JP6269863B2 - アンテナ装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、近距離無線通信システム等に用いられるアンテナ装置、およびそのアンテナ装置を備える電子機器に関するものである。

携帯端末に実装されているＮＦＣ(Near Field Communication) などのＨＦ帯のＲＦＩＤにおいては、通信相手側アンテナと磁界結合するコイルアンテナが用いられる。

このようなコイルアンテナを電子機器内に配置する場合に、電子機器の筐体内に配置される基板のグランド導体パターンや金属部材にコイルアンテナが近接配置されると、コイルアンテナによる磁界形成が上記グランド導体や金属部材によって妨げられてしまい、通信距離が大幅に低下してしまう。

例えば、特許文献１には、金属面上にコイルアンテナを配置する場合に、コイルアンテナの共振周波数が変化しないように、予めコイルアンテナの下部に金属体を配置する構成が示されている。

特許第４２１８５１９号公報

特許文献１に示されるアンテナ装置においては、共振周波数の安定性は得られるが、コイルアンテナの近傍に金属面があることにより、コイルアンテナから放射される磁束がその金属面で妨げられることには変わりなく、大きな通信可能距離が得難い。

本発明の目的は、グランド導体パターンや金属部材がコイルアンテナに近接配置されても、コイルアンテナによる磁界形成が妨げられにくくしたアンテナ装置、およびそのアンテナ装置を備える電子機器を提供することにある。

（１）本発明のアンテナ装置は、
主面を有する絶縁性の基材と、
前記基材に配置され、１ターン以上巻回されたコイル導体を有するコイルアンテナと、
を備えるアンテナ装置であって、
前記コイル導体は、前記基材の前記主面に対してほぼ平行な方向に巻回軸を有し、
前記コイル導体に接続され、前記コイル導体の巻回軸方向から視て、前記コイルアンテナと同相の磁束を発生する補助ループ導体が前記基材に形成されている、
ことを特徴とする。

上記構成により、コイルアンテナに近接するグランド導体パターンや金属部材の影響による磁界形成の妨げが抑制される。

（２）上記（１）において、前記コイルアンテナは、第１コイルアンテナおよび第２コイルアンテナを含む複数のコイルアンテナであり、前記第１コイルアンテナおよび前記第２コイルアンテナは、前記基材の前記主面とほぼ平行な方向に巻回軸を有し、前記第１コイルアンテナおよび前記第２コイルアンテナの巻回軸は実質的に平行であり、前記平行な方向に同相の磁界を発生するように接続されており、前記補助ループ導体は、前記コイル導体の巻回軸方向から視て、前記第１コイルアンテナから前記第２コイルアンテナに亘る範囲に配置されていることが好ましい。

上記構成により、複数のコイルアンテナを備える場合に、グランド導体パターンや金属部材による磁界形成の妨げが抑制される。

（３）上記（１）または（２）において、前記基材の前記コイルアンテナの配置面は第１導電性部材に対向する面とは反対側の面であり、前記補助ループ導体は、前記コイル導体の巻回軸方向から視て、前記コイルアンテナと前記第１導電性部材との間を通るように配置されていることが好ましい。この構成により、第１導電性部材による磁界形成の妨げが効果的に抑制される。

（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記基材に、前記基材の平面視で、前記補助ループ導体で囲まれる領域内の少なくとも一部に、第２導電性部材が形成されることが好ましい。

上記構成により、基材を平面視したとき、補助ループ導体が形成されている領域の内部に第２導電性部材を配置することにより、コイルアンテナの鎖交方向と逆方向に補助ループ導体と鎖交しようとする磁束を、第２導電性部材が遮るため、通信相手側アンテナの位置が変化しても、アンテナ特性がより劣化しにくくなる。また、第２導電性部材を備えることにより、コイルアンテナや補助ループ導体への集磁効果や通信側アンテナへの放射効果がある。

（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前記コイル導体の巻回軸方向から視て、前記コイルアンテナは、前記コイル導体に導通して前記コイル導体に沿って前記コイル導体から延出する端子電極を有し、前記基材は、前記端子電極が接続されるパッド電極と、当該パッド電極から延出された配線導体とを有し、前記コイル導体から前記端子電極への延出方向と、前記パッド電極から前記配線導体への延出方向と、は同方向であることが好ましい。これにより、端子電極がコイルの一部として作用し、その分、より小型のコイルアンテナを用いることができる。

（６）上記（５）において、前記パッド電極に対する前記配線導体の接続位置は、前記コイル導体の巻回軸方向から視て、前記コイル導体に対する前記端子電極の接続位置である第１端より前記端子電極の第２端方向へ離れた位置であることが好ましい。これにより、端子電極の一部または全部がコイル導体の一部として作用する。

