KR20120010246A

KR20120010246A - 안테나 장치 및 통신 단말 장치

Info

Publication number: KR20120010246A
Application number: KR1020117025473A
Authority: KR
Inventors: 쿠니아키 요스이; 히로유키 쿠보; 히로미츠 이토
Original assignee: 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2010-08-13
Publication date: 2012-02-02
Also published as: KR20120009473A; US9742066B2; CN102414915A; EP2482382A1; KR101280264B1; US9627763B2; CN104751095A; US9160059B2; EP2482381A4; US20150380822A1; CN102414915B; CN105048098B; CN105048098A; JP5510443B2; EP2482381A1; CN104751095B; CN102414916A; WO2011036963A1; KR101226158B1; JP4894974B2

Abstract

플렉시블 기판(10)에 직사각형 소용돌이상의 코일 도체(CW)가 형성되어 있다. 코일 도체(CW)의 형성 영역의 중심부에는 직사각형의 개구가 마련되어 있고, 그 개구에 자성체 코어(1)가 삽입되어 있다. 코일 도체(CW)는 자성체 코어(1)의 제1주면(MS1)에 근접하는 제1의 도체부분(11), 및 자성체 코어(1)의 제2주면(MS2)에 근접하는 제2의 도체부분(12)을 포함하고 있다. 상기 자성체 코어(1)와 코일 도체(CW)에 의해 안테나 코일(21)이 구성되어 있다. 회로 기판(20)은 그라운드 전극 형성 영역(GA)과 그라운드 전극 비형성 영역(NGA)을 포함하고 있다. 안테나 코일(21)은 자성체 코어(1)의 제1주면(MS1)이 회로 기판(20)에 대면하는 상태로 회로 기판(20)의 그라운드 전극 비형성 영역(NGA)에 실장되어 있다.

Description

안테나 장치 및 통신 단말 장치{ANTENNA DEVICE AND COMMUNICATION TERMINAL DEVICE}

이 발명은 전자계 신호를 통해 외부기기와 통신하는 RFID(Radio Frequency Identification) 시스템 등에 사용되는 안테나 장치 및 그것을 포함한 통신 단말 장치에 관한 것이다.

RFID 시스템에서 사용되는 휴대 전자기기에 탑재되는 안테나 장치가 특허문헌 1에 개시되어 있다.

특허문헌 1의 안테나 장치(70)는, 도 1(A)에 나타내는 바와 같이, 코일(71)의 권회 영역의 중심부를 끼고 서로 대향하는 두 위치의 권선(券線) 간격을 다르게 한 비대칭 형상의 코일을 포함하고, 권선 간격이 큰 측(71a)에서는 IC 카드와 대향하는 주면의 반대측에 자성체(72a)를 배치하고, 권선 간격이 작은 측(71b)에서는 IC 카드와 대향하는 주면에 자성체(72b)를 배치한 것이다. 이 안테나 장치(70)에 의한 자장 분포는, 도 1(B)에 나타내는 바와 같이, 루프 코일(71)의 권선 간격 및 선폭이 넓어지는 측(71a)에 있어서 강조된 비대칭한 것이 된다. 또한 이 안테나 장치(70)는 도 1(C)에 나타내는 바와 같이 통신 단말 장치(90) 중 본체부(91)에 배치된다.

일본국 특허 제3975918호 공보

그러나 특허문헌 1에 나타나 있는 안테나 장치를 포함한 전자기기를 리더 라이터에 갖다 댈 때에, 전자기기의 안테나 장치와 리더 라이터의 안테나 장치가 이루는 각도에 따라서는 통신이 불능해질 우려가 있다. 즉, IC 카드와 통신 단말 장치가 평행 상태로 통신을 행할 경우에는 문제가 적다. 그러나 IC 카드가 아니라, 비치된 리더 라이터 등과 통신을 행할 경우에는, 통신 단말 장치와 리더 라이터의 위치(각도)가 일정해지지 않아 통신 성능이 열화하는 문제가 있다.

