JP2021048530A - Coil antenna, antenna device, and electronic apparatus - Google Patents
Coil antenna, antenna device, and electronic apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021048530A JP2021048530A JP2019170773A JP2019170773A JP2021048530A JP 2021048530 A JP2021048530 A JP 2021048530A JP 2019170773 A JP2019170773 A JP 2019170773A JP 2019170773 A JP2019170773 A JP 2019170773A JP 2021048530 A JP2021048530 A JP 2021048530A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- coil conductor
- terminal electrode
- conductor
- antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
Description
本発明は、基材に設けられたコイル導体を有するコイルアンテナ、このコイルアンテナを備えるアンテナ装置、及びこのアンテナ装置を備える電子機器に関する。 The present invention relates to a coil antenna having a coil conductor provided on a base material, an antenna device including the coil antenna, and an electronic device including the antenna device.
特許文献1には、コントロール基板に設けた給電コイルと、アンテナ基板に設けたループアンテナとを備え、この給電コイルとループアンテナとを磁界結合させたアンテナ装置が示されている。
特許文献1に記載のアンテナ装置では、給電コイルとループアンテナとの配置関係によっては、両者間の必要な結合度が得られず、その場合には所定のアンテナ特性が得られないことがある。
In the antenna device described in
上記給電コイルとループアンテナとの結合度を高めるために、同一のフレキシブル基板上に給電コイルとループアンテナとを形成するとしても、共振回路を構成するためにチップキャパシタを設ける場合には、それらの接続関係によっては、部品点数の多さ、実装スペースの確保に課題が生じる。また、フレキシブル基板へのチップキャパシタの実装の難易度が高い、という課題も生じる。 Even if the feeding coil and the loop antenna are formed on the same flexible substrate in order to increase the degree of coupling between the feeding coil and the loop antenna, when a chip capacitor is provided to form a resonance circuit, they are used. Depending on the connection relationship, there are problems in securing a large number of parts and mounting space. In addition, there is a problem that it is difficult to mount the chip capacitor on the flexible substrate.
そこで、本発明の目的は、コイル同士の必要な結合度を確保し、共振回路の構成及び給電回路との接続を容易にしたコイルアンテナ、このコイルアンテナを備えるアンテナ装置及びそれを備える電子機器を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a coil antenna that secures the necessary degree of coupling between the coils and facilitates the configuration of the resonance circuit and the connection with the power feeding circuit, an antenna device provided with the coil antenna, and an electronic device including the coil antenna. To provide.
本開示の一例としてのコイルアンテナは、絶縁性の基材と、この基材に形成され、第1コイル開口を有する第1コイル導体と、前記基材に形成され、第2コイル開口を有する第2コイル導体と、前記基材に形成された、第1端子電極、第2端子電極及び第3端子電極と、を備える。そして、第1コイル導体は第1端子電極と第2端子電極との間に接続され、第2コイル導体は第2端子電極と第3端子電極との間に接続され、前記基材の平面視で、第1コイル開口と第2コイル開口とは互いに重なり、第1コイル導体と第2コイル導体とは互いに磁界結合し、第1端子電極と第2端子電極とに給電回路が接続される。 A coil antenna as an example of the present disclosure has an insulating base material, a first coil conductor formed on the base material and having a first coil opening, and a first coil conductor formed on the base material and having a second coil opening. It includes a two-coil conductor and a first terminal electrode, a second terminal electrode, and a third terminal electrode formed on the base material. Then, the first coil conductor is connected between the first terminal electrode and the second terminal electrode, the second coil conductor is connected between the second terminal electrode and the third terminal electrode, and the substrate is viewed in plan view. Then, the first coil opening and the second coil opening overlap each other, the first coil conductor and the second coil conductor are magnetically coupled to each other, and the feeding circuit is connected to the first terminal electrode and the second terminal electrode.
本開示の一例としてのアンテナ装置は、上記構成のコイルアンテナと、前記基材に対向する回路基板と、この回路基板に配置された第1キャパシタと、回路基板に配置された第2キャパシタと、を備え、第1キャパシタは第1端子電極と第2端子電極との間に接続され、第2キャパシタは第2端子電極と第3端子電極との間に接続される。 An antenna device as an example of the present disclosure includes a coil antenna having the above configuration, a circuit board facing the base material, a first capacitor arranged on the circuit board, and a second capacitor arranged on the circuit board. The first capacitor is connected between the first terminal electrode and the second terminal electrode, and the second capacitor is connected between the second terminal electrode and the third terminal electrode.
本開示の一例としてのアンテナ装置は、上記構成のコイルアンテナと、前記基材に対向する回路基板と、この回路基板に配置された第1キャパシタと、回路基板に配置された第2キャパシタと、を備え、第1キャパシタは第1端子電極と第2端子電極との間に接続され、第2キャパシタは第1端子電極と第3端子電極との間に接続される。 An antenna device as an example of the present disclosure includes a coil antenna having the above configuration, a circuit board facing the base material, a first capacitor arranged on the circuit board, and a second capacitor arranged on the circuit board. The first capacitor is connected between the first terminal electrode and the second terminal electrode, and the second capacitor is connected between the first terminal electrode and the third terminal electrode.
本開示の一例としての電子機器は、上記構成のアンテナ装置及び当該アンテナ装置に接続される給電回路を備える。 An electronic device as an example of the present disclosure includes an antenna device having the above configuration and a power feeding circuit connected to the antenna device.
