WO2015129766A1

WO2015129766A1 - アンテナ装置および携帯端末装置

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Publication number: WO2015129766A1
Application number: PCT/JP2015/055474
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Inventors: 史郎鈴木; 東　啓二朗
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Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2015-09-03
Anticipated expiration: 2016-08-28

Abstract

　限られた領域において広い線幅の導体の薄膜パターンを有するように、導体の薄膜パターン（アンテナパターン１１、１１ａ、１１ｂ）のループ構造に沿って、溝状（溝部３、３ａ、３ｂ）、または、リブ状（リブ１３、３３）の構造を有し、導体の薄膜パターンは、上記構造の内面、または、外面に形成されており、上記導体の薄膜パターンは、上記土台に垂直な断面において、折れ線形状または曲線形状に沿った折れ線形状または曲線形状を含んでいる。

Description

アンテナ装置および携帯端末装置

　本発明は、アンテナ装置、当該アンテナ装置を内蔵する携帯端末、ＲＦＩＤタグ、非接触ＩＣカード、ＲＦＩＤリーダライタ等に関する。

　現在までに、携帯電話、または、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムなどによる無線通信において、内蔵型のアンテナ装置の技術が開発されている。内蔵型のアンテナ装置として、アンテナとして機能するループ形状のアンテナパターン（導体の薄膜パターン）を備えた装置が普及している。上述のようなアンテナに関する技術として、例えば、特許文献１には、筐体の小型化を図りつつ通信効率の向上を図り得ることを目的とした携帯端末装置が開示されている。具体的には、筐体内にアンテナと電池とが配設されてなる携帯端末装置において、アンテナを可撓性を有するケーブルにより構成し、かつ電池を囲繞するよう配置している。

日本国公開特許公報「特開２００５－３０３５４１号公報（２００５年１０月２７日公開）」

　ところで、アンテナパターンは、その線幅が広くなると、アンテナパターンの電気抵抗の値は小さくなる。したがって、アンテナパターンの線幅が広いと、アンテナパターンに電流を流すことによって生じる磁力は強くなる、あるいは、アンテナパターンを通る磁束の変化によって発生する誘導電流が強くなるので、当該アンテナの通信距離が長くなる。

　一方、アンテナパターンのループ形状に囲まれた領域（開口領域）の面積と、当該アンテナパターンに電流を流すことによって生じる磁束の量は比例する。あるいは、上記面積が広いほど、アンテナパターンの開口領域を通る磁束の量が増えるので、その磁束の変化によって発生する誘導電流が強くなる。したがって、アンテナの開口領域が広いと、当該アンテナの通信距離が長くなる。

　しかしながら、上述のような従来技術は、筐体の小型化を図ることに特化しており、限られた領域においてアンテナパターンの線幅を広く形成するという観点から開発された技術ではない。そのため、限られた領域においてアンテナパターンの線幅を広く形成することは困難であった。

　本発明の目的は、限られた領域において広い線幅のアンテナパターンを有するアンテナ装置を実現することにある。

　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアンテナ装置は、土台に導体の薄膜パターンがループ構造に形成されているアンテナ装置であって、上記土台は、上記ループ構造に沿って、溝状、または、リブ状の構造を有し、上記導体の薄膜パターンの少なくとも一部は、上記溝状の構造の内面、または、上記リブ状の構造の外面に形成されており、上記導体の薄膜パターンは、上記土台に垂直な断面において、上記溝状、または、上記リブ状の構造の折れ線形状、曲線形状、またはその組み合わせの形状に沿った、折れ線形状、曲線形状、またはその組み合わせの形状を含んでいる。

　本発明の一態様によれば、限られた領域において広い線幅のアンテナパターンを形成することが可能となり、導体の薄膜パターンが基準面にのみ形成されているアンテナ装置に比べ、通信距離を伸ばす、または通信感度を高めることができるという効果を奏する。

（ａ）から（ｄ）は、本発明に係るアンテナ装置の例を示す図である。上記アンテナ装置を備えている非接触通信回路の一例を示す図である。（ａ）から（ｃ）は、本発明に係るアンテナ装置の他の例を示す図である。（ａ）から（ｌ）は、本発明に係るアンテナパターンの形成位置のバリエーションを示す図である。（ａ）から（ｄ）は、本発明に係るアンテナの他の例を示す図である。通信距離に関するアンテナ装置の特性とアンテナパターンの線幅との関係を示す図である。（ａ）から（ｅ）は、参考技術に係るアンテナ装置の例を示す図である。

　本明細書においては、アンテナを構成する導体の薄膜パターンを「アンテナパターン」とする。また、アンテナパターンの形成に用いる土台（基板）の上面に凹凸をつけることによって溝状またはリブ状の構造を形成するが、当該構造に隣接した上記上面を基準面とする。さらに、アンテナパターンの上記基準面に垂直な断面形状の一端から他端までの長さを「アンテナパターンの線幅」または「アンテナパターンの幅」とする。

　（参考形態）
　図７は、参考技術に係るアンテナ１０１および１０１ａを例示する図である。

　図７の（ａ）および（ｃ）は、参考形態に係るアンテナ１０１、アンテナ１０１ａの平面図をそれぞれ示している。

　図７の（ａ）および（ｃ）に示すように、基板１１２上にアンテナパターン１１１、または、アンテナパターン１１１ａを形成することによって、アンテナ１０１およびアンテナ１０１ａは形成されている。

