WO2016190055A1

WO2016190055A1 - アンテナ装置の製造方法、及びアンテナ装置

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Publication number: WO2016190055A1
Application number: PCT/JP2016/063572
Authority: WO
Inventors: 折原　勝久
Original assignee: デクセリアルズ株式会社
Priority date: 2015-05-27
Filing date: 2016-05-02
Publication date: 2016-12-01
Also published as: JP2016225675A; CN107615587B; US10547111B2; CN107615587A; JP6514960B2; US20180212326A1

Abstract

磁性シートの実装が容易であり、設置箇所に密着させるように折り曲げ可能なアンテナ装置の製造方法、及びその製造方法により製造されたアンテナ装置を提供する。電子機器に組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信するアンテナ装置を製造するアンテナ装置１の製造方法であって、開口部１２ｂを介して幅方向に対向する導線が互いに近接するように巻回して設けられ、長手方向に開口部１２ｂを縦断する中心線Ｌを介して前記導線が一方向に周回する一方側部１２ａ１と導線が他方向に周回する他方側部１２ａ２に二分されるアンテナコイル１２に対して、磁性シート２０ａ１、２０ａ２をアンテナコイル１２の一方側部１２ａ１と他方側部１２ａ２の互いに異なる面上にそれぞれ配置する配置工程と、磁性シート２０ａ１、２０ａ２を配置したアンテナコイル１２を積層方向に押圧する押圧工程とを有することを特徴とする。

Description

アンテナ装置の製造方法、及びアンテナ装置

　本発明は、電子機器に組み込まれ、発信器等の外部機器と電磁界信号を介して通信するアンテナ装置の製造方法、及びこの製造方法により製造されたアンテナ装置に関する。本出願は、日本国において２０１５年５月２７日に出願された日本特許出願番号特願２０１５－１０６９４６を基礎として優先権を主張するものであり、この出願を参照することにより、本出願に援用される。

　携帯電話機等の電子機器において、近距離非接触通信の機能を搭載するため、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）用のアンテナモジュールが用いられている。このアンテナモジュールは、リーダライタ等の発信器に搭載されたアンテナコイルと誘導結合を利用して通信を行っている。すなわち、このアンテナモジュールは、リーダライタからの磁界をアンテナコイルが受けることによって、それを電力に変換して通信処理部として機能するＩＣを駆動させることができる。

　アンテナモジュールは、確実に通信を行うため、リーダライタからのある値以上の磁束をアンテナコイルで受ける必要がある。そのために、従来例に係るアンテナモジュールでは、携帯電話機等の筐体にループコイルを設け、このコイルでリーダライタからの磁束を受けている。携帯電話機等の電子機器に組み込まれたアンテナモジュールは、機器内部の基板やバッテリパック等の金属がリーダライタからの磁界を受けることによって発生する渦電流のために、リーダライタからの磁束が跳ね返されてしまう。例えば、携帯電話機の筐体表面で考えると、リーダライタから来る磁界は、筐体表面の外周部分が強くなり、筐体表面の真ん中付近が弱くなる傾向にある。

　通常のループコイルを用いるアンテナの場合では、ループコイルは、その開口部が上述した筐体表面の外周部分を通過する磁界をあまり受けられない携帯電話機の中央部分に位置している。このため、通常のループコイルを用いるアンテナでは、磁界を受ける効率が悪くなっている。

　例えば特許文献１には、携帯電話端末の回路基板に面実装が可能で受信感度を高くする手段として、磁性体コアが、アンテナコイルの開口部に到来し回路基板の主面に沿って透過する磁束を屈曲させる屈曲部を少なくとも一端部に備え、この屈曲部により磁束を回路基板側に屈曲させて、回路基板の側面に回り込ませることを特徴とするアンテナ装置が記載されている。

　また、特許文献２には、アンテナコイルと磁性体コアを有するアンテナ装置において、磁性体コアがバッテリーパックの主面から側面に沿って延伸されている形態が記載されている。

　また、特許文献３には、通信相手のアンテナとの磁界結合を強め、通信性能を向上させる手段として、磁性体コアの磁束の出入りする端部が他の部分より広く形成されているアンテナが記載されている。

