and expose the other part of the coil conductor. An antenna device characterized by being provided.

The antenna device according to claim 1, wherein the first magnetic layer is disposed from an inner edge portion to an outer edge portion of a coil conductor of the antenna coil.

The winding axis of the coil conductor of the feeding coil is substantially orthogonal to the winding axis of the coil conductor of the antenna coil,
The first magnetic layer and the feeding coil are arranged at a position where the feeding coil and the first magnetic layer overlap in a plan view from the winding axis direction of the coil conductor of the antenna coil. The antenna device according to claim 1 or 2.

The antenna coil extends from the inner edge portion to the outer edge portion of the coil conductor of the antenna coil at a position different from the position where the first magnetic layer overlaps on the surface side of the antenna coil close to the feeding coil. The antenna device according to claim 1, wherein the second magnetic layer is disposed so as to cover a part of the coil conductor of the coil.

The coil conductor of the antenna coil is composed of a spiral conductor pattern wound around the opening formed in the flexible base material,
The antenna device according to claim 4, wherein the first magnetic layer and the second magnetic layer are an integrated sheet-like magnetic layer, and are inserted through the opening of the flexible base material. .

A communication terminal device including an antenna coil to which a feeding coil is coupled to an inner surface or a surface of a housing via a magnetic field,
The antenna coil comprises a wound coil conductor;
A first magnetic layer is provided on the side of the antenna coil opposite to the side where the feeding coil is adjacent, covering a part of the coil conductor of the antenna coil and exposing the other part of the coil conductor. Provided,
A communication terminal apparatus, wherein the power supply coil and a power supply circuit connected to the power supply coil are disposed in the casing.

The antenna coil extends from the inner edge portion to the outer edge portion of the coil conductor of the antenna coil at a position different from the position where the first magnetic layer overlaps on the surface side of the antenna coil close to the feeding coil. A second magnetic layer is disposed so as to cover a part of the coil conductor of the coil;
The communication terminal device according to claim 6, wherein a metal article is disposed at a position close to the second magnetic layer on a surface side where the power feeding coil is close.

The coil conductor of the antenna coil is composed of a spiral conductor pattern wound around the opening formed in the flexible base material,
The communication terminal according to claim 7, wherein the first magnetic body layer and the second magnetic body layer are an integrated sheet-like magnetic body layer, and are inserted into the opening of the flexible base material. apparatus.