本発明によれば、コイル同士の必要な結合度を確保し、共振回路の構成及び給電回路との接続を容易にしたコイルアンテナ、このコイルアンテナを備えるアンテナ装置及びそれを備える電子機器が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a coil antenna that secures the necessary degree of coupling between coils and facilitates the configuration of a resonance circuit and connection with a power feeding circuit, an antenna device provided with this coil antenna, and an electronic device including the coil antenna. ..
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。要点の説明又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又は組み合わせは可能である。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。 Hereinafter, a plurality of embodiments for carrying out the present invention will be shown with reference to the drawings with reference to some specific examples. The same reference numerals are given to the same parts in each figure. Although the embodiments are shown separately for convenience in consideration of the explanation of the main points or the ease of understanding, partial replacement or combination of the configurations shown in the different embodiments is possible. In the second and subsequent embodiments, the description of matters common to the first embodiment will be omitted, and only the differences will be described. In particular, the same action and effect due to the same configuration will not be mentioned sequentially for each embodiment.
各実施形態に示す「アンテナ装置」は、信号(又は電力)の送信(送電)側、受信(受電)側のいずれにも適用できる。この「アンテナ装置」を、磁束を放射するアンテナとして説明する場合でも、そのアンテナ装置が磁束の発生源であることに限るものではない。伝送相手側アンテナ装置が発生した磁束を受ける(鎖交する)場合にも、すなわち送受の関係が逆であっても、同様の作用効果を奏する。 The "antenna device" shown in each embodiment can be applied to either the transmission (transmission) side or the reception (power reception) side of a signal (or electric power). Even when this "antenna device" is described as an antenna that radiates magnetic flux, the antenna device is not limited to the source of magnetic flux. The same effect is obtained even when the transmission partner antenna device receives (interlinks) the generated magnetic flux, that is, even if the transmission / reception relationship is reversed.
各実施形態に係る「アンテナ装置」は、「無線伝送システム」に用いられるアンテナ装置である。ここで、「無線伝送システム」は、伝送相手(外部機器のアンテナ)と、磁界結合による無線伝送を行うシステムである。「伝送」は、信号の送受信と電力の送受信との両方の意味を含む。また、「無線伝送システム」は、近距離無線通信システムと無線給電システムとの両方の意味を含む。アンテナ装置は磁界結合による無線伝送を行うため、アンテナ装置の電流経路の長さつまり後述のコイル導体の線路長は、無線伝送で使用される周波数における波長λに比べて十分に小さく、λ/10以下である。したがって、無線伝送の使用周波数帯においては電磁波の放射効率は低い。コイル導体の両端は、給電回路に接続され、アンテナ装置の電流経路つまりコイル導体には、ほぼ一様な大きさの電流が流れる。 The "antenna device" according to each embodiment is an antenna device used in the "wireless transmission system". Here, the "wireless transmission system" is a system that performs wireless transmission by magnetic field coupling with a transmission partner (antenna of an external device). "Transmission" includes both the transmission and reception of signals and the transmission and reception of electric power. Also, "wireless transmission system" includes the meaning of both a short-range wireless communication system and a wireless power supply system. Since the antenna device performs wireless transmission by magnetic field coupling, the length of the current path of the antenna device, that is, the line length of the coil conductor described later, is sufficiently smaller than the wavelength λ at the frequency used in wireless transmission, and is λ / 10. It is as follows. Therefore, the radiation efficiency of electromagnetic waves is low in the frequency band used for wireless transmission. Both ends of the coil conductor are connected to a power feeding circuit, and a current of substantially uniform magnitude flows through the current path of the antenna device, that is, the coil conductor.
また、各実施形態に係る「アンテナ装置」に用いられる近距離無線通信としては、例えばNFC(Near Field Communication)がある。近距離無線通信で使用される周波数帯は、例えばHF帯であり、特に13.56MHz及びその近傍の周波数帯である。 Further, as a short-range wireless communication used in the "antenna device" according to each embodiment, there is, for example, NFC (Near Field Communication). The frequency band used in short-range wireless communication is, for example, the HF band, particularly 13.56 MHz and its vicinity.
各実施形態において、「電子機器」とは、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やタブレットPC等の携帯PC、カメラ、ゲーム機、玩具等の情報機器、ICタグ、SDカード、SIMカード、ICカード等の情報媒体等、様々な電子機器を指す。 In each embodiment, "electronic devices" include mobile phone terminals such as smartphones and feature phones, wearable terminals such as smart watches and smart glasses, mobile PCs such as notebook PCs and tablet PCs, cameras, game machines, toys, and the like. It refers to various electronic devices such as information devices, IC tags, SD cards, SIM cards, and information media such as IC cards.
《第1の実施形態》
図1は、第1の実施形態に係るコイルアンテナ、アンテナ装置及び電子機器の回路図である。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a circuit diagram of a coil antenna, an antenna device, and an electronic device according to the first embodiment.
