WO2016194689A1 - アンテナおよび電子機器 - Google Patents

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WO2016194689A1
WO2016194689A1 PCT/JP2016/065239 JP2016065239W WO2016194689A1 WO 2016194689 A1 WO2016194689 A1 WO 2016194689A1 JP 2016065239 W JP2016065239 W JP 2016065239W WO 2016194689 A1 WO2016194689 A1 WO 2016194689A1
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antenna
coil
magnetic
bending portion
opening
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PCT/JP2016/065239
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Inventor
三川賢太郎
伊藤宏充
Original Assignee
株式会社村田製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H01Q7/06—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop with core of ferromagnetic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H01Q1/2225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
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    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support

Definitions

  • the present invention relates to an antenna used in a short-distance wireless communication system and the like and an electronic apparatus equipped with the antenna.
  • a coil antenna is generally used as an antenna for an HF band RFID (Radio Frequency Identifier) tag or an NFC (Near Field Communication) antenna.
  • HF band RFID Radio Frequency Identifier
  • NFC Near Field Communication
  • Patent Document 1 discloses an antenna including a flexible substrate on which a coil conductor is formed, and a magnetic sheet disposed along the flexible substrate.
  • FIG. 17 is a diagram showing a state of coupling between the antenna shown in Patent Document 1 and the communication partner antenna.
  • the antenna 19 includes a spiral coil conductor CW having a coil opening at the winding center and a magnetic sheet 10 disposed along the coil opening.
  • the antenna 19 is supported on a circuit board 20 by a support base 43.
  • the magnetic flux generated from the communication partner antenna 301 passes through the magnetic material sheet 10 of the antenna 19 in the in-plane direction.
  • This magnetic flux ⁇ i does not contribute to the magnetic field coupling between the antenna 19 and the communication partner antenna 301.
  • the magnetic flux ⁇ e passing through the coil opening formed by the coil conductor CW is an effective magnetic flux that contributes to the magnetic field coupling between the antenna 19 and the communication partner antenna 301, but the magnetic flux ⁇ e is weak in the positional relationship shown in FIG.
  • An object of the present invention is to provide an antenna that can be coupled with a predetermined high coupling coefficient even when the coil opening of the communication partner antenna and the coil opening of the antenna are not opposed to each other, and an electronic device including the antenna. There is.
  • the antenna of the present invention A spiral coil conductor having a coil opening at the winding center; and A magnetic sheet disposed along the coil opening; With The coil conductor has a bending portion or a bending portion that bends or bends toward a side where the magnetic sheet is disposed, and the bending portion or the bending portion is formed in the coil opening, and the bending portion or the bending portion is formed.
  • the magnetic material sheet is provided at a position excluding a specific portion that is at least a part of the bent portion.
  • the antenna of the present invention A spiral coil conductor having a coil opening at the winding center; and A magnetic sheet disposed along the coil opening;
  • the coil conductor has a bending portion or a bending portion that bends or bends toward a side where the magnetic sheet is disposed, and the bending portion or the bending portion is formed in the coil opening, and the bending portion or the bending portion is formed.
  • An opening, a cut, or a gap of the magnetic sheet is provided at a specific portion that is at least a part of the bent portion.
  • the electronic device of the present invention includes a housing and an antenna provided in the housing,
  • the antenna is A spiral coil conductor having a coil opening at the winding center; and A magnetic sheet disposed along the coil opening;
  • the coil conductor has a bending portion or a bending portion that bends or bends toward a side where the magnetic sheet is disposed, and the bending portion or the bending portion is formed in the coil opening, and the bending portion or the bending portion is formed.
  • the magnetic material sheet is provided at a position excluding a specific portion that is at least a part of the bent portion.
  • the electronic device of the present invention includes a housing and an antenna provided in the housing,
  • the antenna is A spiral coil conductor having a coil opening at the winding center; and A magnetic sheet disposed along the coil opening;
  • the coil conductor has a bending portion or a bending portion that bends or bends toward a side where the magnetic sheet is disposed, and the bending portion or the bending portion is formed in the coil opening, and the bending portion or the bending portion is formed.
  • An opening, a cut, or a gap of the magnetic sheet is provided at a specific portion that is at least a part of the bent portion.
  • the antenna is preferably arranged along the inner surface of the casing. This structure eliminates the need for a special support base for supporting the antenna.
  • the antenna is disposed at an end of the casing.
  • a planar conductor that is closer to the magnetic sheet than the coil conductor is provided along the antenna.
  • the magnetic flux passing through the coil opening of the antenna and the coil opening of the communication partner antenna is generated. Since they are coupled with a predetermined high coupling coefficient, communication is possible.
  • FIG. 1A is a plan view of the antenna 21 before being bent
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1A
  • FIG. 2A is a perspective view showing a configuration on the circuit board side where the antenna according to the first embodiment is provided.
  • FIG. 2B is a front view illustrating the structure of the antenna device 101 including the antenna 21.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a state of magnetic flux passing through the antenna 21 according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a state of magnetic flux passing through the antenna 21 according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a front view showing the structure of an antenna device 102A including an antenna 22A according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a front view illustrating the structure of an antenna device 102B including an antenna 22B according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a front view illustrating the structure of the antenna device 103 including the antenna 23 according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of an electronic device 204 including the antenna 21 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 9 is a front view of a main part of an electronic apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIGS. 10A, 10B, and 10C are all plan views of the antenna according to the sixth embodiment before bending.
  • FIG. 11 is a front view of an antenna 27 according to the seventh embodiment.
  • FIG. 12 is an exploded plan view of the antenna 27 before the flexible substrate 40 and the magnetic sheets 11 and 12 are bonded together.
  • FIG. 13 is a front view of the main part inside the electronic apparatus including the antenna 28A according to the eighth embodiment.
  • FIG. 14 is an exploded plan view of the antenna 28A before the flexible substrate 40 and the magnetic sheets 11 and 12 are bonded together.
  • FIG. 15 is a front view of the main part inside the electronic apparatus including the antenna 28B according to the eighth embodiment.
  • FIG. 16 is an exploded plan view of the antenna 28B before the flexible substrate 40 and the magnetic sheets 11 and 12 are bonded together.
  • FIG. 17 is a diagram showing a state of coupling between the antenna shown in Patent Document 1 and the communication partner antenna.
  • the “antenna device” is an antenna that radiates magnetic flux.
  • the antenna device is an antenna used for near-field communication using magnetic field coupling with an antenna on the communication partner side, and is used for communication such as NFC (Near field communication).
  • the antenna device uses a frequency band used for communication such as NFC in a frequency band lower than the UHF band, for example, an HF band, and is used in particular at a frequency near 13.56 MHz or 13.56 MHz.
  • the size of the antenna device is sufficiently smaller than the wavelength ⁇ at the used frequency, and the radiation characteristics of electromagnetic waves are poor in the used frequency band.
  • the length along the coil conductor from one end of the coil conductor to the other end of the coil antenna included in the antenna device described below is ⁇ / 10 or less, which is sufficiently shorter than the wavelength in the operating frequency band. Almost no current distribution on the coordinate axis along the coil conductor occurs, and a substantially constant current flows.
  • the wavelength here refers to the effective wavelength which considered the wavelength shortening effect by the dielectric property of the base material in which an antenna is formed, or magnetic permeability. Both ends of the coil conductor of the coil antenna are connected to a power feeding circuit that operates the operating frequency band (HF band, particularly around 13.56 MHz).
  • the coil conductor included in the coil antenna and the power supply circuit may be connected by magnetic field coupling via a power supply coil or a transformer (including a balun).
  • a power supply coil or a transformer including a balun
  • both ends of the coil conductor included in the power supply coil or the transformer are connected to the power supply circuit, and both ends of the coil conductor included in the coil antenna are connected to each other directly or via a capacitor.
  • “Electronic device” in the present invention is a device including the antenna.