즉, 도 1(B)에 나타낸 안테나 장치(70)는, 도 1(D)에 나타내는 바와 같이, 금속 케이스(97)에 형성된 안테나 수납 오목부(97a)에 배치되기 때문에, 안테나 장치(70)의 주면에 수직인 방향(리더 라이터측 안테나와의 이루는 각도가 0도인 방향)으로는, 양호한 통신 상태를 확보할 수 있지만, 리더 라이터측 안테나와 단말측 안테나가 이루는 각도가 커지는 동시에 각 안테나간의 거리가 커진 경우, 충분한 통신 특성을 확보하는 것이 곤란하다.

그리하여, 이 발명의 목적은, 리더 라이터 등의 판독면에 대하여 이루는 각도에 의존하는 통신 성능의 열화를 억제하고, 넓은 각도 범위에서 리더 라이터 등과의 통신이 가능한 안테나 장치 및 그것을 포함한 통신 단말 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 이 발명의 안테나 장치는,

제1주면 및 제2주면을 가지는 판상의 자성체 코어와, 이 자성체 코어에 권회된 코일 도체를 포함한 안테나 코일, 및 상기 안테나 코일이 근접하는 평면도체를 포함하고,

상기 안테나 코일은 상기 평면도체와는 소정의 간격을 두고 배치되며,

상기 코일 도체 중, 상기 자성체 코어의 제1주면에 근접하는 제1의 도체부분과, 상기 자성체 코어의 제2주면에 근접하는 제2의 도체부분은 상기 자성체 코어의 평면 투시로 겹치지 않는 위치에 있고,

상기 자성체 코어의 제1주면은 상기 평면도체의 면(연장면)에 대면하며,

상기 안테나 코일은, 상기 평면도체 및 상기 안테나 코일을 평면으로 본 상태로, 상기 제1의 도체부분이 상기 평면도체의 단부의 근방에 위치하도록 배치된 것으로 한다.

상기 간격은 상기 안테나 코일의 주면과 통신 상대의 안테나의 주면이 이루는 각도가 예를 들면 45°일 때에 상기 안테나 코일에 생긴 자속이 통과할 수 있는 간격이다.

상기 평면도체는 예를 들면 회로 기판에 형성된 그라운드 전극이며, 상기 회로 기판의 그라운드 전극 비형성 영역에 상기 안테나 코일이 배치되어도 된다.

상기 평면도체는 예를 들면 회로 기판에 형성된 그라운드 전극이며, 상기 평면도체에 대향하여 상기 안테나 코일이 배치된다.

또한 예를 들면 상기 자성체 코어는 시트상으로 성형된 자성체 분(粉)과 수지재의 혼성체, 또는 복수로 소편화(小片化)된 소결 자성체이다.

또한 예를 들면 상기 자성체 코어는 한쪽 단이 다른 부분보다 굵게 형성되어 있다.

이 발명의 통신 단말 장치는 상기의 어느 하나에 기재된 안테나 장치를 케이스 내에 포함한 것이다.

이 발명에 의하면, 리더 라이터의 안테나에 대하여 상기 안테나 장치가 이루는 각도가 0°~90°의 범위 내에서, 코일 도체를 쇄교(鎖交)하는 서로 역방향의 자속이 같아지지 않고, 즉 자속을 서로 부정하지 않고 0°~90°의 범위 또는 그 이상의 범위로 통신을 안정적으로 행할 수 있다.

또한 회로 기판의 그라운드 전극 비형성 영역에 상기 안테나 코일을 실장함으로써 안테나 장치를 용이하게 구성할 수 있다.

또한 상기 자성체 코어를 소편화된 소결 자성체로 구성함으로써, 안테나 코일 전체에 유연성을 부여할 수 있어, 통신 단말 장치 등의 편입처 전자기기의 케이스 내에 높은 자유도하에서 편입할 수 있다.

또한 자성체 코어의 제1의 도체부분에 근접하는 부분을 다른 부분보다 굵게 함으로써, 자기 저항이 저하하고, 통신 성능이 향상한다.