特許第４０１３９８７号公報特許第５４７２１５３号公報特許第４８９４９４５号公報

　アンテナ装置を設置する電子機器の種類や、通信方向によっては、例えば、アンテナ装置をバッテリやＬＣＤモジュールの端部に沿って折り曲げて設置した方が限られたスペースでコンパクトに設置することができ、効果的な場合がある。この場合、磁性シートをアンテナコイルの開口部に挿入して実装すると、アンテナコイルの厚みに磁性シートの厚みが加わるため、折り曲げた際にアンテナ装置にたわみが生じる、いわゆるＲ形状となってしまい、設置箇所に沿って例えば直角に折り曲げることが困難であった。

　特許文献１や特許文献２では、アンテナ装置の磁性コアが屈曲部を有することについては記載されているが、アンテナコイルと磁性シートを含めたアンテナ装置を折り曲げることやその具体的な手段については記載されていない。

　また、アンテナ装置の通信性能を向上させるために、磁性シートの大きさ（広さ）を大きくする場合がある。しかしながら、磁性シートを大きくすると、磁性シートをアンテナコイルの開口部に挿入する場合に実装が困難であった。

　特許文献３には、磁束の出入りする端部が他の部分より広く形成されている磁性体コアをコイル導体の貫通口に挿入することが記載されているが、どのような形状であっても磁性体コアを簡易にコイル導体に実装できる手段については記載されていない。

　本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、磁性シートの実装が容易であり、設置箇所に密着させるように折り曲げ可能なアンテナ装置の製造方法、及びその製造方法により製造されたアンテナ装置を提供する。

　本発明の一態様は、電子機器に組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信するアンテナ装置を製造するアンテナ装置の製造方法であって、開口部を介して幅方向に対向する導線が互いに近接するように巻回して設けられ、長手方向に開口部を縦断する中心線を介して前記導線が一方向に周回する一方側部と導線が他方向に周回する他方側部に二分されるアンテナコイルに対して、磁性シートをアンテナコイルの一方側部と他方側部の互いに異なる面上にそれぞれ配置する配置工程と、磁性シートを配置したアンテナコイルを積層方向に押圧する押圧工程とを有することを特徴とする。

　本発明の一態様によれば、磁性シートをそれぞれ別に配置し押圧することで、磁性シートをアンテナコイルの開口部に挿入することなく容易に実装することができる。また、それぞれの磁性シートの境界部分で可撓性を有するようにすることで、アンテナ装置を設置個所に密着させるように折り曲げることが可能になる。

　このとき、本発明の一態様では、一方側部と他方側部に配置する磁性シートは、それぞれの一端が中心線に接するように配置してもよい。

　それぞれの磁性シートを開口部の中心線に接するように配置し、押圧することで、中心線で折り曲げることが可能な可撓性を有するアンテナ装置を得ることができる。

　また、このとき、本発明の一態様では、一方側部と他方側部に配置する磁性シートは、一方の磁性シートの一端が他方の磁性シートの一端と重畳するように配置してもよい。

　この場合は、下側に積層された磁性シートの一端を支点として折り曲げることが可能であり、さらに、各磁性シートの間に隙間が生じないため、磁界が漏れ出ることがない。

　また、このとき、本発明の一態様では、一方側部と他方側部に配置する磁性シートは、一方の磁性シートの一端が他方の磁性シートの一端と、磁性シートの厚さ以下の間隔を空けて配置してもよい。

　それぞれの磁性シートを、厚さ以下の間隔を空けて配置することにより、より折り曲げやすいアンテナ装置の構成とすることができ、また磁界の漏れもほとんど生じない構成とすることができる。

　また、本発明の一態様では、一方側部の磁性シートと他方側部の磁性シートとの間に、更に開口部に配置された磁性シートを有するようにしてもよい。

　このように、磁性シートを例えば３枚配置した場合、磁性シートの境界が２箇所に生じるため、設置箇所の端部に沿って２箇所で折り曲げ、Ｕ字型にすることができる。

　また、本発明の一態様では、それぞれの磁性シートの少なくとも何れかについて、磁性シートの長手方向の幅が開口部の長手方向の幅よりも広くてもよい。

　磁性シートの幅を広くすることで、アンテナ装置の通信性能を向上させることができる。また、本発明の一態様では、それぞれの磁性シートを押圧によりアンテナコイルに実装するため、磁性シートをアンテナコイルに挿入する場合のような大きさの制限がない。