  • mobile phone terminals such as smartphones and feature phones
  • wearable terminals such as smart watches and smart glasses
  • notebook PCs tablet terminals
  • cameras game machines
  • toys information media such as IC tags, SD cards, SIM cards, and IC cards
  • information media such as IC tags, SD cards, SIM cards, and IC cards
  • various electronic devices such as IC tags, SD cards, SIM cards, and IC cards And various electronic devices.
  • FIG. 1A is a plan view of the antenna 21 before being bent
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1A.
  • the antenna 21 includes a flexible substrate 40 on which a coil conductor CW is formed and magnetic sheets 11 and 12.
  • the coil conductor CW is a rectangular spiral coil conductor having a winding center portion as a coil opening CA.
  • the coil conductor CW is disposed so that the first conductor portion 41 and the second conductor portion 42 face each other across the bending line BL-BL passing through the coil opening CA.
  • the magnetic sheets 11 and 12 are formed by forming a composite of a magnetic powder such as ferrite powder and a resin material into a rectangular plate-like sheet.
  • the coil conductor CW and the magnetic sheets 11 and 12 do not have to be rectangular, and the outer shape may be an elliptical shape or a shape including a convex portion or a concave portion.
  • Magnetic sheets 11 and 12 are arranged along the coil opening CA.
  • a gap (portion without the magnetic material sheet) MG is formed between the magnetic material sheet 11 and the magnetic material sheet 12.
  • the magnetic sheets 11 and 12 are bonded to the flexible substrate 40 via double-sided adhesive sheets, respectively.
  • the formation position of the magnetic sheet gap MG corresponds to the position through which the bending line BL-BL passes.
  • the formation position of the gap MG is an example of the “specific part” according to the present invention.
  • the flexible substrate 40 on which the coil conductor CW is formed is bent along the bending line BL-BL toward the side where the magnetic sheet 11 is disposed.
  • FIG. 2A is a perspective view showing a configuration on the circuit board side where the antenna according to the first embodiment is provided.
  • FIG. 2B is a front view illustrating the structure of the antenna device 101 including the antenna 21.
  • the antenna device 101 includes an antenna 21, a support base 43 that supports the antenna 21, and a rectangular plate-like circuit board 20.
  • the antenna 21 is attached to the support base 43 shown in FIG.
  • the circuit board 20 has a ground conductor extending in a planar shape.
  • the antenna 21 is arranged such that the magnetic sheets 11 and 12 are closer to the circuit board 20 side than the flexible board 40. That is, the magnetic material sheets 11 and 12 are attached to the support base 43.
  • the antenna 21 and the support base 43 are disposed near one side of the circuit board 20.
  • the antenna 21 is bent at the bent portion BZ so that the side close to one side of the circuit board 20 is closer to the circuit board. That is, the coil conductor CW is bent toward the side on which the magnetic body 11 is disposed, and is a method perpendicular to the surface of the coil conductor CW including the first conductor portion 41 on the side facing the magnetic body sheets 11 and 12.
  • the normal line perpendicular to the surface of the coil conductor CW including the second conductor portion 42 intersects the line.
  • the second conductor portion 42 is disposed closer to one side of the circuit board 20 than the first conductor portion 41.
  • a unit in which the antenna 21 is attached to the support base 43 may be mounted on the circuit board 20. Both ends of the coil conductor of the antenna 21 are connected to predetermined terminal electrodes on the circuit board.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a state of magnetic flux passing through the antenna 21 according to the first embodiment.
  • a communication partner antenna 301 such as an RFID tag is disposed in the vicinity of the antenna 21.
  • the communication partner side antenna 301 has a coil opening surface parallel to the surface of the magnetic material sheet 11 and is separated from the gap MG of the magnetic material sheet toward the magnetic material sheet 11 (in the extending direction of the magnetic material sheet 11). It is arranged at the position.
  • the communication partner antenna 301 may be disposed at a position where the coil opening surface is perpendicular to the surface of the magnetic material sheet 11 and is further away from the magnetic material sheet 11 than the gap MG of the magnetic material sheet. Except for the angle at which the coupling between the antenna 21 and the communication partner antenna 301 according to the first embodiment is null (not coupled), the angle of the communication partner antenna 301 is not limited.
  • FIG. 3 a broken arrow line schematically represents the path of the magnetic flux ⁇ e generated from the communication partner antenna 301.
  • the magnetic flux ⁇ e passes through the magnetic material sheet 11 and passes through the gap MG. That is, it passes through the coil opening CA without passing through the magnetic sheet 12.
  • the communication partner antenna 301 and the antenna 21 are magnetically coupled via the magnetic flux ⁇ e.
  • the communication partner antenna 301 and the antenna 21 are magnetically coupled with a high coupling coefficient.
  • communication is performed in a state where the antenna according to the first embodiment is arranged near the end portion in the casing of the electronic device, and the communication partner antenna is relatively arranged near the central portion of the casing. It corresponds to the case of performing. For example, it is particularly effective when an electronic device reads an RFID by placing an article or product including an RFID tag including a communication partner antenna near the center of the electronic device. It is also effective when performing communication by holding the electronic device near the center of the reader / writer antenna. That is, in the electronic device including the antenna according to the first embodiment, not only when the communication partner antenna is disposed near the end of the casing but also when the antenna is disposed near the center of the casing. Can also communicate.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a state of magnetic flux passing through the antenna 21 according to the first embodiment.
  • the position of the communication partner antenna 302 is different from the position of the antenna 301 shown in FIG.
  • the communication partner side antenna 302 has a coil opening surface that is not parallel to the surface of the magnetic material sheet 12 and is separated from the magnetic material sheet MG to the magnetic material sheet 12 side (the extending direction of the magnetic material sheet 12). It is arranged at the position. Even when the communication partner antenna 301 is disposed at the position shown in FIG. 3, the angle at which the coupling between the antenna 21 according to the first embodiment and the communication partner antenna 301 is null (not coupled) is excluded. For example, the angle of the communication partner antenna 301 does not matter.
  • FIG. 4 broken arrow lines schematically represent the paths of magnetic fluxes ⁇ e and ⁇ i generated from the communication partner antenna 302.
  • the magnetic flux ⁇ e passes through the magnetic sheet 12 and passes through the gap MG. That is, it passes through the coil opening CA without passing through the magnetic sheet 11.
  • the communication partner antenna 302 and the antenna 21 are magnetically coupled via the magnetic flux ⁇ e.
  • the magnetic flux generated from the communication partner antenna 302 decreases the proportion of the loop of the reactive magnetic flux ⁇ i that does not contribute to the coupling, and increases the proportion of the loop of the effective magnetic flux ⁇ e that contributes to the coupling. To do. Therefore, the communication partner antenna 302 and the antenna 21 are magnetically coupled with a high coupling coefficient.
  • the following effect other than the communication partner side antenna and the antenna of this embodiment being coupleable with a predetermined high coupling coefficient. That is, in the antenna having the conventional structure shown in FIG. 17, when the magnetic sheet 10 and the flexible substrate 40 are bonded to each other, the bent portion BZ (see FIG. 2B) is caused by the bending of the antenna 19. Stress acts. Due to this stress, the magnetic material sheet and the flexible substrate 40 are easily peeled off from each other. On the other hand, according to this embodiment, since there is no magnetic sheet at the position of the bending line BL-BL, almost no stress is generated in the bent portion BZ, and the magnetic sheet and the flexible substrate 40 are not easily peeled off. .
  • Second Embodiment An example in which the structure of the bent portion of the antenna is different from that of the first embodiment will be described.
  • FIG. 5 is a front view showing the structure of the antenna device 102A including the antenna 22A.
  • the antenna device 102A includes an antenna 22A, a support base 43 that supports the antenna 22A, and a rectangular plate-like circuit board 20.
  • the shapes of the support base 43 and the antenna 22A are different from those of the antenna device 101 shown in FIG. 2A in the first embodiment.
