WO2008018231A1

WO2008018231A1 - Bobine d'antenne et dispositif d'antenne

Info

Publication number: WO2008018231A1
Application number: PCT/JP2007/061771
Authority: WO
Inventors: Hiroyuki Kubo; Hiromitsu Ito; Kuniaki Yosui
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2008-02-14
Also published as: JP4893631B2; US8259023B2; US20090121955A1; EP2051329A1; JPWO2008018231A1; CN101501929B; CN101501929A; EP2051329A4

Description

明細書

アンテナコイルおよびアンテナ装置

技術分野

[0001] 本発明は、移動体通信用のアンテナコイルと前記アンテナコイルを備えたアンテナ装置に関する。

背景技術

[0002] 近年、電磁誘導を利用した非接触型通信の利用が拡大している。この非接触型通信においては、携帯端末等の携帯電子機器とリーダ'ライタの各々にアンテナを搭載し、互いにデータを交信している。このうち携帯電子機器に搭載されるアンテナには特に、高性能、低価格、小型化の要請が強ぐこれらを実現するものとしてアンテナコィルが広く用いられている。

[0003] 特許文献 1には磁性体コアにコイル導体が形成されたフレキシブル基板を実装することによって構成されたアンテナコイルが開示されてヽる。図 11は特許文献 1に記載された発明の構造を示す斜視図である。磁性体コア 502にコイル導体が形成された 1枚のフレキシブル基板 503が実装されている。そして、図 12は特許文献 1に記載された発明における実装前のフレキシブル基板 503の主面を示す平面図である。特許文献 1においてはフレキシブル基板 503が折り曲げられ、これによつて形成された各面が磁性体コア 502の主面と側面に接着される。このようにフレキシブル基板 503 を実装することによって、磁性体コア 502には第 1のコイル部 504aと第 2のコイル部 5 04bが形成される。ここで、コイル導体とはフレキシブル基板に形成された線路を指し、コイル部とは渦巻き形状を形成するコイル導体の集合体を意味する。

特許文献 1 :特開 2003— 22912号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 特許文献 1に記載されるアンテナコイルを回路基板に実装する場合、通常アンテナコイルの主面は回路基板の主面に接するように実装される。こうして構成されるアンテナ装置を特に携帯端末に搭載する場合、携帯端末のユーザーは回路基板に対して平行に設計される携帯端末の主面とリーダ'ライタの主面とが平面視して重なり合うようにかざすのが通常である。

[0005] し力しながら、特許文献 1に記載されるアンテナコイルを用いた携帯端末によると、このような使用形態を採った場合にはリーダ ·ライタと通信できな力つたり通信距離が短力かったりという問題があった。すなわち、特許文献 1に記載されるアンテナコイル 501は、アンテナコイル 501の主面と平行な磁束とは鎖交することができる力アンテナコイル 501の主面に対して垂直な方向の磁束とは鎖交することができな力つた。

[0006] その理由として第 1に、コイル導体がアンテナコイル 501の主面略全面に形成されていることがある。そのため、アンテナコイル 501が捕えることができる磁束が限られる。第 2に、同一のコイル軸に対して第 1のコイル部 504aと第 2のコイル部 504bの卷回方向が同じであることが挙げられる。そのため、アンテナコイル 501の主面に磁束が進入したとしても第 1のコイル部 504aと第 2のコイル部 504bのコイル軸を通過する際には、各コイル部 504a, 504bには反対方向の磁束が通り、それによつて誘起される電圧は反対方向に生じることとなる。したがって、誘起された電圧がキャンセルされ、最適な通信状態を確保し難かった。

[0007] 上記問題点を踏まえて、本発明はアンテナコイルの主面に対して垂直な方向の磁束と鎖交し、高感度の通信を可能とするアンテナコイルを提供することを目的とする。課題を解決するための手段

[0008] 上記問題点を解決するために、本願発明は以下のように構成する。

[0009] 本発明のアンテナコイルは、平板状の磁性体コアと、磁性体コアの周囲に卷装され、表面に導体が形成されたフレキシブル基板と、導体によって形成され、磁性体コアの主面と平行なコイル軸を有する第 1のコイル部と、導体によって形成され、磁性体コァの主面と平行なコイル軸を有し、前記第 1のコイル部と接続され、前記第 1のコイル部とは卷回方向が逆である第 2のコイル部と、磁性体コアの主面における第 1のコィル部と第 2のコイル部の間に設けられ、導体が形成されない非卷回部と、を備えることを特徴とする。

[0010] 上記アンテナコイルは、磁性体コアの主面において少なくとも中央部は導体の非卷回部となって、ることが好まし!/、。 [0011] また、第 1のコイル部と第 2のコイル部とが並ぶ方向にある磁性体コアの側面に導体が形成されて、な、ことが好まし、。