도 1은 특허문헌 1에 나타난 안테나 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 제1의 실시형태에 따른 안테나 장치의 구성을 나타내는 도면이며, 도 2(A)는 안테나 장치(101)의 평면도, 도 2(B)는 그 평면도, 도 2(C)는 안테나 코일(21)의 평면도이다.
도 3은 안테나 장치를 케이스 내에 수납한 통신 단말 장치(201)를 리더 라이터측 안테나 장치(30)에 갖다 대는 각도(θ)에 대하여 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 각도(θ)를 변화시켰을 때의 안테나 코일을 통과하는 자속의 모습을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 리더 라이터에 대한 통신 단말 장치의 갖다 대는 각도(θ)와 최대 통신 거리의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 6(A)는 제2의 실시형태에 따른 안테나 코일에 포함하는 자성체 코어(1)의 평면도, 도 6(B)는 제2의 실시형태에 따른 안테나 코일(22)의 평면도이다.
도 7은 도 7(A)는 제3의 실시형태에 따른 안테나 코일에 포함하는 자성체 코어(1)의 평면도, 도 7(B)는 제3의 실시형태에 따른 안테나 코일(23)의 평면도이다.
도 8은 통신 단말 장치 내에의 안테나 코일의 설치 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 제4의 실시형태에 따른 안테나 장치의 구성을 나타내는 도면이며, 도 9(A)는 안테나 장치(104)의 평면도, 도 9(B)는 그 정면도, 도 9(C)는 통신 단말 장치(204)의 개략 단면도이다.
도 10은 제4의 실시형태에 따른 안테나 장치의 안테나 코일(21)을 통과하는 자속의 모습을 나타내는 도면이다.
도 11은 제4의 실시형태에 따른 안테나 장치의 회로 기판의 그라운드 전극으로부터 안테나 코일까지의 간격과 결합 계수의 관계를 나타내는 도면이다.

<제1의 실시형태>

도 2는 제1의 실시형태에 따른 안테나 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 이 안테나 장치는 예를 들면 13.56MHz와 같은 HF대 신호를 송수(送受)하는 안테나 장치이다.

도 2(A)는 안테나 코일(21) 및 그것을 실장하는 직사각형 판상의 회로 기판(20)을 포함하는 안테나 장치(101)의 평면도이다. 도 2(B)는 상기 안테나 장치(101)의 정면도이다. 도 2(C)는 안테나 코일(21)의 평면도이다.

자성체 코어(1)는 직사각형 판형상으로 성형된 페라이트의 코어이다. 이 자성체 코어(1)에는 도 2에 나타내는 바와 같이 코일 도체(CW)가 권회되어 있다. 구체적으로는, 플렉시블 기판(10)에 직사각형 소용돌이상의 코일 도체(CW)가 형성되어 있고, 그 소용돌이의 중심부에 직사각형의 개구가 마련되어 있으며, 그 개구에 자성체 코어(1)가 삽입되어 있다.

코일 도체(CW)는 자성체 코어(1)의 제1주면(MS1)에 근접하는 제1의 도체부분(11), 및 자성체 코어(1)의 제2주면(MS2)에 근접하는 제2의 도체부분(12)을 포함하고 있다. 상기 자성체 코어(1)와 코일 도체(CW)에 의해 안테나 코일(21)이 구성되어 있다.

회로 기판(20)은 그라운드 전극 형성 영역(GA)과 그라운드 전극 비형성 영역(NGA)을 포함하고 있다. 상기 그라운드 전극 형성 영역(GA)의 그라운드 전극이 이 발명에 따른 평면도체이다.

안테나 코일(21)은 자성체 코어(1)의 제1주면(MS1)이 회로 기판(20)에 대면하는 상태로, 회로 기판(20)의 그라운드 전극 비형성 영역(NGA)에 실장되어 있다. 따라서, 자성체 코어(1)의 제1주면(MS1)은 그라운드 전극 비형성 영역(NGA)의 면(그라운드 전극 형성 영역(GA)의 연장면)에 대면하고 있다. 또한 안테나 코일(21) 및 그라운드 전극 형성 영역(GA)을 평면으로 본 상태로, 안테나 코일(21)은 그라운드 전극 형성 영역(GA)의 단부로부터 바깥쪽에 배치되어 있다.

