JP6256600B2

JP6256600B2 - アンテナ装置および電子機器

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Publication number: JP6256600B2
Application number: JP2016516322A
Authority: JP
Inventors: 宏充伊藤
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2015-04-21
Publication date: 2018-01-10
Anticipated expiration: 2035-04-21
Also published as: EP3125367A1; JPWO2015166834A1; WO2015166834A1; CN106463832B; US10062956B2; EP3125367A4; CN106463832A; EP3125367B1; US20170040663A1

Description

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装置およびそれを備える電子機器に関するものである。

携帯端末に実装されているＮＦＣ(Near Field Communication) などの13.56MHz帯のＲＦＩＤにおいては、ＲＦＩＤ用ＩＣチップや整合素子は主に回路基板に実装され、アンテナは樹脂製の端末筺体の内側に貼り付けられ、ＲＦＩＤ用ＩＣチップとアンテナとはスプリングピンなどを介して直流的に接続されるのが一般的である。

一方、最近の携帯電話端末などの無線通信装置は薄型化が進められ、薄型化による強度不足に対応するために筐体の多くの範囲に金属を用いる場合が増えてきている。しかし、筐体の金属部によって、端末に内蔵するアンテナが遮蔽されるため、相手側装置との通信ができなくなる問題が生じる。

そこで、特許文献１のように、アンテナコイルに対し、アンテナコイルよりも広い面積の金属板をアンテナコイルに近接（磁界結合）させて、金属板を放射体として使用する構造のアンテナ装置が提案されている。

特開２０１１−９７６５７号公報

しかし、特許文献１に記載のアンテナ装置においては、以下に示すような解決すべき課題がある。

特許文献１に示されているアンテナ装置は、コイル状導体と、コイル状導体に磁界結合する導電性部材とを備えている。導電性部材には、導体開口および導体開口から導電性部材の縁部に延びるスリットが形成されている。コイル状導体はそのコイル開口部が導電性部材の導体開口と重なるように配置されている。コイル状導体に電流が流れると、導電性部材の外縁部にはコイル状導体に流れる電流と同じ向きの電流が流れる。しかし、コイル状導体近傍の導体開口周囲（内縁部）ではコイル状導体に流れる電流とは逆向きの電流が流れる。このように電流の向きが逆の領域が存在することにより、アンテナのインダクタンスが小さくなり、通信特性が劣化する問題がある。また、コイル状導体と導電性部材との貼り付け位置や貼り付けた際のコイル状導体と導電性部材との距離のばらつきによって誘導電流の強度が大きく変化するため、インダクタンス値がばらつきやすいという問題がある。

本発明の目的は、給電回路からみたアンテナ装置のインダクタンスの低下やばらつきの問題を解消し、通信特性の劣化やばらつきを抑制できるアンテナ装置を備えたアンテナ装置を提供することにある。

本発明のアンテナ装置は、導電性部材と、導電性を有する結合線路を含む配線基板と、前記導電性部材と前記結合線路とを電気的に接続する接続導体と、前記配線基板に設けられ、前記結合線路と磁界結合する給電コイルと、を備え、少なくとも前記導電性部材、前記結合線路および前記接続導体によって電流経路が形成されたことを特徴とする。

本発明の電子機器は、アンテナ装置を備え、そのアンテナ装置は、導電性部材と、導電性を有する結合線路を含む配線基板と、前記導電性部材と前記結合線路とを電気的に接続する接続導体と、前記配線基板に設けられ、前記結合線路と磁界結合する給電コイルと、を備え、少なくとも前記導電性部材、前記結合線路および前記接続導体によって電流経路が形成されたことを特徴とする。

