JP4297165B2 - コイルアンテナ構造および携帯電子機器 - Google Patents

Description

この発明は携帯電子機器内に備えるコイルアンテナ構造およびその構造を備えた携帯電子機器に関するものである。

近年普及が広がっている非接触ＩＣカードは、そのカード内に設けられた平面コイルにリーダ／ライタからの磁束が通るような状態で、リーダ／ライタとの間で通信を行うように構成されている。

このような非接触ＩＣカードのチップを内蔵した携帯電話機等では、上記平面コイルを携帯電話機の筐体のいずれか一方の面（表面付近）に設けることになるが、携帯電話機の内部はアース電極を含む回路基板や金属製のバッテリケース等があり、磁束が通りにくいため、通信距離が短くなるという問題があった。また、例えば携帯電話機の向きを表裏逆にしてリーダ／ライタにかざすと通信が全くできない場合が生じるなど、方向によって感度が変化するという問題もあった。

そこで、特許文献１には、コイルアンテナと対象物との間に高透磁率の磁性体材料のシートを配置する構成が開示されている。
特開２０００−１１３１４２号公報

前記特許文献１に開示されている情報記憶装置は、対象物の被着面にシートを貼り付けた構造であるので、これをたとえば携帯電話機に適用する場合、例えば携帯電話機のバッテリケースに貼りつけることによって携帯電話機に組み込むことができる。

ところが、上記構造では、筐体の一方面側からの磁束に関しては有効であるが、その反対の他方面側からの磁束に関しては役立たない。そのため、携帯電話機の表裏を逆にしてリーダ／ライタにかざすと通信できないという問題は未解決であった。

そこで、この発明の目的は上述の問題を解消して、非接触ＩＣカードチップを内蔵する携帯電子機器の表裏を逆にしてリーダ／ライタにかざしても通信可能なように、またはその通信距離を必要量確保できるようにしたコイルアンテナ装置およびそれを備えた携帯用電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、この発明のコイルアンテナおよび携帯電子機器は次のように構成する。
（１）第１主面およびそれに対向する第２主面を有する板状の筐体を備え、該筐体内に当該筐体の少なくとも厚み方向に延びて第１主面側から第２主面側への磁路となる磁性体部材と、該磁性体部材を取り巻くコイル部材を備えてコイルアンテナを構成し、前記磁性体部材は、第１の磁性体部材とし、この第１の磁性体部材に磁気的に接続された第２の磁性体部材を前記筐体の第１主面側に設けてコイルアンテナを構成し、第１の磁性体部材に磁気的に接続された第３の磁性体部材を前記筐体の第２主面側に設けてコイルアンテナを構成し、前記筐体の面方向に関して、第２および第３の磁性体部材の断面積を第１の磁性体部材の断面積より大きくしてコイルアンテナを構成する。

（４）第１・第２・第３の磁性体部材を一体の磁性体部材で構成してコイルアンテナを構成する。

（５）前記一体の磁性体部材は、前記筐体の第１主面から第２主面にかけて撓ませたシート状の磁性体部材とする。

（６）前記第１・第２・第３の磁性体部材を複数組設けてコイルアンテナを構成する。

（７）第２および第３の磁性体部材の少なくとも一方を第１の磁性体部材とは別体に形成してコイルアンテナを構成する。

（８）第１の磁性体部材と、該第１の磁性体部材とは別体に形成した第２または第３の磁性体部材との間に空隙を介在させてコイルアンテナを構成する。

（１０）第２および第３の磁性体部材を略シート状または膜状としてコイルアンテナを構成する。

（１１）第１の磁性体部材を略シート状または膜状としてコイルアンテナを構成する。

（１２）第１の磁性体部材を前記筐体の端部付近に配置してコイルアンテナを構成する。

（１３）前記筐体内に回路基板を配するとともに、該回路基板を貫通するように第１の磁性体部材を設け、回路基板の第１の磁性体部材を取り囲む部分の少なくとも導体に第１の磁性体部材から遠ざかる方向へ延びる切り込み部を設ける。

（１４）前記筐体は、液晶表示パネル用の導電性フレームを備え、当該導電性フレームによるループの外側に前記第１の磁性体部材を設ける。

（１５）前記導電性フレームの外側にくびれ部を形成するとともに、当該くびれ部に前記第１の磁性体部材を設ける。

（１６）前記第１の磁性体部材を含む前記磁路とは異なった経路で磁束が通るのを抑制する磁気障壁部材を前記第１の磁性体部材の近傍に配置する。

（１７）前記第１の磁性体部材を含む前記磁路とは異なった経路で磁束が通るのを抑制する磁気障壁部材を前記第２または第３の磁性体部材の互いに対向する面に、または当該面より内側に配置する。

（１８）前記筐体を主筐体とし、該主筐体とともにクラムシェル構造を構成する副筐体を備え、副筐体を接続する主筐体の枢結軸部分に第１の磁性体部材を設けてコイルアンテナを構成する。

（１９）前記筐体を主筐体とし、該主筐体に対して開閉自在の副筐体を備え、副筐体内に該副筐体の少なくとも厚み方向に延び、副筐体の第１主面側から第２主面側への磁路となり、且つ主筐体に対して副筐体を閉じた状態で、第１の磁牲体部材と磁気的に接続される第４の磁性体部材を設けてコイルアンテナを構成する。

（２０）副筐体の第１主面側に第４の磁性体部材に磁気的に接続された第５の磁性体部材を設け、副筐体の第２主面側に第４の磁性体部材に磁気的に接続された第６の磁性体部材を設けてコイルアンテナを構成する。

（２１）第５および第６の磁性体部材を第４の磁性体部材とともに一体形成してコイルアンテナを構成する。

（２２）前記一体の磁性体部材は、前記副筐体の第１主面から第２主面にかけて撓ませたシート状の磁性体部材とする。

（２３）前記第４・第５・第６の磁性体部材を複数組設けてコイルアンテナを構成する。

（２４）第５および第６の磁性体部材の少なくとも一方を第４の磁性体部材とは別体に形成してコイルアンテナを構成する。

（２５）第４の磁性体部材と、該第４の磁性体部材とは別体に形成した第５または第６の磁性体部材との間に空隙を介在させてコイルアンテナを構成する。

（２６）副筐体の面方向に関して、第５および第６の磁性体部材の断面積を第４の磁性体部材の断面積より大きくしてコイルアンテナを構成する。

（２７）第５および第６の磁性体部材を略シート状または膜状としてコイルアンテナを構成する。

（２８）第４の磁性体部材を略シート状または膜状としてコイルアンテナを構成する。

（２９）第４の磁性体部材を副筐体の端部付近に配置してコイルアンテナを構成する。

（３０）前記副筐体内に回路基板を配するとともに、該回路基板を貫通するように第４の磁性体部材を設け、回路基板の第４の磁性体部材を取り囲む部分の少なくとも導体に第４の磁性体部材から遠ざかる方向へ延びる切り込み部を設ける。

（３１）前記副筐体は、液晶表示パネル用の導電性フレームを備え、当該導電性フレームによるループの外側に前記第４の磁性体部材を設ける。

（３２）前記導電性フレームの外側にくびれ部を形成するとともに、当該くびれ部に前記第４の磁性体部材を設ける。

（３３）前記第４の磁性体部材を含む前記磁路とは異なった経路で磁束が通るのを抑制する磁気障壁部材を第４の磁性体部材の近傍に配置する。

（３４）前記第４の磁性体部材を含む前記磁路とは異なった経路で磁束が通るのを抑制する磁気障壁部材を前記第５または第６の磁性体部材の互いに対向する面に、または当該面で挟まれる空間内に配置する。

（３５）前記筐体は、前記磁路を囲む、液晶表示パネル用の導電性フレームを備え、当該導電性フレームの一部に非導電部を設ける。

（３６）相対的に透磁率の低い領域を迂回もしくは貫通して磁束を通すように設けた磁性体部材と、該磁性体部材を取り巻くコイル部材とを備えてコイルアンテナを構成する。

（３７）前記磁性体部材を第１の磁性体部材とし、第１の磁性体部材の少なくとも一方端側に第１の磁性体部材と磁気的に接続された第２の磁性体部材を備え、第１の磁性体部材の延長方向に対する直交方向に関して、第２の磁性体部材の断面積を第１の磁性体部材の断面積より大きくしてコイルアンテナを構成する。