　また、本発明の他の態様では、上述のアンテナ装置の製造方法により製造されるアンテナ装置であって、開口部を介して幅方向に対向する導線が互いに近接するように巻回して設けられ、長手方向に前記開口部を縦断する中心線を介して導線が一方向に周回する一方側部と導線が他方向に周回する他方側部に二分されるアンテナコイルと、アンテナコイルの一方側部と他方側部の互いに異なる面上にそれぞれ設けられた磁性シートとを備え、磁性シート間の境界領域が可撓性を有し折り曲げ可能な構成となっている。

　本発明の他の態様によれば、アンテナコイルの一方側部と他方側部の互いに異なる面上にそれぞれの磁性シートが実装されるため、それぞれの磁性シートの境界領域において折り曲げ可能な可撓性を有し、設置箇所に密着させるように例えば垂直に折り曲げることが可能になる。

　本発明によれば、磁性シートをそれぞれ別に配置し押圧することで、磁性シートをアンテナコイルの開口部に挿入することなく容易に実装することができる。また、それぞれの磁性シートの境界部分で可撓性を有するようにすることで、アンテナ装置を設置個所に密着させるように折り曲げることが可能になる。

図１は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す斜視図である。図２Ａは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の製造方法の配置工程における磁性シートの配置を示す断面図であり、図２Ｂは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の製造方法の押圧工程後に得られるアンテナ装置の断面図である。図３Ａは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の製造方法の配置工程における磁性シートの配置を示す断面図であり、図３Ｂは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の製造方法の押圧工程後に得られるアンテナ装置の断面図である。図４Ａは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の製造方法の配置工程における磁性シートの配置を示す断面図であり、図４Ｂは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の製造方法の押圧工程後に得られるアンテナ装置の断面図である。図５Ａは、図２に示すアンテナ装置の製造方法によって得られたアンテナ装置を略直角に折り曲げた状態を示す断面図であり、図５Ｂは、図３に示すアンテナ装置の製造方法によって得られたアンテナ装置を略直角に折り曲げた状態を示す断面図であり、図５Ｃは、図４に示すアンテナ装置の製造方法によって得られたアンテナ装置を略直角に折り曲げた状態を示す断面図である。図６Ａは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置に、３枚の磁性シートを実装した場合を説明する斜視図であり、図６Ｂは、図６Ａのアンテナ装置を折り曲げた状態を示す断面図である。図７は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置において、一方の磁性シートの長手方向の幅がアンテナコイルの開口部の長手方向の幅よりも広い場合を表した斜視図である。図８は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置が適用される無線通信システムの概略構成を示す斜視図である。図９Ａは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置を備える電子機器の一例を示す斜視図であり、図９Ｂは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の配置を説明するための断面図である。図１０Ａは、実施例に係るアンテナ装置を折り曲げた場合の斜視図であり、図１０Ｂは、実施例に係るアンテナ装置を折り曲げた場合の断面図である。図１１Ａは、比較例に係るアンテナ装置を折り曲げた場合の斜視図であり、図１１Ｂは、比較例に係るアンテナ装置を折り曲げた場合の断面図である。

　以下、本発明の好適な実施の形態について下記順序にて詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
１．アンテナ装置の製造方法
　１－１．配置工程
　１－２．押圧工程
２．アンテナ装置

＜１．アンテナ装置の製造方法＞
　本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の製造方法は、電子機器３０（図８参照）に組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信するアンテナ装置を製造するアンテナ装置１の製造方法であって、開口部１２ｂを介して幅方向に対向する導線が互いに近接するように巻回して設けられ、長手方向に開口部１２ｂを縦断する中心線Ｌを介して前記導線が一方向に周回する一方側部１２ａ１と導線が他方向に周回する他方側部１２ａ２に二分されるアンテナコイル１２に対して、磁性シート２０ａ１、２０ａ２をアンテナコイル１２の一方側部１２ａ１と他方側部１２ａ２の互いに異なる面上にそれぞれ配置する配置工程と、磁性シート２０ａ１、２０ａ２を配置したアンテナコイル１２を積層方向に押圧する押圧工程とを有することを特徴とする。

　ここで、アンテナ装置１は、図１に示すように、アンテナコイル１２と磁性シート２０ａ１、２０ａ２を有する。アンテナコイル１２は、その長手方向に開口部１２ｂを縦断する中心線Ｌを介して導線１２ａが一方向に周回する一方側部１２ａ１と導線１２ａが他方向に周回する他方側部１２ａ２に二分されている。そして、一方側部１２ａ１が磁性シート２０ａ１と重畳し、他方側部１２ａ２が一方側部１２ａ１とは反対の面で磁性シート２０ａ２と重畳している。