（７）本発明の電子機器は、上記（１）から（６）のいずれかに記載のアンテナ装置と、このアンテナ装置のコイル導体に接続される給電回路とを備える。この構成により、電子機器内の基板にコイルアンテナが実装された、電子機器が構成される。

本発明によれば、コイルアンテナに近接するグランド導体パターンや金属部材による磁界形成の妨げが抑制される。そのため、グランド導体パターンや金属部材に近接する状態でコイルアンテナが配置される場合でも、通信可能最大距離の低下等が抑制されて、安定した特性のアンテナ装置、およびそのアンテナ装置を備える電子機器が得られる。

図１は第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１の斜視図である。 図２はアンテナ装置１０１に生じる磁束について示す断面図である。 図３はコイルアンテナ２の内部の構成を示す分解斜視図である。 図４は、第１の実施形態に係る別のアンテナ装置１０１Ｐの断面図である。 図５（Ａ）は第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２の平面図であり、図５（Ｂ）はアンテナ装置１０２の断面図である。 図６は第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３Ａの斜視図である。 図７（Ａ）はアンテナ装置１０３Ａの平面図である。図７（Ｂ），図７（Ｃ）は変形例のアンテナ装置１０３Ｂ，１０３Ｃの平面図である。 図８（Ａ）はアンテナ装置１０３Ｄの斜視図である。図８（Ｂ）はアンテナ装置１０３Ｄの、コイルアンテナ２Ｂを実装する部分の斜視図である。 図９（Ａ）は第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４の平面図であり、図９（Ｂ）はアンテナ装置１０４の断面図である。 図１０（Ａ）は第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５の平面図であり、図１０（Ｂ）はアンテナ装置１０５の断面図である。 図１１は第６の実施形態に係るアンテナ装置１０６の斜視図である。 図１２はアンテナ装置１０６の断面図である。 図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は第２導電性部材４２Ｕ，４２Ｌの作用を示す図である。 図１４（Ａ）は第７の実施形態に係るアンテナ装置１０７の主要部の斜視図である。図１４（Ｂ）は比較例としてのアンテナ装置の主要部の斜視図である。 図１５（Ａ）は、第７の実施形態に係るアンテナ装置１０７の内層端子電極と実装用電極との関係について示す、コイル軸に垂直な面での断面図である。図１５（Ｂ）（Ｃ）は第７の実施形態に係る別のアンテナ装置の内層端子電極と実装用電極との関係について示す、コイル軸に垂直な面での断面図である。 図１６は、第７の実施形態の別のアンテナ装置の主要部の斜視図である。 図１７は、コイルアンテナ接続部の途中から導体パターンを引き出した構造において、実装用電極２１Ｌおよび内層端子電極２１Ｕの、コイルアンテナの一部としての作用を示す図である。 図１８は第８の実施形態に係る電子機器２０１の筐体内部の構造を示す平面図である。

以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付す。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点について説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。

《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１０１の斜視図である。図２はアンテナ装置１０１に生じる磁束について示す断面図である。

アンテナ装置１０１は、基板１、第１コイルアンテナ２Ａ、第２コイルアンテナ２Ｂを備える。このアンテナ装置１０１は第１導電性部材４１に載置されている。

コイルアンテナ２Ａ，２Ｂは、後に示すように、何れもヘリカル状に巻回されたコイル導体、およびそのコイル導体に導通する実装用電極を備える。

基板１は、基材９と、この基材９に形成された各種導体パターンで構成されている。基材９の上面に上部導体パターン３１、下面に下部導体パターン３２がそれぞれ形成されている。基材９の内部には層間接続導体３３，３４がそれぞれ形成されている。これら導体パターン３１，３２および層間接続導体３３，３４によって補助ループ導体が構成されている。補助ループ導体には図外のＲＦＩＣが接続される。

図３はコイルアンテナ２の内部の構成を示す分解斜視図である。コイルアンテナ２は、基材層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅと、これら基材層のうち所定の基材層に形成された導体パターンとで構成される。基材層２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは磁性体層であり、基材層２０ａ，２０ｅは非磁性体層である。上記磁性体層はコイルアンテナの磁性体コアとして作用する。

基材層２０ｂの上面には複数のコイル導体２３、基材層２０ｅの上面に複数のコイル導体２４がそれぞれ形成されている。基材層２０ｂ，２０ｃ，２０ｄには、コイル導体２３，２４間を層間接続する層間接続導体（ビア導体）２５が形成されている。基材層２０ｅの下面には実装用電極２１，２２，２７が形成されている。複数のコイル導体２３の配列方向の両端のコイル導体２３の端部は層間接続導体２６を介して実装用電極２１，２２にそれぞれ接続されている。このようにコイルアンテナ２は、表面実装型のチップ部品として構成されている。

図２に表れているように、補助ループ導体（３１，３２，３３，３４）は、コイル導体の巻回軸方向から視て、第１コイルアンテナ２Ａから第２コイルアンテナ２Ｂに亘る範囲に配置されている。

