JP6763201B2 - アンテナ装置及びこれを備える携帯無線機器 - Google Patents

Description

本発明はアンテナ装置及びこれを備える携帯無線機器に関し、特に、近距離無線通信（Near Field Communication）用として好適なアンテナ装置及びこれを備える携帯無線機器に関するものである。

近年、スマートフォン等の携帯無線機器にはＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：電波による個体識別）システムが搭載されており、そのための通信手段としてリーダ・ライタ等と近距離無線通信を行うためのアンテナ装置が搭載されている。この種のアンテナ装置としては、例えば特許文献１及び２に記載されたアンテナ装置が知られている。

特許文献１に記載されたアンテナ装置は、平面視で平面スパイラルコイルの異なる部分と重なる２つの磁性体層を備えており、これら磁性体層によって平面スパイラルコイルの内径領域に磁束を誘導している。また、特許文献２に記載されたアンテナ装置は、平面スパイラルコイルの内径領域を貫通する磁性体層を設け、これによって平面スパイラルコイルの内径領域に磁束を誘導している。

特許第４２６５１１４号公報 特許第５５１０４４３号公報

しかしながら、特許文献１及び２に記載されたアンテナ装置は、いずれも平面スパイラルコイルの最外周エッジを基準とした磁性体層の張り出し長が一定であることから、磁界分布の十分な広がりを得ることが困難であった。

したがって、本発明は、平面スパイラルコイル及びこれを覆う磁性体層を備えるアンテナ装置の磁界分布を広げ、これにより通信距離を拡大することを目的とする。また、本発明は、このようなアンテナ装置を備える携帯無線機器を提供することを目的とする。

本発明によるアンテナ装置は、互いに反対側に位置する第１及び第２の主面を有する基板と、前記基板の前記第１又は第２の主面に形成され、互いに平面位置の異なる第１及び第２の導体部分を有する平面スパイラルコイルと、前記基板の前記第１の主面に設けられ、平面視で前記平面スパイラルコイルの前記第１の導体部分と重なる第１の磁性体層と、前記基板の前記第２の主面に設けられ、平面視で前記平面スパイラルコイルの前記第２の導体部分と重なる第２の磁性体層と、を備え、平面スパイラルコイルの最外周エッジを基準とした前記第１及び第２の磁性体層の張り出し長は、前記第１の磁性体層の方が前記第２の磁性体層よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、第１及び第２の磁性体層の張り出し長が不均一に設定されていることから、意図する方向における磁界分布を選択的に拡大することができる。これにより、本発明によるアンテナ装置が例えば第１及び第２の金属層を含む金属筐体などによって覆われている場合であっても、磁束の通り道となるスリットを介して正しく通信を行うことが可能となる。

本発明において、前記第１の磁性体層の最外周エッジは、前記平面スパイラルコイルの前記最外周エッジよりも径方向の外側に位置しており、これにより、前記第１の磁性体層の張り出し長はプラス値であり、前記第２の磁性体層の最外周エッジは、前記平面スパイラルコイルの前記最外周エッジよりも径方向の内側に位置しており、これにより、前記第２の磁性体層の張り出し長はマイナス値であっても構わない。これによれば、意図する方向における磁界分布の広がりをより拡大することができる。

本発明において、前記第１の磁性体層は、前記第２の磁性体層よりも厚いことが好ましい。これによれば、第１の磁性体層の磁気特性が高められることから、通信距離を拡大することができる。この場合、前記基板の前記第２の主面に設けられ、前記平面スパイラルコイルの外周端及び内周端にそれぞれ接続された第１及び第２の端子電極をさらに備え、前記第２の磁性体層は、前記第１及び第２の端子電極よりも薄いことが好ましい。これによれば、アンテナ装置を回路基板に表面実装した場合であっても、回路基板と第２の磁性体層の干渉を防止することができる。

本発明において、前記第１及び第２の磁性体層は、平面視で重なりを有していても構わない。これによれば、磁束をより効率よく平面スパイラルコイルの内径領域に誘導することができる。この場合、前記基板は、平面視で前記平面スパイラルコイルに囲まれた内径領域と重なる位置に貫通孔を有しており、前記第１及び第２の磁性体層は、前記貫通孔を介して互いに固定されていても構わない。これによれば、第１の磁性体層と第２の磁性体層との間の磁気抵抗をより低減することができる。