（３８）また、この発明は、上記のいずれかのコイルアンテナ構造を備えて携帯電子機器を構成する。

（１）板状の筐体内に、その厚み方向に延びて第１主面から第２主面への磁路となる磁性体部材とその磁性体部材を取り巻くコイル部材とによってコイルアンテナを構成したことにより、磁性体部材が、筐体の第１主面から第２主面側へ、またはその逆方向へ磁束が通る磁路となり、その磁路にコイル部材を設けているので、たとえばこのコイルアンテナに非接触ＩＣカードのチップを接続すれば、筐体の第１主面側または第２主面側のいずれの面がリーダ／ライタに向くようにかざしても通信可能となる。

（２）筐体の厚み方向に延びる第１の磁性体部材に対して磁気的に接続された第２の磁性体部材を筐体の第１主面側に設けることにより、磁路の磁気抵抗が小さくなり、磁束集束効果が高まり、コイル部材を貫く磁束密度が高まって、リーダ／ライタとの通信距離を長くできる。

（３）第１の磁性体部材に第３の磁性体部材を磁気的に接続することによって、第１の磁性体部材に対する磁束の集束効果が更に高まる。

（４）第２および第３の磁性体部材はたとえば第１の磁性体部材と共に一体形成することにより、磁束の漏洩を防止でき、第１磁性体部材に対する磁束の集束効果が高まる。

（５）筐体の第１主面から第２主面にかけて撓ませたシート状の磁性体部材で一体の磁性体部材を構成することによって、限られたスペースに磁路が構成でき、筐体を大型化することなく携帯電子機器を構成できる。

（６）第１・第２・第３の磁性体部材を複数組設けることによって、通信感度とその安定性が高まる。

（７）第２・第３の磁性体部材のうち一方を第１の磁性体部材とは別体に形成することによって、筐体内での組み込みが容易となる。

（８）第１の磁性体部材と、それとは別体に形成した第２または第３の磁性体部材との間に空隙を介在させても同様の効果を奏する。

（９）第２・第３の磁性体部材の筐体の面方向に対する断面積を第２の磁性体部材の断面積より大きくすることによって、コイル部材が取り巻く第１の磁性体部材の筐体内における容積を小さくしたまま、その第１の磁性体部材に対する磁束の集束効果を効果的に高めることができる。

（１０）第２・第３の磁性体部材を略シート状または膜状とすることによって、筐体内の第２・第３の磁性体部材の占める容積を削減でき、装置全体の小型化が図れる。
（１１）第１の磁性体部材をほぼシート状または膜状とすれば小型化効果がさらに高まる。

（１２）第１の磁性体部材を筐体の端部付近に配置することによって、筐体内の基板配置の干渉を防止でき、スペースの有効化を図ることができる。

（１３）筐体内の回路基板を貫通するように第１の磁性体部材を設け、回路基板の第１の磁性体部材を取り囲む部分に切り込み部を設けたことによって、第１の磁性体部材に磁束が通る際に回路基板に発生する渦電流による逆起電力が抑制され、第１の磁性体部材の実効透磁率の低下が抑えられる。

（１４）前記筐体に備えられている液晶表示パネル用の導電性フレームによるループの外側に前記第１の磁性体部材を設けることによって、第１の磁性体部材に磁束が通る際に導電性フレームに渦電流が流れないため、渦電流による逆起電力が発生せず、第１の磁性体部材の実効透磁率の低下を回避できる。

（１５）液晶表示パネル用の導電性フレームの外側にくびれ部を形成するとともに、そのくびれ部に第１の磁性体部材を設けることによって、導電性フレームのサイズを縮小することなく、第１の磁性体部材を導電性フレームによるループの外側に配置できる。

（１６）第１の磁性体部材を含む磁路とは異なった経路で磁束が通るのを抑制する磁気障壁部材を第１の磁性体部材の近傍に配置することによって、コイル部材に鎖交する磁束をより集束させることができる。

（１７）第１の磁性体部材を含む磁路とは異なった経路で磁束が通るのを抑制する磁気障壁部材を第２または第３の磁性体部材の互いに対向する面に、または当該面で挟まれる空間内に配置することによって、コイル部材に鎖交する磁束をより集束させることができる。

（１８）磁性体部材およびコイル部材を備えた主筐体に対して副筐体を接続する枢結軸部分に第１の磁性体部材を備えることによって、副筐体による干渉が防止できる。

（１９）主筐体とそれに対して開閉自在の副筐体を備えた構造で、副筐体の第１主面側から第２主面側への磁路となる第４の磁性体部材を設け、この第４の磁性体部材を主筐体側の第１の磁性体部材に磁気的に接続されることによって、主筐体と副筐体とを貫く磁路が構成でき、主筐体に対して副筐体を閉じた状態でもコイルアンテナとして作用する。

（２０）前記副筐体の第１・第２主面に第４の磁性体部材と磁気的に接続される第５・第６の磁性体部材を設けることによって、副筐体における磁路の磁気抵抗が小さくなり、磁束集束効果が高まる。

（２１）第５・第６の磁性体部材を第４の磁性体部材とともに一体形成すれば部品点数が削減でき、磁束の漏洩もより小さくできる。

（２２）副筐体の第１主面から第２主面にかけて撓ませたシート状の磁性体部材で一体の磁性体部材を構成することによって、限られたスペースに磁路が構成でき、筐体を大型化することなく携帯電子機器を構成できる。

（２３）第４・第５・第６の磁性体部材を複数組設けることによって、通信感度とその安定性が高まる。

（２４）第５・第６の磁性体部材の少なくとも一方を第４の磁性体部材とは別体に形成することによって、副筐体へのこれらの磁性体部材の配置自由度が高まる。

（２５）第４の磁性体部材と、それとは別体に形成した第５または第６の磁性体部材との間に空隙を介在させても同様の効果を奏する。

（２６）第５・第６の磁性体部材の筐体の面方向に対する断面積を第４の磁性体部材の断面積より大きくすることによって、副筐体内部に備える第４の磁性体部材の容積を小さくでき、装置全体の小型化が図れる。

（２７）第５・第６の磁性体部材を略シート状または膜状とすることによって、筐体内の第５・第６の磁性体部材の占める容積を削減でき、装置全体の小型化が図れる。
（２８）第４の磁性体部材をほぼシート状または膜状とすれば小型化効果がさらに高まる。

（２９）第４の磁性体部材を筐体の端部付近に配置することによって、筐体内の基板配置の干渉を防止でき、スペースの有効化を図ることができる。

（３０）副筐体内の回路基板を貫通するように第４の磁性体部材を設け、回路基板の第４の磁性体部材を取り囲む部分に切り込み部を設けたことによって、渦電流による逆起電力が抑制され、実効透磁率の低下が抑えられる。

（３１）副筐体内の回路基板を貫通するように第４の磁性体部材を設け、回路基板の第４の磁性体部材を取り囲む部分に切り込み部を設けたことによって、第４の磁性体部材に磁束が通る際に回路基板に発生する渦電流による逆起電力が抑制され、第４の磁性体部材の実効透磁率の低下が抑えられる。

（３２）液晶表示パネル用の導電性フレームの外側にくびれ部を形成するとともに、そのくびれ部に第４の磁性体部材を設けることによって、導電性フレームのサイズを縮小することなく、第４の磁性体部材を導電性フレームによるループの外側に配置できる。

（３３）第４の磁性体部材を含む磁路とは異なった経路で磁束が通るのを抑制する磁気障壁部材を第４の磁性体部材の近傍に配置することによって、コイル部材に鎖交する磁束をより集束させることができる。

（３４）第４の磁性体部材を含む磁路とは異なった経路で磁束が通るのを抑制する磁気障壁部材を第５または第６の磁性体部材の互いに対向する面に、または当該面で挟まれる空間内に配置することによって、コイル部材に鎖交する磁束をより集束させることができる。

（３５）磁路を囲む液晶表示パネル用の導電性フレームの一部に非導電部を設けることによって、導電性フレームに渦電流が流れないようにすることができるため、渦電流による逆起電力が発生せず、第１および／または第４の磁性体部材の実効透磁率の低下を回避できる。

（３６）相対的に透磁率の低い領域を迂回もしくは貫通して磁束を通すように磁性体部材とそれを取り巻くコイル部材を備えることによって、このコイルアンテナ構造を備えた携帯用電子機器を、コイルアンテナを備えた非接触ＩＣチップと通信するリーダ／ライタに対してその表裏いずれの面をかざしても通信可能となる。