本発明によれば、給電回路からみたアンテナ装置のインダクタンスの低下やばらつきが少なく、通信特性の劣化やばらつきを抑制できる。

図１は第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１Ａの斜視図である。図２は、配線基板２上における給電コイル４の実装位置の導体パターンを示す、部分平面図である。図３は給電コイル４の構成を示す分解斜視図である。図４は、第１の実施形態に係る別のアンテナ装置１０１Ｂの斜視図である。図５は、第１の実施形態に係る更に別のアンテナ装置１０１Ｃの斜視図である。図６は、第１の実施形態に係る更に別のアンテナ装置１０１Ｄの斜視図である。図７は第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２Ａの斜視図である。図８は第２の実施形態に係る別のアンテナ装置１０２Ｂの斜視図である。図９は第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３の斜視図である。図１０は第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４の斜視図である。図１１（Ａ）は第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５の斜視図であり、図１１（Ｂ）はアンテナ装置１０５の正面図である。図１２は第６の実施形態に係るアンテナ装置１０６の斜視図である。図１３は第７の実施形態に係るアンテナ装置１０７の斜視図である。図１４は第８の実施形態に係るアンテナ装置１０８Ａの部分斜視図である。図１５は第８の実施形態に係る別のアンテナ装置１０８Ｂの部分斜視図である。図１６は第９の実施形態に係る無線通信装置２０１の筐体内部の構造を示す図であり、下部筐体１０と上部筐体２０とを分離して内部を露出させた状態での平面図である。

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。各実施形態は例示であり、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ことは言うまでもない。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。

《第１の実施形態》
図１は第１の実施形態に係る携帯電子機器等に備えられるアンテナ装置１０１Ａの斜視図である。このアンテナ装置１０１は、導電性部材１と配線基板２とを備える。配線基板２には導電性を有する結合線路２１が形成されている。導電性部材１と結合線路２１とは、例えばスプリングピンである接続導体３Ａ，３Ｂを介して電気的に接続されている。

配線基板２には、結合線路２１と磁界結合する給電コイル４が実装されている。また、配線基板２には、結合線路２１に対して直列接続されるチップキャパシタ５が接続されている。なお、本実施形態では結合線路２１に対して接続されるキャパシタとしてチップキャパシタを用いたが、リード型キャパシタ等を用いることもできる。

導電性部材１には、導体開口１１およびスリット１２で構成される切り欠き部が形成されている。接続導体３Ａ，３Ｂは切り欠き部（図１に示す例では特にスリット１２）を挟む（跨ぐ）位置に接続される。

図２は、配線基板２上における給電コイル４の実装位置の導体パターンを示す、部分平面図である。結合線路２１の一部は端子２２として形成されている。この結合線路２１の端子２２部分の両側（結合線路２１を挟む両側）に端子２３，２４が形成されている。後に示すように、給電コイル４は実装面に３つの端子を備えていて、これら３つの端子が配線基板２の端子２２，２３，２４に接続される。

図３は給電コイル４の構成を示す分解斜視図である。給電コイル４は、磁性体層ＳＨ２ａ，ＳＨ２ｂ，ＳＨ２ｃ、非磁性体層ＳＨ１ａ，ＳＨ１ｂの積層体である。磁性体層ＳＨ２ｃおよび非磁性体層ＳＨ１ａには複数の線条導体が形成されていて、磁性体層ＳＨ２ａ，ＳＨ２ｂ，ＳＨ２ｃには、線条導体同士を接続するビア導体が形成されている。これら線条導体およびビア導体が給電コイル４のコイル導体である。非磁性体層ＳＨ１ａの下面には入出力端子４３，４４および結合線路接続端子４２が形成されている。磁性体層ＳＨ２ａ，ＳＨ２ｂ，ＳＨ２ｃおよび非磁性体層ＳＨ１ａには、磁性体層ＳＨ２ｃに形成された複数の線条導体のうち両外側の線条導体の端部を入出力端子４３，４４に接続するビア導体が形成されている。このように給電コイル４はチップ部品として構成されていて、下面の端子４２，４３，４４が、図２に示した配線基板２の端子２２，２３，２４に接続される。なお、給電コイル４の結合線路接続端子４２は配線基板２の端子２２に接続されるが、コイル導体とは導通していない。このように、端子２２が結合線路２１と連続していることにより、配線基板２との高い密着強度が確保できる。

給電コイル４のコイル導体と結合線路２１とは磁界結合する。図１において磁束φはこの磁界結合を表している。図１に表れているように、給電コイル４の巻回軸は配線基板２の面に対して平行であり、且つ、給電コイル４が近接する結合線路２１の部分に対してほぼ直交している。また、結合線路２１の線幅は給電コイル４のコイル巻回幅ＴＷより細い。これにより、給電コイル４のコイル開口を抜ける磁束は結合線路２１の周囲を効率よく周回するので、給電コイル４のコイル導体と結合線路２１との結合度を高められる。