本発明において、前記基板は、平面視で前記平面スパイラルコイルに囲まれた内径領域と重なる位置に貫通孔を有しており、前記第１及び第２の磁性体層は、前記貫通孔に挿入された単一のシート部材からなるものであっても構わない。これによれば、アンテナ装置の作製が容易となるとともに、第１の磁性体層と第２の磁性体層との間の磁気抵抗をよりいっそう低減することが可能となる。

本発明において、前記平面スパイラルコイルの前記第１の導体部分は、前記基板の前記第２の主面に形成され、前記平面スパイラルコイルの前記第２の導体部分は、前記基板の前記第１の主面に形成されていることが好ましい。これによれば、平面スパイラルコイルと第１及び第２の磁性体層の接触を防止又は低減することが可能となる。

本発明によるアンテナ装置は、平面視で前記平面スパイラルコイルの少なくとも一部と重なる第１の金属層をさらに備えていても構わない。このような構成であっても、選択的に拡大された磁界分布を利用して正しく通信を行うことが可能となる。この場合、平面視で前記第１の金属層及び前記平面スパイラルコイルと重ならない第２の金属層をさらに備え、前記第１の磁性体層は、前記第２の磁性体層と比べて、前記第１及び第２の金属層によって形成されるスリットの近くに配置されていることが好ましい。これによれば、平面スパイラルコイルのほぼ全面が第１の金属層で覆われている場合であっても、スリットを介して正しく通信を行うことが可能となる。

このように、本発明によれば、意図する方向における磁界分布が選択的に拡大されたアンテナ装置及びこれを備えた携帯無線機器を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態によるアンテナ装置１０Ａの構成を示す図であり、（ａ）は略平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った略断面図である。 図２は、第１の実施形態によるアンテナ装置１０Ａを備える携帯無線機器１００の外観を示す略斜視図である。 図３は、携帯無線機器１００の背面を内部側から見た平面図である。 図４は、アンテナ装置１０Ａを内蔵する携帯無線機器１００の第１の例による部分断面図である。 図５は、アンテナ装置１０Ａを内蔵する携帯無線機器１００の第２の例による部分断面図である。 図６は、外部のリーダ・ライタから発せられる磁束がアンテナ装置１０Ａに取り込まれる様子を説明するための模式図である。 図７は、本発明の第２の実施形態によるアンテナ装置１０Ｂの構成を示す図であり、（ａ）は略平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った略断面図である。 図８は、本発明の第３の実施形態によるアンテナ装置１０Ｃの構成を示す図であり、（ａ）は略平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ線に沿った略断面図である。 図９は、アンテナ装置１０Ｃを内蔵する携帯無線機器１００の第１の例による部分断面図である。 図１０は、アンテナ装置１０Ｃを内蔵する携帯無線機器１００の第２の例による部分断面図である。 図１１は、外部のリーダ・ライタから発せられる磁束がアンテナ装置１０Ｃに取り込まれる様子を説明するための模式図である。 図１２は、本発明の第４の実施形態によるアンテナ装置１０Ｄの構成を示す図であり、（ａ）は略平面図、（ｂ）はＤ−Ｄ線に沿った略断面図である。 図１３は、本発明の第５の実施形態によるアンテナ装置１０Ｅの構成を示す図であり、（ａ）は略平面図、（ｂ）はＥ−Ｅ線に沿った略断面図である。 図１４は、本発明の第５の実施形態によるアンテナ装置１０Ｆの構成を示す図であり、（ａ）は略平面図、（ｂ）はＦ−Ｆ線に沿った略断面図である。 図１５は、本発明の第７の実施形態によるアンテナ装置１０Ｇの構成を示す図であり、（ａ）は略平面図、（ｂ）はＧ−Ｇ線に沿った略断面図である。 図１６は、本発明の第８の実施形態によるアンテナ装置１０Ｈの構成を示す図であり、（ａ）は略平面図、（ｂ）はＨ−Ｈ線に沿った略断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態によるアンテナ装置１０Ａの構成を示す図であり、（ａ）は略平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った略断面図である。

図１に示すように、本実施形態によるアンテナ装置１０Ａは、基板２０と、基板２０に形成された平面スパイラルコイル３０と、平面スパイラルコイル３０を覆う第１及び第２の磁性体層４１，４２とを備える。

基板２０は、ＰＥＴ樹脂などのフレキシブルな絶縁材料からなり、互いに反対側に位置する第１及び第２の主面２１，２２を有している。第１及び第２の主面２１，２２はいずれもｘｙ平面を構成する。