（３７）第１の磁性体部材の少なくとも一方端側に第１の磁性体部材と磁気的に接続された第２の磁性体部材を備え、第１の磁性体部材の延長方向に対する直交方向に関して、第２の磁性体部材の断面積を第１の磁性体部材の断面積より大きくすることによって、コイル部材が取り巻く第１の磁性体部材の筐体内における容積を小さくしたまま、その第１の磁性体部材に対する磁束の集束効果を効果的に高めることができる。そのため、装置全体の小型化が図れる。

（３８）この発明の携帯電子機器によれば、その板状筐体のいずれの面をリーダ／ライタに向けてかざしても、そのリーダ／ライタとの通信が可能となる。

第１の実施形態に係るコイルアンテナについて図１を参照して説明する。
図１は２つのタイプのコイルアンテナについて示す断面図である。（Ａ）の例では、所定の厚みと面方向の広がりを持つ、比較的透磁率の低い導電体１０を備え、この導電体１０の端部に導電体１０の厚み方向に延びる第１の磁性体部材１を備えている。また、この第１の磁性体部材１に対し、導電体１０の第１主面（図における上面）側に第２の磁性体部材２を磁気的に接続している。また、導電体１０の第２主面（図における下面）側に第１の磁性体部材１に接続された第３の磁性体部材３を配置している。

このように第１の磁性体部材１は導電体１０の端部に沿って設け、第２の磁性体部材２と第３の磁性体部材３を導電体１０の第１・第２主面の面方向に沿ってそれぞれ設けることによって、導電体１０の第１・第２主面の面方向に関して、第２の磁性体部材２と第３の磁性体部材３の断面積を第１の磁性体部材１の断面積より大きくしている。

第１の磁性体部材１、第２の磁性体部材２、第３の磁性体部材３としては、それぞれ比透磁率１５程度のフェライトを用いる。なお、比透磁率は高い程良く、１０以上が良好であり、望ましくは３０以上とする。また、携帯電話のレセプタクル近傍に配置される場合には、充電時の電流によって磁性体部材に渦電流が流れてロスが発生する可能性があるので、比抵抗値が１０¹⁰［Ω・ｃｍ］以上、できれば１０¹¹［Ω・ｃｍ］以上の材料であることが望ましい。

また、第１の磁性体部材１には、それを取り巻くように導体を巻回したコイル部材１１（ピックアップコイル）を設けている。図中で磁界が下から上向きに印加されているとき、磁束φは、第３の磁性体部材３→第１の磁性体部材１→第２の磁性体部材２の経路を通り、上方へ抜ける。その際、第２の磁性体部材２と第３の磁性体部材３は導電体１０の第１・第２主面の面方向に沿って広がっているので、磁束集束効果が高い。そのため、第１の磁性体部材１を通る磁束密度が高まる。

このように導電体１０を迂回するように、コイル部材１１を設けた第１の磁性体部材を磁束φが通るので、印加される磁界が変調されているとき、それを信号または電力としてコイル部材１１から取り出せる。

このような構造であれば、第２の磁性体部材２側または第３の磁性体部材３側の面を導電体１０の厚み方向に磁界が向く領域にかざす、または置くだけで磁界結合するコイルアンテナとして作用する。また、コイル部材１１に接続した回路の動作によって送信信号がコイル部材１１に流れることによって、外部のリーダ／ライタ等の回路との通信が可能となる。

たとえばコイル部材１１に接続する非接触ＩＣチップを備えれば、導電体１０の第１主面または第２主面のいずれかを非接触ＩＣチップ用のリーダ／ライタにかざすだけで、非接触ＩＣチップはリーダ／ライタと通信可能となる。

図１の（Ｂ）に示した例では、所定の厚みと面方向の広がりを持つ、比較的透磁率の低い導電体（導電体）１０を備え、この導電体１０の内部を貫通するように第１の磁性体部材１を配置している。また、この第１の磁性体部材１に対し、導電体１０の第１主面（図における上面）側に第２の磁性体部材２を、第２主面（図における下面）側に第３の磁性体部材３をそれぞれ配置し、この第２・第３の磁性体部材２，３を第１の磁性体部材１に磁気的に接続している。

導電体１０の第１・第２主面の面方向に関して、第２の磁性体部材２と第３の磁性体部材３の断面積は第１の磁性体部材１の断面積より大きくしている。すなわち、第１の磁性体部材１は導電体１０の一部を貫通するように配置し、第２の磁性体部材２と第３の磁性体部材３は導電体１０の第１・第２主面の面方向に広がるようにそれぞれ配置している。

第１の磁性体部材１には、それを取り巻くように導体を巻回したコイル部材１１（ピックアップコイル）を設けている。図中で磁界が下から上向きに印加されているとき、磁束φは、第３の磁性体部材３→第１の磁性体部材１→第２の磁性体部材２の経路を通り、上方へ抜ける。その際、第２の磁性体部材２と第３の磁性体部材３は導電体１０の第１・第２主面の面方向に沿って広がっているので、磁束集束効果が高い。そのため、第１の磁性体部材１を通る磁束密度が高まるとともに、前記リーダ／ライタのアンテナ部と結合状態になる位置関係も広くなる。

なお、図１に示した例では、第１の磁性体部材１に対して第２の磁性体部材２および第３の磁性体部材３をそれぞれ磁気的に接続したが、このうち第２または第３の磁性体部材のいずれか一方のみを第１の磁性体部材１に対して磁気的に接続してもよい。また、導電体１０の厚み方向に延びる第１の磁性体部材１のみを備えてもよい。いずれの場合も磁束集束効果が低下するが、構成要素の簡素化にともなって小型化・低コスト化が図れる。

次に、第２の実施形態に係る携帯電話機について図２を参照して説明する。
図２の（Ａ）は携帯電話機の主要部の断面図である。携帯電話機５０の筐体１４は全体に板状を成していて、筐体１４の内部には電子回路を構成する回路基板（以下、単に「基板」という。）１３を配置している。筐体１４の端部には第１の磁性体部材１を配置している。この第１の磁性体部材１にはその第１の磁性体部材を通る磁束を取り巻くように導体コイルを巻回してなるコイル部材１１を備えている。筐体１４の第１主面（図における上面）Ｓ１側には、第１の磁性体部材１と磁気的に接続した第２の磁性体部材２を配置している。また、筐体１４の第２主面（図における下面）Ｓ２には、第１の磁性体部材１と磁気的に接続した第３の磁性体部材３を配置している。筐体１４の面方向（基板１３の第１・第２主面の面方向）に関して、第２の磁性体部材２と第３の磁性体部材３の断面積は第１の磁性体部材１の断面積より大きくしている。

上記基板１３は、筐体１４の内部でその端部付近にまで延びているので、第１の磁性体部材１、第２の磁性体部材２および第３の磁性体部材３からなる磁路は基板１３を迂回するように配置されることになる。

図中で磁界が下から上向きに印加されているとき、磁束φは、第３の磁性体部材３→第１の磁性体部材１→第２の磁性体部材２の経路を通り、上方へ抜ける。その際、第２の磁性体部材２と第３の磁性体部材３は、筐体１４の第１・第２主面の面方向すなわち磁界の向きに垂直方向に沿って広がっているので、磁束集束効果が高い。そのため、第１の磁性体部材１を通る磁束密度が高まる。

なお、筐体１４の第１の磁性体部材１を配置した端部とは反対側の端部に携帯電話機のためのアンテナ１２を設けている。

上記コイル部材１１には、非接触ＩＣチップを接続している。この非接触ＩＣチップとコイル部材１１および第１〜第３の磁性体部材１〜３によってＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification（非接触データ識別技術））で用いるデータキャリアを構成している。

図２の（Ｂ），（Ｃ）は、この携帯電話機をＲＦＩＤのリーダ／ライタにかざしている状態を示している。（Ｂ）は携帯電話機の表面（キー操作部面）を上面にして、背面をリーダ／ライタ１００に向けている状態、（Ｃ）はその逆に、携帯電話機の表面をリーダ／ライタ１００に向けている状態である。