[0012] また、第 1のコイル部と第 2のコイル部とが並ぶ方向にある磁性体コアの側面に磁性体コアが連設されてヽても良ヽ。

[0013] また、第 1のコイル部と第 2のコイル部のコイル軸が一致していることが好ましい。

[0014] また、非卷回部が前記磁性体コアの 2つの主面に設けられており、非卷回部のうち

1つに遮蔽電極が形成されて、ても良、。

[0015] また、導体によって形成された接続導体が、第 1のコイル部と前記第 2のコイル部とを接続していても良い。

[0016] また、接続導体が 2つ以上形成されていても良い。接続導体には切欠部が設けられていると好ましい。

[0017] また、磁性体コアに少なくとも 1つの切欠部を設けることもできる。

[0018] また、本発明のアンテナ装置は、磁性体コアの主面と回路基板の主面とが対向するようにアンテナコイルが設置された回路基板と、を備える。

[0019] アンテナコイルの第 1のコイル部と第 2のコイル部とが並ぶ方向の長さを X、回路基板の前記方向の長さを Yとしたとき、 Y≥X≥0. 8Υを満たしていると良い。

[0020] また、回路基板の主面の各辺を二等分する中心線のうち少なくとも 1つの中心線上に、アンテナコイルの非卷回部が設けられて、ることが好まし!/、。

[0021] さらに、回路基板の主面には導体が形成されていても良い。

発明の効果

[0022] 本発明のアンテナコイルによると、次のような効果を得ることができる。

[0023] フレキシブル基板を磁性体コアに卷装することによって、アンテナコイルが容易に製作できる。また、磁性体コアの主面における第 1のコイル部と第 2のコイル部との間に導体の非卷回部を設け、第 1のコイル部と第 2のコイル部の卷回方向を逆にすることによって、アンテナコイルの主面に対して垂直な方向の磁束と鎖交し、通信感度を高めることができる。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]第 1の実施形態に係るアンテナコイルの構造を示す斜視図である。 [図 2]第 1の実施形態に係るフレキシブル基板の構造を示す平面図である。

[図 3]第 2の実施形態に係るアンテナ装置の構造を示す斜視図である。

[図 4]図 3に示したアンテナ装置を RFIDシステム用のリーダ ·ライタにかざした状態の磁束経路を示す模式図である。

[図 5]第 3の実施形態に係るアンテナコイルの構造を示す斜視図である。

[図 6]第 4の実施形態に係るアンテナ装置の構造を示す斜視図である。

[図 7]第 4の実施形態に係るアンテナ装置の構造を示す斜視図である。

[図 8]第 5の実施形態に係るアンテナ装置の構造を示す透視図である。

[図 9]第 5の実施形態に係るフレキシブル基板の構造を示す平面図である。

[図 10]第 5の実施形態に係る回路基板の構造を示す平面図である。

[図 11]従来例に示したアンテナコイルの構造を示す斜視図である。

[図 12]従来例に示したフレキシブル基板の構造を示す平面図である。

符号の説明

[0025] 1 アンテナコィノレ

2 磁性体コア

3 フレキシブル基板

4a 第 1のコイル部

4b 第 2のコイノレ咅

5 非卷回部

発明を実施するための最良の形態

[0026] 《第 1の実施形態》

第 1の実施形態に係るアンテナコイルの構造を、図 1および図 2を参照しながら説明する。図 1は第 1の実施形態に係るアンテナコイルの構造を示す斜視図である。図 2 は磁性体コアへの卷装前のフレキシブル基板の構造を示す平面図である。

[0027] 図 1に示すように、第 1の実施形態に係るアンテナコイル 1は、平板状の磁性体コア 2と、磁性体コア 2の周囲に卷装される 1枚のフレキシブル基板 3を備える。アンテナィル 1の両端には第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 4bが形成されている。アンテナィル 1の主面における第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 4bの間は導体が形成されない非卷回部 5となっており、アンテナコイル 1の主面は長手方向を二等分する中心線に関して線対称な形状となっている。したがって、非卷回部 5は前記中心線を含む主面の中央部に設けられている。また、第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 4bとが並ぶ方向にある磁性体コア 2の側面にはコイル導体が形成されて、な、。

[0028] 磁性体コア 2には、例えば主面の長手方向が 40mm、短手方向が 10mmの矩形で厚さが 1. 5mmのフェライトが用いられる。

[0029] また、フレキシブル基板 3の表面には導体 4が形成されており、この導体 4によって磁性体コアの長手方向の中央部を除く両側に、それぞれ第 1のコイル部 4aと第 2のコィル部 4bが構成されている。第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 4bは、磁性体コア 2 の長手方向の両側にそれぞれ磁性体コア 2が lmmずつ露出するように 6ターンずつ卷回されて!/、る。このように構成される第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 4bは卷回方向が互いに逆である力両者のコイル軸は一致しており、かつ前記コイル軸は磁性体コア 1の長手方向と平行である。また、第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 4bは接続導体 6によって直列に接続されており、全体として 1つのコイルを形成してヽる。