平面スパイラルコイル３０は、基板２０の第１及び第２の主面２１，２２に形成されており、本実施形態においてはスパイラル状に４ターン巻回されている。但し、本発明において、平面スパイラルコイル３０のターン数がこれに限定されるものではない。平面スパイラルコイル３０は、例えばパターニング又は型抜きされた銅箔によって構成される。

図１に示すように、平面スパイラルコイル３０は、互いに平面位置（ｘｙ位置）の異なる第１及び第２の導体部分３１，３２を有しており、第１の導体部分３１については基板２０の第２の主面２２側に設けられ、第２の導体部分３２については基板２０の第１の主面２１側に設けられている。第１の導体部分３１と第２の導体部分３２との電気的接続は、基板２０を貫通して設けられた貫通導体３４によって行われる。本実施形態においては、平面スパイラルコイル３０の外形が略正方形であるため、ｘ方向に沿った部分と、ｙ方向に沿った部分を有している。しかしながら、本発明において平面スパイラルコイルの外形が略正方形であることは必須でなく、例えば、長方形、八角形、円形、楕円形などであっても構わない。

平面スパイラルコイル３０の外周端は、第２の主面２２に設けられた第１の端子電極５１に接続される。一方、平面スパイラルコイル３０の内周端は、第２の主面２２に設けられた第２の端子電極５２に接続される。これら端子電極５１，５２は、図示しないＲＦ回路に接続される端子である。尚、第１の端子電極５１は、基板２０を貫通して設けられた貫通導体を介して平面スパイラルコイル３０の外周端に接続される。また、第２の端子電極５２は、第２の主面２２に設けられ、平面視で（ｚ方向から見て）平面スパイラルコイル３０を横切る横断部３５を介して平面スパイラルコイル３０の内周端に接続される。平面スパイラルコイル３０に囲まれた部分は、平面スパイラルコイル３０の内径領域３３を構成する。

図１に示すように、第１の磁性体層４１は、基板２０の第１の主面２１に設けられており、平面スパイラルコイル３０の第１の導体部分３１を覆っている。一方、第２の磁性体層４２は、基板２０の第２の主面２２に設けられており、平面スパイラルコイル３０の第２の導体部分３２を覆っている。本実施形態においては、第１の磁性体層４１と第２の磁性体層４２は、平面的な重なりを有していないが、いずれも平面スパイラルコイル３０の内径領域３３の一部と重なっている。第１及び第２の磁性体層４１，４２としては、可撓性を有する磁性シート部材を用いることが好ましい。この場合、接着剤などを用いて磁性シート部材を基板２０の両面に貼り付ければよい。或いは、ペースト状の複合磁性材料を基板２０に塗布することによって第１及び第２の磁性体層４１，４２を形成しても構わない。

本実施形態においては、第１及び第２の磁性体層４１，４２の平面サイズ及び形状が互いに相違しており、これにより、平面スパイラルコイル３０の最外周エッジを基準とした第１及び第２の磁性体層４１，４２の張り出し長が互いに異なっている。張り出し長は、平面スパイラルコイル３０の最外周エッジを基準とし、径方向の外側に向かう距離として定義される。そして、本実施形態においては、第１の磁性体層４１の最外周エッジが平面スパイラルコイル３０の最外周エッジよりも径方向の外側に位置している一方、第２の磁性体層４２の最外周エッジが平面スパイラルコイル３０の最外周エッジよりも径方向の内側に位置している。このため、第１の磁性体層４１の張り出し長Ｅ１はプラス値であり、第２の磁性体層４２の張り出し長Ｅ２はマイナス値である。

第１及び第２の磁性体層４１，４２は、磁束を平面スパイラルコイル３０の内径領域３３に誘導することによってアンテナ特性を高める役割を果たす。そして、本実施形態においては、第１及び第２の磁性体層４１，４２の張り出し長Ｅ１，Ｅ２が互いに異なっていることから（Ｅ１＞Ｅ２）、第１の磁性体層４１側における磁界分布が選択的に拡大される。