図1に示す電子機器201は、アンテナ装置111と、このアンテナ装置111に接続された給電回路1とで構成される。コイルアンテナ101は、第1コイル導体L1と、第2コイル導体L2と、第1端子電極P1、第2端子電極P2及び第3端子電極P3とを備える。第1コイル導体L1と第2コイル導体L2は互いに電磁界結合する。コイルアンテナ101の構造例は後に示す。第1端子電極P1と第2端子電極P2とに給電回路1が接続される。
The
アンテナ装置111は、コイルアンテナ101、第1キャパシタC1及び第2キャパシタC2を備える。第1キャパシタC1は第1端子電極P1と第2端子電極P2との間に接続され、第2キャパシタC2は第2端子電極P2と第3端子電極P3との間に接続される。
The
図2は第1の実施形態に係るコイルアンテナ101の構成を示す主要部の分解斜視図である。図3は、このコイルアンテナ101の分解平面図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view of a main part showing the configuration of the
第1コイル導体L1は、基材11の第1主面S1に形成されたコイル導体である。このコイル導体は、第1コイル開口CO1を有する矩形スパイラル状のコイル導体である。また、第2コイル導体L2は、基材11の第2主面S2に形成されたコイル導体である。このコイル導体は、第2コイル開口CO2を有する矩形スパイラル状のコイル導体である。基材11の第1主面S1と基材11の第2主面S2とは一つの基材(フレキシブル基板)において対向する面である。図2においては基材11の第1主面S1及び第2主面S2の図示を省略している。この例では、基材11の外形寸法は35mm×25mmである。
The first coil conductor L1 is a coil conductor formed on the first main surface S1 of the
第1コイル導体L1のコイル導体の外周端は第1端子電極P1に繋がっていて、その内周端は第2端子電極P2に繋がっている。第2コイル導体L2のコイル導体の外周端は層間接続導体V3を介して第3端子電極P3に導通していて、その内周端は層間接続導体V2を介して第2端子電極P2に導通している。 The outer peripheral end of the coil conductor of the first coil conductor L1 is connected to the first terminal electrode P1, and the inner peripheral end thereof is connected to the second terminal electrode P2. The outer peripheral end of the coil conductor of the second coil conductor L2 is conducting to the third terminal electrode P3 via the interlayer connecting conductor V3, and the inner peripheral end thereof is conducting to the second terminal electrode P2 via the interlayer connecting conductor V2. ing.
上記基材11の下面には磁性体シート10が重ねられている。この磁性体シート10は、例えば磁性体粉をポリマー中に分散させたシートや、予め数mm角の個片に分割した多数のフェライト板をフィルムに貼付したシートである。磁性体シート10は本発明における「磁性体」に相当する。
A
第1コイル導体L1のコイル導体の第1端子電極P1から第2端子電極P2への巻回方向と、第2コイル導体L2のコイル導体の第3端子電極P3から第2端子電極P2への巻回方向とは同方向である。 The winding direction of the coil conductor of the first coil conductor L1 from the first terminal electrode P1 to the second terminal electrode P2 and the winding of the coil conductor of the second coil conductor L2 from the third terminal electrode P3 to the second terminal electrode P2. The direction of rotation is the same.
第1コイル導体L1の第1コイル開口CO1と第2コイル導体L2の第2コイル開口CO2とは基材の平面視で重なり、第1コイル導体L1と第2コイル導体L2とは磁界結合する。第1コイル導体L1の第1コイル開口CO1と第2コイル導体L2の第2コイル開口CO2とは基材の平面視で部分的に重なる形態であってもよいが、本実施形態においては、第1コイル導体L1の第1コイル開口CO1と第2コイル導体L2の第2コイル開口CO2とはほぼ全体が重なるので、第1コイル導体L1と第2コイル導体L2との間の結合係数は、部分的に重なる形態に比べて高い。 The first coil opening CO1 of the first coil conductor L1 and the second coil opening CO2 of the second coil conductor L2 overlap in a plan view of the base material, and the first coil conductor L1 and the second coil conductor L2 are magnetically coupled. The first coil opening CO1 of the first coil conductor L1 and the second coil opening CO2 of the second coil conductor L2 may partially overlap in a plan view of the base material, but in the present embodiment, the first coil opening CO1 and the second coil opening CO2 of the second coil conductor L2 may partially overlap each other. Since the first coil opening CO1 of the 1 coil conductor L1 and the second coil opening CO2 of the second coil conductor L2 almost overlap with each other, the coupling coefficient between the first coil conductor L1 and the second coil conductor L2 is a partial portion. It is higher than the overlapping form.
磁性体シート10は第1コイル導体L1と第2コイル導体L2とを磁界結合させる磁束の磁路として作用するが、後に示すように、コイルアンテナ101を電子機器の筐体内に設けた状態で、近接する電子機器の筐体内の他の導体との不要な磁界結合を抑制する。
The
なお、本実施形態においては、第1コイル導体L1のコイル導体パターンと第2コイル導体L2のコイル導体パターンとは、基材11の平面視で略全周に亘って重なる。したがって、コイル導体パターン同士が重ならない場合に比べて、第1コイル導体L1と第2コイル導体L2との結合係数は高い。
In the present embodiment, the coil conductor pattern of the first coil conductor L1 and the coil conductor pattern of the second coil conductor L2 overlap with each other over substantially the entire circumference in the plan view of the
図2、図3に示した例では、第1コイル導体L1と第2コイル導体L2との電磁界の結合度を容易に高めることができる。また、コイル開口CO1,CO2を大きくできるので、通信相手側コイル導体との結合度を容易に高めることができる。 In the examples shown in FIGS. 2 and 3, the degree of coupling of the electromagnetic field between the first coil conductor L1 and the second coil conductor L2 can be easily increased. Further, since the coil openings CO1 and CO2 can be increased, the degree of coupling with the coil conductor on the communication partner side can be easily increased.