[0030] ここで、図 2において磁性体コア 2の周囲に卷装される前のフレキシブル基板 3の構造を示す。フレキシブル基板 3の平面視した形状は長方形である。フレキシブル基板 3の上端側面には入出力端子に接続するための突出部 7が形成されている。フレキシブル基板 3の材質はポリイミドフィルムである。その他ガラスエポキシフィルムと!/、つた榭脂フィルムなどの折り曲げ可能な電気絶縁フィルムを用いることもできる。フレキシブル基板 3の表面には、中央部を除く両側に 6本ずつ導体 4が形成されている。各導体 4はその中央部に屈曲部を有し、フレキシブル基板 3の下端とは接するが上端とは接しない。また、左右各 6本の導体 4のうちそれぞれ最も内側に位置する 2つの導体は、フレキシブル基板 3の上端付近にぉ、て接続導体 6によって接続されて、る。さらに、導体 4の上端部とフレキシブル基板 3の上端との間にも導体が形成され、突出部 7の端部まで形成されている。なお、導体 4はスクリーン印刷やエッチングなどにより形成することができる。以上のように形成されるフレキシブル基板 3は、隣り合う導体 4の上端部と下端部とが順次重なり合うように、磁性体コア 2に卷装される。その際、磁性体コア 2を挟んで、導体 4が形成された面が内側になるように折り返され、重なり合った点同士（点 8と点 9)が半田付けによって電気的に接続される。これによつて導体 4がー連のコイルとして形成される。導体 4の端部同士を接続する半田によってフレキシブル基板 3は磁性体コア 2の周囲に固定され得る力フレキシブル基板 3と磁性体コア 2の間を接着剤等で張り合わせることによって安定して製作することが可能である。

[0031] このようにして構成される第 1の実施形態に係るアンテナコイル 1は、図 2に示されるように、中央部を除く両側に導体が形成されたフレキシブル基板が磁性体コアに卷装されてアンテナコイルが構成されるため、アンテナコイルの主面と反対主面の両方に、コイル導体が形成されない非卷回部が形成されている。そのため、外部からの磁束を磁性体コア 2の主面で捕えることができる。特に、アンテナコイルを携帯端末に搭載する場合、アンテナコイルの主面は携帯端末の基板の主面に対して平行に設置される。外部のリーダ ·ライタとの間で非接触通信を行う際、携帯端末のユーザーは通常、基板の主面に対して平行に設計されている携帯端末の主面をリーダ ·ライタにかざす。そのため、アンテナコイルの主面においてリーダ ·ライタと通信できることが要求される。図 1に示されるアンテナコイル 1は、磁性体コア 2の主面に非卷回部 5が設けられており、上述の要請に応えている。

[0032] 磁性体コア 2の主面における第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 4bの間の非卷回部 5に進入した磁束は磁性体コア 2の形状に沿って進行方向を曲げられ、第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 4bのコイル軸を通過する。第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 4 bのコイル軸には反対方向の磁束が通ることとなる力第 1のコイル部 4aと第 2のコィル部 4bは卷回方向が逆であるため同一方向の電圧が誘起される。本実施形態においては、第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 4bのコイル軸が一致しているため、第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 504bには等しい大きさの電圧が誘起される。また、本実施形態においては、第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 4bとが並ぶ方向にある磁性体コア 2の側面には、コイル導体が形成されていない。そのため、第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 4bを通過した磁束は前記側面力放射される。このように主面から側面へ磁束の進路が形成されることによってアンテナコイル 1の放射効率が向上する。

[0033] 一方、外部力もの磁束はアンテナコイル 1の側面からも進入する。進入した磁束は第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 4bを通過した後、アンテナコイル 1の主面に設けられた非卷回部 5から放射される。側面から進入する磁束は、主面から進入する磁束とは進行方向が異なるため、磁束同士がベクトルの足し算により打ち消し合うが、通常主面力進入する磁束が側面力進入する磁束よりも非常に多くなるため、アンテナコイル 1に進入し電磁誘導を引き起こす磁束は相対的に多くなる。したがって、高感度な通信が可能となる。