しかも、本実施形態においては、第１の磁性体層４１の厚みＴ１が第２の磁性体層４２の厚みＴ２よりも厚い（Ｔ１＞Ｔ２）。これにより、第１の磁性体層４１の磁気特性が高められることから、通信距離を拡大することが可能となる。また、第２の磁性体層４２の厚みＴ２を第１及び第２の端子電極５１，５２の厚みＴ３よりも薄く設定すれば、アンテナ装置１０Ａを回路基板に表面実装する際に、第２の磁性体層４２と回路基板が干渉することがない。

また、本実施形態においては、平面スパイラルコイル３０と第１及び第２の磁性体層４１，４２がそれぞれ基板２０の表裏に位置することから、平面スパイラルコイル３０と第１及び第２の磁性体層４１，４２の接触が最小限となる。このため、第１又は第２の磁性体層４１，４２を介して平面スパイラルコイル３０の隣接ターン間がショートするなどの現象を防止することができる。また、第１及び第２の磁性体層４１，４２の材料として磁性シート部材を用いる場合は、磁性シート部材が平面スパイラルコイル３０上に設けられることがないため、アンテナ装置１０Ａの全体の厚みを低減することができる。一方、第１及び第２の磁性体層４１，４２の材料としてペースト状の複合磁性材料を用いる場合は、第１及び第２の磁性体層４１，４２の膜厚を均一とすることができる。

尚、図１に示す例では、第１の磁性体層４１の張り出し長Ｅ１がｘ方向及びｙ方向において均一であり、且つ、第２の磁性体層４２の張り出し長Ｅ２がｘ方向及びｙ方向において均一であるが、本発明がこれに限定されるものではなく、これらの長さにばらつきが存在していても構わない。このような場合であっても、第１の磁性体層４１の張り出し長Ｅ１の最大値が第２の磁性体層４２の張り出し長Ｅ２の最大値よりも大きければ足りる。

図２は、第１の実施形態によるアンテナ装置１０Ａを備える携帯無線機器１００の外観を示す略斜視図である。

図２に示す携帯無線機器１００は例えばスマートフォンであり、薄型の箱状筐体によって構成されている。図２は、携帯無線機器１００を背面側から見た図であり、ディスプレイなどが設けられている前面は下方を向いている。携帯無線機器１００の筐体は樹脂と金属との組み合わせからなり、背面の大部分を構成する中央部は金属層１０１によって構成されている。また、金属層１０１から見て長手方向（ｘ方向）の両側には、金属層１０２，１０３が設けられている。

金属層１０１〜１０３は互いに同一のｘｙ平面を構成する。金属層１０１と金属層１０２はスリットＳＬ１を介して対向し、金属層１０１と金属層１０３はスリットＳＬ２を介して対向している。スリットＳＬ１，ＳＬ２は、筐体の背面においてｙ方向に延在し、筐体の側面においてｚ方向に延在する。このように、筐体の背面の広い範囲が金属層１０１〜１０３によって構成されているのは、主に、筐体の機械的強度、電磁気シールド特性、デザイン性等の向上のためである。

図３は、携帯無線機器１００の背面を内部側から見た平面図である。

図３に示すように、携帯無線機器１００の内部においては、平面視で（ｚ方向から見て）金属層１０１と重なるよう、アンテナ装置１０Ａが設けられている。アンテナ装置１０Ａと金属層１０２は重なりを有していない。ここで、アンテナ装置１０Ａは、第１の磁性体層４１が設けられている側がスリットＳＬ１の近傍に位置するよう配置されている。換言すれば、第１の磁性体層４１は、第２の磁性体層４２と比べてスリットＳＬ１に近い。

図４は、アンテナ装置１０Ａを内蔵する携帯無線機器１００の第１の例による部分断面図である。

図４に示す例では、アンテナ装置１０Ａが回路基板６０に表面実装されている。回路基板６０には多数の電子部品が実装されているが、図４には２個の電子部品６１のみが図示されている。回路基板６０は、平面視で金属層１０１，１０２の両方を覆っており、回路基板６０に表面実装されたアンテナ装置１０Ａについては、平面視で金属層１０１によって完全に覆われている。

回路基板６０に対する表面実装は、回路基板６０の表面に設けられたランドパターンにはんだを供給した後、第１及び第２の端子電極５１，５２がランドパターンに接続されるよう、アンテナ装置１０Ａを回路基板６０に載置した状態で、リフローを行えばよい。このように、本実施形態によるアンテナ装置１０Ａは、回路基板６０に表面実装することが可能である。