図4は第1の実施形態に係る別のコイルアンテナの分解平面図である。図4に示す例では、第1コイル導体L1は、基材11の第1主面S1に形成されたコイル導体で構成されている。このコイル導体は、コイル開口COを有する矩形スパイラル状のコイル導体である。また、第2コイル導体L2も、第1主面S1に形成されたコイル導体で構成されている。このコイル導体は、コイル開口COを有する矩形スパイラル状のコイル導体である。基材11の第2主面S2には接続導体W2が形成されている。
FIG. 4 is an exploded plan view of another coil antenna according to the first embodiment. In the example shown in FIG. 4, the first coil conductor L1 is composed of a coil conductor formed on the first main surface S1 of the
第1コイル導体L1のコイル導体の外周端は第1端子電極P1に繋がっていて、その内周端は、層間接続導体及び接続導体W2を介して第2端子電極P2に繋がっている。第2コイル導体L2の外周端は第3端子電極P3に導通していて、その内周端は第1コイル導体L1の内周端に繋がっている。 The outer peripheral end of the coil conductor of the first coil conductor L1 is connected to the first terminal electrode P1, and the inner peripheral end thereof is connected to the second terminal electrode P2 via the interlayer connection conductor and the connection conductor W2. The outer peripheral end of the second coil conductor L2 is conductive to the third terminal electrode P3, and the inner peripheral end thereof is connected to the inner peripheral end of the first coil conductor L1.
図4に示したように、第1コイル導体L1と第2コイル導体L2は同一主面に形成されていてもよい。この構成によれば、第1主面S1と第2主面S2とに形成する導体パターンの位置ずれがあっても、第1コイル導体L1と第2コイル導体L2との電磁界結合の結合度の変位を抑制できる。 As shown in FIG. 4, the first coil conductor L1 and the second coil conductor L2 may be formed on the same main surface. According to this configuration, even if the conductor patterns formed on the first main surface S1 and the second main surface S2 are displaced, the degree of coupling of the electromagnetic field coupling between the first coil conductor L1 and the second coil conductor L2 is high. Displacement can be suppressed.
図5は、第1の実施形態のアンテナ装置111及びそれに接続される回路の回路図である。図1に示した給電回路1の構成を具体的に示している。ここでは、通信相手側のアンテナをインダクタL3、共振用キャパシタをC3でそれぞれ表している。
FIG. 5 is a circuit diagram of the
図5に示す例では、インダクタL11,L12及びキャパシタC21,C22,C31,C32によって整合回路MCが構成されている。キャパシタC11,C12の直列回路は図1に示した第1キャパシタC1に相当する。 In the example shown in FIG. 5, the matching circuit MC is composed of the inductors L11 and L12 and the capacitors C21, C22, C31 and C32. The series circuit of the capacitors C11 and C12 corresponds to the first capacitor C1 shown in FIG.
後に示すように、図3や図4に示したコイルアンテナの端子電極P1,P2,P3には、回路基板から突出するピンが当接して電気的に接続される。その回路基板には第1キャパシタC1、第2キャパシタC2及び給電回路1が設けられている。
As shown later, the pin protruding from the circuit board abuts on the terminal electrodes P1, P2, P3 of the coil antenna shown in FIGS. 3 and 4, and is electrically connected. The circuit board is provided with a first capacitor C1, a second capacitor C2, and a
本実施形態のアンテナ装置111によれば、第1コイル導体L1と第1キャパシタC1とによる共振回路と、第2コイル導体L2と第2キャパシタC2とによる共振回路とを備えるので、単一のコイル導体とキャパシタとによる単一の共振回路を構成したアンテナ装置に比べてアンテナ特性が向上する。その理由は次のとおりである。
According to the
まず、給電回路内のRFICを等価抵抗で表すと、この等価抵抗に生じる電圧は第1コイル導体L1のインダクタンスに依存する。この電圧が最大となる第1コイル導体L1のインダクタンスが第1コイル導体L1として最適なインダクタンスである。したがって、第1コイル導体L1のインダクタンスをあまり大きくできない。 First, when the RFIC in the feeding circuit is represented by an equivalent resistance, the voltage generated in this equivalent resistance depends on the inductance of the first coil conductor L1. The inductance of the first coil conductor L1 at which this voltage is maximized is the optimum inductance for the first coil conductor L1. Therefore, the inductance of the first coil conductor L1 cannot be increased so much.
一方、給電回路に直接接続されない第2コイル導体L2についてはインダクタンスの制約がないので、そのインダクタンスを大きくすることで共振回路のQ値を高くすることができる。そして、第2コイル導体L2側の共振回路のQ値の向上により、アンテナ装置111全体としてのQ値が高まる。
On the other hand, since there is no restriction on the inductance of the second coil conductor L2 that is not directly connected to the power feeding circuit, the Q value of the resonance circuit can be increased by increasing the inductance. Then, by improving the Q value of the resonance circuit on the second coil conductor L2 side, the Q value of the
また、第1の実施形態によれば、次のような作用効果も奏する。 Further, according to the first embodiment, the following actions and effects are also obtained.
・同一の基材上に第1コイル導体L1と第2コイル導体L2が構成されるので、コイル導体同士の必要な結合度を確保できる。また、通信相手のコイル導体と第1コイル導体L1との結合、及び通信相手のコイル導体と第2コイル導体L2との結合を容易に高めることができる。 -Since the first coil conductor L1 and the second coil conductor L2 are configured on the same base material, the required degree of coupling between the coil conductors can be secured. Further, the connection between the coil conductor of the communication partner and the first coil conductor L1 and the connection between the coil conductor of the communication partner and the second coil conductor L2 can be easily enhanced.