リーダ／ライタ１００は、その表面（携帯電話機をかざす面）から垂直方向に磁界が向いて磁束を放射する。携帯電話機５０の筐体１４の内部に第１〜第３の磁性体部材１〜３からなる磁路を設けているので、リーダ／ライタ１００から放射された磁束φは、その磁路を通って筐体１４の上面から上方へ抜ける。例えば（Ｂ）に示した例では、第３の磁性体部材３→第１の磁性体部材１→第２の磁性体部材２の経路で磁束φが通り、（Ｃ）に示した例では、第２の磁性体部材２→第１の磁性体部材１→第３の磁性体部材３の経路で磁束φが通る。

勿論、磁力線は閉ループを構成するので、この上方から抜けた磁束は周囲を通ってリーダ／ライタ１００のアンテナ部へ戻る。

このようにして、コイル部材１１を巻回した第１の磁性体部材１を含む磁路全体をコ字型に構成したことにより、第２の磁性体部材２および第３の磁性体部材３で集束した磁束による電磁誘導でＩＣチップに対して電力供給を行うとともに通信ができる。そのため、携帯電話機５０の表裏に関係なくリーダ／ライタ１００との相互通信が可能となる。

上記コイル部材１１にはコンデンサを接続して共振回路を構成し、その共振周波数をリーダ／ライタ１００から送信される電磁波の共振周波数に合わせ、例えば１３．５６ＭＨｚ等に設定する。非接触ＩＣチップの共振回路はリーダ／ライタ１００からの電磁界を上記共振回路の共振動作で受信し、受信した電磁界を電気信号に変換してＩＣチップに供給する。ＩＣチップは、内部のメモリに対して読み書きをした後、ＩＣチップ内のＦＥＴによるスイッチング動作で外部機器のリーダ／ライタ側に電圧変動を誘起し、そのことで非接触通信を行う。

上記第１〜第３の磁性体部材１〜３は、フェライト粉と樹脂との混合材料の成型によって構成する。または、フェライト樹脂ペーストを携帯電話機内壁部分に塗布形成することによって構成する。このようにフェライト粉を含む混合材料によって第１〜第３の磁性体部材を構成することによって、第１〜第３の磁性体部材の耐衝撃性および軽量化を図ることができ、携帯電話機の落下による破損が少ないアンテナが構成できる。また、磁束が集中するコイル部材１１を設けた第１の磁性体部材１は断面積が小さいので、高透磁率のフェライト粉を用いたり、フェライト粉の体積混合率を上げたり、フェライト粉の粒子径を大きくしたりして、第２・第３の磁性体部材に比べて透磁率を高める方が望ましい。そのため、この第１の磁性体部材のみを磁性材料の焼結体で構成してもよい。

次に、第３の実施形態に係る携帯電話機について図３を参照して説明する。
この例では、主筐体１７と副筐体１８を枢結軸１９で開閉自在に連結した、いわゆるクラムシェル構造をなしている。そして、この例では副筐体１８を接続する主筐体１７の枢結軸１９部分に、主筐体１７の厚み方向に延びる第１の磁性体部材１を設け、第１の磁性体部材１にコイル部材１１を設けている。また、主筐体１７の第１主面（図３の（Ａ）における上面）側に、第１の磁性体部材１に磁気的に接続する第２の磁性体部材２を配置している。さらに、主筐体１７の第２主面（図における下面）側に、第１の磁性体部材１に磁気的に接続する第３の磁性体部材３を配置している。

図３の（Ａ）は副筐体１８側を上面にし、主筐体１７側を下面にしている状態、（Ｂ）はその逆に、副筐体１８側を下面にし、主筐体１７側を上面にしている状態である。

リーダ／ライタ１００は、その表面（携帯電話機をかざす面）から垂直方向に磁界が向いて磁束を放射する。この磁束は携帯電話機の第１〜第３の磁性体部材１〜３からなる磁路を通って、上方へ抜ける。例えば（Ａ）に示した例では、第３の磁性体部材３→第１の磁性体部材１→第２の磁性体部材２の経路で磁束φが通り、（Ｂ）に示した例では、第２の磁性体部材２→第１の磁性体部材１→第３の磁性体部材３の経路で磁束φが通る。

このようにして、コイル部材１１を巻回した第１の磁性体部材１を含む磁路全体をコ字型に構成したことにより、第２の磁性体部材２および第３の磁性体部材３で集束した磁束による電磁誘導でＩＣチップに電力供給および信号の通信ができる。そのため、携帯電話機の表裏に関係なくリーダ／ライタ１００との相互通信が可能となる。

次に、第４の実施形態に係る携帯電話機について図４を参照して説明する。
この携帯電話機５０も、主筐体１７の枢結軸１９に副筐体１８を開閉自在に結合させた、いわゆるクラムシェル構造をなしている。第３の実施形態ではその枢結軸部分に第１〜第３の磁性体部材からなるコ字型の磁路を構成したが、この第４の実施形態では、主筐体１７に対して副筐体１８を閉じた状態で互いに重なる端部に磁路が構成されるようにしている。

主筐体１７の端部に、主筐体１７の第１主面（図における上面）に第２の磁性体部材２を配置し、主筐体１７の第２主面（図における下面）に第３の磁性体部材３を配置している。そして、副筐体１８の端部に、主筐体１７に対して副筐体１８を閉じた状態で上記第１の磁性体部材１と磁気的に接続される第４の磁性体部材４を配置し、この第４の磁性体部材４に磁気的に接続する第５の磁性体部材５を副筐体１８の第１主面（図における上面）側に配置し、第４の磁性体部材４に磁気的に接続する第６の磁性体部材６を副筐体１８の第２主面（図における下面）側に配置している。

主筐体１７の第１・第２主面の面方向に関して、第２の磁性体部材２と第３の磁性体部材３の断面積は第１の磁性体部材１の断面積より大きくしている。同様に、副筐体１８の第１・第２主面の面方向に関して、第５の磁性体部材５と第６の磁性体部材６の断面積は第４の磁性体部材４の断面積より大きくしている。

主筐体１７側の第１〜第３の磁性体部材１〜３からなる磁路はコ字型をなしていて、主筐体１７内部の基板１５の端部を迂回するように構成している。同様に、副筐体１８側の第４〜第６の磁性体部材４〜６からなる磁路はコ字型をなしていて副筐体１８側の基板１６の端部を迂回するように構成している。

図４に示したように、主筐体１７に対して副筐体１８を閉じた状態で、主筐体１７側の上記磁路と副筐体１８側の上記磁路が磁気的に接続されることになり、磁束φで示すように、これらの磁路を通って筐体（１７，１８）の厚み方向に磁束が通り、コイル部材１１部分を通る磁束密度を必要量確保する。

図５はこの携帯電話機をＲＦＩＤのリーダ／ライタにかざしている幾つかの状態を示している。（Ａ）は主筐体１７に対して副筐体１８を閉じた状態で、主筐体１７側をリーダ／ライタ１００に向けている状態、（Ｂ）はその逆に、主筐体１７に対して副筐体１８を閉じた状態で、副筐体１８側をリーダ／ライタ１００に向けている状態である。（Ｃ）は主筐体１７に対して副筐体１８を途中まで開いた状態で、キー操作面と液晶表示パネル面をリーダ／ライタ１００にかざしている状態である。（Ｄ）は主筐体１７に対して副筐体１８を途中まで開いた状態で、液晶表示パネルの裏面側をリーダ／ライタ１００にかざしている状態である。

図５の（Ａ）に示した例では、第３の磁性体部材３→第１の磁性体部材１→第２の磁性体部材２→第６の磁性体部材６→第４の磁性体部材４→第５の磁性体部材５の経路で磁束φが抜け、（Ｂ）に示した例では、その逆方向に磁束φが抜け、いずれの場合も第１の磁性体部材１に設けたコイル部材に磁束φが通る。

図５の（Ｃ）に示した例では、第２の磁性体部材２→第１の磁性体部材１→第３の磁性体部材３の経路で磁束φが抜け、（Ｄ）に示した例では、その逆方向に磁束φが抜け、いずれの場合も第１の磁性体部材１に設けたコイル部材に磁束φが通る。