図５は、アンテナ装置１０Ａを内蔵する携帯無線機器１００の第２の例による部分断面図である。

図５に示す例では、アンテナ装置１０Ａが接着剤などを介して金属層１０１に接着されている。この場合、アンテナ装置１０Ａに設けられた第１及び第２の端子電極５１，５２は、接続ピン或いはワイヤなどを介して回路基板６０のランドパターンに接続される。このように、本実施形態によるアンテナ装置１０Ａは、回路基板６０に表面実装するのではなく、金属層１０１側に固定することも可能である。

そして、図４及び図５に示すいずれの例においても、第１の磁性体層４１がスリットＳＬ１の近傍に位置するよう、回路基板６０又は金属層１０１にアンテナ装置１０Ａが固定される。

図６は、外部のリーダ・ライタから発せられる磁束がアンテナ装置１０Ａに取り込まれる様子を説明するための模式図である。

図６には、リーダ・ライタから発せられる磁束φ１，φ２が示されている。このうち、磁束φ１はスリットＳＬ１を通過する磁束であり、磁束φ２は金属層１０１，１０２にぶつかる磁束である。スリットＳＬ１を通過した磁束φ１の一部は、第１の磁性体層４１に吸い込まれ、第２の磁性体層４２へと誘導される。この時、磁束は内径領域３３を通過することから、電流に変換される。

また、磁束φ２が金属層１０１，１０２にぶつかると、これを打ち消すよう、逆方向の磁束φ３が発生する。この磁束φ３は、スリットＳＬ１を介して金属層１０１，１０２の表面（図６における下面）から裏面（図６における上面）に回り込むため、その一部が第１の磁性体層４１に吸い込まれる。第１の磁性体層４１に吸い込まれた磁束は、上述の通り平面スパイラルコイル３０の内径領域３３を通過するため、電流に変換される。

このようなメカニズムにより、平面スパイラルコイル３０が金属層１０１によって完全に覆われているにもかかわらず、正しく通信を行うことが可能となり、ＲＦＩＤに必要な通信距離を確保することが可能となる。

金属層１０２は、ＲＦＩＤ用のアンテナ装置１０Ａとは使用する周波数帯域の異なる別のアンテナ装置用の放射導体として利用することができる。ＲＦＩＤ用のアンテナ装置１０Ａには、例えば１３．５６ＭＨｚの周波数が用いられる一方、金属層１０２を放射導体として利用するアンテナ装置において使用される周波数帯域は、例えば数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚである。

以上説明したように、本実施形態によるアンテナ装置１０Ａは、第２の磁性体層４２の張り出し長Ｅ２に比べて第１の磁性体層４１の張り出し長Ｅ１が大きいことから、第１の磁性体層４１側における磁界分布を選択的に拡大することができる。これにより、図４〜図６を用いて説明したように、第１の磁性体層４１がスリットＳＬ１側に位置するよう、アンテナ装置１０Ａを配置すれば、平面スパイラルコイル３０が金属層１０１によって完全に覆われている場合であっても、正しく通信を行うことが可能となる。

＜第２の実施形態＞
図７は、本発明の第２の実施形態によるアンテナ装置１０Ｂの構成を示す図であり、（ａ）は略平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った略断面図である。

本実施形態によるアンテナ装置１０Ｂは、第２の磁性体層４２の張り出し長Ｅ２がプラス値である点において、第１の実施形態によるアンテナ装置１０Ａと相違している。その他の構成は、第１の実施形態によるアンテナ装置１０Ａと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施形態においては、第２の磁性体層４２の張り出し長Ｅ２がプラス値であるものの、この張り出し長Ｅ２は、第１の磁性体層４１の張り出し長Ｅ１よりも小さい。つまり、Ｅ１＞Ｅ２である。これにより、第１の実施形態と同様、第１の磁性体層４１側における磁界分布を選択的に拡大することができる。このように、Ｅ１＞Ｅ２である限り、本発明において第２の磁性体層４２の張り出し長Ｅ２がプラス値であっても構わない。

＜第３の実施形態＞
図８は、本発明の第３の実施形態によるアンテナ装置１０Ｃの構成を示す図であり、（ａ）は略平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ線に沿った略断面図である。