　基板１１２は矩形の形状であり、中央部には矩形の空間である開口領域が設けられており、上記開口領域には基板１１２は存在していない。図７の（ａ）に示すアンテナ１０１においては開口領域Ｓ１１が設けられており、図７の（ｃ）に示すアンテナ１０１ａにおいては開口領域Ｓ１２が設けられている。基板１１２上にはアンテナパターン１１１または１１１ａが、矩形の螺旋形状に形成されている。

　図７の（ｅ）は、アンテナ１０１に電流が流された場合に生じる磁束を示す模式図である。図７の（ｅ）に示すように、アンテナが形成されている基準面において、磁束の向きＭ１、Ｍ２、Ｍ３は、当該面に対して垂直の方向となる。例えば、当該アンテナ１０１がＲＦＩＤタグに提供された場合、上記基準面は、通信時にＲＦＩＤリーダライタ機器に対してかざす面とみなすことができる。

　ここで、アンテナパターンの線幅とアンテナ特性との関係、および、アンテナの開口領域の面積とアンテナ特性との関係について図７を用いて説明する。なお、「アンテナパターンの線幅（幅）」とは「アンテナパターンの基準面（土台）に垂直な断面形状の一端から他端までの長さ」とする。

　図７の（ｂ）は図７の（ａ）のＤ－Ｄ線における断面を示す図であり、図７の（ｄ）は図７の（ｃ）のＥ－Ｅ線における断面を示す図である。

　初めに、アンテナパターンの線幅とアンテナ特性との関係を説明する。図７の（ｂ）に示すように、アンテナ１０１が形成されている基板１１２の幅は幅Ｗ１であり、螺旋形状を形成する各周のアンテナパターン１１１の線幅は幅Ｌ１である。一方で、図７の（ｄ）に示すようにアンテナ１０１ａが形成されている基板１１２の幅はＷ３であり、螺旋形状を形成する各周のアンテナパターン１１１ａの線幅は幅Ｌ１２である。幅Ｌ１２は、幅Ｌ１よりも広く設定されている。よって、上述したアンテナパターンの線幅の観点で、通信距離を長くしようとすると、アンテナ１０１よりもアンテナ１０１ａの方が有利である。

　次に、アンテナの開口領域の面積とアンテナ特性との関係を図７を用いて説明する。図７の（ｂ）および（ｄ）に示すように、線幅の広いアンテナパターンを形成するためには、基板１１２の幅を広くする必要がある。したがって、広い線幅のアンテナパターンによって形成されているアンテナ１０１ａが基板１１２上において形成されている領域の幅Ｗ３は、アンテナ１０１が基板１１２上において形成されている領域の幅Ｗ１よりも広くなる。よって、図７の（ａ）および（ｃ）に示すように、アンテナ１０１ａの開口領域Ｓ１２の面積は、アンテナ１０１の開口領域Ｓ１１の面積よりも狭くなる。そのため、上述したアンテナの開口領域の面積の観点で、通信距離を長くしようとすると、アンテナ１０１ａよりもアンテナ１０１の方が有利である。

　すなわち、上記２つの観点を考慮することが好ましい。具体的には、開口領域を稼ぐように限られた領域に、できるだけ線幅の広いアンテナパターンを形成することが好ましい。しかし、本参考形態においてはアンテナパターンの形成位置とアンテナの開口領域の位置とが、限られた面積の同一平面に位置している。そのため、限られた領域に線幅の広いアンテナパターンを形成することが困難である。

　〔実施形態１〕
　以下、本発明の一実施形態に係るアンテナ（アンテナ装置）１について、図１～図２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。但し、本実施形態およびその他の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

　図１は、本実施形態に係るアンテナ１の一例を示す図である。図１の（ａ）は、本実施形態に係るアンテナ１の平面図を示している。図１の（ａ）に示すように、基板（土台）１２上にアンテナパターン１１を形成することによって、アンテナ１は形成されている。なお、以下では、基板１２は矩形の形状であり、中央部には矩形の空間である開口領域Ｓ１が設けられ、開口領域Ｓ１には基板１２は存在していない構成を例に説明する。一方で、本発明は上記の構成に限らず、例えば、基板の中央部において基板が存在しているが、当該中央部においてはアンテナパターンが形成されていない構成であってもよい。

　基板１２の上記基準面には、アンテナパターン１１が、矩形のループを複数巻きにし、隣り合うループ間に所定間隔を設けた螺旋形状に形成されている。

　ここで、基板１２は、例えば、フレキシブル基板（ＦＰＣ（Flexible printed circuits））などである。なお、本実施形態において、説明の便宜上、アンテナパターン１１を基板１２上に形成する例を挙げているが、アンテナパターン１１はアンテナ１を内蔵する装置の樹脂筐体などの表面に形成されてもよい。アンテナパターン１１は、銅およびニッケルのメッキ、または、銅、ニッケルおよび金のメッキによって形成されてもよい。また、アンテナパターン１１は、導電性ペースト材を用いたプリント（印刷）によって形成されてもよいし、板金インサート成型によって形成されてもよい。