또한 상기 코일 도체 중 제1의 도체부분(11)과 제2의 도체부분(12)은 자성체 코어(1)를 평면 투시로(자성체 코어(1)의 제1주면(MS1) 또는 제2주면(MS2)의 법선방향으로부터 보아) 겹치지 않도록 배치되어 있다.

도 2(B)에 나타나 있는 상태에서는, 리더 라이터측 안테나 장치(30)에 대하여 안테나 장치(101)가 평행하게 배치되어(갖다 대어져) 있고, 이 상태로 리더 라이터의 자속이 안테나 코일(21)의 코일 도체(CW)와 쇄교하며, 양자는 자기적으로 결합한다.

또한 안테나 코일(21)의 코일 도체(CW)의 양단은 회로 기판(20)상의 소정의 단자 전극에 접속된다. 이 접속 구조에 대해서는 도시를 생략하고 있다.

도 3은 상기 안테나 장치를 케이스 내에 수납한 통신 단말 장치(201)를 리더 라이터측 안테나 장치(30)에 갖다 대는 각도(θ)에 대하여 나타내는 사시도이다. 도 2에 나타낸 회로 기판(20)은 통신 단말 장치의 케이스를 따라 배치되어 있으므로, 리더 라이터측 안테나 장치(30)에 대하여 통신 단말 장치(201)를 평행하게 배치한 상태로, 안테나 장치(101)는 리더 라이터측 안테나 장치(30)에 대하여 평행하게 배치되게 된다. 이때의 각도(θ)는 0°이다.

도 4는 도 3에 나타낸 각도(θ)를 변화시켰을 때의 안테나 코일을 통과하는 자속의 모습을 모식적으로 나타낸 도면이다.

θ=0°일 때, 리더 라이터의 자속은 자성체 코어(1)에 대하여 거의 수직방향으로 코일 도체(CW)의 형성 영역의 중심부를 통과한다.

θ=45°일 때, 리더 라이터의 자속은 자성체 코어(1)에 대하여 거의 45° 방향으로 코일 도체(CW)의 형성 영역의 중심부를 통과한다. 이때, 도 1(B)에 나타낸 바와 같은 코일 도체(CW)에 대하여 역방향으로 통과하는 자속은 매우 작다.

θ=90°일 때, 리더 라이터의 자속은 자성체 코어(1)의 면 방향으로 코일 도체(CW)의 형성 영역의 중심부를 통과한다. 이때도 코일 도체(CW)를 통과하는 자속의 방향은 같다.

따라서, 통신 단말 장치(201)를 리더 라이터측 안테나 장치(30)에 갖다 대는 각도(θ)가 어떠한 값이어도, 자성체 코어를 양방향으로 통과하는 자속끼리 서로 자속을 부정하는 상황이 생기지 않는다.

도 5는 리더 라이터에 대한 통신 단말 장치의 갖다 대는 각도(θ)와 최대 통신 거리의 관계를 나타내는 도면이다. 도 5에 있어서, 꺾인 선(E)은 제1의 실시형태에 따른 안테나 장치의 특성, 꺾인 선(P)은 도 1에 나타낸 종래 구조의 안테나 장치의 특성이다. 종래 구조의 안테나 장치에서는 각도(θ)가 30°~45° 부근에서 최대 통신 거리가 극단적으로 짧아지는데, 본 발명의 안테나 장치에 의하면, 각도(θ)가 0°~90°(90°이상)의 모든 범위에 걸쳐 최대 통신 거리를 크게 유지할 수 있는 것을 알 수 있다.

<제2의 실시형태>

도 6(A)는 제2의 실시형태에 따른 안테나 코일에 포함하는 자성체 코어(1)의 평면도, 도 6(B)는 제2의 실시형태에 따른 안테나 코일(22)의 평면도이다.

도 2(C)에 나타낸 안테나 코일(21)과 다른 것은 자성체 코어(1)의 한쪽 단이 다른 부분보다 굵게 형성되어 있는 것이다.