  • the support base 43 provided in the antenna device 102 ⁇ / b> A has a curved portion, and the antenna 22 ⁇ / b> A is along the support base 43. Therefore, the antenna 22A has a curved portion CZ. There is a gap MG of the magnetic sheet in the curved portion CZ.
  • the present invention is not limited to the presence of the magnetic sheet gap MG in the bent portion BZ as in the first embodiment, but the magnetic sheet gap in the curved portion having a certain spread as in the present embodiment.
  • the present invention can be similarly applied to the case where there is MG, and has the same effect.
  • FIG. 6 is a front view showing the structure of the antenna device 102B including the antenna 22B.
  • the antenna device 102B includes an antenna 22B, a support base 43 that supports the antenna 22B, and a rectangular plate-like circuit board 20.
  • the shapes of the support base 43 and the antenna 22B are different from the antenna device 101 shown in FIG. 2A in the first embodiment.
  • the support base 43 provided in the antenna device 102 ⁇ / b> B has two orthogonal surfaces, and the antenna 22 ⁇ / b> B is along the support base 43. Therefore, the antenna 22B is bent at a right angle. There is a gap MG of the magnetic sheet in the bent portion BZ generated by this bending. Further, the ridge portion is rounded with a predetermined curvature. Therefore, almost no stress is generated on the magnetic sheets 11 and 12, and the magnetic sheets 11 and 12 and the flexible substrate 40 are hardly peeled off.
  • FIG. 7 is a front view showing the structure of the antenna device 103 including the antenna 23.
  • the antenna device 103 includes an antenna 23, a support base 43 that supports the antenna 23, and a rectangular plate-like circuit board 20. Unlike the antenna 21 shown in FIG. 2B in the first embodiment, the antenna 23 is provided with only the magnetic sheet 11 without the magnetic sheet 12. Other configurations are the same as those of the antenna 21.
  • a communication partner antenna 301 such as an RFID tag is disposed in the vicinity of the antenna 23.
  • the communication partner antenna 301 has a coil opening surface parallel to the surface of the magnetic sheet 11 and is disposed at a position away from the bent portion BZ toward the magnetic sheet 11. .
  • the angle at which the coupling between the antenna 23 according to the third embodiment and the communication partner antenna 301 is null (not coupled) is excluded.
  • the angle of the communication partner antenna 301 does not matter.
  • a broken arrow line schematically represents the path of the magnetic flux ⁇ e passing through the communication partner antenna 301.
  • the magnetic flux ⁇ e passes through the magnetic sheet 11 and passes through the coil opening CA.
  • the communication partner antenna 301 and the antenna 23 are magnetically coupled via the magnetic flux ⁇ e. Since almost no reactive magnetic flux that does not contribute to coupling is generated, the communication partner antenna 301 and the antenna 23 are magnetically coupled with a high coupling coefficient.
  • FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of the electronic device 204 including the antenna 21.
  • the electronic device 204 includes housings 50 and 51 and an antenna 21.
  • the circuit board 20 is housed in the housings 50 and 51.
  • the configuration of the antenna 21 is as shown in the first embodiment.
  • the antenna 21 is disposed along the inner surface of the housing 50.
  • the casing 50 has a bent portion, and the antenna 21 is disposed along the inner surface of the casing 50, whereby the bent portion BZ is generated in the antenna 21.
  • the antenna 21 is bent so that the corner inside the housing of the antenna 21 is smaller than the corner outside the housing of the antenna 21.
  • the antenna 21 is attached to the inner surface of the housing 50 via a double-sided adhesive sheet, for example. Further, the power feeding circuit formed on the circuit board 20 and the antenna 21 are connected via a movable probe (spring pin) or the like.
  • the structure in which the antenna 21 is disposed along the inner surface of the housing 50 eliminates the need for a special support base for supporting the antenna.
  • the antenna 21 is arranged at the end of the casing.
  • FIG. 9 is a front view of the main part of the electronic apparatus according to the present embodiment.
  • This electronic device includes a planar conductor 60 along the antenna 21.
  • the planar conductor 60 is, for example, a shield plate or a battery pack that covers a predetermined area of the circuit board 20.
  • the configuration of the antenna 21 is as shown in the first embodiment.
  • the planar conductor 60 is disposed at a position closer to the magnetic sheets 11 and 12 than the coil conductor CW of the antenna 21. With this configuration, the planar conductor 60 suppresses the generation of the invalid magnetic flux ⁇ i that does not pass through the coil opening CA of the coil conductor CW. This increases the effective magnetic flux and increases the coupling coefficient.
  • FIG. 10A, FIG. 10B, and FIG. 10C are all plan views before bending of the antenna according to this embodiment.
  • a slit-like opening MA is formed in the magnetic sheet 10 along the bending line BL-BL.
  • the opening MA is formed over substantially the entire width of the coil opening CA.
  • the formation position of the opening MA is an example of the “specific part” according to the present invention.
  • the “full width of the coil opening CA” is the length of the coil opening CA in the bent portion or the bent portion in the direction perpendicular to the bending direction at the time of bending or bending (the direction along the bending line BL-BL). .
  • the magnetic material opening MA is formed in the bending line BL, so that the magnetic flux passes through the portion without the magnetic material (opening MA) in the bending portion. That is, the magnetic flux escapes efficiently.
  • a part of the magnetic sheet remains outside the coil opening CA, but since this part is not the opening of the coil, the influence on the ease of flux removal is small.
  • the opening MA does not necessarily have to be formed over the entire width of the coil opening CA, and may be formed only in a part of the entire width of the coil opening CA. Further, the opening MA may extend from the coil opening CA so as to overlap the coil conductor CW, and may further be formed outside the coil opening CA and the coil conductor CW. Further, in FIG. 10A, a cut may be formed instead of the opening MA.
  • the magnetic sheet 10 is formed with slit-shaped notches MC along the bending line BL-BL.
  • the formation position of this notch MC is an example of the “specific part” according to the present invention.
  • the total length of the notches MC is preferably not less than 1 ⁇ 2 of the entire width of the coil opening CA. Furthermore, it is preferable that it is 2/3 or more.
  • the above-mentioned “total length of the cutout MC” means the length dimension of the cutout MC in the direction perpendicular to the bending direction at the time of bending or bending (direction along the bending line BL-BL). Is the added value. As a result, the magnetic flux is released from the bent portion where there is no magnetic body (cut MS).
  • the magnetic sheet 10 is formed with a cut MS that extends along the bending line BL-BL. Since it is the cut MS, there is no gap in the cut MS before the magnetic sheet 10 is bent.
  • the formation position of the cut MS is an example of the “specific part” according to the present invention. It is preferable that the total length of the cuts MS is 1 ⁇ 2 or more of the entire width of the coil opening CA. Furthermore, it is preferable that it is 2/3 or more.
  • the above-mentioned “total length of the cut MS” is the addition of the length dimension of the cut MS in the direction perpendicular to the bending direction at the time of bending or bending (direction along the bending line BL-BL). Value. Even in such a shape, by bending the antenna along the bend line BL-BL, the magnetic sheet 10 is cut outside the bend to increase the interval between the cuts MS. Therefore, the magnetic flux passes through the notch MS of the magnetic material sheet.
  • the notch MC and the notch MS are not necessarily formed at both ends of the magnetic body, and may be formed only at one end of the magnetic body sheet. Further, the notch MS does not need to be connected to the end of the magnetic body, and the opening MA, the notch MC, and the notch MS may be appropriately combined.
  • the magnetic material sheet is not completely divided into two or more, so that it is divided.
  • the problem that the position between two or more magnetic sheets does not shift does not occur, and the problem that the position between the coil conductor and the magnetic sheet shifts hardly occurs.
  • FIG. 11 is a front view of the antenna 27 according to the present embodiment.