　次に、本実施例に係るアンテナパターン１１の断面形状について説明する。なお、本明細書に記載の溝、リブの断面形状、すなわち、アンテナパターンの断面形状については、辺の数、長さ、隣り合う２辺のなす角度は任意である。さらに、すべての辺が直線の場合に限らず、一部または全部の辺が曲線でもよい。図１の（ｂ）は、図１の（ａ）におけるＡ－Ａの断面を示す図である。図１の（ｂ）に示す断面は、アンテナパターン１１において、アンテナパターン１１が螺旋形状を形成する基準面（平面Ｔ４）に垂直な断面形状を示している。また、基準面（平面Ｔ４）は、下記の溝部３または後述のリブ１３のような溝状またはリブ状の構造が形成される面でもある。図１の（ｂ）に示すように、基板１２には溝部（溝状の構造）３が形成されており、溝部３の断面は矩形の一辺が開放された略「コ」の字状である。すなわち、溝部３は、基板１２の基準面に垂直な平面Ｔ２および平面Ｔ３、基準面に平行な平面Ｔ１から構成されている。なお、本実施形態においては、溝部３の断面形状を略「コ」の字状として例示しているが、上記形状は、当該断面形状が折れ線形状を含んだ態様の一例である。したがって、溝部３の断面形状は例えば、節が複数の折れ線形状などでもよい。

　アンテナパターン１１は、溝部３の平面Ｔ１、Ｔ２およびＴ３のうち、少なくとも隣接した２面上に形成されている。また、アンテナパターン１１は、上記溝部３を形成する平面Ｔ１、Ｔ２およびＴ３に加え、溝部３に隣接する基板１２上の平面Ｔ４に連続して形成されていてもよい。アンテナパターン１１は、線幅が均一に形成されていてもよい。なお、図１の（ｂ）に示すように、本実施形態に例示するアンテナパターン１１の線幅は均一でなくてもよい。上記の構成によると、基板１２の構造に応じてアンテナパターン１１を形成することができる。すなわち、アンテナパターン１１は、アンテナ１が形成されている基準面に平行ではない面に少なくとも形成されており、かつ、アンテナパターン１１は、当該線幅の断面において隣接した２つ以上の平面に亘って形成されている。なお、基準面に平行ではない平面とは、アンテナ１に電流を流すことにより発生する磁束の向きＭ１～Ｍ３（図７の（ｅ））と直交する平面に平行でない平面ともいえる。

　次に、本実施形態と上述の参考形態とのアンテナパターン形成領域について比較する。例えば、図１の（ｂ）および図７の（ｂ）に示すように、本実施形態に係るアンテナパターン１１は、基準面（平面Ｔ４）を平面視したとき、幅Ｌ１で形成されており、参考形態に係るアンテナパターン１１１においても、基板１１２を平面視したとき、同じ幅Ｌ１に形成されている。

　一方で、本実施形態に係るアンテナパターン１１は、基準面に平行な平面Ｔ１に加え、平面Ｔ４に垂直な平面Ｔ２および／またはＴ３においても形成されている。そのため、アンテナパターン１１の線幅は、平面Ｔ２および／または平面Ｔ３上に形成されたアンテナパターン１１の幅が幅Ｌ１に加わる。例えば、図１の（ｂ）に示すように、アンテナパターン１１が平面Ｔ２上およびＴ３上において幅Ｌ２で形成された場合、アンテナパターン１１の線幅は、幅Ｌ１＋幅Ｌ２×２となる。

　したがって、アンテナパターン１１の１ループの設置に必要な領域の幅は幅Ｌ１となるが、実際のアンテナパターン１１の幅は幅Ｌ１＋幅Ｌ２×２となる。よって、参考形態におけるアンテナ１０１の形成領域の幅Ｗ１と本実施形態におけるアンテナ１の形成領域の幅Ｗ１とが同じであったとしても、本実施形態のアンテナパターン１１の線幅を、参考形態のアンテナパターン１１１の線幅より広くすることが可能となる。

　（アンテナ特性）
　ここで、アンテナパターンの線幅を変化させた場合の通信特性について説明する。図６は、共振周波数に対する通信距離の変化と、アンテナパターンの線幅との関係を示す図である。

　本実施例では、同一外形サイズのアンテナ（同一ターン数）において、線幅が０．３ｍｍ、０．４ｍｍおよび０．５ｍｍのアンテナパターン形成し、それぞれのアンテナにおける共振周波数（Ｘ軸）－通信距離（Ｙ軸）特性をプロットしたデータである。

　図６に示すように、線幅を太くした場合にアンテナの通信距離が顕著に伸びていることがわかる。

　（変形例１）
　次に、図１の（ｃ）を用いて、本変形例に係るアンテナ１ａについて説明する。本変形例に係る溝部３ａは、基準面に対する垂直な断面の形状が三角形の一辺が開放された略「Ｖ」字状である。図１の（ｃ）は、本変形例に係るアンテナ１ａにおける断面を示す図であり、アンテナパターン１１において、上記基準面（平面Ｔ４）に垂直な断面形状を示している。図１の（ｃ）に示すように、基板１２の基準面には溝部３ａが形成されており、溝部３ａは、基準面に垂直な平面からなる平面Ｔ６および基準面に対して任意の斜角を有する平面Ｔ５から構成されている。なお、上記の基準面に対する平面Ｔ６および平面Ｔ５の斜角は、当該断面形状が折れ線形状を含んだ態様の一例である。したがって、平面Ｔ６および平面Ｔ５の任意の角度であってもよい。

　また、アンテナパターン１１は、溝部３ａを構成する平面Ｔ５およびＴ６に加え、溝部３ａに隣接する基板１２上の平面Ｔ４に連続して形成されていてもよい。すなわち、アンテナパターン１１は、少なくとも、基準面に平行ではない面に形成されており、かつ、アンテナパターン１１は、当該線幅の断面において隣接した２つ以上の平面に亘って形成されている。

　次に、本変形例と上述の参考形態とのアンテナパターン形成領域について比較する。図１の（ｃ）に示すように、本実施形態に係るアンテナパターン１１は、基準面（平面Ｔ４）を平面視したとき、幅Ｌ５で形成されている。幅Ｌ５は、図７の（ｂ）に示す参考形態に係るアンテナパターン１１１の幅Ｌ１よりも狭い。