[0034] 本実施形態においては磁性体コア 2にフレキシブル基板 3を卷装することによってアンテナコイル 1が構成されてヽるため、容易に製作することができる。

[0035] 以上の説明においては、第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 4bの導体の巻き数や巻き間隔を等しくしたが、巻き数や巻き間隔は異なっていても良い。また、各コイル部 4a, 4bは単一のループであっても 2巻き以上のループから構成されていても良い。さらに、第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 4bのコイル軸が完全に一致している構造に限られず、磁性体コア 2の形状や導体 4の形成方法等によってコイル軸がずれても構わない。また、本実施形態においては、第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 4bとを直列に接続したが、接続箇所と接続方法を変更することによって、第 1のコイル部 4aと第 2のコイル部 4bとを並列に接続することも可能である。

[0036] 《第 2の実施形態》

第 2の実施形態に係るアンテナ装置の構造を図 3を参照しながら説明する。図 3は第 2の実施形態に係るアンテナ装置の構造を示す斜視図である。

[0037] 図 3に示すように、第 2の実施形態におけるアンテナ装置 10においては回路基板 1 7にアンテナコイル 11が実装されている。回路基板 17は、例えば長手方向の長さを 9 Omm、短手方向の長さを 40mmの矩形の主面を有する。アンテナコイル 11の長手方向の長さと回路基板 17の短手方向の長さは一致しており、アンテナコイル 11の長手方向の端部と回路基板 17の短手方向の端部が重なり合うようにアンテナコイル 11 が実装されてヽる。アンテナコイル 11は例えば接着剤を用いて回路基板 17に固定されている。

[0038] アンテナコイル 11は第 1の実施形態のものを用いているため、ここでは説明を省略するが、入出力端子に接続するための突出部は設けない。この場合、例えばアンテナコイル 11に形成された導体と回路基板 17に形成された導体とを接続し、回路基板 17に形成された導体を介して入出力端子に接続することも可能である。回路基板 17 には、回路基板 17の主面と磁性体コア 12の主面が対向し、かつ磁性体コア 12の長手方向の辺と回路基板 17の短手方向の辺とが平行になるようにアンテナコイル 11が設置される。

[0039] 以上のようにアンテナ装置 10を構成することにより得られる動作を以下に説明する

[0040] 図 4において、 φはリーダ'ライタ 20からの磁束を示している。通常アンテナ装置が携帯端末に搭載される場合、携帯端末の主面とアンテナ装置の回路基板とが平行になるようにアンテナ装置が設置される。また、携帯端末のユーザーは携帯端末の主面をリーダ ·ライタの主面に対して平行になるようにかざす。図 4はこのような使用形態を採った場合におけるリーダ'ライタ 20からの磁束経路と、アンテナ装置の断面構造を示している。図 4から明らかなように、リーダ ·ライタ 20からの磁束 φは、アンテナコィル 11の第 1のコイル部 14aと第 2のコイル部 14bの間に設けられたコイル導体の非卷回部 15に進入する。進入した磁束は磁性体コア 12の形状に沿うだけでなくアンテナコイル 11の背後に存在する回路基板 17に進路を遮られて、進行方向をほぼ 90° 曲げられる。そして、第 1のコイル部 14aと第 2のコイル部 14bを通過する。リーダ'ライタカもの磁束 φはこのような進路を採るため、アンテナコイル 11のコイル軸とリーダ' ライタ 20からの磁束 φが直交して!/ヽてもアンテナコイル 11がリーダ ·ライタ 20からの磁束 Φを捕らえて鎖交し、電磁誘導を引き起こすことができる。特に本実施形態においては、第 1のコイル部 14aと第 2のコイル部 14bはそれぞれ磁性体コア 12の周囲に形成されるため、各コイル部 14a, 14bのコイル軸に磁束が通る構成となっている。したがって、電圧が誘起されやすい。

[0041] 本実施形態のアンテナ装置 10は、回路基板 17の主面における短手方向の長さを X、アンテナコイル 11のコイル軸方向の長さを Yとしたとき、 X=Yとなるようアンテナコィル 11が実装されている。発明者らの知見によると、 X≥Y≥0. 8Χを満たすようにァンテナコイルを回路基板に設置することにより、アンテナコイルのコイル軸方向の端部が回路基板の端部に近づき、アンテナコイルのコイル軸方向の端部における磁気抵抗を小さくすることができるため、アンテナコイルの集磁効果が向上し、高い通信感度を有するアンテナ装置とすることができる。第 2の実施形態は上記不等式を満たしている。

[0042] また、本実施形態においてアンテナコイル 11の主面は長手方向を二等分する中心線に関して線対称な形状となっており、非卷回部 15は前記中心線を含む主面の中央部に設けられている。また、回路基板 17の短手方向の端部とアンテナコイル 11の長手方向の端部とが重なり合うように設置されているため、平面視すると回路基板 17 の短手方向を二等分する中心線上にアンテナコイル 11の非卷回部 5が位置することとなる。このように構成することによって、アンテナ装置 10を搭載した携帯端末のユーザ一が携帯端末の主面の中央部をリーダ ·ライタにかざした時、最も磁束を捕え易い構造となる。