  • FIG. 12 is an exploded plan view of the antenna 27 before the flexible substrate 40 and the magnetic sheets 11 and 12 are bonded together.
  • a bending line BL-BL at the end of the coil opening CA.
  • the bending position of the antenna is not limited to the center of the coil opening CA.
  • the magnetic sheets 11 and 12 are attached to the surface of the flexible substrate 40 where the coil conductor CW is formed.
  • the magnetic sheet may be disposed on either the coil conductor CW formation surface of the flexible substrate or the opposite surface.
  • FIG. 13 is a front view of the main part inside the electronic apparatus including the antenna 28A.
  • FIG. 14 is an exploded plan view of the antenna 28A before the flexible substrate 40 and the magnetic sheets 11 and 12 are bonded together.
  • the flexible substrate 40 has lands formed on both ends of the coil conductor CW, and one end of the wire 31 is connected to the lands. The other end of the wire is connected to a land on the circuit board 20 as shown in FIG.
  • the configuration of the antenna 28A is the same as that of the antenna 21 shown in the first embodiment, except that the magnetic sheets 11 and 12 are attached to the surface of the flexible substrate 40 where the coil conductor CW is formed.
  • FIG. 15 is a front view of the main part inside the electronic device including the antenna 28B.
  • FIG. 16 is an exploded plan view of the antenna 28B before the flexible substrate 40 and the magnetic sheets 11 and 12 are bonded together.
  • the flexible substrate 40 is formed with cable portions 40C that are extending portions at both ends of the coil conductor CW.
  • the distal end of the cable portion 40C is connected to the circuit board 20 via a connector 32 as shown in FIG.
  • the coil conductor CW is not limited to the structure formed on the flexible substrate 40.
  • the coil conductor may be directly formed on the casing by the LDS method (Laser Direct Direct Structure), or may be configured by a wire or the like.
  • the magnetic sheet may be a sheet obtained by mixing a magnetic powder, such as magnetic ferrite, with a resin and molding it into a sheet, or by sintering a sintered magnetic ferrite plate and pasting it on a resin substrate. Good.
  • the magnetic material sheet and the flexible substrate may be joined with an adhesive other than the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet.
  • the antenna device and the electronic device in the communication system mainly using magnetic field coupling such as NFC have been described.
  • the antenna device and the electronic device in the above-described embodiment are contactless using magnetic field coupling.
  • the power transmission system (electromagnetic induction method, magnetic field resonance method) can be used similarly.
  • the antenna device in the above-described embodiment uses a magnetic resonance type non-contact power transmission system that is used in a frequency band that is lower than the UHF band, for example, in the HF band, particularly in the vicinity of 6.78 MHz or 6.78 MHz.
  • the power receiving device can be applied as a power receiving antenna device
  • the power transmitting device can be applied as a power transmitting antenna device.
  • the antenna device functions as a power receiving antenna device or a power transmitting antenna device.
  • both ends of the coil conductor included in the coil antenna of the antenna device are connected to a power receiving circuit or a power transmitting circuit that operates a used frequency band (HF band, particularly around 6.78 MHz).
  • the power receiving circuit includes a rectifier circuit that is connected to the coil antenna and the load, converts electric power from the coil antenna into a direct current and supplies the direct current to the load, and may include a smoothing circuit, a DC-DC converter circuit, and the like.