　さらに、アンテナパターン１１は、溝部３ａを構成する平面Ｔ５、および、平面Ｔ６に形成されている。平面Ｔ５に形成されているアンテナパターン１１の幅は幅Ｌ３であり、平面Ｔ６に形成されているアンテナパターン１１の幅は幅Ｌ４である。ここで、幅Ｌ３と幅Ｌ４との和は、参考形態のアンテナパターン１１１の幅Ｌ１より広い。すなわち、アンテナパターン１１が形成される幅Ｌ５は、幅Ｌ１より狭いにもかかわらず、本変形例に係るアンテナパターン１１の線幅の方が参考形態に係るアンテナパターンの線幅よりも広い。したがって、基板１２において、アンテナ１ａを形成するのに要する領域の幅Ｗ２を、アンテナ１０１の幅Ｗ１より狭くすることができる。この効果の程度は、ループの数が多いほど高くなる。

　上記の構成によれば、溝部３ａの内面を利用して、基板１２が形成する平面Ｔ４とは平行ではない面に、アンテナパターン１１を形成するため、アンテナパターンの線幅を広くしつつ、基板１２上のアンテナの形成領域を狭くすることができる。よって、アンテナ開口領域を広くすることが可能となり、限られた領域に形成されたアンテナにおいても通信性能を高めることが可能となる。

　（変形例２）
　次に、図１の（ｄ）を用いて、本変形例に係るアンテナ１ｂについて説明する。本変形例に係る溝部３ｂは、基準面に対する垂直な断面形状が円弧形状である。図１の（ｄ）は、アンテナ１ｂにおける、断面を示す図であり、アンテナパターン１１において、基準面（平面Ｔ４）に垂直な断面形状を示している。

　図１の（ｄ）に示すように、基板１２の基準面には溝部３ｂが形成されており、溝部３ｂの平面Ｔ４に対して垂直な断面における形状は円弧形状である。すなわち、溝部３ｂは、円弧形状の曲面Ｔ７から構成されている。なお、円弧形状は、当該断面形状が曲線を含んだ態様の一例である。したがって、溝部３ｂの断面形状は円弧形状に限定されず、例えば、楕円の円周の一部、または放物線の一部を示す形状などでもよい。

　アンテナパターン１１は、溝部３ｂの曲面Ｔ７の少なくとも一部に形成されていればよく、曲面Ｔ７上の全体に亘って形成されていてもよい。また、アンテナパターン１１は、上記溝部３ｂを形成する曲面Ｔ７の少なくとも一部に加え、溝部３ｂに隣接する平面Ｔ４上に連続して形成されていてもよい。

　次に、本変形例と上述の参考形態とのアンテナパターン形成領域について比較する。本変形例に係るアンテナパターン１１は、溝部３ｂに形成されている。詳細には、アンテナパターン１１は、溝部３ｂを形成する曲面Ｔ７に形成されている。溝部３ｂの幅は幅Ｌ１であり、参考形態に係るアンテナパターン１１１の幅Ｌ１と同じである。上述のように曲面Ｔ７は曲面であるため、アンテナパターン１１の幅を、幅Ｌ１よりも広くすることができる。よって、参考形態のアンテナ１１１と本変形例のアンテナ１ｂとを形成するのに要する領域の幅Ｗ１が互いに同じであったとしても、アンテナパターン１１の線幅を、アンテナパターン１１１の線幅よりも広くすることが可能となる。

　すなわち、本実施形態に係るアンテナ１，１ａまたは１ｂは、基板１２にアンテナパターン１１がループ構造に形成され、基板１２は、上記ループ構造に沿って、溝部３、３ａまたは３ｂの構造を有し、アンテナパターン１１の少なくとも一部は、溝部３、３ａまたは３ｂの内面に形成されており、アンテナパターン１１は、基板１２に垂直な断面において、溝部３、３ａまたは３ｂの折れ線形状または曲線形状に沿った折れ線形状または曲線形状を含んでいる。なお、上述の本実施形態に示す溝部の断面形状は、折れ線形状または曲線形状を含んでいる形状を例示したが、溝部の断面形状が折れ線形状および曲線形状の組合せから構成されていてもよく、その場合、アンテナパターンの断面形状は折れ線形状および曲線形状の組み合わせの形状を含む。

　（非接触通信装置）
　次に、本実施形態に係るアンテナ１を備えている非接触通信装置２について図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係るアンテナ１を備えている非接触通信回路２の要部構成を示すブロック図である。非接触通信回路２は、同調シフト部２０およびＲＦＩＤ　ＩＣ（integrated circuit）２３を備えている。非接触通信回路２は、ＲＦＩＤカード機能とＲＦＩＤリーダライタ機能の両機能を備えた非接触通信回路である。同調シフト部２０は、共振周波数をシフトさせる働きをし、アンテナ１と外部制御可変コンデンサ２２とを備えている。アンテナ１は、電波を送信、または受信して外部機器と通信を行なうものである。ＲＦＩＤカード機能時及びＲＦＩＤリーダライタ機能時において、外部制御可変コンデンサ２２は、外部から制御信号を受信して、外部制御可変コンデンサ２２の容量を変化させることにより、アンテナ１を介して送受信する電波の共振周波数を変化させる。アンテナ１と外部制御可変コンデンサ２２とは、並列共振回路を形成している。ＲＦＩＤ　ＩＣ２３は、同調シフト部２０で発生した電力により、内蔵の制御回路およびメモリを動作させ、必要な情報処理を行う。