이와 같은 형상의 자성체 코어(1)를 사용함으로써, 자성체 코어(1)를 통과하는 자속이 강해지고, 통신 상대의 안테나와의 자계 결합을 강하게 할 수 있어, 통신 가능 최장 거리가 길어지는 등 통신 성능이 향상한다. 도 6(B)에 있어서는, 자성체 코어(1)의 굵은 부분을 제1의 도체부분(11)에 근접시켜 안테나 코일(22)을 구성했지만, 자성체 코어(1)의 굵은 부분을 제2의 도체부분(12)에 근접시켜 안테나 코일을 형성해도 된다. 자성체 코어(1)의 굵게 하는 부분(폭을 넓게 하는 부분)은 제1의 도체부분(11)에 근접하는 부분, 혹은 제2의 도체부분(12)에 근접하는 부분의 어느 하나에 한정되는 것은 아니다. 이와 같이, 자성체 코어(1)의 한쪽 단을 다른 부분보다 굵게 함으로써 집자(集磁) 효과가 높아진다. 그 때문에, 리더 라이터측 안테나가 경사 방향으로 배치되어 있어도 높은 통신 성능이 얻어진다. 또한 그라운드 도체의 단부측이 되는 자성체 코어의 단부를 굵게 함으로써, 그라운드 도체의 단부 부근의 자기 저항이 낮아져 집자 효과가 높아진다.

또한 도 6에 나타낸 안테나 코일(22)에서는 자성체 코어(1)의 한쪽의 단부의 전체가 넓게(굵게) 형성되어 있는데, 이 부분은 외측으로 갈수록 넓은 사다리꼴상이어도 된다. 또한 자성체 코어(1)의 중앙으로부터 양단부에 걸쳐 함께 폭이 넓어지는 나비 형상이어도 된다.

<제3의 실시형태>

도 7(A)는 제3의 실시형태에 따른 안테나 코일에 포함하는 자성체 코어(1)의 평면도, 도 7(B)는 제3의 실시형태에 따른 안테나 코일(23)의 평면도이다. 이 안테나 코일(23)은 직사각형 판형상의 자성체 코어(1)와 코일 도체가 형성된 플렉시블 기판(10)을 포함하고 있다. 도 6(B)에 나타나 있는 안테나 코일(22)과 다른 것은 자성체 코어(1)의 구조이다.

도 7(A)에 나타나 있는 자성체 코어(1)는 페라이트 분 등의 자성체 분과 수지재의 혼성체를 시트상으로 성형하고, 또한 그것을 복수로 소편화한 것을 소결해 소결 자성체를 작성하여, 복수의 소편의 양면을 필름으로 라미네이트한 것이다. 도 7 중의 파선으로 구분된 부분은 소결 자성체의 소편을 나타내고 있다. 이러한 구성에 의해 자성체 코어(1) 전체는 유연성을 가지게 된다.

또한 도 7(B)에 있어서는, 자성체 코어(1)의 굵은 부분을 제1의 도체부분(11)에 근접시켜 안테나 코일(23)을 구성했는데, 제2의 실시형태에서 기술한 바와 같이, 자성체 코어(1)의 굵게 하는 부분(폭을 넓게 하는 부분)은 제1의 도체부분(11)에 근접하는 부분, 혹은 제2의 도체부분(12)에 근접하는 부분의 어느 하나에 한정되는 것은 아니다. 이와 같이, 자성체 코어(1)의 한쪽 단을 다른 부분보다 굵게 함으로써, 회로 기판의 그라운드 전극 형성 영역(GA)으로부터 떨어진 위치에서의 집자 효과가 높아지고, 통신 성능이 보다 향상한다.

도 8은 통신 단말 장치 내에의 안테나 코일의 설치 상태를 나타내는 도면이다. 이 예에서는 안테나 코일(23)이 통신 단말 장치의 케이스(200)의 내면에 붙어 있다. 안테나 코일(23)은 유연성이 있으므로, 케이스 내의 단일 평면에 한정되지 않고, 케이스의 내면을 따라 마련할 수 있다. 그 때문에, 다양한 형상의 케이스 내에 용이하게 편입할 수 있다. 또한 안테나 코일(23)을 케이스(200)의 내면에 붙임으로써, 회로 기판의 그라운드 전극으로부터 안테나 코일(23)까지의 거리를 떼어 놓을 수 있고, 자속의 통과 영역이 늘어나기 때문에 보다 양호한 통신 상태를 확보할 수 있게 된다.