図１に示す矢印および図２に示すクロス記号は、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂおよび補助ループ導体（３１，３２，３３，３４）によって生じる磁束の方向を表している。

このように、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂのコイル導体は、基材９の主面に対してほぼ平行な方向に巻回軸を有する。補助ループ導体は、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂのコイル導体に接続され、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂのコイル導体の巻回軸方向から視て、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂと同相の磁束を発生する。

上記補助ループ導体（３１，３２，３３，３４）に生じる磁界は、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂに生じる磁界と同相であるため、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂに生じる磁界のうち、第１導電性部材４１へ回りこもうとする磁束は、第１導電性部材４１に沿った方向へ延伸するように強制される。すなわち、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂによる磁界形成が第１導電性部材４１により妨げられる、という作用は抑制される。これにより、アンテナ装置１０１の基板１の裏面側に第１導電性部材４１が配置されていても、通信距離の大幅低下を避けることができる。

また、補助ループ導体（３１，３２，３３，３４）の巻回軸は、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂのコイル巻回軸と平行な成分を有するため、通信相手側アンテナの位置が変化しても、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂと同じ方向に磁束が鎖交するので、アンテナ特性が劣化しにくい。

図４は、第１の実施形態に係る別のアンテナ装置１０１Ｐの断面図である。図２と比較すれば明らかなように、下部導体パターン３２は基材９の内層に形成されている。その他の構成は図１、図２に示したアンテナ装置１０１と同じである。このように、補助導体は基材９の外部に露出していなくてもよい。

《第２の実施形態》
図５（Ａ）は第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２の平面図であり、図５（Ｂ）はアンテナ装置１０２の断面図である。

アンテナ装置１０２は、基板１、第１コイルアンテナ２Ａ、第２コイルアンテナ２Ｂ、ＲＦＩＣ３を備える。このアンテナ装置１０２は第１導電性部材４１に載置されている。

基材９の上面には、上部導体パターン３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが形成されていて、基材９の下面には、下部導体パターン３２が形成されている。上部導体パターン３１Ｃと下部導体パターン３２の第１端とは層間接続導体３３を介して接続されている。下部導体パターン３２の第２端とコイルアンテナ２Ｂの１つの接続部とは層間接続導体３４を介して接続されている。これらの導体パターン３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３２および層間接続導体３３，３４によって約１ターンの補助ループ導体が構成される。

ＲＦＩＣ３とコイルアンテナ２Ａ，２Ｂとは次の経路で接続されている。

ＲＦＩＣ３→上部導体パターン３１Ａ→コイルアンテナ２Ａ→上部導体パターン３１Ｂ→コイルアンテナ２Ｂ→層間接続導体３４→下部導体パターン３２→層間接続導体３３→上部導体パターン３１Ｃ→ＲＦＩＣ３
補助ループ導体（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３２，３３，３４）は、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂのコイル導体の巻回軸方向から視て、第１コイルアンテナ２Ａから第２コイルアンテナ２Ｂに亘る範囲に配置されている。補助ループ導体の巻回軸は、コイルアンテナ２Ａおよびコイルアンテナ２Ｂの巻回軸と平行な成分を有する。

コイルアンテナ２Ａ，２Ｂのコイル導体は、基材９の主面に対してほぼ平行な方向に巻回軸を有する。補助ループ導体は、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂのコイル導体の巻回軸方向から視て、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂと同相の磁束を発生する。

上記補助ループ導体（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３２，３３，３４）に生じる磁界は、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂに生じる磁界と同相であるため、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂに生じる磁界のうち、第１導電性部材４１へ回りこもうとする磁束は、第１導電性部材４１に沿った方向へ延伸するように強制される。すなわち、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂによる磁界形成が第１導電性部材４１により妨げられる、という作用は抑制される。これにより、アンテナ装置１０１の基板１の裏面側に第１導電性部材４１が配置されていても、通信距離の大幅低下を避けることができる。

《第３の実施形態》
図６は第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３Ａの斜視図である。図７（Ａ）はアンテナ装置１０３Ａの平面図である。図７（Ｂ）（Ｃ）は変形例のアンテナ装置１０３Ｂ，１０３Ｃの平面図である。

アンテナ装置１０３Ａは、基板１、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂ、ＲＦＩＣを備える。コイルアンテナ２Ａ，２Ｂは、それぞれヘリカル状に巻回されたコイル導体および実装用電極を備える。コイルアンテナ２Ａ，２Ｂは第１の実施形態で示したコイルアンテナ２と同じである。