　なお、本実施形態においては、アンテナ１をＲＦＩＤカード機能とＲＦＩＤリーダライタ機能の両機能を備えた非接触通信回路に適用する例を示したが、アンテナ１をＲＦＩＤカード機能（ＲＦＩＤタグの機能）を備えた携帯端末装置などに適用してもよい。

　〔実施形態２〕
　本発明の他の実施形態について、図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

　本実施形態に係るアンテナは、基準面にリブ（リブ状の構造）を形成し、当該リブの外面にアンテナパターンを設けることによって形成されている。図３の（ａ）は、本実施形態に係るアンテナ１ｃを示す斜視図である。図３の（ａ）に示すように、アンテナパターン１１ａは、筐体（土台）１５の基準面である平面Ｔ１０上のリブ１３の外面に形成されている。また、アンテナパターン１１ａは給電パッド部１４に連結している。筐体１５は、例えば、携帯端末の筐体、ＲＦＩＤタグ、非接触ＩＣカード、ＲＦＩＤリーダライタ等の筐体が挙げられる。筐体１５は樹脂筐体であってもよい。

　リブ１３の多重ループ構造について具体的に説明する。平面Ｔ１０には、大中小の３つの大きさの枠状のリブ１３が形成されており、小さいリブ１３を取り囲むように、中程度の大きさのリブ１３が形成されている。また、中程度の大きさのリブ１３を取り囲むように、大きいリブ１３が形成されている。すなわち、リブ１３は、サイズの異なる隣り合うループ間に所定間隔を設けた螺旋構造に形成されている。

　上記リブ１３は、掘り下げて形成されてもよいし、形成されたリブ１３を平面Ｔ１０に接着することによって形成されてもよいし、樹脂筺体自体に凹凸をつけることによって形成されてもよい。３つのリブ１３の外面にはアンテナパターン１１ａが形成されており、あるリブ１３に形成されているアンテナパターン１１ａは、隣接するリブ１３に形成されているアンテナパターン１１ａに直列に連結している。

　また、給電パッド部１４は、リブ１３よりも内側および外側に位置する平面Ｔ１０上に形成されている。給電パッド部１４は、給電用バネを介して基板回路に接続している。給電パッド部１４を導通させることによって、アンテナ１ｃを動作させる。

　アンテナパターン１１ａの形成方法は、実施形態１にて記載した方法と同様のためここでの説明を省略する。なお、本実施形態においては、アンテナパターンを樹脂などの筺体にメッキすることにより、筐体と一体に形成（メッキ）することが好ましい。従来の基準面にのみアンテナパターンが形成されているアンテナの場合、アンテナパターンを形成した硬質基板、ＦＰＣ等を、筺体やホルダ部材に粘着テープ等を用いて貼り付け固定する必要があった。そのため、複数の部材が必要であった。上記の構成によれば、アンテナ形成用の基板やＦＰＣ（フレキシブル基板）が不要となる。したがって、アンテナ形成にかかるコストを抑えることができる。

　次にリブ１３における、アンテナパターン１１ａの形成位置について説明する。図３の（ｂ）は、本実施形態に係るリブ１３およびアンテナパターン１１ａを示す斜視図である。図３の（ｂ）に示すように、リブ１３は、アンテナパターン１１ａを形成するための３つの外面を有する。当該３つの外面のうち、２つはリブ１３の側面を構成する平面Ｔ１１およびＴ１３であり、高さＬ７を有する。残りの１つの平面は、平面Ｔ１０に平行な平面であり、リブ１３の上面を形成する平面Ｔ１２である。平面Ｔ１２は幅Ｌ６を有する。

　アンテナパターン１１ａは、一例として、平面Ｔ１１の少なくとも一部から、平面Ｔ１２の少なくとも一部に亘って連続的に形成されている。すなわち、アンテナパターン１１ａは、リブ１３の折れ線形状に沿った折れ線形状を含んでいる。ここで、アンテナパターン１１ａの幅は、Ｌ６＋Ｌ７となる。したがって、本実施形態に係るアンテナパターン１１ａ、および、後述するアンテナパターン１１ｂの線幅は、リブ１３の幅である幅Ｌ６よりも広く形成することができる。なお、アンテナパターン１１ａは平面Ｔ１１の全体および平面Ｔ１１に隣接する平面Ｔ１０に亘って、断面形状が折れ線形状となるように形成されていてもよい。

　（変形例３）
　次に、リブ１３における、アンテナパターン１１ａの形成位置の変形例について説明する。図３の（ｃ）は、本変形例に係るリブ１３およびアンテナパターン１１ｂを示す斜視図である。図３の（ｃ）に示すように、アンテナパターン１１ｂは、リブ１３の上記３つの平面Ｔ１１，Ｔ１２およびＴ１３の全体に亘って形成されている。なお、アンテナパターン１１ｂは平面Ｔ１１および平面Ｔ１３に隣接する平面Ｔ１０に亘って、断面形状が折れ線形状となるように形成されていてもよい。

　（変形例４）
　次に、リブ１３における、アンテナパターン１１ａの形成位置のバリエーションについて説明する。図４の（ａ）から（ｌ）は、本変形例に係るアンテナパターン１１ｃの形成位置のバリエーションを示す図である。図４の（ａ）から（ｌ）は、筐体１５の平面Ｔ１０に垂直な断面における、リブ１３およびアンテナパターン１１ｃを示している。なお、図４の（ａ）から（ｌ）に示されるアンテナパターン１１ｃの線幅は、リブ１３の幅Ｌ６よりもすべて広く形成されている。