　上述した通り従来は、磁性シートをアンテナコイルの開口部に挿入して実装していた。この場合、アンテナコイルの厚みに磁性シートの厚みが加わるため、折り曲げた際にアンテナ装置にたわみが生じる、いわゆるＲ形状となってしまい、設置箇所に沿ってアンテナ装置を例えば直角に折り曲げることが困難であった。

　これに対し、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の製造方法では、磁性シート２０ａ１、２０ａ２をそれぞれ別に配置し押圧することで、磁性シート２０ａ１、２０ａ２の境界部分で可撓性を有する構成とすることができ、アンテナ装置１を設置個所に密着させるように、例えば直角に折り曲げることが可能になる。また、磁性シート２０ａ１、２０ａ２をアンテナコイル１２の開口部１２ｂに挿入することなく容易に実装することができる。

　以下、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の製造方法における各工程についてさらに図面を使いながら詳細に説明する。図２Ａ乃至図４Ｂは、本発明のそれぞれの実施形態に係るアンテナ装置の製造方法を説明した図であり、図２Ａ、図３Ａ、図４Ａは配置工程における磁性シートの配置方法を説明するための断面図であり、図２Ｂ、図３Ｂ、図４Ｂは押圧工程後に得られるアンテナ装置を表す断面図である。また、図５は、図２Ａ乃至図４Ｂに示すアンテナ装置の製造方法によって得られたアンテナ装置を折り曲げた状態を示す断面図である。

（１－１．配置工程）
　配置工程では、磁性シート２０ａ１、２０ａ２をアンテナコイル１２の一方側部１２ａ１と他方側部１２ａ２の互いに異なる面上にそれぞれ配置する。

　このときの各磁性シート２０ａ１、２０ａ２の配置位置の一実施形態として、図２Ａに示すように、一方側部１２ａ１と他方側部１２ａ２に配置するそれぞれの磁性シート２０ａ１、２０ａ２は、その一端がアンテナコイル１２の中心線Ｌに接するように配置することができる。

　このように、それぞれの磁性シート２０ａ１、２０ａ２をアンテナコイル１２の開口部１２ｂの中心線Ｌに接するように配置し、後述する押圧工程を経て製造されたアンテナ装置１は、中心線で容易に折り曲げることが可能な可撓性を有する。また、このようなアンテナ装置１を設置箇所に沿って折り曲げた場合、図５Ａに示すようにそれぞれの磁性シート２０ａ１、２０ａ２間に隙間が生じることがないため、磁界が漏れ出すことがなく良好なアンテナ通信特性を確保することができる。

　また、各磁性シート１２０ａ１、１２０ａ２の配置位置の他の一実施形態として、図３Ａに示すように、アンテナコイル１１２の一方側部１１２ａ１と他方側部１１２ａ２に配置するそれぞれの磁性シート１２０ａ１、１２０ａ２は、一端が他の磁性シートの一端と重畳するように配置することもできる。

　この場合は、図５Ｂに示すように、磁性シート１２０ａ２の端部１２０ｃを支点としてアンテナ装置１０１を折り曲げることが可能な可撓性を有する。また、それぞれの磁性シート１２０ａ１、１２０ａ２間に隙間が生じることがなく、同様に磁界が漏れ出すことがないため良好なアンテナ通信特性を確保することができる。

　あるいは、各磁性シート２２０ａ１、２２０ａ２の配置位置の他の一実施形態として、図４Ａに示すように、アンテナコイル２１２の一方側部２１２ａ１と他方側部２１２ａ２に配置するそれぞれの磁性シート２２０ａ１、２２０ａ２は、一端が他の磁性シートの一端と、磁性シートの厚さｄ以下の間隔ｗを空けて配置することができる。すなわち、図４Ａにおいて、ｗ≦ｄを満たすように配置される。

　この場合は、図５Ｃに示すように、磁性シート２２０ａ２の端部２２０ｃを支点としてアンテナ装置２０１を折り曲げることにより、それぞれの磁性シート２２０ａ１、２２０ａ２間に隙間が生じることがなく、また、同様に磁界が漏れ出すことがないため良好なアンテナ通信特性を確保することができる。ｗ＞ｄとなると、折り曲げたときに磁性シート２２０ａ１、２２０ａ２の間に隙間が生じてしまうため好ましくない。