基材９の上面には、上部導体パターン３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが形成されていて、基材９の下面には、下部導体パターン３２が形成されている。上部導体パターン３１Ｃと下部導体パターン３２の第１端とは層間接続導体３３を介して接続されている。下部導体パターン３２の第２端と上部導体パターン３１Ａの第１端部とは層間接続導体３４を介して接続されている。これらの導体パターン３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３２および層間接続導体３３，３４によって約１ターンの補助ループ導体が構成される。下部導体パターン３２の途中には、ＲＦＩＣ接続部３２Ｆが形成されている。このＲＦＩＣ接続部３２ＦにＲＦＩＣが接続（実装）される。

補助ループ導体（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３２，３３，３４）は、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂのコイル導体の巻回軸方向から視て、第１コイルアンテナ２Ａから第２コイルアンテナ２Ｂに亘る範囲に配置されている。補助ループ導体の巻回軸は、コイルアンテナ２Ａおよびコイルアンテナ２Ｂの巻回軸と平行な成分を有する。

コイルアンテナ２Ａ，２Ｂのコイル導体は、基材９の主面に対してほぼ平行な方向に巻回軸を有する。補助ループ導体は、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂのコイル導体の巻回軸方向から視て、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂと同相の磁束を発生する。

上記補助ループ導体（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３２，３３，３４）に生じる磁界は、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂに生じる磁界と同相である。

図７（Ａ）に示すように、アンテナ装置１０３Ａでは、平面視で上部導体パターン３１Ａ，３１Ｂは下部導体パターン３２に重ならない。図７（Ｂ）に示すように、アンテナ装置１０３Ａでは、上部導体パターン３１Ａ，３１Ｂは下部導体パターン３２に平面視で重なる。また、図７（Ｃ）に示すように、アンテナ装置１０３Ｃでは、上部導体パターン３１Ａ，３１Ｂは下部導体パターン３２に平面視で重なる。

このように、平面視での上部導体パターン３１Ａ，３１Ｂと下部導体パターン３２との重なり方によって、補助ループ導体（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３２，３３，３４）のコイル開口の面が傾き、発生する磁束の指向を定めることができる。これにより、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂに生じる磁界のうち、第１導電性部材４１へ回りこもうとする磁束に対する制御をある程度行うことができる。

図８（Ａ）はアンテナ装置１０３Ｄの斜視図である。図８（Ｂ）はアンテナ装置１０３Ｄの、コイルアンテナ２Ｂを実装する部分の斜視図である。

アンテナ装置１０３Ｄは、基板１、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂ、ＲＦＩＣを備える。コイルアンテナ２Ａ，２Ｂは、それぞれヘリカル状に巻回されたコイル導体および実装用電極を備える。コイルアンテナ２Ａ，２Ｂは第１の実施形態で示したコイルアンテナ２と同じである。

基材９の上面には、上部導体パターン３１Ａ，３１Ｂ、コイルアンテナ接続部３１Ｅ１，３１Ｅ２，３１Ｅ３がそれぞれ形成されていて、基材９の下面には、下部導体パターン３２が形成されている。下部導体パターン３２の第１端と上部導体パターン３１Ａの第１端部とは層間接続導体３４を介して接続されている。下部導体パターン３２の第２端とコイルアンテナ接続部３１Ｅ１とは層間接続導体３４を介して接続されている。上部導体パターン３１Ｂの第１端はコイルアンテナ接続部３１Ｅ１に接続されている。これらの導体パターンによって約１ターンの補助ループ導体が構成される。下部導体パターン３２の途中には、ＲＦＩＣ接続部３２Ｆが形成されている。このＲＦＩＣ接続部３２ＦにＲＦＩＣが接続（実装）される。補助ループ導体の巻回軸は、コイルアンテナ２Ａおよびコイルアンテナ２Ｂの巻回軸と平行な成分を有する。

このように、補助ループ導体（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｅ１，３１Ｅ２，３１Ｅ３，３２，３３，３４）は、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂのコイル導体の巻回軸方向から視て、第１コイルアンテナ２Ａから第２コイルアンテナ２Ｂの一部に亘る範囲に配置されていてもよい。

図６、図７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）、図８（Ａ）に示した例では、ＲＦＩＣ接続部３２ＦにＲＦＩＣを接続する構成を示したが、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂの一方がＲＦＩＣ（給電回路）を内蔵する場合には、個別のＲＦＩＣを実装する必要はない。その場合には、ＲＦＩＣ接続部３２Ｆは連続して導通するパターンであればよい。

《第４の実施形態》
図９（Ａ）は第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４の平面図であり、図９（Ｂ）はアンテナ装置１０４の断面図である。