　図４の（ａ）に示されるアンテナパターン１１ｃは、リブ１３の一方の側面を形成する平面Ｔ１１の一部、および、平面Ｔ１１に隣接する平面Ｔ１０に亘って形成されている。

　図４の（ｂ）に示されるアンテナパターン１１ｃは、上記平面Ｔ１１の全体、および、平面Ｔ１１に隣接する平面Ｔ１０に亘って形成されている。

　図４の（ｃ）に示されるアンテナパターン１１ｃは、上記平面Ｔ１１の全体、リブ１３の上面を形成する平面Ｔ１２の一部、および、平面Ｔ１１に隣接する平面Ｔ１０に亘って形成されている。

　図４の（ｄ）に示されるアンテナパターン１１ｃは、上記平面Ｔ１１の全体、上記平面Ｔ１２の全体、および、平面Ｔ１１に隣接する平面Ｔ１０に亘って形成されている。

　図４の（ｅ）に示されるアンテナパターン１１ｃは、上記平面Ｔ１１の全体、上記平面Ｔ１２の全体、リブ１３の他方の側面を形成する平面Ｔ１３の一部、および、平面Ｔ１１に隣接する平面Ｔ１０に亘って形成されている。

　図４の（ｆ）に示されるアンテナパターン１１ｃは、上記平面Ｔ１１の全体、上記平面Ｔ１２の全体、上記平面Ｔ１３の全体、および、平面Ｔ１１に隣接する平面Ｔ１０に亘って形成されている。

　図４の（ｇ）に示されるアンテナパターン１１ｃは、上記平面Ｔ１１の全体、上記平面Ｔ１２の全体、上記平面Ｔ１３の全体、平面Ｔ１１に隣接する平面Ｔ１０、および、平面Ｔ１３に隣接する平面Ｔ１０に亘って形成されている。

　図４の（ｈ）に示されるアンテナパターン１１ｃは、上記平面Ｔ１１の全体、および、上記平面Ｔ１２の一部に亘って形成されている。

　図４の（ｉ）に示されるアンテナパターン１１ｃは、上記平面Ｔ１１の全体、および、上記平面Ｔ１２の全体に亘って形成されている。

　図４の（ｊ）に示されるアンテナパターン１１ｃは、上記平面Ｔ１１の全体、上記平面Ｔ１２の全体、上記平面Ｔ１３の一部に亘って形成されている。

　図４の（ｋ）に示されるアンテナパターン１１ｃは、上記平面Ｔ１１の全体、上記平面Ｔ１２の全体、および、上記平面Ｔ１３の全体に亘って形成されている。

　図４の（ｌ）に示されるアンテナパターン１１ｃは、上記平面Ｔ１１の一部、上記平面Ｔ１２の全体、および、上記平面Ｔ１３の一部に亘って形成されている。

　なお、本変形例においては、平面Ｔ１１、Ｔ１２およびＴ１３によって構成されているリブ１３について例示したが、リブを構成する面は、平面に限定されず、例えば、曲面であってもよい。また、リブは平面と曲面とを組み合せて構成されていてもよい。

　また、本変形例は、リブ１３の外面に形成されるアンテナパターン１１ｃのバリエーションについて説明したが、３つの面から成る溝部の内面にアンテナパターンを形成する場合においても、リブ１３の外面を溝部の内面と解釈することによって上記バリエーションを同様に適用できる。

　このように、本実施形態に係るアンテナ１ｃは、筐体１５にアンテナパターンがループ構造に形成されているアンテナであって、筐体１５は、上記ループ構造に沿って、リブ１３を有し、アンテナパターンの少なくとも一部は、リブ１３の構造の外面に形成されており、アンテナパターンは、筐体１５に垂直な断面において、リブ１３の折れ線形状、曲線形状、またはその組み合わせの形状に沿った、折れ線形状、曲線形状、またはその組み合わせの形状を含んでいる。

　また、実施形態１および２に係るアンテナ１，１ａ，１ｂ，１ｃは、アンテナパターン１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃが上記溝状の構造の内面の少なくとも一部に形成されている、あるいは、リブ状の構造の外面の少なくとも一部に形成されているアンテナを含んでいる。

　また、上述したアンテナ１，１ａ，１ｂ，１ｃは、アンテナパターン１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃが、溝状の構造の内面、または、リブ状の構造の外面の少なくとも一部と、上記構造以外の平面（Ｔ４，Ｔ１０）にも形成されているアンテナを含んでいる。

　〔実施形態３〕
　本発明の他の実施形態について、図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

　本実施形態においては、携帯端末の筐体３２に形成されたリブ３３上にアンテナパターン３１の一部が形成されている。

　初めに、筐体３２が有するスペースについて説明する。図５の（ａ）は、携帯端末の筐体３２が有するスペースを示す図である。図５の（ａ）に示すように、筐体３２は、回路構成部３４、回路構成部３４ｂ、および、電池部３５を格納するスペースを有している。

　次に、筐体３２に形成されているアンテナ１ｄについて説明する。図５の（ｂ）は、筐体３２の基準面を形成している平面Ｔ１４に形成されているアンテナ１ｄを示す図である。図５の（ｂ）に示すように、アンテナ１ｄを構成するアンテナパターン３１は、平面Ｔ１４、および、平面Ｔ１４上のリブ３３の外面に形成されている。アンテナ１ｄは２重のループ構造（螺旋構造）として形成されている。なお、アンテナ１ｄのループ構造は２重に限定されず、例えば、３重以上であってもよいし、１重であってもよい。