このようにして、携帯電話機の各種態様でリーダ／ライタ１００にかざしても、リーダ／ライタ１００との通信が可能となる。

次に、第５の実施形態に係る携帯電話機の構成について図６を参照して説明する。
図６はその主要部の断面図である。第４の実施形態では、主筐体１７と副筐体１８のいずれにも、閉じた状態で同方向を向くコ字型の磁路を構成したが、この第５の実施形態では、主筐体１７と副筐体１８とで、それぞれの磁路のコ字型の向きを逆向きとしている。そして、主筐体１７の第１〜第３の磁性体部材１〜３で構成するコ字型磁路の間に複合誘電体性材料アンテナ２２を設けている。主筐体１７と副筐体１８とを閉じた状態で、リーダ／ライタによる磁束φは、第５の磁性体部材５→第４の磁性体部材４→第６の磁性体部材６→第２の磁性体部材２→第１の磁性体部材１→第３の磁性体部材３の経路で透過する。第１の磁性体部材１に設けたコイル部材１１の両端は非接触ＩＣチップ２１に接続している。

通常は、ＲＦＩＤと携帯電話とでは使用周波数が全く異なっており、互いの信号に対してほとんど感度を持たないが、リーダ／ライタの至近距離で通信をする状態では携帯電話機の通信がリーダ／ライタによって悪影響を受ける場合がある。しかし、このように周波数が高くて磁性体の使用が難しい携帯電話機用のメインアンテナとして例えば誘電体材料の粉と樹脂とからなる複合誘電体材料アンテナを用い、それを磁性体部材１〜３で構成するコ字型磁路で囲むように配置したことにより、携帯電話機の通信がリーダ／ライタによって悪影響を受けることを防止できる。すなわちＲＦＩＤ通信時に携帯電話機はリーダ／ライタの強い電磁界を受けることになるが、上記コ字型磁路がリーダ／ライタの強い電磁界から携帯電話機用のメインアンテナを磁気シールドすることになるので、その電磁界が携帯電話機用のメインアンテナに入射することを防止できる。この効果のためには、磁性体部材１〜３はＲＦＩＤの使用周波数付近では透磁率が大きく、携帯電話機の通信周波数帯域では透磁率が小さい（比透磁率がほぼ１の）材料とすることが好ましい。

次に、第６の実施形態に係る携帯電話機の構成について図７〜図１０を参照して説明する。
この携帯電話機は主筐体１７の枢結軸に副筐体１８を開閉自在に結合させた所謂クラムシェル構造を成している。図７は主筐体から副筐体を開いた状態での携帯電話機の外観図、図８は主筐体１７に対して副筐体１８を閉じた状態での断面図である。但し図８においては枢結軸の図示を省略している。

第１〜第５の実施形態では第１の磁性体部材１のごく近傍にコイル部材１１を巻回した例を示したが、この第６の実施形態では、図７に示すように、主筐体１７の主面方向に広がるループ面を構成するコイル部材１１を配置している。この例では主筐体１７内部の電池パック３１は上記コイル部材１１が形成するループ面の内部に入っている。副筐体１８には液晶表示パネル３２を設けている。コイル部材１１は、例えばポリイミドフィルムに約３ターンのコイルパターンを形成したものである。

また、第１〜第５の実施形態では筐体内の基板の占有部分より外側に焼結フェライトからなる第１の磁性体部材を配置した例を示したが、この第６の実施形態では、図８に示すように、第１の磁性体部材１は基板１５の所定位置を貫通させている。第２・第３の磁性体部材２，３は、主筐体１７の主面方向に広がる磁性体シートからなり、第１の磁性体部材１を挟むように主筐体１７の下面付近と上面付近にそれぞれ配置している。副筐体１８には、基板１６、液晶表示パネル３２，３３を備えるとともに、基板１６の端部付近で基板１６を貫通しない位置にフェライトコンポジット材からなる第４の磁性体部材４を配置している。

さらに、この第４の磁性体部材４を挟むように第５・第６の磁性体シートからなる磁性体部材５，６を配置している。

ＲＦＩＤの使用周波数として用いられる１３．５６ＭＨｚにおいて、上記フェライトコンポジット材の比透磁率は約１０、上記焼結フェライトの比透磁率は約７０である。

このように、主筐体１７側の基板１５は副筐体１８側の基板１６に比べて大型になる傾向があり、やむを得ず第１の磁性体部材１を、基板１５を貫通するように配置する場合もあるが、このような構造では次のような問題が生じる。

基板１５には電極パターン（特にグランド電極）が形成されているので、そこを貫通するように磁束が通ると電極パターンに誘導電流（渦電流）が生じてしまう。図９の（Ａ）はその様子を示している。基板１５にグランド電極が形成されているとき、第１の磁性体部材１に交番磁束φが通ると、電磁誘導により渦電流Ｉｓが流れる。この渦電流による逆起電力によって、フェライトからなる第１の磁性体部材１の実効透磁率が低下してしまう。

そこで図９の（Ｂ）に示すように、基板１５の第１の磁性体部材１を取り囲む部分の電極パターン（グランド電極）に、その第１の磁性体部材１から遠ざかる方向へ延びる切り込み部Ｓを設ける。

図１０はこの切り込み部Ｓを設けた基板１５の部分平面図である。第１の磁性体部材１を通る磁束によって生じる渦電流Ｉｓは、第１の磁性体部材１を周回するように流れようとするが、このように切り込み部Ｓを設けたことによって、第１の磁性体部材近傍の渦電流Ｉｓが流れる経路が切断されるため、結果的に渦電流Ｉｓによる逆起電力の発生が抑制され、第１の磁性体部材１の実効透磁率の低下が抑えられる。
なお、上記切り込み部Ｓは電極パターンにのみ設ければよいが、基板１５全体に切り込み部を設けてもよい。

上記第１の磁性体部材１は、例えば円柱形状の焼結フェライトの周囲（側部）に、フェライト粉末と樹脂とのコンポジット材（フェライトコンポジット材）を一体的に設けたものである。このように焼結体の周囲にコンポジット材を設けたことによって、磁路の磁気抵抗を低くしつつ高い耐衝撃特性が得られる。したがって、携帯電話機を落下させるなどして強い衝撃を加えても、第１の磁性体部材の破損を防止できる。このことは第４の磁性体部材についても同様である。

なお、図８・図９に示した例では、主筐体１７側において第１の磁性体部材１が基板１５を貫通する例について示したが、副筐体１８側において第４の磁性体部材４が基板１６を貫通するように配置する場合についても同様に適用できる。すなわちその場合には基板１６に渦電流抑制用の切り込み部を設ければよい。

次に、第７の実施形態に係る携帯電話機について図１１を参照して説明する。
図１１において主筐体１７と副筐体１８の内部の構成は第６の実施形態で図８に示したものとほぼ同様である。図１１において、主筐体１７には第６の実施形態で示した携帯電話機の場合と同様のコイル部材１１を設けている。副筐体１８には液晶表示パネル３２を設けている。大型・高解像度の液晶表示パネルをダイナミック駆動する際に生じる高調波ノイズの不要輻射を抑制するために、この液晶表示パネル３２を設ける副筐体１８には、液晶表示パネル３２の周囲にアルミニウム合金またはマグネシウムアマルガム等製の導電性フレーム３４を設けている。

このような導電性フレームは導電性部材からなるループを構成する。そのため、主筐体１７に副筐体１８を閉じた状態では、コイル部材１１を貫通する磁束が上記導電性フレーム３４のループ内も通ることになり、その磁束によって導電性フレーム３４に誘導電流が生じて逆起電力が生じる。その結果、主筐体１７側に設けた磁性体部材１，２，３および副筐体１８側に設けた磁性体部材４，５，６からなる磁路の実効透磁率が低下してしまう。

そこで、図１１に示すように、導電性フレーム３４がループを構成しないように、その途中に非導電部３５を設ける。これにより導電性フレーム３４に上記誘導電流が流れることが無く、上記磁路の実効透磁率の低下が防止できる。

次に、第８の実施形態に係る携帯電話機について図１２を参照して説明する。
図１１では、副筐体１８に第４の磁性体部材を配置する際に、導電性フレーム３４に非導電部３５を設けた上でその内側に第４の磁性体部材を配置する例を示したが、この第８の実施形態では、導電性フレーム３４によるループの外側に第４の磁性体部材４を配置した例を示している。

図１２の（Ａ）に示す例では、副筐体１８の端部付近に磁性体部材４を配置している。また、図１２の（Ｂ）に示す例では、導電性フレーム３４の近傍に磁性体部材４を設けるとともに、副筐体１８の内部に設ける導電性フレーム３４をなるべく広くとれるように、導電性フレーム３４の一部にくびれ部Ｃを形成して、第４の磁性体部材４との構造上の干渉を防止している。