<제4의 실시형태>

도 9는 제4의 실시형태에 따른 통신 단말 장치(204) 및 그것이 포함하는 안테나 장치(104)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 9(A)는 안테나 장치(104)의 평면도, 도 9(B)는 그 정면도이다. 또한 도 9(C)는 통신 단말 장치(204)의 개략 단면도이다.

도 9(A)에 나타내는 바와 같이, 회로 기판(20)은 에폭시수지 등의 열경화성 수지를 기재로 하고, 그 내층에 평면도체로서의 그라운드 전극 형성 영역(GA)이 마련되어 있다. 또한 도시하지 않지만, 회로 기판(20)의 표면 및 이면에는 안테나 코일(21)에 접속되는 급전 회로 외에, 통신 단말 장치를 구성하기 위한 다양한 전자부품이 탑재되어 있다.

또한 안테나 코일(21)은 그라운드 전극 형성 영역(GA)의 그라운드 전극 및 안테나 코일(21)을 평면으로 본 상태로, 제1의 도체부분(11)이 그라운드 전극의 단부의 근방에 위치하도록 배치되어 있다. 코일 도체(CW)와 그라운드 전극 형성 영역(GA)의 그라운드 전극은 간격(G)만큼 이간하여 배치되어 있다. 이와 같이 내층에 그라운드 전극 형성 영역(GA)이 형성된 회로 기판(20)을 사용함으로써, 코일 도체(CW)와 그라운드 전극의 간격(G)을 벌 수 있고, 통신 단말 장치(201)를 리더 라이터측 안테나 장치(30)에 갖다 대는 각도(θ)가 작은 경우에도 통신 특성이 높아진다.

또한 안테나 코일(21)은 코일 도체(CW) 중 제1의 도체부분(11)이 제2의 도체부분(12)보다도 그라운드 전극 형성 영역(GA)에 근접한 위치가 되도록 배치되어 있다.

또한 안테나 코일(21)은 코일 도체(CW)의 제1의 도체부분(11)이 케이스(200)의 길이방향의 단부(E)의 근방에 위치하도록 배치되어 있다. 이 케이스(200)의 길이방향의 단부는 통신 단말 장치를 세로로 길게 되는 방향으로 잡은 상태로 상단부가 되는 부분이다.

이 통신 단말 장치(204)에서는, 후에 나타내는 바와 같이 도 9(C)에 나타내는 각도(θ)가 광범위에 걸쳐 양호한 지향성을 가진다. 그 때문에, 케이스(200)의 길이방향의 단부(상기 상단부)(E)를 리더 라이터 등의 통신 상대를 향해 통신 상대와 무선 통신을 행할 때에, 넓은 각도 범위에서 통신 상대와의 통신이 가능하다.

도 10은 도 9(C)에 나타낸 각도(θ)를 변화시켰을 때의 안테나 코일(21)을 통과하는 자속의 모습을 모식적으로 나타낸 도면이다.

θ=45°일 때, 도 10(A), 도 10(B) 중에 파선의 화살표선으로 나타내는 바와 같이 자속(Φs)이 통과한다. 즉, 자속(Φs)은 자성체 코어(1)의 제2주면(MS2)으로부터 자성체 코어(1)에 들어가고, 그라운드 전극 형성 영역(GA)의 옆쪽을 향하도록 빠진다. 이와 같이 θ=45°일 때 코일 도체의 권회 중심부를 자속이 통과한다.

θ=90°일 때는 도 4에 나타낸 90°의 예와 마찬가지로 자속은 자성체 코어(1)의 외측의 단부로부터 자성체 코어(1)에 들어가고, 내측의 단부에 빠진다. 이와 같이 θ=90°일 때도 코일 도체의 권회 중심부를 자속이 통과한다.

도 11은 회로 기판의 그라운드 전극으로부터 안테나 코일까지의 간격과 결합 계수의 관계를 구한 결과이다. 종축은 도 9(C)에 나타낸 리더 라이터측 안테나와 안테나 장치(104)의 결합 계수이다. 리더 라이터측 안테나와 안테나 장치(104)의 간격은 θ에 관계없이 일정하게 하였다.