・第1キャパシタC1及び第2キャパシタC2を、コイル導体が形成されたフレキシブルな基材に搭載する場合に比べて、リジッドな回路基板に搭載することで、チップキャパシタの実装が容易となり、実装の信頼性も向上する。 -Compared to mounting the first capacitor C1 and the second capacitor C2 on a flexible base material on which a coil conductor is formed, mounting the chip capacitor on a rigid circuit board facilitates mounting of the chip capacitor. It also improves reliability.
・コイルアンテナ101と回路基板との接続は3つの端子を介して接続するだけであるので、配線部材、例えばコネクタピンの点数を削減できる。また、配線部材を含む接続部の構成に要する空間を削減できる。
-Since the
《第2の実施形態》
第2の実施形態では、第1コイル導体L1及び第2コイル導体L2に対するキャパシタの接続関係が第1の実施形態で示した例とは異なるアンテナ装置について示す。
<< Second Embodiment >>
In the second embodiment, an antenna device in which the connection relationship of the capacitor to the first coil conductor L1 and the second coil conductor L2 is different from the example shown in the first embodiment is shown.
図6は、第2の実施形態に係るコイルアンテナ、アンテナ装置及び電子機器の回路図である。 FIG. 6 is a circuit diagram of the coil antenna, the antenna device, and the electronic device according to the second embodiment.
図6に示す電子機器202は、アンテナ装置112と、このアンテナ装置112に接続された給電回路1とで構成される。コイルアンテナ102は、第1コイル導体L1と、第2コイル導体L2と、第1端子電極P1、第2端子電極P2及び第3端子電極P3とを備える。第1コイル導体L1と第2コイル導体L2は互いに電磁界結合する。コイルアンテナ102の構造例は後に示す。第2の実施形態のアンテナ装置112においても、第1端子電極P1と第2端子電極P2とに給電回路1が接続される。
The
アンテナ装置112は、コイルアンテナ102、第1キャパシタC1及び第2キャパシタC2を備える。第1キャパシタC1は第1端子電極P1と第2端子電極P2との間に接続され、第2キャパシタC2は第1端子電極P1と第3端子電極P3との間に接続される。
The
図7は第2の実施形態に係るコイルアンテナ102の構成を示す主要部の分解斜視図である。図8は、このコイルアンテナ102の分解平面図である。
FIG. 7 is an exploded perspective view of a main part showing the configuration of the
第1コイル導体L1は、基材11の第1主面S1に形成されたコイル導体で構成されている。このコイル導体は、第1コイル開口CO1を有する矩形スパイラル状のコイル導体である。また、第2コイル導体L2は、第2主面S2に形成されたコイル導体で構成されている。このコイル導体は、第2コイル開口CO2を有する矩形スパイラル状のコイル導体である。
The first coil conductor L1 is composed of a coil conductor formed on the first main surface S1 of the
第1コイル導体L1のコイル導体の外周端は第1端子電極P1に繋がっていて、その内周端は第2端子電極P2に繋がっている。第2コイル導体L2のコイル導体の外周端は層間接続導体V3を介して第3端子電極P3に導通していて、その内周端は層間接続導体V2を介して第2端子電極P2に導通している。 The outer peripheral end of the coil conductor of the first coil conductor L1 is connected to the first terminal electrode P1, and the inner peripheral end thereof is connected to the second terminal electrode P2. The outer peripheral end of the coil conductor of the second coil conductor L2 is conducting to the third terminal electrode P3 via the interlayer connecting conductor V3, and the inner peripheral end thereof is conducting to the second terminal electrode P2 via the interlayer connecting conductor V2. ing.
上記基材11の下面には磁性体シート10が重ねられている。
A
第1コイル導体L1のコイル導体の第1端子電極P1から第2端子電極P2への巻回方向と、第2コイル導体L2のコイル導体の第2端子電極P2から第3端子電極P3への巻回方向とは同方向である。 The winding direction of the coil conductor of the first coil conductor L1 from the first terminal electrode P1 to the second terminal electrode P2 and the winding of the coil conductor of the second coil conductor L2 from the second terminal electrode P2 to the third terminal electrode P3. The direction of rotation is the same.
第1コイル導体L1の第1コイル開口CO1と第2コイル導体L2の第2コイル開口CO2とは基材の平面視で重なり、第1コイル導体L1と第2コイル導体L2とは磁界結合する。第1コイル導体L1の第1コイル開口CO1と第2コイル導体L2の第2コイル開口CO2とは基材の平面視で部分的に重なる形態であってもよいが、本実施形態においては、第1コイル導体L1の第1コイル開口CO1と第2コイル導体L2の第2コイル開口CO2とはほぼ全体が重なるので、第1コイル導体L1と第2コイル導体L2との間の結合係数は部分的に重なる形態に比べて高い。 The first coil opening CO1 of the first coil conductor L1 and the second coil opening CO2 of the second coil conductor L2 overlap in a plan view of the base material, and the first coil conductor L1 and the second coil conductor L2 are magnetically coupled. The first coil opening CO1 of the first coil conductor L1 and the second coil opening CO2 of the second coil conductor L2 may partially overlap in a plan view of the base material, but in the present embodiment, the first coil opening CO1 and the second coil opening CO2 of the second coil conductor L2 may partially overlap each other. Since the first coil opening CO1 of the 1 coil conductor L1 and the second coil opening CO2 of the second coil conductor L2 almost overlap with each other, the coupling coefficient between the first coil conductor L1 and the second coil conductor L2 is partial. It is higher than the form that overlaps with.