　なお、配置する磁性シートは、一方側部と他方側部の２枚には限られない。すなわち、図６Ａに示すように、一方側部３１２ａ１の磁性シート３２０ａ１と他方側部３１２ａ２の磁性シート３２０ａ２との間に、更に開口部３１２ｂに配置された磁性シート３２０ａ３を有するように配置してもよい。

　このように、例えば磁性シート３２０ａ１、３２０ａ２、３２０ａ３を３枚配置した場合、磁性シートの境界が図６Ａ中のＬ１、Ｌ２の２箇所に生じるため、図６Ｂに示すように、設置箇所の端部に沿って磁性シートの端部３２０ｃ１、３２０ｃ２の２箇所で折り曲げることで、Ｕ字型に設置にすることができる。なお、折り曲げた際のアンテナ装置３０１の口部の幅ｔが、設置箇所の厚さと略同じになるように、磁性シート３２０ａ３の幅を調整しておくことが好ましい。

　また、磁性シートの形状について、図７に示すように、それぞれの磁性シート４２０ａ１、４２０ａ２の少なくとも何れかについて、磁性シートの長手方向の幅が開口部４１２ｂの長手方向の幅よりも広くてもよい。図７では、他方側部４１２ａ２の磁性シート４２０ａ２の長手方向の幅が開口部４１２ｂの長手方向の幅よりも広くなっているが、一方側部４１２ａ１の磁性シート４２０ａ１の長手方向の幅が広い態様でもよいし、一方側部４１２ａ１と他方側部４１２ａ２の両方の磁性シート４２０ａ１、４２０ａ２の長手方向の幅が広い態様でもよい。

　このように、磁性シート４２０ａ１、４２０ａ２の長手方向の幅を広くすることで、通信時に外部機器から送られる磁束をアンテナコイル４１２の中心側に向けて誘導する機能を増幅させ、アンテナ装置４０１の通信性能をより向上させることができる。また、本発明の一態様では、それぞれの磁性シート４２０ａ１、４２０ａ２を押圧によりアンテナコイル４１２に実装するため、磁性シートをアンテナコイルに挿入する場合のような大きさの制限がなく、実装が容易になる。

　なお、図７では、略矩形状の磁性シートとしているが、この形状に限定されず、例えば、磁性シートの一端から他端に向けて幅広となるような形状でもよい。このように、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の製造方法では、磁性シートを配置して押圧することにより、磁性シートをアンテナコイルに実装するため、磁性シートをアンテナコイルの開口部に挿入して実装する場合に比べて、磁性シートの形状に関する制限がなく、様々な形状の磁性シートを実装することができる。

（１－２．押圧工程）
　続いて、押圧工程では、磁性シートを配置したアンテナコイルを積層方向に押圧する。ここで、積層方向に押圧するとは、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａの矢印Ａの方向に押圧することである。

　これにより、余分な空気を除いて、図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂに示すように、磁性シートをアンテナコイルに実装することができ、アンテナ装置のコンパクト化を実現することができる。

　押圧する手段としては、特に限定はされないが、例えば、真空プレス装置を用いて真空環境下にて熱圧着を行うことが好ましい。熱圧着は、例えば、加熱温度１００℃程度で加圧圧力０．５ＭＰａにて、１分間程度プレスすることにより行われる。また、押圧を行う際には、緩衝用フィルム等を上下にはさんで押圧することが好ましい。

＜２．アンテナ装置＞
　次に、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の製造方法によって製造されたアンテナ装置について、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置が適用される電子機器の構成と共に、図面を使用しながら説明する。図８は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置が適用される無線通信システムの概略構成を示す斜視図であり、図９Ａは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置を備える電子機器の一例を示す斜視図であり、図９Ｂは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の配置を説明するための断面図である。

　本実施形態に係るアンテナ装置１は、電子機器３０に組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信する装置であって、例えば、図８に示すようなＲＦＩＤ用の無線通信システム１００に組み込まれて使用される。

　無線通信システム１００は、図８に示すように、電子機器３０に備わるアンテナ装置１と、アンテナ装置１に対するアクセスを行う外部機器となるリーダライタ４０とを含む。ここで、アンテナ装置１の少なくとも一部とリーダライタ４０とは、図８において互いに対向するように配置されているものとする。なお、図８は無線通信システムの構成について模式的に示したものであり、アンテナ装置１は後述するように、例えば金属板３に沿って折り曲げられて使用される。