このような構造であれば導電性フレーム３４は電気的なループを保つので、液晶パネルをダイナミック駆動した際に生じる高調波ノイズの不要輻射の抑制効果も保つことができる。

次に、第９の実施形態に係る携帯電話機について図１３を参照して説明する。
図１３は、主筐体１７に対して副筐体１８を閉じた状態の、両筐体を通る面での断面図である。主筐体１７の内部には、基板１５、電池パック３１、コイル部材１１を設けるとともに、そのコイル部材１１が成すループの内側に磁性体シート１２３を設けている。この磁性体シート１２３は主筐体１７の底面から電池パック３１および基板１５の端面を経由して基板１５の上面にまで連続的に延びる一体の磁性体シートにより構成している。

副筐体１８の内部には液晶表示パネル３２と導電性フレーム３４を備えるとともに、導電性フレーム３４の外側に磁路を形成するように、磁性体シート４５６を液晶表示パネル３２の一方の面から端面を経由して他方の面にまで連続して配置している。この磁性体シート４５６は、副筐体１８の一方の面から導電性フレーム３４および液晶表示パネル３２の端面を経由して副筐体１８の他方の面にまで連続的に延びる一体の磁性体シートにより構成している。

このような構造により、主筐体１７に副筐体１８を閉じた状態で、２つの磁性体シート１２３と４５６とで、コイル部材１１によるループ内を磁束が通り、且つ導電性フレーム３４によるループを通らない経路での磁路を構成する。

このような磁性体シート１２３，４５６を折り曲げて用いることによって、筐体内の限られた空間内に磁路を形成することができ、装置を大型化することなくコイル部材１１を通る磁束密度を必要量確保できる。

次に、第１０の実施形態に係る携帯電話機について図１４・図１５を参照して説明する。
図１４の（Ａ），（Ｂ）は、第１〜第３の磁性体部材１〜３からなる磁路とリーダ／ライタアンテナ４１との関係を示している。円柱形状のフェライトからなる第１の磁性体部材１の透磁率が充分に高くない場合には、図１４の（Ａ）に示すように、リーダ／ライタ４１から第１の磁性体部材１に導かれた磁束φがコイル部材１１を通過する前にリーダ／ライタアンテナ４１に帰還する磁路ができてしまう。また、第１の磁性体部材１の透磁率が充分に高い場合でも、この第１の磁性体部材１を通過した磁束が空気を通過してリーダ／ライタアンテナ４１に帰還する経路の磁気抵抗によっては同様の現象が生じる。

そこで、図１４の（Ｂ）に示すように、コイル部材１１を通過せずにリーダ／ライタアンテナ４１へ帰還しようとする磁束の経路に、磁束が通るのを抑制する磁気障壁部材３６を配置する。この磁気障壁部材３６としては導体を使用すればよく、例えば銅箔テープのような金属箔、銅片のような金属薄板、銅メッシュのような金属メッシュ等を用いることができる。

図１４の（Ｃ）は第１の磁性体部材１と磁気障壁部材３６との位置関係を示す平面図である。このように第１の磁性体部材１から第２・第３の磁性体部材２，３が広がる方向とは逆方向に、第１の磁性体部材１から所定距離隔てた位置（筐体の内面）に磁気障壁部材３６を配置している。この構造によって、コイル部材１１を通過せずに近回りしようとする磁束の経路を遮断することができ、磁束漏洩が防止できる。なお、上記磁気障壁部材３６を第１の磁性体部材１に貼付してもよい。

図１５は磁気障壁の他の構成例を示す図である。この例では、焼結フェライト１ａの周囲にフェライト粉末と樹脂とのコンポジット材１ｂを設け、このコンポジット材１ｂの側面に無電解銅メッキのメッキ膜による磁気障壁部材３６′を設けている。このように第１の磁性体部材１の側面に形成した銅メッキ膜が磁気障壁部材として作用する。なお、円柱形状を成す第１の磁性体部材１の側面の全周に亘って磁気障壁部材３６′を形成すると前述の誘導電流の問題が生じるので、磁気障壁部材３６′がループを形成しないようにスリットラインＳＬで示す部分を除く位置に磁気障壁部材３６′を形成する。

この例では、コンポジット材１ｂを設けたが、円柱形状の焼結フェライトの側面に直接銅メッキすることにより、または銅粉をビヒクル中に分散させた銅ペーストの焼き付けにより、膜状の磁気障壁部材３６′を形成してもよい。

なお、磁気障壁用の銅メッキ膜または銅ペーストの焼き付け膜は、必ずしも全面に連続した膜状に形成されていなくてもよく、例えば網目状のパターンなど所定のパターンに形成してもよい。

次に、第１１の実施形態に係る携帯電話機について図１６・図１７を参照して説明する。
図１６の（Ａ），（Ｂ）は第１〜第３の磁性体部材１〜３による磁路とリーダ／ライタアンテナ４１との関係を示している。

リーダ／ライタアンテナ４１の磁束φを集めて感度を向上させ、また携帯電話機の筐体の様々な姿勢や位置で通信を可能とするためには、ある程度の面積を有する第２・第３の磁性体部材２，３を用いることが必要になるが、磁性体シート等からなる第２・第３の磁性体部材２，３の面積が大きすぎると、図１６の（Ａ）に示すように、せっかく第３の磁性体部材３に捉えられた磁束がコイル部材１１を通過せずにリーダ／ライタアンテナ４１にそのまま帰還する磁路ができてしまう。同様に第２の磁性体部材２をリーダ／ライタアンテナ４１に向けた場合には、第２の磁性体部材２に捉えられた磁束がやはりコイル部材１１を通過せずにリーダ／ライタアンテナ４１にそのまま帰還してしまう。

逆に磁性体部材２，３の面積が小さすぎると、磁束の集束効果が低く、コイル部材１１を通過する磁束が小さくなったり、リーダ／ライタアンテナ４１と筐体との位置関係によって感度が極端に変動したりするという問題が生じる。
第２・第３の磁性体部材２，３の大きさが適切であれば、図１６の（Ｂ）に示すように、コイル部材１１を磁束が通過するので、充分な通信感度が確保できる。

このように第２・第３の磁性体部材２，３の面積と通信感度およびその安定性との間にはトレードオフの関係がある。
そこで、この第１１の実施形態では、通信感度を確保するとともにリーダ／ライタアンテナ４１に対する筐体の位置関係による通信感度のばらつきを抑えるために磁性体部材を分割する。

図１７はその具体例であり、（Ａ）に示すようにコイル部材１１のループ内に４つの磁路を構成している。各磁路は、円柱状の焼結フェライトからなる第１の磁性体部材と、磁性体シートからなる第２・第３の磁性体部材とで構成している。図１７の（Ａ）では、矩形の磁性体シート１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃ，１２３ｄからなる第２の磁性体部材が現れている。第３の磁性体部材も第２の磁性体部材と同形状の磁性体シートで構成している。この図１７の（Ａ）には円柱状の焼結フェライトからなる第１の磁性体部材が破線の円として現れている。

第２・第３の磁性体部材である各磁性体シートの面積（平面図で見たときの面積）は、リーダ／ライタアンテナ４１からの磁束がコイル部材１１を有効に通過するような大きさとし、その大きさでコイル部材１１が成すループ内を満たすだけの複数の磁性体部材を配置する。この構造によって通信感度を確保するとともに、リーダ／ライタアンテナ４１に対する携帯電話機の位置変化による感度変化を低く抑えることができる。

図１７に示した例では、第１の磁性体部材を第２・第３の磁性体部材とは別体に構成したが、第１〜第３の磁性体部材を一体の磁性体シートで構成してもよい。その場合には、
各磁性体シートを基板１５の端部で折り曲げてコ字型とする。

次に、第１２の実施形態に係るコイルアンテナについて図１８〜図２１を参照して説明する。
図１８は第１〜第３の磁性体部材と磁気障壁部材の構成を示す図である。

図１８の（Ａ）は第１〜第３の磁性体部材の構成を示す斜視図、（Ｂ）はその正面図である。この例では、第１の磁性体部材１は、コ字型で比透磁率７０のフェライトコアで構成していて、第２・第３の磁性体部材２，３はフェライト粉と樹脂材料とのコンポジット材であり、大きさ３６×３６ｍｍ、厚み０．６ｍｍ、比透磁率２０〜５０のフェライトシートから構成している。第１の磁性体部材１にはコイル１１を巻回している。