図9は第2の実施形態に係る別のコイルアンテナ102Aの構成を示す主要部の分解斜視図である。図10はこのコイルアンテナ102Aの分解平面図である。図10に示す例では、第1コイル導体L1は、基材11の第1主面S1に形成されたコイル導体で構成されている。このコイル導体は、コイル開口COを有する矩形スパイラル状のコイル導体である。また、第2コイル導体L2も、基材11の第1主面S1に形成されたコイル導体で構成されている。このコイル導体は、コイル開口COを有する矩形スパイラル状のコイル導体である。第2主面S2には接続導体W2,W3が形成されている。
FIG. 9 is an exploded perspective view of a main part showing the configuration of another
第1コイル導体L1のコイル導体の外周端は第1端子電極P1に繋がっていて、その内周端は、第2コイル導体L2の外周端に連続的に繋がっている。第2コイル導体L2の内周端は層間接続導体及び接続導体W3を介して第3端子電極P3に繋がっている。第1コイル導体L1と第2コイル導体L2の接続点は層間接続導体及び接続導体W2を介して第2端子電極P2に導通している。 The outer peripheral end of the coil conductor of the first coil conductor L1 is connected to the first terminal electrode P1, and the inner peripheral end thereof is continuously connected to the outer peripheral end of the second coil conductor L2. The inner peripheral end of the second coil conductor L2 is connected to the third terminal electrode P3 via the interlayer connecting conductor and the connecting conductor W3. The connection point between the first coil conductor L1 and the second coil conductor L2 is conducting to the second terminal electrode P2 via the interlayer connection conductor and the connection conductor W2.
第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、第2の実施形態のアンテナ装置112によれば、図6に示すように、第1キャパシタC1と第1コイル導体L1とで第1共振回路が構成され、第2キャパシタC2、第1コイル導体L1及び第2コイル導体L2によって第2共振回路が構成される。つまり、第2共振回路は第1共振回路の第1コイル導体L1をも利用するので、全体のコイル導体の巻回数が少なくても、第2共振回路のインダクタンス成分(第1コイル導体L1と第2コイル導体L2との合成インダクタンス)を効果的に高めることができる。
According to the second embodiment, it has the same effect as that of the first embodiment. Further, according to the
このように、コイル導体の巻回数が少ない割にインダクタンスが大きくなることで、アンテナ装置112全体としてのQ値が高まる。
As described above, the Q value of the
《第3の実施形態》
第3の実施形態では、磁性体シート10、第1コイル導体L1及び第2コイル導体L2の関係が第1、第2の実施形態とは異なるコイルアンテナの例を示す。
<< Third Embodiment >>
In the third embodiment, an example of a coil antenna in which the relationship between the
図11(A)は、第3の実施形態に係るコイルアンテナ103の平面図であり、図11(B)はその下面図である。図12は第3の実施形態に係るコイルアンテナ103の分解平面図である。
FIG. 11A is a plan view of the
第1コイル導体L1及び第2コイル導体L2は、基材11の第1主面S1に形成されたコイル導体で構成されている。このコイル導体は、コイル開口COを有する矩形スパイラル状のコイル導体である。第2主面S2には接続導体W2が形成されている。基材11には磁性体シート10が挿入されるスリットSLが形成されている。
The first coil conductor L1 and the second coil conductor L2 are composed of coil conductors formed on the first main surface S1 of the
磁性体シート10は第1主面MS1及び第2主面MS2を有し、第1コイル導体L1及び第2コイル導体L2は第1導体部CP1及び第2導体部CP2を有する。第1コイル導体L1及び第2コイル導体L2の第1導体部CP1は、磁性体シート10の第1主面MS1側に設けられる。また、第1コイル導体L1及び第2コイル導体L2の第2導体部CP2は磁性体シート10の第2主面MS2側に設けられる。
The
磁性体シート10の第1主面MS1の平面視で第1導体部CP1と第2導体部CP2とは重ならない。
The first conductor portion CP1 and the second conductor portion CP2 do not overlap in the plan view of the first main surface MS1 of the
第3の実施形態によれば、第1コイル導体L1及び第2コイル導体L2のコイル開口に磁性体シート10が挿入される構造であるので、第1コイル導体L1及び磁性体シート10による第1コイルアンテナの指向性と、第2コイル導体L2及び磁性体シート10による第2コイルアンテナの指向性を、第1の実施形態とは異なる方向にもたせることができる。
According to the third embodiment, since the
《第4の実施形態》
第4の実施形態では、磁性体シート10、第1コイル導体L1及び第2コイル導体L2の関係が第3の実施形態とは更に異なるコイルアンテナの例を示す。
<< Fourth Embodiment >>
The fourth embodiment shows an example of a coil antenna in which the relationship between the
図13(A)は、第4の実施形態に係るコイルアンテナ104の平面図であり、図13(B)はその下面図である。図14は第4の実施形態に係るコイルアンテナ104の分解平面図である。
13 (A) is a plan view of the
第1コイル導体L1及び第2コイル導体L2は、基材11の第1主面S1に形成されたコイル導体で構成されている。このコイル導体は、コイル開口を有する矩形スパイラル状のコイル導体である。第2主面S2には接続導体W2,W3が形成されている。基材11には磁性体シート10が挿入される二つのスリットSLが形成されている。
The first coil conductor L1 and the second coil conductor L2 are composed of coil conductors formed on the first main surface S1 of the
磁性体シート10は第1主面MS1及び第2主面MS2を有し、第2コイル導体L2は第1導体部CP1及び第2導体部CP2を有する。第2コイル導体L2の第1導体部CP1は磁性体シート10の第1主面MS1側に設けられる。また、第2コイル導体L2の第2導体部CP2は磁性体シート10の第2主面MS2側に設けられる。磁性体シート10の第1主面MS1の平面視で第1導体部CP1と第2導体部CP2とは重ならない。
The
一方、第1コイル導体L1は第1コイル導体部CP3及び第2コイル導体部CP4を有する。第1コイル導体L1の第1コイル導体部CP3および第1コイル導体L1の第2コイル導体部CP4は磁性体シート10の第1主面MS1側に設けられる。磁性体シート10の第1主面MS1の平面視で第1コイル導体部CP3と第2コイル導体部CP4とは重ならない。第1コイル導体L1は、基材の平面視で磁性体シート10と重なる領域において、磁性体シート10の第1主面MS1側又は第2主面MS2側のどちらか一方のみに設けられる。