　リーダライタ４０は、互いに対向するアンテナ装置１に対して、磁界を発信する発信器として機能し、具体的には、アンテナ装置１に向けて磁界を発信するアンテナ４１と、アンテナ４１を介して誘導結合されたアンテナ装置１と通信を行う制御基板４２とを備える。

　すなわち、リーダライタ４０は、アンテナ４１と電気的に接続された制御基板４２が配設されている。この制御基板４２には、一又は複数の集積回路チップ等の電子部品からなる制御回路４３が実装されている。この制御回路４３は、アンテナ装置１から受信されたデータに基づいて、各種の処理を実行する。

　例えば、制御回路４３は、アンテナ装置１に対してデータを送信する場合、データを符号化し、符号化したデータに基づいて、所定の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）の搬送波を変調し、変調した変調信号を増幅し、増幅した変調信号でアンテナ４１を駆動する。また、制御回路４３は、アンテナ装置１からデータを読み出す場合、アンテナ４１で受信されたデータの変調信号を増幅し、増幅したデータの変調信号を復調し、復調したデータを復号する。

　なお、制御回路４３では、一般的なリーダライタで用いられる符号化方式及び変調方式が用いられ、例えば、マンチェスタ符号化方式やＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調方式が用いられている。また、以下では、非接触通信システムにおけるアンテナ装置等について説明をするが、Ｑｉ（チー）等の非接触充電システムについても同様に適用することができる。

　アンテナ装置１は、例えば、テレビ、ウェアラブル端末、携帯電話機等の電子機器３０の筐体３２の内部に組み込まれる。アンテナ装置１は、例えば、誘導結合されたリーダライタ４０との間で通信可能となるアンテナコイル１２が実装されたアンテナ基板１１（図９Ａ参照）を有するアンテナモジュール２と、アンテナコイル１２に流れる電流により駆動し、リーダライタ４０との間で通信を行う通信処理部１３と、金属板３とを備える。

　アンテナモジュール２は、電子機器３０の筐体３２（図９Ａ参照）の内部に設けられ、誘導結合されたリーダライタ４０との間で通信を行う。アンテナモジュール２は、例えば、図８に示すように、アンテナ基板１１と、通信処理部１３と、端子部１４とを備える。

　アンテナ基板１１は、可撓性を有し、アンテナ基板１１には、例えばフレキシブルフラットケーブルなどの可撓性の導線１２ａがパターンニング処理などをすることによって形成されるアンテナコイル１２と、アンテナコイル１２と通信処理部１３とを電気的に接続する端子部１４とが実装されている。従って、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１は、磁性シート２０ａ１、２０ａ２をそれぞれ可撓性を有するアンテナコイル１２の一方側部１２ａ１と他方側部１２ａ２に実装することで、磁性シート２０ａ１、２０ａ２間の境界領域において可撓性を有し、折り曲げ可能な構成となる。

　アンテナコイル１２は、リーダライタ４０から発信される磁界を受けると、リーダライタ４０と誘導結合によって磁気的に結合され、変調された電磁波を受信して、端子部１４を介して受信信号を通信処理部１３に供給する機能を有する。アンテナコイル１２は、図９Ａに示すように略短冊形状をなし、外形に沿ってアンテナコイル１２の１本の導線１２ａが周回されており、その中心側が開口部１２ｂとなっている。すなわち、アンテナコイル１２は、その開口部１２ｂを介して対向する導線１２ａが互いに近接するように巻回して設けられる。また、アンテナコイル１２は、少なくとも一部が通信時にリーダライタ４０と対向するように配置される。

　通信処理部１３は、アンテナコイル１２に流れる電流により駆動し、リーダライタ４０との間で通信を行う。具体的に、通信処理部１３は、受信された変調信号を復調し、復調したデータを復号して、復号したデータを、当該通信処理部１３が有する内部メモリに書き込む。また、通信処理部１３は、リーダライタ４０に送信するデータを内部メモリから読み出し、読み出したデータを符号化し、符号化したデータに基づいて搬送波を変調し、誘導結合によって磁気的に結合されたアンテナコイル１２を介して変調された電波をリーダライタ４０に送信する。なお、通信処理部１３は、アンテナコイル１２に流れる電力ではなく、電子機器内に組み込まれたバッテリパックや外部電源などの電力供給手段から供給された電力によって駆動してもよい。