  • the power transmission circuit includes an inverter circuit that supplies power to the coil antenna.

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Abstract

アンテナは、巻回中心部をコイル開口（ＣＡ）とするスパイラル状のコイル導体（ＣＷ）と、コイル開口（ＣＡ）に沿って配置される磁性体シート（１１，１２）と、を備え、コイル開口（ＣＡ）に湾曲部または屈曲部を有し、湾曲部または屈曲部の少なくとも一部である特定箇所を除く位置に磁性体シート（１１，１２）が設けられている。

Description

アンテナおよび電子機器
　本発明は、近距離無線通信システム等に用いられるアンテナおよびそれを備えた電子機器に関するものである。
　ＨＦ帯のRFID（Radio Frequency Identifier）タグ用や、NFC（Near Field Communication）用のアンテナには一般にコイルアンテナが用いられる。
　特許文献１には、コイル導体が形成されたフレキシブル基板と、このフレキシブル基板に沿って配置される磁性体シートとを備えたアンテナが示されている。
国際公開第２０１１／０７７８７８号
　図１７は特許文献１に示されているアンテナと通信相手側アンテナとの結合の様子を示す図である。図１７において、アンテナ１９は、巻回中心部をコイル開口とするスパイラル状のコイル導体ＣＷと、コイル開口に沿って配置される磁性体シート１０とを備える。このアンテナ１９は、回路基板２０上に支持台４３で支持される。
　ところが、通信相手側アンテナ３０１が図１７に示す位置にあるとき、通信相手側アンテナ３０１から生じる磁束は、アンテナ１９の磁性体シート１０を面内方向に通過してしまう。この磁束φｉはアンテナ１９と通信相手側アンテナ３０１との磁界結合に寄与しない。コイル導体ＣＷにより形成されるコイル開口を通過する磁束φｅはアンテナ１９と通信相手側アンテナ３０１との磁界結合に寄与する有効な磁束であるが、図１７に示す位置関係では磁束φｅは弱い。
　本発明の目的は、通信相手側アンテナのコイル開口とアンテナのコイル開口とが対向しない位置関係であっても、所定の高い結合係数で結合できるようにしたアンテナおよびそれを備える電子機器を提供することにある。
（１）本発明のアンテナは、
　巻回中心部をコイル開口とするスパイラル状のコイル導体と、
　前記コイル開口に沿って配置される磁性体シートと、
　を備え、
　前記コイル導体は、前記磁性体シートが配置される側に向かって湾曲または屈曲する湾曲部または屈曲部を有し、前記湾曲部または前記屈曲部は前記コイル開口に形成され、前記湾曲部または前記屈曲部の少なくとも一部である特定箇所を除く位置に前記磁性体シートが設けられていることを特徴とする。
（２）本発明のアンテナは、
　巻回中心部をコイル開口とするスパイラル状のコイル導体と、
　前記コイル開口に沿って配置される磁性体シートと、
　を備え、
　前記コイル導体は、前記磁性体シートが配置される側に向かって湾曲または屈曲する湾曲部または屈曲部を有し、前記湾曲部または前記屈曲部は前記コイル開口に形成され、前記湾曲部または前記屈曲部の少なくとも一部である特定箇所に前記磁性体シートの開口、切り込みまたは間隙が設けられていることを特徴とする。
　上記（１）（２）のいずれの構成でも、アンテナのコイル開口が通信相手側アンテナのコイル開口面と対向しない位置関係であっても、アンテナのコイル開口と通信相手側アンテナのコイル開口とを通過する磁束が生じて、両者は所定の高い結合係数で結合する。
（３）本発明の電子機器は、筐体と前記筐体内に設けられるアンテナとを備え、
　前記アンテナは、
　巻回中心部をコイル開口とするスパイラル状のコイル導体と、
　前記コイル開口に沿って配置される磁性体シートと、
　を備え、
　前記コイル導体は、前記磁性体シートが配置される側に向かって湾曲または屈曲する湾曲部または屈曲部を有し、前記湾曲部または前記屈曲部は前記コイル開口に形成され、前記湾曲部または前記屈曲部の少なくとも一部である特定箇所を除く位置に前記磁性体シートが設けられていることを特徴とする。
（４）本発明の電子機器は、筐体と前記筐体内に設けられるアンテナとを備え、
　前記アンテナは、
　巻回中心部をコイル開口とするスパイラル状のコイル導体と、
　前記コイル開口に沿って配置される磁性体シートと、
　を備え、
　前記コイル導体は、前記磁性体シートが配置される側に向かって湾曲または屈曲する湾曲部または屈曲部を有し、前記湾曲部または前記屈曲部は前記コイル開口に形成され、前記湾曲部または前記屈曲部の少なくとも一部である特定箇所に前記磁性体シートの開口、切り込みまたは間隙が設けられていることを特徴とする。
　上記（３）（４）のいずれの構成によっても、電子機器におけるアンテナの位置とは異なる位置に通信相手側アンテナが配置される場合でも、両者の通信が可能となる。
（５）上記（３）または（４）において、前記アンテナは前記筐体の内面に沿って配置されることが好ましい。この構造により、アンテナを支持するための特別な支持台が不要となる。
（６）上記（３）から（５）のいずれかにおいて、前記アンテナは前記筐体の端部に配置されていることが好ましい。この構造により、電子機器を通信相手側装置に近接させて通信を行う場合に、電子機器のアンテナと通信相手側アンテナとの距離が短くなって通信特性が向上する。また、電子機器に通信相手装置を載置するような場合には、電子機器のアンテナと通信相手側アンテナとが適度に離れることにより通信特性が向上する。
（７）上記（３）から（６）のいずれかにおいて、前記アンテナに沿って、前記コイル導体よりも前記磁性体シートに近接する面状導体を備えることが好ましい。この構成により、結合に寄与しない無効磁束が抑制され、そのことで有効磁束が増加し、結合係数が高まる。
　本発明によれば、アンテナのコイル開口が通信相手側アンテナのコイル開口と対向しない位置関係であっても、アンテナのコイル開口と通信相手側アンテナのコイル開口とを通過する磁束が生じて、両者は所定の高い結合係数で結合するので、通信が可能となる。
図１（Ａ）はアンテナ２１の折り曲げ前の状態での平面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＢ－Ｂ部分の断面図である。 図２（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナを設ける回路基板側の構成を示す斜視図である。図２（Ｂ）はアンテナ２１を含むアンテナ装置１０１の構造を表す正面図である。 図３は、第１の実施形態に係るアンテナ２１を通る磁束の様子を模式的に表す図である。 図４は、第１の実施形態に係るアンテナ２１を通る磁束の様子を模式的に表す図である。 図５は、第２の実施形態に係るアンテナ２２Ａを含むアンテナ装置１０２Ａの構造を表す正面図である。 図６は、第２の実施形態に係るアンテナ２２Ｂを含むアンテナ装置１０２Ｂの構造を表す正面図である。 図７は、第３の実施形態に係るアンテナ２３を含むアンテナ装置１０３の構造を表す正面図である。 図８は、第４の実施形態に係るアンテナ２１を備える電子機器２０４の縦断面図である。 図９は第５の実施形態に係る電子機器の主要部の正面図である。 図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）、図１０（Ｃ）はいずれも第６の実施形態に係るアンテナの屈曲前の平面図である。 図１１は第７の実施形態に係るアンテナ２７の正面図である。 図１２はアンテナ２７の、フレキシブル基板４０と磁性体シート１１，１２との貼り合わせ前の分解平面図である。 図１３は、第８の実施形態に係るアンテナ２８Ａを備える電子機器の内部の主要部の正面図である。 図１４はアンテナ２８Ａの、フレキシブル基板４０と磁性体シート１１，１２との貼り合わせ前の分解平面図である。 図１５は、第８の実施形態に係るアンテナ２８Ｂを備える電子機器の内部の主要部の正面図である。 図１６はアンテナ２８Ｂの、フレキシブル基板４０と磁性体シート１１，１２との貼り合わせ前の分解平面図である。 図１７は特許文献１に示されているアンテナと通信相手側アンテナとの結合の様子を示す図である。
　以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