이 도 11에 나타나 있는 바와 같이, θ=90°에서는, 결합 계수는 회로 기판의 그라운드 전극으로부터 안테나 코일까지의 간격에 영향을 받지 않지만, θ=0°, θ=45°에서는, 그라운드 전극으로부터 안테나 코일까지의 간격이 커질수록 결합 계수는 커진다. θ=0°에서는 그 경향이 현저하다. 그라운드 전극으로부터 안테나 코일까지의 간격이 약 2mm이상이면, θ=45°일 때의 결합 계수는 θ=90°일 때의 결합 계수에 달하므로, θ=45°~90°의 범위에서 사용하는 경우에는 그라운드 전극으로부터 안테나 코일까지의 간격을 2mm이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한 그라운드 전극으로부터 안테나 코일까지의 간격이 약 7.5mm이상이면, θ=0°일 때의 결합 계수는 θ=90°일 때의 결합 계수에 달하므로, θ=0°~90°의 범위에서 사용하는 경우에는 그라운드 전극으로부터 안테나 코일까지의 간격을 7.5mm이상으로 하는 것이 바람직하다.

<다른 실시형태>

또한 이상에 나타낸 각 실시형태에서는 기판의 그라운드 전극을 평면도체의 예로서 나타냈는데, 액정 표시 패널의 배면에 배치되는 실드판, 케이스의 내면에 형성되어 있는 도체막이나 도체박, 또한 전지팩을 평면도체로서 취급하여 안테나 장치를 구성할 수도 있다. 또한 평면도체는 직사각형상의 도체에 한정되지 않고 다양한 평면 형상이어도 된다. 또한 평면도체는 단층에 한정되지 않고 복수층 있어도 된다. 또한 평면도체는 그 주요부가 평면상이면 되고, 다른 부분에 구부림 부분이 있어도 된다.

CW: 코일 도체 GA: 그라운드 전극 형성 영역
MS1: 자성체 코어의 제1주면 MS2: 자성체 코어의 제2주면
NGA: 그라운드 전극 비형성 영역 1: 자성체 코어
10: 플렉시블 기판 11: 제1의 도체부분
12: 제2의 도체부분 20: 회로 기판
21, 22, 23: 안테나 코일 30: 리더 라이터측 안테나 장치
101, 104: 안테나 장치 200: 케이스
201, 204: 통신 단말 장치

Claims

제1주면 및 제2주면을 가지는 판상(板狀)의 자성체 코어와, 이 자성체 코어에 권회된 코일 도체를 포함한 안테나 코일, 및 상기 안테나 코일이 근접하는 평면도체를 포함한 안테나 장치에 있어서,
상기 안테나 코일은 상기 평면도체와는 소정의 간격을 두고 배치되며,
상기 코일 도체 중 상기 자성체 코어의 제1주면에 근접하는 제1의 도체부분과, 상기 자성체 코어의 제2주면에 근접하는 제2의 도체부분은 상기 자성체 코어의 평면 투시로 겹치지 않는 위치에 있고,
상기 자성체 코어의 제1주면은 상기 평면도체의 면에 대면하며,
상기 안테나 코일은 상기 평면도체 및 상기 안테나 코일을 평면으로 본 상태로, 상기 제1의 도체부분이 상기 평면도체의 단부의 근방에 위치하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 간격은 상기 안테나 코일의 주면과 통신 상대의 안테나의 주면이 이루는 각도가 45°일 때에 상기 안테나 코일에 생긴 자속이 통과할 수 있는 간격인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 평면도체는 회로 기판에 형성된 그라운드 전극이며, 상기 회로 기판의 그라운드 전극 비형성 영역에 상기 안테나 코일이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 평면도체는 회로 기판에 형성된 그라운드 전극이며, 상기 평면도체에 대향하여 상기 안테나 코일이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자성체 코어는 시트상으로 성형된 자성체 분(粉)과 수지재의 혼성체, 또는 복수로 소편화(小片化)된 소결 자성체인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자성체 코어는 한쪽 단이 다른 부분보다 굵은 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 안테나 장치를 케이스에 포함한 것을 특징으로 하는 통신 단말 장치.