アンテナ装置１０４は、基板１、第１コイルアンテナ２Ａ、第２コイルアンテナ２Ｂ、ＲＦＩＣ３を備える。このアンテナ装置１０４は第１導電性部材４１に載置されている。

基材９の上面には、上部導体パターン３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが形成されていて、基材９の下面には、下部導体パターン３２が形成されている。上部導体パターン３１Ｃと下部導体パターン３２の第１端とは層間接続導体３３を介して接続されている。下部導体パターン３２の第２端とコイルアンテナ２Ｂの１つの接続部とは層間接続導体３４を介して接続されている。下部導体パターン３２の途中とコイルアンテナ２Ａの１つの接続部とは層間接続導体３５を介して接続されている。これらの導体パターン３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３２および層間接続導体３３，３４によって、補助ループ導体が構成される。補助ループ導体の巻回軸は、コイルアンテナ２Ａおよびコイルアンテナ２Ｂの巻回軸と平行な成分を有する。

２つのコイルアンテナ２Ａ，２Ｂは上部導体パターン３１Ａ、３１Ｂ，３１Ｃおよび下部導体パターン３２に対して並列接続される。補助ループ導体（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３２，３３，３４）は、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂのコイル導体の巻回軸方向から視て、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂと同相の磁束を発生する。

本実施形態のように、複数のコイルアンテナは並列接続されてもよい。

《第５の実施形態》
図１０（Ａ）は第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５の平面図であり、図１０（Ｂ）はアンテナ装置１０５の断面図である。

アンテナ装置１０５は、基板１、コイルアンテナ２、ＲＦＩＣ３を備える。このアンテナ装置１０５は第１導電性部材４１に載置されている。

第２の実施形態で図５に示したアンテナ装置１０２と異なり、本実施形態のアンテナ装置１０５は１つのコイルアンテナ２を備える。その他の構成は第２に実施形態で示したとおりである。

補助ループ導体（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３２，３３，３４）は、コイルアンテナ２のコイル導体の巻回軸方向から視て、コイルアンテナ２と同相の磁束を発生する。このように、単一のコイルアンテナを備えてアンテナ装置を構成してもよい。

《第６の実施形態》
図１１は第６の実施形態に係るアンテナ装置１０６の斜視図である。図１２はアンテナ装置１０６の断面図である。

基材９の上面には、上部導体パターン３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが形成されていて、基材９の下面には、下部導体パターン３２が形成されている。上部導体パターン３１Ｃと下部導体パターン３２の第１端とは層間接続導体３３を介して接続されている。下部導体パターン３２の第２端と上部導体パターン３１Ａの第１端部とは層間接続導体３４を介して接続されている。これらの導体パターン３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３２および層間接続導体３３，３４によって約１ターンの補助ループ導体が構成される。下部導体パターン３２の途中には、ＲＦＩＣ接続部３２Ｆが形成されている。このＲＦＩＣ接続部３２ＦにＲＦＩＣが接続（実装）される。補助ループ導体の巻回軸は、コイルアンテナ２Ａおよびコイルアンテナ２Ｂの巻回軸と平行な成分を有する。

基材９の平面視で補助ループ導体（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３２，３３，３４）で囲まれる領域に第２導電性部材４２Ｕ，４２Ｌが形成されている。第２導電性部材４２Ｕ，４２Ｌ以外の構成は第３の実施形態で図６に示したアンテナ装置１０３Ａと同じである。

第２導電性部材４２Ｕは、基材９の上面において（平面視で）、第１コイルアンテナ２Ａと第２コイルアンテナ２Ｂとの間に形成されている。また、第２導電性部材４２Ｕは、基材９の下面において（平面視で）、下部導体パターン３２の形成領域内に形成されている。

このように、第２導電性部材４２Ｕ，４２Ｌを、平面視で補助ループ導体（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３２，３３，３４）が形成されている領域の内部に配置することにより、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂの磁束鎖交方向とは逆方向に補助ループ導体と鎖交しようとする磁束を、第２導電性部材４２Ｕ，４２Ｌが遮る。このため、通信相手側アンテナに対するアンテナ装置１０６の相対位置が変化しても、アンテナ特性がより劣化しにくくなる。

図１３（Ａ）（Ｂ）は上記第２導電性部材４２Ｕ，４２Ｌの作用を示す図である。第２導電性部材４２Ｕ，４２Ｌが無い状態では、図１３（Ｂ）に示すように、上部導体パターン３１Ｂおよび下部導体パターン３２を含む補助ループ導体を正常に鎖交する磁束φｎ以外に、逆方向に鎖交する磁束φｉが生じる。これに対し、第２導電性部材４２Ｕ，４２Ｌが形成されていると、図１３（Ａ）に示すように、上部導体パターン３１Ｂおよび下部導体パターン３２を含む補助ループ導体に対して逆方向に磁束が鎖交することが抑制される。そのため、補助ループ導体の意図した作用効果を得やすい。

《第７の実施形態》
第７の実施形態では、コイルアンテナを実装する基材に形成される導体パターンに特徴を有するアンテナ装置について示す。

図１４（Ａ）は本実施形態に係るアンテナ装置１０７の主要部の斜視図である。図１４（Ｂ）は比較例としてのアンテナ装置の主要部の斜視図である。図１４（Ａ）（Ｂ）においては、コイルアンテナ２は導体部分のみを表している。また、基板についても、その上面に形成された導体パターンの一部を表している。