　以降で示す各実施形態において、「アンテナ装置」とは、磁束を放射するアンテナである。アンテナ装置は、通信相手側のアンテナと磁界結合を用いた近傍界通信のために用いられるアンテナであり、例えばNFC（Near field communication）等の通信に利用される。アンテナ装置は、NFC等の通信として使用する周波数帯はUHF帯よりも低い周波数帯、例えばHF帯で使用され、特に13.56MHzまたは13.56MHz近傍の周波数で用いられる。アンテナ装置の大きさは、使用する周波数における波長λに比べて十分に小さく、使用周波数帯においては電磁波の放射特性は悪い。後述のアンテナ装置が備えるコイルアンテナが有するコイル導体の一端から他端までコイル導体に沿った長さはλ/10以下であり、使用周波数帯での波長と比較して十分に短いため、コイル導体に生じる電流のコイル導体に沿った座標軸での分布はほとんど生じず、ほぼ一定の大きさの電流が流れる。なお、ここでいう波長とは、アンテナが形成される基材の誘電性や透磁性による波長短縮効果を考慮した実効的な波長の事を指す。コイルアンテナが有するコイル導体の両端は、使用周波数帯（HF帯、特に13.56MHz近傍）を操作する給電回路に接続される。なお、コイルアンテナが有するコイル導体と給電回路とは、給電コイルやトランス（バラン含む）を介して磁界結合により接続されてもよい。その場合は、給電コイルやトランスが有するコイル導体の両端が給電回路に接続され、コイルアンテナが有するコイル導体の両端が互いに直接乃至はキャパシタを介して接続される。
　本発明における「電子機器」は、上記アンテナを備える機器である。例えば、スマートフォンやフィーチャーフォン等の携帯電話端末、スマートウォッチやスマートグラス等のウェアラブル端末、ノートＰＣ、タブレット端末、カメラ、ゲーム機、玩具、ＩＣタグやＳＤカードやＳＩＭカードやＩＣカード等の情報媒体、等の様々な電子機器である。
《第１の実施形態》
　図１（Ａ）はアンテナ２１の折り曲げ前の状態での平面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＢ－Ｂ部分の断面図である。アンテナ２１は、コイル導体ＣＷが形成されたフレキシブル基板４０と磁性体シート１１，１２とを備えている。コイル導体ＣＷは、巻回中心部をコイル開口ＣＡとする矩形スパイラル状のコイル導体である。コイル導体ＣＷは、コイル開口ＣＡを通る屈曲ラインＢＬ－ＢＬを挟んで第１の導体部分４１と第２の導体部分４２が対向するように配置されている。磁性体シート１１，１２は、フェライト粉などの磁性体粉と樹脂材との混成体を矩形板状のシートに成形したものである。なお、コイル導体ＣＷおよび磁性体シート１１，１２は矩形である必要はなく、外形が、楕円形状や、凸部や凹部を含む形状でもよい。
　磁性体シート１１，１２はコイル開口ＣＡに沿って配置されている。磁性体シート１１と磁性体シート１２との間には、間隙（磁性体シートの無い部分）ＭＧが形成されている。具体的には、フレキシブル基板４０に磁性体シート１１，１２がそれぞれ両面粘着シートを介して貼着されている。磁性体シートの間隙ＭＧの形成位置は屈曲ラインＢＬ－ＢＬが通る位置に対応する。この間隙ＭＧの形成位置は本発明に係る「特定箇所」の一例である。
　折り曲げ時には、コイル導体ＣＷが形成されたフレキシブル基板４０は、磁性体シート１１が配置された側に向かって、屈曲ラインＢＬ－ＢＬラインで屈曲される。
　図２（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナを設ける回路基板側の構成を示す斜視図である。図２（Ｂ）はアンテナ２１を含むアンテナ装置１０１の構造を表す正面図である。
　アンテナ装置１０１は、アンテナ２１、それを支持する支持台４３、および矩形板状の回路基板２０を備える。図２（Ａ）に示す支持台４３にアンテナ２１が取り付けられる。
　回路基板２０には面状に広がるグランド導体が形成されている。
　アンテナ２１は、その磁性体シート１１，１２が、フレキシブル基板４０より回路基板２０側に近接する向きに配置される。すなわち、磁性体シート１１，１２側が支持台４３に貼付される。
　図２（Ａ），図２（Ｂ）に示すように、アンテナ２１および支持台４３は回路基板２０の一辺付近に配置される。そして、回路基板２０の一辺に近接する側が回路基板に、より近接する方向に、アンテナ２１は屈曲部ＢＺで屈曲している。すなわち、コイル導体ＣＷは磁性体１１が配置される側に向かって屈曲し、磁性体シート１１，１２に対向する面側において、第１の導体部分４１を含むコイル導体ＣＷの面に垂直な法線と、第２の導体部分４２を含むコイル導体ＣＷの面に垂直な法線が交わる。図２（Ｂ）の例では、第２の導体部分４２が第１の導体部分４１に比べて回路基板２０の一辺寄りに配置されている。
　なお、支持台４３にアンテナ２１を貼付したユニットを回路基板２０に実装するようにしてもよい。アンテナ２１のコイル導体の両端は回路基板上の所定の端子電極に接続される。
　図３は、第１の実施形態に係るアンテナ２１を通る磁束の様子を模式的に表す図である。アンテナ２１の近傍にＲＦＩＤタグ等の通信相手側アンテナ３０１が配置される。この例では、通信相手側アンテナ３０１は、そのコイル開口面が磁性体シート１１の面に対し平行で、磁性体シートの間隙ＭＧより磁性体シート１１側（磁性体シート１１の延伸方向）に離れた位置に配置されている。なお、通信相手側アンテナ３０１は、そのコイル開口面が磁性体シート１１の面に対し垂直で、磁性体シートの間隙ＭＧより磁性体シート１１側に離れた位置に配置されていても良く、第１の実施形態に係るアンテナ２１と通信相手側アンテナ３０１との結合がヌル（結合しない）となる角度を除けば、通信相手側アンテナ３０１の角度は問わない。
　図３において破線の矢印線は通信相手側アンテナ３０１から生じる磁束φｅの経路を模式的に表している。図３に表れているように、磁性体シートの間隙ＭＧが形成されているので、上記磁束φｅは磁性体シート１１を通過し、間隙ＭＧを抜ける。すなわち磁性体シート１２を通過せずに、コイル開口ＣＡを通過する。このことにより、通信相手側アンテナ３０１とアンテナ２１は磁束φｅを介して磁界結合する。
　このように、通信相手側アンテナ３０１から生じる磁束のうち、コイル開口ＣＡを鎖交する磁束φｅの割合が増加するため、通信相手側アンテナ３０１とアンテナ２１とは高い結合係数で磁界結合する。
　図３に示す例は、電子機器の筐体内の端部付近に第１の実施形態に係るアンテナが配置され、通信相手側アンテナが筐体の中央部付近に相対的に配置される状態で通信を行う場合に相当する。例えば電子機器の中央付近に通信相手側アンテナを含むＲＦＩＤタグを備える物品や製品を配置することで電子機器がＲＦＩＤを読み取る場合に特に有効である。また、電子機器の中央付近をリーダーライターのアンテナにかざして通信を行う場合にも有効である。つまり、第１の実施形態に係るアンテナを備えた電子機器は、通信相手側アンテナが筐体の端部付近に配置されている場合だけでなく、筐体の中央部付近に配置されている場合も通信を行うことができる。
　図４は、第１の実施形態に係るアンテナ２１を通る磁束の様子を模式的に表す図である。通信相手側アンテナ３０２の位置は図３に示したアンテナ３０１の位置とは異なる。この例では、通信相手側アンテナ３０２は、そのコイル開口面が磁性体シート１２の面と非平行で、磁性体シートの間隙ＭＧより磁性体シート１２側（磁性体シート１２の延伸方向）に離れた位置に配置されている。なお、通信相手側アンテナ３０１が図３に示す位置に配置されている場合でも、第１の実施形態に係るアンテナ２１と通信相手側アンテナ３０１との結合がヌル（結合しない）となる角度を除けば、通信相手側アンテナ３０１の角度は問わない。
　図４において破線の矢印線は通信相手側アンテナ３０２から生じる磁束φｅ，φｉの経路を模式的に表している。図４に表れているように、磁性体シートの間隙ＭＧが形成されているので、上記磁束φｅは磁性体シート１２を通過し、間隙ＭＧを抜ける。すなわち磁性体シート１１を通過せずに、コイル開口ＣＡを通過する。このことにより、通信相手側アンテナ３０２とアンテナ２１は磁束φｅを介して磁界結合する。磁性体シート１２に間隙ＭＧを備えることで、通信相手側アンテナ３０２から生じる磁束は、結合に寄与しない無効磁束φｉのループの割合が減少し、結合に寄与する有効磁束φｅのループの割合が増加する。したがって通信相手側アンテナ３０２とアンテナ２１とは高い結合係数で磁界結合する。
　以上に述べた例は、通信相手側アンテナ３０２から磁束が生じる場合についてであったが、アンテナ２１から磁束が生じる場合についても同様である。