[0043] なお、第 2の実施形態におけるアンテナ装置 10は、アンテナコイル 11と回路基板 1 7とを接着剤により固定している力アンテナコイルの回路基板への実装方法はこれに限られるものではない。また、回路基板 17の長手方向を二等分する中心線上にァンテナコイル 11の非卷回部 5が位置する構成としても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

[0044] 《第 3の実施形態》

第 3の実施形態に係るアンテナコイルの構造を、図 5を参照しながら説明する。図 5 は接続導体 36を 5つ形成したアンテナコイル 31の構成を示す斜視図である。

[0045] フレキシブノレ基板 33【こ形成された 5つの接続導体 36a, 36b, 36c, 36d, 36e【こよつて第 1のコイル部 34aと第 2のコイル部 34bの最も内側に位置する導体同士が接続され、各接続導体は等間隔で形成されている。接続導体を除くアンテナコイル 31の構造は第 1の実施形態に則って構成されている。ただし、入出力端子に接続するための突出部は設けない。

[0046] フレキシブル基板 33に形成された 5つの接続導体 36a, 36b, 36c, 36d, 36eのうち 1つを除く接続導体をリュータゃレーザ等により切断すると、第 1のコイル部 34aまたは第 2のコイル部 34bから来る電流のパスは 1つに決定される。パスによって各コィル部を構成する導体 34の長さは変更され、接続導体 36b, 36c, 36d, 36eを切断して電流のパスを接続導体 36aとした場合には各コイル部を構成する導体 34の長さが最も短くなり、逆に接続導体 36a, 36b, 36c, 36dを切断して電流のパスを接続導体 36eとした場合には最も長くなる。各コイル部 34a, 34bを構成する導体 34の長さが変化すると、アンテナコイル 31のインダクタンス値も変化する。そして、アンテナコイル 31のインダクタンス値を変更すると、アンテナコイル 31と容量で構成される共振回路の共振周波数を調整することができる。そもそもアンテナコイル 31においては、共振周波数に関わらずコイル部を通る磁束の変化によって電圧が誘起されるが、共振周波数と進入する磁束の周波数とがー致した場合には特に大きな電圧が誘起される。したがって、共振回路の共振周波数を所望の値に調整することによって生じる電圧が大きくなり、アンテナの通信感度が向上する。図 5のようにアンテナコイル 31を形成すると、アンテナコイル 31の製作後にインダクタンスを選択することができるため、非常に容易にアンテナの通信感度を向上させることができる。

[0047] なお、図 5に記載されるアンテナコイル 31においてはリーダ ·ライタからの磁束が進入する非卷回咅に接続導体 36a, 36b, 36c, 36d, 36e力形成されている。これら接続導体 36a, 36b, 36c, 36d, 36eは磁束の進入を妨げ得る力接続導体 36a, 36 b, 36c, 36d, 36eが形成される部分の、非卷回部の面積に対する割合は非常に小さいため、磁束はスムーズに進入するものと考えられる。

[0048] 本実施形態においては接続導体 36を切断することによってアンテナコイル 31と容量で構成される共振回路の共振周波数を調整したが、共振周波数の調整は磁性体コアを切り欠くことによつても可能である。アンテナコイルに進入した磁束は磁性体コァの形状に沿って曲げられ、第 1のコイル部と第 2のコイル部の方向へと向かう。その際、磁束の通路となる磁性体コアの形状を変化させると、アンテナコイルのインダクタンス値が変更される。上述した通り、アンテナコイルの共振周波数はインダクタンス値によって決定されるため、磁性体トリミングによって共振周波数を調整することができる。さらに、接続導体と磁性体コアとを同時にトリミングすることも可能である。

[0049] 《第 4の実施形態》

第 4の実施形態に係るアンテナ装置は、以下の各実施例に示すように、アンテナコィルが回路基板に間隙を有して実装されることによって構成される。また、アンテナコィルの回路基板と対向する面には遮蔽電極が形成されていることも、本実施形態に特有である。その他の構成で、以下の実施例に記載されない構成は、第 1の実施形態に則するものとする。ただし、入出力端子に接続するための突出部は設けない。

[0050] (実施例 1)