本実施形態によるアンテナ装置１０Ｃは、第１及び第２の端子電極５１，５２が基板２０の第１の主面２１側に形成されているとともに、第１の磁性体層４１の厚みＴ１がより薄く設定されている点において、第１の実施形態によるアンテナ装置１０Ａと相違している。その他の構成は、第１の実施形態によるアンテナ装置１０Ａと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施形態においては、第１及び第２の端子電極５１，５２が基板２０の第１の主面２１側に形成されていることから、アンテナ装置１０Ａを回路基板に表面実装する際に、第１の磁性体層４１と回路基板が干渉しないよう、第１の磁性体層４１の厚みＴ１を第１及び第２の端子電極５１，５２の厚みＴ３よりも薄く設定している。本実施形態において、第１の磁性体層４１の厚みＴ１と第２の磁性体層４２の厚みＴ２との関係については特に限定されず、任意である。

図９は、アンテナ装置１０Ｃを内蔵する携帯無線機器１００の第１の例による部分断面図である。

図９に示す例では、アンテナ装置１０Ｃが回路基板６０に表面実装されている。本実施形態によるアンテナ装置１０Ｃを表面実装する場合、第１の磁性体層４１が回路基板６０側に位置することになるが、第１の磁性体層４１の厚みＴ１を第１及び第２の端子電極５１，５２の厚みＴ３よりも薄く設定すれば、第１の磁性体層４１と回路基板６０の干渉を防止することができる。

図１０は、アンテナ装置１０Ｃを内蔵する携帯無線機器１００の第２の例による部分断面図である。

図１０に示す例では、アンテナ装置１０Ｃが接着剤などを介して金属層１０１に接着されている。この場合、アンテナ装置１０Ｃに設けられた第１及び第２の端子電極５１，５２は、接続ピン或いはワイヤなどを介して回路基板６０のランドパターンに接続される。

そして、図９及び図１０に示すいずれの例においても、第１の磁性体層４１がスリットＳＬ１の近傍に位置するよう、回路基板６０又は金属層１０１にアンテナ装置１０Ｃが固定される。

図１１は、外部のリーダ・ライタから発せられる磁束がアンテナ装置１０Ｃに取り込まれる様子を説明するための模式図である。

図１１に示すように、本実施形態によるアンテナ装置１０Ｃを用いた場合、第１の実施形態によるアンテナ装置１０Ａを用いた場合と比べると、平面スパイラルコイル３０の内径領域３３を通過する磁束の流れが相違する。つまり、基板２０の第１の主面２１が金属層１０１とは反対側に位置しているため、磁束の流れは、金属層１０１の反対側から金属層１０１側に向かう流れとなる。本実施形態が例示するように、本発明によるアンテナ装置を携帯無線機器に内蔵する場合、第１の磁性体層４１が設けられた面（つまり、基板２０の第１の主面２１）が金属層１０１側を向くようにアンテナ装置を載置することは必須でなく、図９〜図１１に示すように、基板２０の第１の主面２１が金属層１０１の反対側を向くよう、アンテナ装置を載置しても構わない。

＜第４の実施形態＞
図１２は、本発明の第４の実施形態によるアンテナ装置１０Ｄの構成を示す図であり、（ａ）は略平面図、（ｂ）はＤ−Ｄ線に沿った略断面図である。

本実施形態によるアンテナ装置１０Ｄは、第１の磁性体層４１と第２の磁性体層４２が平面視で重なりを有している点において、第１の実施形態によるアンテナ装置１０Ａと相違している。その他の構成は、第１の実施形態によるアンテナ装置１０Ａと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

第１の磁性体層４１と第２の磁性体層４２の重なりは、主に、平面スパイラルコイル３０の内径領域３３に位置している。これにより、第１の磁性体層４１に吸い込まれた磁束が内径領域３３を介して第２の磁性体層４２に流れやすくなることから、磁束をより効率よく平面スパイラルコイル３０の内径領域３３に誘導することができる。

＜第５の実施形態＞
図１３は、本発明の第５の実施形態によるアンテナ装置１０Ｅの構成を示す図であり、（ａ）は略平面図、（ｂ）はＥ−Ｅ線に沿った略断面図である。

本実施形態によるアンテナ装置１０Ｅは、基板２０に貫通孔２０ａが設けられており、第１の磁性体層４１と第２の磁性体層４２が貫通孔２０ａ内において接着剤７０により互いに固定されている点において、第４の実施形態によるアンテナ装置１０Ｄと相違している。その他の構成は、第４の実施形態によるアンテナ装置１０Ｄと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