図１８の（Ｃ）は、（Ａ），（Ｂ）に示した第１〜第３の磁性体部材１〜３からなる磁路に対して磁気障壁部材３７を設けた状態の正面図である。また同図の（Ｄ）は磁気障壁部材３７を設けた第３の磁性体部材の平面図である。この磁気障壁部材３７は、銅（Ｃｕ）テープからなり、第２・第３の磁性体部材２，３に貼着している。この磁気障壁部材３７は、その一辺の中央部に開口部Ｈを形成していて、第１の磁性体部材１が第２および第３の磁性体部材２，３に当接する位置を避けるとともに、第１の磁性体部材１の周囲を囲まないように配置している。
第２の磁性体部材２に対しても同様にして磁気障壁部材３７を設けている。

上記磁気障壁部材３７を設けていない場合には、図１８の（Ｂ）に示すように、第３の磁性体部材３→第１の磁性体部材１→第２の磁性体部材２を経由してリーダ／ライタアンテナ４１に帰還する磁束φ以外に、第３の磁性体部材３→第２の磁性体部材２を経由してリーダ／ライタアンテナ４１に帰還する（すなわち第１の磁性体部材１を通らない）磁束φｖが生じる。

これに対し、図１８の（Ｃ）に示すように、第２・第３の磁性体部材２，３に対してこの第２・第３の磁性体部材の互いに対向する面に磁気障壁部材３７を設けることにより、第３の磁性体部材３から第２の磁性体部材２を経由してリーダ／ライタアンテナ４１へ帰還しようとする磁束φｖの経路が殆ど無くなり、磁性体部材３→磁性体部材１→磁性体部材２を経由してリーダ／ライタアンテナ４１に帰還する本来の経路の磁束密度が増大する。

図１８の（Ｂ）に示した構成と（Ｃ）に示した構成とについて、アンテナの共振周波数を使用周波数である１３．５６ＭＨｚになるようにインダクタンスの値を調整してリーダ／ライタアンテナとの通信可能距離を測定したところ、磁気障壁部材３７を設けない図１８の（Ｂ）に示した構成の場合に通信可能距離が１３１ｍｍであるのに対し、磁気障壁部材３７を設けた（Ｃ）に示した構成では１４９ｍｍとなった。このように磁気障壁部材３７を第２・第３の磁性体部材２，３に貼着することによって通信距離を延ばすことができる。

次に、第１３の実施形態に係るコイルアンテナについて図１９を参照して説明する。
図１９の（Ａ）はコイルアンテナの正面図、（Ｂ）はそのコイルアンテナと共に携帯電話機内に設けられる基板の平面図である。このコイルアンテナは、図１８に示した第１２の実施形態の場合と同様に、第１〜第３の磁性体部材１〜３と、第２・第３の磁性体部材２，３の内面に貼着した磁気障壁部材３７とを備えている。更に磁気障壁部材３７と共に第２・第３の磁性体部材２，３で挟まれる位置に基板１５を挿入している。

図１９の（Ｂ）に示すように、基板１５には、その一辺の中央部に切欠部Ｎを形成していて、この切欠部Ｎに第１の磁性体部材１がはまるようにしている。この基板１５の両面には銅（Ｃｕ）メッキ膜による磁気障壁部材３８を設けている。但し、第１の磁性体部材１の周囲を磁気障壁部材３８で取り囲まない範囲にのみ磁気障壁部材３８を形成している。ここで、基板１５の大きさは５０×８０ｍｍ、厚みは１．６ｍｍである。

このように磁気障壁部材３８を設けた基板１５を挿入することによって、通信距離は前記１４９ｍｍから１６１ｍｍへと更に延びた。しかも、この値は基板１５を挿入することによって共振周波数がずれた状態での値であり、共振周波数を使用周波数である１３．５６ＭＨｚに近づくようにインダクタンスを調整すれば通信距離は更に延びるものと予想される。

このように磁気障壁部材は集磁面となる磁性体部材から分離した位置に配置しても効果がある。したがって図１９において磁気障壁部材３７を設けない構成も採り得る。

なお、基板１５の両面に設ける磁気障壁部材３８は、メッキ以外に金属テープや金属箔の貼付、導電性ペーストの印刷塗布等によって形成してもよい。

次に、第１４の実施形態に係るコイルアンテナを収めた携帯電話機について図２０を参照して説明する。
図２０は携帯電話機の断面図である。この例では、主筐体１７の内部に第１の磁性体部材１と第３の磁性体部材３を設けている。（第２の磁性体部材はこの例では存在しない。）第３の磁性体部材３の内面（副筐体１８側）には図１８に示したものと同様の磁気障壁部材３７を設けている。

副筐体１８の内部には第４〜第６の磁性体部材４〜６を設けている。第５・第６の磁性体部材５，６の互いに対向する内面には磁気障壁部材３７を設けている。そして、第４の磁性体部材４にはコイル部材１１を巻回している。
磁性体部材３，５，６に設ける磁気障壁部材３７はそれぞれ銅（Ｃｕ）テープからなる。

このようにクラムシェル構造の携帯電話機の場合に、主筐体１７と副筐体１８を閉じた状態でリーダ／ライタのアンテナに近接させた際、第３の磁性体部材３が主筐体１７側の集磁面となる。この第３の磁性体部材３に磁気障壁部材３７を設けることによって、コイル部材１１を設けた第４の磁性体部材４を通過せずにリーダ／ライタアンテナ４１へ戻る磁束の経路が遮断されて、コイル部材１１を通る磁束密度がその分高まる。

次に、第１５の実施形態に係るコイルアンテナ構造について図２１を参照して説明する。
図２１は磁気障壁部材の平面図である。この磁気障壁部材３７はたとえば図１８の（Ｃ）、図１９の（Ａ）、または図２０に示した磁気障壁部材３７であり、図１８の（Ｄ）等に示した例では磁性体部材２，３のほぼ全面に磁気障壁部材３７を設けたが、磁気障壁としての効果はリーダ／ライタアンテナの磁束が通るべき領域（たとえば第１の磁性体部材１）の近傍に存在する磁気障壁部材であり、そこから遠ざかるほど磁気障壁としての効果は低下する。したがって、図２１に示した例で、第１の磁性体部材１を中心とする所定半径のほぼ半円形部分を有効領域Ａｖ、それより外側（ハッチングで示した部分）を無効領域Ａｉとして扱うことができる。そのため、大部分が無効領域Ａｉにかかるような領域Ｗ１，Ｗ２には磁気障壁部材３７を設けずに、他の目的にこれらの領域を用いてもよい。

第１の実施形態に係るコイルアンテナ構造を示す図である。 第２の実施形態に係るコイルアンテナ構造を備えた携帯電話機の構成を示す図である。 第３の実施形態に係るコイルアンテナ構造を備えた携帯電話機の構成を示す図である。 第４の実施形態に係るコイルアンテナ構造を備えた携帯電話機の構成を示す図である。 同携帯電話機をリーダ／ライタへかざしている幾つかの状態を示す図である。 第５の実施形態に係るコイルアンテナ構造を備えた携帯電話機の構成を示す図である。 第６の実施形態に係るコイルアンテナ構造を備えた携帯電話機の構成を示す図である。 同携帯電話機の構成を示す断面図である。 同携帯電話機内部の基板の構成を示す部分平面図である。 同携帯電話機内部の構成を示す部分斜視図である。 第７の実施形態に係る携帯電話機の構成を示す図である。 第８の実施形態に係る携帯電話機の構成を示す図である。 第９の実施形態に係る携帯電話機の構成を示す断面図である。 第１０の実施形態に係る携帯電話機の構成を示す図である。 同携帯電話機内の磁性体部材の構成を示す斜視図である。 第１１の実施形態に係る携帯電話機の構成を示す断面図である。 同携帯電話機の構成を示す図である。 第１２の実施形態に係るコイルアンテナの構成を示す図である。 第１３の実施形態に係るコイルアンテナの構成を示す図である。 第１４の実施形態に係るコイルアンテナ構造を備えた携帯電話機の構成を示す図である。 第１５の実施形態に係るコイルアンテナに備える磁気障壁部材３７の平面図である。