　次に、アンテナパターン３１が平面Ｔ１４に形成されている領域Ｒ２について説明する。図５の（ｃ）は、図５の（ａ）のＢ－Ｂにおける断面を示す図である。図５の（ｂ）および（ｃ）に示すように、アンテナパターン３１が平面Ｔ１４に形成されている領域Ｒ２の一部は、回路構成部３４が格納されるスペースの下方に位置している。また、図５の（ｃ）に示すように、領域Ｒ２には、給電パッド部３６が形成されており、アンテナパターン３１は、給電パッド部３６に連結している。給電パッド部３６は、給電用バネ３８を介して回路構成部３４に接続している。給電パッド部３６と回路構成部３４とを導通させることによって、アンテナ１ｄを動作させる。なお、筐体３２の上部には、表示部３７が設けられている。

　このように、筐体３２の上方（表示部３７側）に回路構成部３４を格納しており、平面Ｔ１４に対して垂直方向に展開するスペースがない領域においては、アンテナパターン３１は平面Ｔ１４上に形成されている。

　次に、リブ３３が形成されている領域Ｒ１について説明する。図５の（ｄ）は、図５の（ａ）のＣ－Ｃにおける断面を示す図である。図５の（ｄ）に示すように、電池部３５と筐体３２との間には、平面Ｔ１４に対して垂直方向に展開しているスペースがある。領域Ｒ１に形成されたそのスペースの一部はリブ３３の形成に利用され、そのスペースの残りは、回路構成部３４ｂの格納に利用されている。リブ３３は平面Ｔ１４の垂直な断面において、平面Ｔ１４に垂直でありお互いに平行であるリブ３３の側面を形成している２つの平面と、平面Ｔ１４に平行でありリブ３３の上面を形成している１つの平面とから形成されている。リブ３３は、平面Ｔ１４に垂直な断面において、幅Ｌ８にて形成されている。アンテナパターン３１は、図４を参照して説明したように、当該線幅が、リブ３３の幅Ｌ８よりも広くなるように、リブ３３の外面に、断面形状が折れ線形状を含むように形成されている。

　上記の構成によると、電池部３５と筐体３２との間の平面Ｔ１４に対して垂直方向に展開しているスペースに、リブ３３を形成することによって、当該スペースを有効に活用することができる。また、筐体３２内のスペースに応じて、アンテナパターン３１をリブ３３、または、平面Ｔ１４に形成することによって、携帯端末のサイズの小型化および／または薄型化を実現することができる。また、平面Ｔ１４に対して垂直方向に展開するスペースに形成されたリブ３３の外面にアンテナパターンを形成することによって、アンテナパターンの線幅が広くなる。よって、良好な性能のアンテナを形成することができる。詳細には、携帯端末の筐体においては、最大限の電池容量を確保するように設計される。そのため、電池部３５の格納スペースの幅を、筐体３２に近接して設定することが多い。したがって、平面Ｔ１４における電池部３５と筐体３２との幅は極小となり、当該幅を有するスペースに配置する回路部品は小さな部品に限られる。よって、当該スペースはデッドスペースとなりやすい。本実施形態に係るアンテナ１ｄにおいては、平面Ｔ１４に対して垂直方向に展開する当該デッドスペースにリブ３３を形成することによって、できるだけ線幅の広いアンテナパターンを形成することができる。

　また、回路構成部３４は、回路部品が実装された複数の回路基板が積層されている。そのため、回路構成部３４の上方または下方領域においては、平面Ｔ１４に対して垂直方向にスペースを展開させることができない。回路構成部３４の上方または下方領域において、平面Ｔ１４に対して垂直方向のスペースを必要とするアンテナパターン３１を形成する場合、筐体３２のサイズを大きくしなければならないというデメリットが生じる。本実施形態に係るアンテナ１ｄにおいては平面Ｔ１４に対して垂直方向のスペースがない場合には、平面Ｔ１４上にアンテナパターン３１を形成するので、筐体３２のサイズの拡大を抑えることができる。

　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係るアンテナ装置（アンテナ１、１ａ～ｄ）は、土台（筐体１５および３２、基板１２）に導体の薄膜パターン（アンテナパターン１１、１１ａ、１１ｂ）がループ構造に形成されているアンテナ装置（アンテナ１、１ａ～ｄ）であって、上記土台は、上記ループ構造に沿って、溝状（溝部３、３ａ、３ｂ）、または、リブ状（リブ１３、３３）の構造を有し、上記導体の薄膜パターンの少なくとも一部は、上記溝状の構造の内面、または、上記リブ状の構造の外面に形成されており、上記導体の薄膜パターンは、上記土台に垂直な断面において、上記溝状、または、上記リブ状の構造の折れ線形状、曲線形状、またはその組み合わせの形状に沿った折れ線形状、曲線形状、またはその組み合わせの形状を含んでいる。上記の構成によれば、リブ状または溝状の構造は、例えば断面形状が矩形状の態様のように、折れ線形状、または、曲線形状を含んでいる。よって、そのような立体的なリブ状の構造の外面または溝状の構造の内面に沿って、上記土台に垂直な断面の形状（断面形状）が折れ線形状、または、曲線形状を含むように薄膜パターンを形成することができる。したがって、限られた領域にアンテナ装置を形成する場合、薄膜パターンの上記断面形状の一端から他端までの長さ（薄膜パターンの線幅）を、１平面のみに薄膜パターンを形成したアンテナ装置に比べ、長く形成することができる。すなわち、上記薄膜パターンは広い線幅を有することができる。換言すれば、所定の広さの線幅の薄膜パターンを、従来技術に比べ、より狭い基板面上の領域に形成することができる。