貫通孔２０ａは、平面視で平面スパイラルコイル３０の内径領域３３と重なる位置に設けられている。そして、貫通孔２０ａを介して第１の磁性体層４１と第２の磁性体層４２が向かい合う部分に接着剤７０が設けられており、これにより第１の磁性体層４１と第２の磁性体層４２が固定されている。このような構成は、第１及び第２の磁性体層４１，４２として磁性シート部材を用いた場合に好適である。このような構成によれば、第１の磁性体層４１と第２の磁性体層４２との間に基板２０が介在しないことから、第１の磁性体層４１と第２の磁性体層４２との間の磁気抵抗をより低減することができる。

＜第６の実施形態＞
図１４は、本発明の第５の実施形態によるアンテナ装置１０Ｆの構成を示す図であり、（ａ）は略平面図、（ｂ）はＦ−Ｆ線に沿った略断面図である。

本実施形態によるアンテナ装置１０Ｆは、第１及び第２の磁性体層４１，４２の代わりに、可撓性を有する単一の磁性シート部材４３を用いている点において、第５の実施形態によるアンテナ装置１０Ｅと相違している。その他の構成は、第５の実施形態によるアンテナ装置１０Ｅと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

磁性シート部材４３は平面形状が略Ｔ字状であり、ｙ方向における幅の細い部分が基板２０の貫通孔２０ａに挿入されている。これにより、ｙ方向における幅の太い部分が第１の磁性体層４１を構成し、基板２０の第１の主面２１側に位置する。一方、ｙ方向における幅の細い部分が第２の磁性体層４２を構成し、基板２０の第２の主面２２側に位置する。磁性シート部材４３がこのような形状を有していることから、第２の磁性体層４２の張り出し長Ｅ２のうち、ｙ方向の張り出し長Ｅ２のマイナス値（の絶対値）が大きくなっている。本実施形態においては、単一の磁性シート部材４３を用いていることから、アンテナ装置１０Ｆの作製が容易であるとともに、平面スパイラルコイル３０の内径領域３３を通過する磁束の磁気抵抗をよりいっそう低減することが可能となる。

＜第７の実施形態＞
図１５は、本発明の第７の実施形態によるアンテナ装置１０Ｇの構成を示す図であり、（ａ）は略平面図、（ｂ）はＧ−Ｇ線に沿った略断面図である。

本実施形態によるアンテナ装置１０Ｇは、横断部３５を除いて平面スパイラルコイル３０の全部が基板２０の第１の主面２１側に設けられている点において、第１の実施形態によるアンテナ装置１０Ａと相違している。その他の構成は、第１の実施形態によるアンテナ装置１０Ａと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施形態においては、横断部３５を除く平面スパイラルコイル３０の全部が基板２０の第１の主面２１側に設けられていることから、平面スパイラルコイル３０の第１の導体部分３１は、基板２０を介することなく、第１の磁性体層４１によって覆われることになる。本実施形態が例示するように、本発明において、平面スパイラルコイル３０の第１及び第２の導体部分３１，３２をそれぞれ第１及び第２の磁性体層４１，４２の裏面側に形成することは必須でない。

＜第８の実施形態＞
図１６は、本発明の第８の実施形態によるアンテナ装置１０Ｈの構成を示す図であり、（ａ）は略平面図、（ｂ）はＨ−Ｈ線に沿った略断面図である。

本実施形態によるアンテナ装置１０Ｈは、平面スパイラルコイル３０が２ターン構成であり、このうち１ターンが基板２０の第１の主面２１側に形成され、残りの１ターンが基板２０の第２の主面２２側に形成されている。また、第１及び第２の磁性体層４１，４２のｘ方向における幅が貫通孔２０ａのｘ方向における幅よりも小さい。その他の構成は、基本的に、第５の実施形態によるアンテナ装置１０Ｅと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施形態においては、平面スパイラルコイル３０の第１及び第２の導体部分３１，３２がいずれも基板２０の第１及び第２の主面２１，２２の両方に形成されている。本実施形態が例示するように、本発明において、平面スパイラルコイル３０の第１及び第２の導体部分３１，３２を基板２０の第１及び第２の主面２１，２２の一方にのみ形成することは必須でない。

また、本実施形態においては、第１及び第２の磁性体層４１，４２のｘ方向における幅が貫通孔２０ａのｘ方向における幅よりも小さいことから、第１及び第２の磁性体層４１，４２ともに、ｘ方向に対しては平面スパイラルコイル３０の最外周エッジからの張り出しを有していない。このように、第１又は第２の磁性体層４１，４２の平面スパイラルコイル３０の最外周エッジからの張り出しは、一部分のみであっても構わない。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