符号の説明

１−第１の磁性体部材（磁性体部材）
２−第２の磁性体部材
３−第３の磁性体部材
４−第４の磁性体部材
５−第５の磁性体部材
６−第６の磁性体部材
１０−導電体
１１−コイル部材
１２−アンテナ
１３−基板
１４−筐体
１５，１６−基板
１７−主筐体
１８−副筐体
１９−枢結軸
２０−コネクタ
２１−非接触ＩＣチップ
２２−複合磁性材料アンテナ
３１−電池パック
３２，３３−液晶パネル
３４−導電性フレーム
３５−非導電部
３６−磁気障壁部材
３７−磁気障壁部材（Ｃｕテープ）
３８−磁気障壁部材（Ｃｕメッキ膜）
４１−リーダ／ライタアンテナ
５０−携帯電話機
１００−リーダ／ライタ
１２３，４５６−磁性体シート
Ｓ−切り込み部
Ｃ−くびれ部
Ｈ−開口部
Ｎ−切欠部
Ａｖ−有効領域
Ａｉ−無効領域

Claims (30)

1. 第１主面およびそれに対向する第２主面を有する板状の筐体を備え、
   該筐体内に、当該筐体の少なくとも厚み方向に延びる第１の磁性体部材と、該第１の磁性体部材を取り巻くコイル部材と、前記第１の磁性体部材に磁気的に接続される第２および第３の磁性体部材と、前記厚み方向で前記第２の磁性体部材と前記第３の磁性体部材との間に配置される回路基板と、を備え、
   前記第２の磁性体部材は、前記筐体の主面に平行な断面が前記第１の磁性体部材よりも大きな断面積であって前記第１主面に対面し、
   前記第３の磁性体部材は、前記筐体の主面に平行な断面が前記第１の磁性体部材よりも大きな断面積であって前記第２主面に対面し、
   前記第１の磁性体部材は、前記第２および第３の磁性体部材が対面する主面を透過して前記第２および第３の磁性体部材を通る磁束の、第１主面側から第２主面側、または第２主面側から第１主面側への磁路となる、コイルアンテナ構造。
2. 前記回路基板を貫通するように前記第１の磁性体部材を設け、前記回路基板の前記第１の磁性体部材を取り囲む部分の少なくとも導体に前記第１の磁性体部材から遠ざかる方向へ延びる切り込み部を設けた請求項１に記載のコイルアンテナ構造。
3. 前記筐体は、液晶表示パネル用の導電性フレームを備え、当該導電性フレームによるループの外側に前記第１の磁性体部材を設けた請求項１または２に記載のコイルアンテナ構造。
4. 前記導電性フレームの外側にくびれ部を形成するとともに、当該くびれ部に前記第１の磁性体部材を設けた請求項３に記載のコイルアンテナ構造。
5. 第１・第２・第３の磁性体部材を、前記筐体の第１主面から第２主面にかけて撓ませた一体のシート状の磁性体部材で構成した、請求項１〜４のいずれかに記載のコイルアンテナ構造。
6. 第１の磁性体部材を前記主面に平行な面での前記筐体と前記回路基板との間に配置した、請求項５に記載のコイルアンテナ構造。
7. 第２および第３の磁性体部材の少なくとも一方を第１の磁性体部材とは別体に形成した、請求項１〜４のいずれかに記載のコイルアンテナ構造。
8. 第１の磁性体部材と、該第１の磁性体部材とは別体に形成した第２または第３の磁性体部材との間に空隙を介在させた、請求項７に記載のコイルアンテナ構造。
9. 前記第１の磁性体部材を含む前記磁路とは異なった経路で磁束が通るのを抑制する磁気障壁部材を前記第１の磁性体部材の近傍に配置した請求項７または８に記載のコイルアンテナ構造。
10. 前記第１の磁性体部材を含む前記磁路とは異なった経路で磁束が通るのを抑制する磁気障壁部材を前記第２または第３の磁性体部材の互いに対向する面に、または当該面で挟まれる空間内に配置した請求項７〜９のいずれか１項に記載のコイルアンテナ構造。
11. 前記第１・第２・第３の磁性体部材を複数組設けた請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載のコイルアンテナ構造。
12. 前記筐体を主筐体とし、該主筐体の第１主面側に配置されて該主筐体とともにクラムシェル構造を構成する副筐体を備え、副筐体を接続する主筐体の枢結軸部分であって前記主筐体と前記副筐体とが前記厚み方向に重ならない部分に前記第２の磁性体部材と第１の磁性体部材とを設けた、請求項１〜１１のうちいずれか１項に記載のコイルアンテナ構造。
13. 前記筐体を主筐体とし、該主筐体に対して開閉自在の副筐体を備え、副筐体内に該副筐体の少なくとも厚み方向に延び、副筐体の第１主面側から第２主面側への磁路となり、且つ主筐体に対して副筐体を閉じた状態で、第１の磁牲体部材と磁気的に接続される第４の磁性体部材を設けた、請求項１〜１１のうちいずれか１項に記載のコイルアンテナ構造。
14. 副筐体の第１主面側に第４の磁性体部材に磁気的に接続された第５の磁性体部材を設け、副筐体の第２主面側に第４の磁性体部材に磁気的に接続された第６の磁性体部材を設けた、請求項１３に記載のコイルアンテナ構造。
15. 第４・第５・第６の磁性体部材を一体の磁性体部材で構成した請求項１４に記載のコイルアンテナ構造。
16. 前記一体の磁性体部材は、前記副筐体の第１主面から第２主面にかけて撓ませたシート状の磁性体部材である請求項１５に記載のコイルアンテナ構造。
17. 前記第４・第５・第６の磁性体部材を複数組設けた請求項１４、１５または１６に記載のコイルアンテナ構造。
18. 第５および第６の磁性体部材の少なくとも一方を第４の磁性体部材とは別体に形成した、請求項１４に記載のコイルアンテナ構造。
19. 第４の磁性体部材と、該第４の磁性体部材とは別体に形成した第５または第６の磁性体部材との間に空隙を介在させた、請求項１８に記載のコイルアンテナ構造。
20. 副筐体の主面方向に関して、第５および第６の磁性体部材の断面積を第４の磁性体部材の断面積より大きくした、請求項１４〜１９のいずれか１項に記載のコイルアンテナ構造。
21. 第５および第６の磁性体部材を略シート状または膜状とした、請求項２０に記載のコイルアンテナ構造。
22. 第４の磁性体部材を略シート状または膜状とした、請求項２１に記載のコイルアンテナ構造。
23. 第４の磁性体部材を副筐体の端部付近に配置した、請求項１３〜２２のいずれか１項に記載のコイルアンテナ構造。
24. 前記副筐体内に回路基板を配するとともに、該回路基板を貫通するように前記第４の磁性体部材を設け、前記回路基板の前記第４の磁性体部材を取り囲む部分の少なくとも導体に前記第４の磁性体部材から遠ざかる方向へ延びる切り込み部を設けた請求項１３〜２２のいずれか１項に記載のコイルアンテナ構造。
25. 前記副筐体は、液晶表示パネル用の導電性フレームを備え、当該導電性フレームによるループの外側に前記第４の磁性体部材を設けた請求項１３〜２４のいずれか１項に記載のコイルアンテナ構造。
26. 前記導電性フレームの外側にくびれ部を形成するとともに、当該くびれ部に前記第４の磁性体部材を設けた請求項２５に記載のコイルアンテナ構造。
27. 前記第４の磁性体部材を含む前記磁路とは異なった経路で磁束が通るのを抑制する磁気障壁部材を前記第４の磁性体部材の近傍に配置した請求項１３〜２６のいずれか１項に記載のコイルアンテナ構造。
28. 前記第４の磁性体部材を含む前記磁路とは異なった経路で磁束が通るのを抑制する磁気障壁部材を前記第５または第６の磁性体部材の互いに対向する面に、または当該面で挟まれる空間内に配置した請求項１３〜２７のいずれか１項に記載のコイルアンテナ構造。
29. 前記筐体は、前記磁路を囲む、液晶表示パネル用の導電性フレームを備え、当該導電性フレームの一部に非導電部を設けた請求項１〜２８のいずれか１項に記載のコイルアンテナ構造。
30. 請求項１〜２９のうちいずれか１項に記載のコイルアンテナ構造を備えた携帯電子機器。

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