実施例 1に係るアンテナ装置の構造を、図 6を参照しながら説明する。図 6は実施例 1に係るアンテナ装置の構造を示す斜視図である。

[0051] 図 6に示すように、実施例 1に係るアンテナ装置 40においては、アンテナコイル 41 と回路基板 47との間に間隙が形成されている。間隙は、例えばアンテナコイル 41を図示されない携帯端末等の筐体に固定することによって、アンテナコイル 41と回路基板 47との間に形成することができる。アンテナコイル 41において、磁性体コア 42 の回路基板 47と対向する面には遮蔽電極 48が形成されている。遮蔽電極 48は磁性体コアの回路基板 47と対向する面における非卷回部（図示しない）と、第 1、第 2のコイル部 44a, 44bが形成されている部分を完全に覆うように形成されている。なお、遮蔽電極 48は第 1、第 2のコイル部 44a, 44bと導通しないように、第 1、第 2のコイル部 44a, 44bに非導電性接着剤等を塗布した後に形成される。

[0052] 回路基板 47は、例えば長手方向の長さを 90mm、短手方向の長さを 40mmの矩形の主面を有する。アンテナコイル 41の短手方向の辺と回路基板 47の長手方向の辺とが平行になるように、アンテナコイル 41を配置する。また、回路基板 47とアンテナコイル 41との間の間隙は 1mmとする。

[0053] このように構成することによって、得られる動作を以下に説明する。回路基板 47とァンテナコイル 41との間に間隙が設けられている場合には、磁性体コアの回路基板 47 と対向しない主面における非卷回部 45に進入した磁束が進行方向を変えずに直進したり、進行方向を変えて第 1のコイル部 44aと第 2のコイル部 44bに進入した磁束が第 1、第 2のコイル部 44a, 44bの、回路基板 47と対向する面から放射される可能性がある。このように回路基板 47と対向する面力磁束が放射されると、第 1のコイル部 44aと第 2のコイル部 44bを通過することができないため、電磁誘導を引き起こすことができない、もしくは誘起される電圧が非常に小さいという問題がある。し力しながら、本実施形態においては、磁性体コア 42の回路基板 47と対向する面に遮蔽電極 48 が形成されているため、遮蔽電極が形成されていない、回路基板 47と対向しない主面における非卷回部 45に進入した磁束が直進して磁性体コア 42を貫通することや回路基板 47と対向する面力磁束が放射されることを防ぐことができる。したがって、アンテナコイル 41の主面に対して垂直な方向力の磁束と鎖交し、第 1のコイル部 4 4aと第 2のコイル部 44bと力もなるコイルに十分な電圧を生じさせることができる。

[0054] (実施例 2)

実施例 2に係るアンテナ装置の構造を、図 7を参照しながら説明する。図 7は実施例 2に係るアンテナ装置の構造を示す斜視図である。

[0055] 図 7に示すように、実施例 2に係るアンテナ装置 50においては、アンテナコイル 51 が間隙を有して回路基板 57に実装されている。アンテナコイル 51は、磁性体コア 52 a (以下、第 1の磁性体コアと称する）のコイル軸方向の両端面に、コイル軸方向と直交する方向に延びる磁性体コア 52b, 52c (以下、第 2の磁性体コア、第 3の磁性体コァと称する）が連設された構造である。第 1の磁性体コア 52aの長手方向の長さは 45 mmである力その他第 1の磁性体コァ 52a及びフレキシブル基板の構成は第 1の実施形態に則するものとする。ただし、入出力端子に接続するための突出部は形成しない。第 2の磁性体コア、第 3の磁性体コア 52b, 52cはそれぞれ、長手方向の長さ力 S lOmm、短手方向の長さが lmmの矩形の主面と 3. 5mmの厚さを有する。第 2の磁性体コア、第 3の磁性体コア 52b, 52cは第 1の磁性体コア 52aのコイル軸方向にある端面に接着されている。また、第 2の磁性体コア 52bの長手方向の辺は磁性体コァ 52aの短手方向の辺と重なり合い、第 2の磁性体コア 52bの短手方向の辺は第 1の磁性体コア 52aの長手方向の辺と同一直線上に並ぶよう配置されている。遮蔽電極 58は、第 1の磁性体コア 52aの回路基板 57と対向する面に形成され、第 1の磁性体コア 52aの面全体を覆うものとする。

[0056] 回路基板 57は、長手方向 90mm、短手方向 45mmの主面を有する。アンテナコィル 51の長手方向の辺と回路基板 57の短手方向の辺とが平行になるように、アンテナコイル 51を配置する。また、回路基板 57とアンテナコイル 51との間の間隙は lmmとする。このようにアンテナコイル 51を回路基板 57に実装すると、アンテナコイル 51の端部に連設される磁性体コア 52b, 52cが回路基板 57の側面に沿う形状となる。 [0057] 以上のようにアンテナ装置 50を構成することによって、アンテナコイル 51の非卷回部に進入した磁束は第 1のコイル部 54aと第 2のコイル部 54bを通過する。第 1の磁性体コア 52aには遮蔽電極 58が形成されているので、アンテナコイル 51と回路基板 57との間に間隙が設けられていても、第 1のコイル部 54aと第 2のコイル部 54bを通過することなく放射されることはない。第 1、第 2のコイル部 54a, 54bを通過した磁束は連設された第 2、第 3の磁性体コア 52b, 52cに進入し、第 2、第 3の磁性体コア 52 b, 52cの側面もしくは端面カゝら放射される。