導電性部材１、結合線路２１および接続導体３Ａ，３Ｂによって電流経路が形成される。アンテナ装置１０１Ａからの送信時には、上記電流経路に電流が流れる。すなわち、接続導体３Ａ，３Ｂを介して導電性部材１に図中に実線の矢印で示すような電流が流れる（分布する）。特に導体開口１１の端縁に沿って電流が集中する。その結果、図中に破線の矢印および太矢印で示すような磁界が発生する。この磁界で通信相手側アンテナと磁界結合する。アンテナ装置１０１Ａの受信時には、導電性部材１に誘導される電流が接続導体３Ａ，３Ｂの接続位置から取り出される。

図４は、第１の実施形態に係る別のアンテナ装置１０１Ｂの斜視図である。図１に示したアンテナ装置１０１Ａと異なるのは、給電コイル４の配置位置である。このアンテナ装置１０１Ｂについても、給電コイル４の巻回軸は配線基板２の面に対して平行であり、且つ、給電コイル４が近接する結合線路２１の部分に対してほぼ直交している。このため、アンテナ装置１０１Ａの場合と同様に、給電コイル４と結合線路２１とは互いに磁界結合する。

図５は、第１の実施形態に係る更に別のアンテナ装置１０１Ｃの斜視図である。第１の実施形態で示したアンテナ装置１０１Ａ，１０１Ｂと異なるのは、結合線路２１、給電コイル４およびチップキャパシタ５の配置位置である。給電コイル４は平面視で導電性部材１と重なっている。

このアンテナ装置１０１Ｃについても、給電コイル４の巻回軸は配線基板２の面に対して平行であり、且つ、給電コイル４が近接する結合線路２１の部分に対してほぼ直交している。このため、アンテナ装置１０１Ａ，１０１Ｂの場合と同様に、給電コイル４と結合線路２１とは互いに磁界結合する。

図６は、第１の実施形態に係る更に別のアンテナ装置１０１Ｄの斜視図である。図１に示したアンテナ装置１０１Ａと異なるのは、給電コイル４の配置位置である。このアンテナ装置１０１Ｄにおいて、給電コイル４と結合線路２１とは平面視で重ならない。給電コイル４は、その巻回軸が結合線路２１に対してほぼ直交している。このため、アンテナ装置１０１Ａ等の場合と同様に、給電コイル４と結合線路２１とは互いに磁界結合する。

以上、幾つかの例で示したように、給電コイル４は結合線路２１と磁界結合する位置に配置されていればよい。したがって、給電コイル４は、導電性部材１および切り欠き部（導体開口１１、スリット１２）との位置関係に制約を受けることなく、配線基板２に実装できる。また、給電コイル４の配置位置を定めることで、結合線路２１との結合度を最適化できる。また、給電コイル４は結合線路２１と近接状態で結合させることができるため、導電性部材１および切り欠き部（１１，１２）で結合するよりも強く結合できる。また、結合線路２１は導体パターンであり、薄いため、給電コイル４から発生する磁束が鎖交しやすく、強く結合できる。給電コイル４と結合線路２１は強く結合できるため、給電コイル４が導電性部材１や切り欠き部（１１，１２）と結合する場合に比べると、給電コイル４には、より小型でインダクタンスが低いものや、結合するための磁束の放射が弱いもの等を使用することもできる。

なお、結合線路２１に対してトランスの２次コイルを電気的直接的に直列接続し、トランスの１次コイルに給電回路を接続する、といった構成も考えられるが、トランス内の２次コイルやトランスの磁性体により、導電性部材１のインダクタンスに比べて結合線路２１のインダクタンスの比率が高くなる。結合線路のインダクタンス比率が高くなると、導電性部材１の放射素子としての性能が劣化してしまう。これに対し、本実施形態によれば、結合線路２１のインダクタンスを小さくできるので、通信相手側アンテナとの結合に寄与するインダクタンスが稼げる。また、トランスの構造で、給電回路とアンテナ装置との（導電性部材１との）結合度が決まるため、最適な性能を得るための結合度の調整が難しい。本実施形態によれば、結合線路に対する給電コイルの配置位置によって、最適な性能を得るための結合度に容易に定めることができる。さらに、結合線路に対する半田付け等の接合も不要であるので、高信頼性が確保できる。