コイルアンテナ２は、複数の基材層と、これら基材層のうち所定の基材層に形成された導体パターンとで構成されている。複数のコイル導体２３，２４、これらを層間接続する層間接続導体（ビア導体）２５によって矩形ヘリカル状のコイルが構成されている。

コイルの一方端は層間接続導体２６Ｕを介して、内層端子電極２１Ｕに接続されている。同様に、コイルの他方端は層間接続導体２６Ｕを介して、内層端子電極２２Ｕに接続されている。最下層の基材層の下面には実装用電極２１Ｌ，２２Ｌが形成されている。実装用電極２１Ｌ，２２Ｌは層間接続導体２６Ｌを介して内層端子電極２１Ｕ，２２Ｕに接続されている。上記実装用電極２１Ｌ，２２Ｌは本発明に係る「端子電極」の一例である。

基板の上面にはコイルアンテナ接続部３１Ｅおよびこのコイルアンテナ接続部３１Ｅから延出された導体パターン３１が形成されている。このコイルアンテナ接続部３１Ｅは本発明に係るパッド電極の一例である。

図１４（Ａ）に示すアンテナ装置１０７は、コイル導体の巻回軸方向に視て（実装用電極２２Ｌから−Ｙ軸方向に視て）、コイルアンテナ２のコイル導体は右旋のヘリカル状コイルである。したがって、コイル導体から実装用電極２１Ｌ（端子電極）への延出方向は、図におけるＸ軸方向である。また、コイルアンテナ接続部（パッド電極）３１Ｅから導体パターン３１の延出方向は、図におけるＸ軸方向である。この導体パターン３１は本発明に係る配線導体の一例である。

図１４（Ｂ）に示す比較例では、コイルアンテナ接続部（パッド電極）３１Ｅから導体パターン３１の延出方向は、図における−Ｘ軸方向である。コイルアンテナ２の構造は図１４（Ａ）に示したコイルアンテナ２と同じである。

図１４（Ｂ）に示す比較例のアンテナ装置のように、コイル導体から実装用電極２１Ｌ（端子電極）への延出方向と、コイルアンテナ接続部（パッド電極）３１Ｅから導体パターン３１への延出方向とが逆方向だと、実装用電極（端子電極）２１Ｌおよび内層端子電極２１Ｕにはコイル電流が流れず、コイルの一部としては作用しない。

これに対し、図１４（Ａ）に示したように、コイル導体から実装用電極２１Ｌ（端子電極）への延出方向と、コイルアンテナ接続部（パッド電極）３１Ｅから導体パターン３１への延出方向とが同方向（Ｘ軸方向）であれば、実装用電極２１Ｌ（端子電極）がコイルの一部として作用し、その分、より小型のコイルアンテナを用いながら、所定インダクタンスのコイルアンテナを備えるアンテナ装置が構成できる。

上述の例は、コイルアンテナ２の実装用電極２１Ｌおよびコイルアンテナ接続部３１Ｅの作用について示したが、コイルアンテナ２の実装用電極２２Ｌおよびそのコイルアンテナ接続部（不図示）の作用について同様である。すなわち、コイルアンテナ２の実装用電極２２Ｌが接続されるコイルアンテナ接続部から延出する導体パターンは−Ｘ軸方向に延出することが好ましい。

本実施形態では、コイル導体の端部が外部の実装用電極（２１Ｌ等）に直接接続されず、途中に内層端子電極（２１Ｕ等）を備えている。図１５（Ａ）は、アンテナ装置１０７の内層端子電極と実装用電極との関係について示す、コイル軸に垂直な面での断面図である。図１５（Ｂ）（Ｃ）は本実施形態に係る別のアンテナ装置の内層端子電極と実装用電極との関係について示す、コイル軸に垂直な面での断面図である。

図１５（Ａ）に示す例では、内層端子電極２１Ｕと実装用電極２１Ｌとは、コイルアンテナ接続部３１Ｅから導体パターン３１への延出方向で後方と前方の両方で、層間接続導体２６Ｌで接続されている。図１５（Ｂ）に示す例では、内層端子電極２１Ｕと実装用電極２１Ｌとは、コイルアンテナ接続部３１Ｅから導体パターン３１への延出方向の後方で、層間接続導体２６Ｌで接続されている。図１５（Ｃ）に示す例では、内層端子電極２１Ｕと実装用電極２１Ｌとは、コイルアンテナ接続部３１Ｅから導体パターン３１への延出方向の前方で、層間接続導体２６Ｌで接続されている。