１０Ａ〜１０Ｈ アンテナ装置
２０ 基板
２０ａ 貫通孔
２１，２２ 主面
３０ 平面スパイラルコイル
３１，３２ 導体部分
３３ 内径領域
３４ 貫通導体
３５ 横断部
４１，４２ 磁性体層
４３ 磁性シート部材
５１，５２ 端子電極
６０ 回路基板
６１ 電子部品
７０ 接着剤
１００ 携帯無線機器
１０１〜１０３ 金属層
Ｅ１，Ｅ２ 張り出し長
ＳＬ１，ＳＬ２ スリット
φ１〜φ２ 磁束

Claims (11)

1. 互いに反対側に位置する第１及び第２の主面を有する基板と、
   前記基板の前記第１又は第２の主面に形成され、互いに平面位置の異なる第１及び第２の導体部分を有する平面スパイラルコイルと、
   前記基板の前記第１の主面に設けられ、平面視で前記平面スパイラルコイルの前記第１の導体部分と重なる第１の磁性体層と、
   前記基板の前記第２の主面に設けられ、平面視で前記平面スパイラルコイルの前記第２の導体部分と重なる第２の磁性体層と、を備え、
   前記第１及び第２の磁性体層は互いに別部材であり、且つ、平面視で互いに重ならず、
   平面スパイラルコイルの最外周エッジを基準とした前記第１及び第２の磁性体層の張り出し長は、前記第１の磁性体層の方が前記第２の磁性体層よりも大きいことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記第１の磁性体層の最外周エッジは、前記平面スパイラルコイルの前記最外周エッジよりも径方向の外側に位置しており、これにより、前記第１の磁性体層の張り出し長はプラス値であり、
   前記第２の磁性体層の最外周エッジは、前記平面スパイラルコイルの前記最外周エッジよりも径方向の内側に位置しており、これにより、前記第２の磁性体層の張り出し長はマイナス値であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記第１の磁性体層は、前記第２の磁性体層よりも厚いことを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. 前記基板の前記第２の主面に設けられ、前記平面スパイラルコイルの外周端及び内周端にそれぞれ接続された第１及び第２の端子電極をさらに備え、
   前記第２の磁性体層は、前記第１及び第２の端子電極よりも薄いことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 前記平面スパイラルコイルの前記第１の導体部分は、前記基板の前記第２の主面に形成され、
   前記平面スパイラルコイルの前記第２の導体部分は、前記基板の前記第１の主面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
6. 互いに反対側に位置する第１及び第２の主面を有する基板と、
   前記基板の前記第１又は第２の主面に形成され、互いに平面位置の異なる第１及び第２の導体部分を有する平面スパイラルコイルと、
   前記基板の前記第１の主面に設けられ、平面視で前記平面スパイラルコイルの前記第１の導体部分と重なる第１の磁性体層と、
   前記基板の前記第２の主面に設けられ、平面視で前記平面スパイラルコイルの前記第２の導体部分と重なる第２の磁性体層と、を備え、
   平面スパイラルコイルの最外周エッジを基準とした前記第１及び第２の磁性体層の張り出し長は、前記第１の磁性体層の方が前記第２の磁性体層よりも大きく、
   前記第１の磁性体層は、前記第２の磁性体層よりも厚いことを特徴とするアンテナ装置。
7. 前記基板の前記第２の主面に設けられ、前記平面スパイラルコイルの外周端及び内周端にそれぞれ接続された第１及び第２の端子電極をさらに備え、
   前記第２の磁性体層は、前記第１及び第２の端子電極よりも薄いことを特徴とする請求項６に記載のアンテナ装置。
8. 平面視で前記平面スパイラルコイルの少なくとも一部と重なる第１の金属層をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
9. 平面視で前記第１の金属層及び前記平面スパイラルコイルと重ならない第２の金属層をさらに備え、
   前記第１の磁性体層は、前記第２の磁性体層と比べて、前記第１及び第２の金属層によって形成されるスリットの近くに配置されていることを特徴とする請求項８に記載のアンテナ装置。
10. 請求項８又は９に記載のアンテナ装置を備える携帯無線機器。
11. 前記第１の金属層が筐体の一部を構成することを特徴とする請求項１０に記載の携帯無線機器。

Images