　金属板３は、電子機器３０の筐体３２内に設けられ、外部機器となるリーダライタ４０に対向する第１の導電体となる。金属板３は、例えば、携帯電話やスマートフォン、ウェアラブル端末、テレビ、タブレットＰＣ等の電子機器の筐体内に設けられ、アンテナモジュール２の通信時にリーダライタ４０に対向する第１の導電体を構成するものである。当該第１の導電体として、例えば、スマートフォンの筐体の内面に貼付されたメタルカバーや、スマートフォン内に収納されたバッテリパックの金属筐体、あるいは、タブレットＰＣの液晶モジュールの裏面に設けられた金属板等が相当する。

　バッテリパック等の金属板３は、電気を比較的よく流すので、外部から交流磁界が加わると渦電流が発生し、磁界を跳ね返してしまう。このような外部から交流磁界が加わるときの磁界分布を調べると、リーダライタ４０と対向した金属板３の端部３ａの磁界が強いという特性を有する。このため、本実施形態では、アンテナモジュール２のアンテナコイル１２を電子機器３０の筐体３２内部に設けられたバッテリパック等の金属板３の外縁側に設けている。このように、アンテナコイル１２を金属板３の外縁側に設けることによって、携帯電話機等の電子機器３０に組み込んだ際に当該電子機器３０の小型化を図りつつ、リーダライタ４０との間で良好な通信特性が実現される。

　本実施形態では、アンテナコイル１２は、例えば、図９Ａに示すように、電子機器３０の筐体３２内部に設けられたバッテリパック等の金属板３と、筐体３２の内周壁３２ａとの間に、金属板３に沿って折り曲げられた状態で配置される。なお、アンテナコイル１２は、上記のように金属板３と筐体３２の内周壁３２ａとの間だけでなく、例えば、集積回路基板などの筐体内部に配置された導電体と筐体の内周壁との隙間に設けるようにしてもよい。

　また、磁性シート２０ａ１、２０ａ２は、酸化鉄や酸化クロム、コバルト、フェライト等の磁性体から形成され、アンテナモジュール２の通信特性を高めるために、当該アンテナモジュール２の通信時にリーダライタ４０から送られる磁束をアンテナコイル１２の中心側に向けて誘導する機能を有する。

　以上のように、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置は、アンテナ装置の製造方法により製造されるアンテナ装置１であって、開口部１２ｂを介して幅方向に対向する導線が互いに近接するように巻回して設けられ、長手方向に開口部１２ｂを縦断する中心線Ｌを介して前記導線が一方向に周回する一方側部１２ａ１と導線が他方向に周回する他方側部１２ａ２に二分されるアンテナコイル１２と、アンテナコイル１２の一方側部１２ａ１と他方側部１２ａ２の互いに異なる面上にそれぞれ設けられた磁性シート２０ａ１、２０ａ２とを備え、磁性シート２０ａ１、２０ａ２間の境界領域が可撓性を有し折り曲げ可能な構成となっている。

　なお、ここで、境界領域とは、磁性シートの端部が中心線Ｌに接する場合には中心線Ｌであり、一方の磁性シートの一端が他方の磁性シートの一端と重畳する場合には他方の磁性シートの端部１２０ｃであり、一方の磁性シートの一端が他方の磁性シートの一端と磁性シートの厚さ以下の間隔を空けて配置される場合には、磁性シート間の隙間の領域である。

　このように、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置では、アンテナコイルの一方側部と他方側部の互いに異なる面上にそれぞれの磁性シートが実装されるため、それぞれの磁性シートの境界領域において折り曲げ可能な可撓性を有し、設置箇所に密着させるように例えば垂直に折り曲げることが可能になる。

　次に、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の製造方法の実施例について説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。

（実施例）
　実施例では、ＮＦＣアンテナとして、４０ｍｍ×１２ｍｍで導線が４ターンのアンテナコイルの一方側部の上面と他方側部の下面にシート幅６ｍｍの磁性シートをそれぞれの端部がアンテナコイルの中心線に接するようにそれぞれ配置し、加熱温度１００℃で加圧圧力０．５ＭＰａにて、１分間プレスしてアンテナ装置を得た。

　実施例の製造方法で製造したアンテナ装置は、アンテナコイルの中心線において可撓性を有するものであり、図１０Ａに示すように略直角に折り曲げることができ、その際にそれぞれの磁性シートの間には隙間は生じなかった。したがって、図１０Ｂに示すように、アンテナ装置を金属板３等の設置個所に密着させるように折り曲げることが可能であった。