　なお、本実施形態によれば、通信相手側アンテナと本実施形態のアンテナとが所定の高い結合係数で結合できること以外に、次の作用効果を奏する。すなわち、図１７に示した従来構造のアンテナにおいては、磁性体シート１０とフレキシブル基板４０とが互いに貼り合わされている場合に、アンテナ１９の屈曲により、屈曲部ＢＺ（図２（Ｂ）参照）に応力が作用する。この応力により、磁性体シートとフレキシブル基板４０とは互いに剥がれやすい。これに対し、本実施形態によれば、屈曲ラインＢＬ－ＢＬの箇所に磁性体シートが無いので、屈曲部ＢＺに応力が殆ど生じることがなく、磁性体シートとフレキシブル基板４０とは剥がれ難くい。
《第２の実施形態》
　第２の実施形態では、アンテナの屈曲部の構造が第１の実施形態とは異なる例について示す。
　図５はアンテナ２２Ａを含むアンテナ装置１０２Ａの構造を表す正面図である。アンテナ装置１０２Ａは、アンテナ２２Ａ、それを支持する支持台４３、および矩形板状の回路基板２０を備える。支持台４３およびアンテナ２２Ａの形状が、第１の実施形態で図２（Ａ）に示したアンテナ装置１０１と異なる。
　アンテナ装置１０２Ａが備える支持台４３は湾曲部を有し、アンテナ２２Ａは支持台４３に沿っている。そのため、アンテナ２２Ａは湾曲部ＣＺを有している。この湾曲部ＣＺ内に磁性体シートの間隙ＭＧがある。
　本発明は、第１の実施形態のように、屈曲部ＢＺに磁性体シートの間隙ＭＧがあることに限らず、本実施形態のように、或る拡がりをもつ湾曲部内に磁性体シートの間隙ＭＧがある場合にも同様に適用でき、同様の作用効果を奏する。
　図６はアンテナ２２Ｂを含むアンテナ装置１０２Ｂの構造を表す正面図である。アンテナ装置１０２Ｂは、アンテナ２２Ｂ、それを支持する支持台４３、および矩形板状の回路基板２０を備える。支持台４３およびアンテナ２２Ｂの形状が、第１の実施形態で図２（Ａ）に示したアンテナ装置１０１と異なる。
　アンテナ装置１０２Ｂが備える支持台４３は直交する二面を有し、アンテナ２２Ｂは支持台４３に沿っている。そのため、アンテナ２２Ｂは直角に屈曲される。この屈曲により生じる屈曲部ＢＺに磁性体シートの間隙ＭＧがある。また、稜部には所定曲率の丸みが生じる。そのため、磁性体シートに１１，１２には応力が殆ど生じることなく、磁性体シート１１，１２とフレキシブル基板４０とは剥がれ難くい。
《第３の実施形態》
　第３の実施形態では、アンテナの屈曲部の構造が第１の実施形態とは異なる例について示す。
　図７はアンテナ２３を含むアンテナ装置１０３の構造を表す正面図である。アンテナ装置１０３は、アンテナ２３、それを支持する支持台４３、および矩形板状の回路基板２０を備える。アンテナ２３は、第１の実施形態で図２（Ｂ）に示したアンテナ２１と異なり、磁性体シート１２が無く、磁性体シート１１のみが設けられている。その他の構成はアンテナ２１と同じである。
　アンテナ２３の近傍にＲＦＩＤタグ等の通信相手側アンテナ３０１が配置される。図７に示す例のように、通信相手側アンテナ３０１は、そのコイル開口面が磁性体シート１１の面に対し平行で、屈曲部ＢＺから磁性体シート１１方向へ離れた位置に配置されている。なお、通信相手側アンテナ３０１が図７に示す位置に配置されている場合でも、第３の実施形態に係るアンテナ２３と通信相手側アンテナ３０１との結合がヌル（結合しない）となる角度を除けば、通信相手側アンテナ３０１の角度は問わない。
　図７において破線の矢印線は通信相手側アンテナ３０１を通過する磁束φｅの経路を模式的に表している。図７に表れているように、磁束φｅは磁性体シート１１を通過し、コイル開口ＣＡを通過する。このことにより、通信相手側アンテナ３０１とアンテナ２３は磁束φｅを介して磁界結合する。結合に寄与しない無効磁束は殆ど生じないので、通信相手側アンテナ３０１とアンテナ２３とは高い結合係数で磁界結合する。
《第４の実施形態》
　第４の実施形態では、電子機器の例について示す。
　図８はアンテナ２１を備える電子機器２０４の縦断面図である。電子機器２０４は筐体５０，５１とアンテナ２１とを備える。筐体５０，５１内には回路基板２０が収められている。アンテナ２１の構成は第１の実施形態で示したとおりである。このアンテナ２１は筐体５０の内面に沿って配置される。筐体５０には屈曲部を有し、アンテナ２１は筐体５０の内面に沿って配置されることで、アンテナ２１に屈曲部ＢＺが生じる。アンテナ２１は、アンテナ２１の筐体内側の角が、アンテナ２１の筐体外側の角よりも小さくなるように曲げられている。アンテナ２１は例えば両面粘着シートを介して筐体５０の内面に取り付けられる。また、回路基板２０に形成されている給電回路とアンテナ２１とは、可動プローブ（スプリングピン）等を介して接続される。
　このように、アンテナ２１が筐体５０の内面に沿って配置される構造により、アンテナを支持するための特別な支持台が不要となる。
　図８に表れているように、アンテナ２１は筐体の端部に配置されている。この構造により、電子機器２０４を通信相手側装置に近接させて通信を行う場合に、電子機器のアンテナと通信相手側アンテナとの距離が短くなって通信特性が向上する。また、電子機器に通信相手装置を載置するような場合には、電子機器のアンテナと通信相手側アンテナとが適度に離れることにより通信特性が向上する。
《第５の実施形態》
　第５の実施形態では、面状導体を備える電子機器について示す。
　図９は本実施形態に係る電子機器の主要部の正面図である。この電子機器は、アンテナ２１に沿った面状導体６０を備える。この面状導体６０は例えば回路基板２０の所定領域を覆うシールド板やバッテリーパックである。アンテナ２１の構成は第１の実施形態で示したとおりである。
　面状導体６０は、アンテナ２１のコイル導体ＣＷよりも磁性体シート１１，１２に近接する位置に配置されている。この構成により、面状導体６０はコイル導体ＣＷのコイル開口ＣＡを通過しない無効磁束φｉの発生を抑制する。そのことで有効磁束が増加し、結合係数が高まる。
《第６の実施形態》
　第６の実施形態では、以上に示した各実施形態とは磁性体シートの構成が異なる例について示す。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）、図１０（Ｃ）はいずれも本実施形態に係るアンテナの屈曲前の平面図である。
　図１０（Ａ）に示す例では、磁性体シート１０に、屈曲ラインＢＬ－ＢＬに沿ったスリット状の開口ＭＡが形成されている。開口ＭＡはコイル開口ＣＡの実質的に全幅に亘って形成されている。この開口ＭＡの形成位置は本発明に係る「特定箇所」の一例である。上記「コイル開口ＣＡの全幅」とは、屈曲部または湾曲部における、屈曲時または湾曲時の曲げ方向に対する垂直方向（屈曲ラインＢＬ－ＢＬに沿った方向）の、コイル開口ＣＡの長さである。後述の「コイル開口ＣＡの全幅」についても同様である。
　このように屈曲ラインＢＬに磁性体の開口ＭＡが形成されることで、屈曲部において磁束は磁性体の無い部分（開口ＭＡ）を抜ける。すなわち、磁束が効率良く抜ける。コイル開口ＣＡの外側に磁性体シートの一部が残っているが、この部分はコイルの開口ではないので、磁束の抜け易さへの影響は小さい。
　なお、開口ＭＡは、コイル開口ＣＡの必ずしも全幅に亘って形成されている必要はなく、コイル開口ＣＡの全幅の一部にのみ形成されていてもよい。また、開口ＭＡは、コイル導体ＣＷに重なるようにコイル開口ＣＡから延出していてもよく、さらに、コイル開口ＣＡおよびコイル導体ＣＷの外側にまで形成されていてもよい。また、図１０（Ａ）において、開口ＭＡに代えて切り込みが形成されてもよい。
　図１０（Ｂ）に示す例では、磁性体シート１０に、屈曲ラインＢＬ－ＢＬに沿ったスリット状の切り欠きＭＣが形成されている。この切り欠きＭＣの形成位置は本発明に係る「特定箇所」の一例である。切り欠きＭＣの合計長はコイル開口ＣＡの全幅の１／２以上であることが好ましい。さらには２／３以上であることが好ましい。上記「切り欠きＭＣの合計長」とは、屈曲部または湾曲部における、屈曲時または湾曲時の曲げ方向に対する垂直方向（屈曲ラインＢＬ－ＢＬに沿った方向）の、切り欠きＭＣの長さ寸法の加算値である。これにより、屈曲部の磁性体の無い部分（切り込みＭＳ）を磁束が抜ける。
　図１０（Ｃ）に示す例では、磁性体シート１０に、屈曲ラインＢＬ－ＢＬに沿って延伸する切り込みＭＳが形成されている。切り込みＭＳであるため、磁性体シート１０の屈曲前は切り込みＭＳに間隔は無い。この切り込みＭＳの形成位置は本発明に係る「特定箇所」の一例である。切り込みＭＳの合計長はコイル開口ＣＡの全幅の１／２以上であることが好ましい。さらには２／３以上であることが好ましい。上記「切り込みＭＳの合計長」とは、屈曲部または湾曲部における、屈曲時または湾曲時の曲げ方向に対する垂直方向（屈曲ラインＢＬ－ＢＬに沿った方向）の、切り込みＭＳの長さ寸法の加算値である。このような形状であっても、アンテナを屈曲ラインＢＬ－ＢＬで屈曲することにより、磁性体シート１０は屈曲の外側で切り込みＭＳの間隔が広がる。したがって、磁性体シートの切り込みＭＳを磁束が抜ける。