図１５（Ａ）に示す例では、実装用電極２１Ｌおよび内層端子電極２１Ｕにコイル電流が流れ、実装用電極２１Ｌおよび内層端子電極２１Ｕはコイルアンテナの一部として作用する。図１５（Ｂ）に示す例では、実装用電極２１Ｌにコイル電流が流れ、実装用電極２１Ｌはコイルアンテナの一部として作用する。また、図１５（Ｃ）に示す例では、実装用電極２１Ｌにはコイル電流が流れないが、内層端子電極２１Ｕにコイル電流が流れる。したがって、内容端子電極２１Ｕはコイルアンテナの一部として作用する。

このように、内層端子電極と実装用電極とがどの位置で層間接続されていても、コイルアンテナ接続部（パッド電極）から導体パターン（配線導体）の延出方向が上述の方向であれば、実装用電極２１Ｌおよび内層端子電極２１Ｕの少なくとも一方はコイルアンテナの一部として作用する。

図１６は、本実施形態の別のアンテナ装置の主要部の斜視図である。導体パターン３１は、コイルアンテナ接続部（パッド電極）３１Ｅの中央から、図における−Ｙ軸方向に延出されている。コイルアンテナ２の構造は図１４（Ａ）に示したコイルアンテナ２と同じである。この例では、実装用電極２１Ｌおよび内層端子電極２１Ｕのうち、Ｌａで示す長さ部分がコイルアンテナの一部として作用する。

図１７は、図１６に示したように、コイルアンテナ接続部の途中から導体パターンを引き出した構造において、実装用電極２１Ｌおよび内層端子電極２１Ｕの、コイルアンテナの一部としての作用を示す図である。

コイルアンテナ２の実装用電極２１Ｌはコイルアンテナ接続部３１Ｅに対してはんだＳによりはんだ付けされる。これにより、コイルアンテナ２は基板１に表面実装される。

図１７において、コイルアンテナ接続部３１Ｅからの導体パターン（図１６中の３１）の引き出し位置をＣＰで表している。コイルアンテナ接続部（パッド電極）３１Ｅに対する導体パターン（配線導体）３１の接続位置ＣＰは、コイル導体の巻回軸方向から視て（図１７において紙面から手前方向に視て）、内層電極２１Ｕおよび実装用電極２１Ｌの端部ＥＰからＣＰまでの長さ部分Ｌａにコイル電流が流れる。すなわち、内層電極２１Ｕおよび実装用電極２１Ｌの端部ＥＰから導体パターン（配線導体）３１の接続位置ＣＰまでの長さ部分Ｌａがコイルアンテナの一部として作用する。したがって、コイルアンテナ接続部３１Ｅからの導体パターン３１の引き出し位置は、上記Ｌａが長くなる位置である程、コイルアンテナのインダクタンスを高めるうえで効果的である。

《第８の実施形態》
第８の実施形態では電子機器の例を示す。

図１８は第８の実施形態に係る電子機器２０１の筐体内部の構造を示す平面図である。筐体８０の内部には基板１，８１、バッテリーパック８３等が収められている。基板１には上部導体パターン３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃおよび下部導体パターン３２が形成されている。また、基板１には、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂ、ＲＦＩＣ３および共振用キャパシタ５が実装されている。

基板１にはカメラモジュール８５やＵＨＦ帯アンテナ８６，８７等も搭載されている。また、基板８１にはＵＨＦ帯アンテナ８２等が搭載されている。基板１と基板８１とはケーブル８４を介して接続されている。

コイルアンテナ２Ａ，２Ｂ、上部導体パターン３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ、下部導体パターン３２、およびＲＦＩＣ３に含まれるキャパシタンス成分およびキャパシタ５のキャパシタンスとでＬＣ共振回路が構成される。本実施形態で示すキャパシタ５は、上記ＬＣ共振回路の共振周波数調整用のキャパシタであり、必須ではない。

コイルアンテナ２Ａ，２Ｂの構成は第１の実施形態等で示したアンテナ装置１０１と同様である。上部導体パターン３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ、下部導体パターン３２を含む補助ループ導体の基本構成は第２の実施形態で示したアンテナ装置１０２の補助ループ導体と同じである。補助ループ導体は、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂのコイル導体の巻回軸方向から視て、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂと同相の磁束を発生する。

コイルアンテナ２Ａ，２Ｂおよび上記補助ループ導体形成領域の下部には第１導電性部材４１が形成されている。この第１導電性部材４１はディスプレイパネルの裏面に設けられているシールド用金属板である。

上記構成により、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂに生じる磁界のうち、第１導電性部材４１へ回りこもうとする磁束は、第１導電性部材４１に沿った方向へ延伸するように強制される。すなわち、コイルアンテナ２Ａ，２Ｂによる磁界形成が第１導電性部材４１により妨げられる、という作用は抑制される。これにより、ディスプレイパネルの裏面側にコイルアンテナ２Ａ，２Ｂを配置する場合でも、通信距離の低下を抑制できる。