一方、導電性部材１と配線基板２とを所定位置でスプリングピンを介して導通させ、配線基板上のスプリングピンの近傍に給電コイルを実装し、スプリングピンと給電コイルとを磁界結合させることで、導電性部材に給電を行う構成も考えられるが、給電コイルの実装位置がスプリンリングピンの近傍に限られてしまい、またスプリングピンと強く磁界結合させるための給電コイルの巻線方向の自由度が低い。

《第２の実施形態》
図７は第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２Ａの斜視図である。アンテナ装置１０２Ａは、導電性部材１と配線基板２とを備える。配線基板２には導電性を有する結合線路２１が形成されている。導電性部材１と結合線路２１とは接続導体３Ａ，３Ｂを介して電気的に接続されている。配線基板２には、結合線路２１に対して磁界結合する２つの給電コイル４Ａ，４Ｂが実装されている。また、配線基板２には、結合線路２１に対して直列接続されるチップキャパシタ５が接続されている。

上記給電コイル４Ａ，４Ｂの構成は図３に示したとおりである。この２つの給電コイル４Ａ，４Ｂは直列接続または並列接続されて給電回路に接続される。

同様にして、給電コイルは３つ以上設けてもよい。但し、複数の給電コイルで磁束の閉ループを構成しないように、極性を定めることが重要である。このように、複数の給電コイルを設けることにより、アンテナ装置と給電回路との結合度を容易に高めることができる。また、直列接続の場合は、給電コイル４Ａ，４Ｂ個々のサイズを小さくできるので、給電コイル配置位置のスペースが有効活用できる。また、並列接続の場合には、導体損が軽減できるので、アンテナ特性を高められる。

図８は第２の実施形態に係る別のアンテナ装置１０２Ｂの斜視図である。図１に示した例と異なり、２つのチップキャパシタ５Ａ，５Ｂを結合線路２１に直列接続している。

このアンテナ装置１０２ＢをHF帯に適用する場合に、例えば一般に耐電圧性の低い数千pFが必要であるが、通信時に相手側アンテナとの結合により、例えばAC20V程度の比較的高い電圧が印加される。本実施形態のように、複数のチップキャパシタを直列接続することにより、各キャパシタに掛かる電圧が低くなって、低耐圧のチップ部品を用いることができる。同様にして、チップキャパシタは３つ以上設けてもよい。

なお、複数のチップキャパシタを並列接続してもよい。そのことにより、合成キャパシタンスの設定自由度が高まり、アンテナ装置の共振周波数の細かな設定が可能となる。

《第３の実施形態》
図９は第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３の斜視図である。アンテナ装置１０３は、導電性部材１と配線基板２とを備える。配線基板２には導電性を有する結合線路２１が形成されている。導電性部材１と結合線路２１とは接続導体３Ａ，３Ｂを介して電気的に接続されている。配線基板２には、結合線路２１と磁界結合する給電コイル４が実装されている。また、配線基板２には、結合線路２１に対して直列接続されるチップキャパシタ５が接続されている。

配線基板２には、グランドパターン２６が形成されていて、このグランドパターン２６と結合線路２１との間にチップキャパシタ６Ａ，６Ｂが設けられている。グランドパターン２６は接続導体３Ａ，３Ｂと結合線路２１との接続位置の近傍に形成されている。

上記チップキャパシタ６Ａ，６Ｂは、このアンテナ装置１０３で通信する通信信号の周波数（例えば13.56MHz）で等価的にオープンと見なせ、他システムの周波数（例えばUHF帯）で等価的にショートと見なせるキャパシタンスである。したがって、他システムにおいて、接続導体３Ａ，３Ｂの根元部はチップキャパシタ６Ａ，６Ｂを介してグランドに接地される。

この構成により、導電性部材１が高周波的に接地されることになり、導電性部材１の電位が安定し、静電シールド効果が高まる。そのため、他システムへの影響を極小化できる。特に、データ通信や通話用のUHF帯のアンテナと共にアンテナ装置１０３が通信端末装置等に組み込まれた状態で、そのUHF帯の通信に悪影響を与え難くなる。