（比較例）
　比較例では、ＮＦＣアンテナとして、４０ｍｍ×１２ｍｍで導線が４ターンのアンテナコイルの開口部にシート幅１２ｍｍの磁性シートを挿入して、アンテナ装置を得た。

　比較例の製造方法で製造したアンテナ装置は、アンテナコイルの中心線において折り曲げた場合、図１１Ａに示すように開口部に挿入された磁性シートにＲ形状のたわみが生じ、略直角に折り曲げることができなかった。したがって、図１１Ｂに示すように、アンテナ装置を金属板３等の設置個所に密着させるように折り曲げることはできなかった。

１、１０１、２０１、３０１、４０１　アンテナ装置、２　アンテナモジュール、３　金属板、３ａ　（金属板の）端部、１１　アンテナ基板、１２、１１２、２１２、３１２、４１２　アンテナコイル、１２ａ　導線、１２ａ１、１１２ａ１、２１２ａ１、３１２ａ１、４１２ａ１　一方側部、１２ａ２、１１２ａ２、２１２ａ２、３１２ａ２、４１２ａ２　他方側部、１２ｂ、３１２ｂ、４１２ｂ　開口部、１３　通信処理部、１４　端子部、２０ａ１、１２０ａ１、２２０ａ１、３２０ａ１、４２０ａ１　（一方側部の）磁性シート、２０ａ２、１２０ａ２、２２０ａ２、３２０ａ２、４２０ａ２　（他方側部の）磁性シート、３２０ａ３　（開口部に配置された）磁性シート、２０ｃ、１２０ｃ、２２０ｃ、３２０ｃ１、３２０ｃ２　（磁性シートの）端部、３０　電子機器、３２　筐体、３２ａ　（筐体の）内周壁、４０　リーダライタ（外部機器）、４１　アンテナ、４２　制御基板、４３　制御回路、１００　無線通信システム、Ｌ　中心線、Ａ　矢印

Claims

　電子機器に組み込まれ、外部機器と電磁界信号を介して通信するアンテナ装置を製造するアンテナ装置の製造方法であって、
　開口部を介して幅方向に対向する導線が互いに近接するように巻回して設けられ、長手方向に前記開口部を縦断する中心線を介して前記導線が一方向に周回する一方側部と前記導線が他方向に周回する他方側部に二分されるアンテナコイルに対して、磁性シートを前記アンテナコイルの前記一方側部と前記他方側部の互いに異なる面上にそれぞれ配置する配置工程と、
　前記磁性シートを配置した前記アンテナコイルを積層方向に押圧する押圧工程と、
を有することを特徴とするアンテナ装置の製造方法。
　前記一方側部と前記他方側部に配置する前記磁性シートは、それぞれの一端が前記中心線に接するように配置される請求項１に記載のアンテナ装置の製造方法。
　前記一方側部と前記他方側部に配置する前記磁性シートは、一方の前記磁性シートの一端が他方の前記磁性シートの一端と重畳するように配置される請求項１に記載のアンテナ装置の製造方法。
　前記一方側部と前記他方側部に配置する前記磁性シートは、一方の前記磁性シートの一端が他方の前記磁性シートの一端と、前記磁性シートの厚さ以下の間隔を空けて配置される請求項１に記載のアンテナ装置の製造方法。
　前記一方側部の前記磁性シートと前記他方側部の前記磁性シートとの間に、更に前記開口部に配置された磁性シートを有する請求項１に記載のアンテナ装置の製造方法。
　それぞれの前記磁性シートの少なくとも何れかについて、前記磁性シートの長手方向の幅が前記開口部の長手方向の幅よりも広い請求項１乃至５の何れか１項に記載のアンテナ装置の製造方法。
　請求項１乃至５の何れか１項に記載のアンテナ装置の製造方法により製造されるアンテナ装置であって、
　開口部を介して幅方向に対向する導線が互いに近接するように巻回して設けられ、長手方向に前記開口部を縦断する中心線を介して前記導線が一方向に周回する一方側部と前記導線が他方向に周回する他方側部に二分されるアンテナコイルと、
　前記アンテナコイルの前記一方側部と前記他方側部の互いに異なる面上にそれぞれ設けられた磁性シートとを備え、
　前記磁性シート間の境界領域が可撓性を有し折り曲げ可能な構成となっているアンテナ装置。