On the other hand, the first coil conductor L1 has a first coil conductor portion CP3 and a second coil conductor portion CP4. The first coil conductor portion CP3 of the first coil conductor L1 and the second coil conductor portion CP4 of the first coil conductor L1 are provided on the first main surface MS1 side of the
本実施形態のコイルアンテナ104は、第2コイル導体L2のコイル開口に磁性体シート10が挿入され、第1コイル導体L1に磁性体シート10が重ねられた構造である。
The
第4の実施形態によれば、第1コイル導体L1のコイル巻回軸は基材に直交する方向であり、第2コイル導体L2のコイル巻回軸は基材に対する直交方向から傾けることができ、このことにより、第1コイル導体L1と第2コイル導体L2とで、異なる指向性をもたせることができる。 According to the fourth embodiment, the coil winding axis of the first coil conductor L1 is in the direction orthogonal to the base material, and the coil winding axis of the second coil conductor L2 can be tilted from the direction orthogonal to the base material. As a result, the first coil conductor L1 and the second coil conductor L2 can have different directivity.
《第5の実施形態》
第5の実施形態では、電子機器内に設けられたアンテナ装置の構成について示す。
<< Fifth Embodiment >>
In the fifth embodiment, the configuration of the antenna device provided in the electronic device is shown.
図15(A)、図15(B)は、第5の実施形態に係る電子機器の内部の構成を示す平面図である。 15 (A) and 15 (B) are plan views showing the internal configuration of the electronic device according to the fifth embodiment.
図15(A)はコイルアンテナの実装前の電子機器の筐体内部の構成を示す平面図である。図15(B)は電子機器の筐体内部にコイルアンテナ103を実装前した状態を示す平面図である。筐体内にはバッテリーパック4や回路基板5が設けられている。コイルアンテナ103は筐体内の上部ケースの内面に貼付されていて、回路基板5から突出するピンが端子電極に当接するが、図15(B)においてはコイルアンテナ103を分離して図示している。
FIG. 15A is a plan view showing the configuration inside the housing of the electronic device before mounting the coil antenna. FIG. 15B is a plan view showing a state in which the
コイルアンテナ103は図11(B)に示したコイルアンテナであり、第1コイル導体L1及び第2コイル導体L2の指向性は、図15(B)において矢印で示す方向を向く。つまり、結合相手のコイル導体のコイル開口の中心に対して、電子機器205を±X軸方向に移動させたとき、結合の強さのピークはコイルアンテナ103の位置より電子機器205の筐体の中心方向へずれる。そのため、本実施形態のように、コイルアンテナ103の実装位置が筐体のX軸方向の中央からずれて実装される場合でも、操作性は良好に保てる。
The
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及び変更が適宜可能である。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、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。 Finally, the description of the embodiments described above is exemplary in all respects and is not restrictive. Modifications and changes can be made as appropriate for those skilled in the art. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims. Further, the scope of the present invention includes modifications from the embodiment within the scope of the claims and within the scope of the claims.
C1…第1キャパシタ
C2…第2キャパシタ
C11,C12,C21,C22,C31,C32…キャパシタ
CO…コイル開口
CO1…第1コイル開口
CO2…第2コイル開口
CP1…第1導体部
CP2…第2導体部
L1…第1コイル導体
L2…第2コイル導体
L11,L12,L3…インダクタ
MC…整合回路
MS1…磁性体シートの第1主面
MS2…磁性体シートの第2主面
P1…第1端子電極
P2…第2端子電極
P3…第3端子電極
11…基材
S1…基材の第1主面
S2…基材の第2主面
SL…スリット
V2,V3…層間接続導体
W2,W3…接続導体
1…給電回路
4…バッテリーパック
5…回路基板
10…磁性体シート
101,102,102A,103,104…コイルアンテナ
111,112…アンテナ装置
201,202,205…電子機器
C1 ... 1st capacitor C2 ... 2nd capacitor C11, C12, C21, C22, C31, C32 ... Capacitor CO ... Coil opening CO1 ... 1st coil opening CO2 ... 2nd coil opening CP1 ... 1st conductor part CP2 ... 2nd conductor Part L1 ... First coil conductor L2 ... Second coil conductor L11, L12, L3 ... Capacitor MC ... Matching circuit MS1 ... First main surface of magnetic material sheet MS2 ... Second main surface of magnetic material sheet P1 ... First terminal electrode P2 ... 2nd terminal electrode P3 ... 3rd
Claims (9)
前記基材に形成され、第1コイル開口を有する第1コイル導体と、
前記基材に形成され、第2コイル開口を有する第2コイル導体と、
前記基材に形成された、第1端子電極、第2端子電極及び第3端子電極と、
を備え、
前記第1コイル導体は前記第1端子電極と前記第2端子電極との間に接続され、
前記第2コイル導体は前記第2端子電極と前記第3端子電極との間に接続され、
前記基材の平面視で、前記第1コイル開口と前記第2コイル開口とは互いに重なり、
前記第1コイル導体と前記第2コイル導体とは互いに磁界結合し、
前記第1端子電極と前記第2端子電極とに給電回路が接続される、
コイルアンテナ。 Insulating base material and
A first coil conductor formed on the base material and having a first coil opening,
A second coil conductor formed on the base material and having a second coil opening,
The first terminal electrode, the second terminal electrode, and the third terminal electrode formed on the base material,
With
The first coil conductor is connected between the first terminal electrode and the second terminal electrode.