本実施形態では、第１導電性部材４１がディスプレイパネルの金属板である例としたが、他のシールド用導電性部材や、基板に形成されたグランド導体パターン、バッテリーパックなども第１導電性部材となる場合がある。

以上の各実施形態では、ＲＦＩＣ３からコイルアンテナ（２，２Ａ，２Ｂ）および補助ループ導体に電流が流れて、コイルアンテナ（２，２Ａ，２Ｂ）および補助ループ導体から送信信号の磁界が発生する動作について示したが、コイルアンテナ（２，２Ａ，２Ｂ等）および補助ループ導体に通信相手側アンテナからの磁束が鎖交する場合は、アンテナの可逆性により、コイルアンテナ（２，２Ａ，２Ｂ）および補助ループ導体に受信信号に応じた電流が流れる。

以上に示した幾つかの実施形態では、２つのコイルアンテナを備えるアンテナ装置について示したが、３つ以上のコイルアンテナを備える場合にも同様に適用できる。

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。例えば、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

ＣＰ…コイルアンテナ接続部からの導体パターン引き出し位置
ＥＰ…コイル導体と端子電極との接続位置
Ｓ…はんだ
１，８１…基板
２…コイルアンテナ
２Ａ…第１コイルアンテナ
２Ｂ…第２コイルアンテナ
３…ＲＦＩＣ
５…共振用キャパシタ
９…基材
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ…基材層
２１，２２，２７…実装用電極
２１Ｕ，２２Ｕ…内層端子電極
２１Ｌ，２２Ｌ…実装用電極（端子電極）
２３，２４…コイル導体
２５，２６，２６Ｌ…層間接続導体
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ…上部導体パターン（配線導体）
３１Ｅ，３１Ｅ１，３１Ｅ２，３１Ｅ３…コイルアンテナ接続部（パッド電極）
３２…下部導体パターン
３２Ｆ…ＲＦＩＣ接続部
３３，３４，３５…層間接続導体
４１…第１導電性部材
４２Ｕ，４２Ｌ…第２導電性部材
８０…筐体
８１…基板
８２，８６，８７…ＵＨＦ帯アンテナ
８３…バッテリーパック
８４…ケーブル
８５…カメラモジュール
１０１，１０１Ｐ…アンテナ装置
１０２…アンテナ装置
１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄ…アンテナ装置
１０４，１０５，１０６…アンテナ装置
２０１…電子機器

Claims (7)

1. 主面を有する絶縁性の基材と、
   前記基材に配置され、１ターン以上巻回されたコイル導体を有するコイルアンテナと、
   を備えるアンテナ装置であって、
   前記コイル導体は、前記基材の前記主面に対してほぼ平行な方向に巻回軸を有し、
   前記コイル導体に接続され、前記コイル導体の巻回軸方向から視て、前記コイルアンテナと同相の磁束を発生する補助ループ導体が前記基材に形成されている、
   ことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記コイルアンテナは、第１コイルアンテナおよび第２コイルアンテナを含む複数のコイルアンテナであり、
   前記第１コイルアンテナおよび前記第２コイルアンテナは、前記基材の前記主面とほぼ平行な方向に巻回軸を有し、前記第１コイルアンテナおよび前記第２コイルアンテナの巻回軸は実質的に平行であり、前記平行な方向に同相の磁界を発生するように接続されており、
   前記補助ループ導体は、前記コイル導体の巻回軸方向から視て、前記第１コイルアンテナから前記第２コイルアンテナに亘る範囲に配置されている、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記基材の前記コイルアンテナの配置面は第１導電性部材に対向する面とは反対側の面であり、
   前記補助ループ導体は、前記コイル導体の巻回軸方向から視て、前記コイルアンテナと前記第１導電性部材との間を通る、
   請求項１または２に記載のアンテナ装置。
4. 前記基材に、前記基材の平面視で、前記補助ループ導体で囲まれる領域内の少なくとも一部に、第２導電性部材が形成された、請求項１から３のいずれかに記載のアンテナ装置。
5. 前記コイル導体の巻回軸方向から視て、前記コイルアンテナは、前記コイル導体に導通して前記コイル導体に沿って前記コイル導体から延出する端子電極を有し、
   前記基材は、前記端子電極が接続されるパッド電極と、当該パッド電極から延出された配線導体とを有し、
   前記コイル導体から前記端子電極への延出方向と、前記パッド電極から前記配線導体への延出方向と、は同方向である、
   請求項１から４のいずれかに記載のアンテナ装置。
6. 前記パッド電極に対する前記配線導体の接続位置は、前記コイル導体の巻回軸方向から視て、前記コイル導体に対する前記端子電極の接続位置である第１端より前記端子電極の第２端方向へ離れた位置である、請求項５に記載のアンテナ装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載にアンテナ装置と、前記アンテナ装置に接続された給電回路とを備えた電子機器。

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