　広い線幅を有する薄膜パターンにおいては、電気抵抗値が減るため、電流を多く流すことが可能となる。よって、電流が作る磁界または誘導電流を強くすることができる。よって、土台上の１平面にのみ形成されている導体の薄膜パターンによって構成されるアンテナ装置に比べ、通信距離を伸ばす、または通信感度を高めることが可能となる。

　なお、溝状の構造の内面は、複数の平面の組み合わせで構成されていてもよいし、１つの曲面または複数の曲面の組み合わせで構成されていてもよいし、１または複数の平面と１または複数の曲面の組み合わせで構成されていてもよい。リブ状の構造の外面についても、同様である。

　本発明の態様２に係るアンテナ装置は、上記態様１において、上記導体の薄膜パターンは、上記溝状の構造の内面の少なくとも一部に形成されている、あるいは、上記リブ状の構造の外面の少なくとも一部に形成されていてもよい。上記の構成によれば、薄膜パターンは、少なくとも、上記溝状の構造の内面の一部に形成されている、または上記リブ状の構造の外面の一部に形成されている。そのため、立体的な構造の内面または外面の一部を利用して、線幅の広い導体の薄膜パターンを形成することができる。なお、本態様２には、薄膜パターンを上記構造の内面または外面の全体に形成した態様、および上記構造の内面または外面の一部と、土台における上記構造以外の面とに亘って形成した態様が含まれる。

　本発明の態様３に係るアンテナ装置は、上記態様２において、上記構造の内面または外面の少なくとも一部と、上記土台における上記構造以外の面とに亘って形成されていてもよい。上記の構成によれば、薄膜パターンは、上記構造の内面または外面の一部から、上記土台における上記構造以外の面にまで亘って形成されている。したがって、導体の薄膜パターンの線幅を一層広く形成することができる。

　本発明の態様４に係るアンテナ装置は、上記態様１から３において、上記ループ構造が複数のループ構造から成る螺旋構造であってもよい。本発明の態様１によれば、所定の広さの線幅の薄膜パターンを、従来技術に比べ、より狭い基板面上の領域に形成することができる。そのため、態様１を、薄膜パターンを複数回周回させた螺旋構造に適用した本態様４によれば、１周毎の薄膜パターンの配置領域をそれぞれ狭くすることができる。したがって、複数のループ構造からなる螺旋構造の薄膜パターンを形成するのに必要となる領域の面積を大きく抑制することができる。

　これにより、アンテナパターンのループ構造によって囲まれた中央部に位置しており、アンテナパターンが形成されていない領域であるアンテナ開口領域を広く維持することができる。アンテナ開口領域の面積と当該開口領域を通る磁束の量とは比例するため、開口領域の面積が大きいほど通信距離が伸ばすことができる。したがって、広い線幅のアンテナパターンを有し、かつ、広いアンテナ開口領域を有するアンテナを形成することによって、アンテナの通信距離を伸ばす、または通信感度を高めることが可能となる。

　本発明の態様５に係る携帯端末装置は、上記態様１から４のアンテナ装置を備えていてもよい。上記の構成によれば、上記携帯端末装置は、限られた領域に、通信距離の長い、あるいは通信感度の良いアンテナを備えることができる。または、通信距離または通信感度を従来と同じにした場合には、携帯端末装置の小型化を図ることができる。

　本発明の態様６に係る非接触通信装置は、上記態様１から４のアンテナ装置を備えていてもよい。上記の構成によれば、ＲＦＩＤタグ、非接触ＩＣカード、ＲＦＩＤリーダライタなどの非接触通信装置は、限られた領域に、通信距離の長い、あるいは通信感度の良いアンテナを備えることができる。または、通信距離または通信感度を従来と同じにした場合には、非接触通信装置の小型化を図ることができる。

　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

　本発明は、アンテナ装置、当該アンテナ装置を内蔵する携帯端末、ＲＦＩＤタグ、非接触ＩＣカード、ＲＦＩＤリーダライタ等に利用することができる。

　１、１ａ～ｄ　アンテナ（アンテナ装置）、　２　非接触通信回路（非接触通信装置）、　３、３ａ、３ｂ　溝部（溝状の構造）、　１１、１１ａ、１１ｂ　アンテナパターン（導体の薄膜パターン）、１２、３２　基板（土台）、　１３、３３　リブ（リブ状の構造）、１５　筐体（土台）

Claims

　土台に導体の薄膜パターンがループ構造に形成されているアンテナ装置であって、
　上記土台は、上記ループ構造に沿って、溝状、または、リブ状の構造を有し、
　上記導体の薄膜パターンの少なくとも一部は、上記溝状の構造の内面、または、上記リブ状の構造の外面に形成されており、
　上記導体の薄膜パターンは、上記土台に垂直な断面において、上記溝状、または、上記リブ状の構造の折れ線形状、曲線形状、またはその組み合わせの形状に沿った、折れ線形状、曲線形状、またはその組み合わせの形状を含んでいることを特徴とするアンテナ装置。
　上記導体の薄膜パターンは、上記溝状の構造の内面の少なくとも一部に形成されている、あるいは、上記リブ状の構造の外面の少なくとも一部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
　上記導体の薄膜パターンは、上記構造の内面または外面の少なくとも一部と、上記土台における上記構造以外の面とに亘って形成されていることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
　上記ループ構造が複数のループ構造から成る螺旋構造であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
　請求項１から４のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備えていることを特徴とする携帯端末装置。