　なお、切り欠きＭＣや切り込みＭＳは、必ずしも磁性体の両端に形成されている必要はなく、磁性体シートの一端のみに形成されていてもよい。また、切り込みＭＳは磁性体の端部に接続されている必要はなく、開口ＭＡ、切り欠きＭＣ、切り込みＭＳは適宜組み合わせてもよい。
　図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）、図１０（Ｃ）で示した本実施形態に係るアンテナのように、磁性体シートが２つ以上に完全に分断されていないことで、分断された２つ以上の磁性体シート間の位置がずれる問題が生じず、また、コイル導体と磁性体シート間の位置がずれる問題が生じにくい。
《第７の実施形態》
　第７の実施形態では、アンテナのコイル開口と屈曲位置との関係について示す。
　図１１は本実施形態に係るアンテナ２７の正面図である。図１２はアンテナ２７の、フレキシブル基板４０と磁性体シート１１，１２との貼り合わせ前の分解平面図である。
　本実施形態では、コイル開口ＣＡの端に屈曲ラインＢＬ－ＢＬがある。アンテナの屈曲位置はコイル開口ＣＡの中央に限らない。本実施形態のように、コイル開口ＣＡとコイル導体ＣＷとの境界で屈曲してもよい。
　なお、本実施形態では、フレキシブル基板４０のコイル導体ＣＷ形成面に磁性体シート１１，１２を貼付している。このように、フレキシブル基板のコイル導体ＣＷ形成面またはその反対面のいずれに磁性体シートを配置してもよい。
《第８の実施形態》
　第８の実施形態では、アンテナと回路基板との接続構造について示す。
　図１３はアンテナ２８Ａを備える電子機器の内部の主要部の正面図である。図１４はアンテナ２８Ａの、フレキシブル基板４０と磁性体シート１１，１２との貼り合わせ前の分解平面図である。フレキシブル基板４０には、コイル導体ＣＷの両端にランドが形成されていて、このランドにワイヤー３１の一端が接続されている。ワイヤーの他端は、図１３の示すように、回路基板２０上のランドに接続される。アンテナ２８Ａの構成は、フレキシブル基板４０のコイル導体ＣＷの形成面に磁性体シート１１，１２を貼付していることを除いて第１の実施形態で示したアンテナ２１と同じである。
　図１５はアンテナ２８Ｂを備える電子機器の内部の主要部の正面図である。図１６はアンテナ２８Ｂの、フレキシブル基板４０と磁性体シート１１，１２との貼り合わせ前の分解平面図である。フレキシブル基板４０には、コイル導体ＣＷの両端の延伸部であるケーブル部４０Ｃが形成されている。ケーブル部４０Ｃの先端は、図１５の示すように、回路基板２０にコネクタ３２を介して接続される。
《他の実施形態》
　以上に示した各実施形態では、コイル導体ＣＷがフレキシブル基板４０の片面に形成された例を示したが、コイル導体ＣＷはフレキシブル基板４０の両面に形成されていてもよい。また多層基板にコイル導体ＣＷを構成すること等により、コイル導体を多層に亘って構成してもよい。
　また、以上に示した各実施形態では、コイル導体ＣＷがフレキシブル基板４０に形成された例を示したが、コイル導体ＣＷはフレキシブル基板４０に形成される構造に限定されない。コイル導体は、ＬＤＳ法（Laser Direct Structuring）で筐体に直接形成されてもよいし、ワイヤー等で構成されてもよい。
　磁性体シートは、磁性体フェライト等の磁性体粉を樹脂に混ぜてシート状に成形したもの以外に、焼結磁性体フェライト板を小片化し、それらを樹脂基材に貼付したものであってもよい。
　磁性体シートとフレキシブル基板とは、両面粘着シート以外に接着剤で接合してもよい。
　なお、上述の実施形態では、主にＮＦＣ等の磁界結合を利用した通信システムにおけるアンテナ装置および電子機器を説明したが、上述の実施形態におけるアンテナ装置および電子機器は、磁界結合を利用した非接触電力伝送システム（電磁誘導方式、磁界共鳴方式）でも同様に用いることができる。例えば、上述の実施形態におけるアンテナ装置は、使用する周波数帯はUHF帯よりも低い周波数帯、例えばHF帯、特に6.78MHzまたは6.78MHz近傍の周波数で使用される磁界共鳴方式の非接触電力伝送システムの受電装置において受電アンテナ装置として適用でき、送電装置において送電アンテナ装置として適用できる。この場合でも、アンテナ装置は受電アンテナ装置や送電アンテナ装置として機能する。この場合でも、アンテナ装置のコイルアンテナが有するコイル導体の両端は、使用周波数帯（HF帯、特に6.78MHz近傍）を操作する受電回路や送電回路に接続される。受電回路には、コイルアンテナおよび負荷に接続され、コイルアンテナからの電力を直流に変換して負荷に供給する整流回路が含まれ、平滑回路やＤＣ－ＤＣコンバータ回路等も含んでもよい。また、送電回路はコイルアンテナに電力を供給するインバータ回路を含む。
　最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。例えば、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
φｅ…有効磁束
φｉ…無効磁束
ＢＬ…屈曲ライン
ＢＺ…屈曲部
ＣＡ…コイル開口
ＣＷ…コイル導体
ＣＺ…湾曲部
ＭＡ…開口
ＭＣ…切り欠き
ＭＧ…間隙
ＭＳ…切り込み
１０，１１，１２…磁性体シート
２０…回路基板
１９，２１，２２Ａ，２２Ｂ，２３，２７，２８Ａ，２８Ｂ…アンテナ
３１…ワイヤー
３２…コネクタ
４０…フレキシブル基板
４０Ｃ…ケーブル部
４１…第１の導体部分
４２…第２の導体部分
４３…支持台
５０，５１…筐体
６０…面状導体
１０１，１０２Ａ，１０２Ｂ，１０３…アンテナ装置
２０４…電子機器
３０１，３０２…通信相手側アンテナ

Claims (7)

  1. 　巻回中心部をコイル開口とするスパイラル状のコイル導体と、
    　前記コイル開口に沿って配置される磁性体シートと、
    　を備え、
    　前記コイル導体は、前記磁性体シートが配置される側に向かって湾曲または屈曲する湾曲部または屈曲部を有し、前記湾曲部または前記屈曲部は前記コイル開口に形成され、前記湾曲部または前記屈曲部の少なくとも一部である特定箇所を除く位置に前記磁性体シートが設けられていることを特徴とするアンテナ。
  2. 　巻回中心部をコイル開口とするスパイラル状のコイル導体と、
    　前記コイル開口に沿って配置される磁性体シートと、
    　を備え、
    　前記コイル導体は、前記磁性体シートが配置される側に向かって湾曲または屈曲する湾曲部または屈曲部を有し、前記湾曲部または前記屈曲部は前記コイル開口に形成され、前記湾曲部または前記屈曲部の少なくとも一部である特定箇所に前記磁性体シートの開口、切り込みまたは間隙が設けられていることを特徴とするアンテナ。
  3. 　筐体と前記筐体内に設けられるアンテナとを備え、
    　前記アンテナは、
    　巻回中心部をコイル開口とするスパイラル状のコイル導体と、
    　前記コイル開口に沿って配置される磁性体シートと、
    　を備え、
    　前記コイル導体は、前記磁性体シートが配置される側に向かって湾曲または屈曲する湾曲部または屈曲部を有し、前記湾曲部または前記屈曲部は前記コイル開口に形成され、前記湾曲部または前記屈曲部の少なくとも一部である特定箇所を除く位置に前記磁性体シートが設けられていることを特徴とする電子機器。
  4. 　筐体と前記筐体内に設けられるアンテナとを備え、
    　前記アンテナは、
    　巻回中心部をコイル開口とするスパイラル状のコイル導体と、
    　前記コイル開口に沿って配置される磁性体シートと、
    　を備え、
    　前記コイル導体は、前記磁性体シートが配置される側に向かって湾曲または屈曲する湾曲部または屈曲部を有し、前記湾曲部または前記屈曲部は前記コイル開口に形成され、前記湾曲部または前記屈曲部の少なくとも一部である特定箇所に前記磁性体シートの開口、切り込みまたは間隙が設けられていることを特徴とする電子機器。
  5. 　前記アンテナは前記筐体の内面に沿って配置される、請求項３または４に記載の電子機器。
  6. 　前記アンテナは前記筐体の端部に配置されている、請求項３から５のいずれかに記載の電子機器。
  7. 　前記アンテナに沿って、前記コイル導体よりも前記磁性体シートに近接する面状導体を備えた、請求項３から６のいずれかに記載の電子機器。
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