The second coil conductor is connected between the second terminal electrode and the third terminal electrode.
In the plan view of the base material, the first coil opening and the second coil opening overlap each other.
The first coil conductor and the second coil conductor are magnetically coupled to each other.
A power supply circuit is connected to the first terminal electrode and the second terminal electrode.
Coil antenna.
請求項1に記載のコイルアンテナ。 The first coil conductor and the second coil conductor are composed of a coil conductor pattern formed on a single main surface of the base material.
The coil antenna according to claim 1.
請求項1又は2に記載のコイルアンテナ。 A magnetic material having a first main surface and a second main surface facing each other, facing the base material, and overlapping the first coil opening and the second coil opening in a plan view of the base material.
The coil antenna according to claim 1 or 2.
前記磁性体の第1主面の平面視で前記第1導体部と前記第2導体部とは重ならない、
請求項3に記載のコイルアンテナ。 The second coil conductor has a first conductor portion provided on the first main surface side of the magnetic material and a second conductor portion provided on the second main surface side of the magnetic material.
The first conductor portion and the second conductor portion do not overlap in a plan view of the first main surface of the magnetic material.
The coil antenna according to claim 3.
請求項4に記載のコイルアンテナ。 The region of the first coil conductor that overlaps with the magnetic material is provided on either the first main surface side or the second main surface side of the magnetic material in a plan view of the base material.
The coil antenna according to claim 4.
前記基材に対向する回路基板と、
前記回路基板に配置された第1キャパシタと、
前記回路基板に配置された第2キャパシタと、
を備え、
前記第1キャパシタは前記第1端子電極と前記第2端子電極との間に接続され、
前記第2キャパシタは前記第2端子電極と前記第3端子電極との間に接続された、
アンテナ装置。 The coil antenna according to any one of claims 1 to 5.
The circuit board facing the base material and
The first capacitor arranged on the circuit board and
The second capacitor arranged on the circuit board and
With
The first capacitor is connected between the first terminal electrode and the second terminal electrode.
The second capacitor was connected between the second terminal electrode and the third terminal electrode.
Antenna device.
前記基材に対向する回路基板と、
前記回路基板に配置された第1キャパシタと、
前記回路基板に配置された第2キャパシタと、
を備え、
前記第1キャパシタは前記第1端子電極と前記第2端子電極との間に接続され、
前記第2キャパシタは前記第1端子電極と前記第3端子電極との間に接続された、
アンテナ装置。 The coil antenna according to any one of claims 1 to 5.
The circuit board facing the base material and
The first capacitor arranged on the circuit board and
The second capacitor arranged on the circuit board and
With
The first capacitor is connected between the first terminal electrode and the second terminal electrode.
The second capacitor was connected between the first terminal electrode and the third terminal electrode.
Antenna device.
請求項6または7に記載のアンテナ装置。 The first coil conductor and the first capacitor form a first resonance circuit, and the second coil conductor and the second capacitor form a second resonance circuit.
The antenna device according to claim 6 or 7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019170773A JP2021048530A (en) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | Coil antenna, antenna device, and electronic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019170773A JP2021048530A (en) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | Coil antenna, antenna device, and electronic apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021048530A true JP2021048530A (en) | 2021-03-25 |
Family
ID=74878844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019170773A Pending JP2021048530A (en) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | Coil antenna, antenna device, and electronic apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021048530A (en) |
-
2019
- 2019-09-19 JP JP2019170773A patent/JP2021048530A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9997834B1 (en) | Antenna device and communication terminal apparatus | |
US9825365B2 (en) | Antenna device and communication terminal apparatus | |
US10511089B2 (en) | Antenna device and electronic apparatus | |
JP6260729B2 (en) | Feeding element | |
US9679240B2 (en) | Antenna device and radio communication apparatus | |
JP6256600B2 (en) | ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE | |
JP4883125B2 (en) | antenna | |
CN103620868A (en) | Antenna apparatus and communication terminal apparatus | |
US20200203831A1 (en) | Antenna device and electronic apparatus | |
JP4883208B2 (en) | ANTENNA DEVICE AND COMMUNICATION DEVICE HAVING THE SAME | |
JP6172407B2 (en) | ANTENNA DEVICE, CARD TYPE INFORMATION MEDIUM, AND COMMUNICATION TERMINAL DEVICE | |
JP6213688B2 (en) | ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE | |
JP6701948B2 (en) | Antenna device and electronic device | |
JP4807464B1 (en) | Antenna device | |
JP2021048530A (en) | Coil antenna, antenna device, and electronic apparatus | |
US10511350B2 (en) | Antenna device and electronic device | |
JP4711010B2 (en) | Antenna device | |
JP4807463B2 (en) | Antenna device | |
JP5077477B2 (en) | Antenna and mobile phone terminal |