[0058] 本実施例においてはアンテナコイル 51の端部に第 2の磁性体コアと第 3の磁性体コア 52b, 52cが形成されるため、端部における磁気抵抗が低下する。そのため、第 1のコイル部 54aと第 2のコイル部 54bを通過する磁束が増加し、これによつて誘起される電圧が増加する。したがって、さらに高感度な通信が可能となる。なお、本実施例においては、連設される第 2、第 3の磁性体コア 52b, 52cを直方体とした力側面が湾曲しているなど他の形状であっても同様の効果を得ることができる。また、第 2の磁性体コア 52b、第 3の磁性体コア 52cが連設される構造のみならず、 3つの磁性体コア 52a, 52b, 52cがー体的に形成されていても良い。さらに、連設される第 2の磁性体コア 52b、第 3の磁性体コア 52cの回路基板 57と対向する面にも遮蔽電極が形成されていても良い。

[0059] 本実施形態においては、アンテナコイル 41, 51と回路基板 47, 57との間に間隙を形成しているが、このような構成により回路基板 47, 57の設計上の自由度が増す。また、上述した通り、アンテナコイル 41, 51の回路基板 47, 57と対向する面に遮蔽電極 48, 58を形成することによって、アンテナ =3ィノレ 41, 51と回路基板 47, 57との間に間隙が設けられていてもリーダ'ライタと高感度な通信を実現することができる。したがって、アンテナコイル 41, 51と回路基板 47, 57と力なるアンテナ装置 40, 50を携帯端末に搭載する場合、アンテナコイル 41, 51を携帯端末の筐体に接着させて、回路基板との間に間隙を設けることも可能となる。その他、主筐体と副筐体を備える二つ折りの携帯端末に上記アンテナ装置 40, 50を搭載する場合、主筐体に回路基板 47, 57を、副筐体にアンテナコイル 41, 51を設置し、携帯端末を折りたたんだ状態でリーダ'ライタ側力も見てアンテナコイル 41, 51の背後に回路基板 47, 57が存在するよう形成することもできる。このように、遮蔽電極 48, 58を形成したアンテナコィル 41, 51を間隙を有して回路基板 47, 57に実装することによって、アンテナ装置 40, 50の携帯端末への設置場所に関して、設計上の自由度が増す。なお、本実施形態においては、第 1の磁性体コア 42a, 52aの回路基板 47, 57と対向する面におヽて、卷回咅 55と第 1、第 2のコイノレ咅44a, 44b, 54a, 54bを覆うように遮蔽電極 48, 58を形成した力遮蔽電極 48, 58力 S非卷回部 45, 55のみ、あるいはコィル部 44a, 44b, 54a, 54bのみを覆う構造であっても構わない。

[0060] 《第 5の実施形態》

第 5の実施形態に係るアンテナ装置の構造について、図 8から図 10を参照しながら説明する。図 8は第 5の実施形態に係るアンテナ装置の構造を示す透視図である。図 9は第 5の実施形態に用いられるフレキシブル基板の構造を示す平面図である。図 10は第 5の実施形態に用いられる回路基板の構造を示す平面図である。本実施形態ではフレキシブル基板と回路基板に形成された導体によってコイル部を構成している。

[0061] 図 8に示すように、第 6の実施形態に係るアンテナ装置 60は回路基板 67の主面とアンテナコイル 61の主面が対向するように、回路基板 67にアンテナコイル 61が接着されることによって構成されている。アンテナコイル 61には第 1のコイル部 64aと第 2 のコイル部 64bが形成され、アンテナコイル 61の主面における両者の間は導体が形成されない非卷回部 65となっている。また、アンテナコイル 61の第 1のコイル部 64a と第 2のコイル部 64bのコイル軸方向の側面には導体が形成されていない。

[0062] 図 9には磁性体コアに卷装される前のフレキシブル基板 63の構造が示されている。

フレキシブル基板 63には、左右に 6本ずつ導体 64が形成されている。フレキシブル基板 63の両端近くに位置する 2本の導体を除く導体 64は、それぞれフレキシブル基板 63の上端、下端と接している。左右に 6本ずつ形成された導体 64のうち、フレキシブル基板 63の両端近くに位置する 2本の導体には入出力端子に接続するための端子 69a, 69bが形成されている。このように形成されるフレキシブル基板 63が、磁性体コア 62の主面と 2側面および反対主面の一部を覆、、導体 64が形成される面が外側になるように磁性体コア 62に卷装される。 [0063] 図 10にはアンテナコイルが実装される前の回路基板 67の構造が示されている。回路基板 67にも、左右に 6本ずつ導体 74が形成されている。このうち最も内側に位置する 2本は、同じく回路基板 67上に形成された接続導体 66によって接続されている。このように構成される回路基板 67には、回路基板 67上に形成された導体 74の端部、例えば点 71と、上述したフレキシブル基板上に形成された導体 64の端部、例えば点 70と、が重なり合うようにアンテナコイル 61が接着される。これによつて導体が、第 1のコイル部 64aと第 2のコイル部 64bを有する一連のコイルとして形成される。

[0064] 以上のようにアンテナ装置 60を構成しても、第 1のコイル部 64aと第 2のコイル部 64 bとその間に形成された非卷回部 65を有するアンテナコイル 61を製作することができるため、アンテナコイル 61の主面に対して垂直な方向の磁束と良好に鎖交し、高感度な通信を実現することができる。

[0065] また、回路基板 67に形成した導体 74とフレキシブル基板 63に形成した導体 64とを接続して第 1のコイル部 64aと第 2のコイル部 64bを形成する方法を採ることによって、フレキシブル基板 63上に形成された導体の端部同士を半田付け等によって電気的に接続する必要がないため、工程数が削減され、製作がより容易になる。

Claims

請求の範囲

[1] 平板状の磁性体コアと、

前記磁性体コアの周囲に卷装され、表面に導体が形成されたフレキシブル基板と、前記導体によって形成され、前記磁性体コアの主面と平行なコイル軸を有する第 1 のコィノレ部と、

前記導体によって形成され、前記磁性体コアの主面と平行なコイル軸を有し、前記第 1のコイル部と接続され、前記第 1のコイル部とは卷回方向が逆である第 2のコイル部と、

前記磁性体コアの主面における前記第 1のコイル部と前記第 2のコイル部の間に設けられ、前記導体が形成されない非卷回部と、を備えるアンテナコイル。

[2] 前記磁性体コアの主面にお!、て少なくとも中央部は前記導体の非卷回部となって

V、ることを特徴とする請求項 1に記載のアンテナコイル。

[3] 前記第 1のコイル部と前記第 2のコイル部とが並ぶ方向にある前記磁性体コアの側面に前記導体が形成されて、な、ことを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載のアンテナコィノレ。

[4] 前記第 1のコイル部と前記第 2のコイル部とが並ぶ方向にある前記磁性体コアの側面の少なくとも一方に、磁性体コアが連設されていることを特徴とする請求項 1ないし請求項 3の、ずれか一項に記載のアンテナコイル。

[5] 第 1のコイル部と第 2のコイル部の前記コイル軸が一致していることを特徴とする請求項 1な!、し請求項 4の!、ずれか一項に記載のアンテナコイル。

[6] 前記磁性体コアの 1つの主面において、少なくとも一部に遮蔽電極が形成されていることを特徴とする請求項 1な、し請求項 5の、ずれか一項に記載のアンテナコイル

[7] 前記導体によって形成された接続導体が、前記第 1のコイル部と前記第 2のコイル部とを接続して、ることを特徴とする請求項 1な、し請求項 6の、ずれか一項に記載のアンテナコィノレ。

[8] 前記接続導体が 2つ以上形成されて、ることを特徴とする請求項 1な、し請求項 7 に記載のアンテナコイル。

[9] 前記接続導体に切欠部が設けられて、ることを特徴とする請求項 8に記載のアンテナコイル。

[10] 前記磁性体コアが少なくとも 1つの切欠部を有することを特徴とする請求項 1ないし請求項 9の、ずれか一項に記載のアンテナコイル。

[11] 請求項 1ないし請求項 10のいずれか一項に記載のアンテナコイルと、前記アンテナコイルが実装された回路基板と、を備え、

前記アンテナコイルの主面と前記回路基板の主面とが対向していることを特徴とするアンテナ装置。

[12] 前記アンテナコイルの第 1のコイル部と第 2のコイル部とが並ぶ方向の長さを X、前記回路基板の前記方向の長さを Yとしたとき、 Y≥X≥0. 8Υを満たすことを特徴とする請求項 11に記載のアンテナ装置。

[13] 前記回路基板の主面の各辺を二等分する中心線のうち少なくとも 1つの中心線上に、前記アンテナコイルの非卷回部が設けられて、ることを特徴とする請求項 11または請求項 12に記載のアンテナ装置。

[14] 前記回路基板の主面に導体が形成されて、ることを特徴とする請求項 11な、し請求項 13のいずれか一項に記載のアンテナ装置。