《第４の実施形態》
図１０は第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４の斜視図である。アンテナ装置１０４は、導電性部材１と配線基板２とを備える。配線基板２には導電性を有する結合線路２１が形成されている。導電性部材１と結合線路２１とは接続導体３Ａ，３Ｂを介して電気的に接続されている。配線基板２には、結合線路２１と磁界結合する給電コイル４が実装されている。また、配線基板２には、結合線路２１に対して直列接続されるチップキャパシタ５が接続されている。更に、配線基板２にはＲＦＩＣ７および整合回路８を構成する整合回路部品が接続されている。

この例のように、結合線路２１を形成した配線基板２に、給電回路を構成するＲＦＩＣ７および整合回路を設けてもよい。このことで給電回路一体のアンテナ装置が構成できる。

《第５の実施形態》
図１１（Ａ）は第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５の斜視図であり、図１１（Ｂ）はアンテナ装置１０５の正面図である。このアンテナ装置１０５は、携帯アンテナ装置等に組み込まれる。アンテナ装置１０５は、導電性部材１と配線基板２とを備える。配線基板２には導電性を有する結合線路２１が形成されている。導電性部材１と結合線路２１とは接続導体３Ａ，３Ｂを介して電気的に接続されている。

配線基板２には、結合線路２１と磁界結合する給電コイル４が実装されている。また、配線基板２には、結合線路２１に対して直列接続されるチップキャパシタ５が接続されている。

導電性部材１の裏面には、切り欠き部（導体開口１１およびスリット１２）近傍、すなわち電流密度（磁界強度）の高い部分、を覆う位置にフェライトシート等の磁性体シート９が貼付されている。

この構成により、導電性部材１に生じるインダクタンスのうち、特に通信相手側アンテナとの結合に寄与するインダクタンスが増大する。そのことで通信性能が向上する。

上記磁性体シート９が無ければ、導電性部材１の切り欠き部に沿って流れる電流による磁界で、配線基板２に形成されているグランド電極に渦電流が誘導され、そのことで導電性部材１の放射素子としての作用が減じられる。これに対し、本実施形態によれば、導電性部材１の切り欠き部に沿って流れる電流による磁界は磁性体シート９で遮蔽されるので、上記渦電流による問題が回避できる、という効果もある。

なお、磁性体シート９は、切り欠き部を覆う形状に限らず、切り欠き部の周囲のみ覆う形状、すなわち導体開口１１やスリット１２を覆わない形状であってもよい。磁性体シート９が切り欠き部の周囲のみ覆う形状であっても、上記渦電流を抑制するある程度の効果を得ることができる。

《第６の実施形態》
図１２は第６の実施形態に係るアンテナ装置１０６の斜視図である。アンテナ装置１０６は、第１の実施形態で示したアンテナ装置１０１Ａ，１０１Ｂ等と異なり、グランド導体を電流経路の一部に利用している。図１２において、結合線路２１の一部または端部が配線基板２のグランド導体に接続され、接続導体３Ａも配線基板２のグランド導体に接続される。したがって、導電性部材１、接続導体３Ａ，３Ｂ、結合線路２１およびグランド導体によって電流経路が構成される。

本実施形態によれば、配線基板２に形成する結合線路２１の引き回しが不要となり、配線基板２に対する結合線路２１の実質的な占有面積が縮小化できる。また、配線基板２の全面にわたってグランド導体が形成される場合には、導電性部材１や結合線路２１は接続導体３Ａ，３Ｂを介して導電性部材１の任意の位置でグランド導体と接続することが可能である。よって、接続導体３Ａ，３Ｂ、結合線路２１、給電コイル４、チップキャパシタ５の配置自由度が高まる。また、導電性部材１、接続導体３Ａ，３Ｂ、結合線路２１およびグランド導体による任意の形状の電流経路を形成することができ、アンテナ装置の放射特性に関わる設計自由度が高まる。

《第７の実施形態》
図１３は第７の実施形態に係るアンテナ装置１０７の斜視図である。アンテナ装置１０７は、第１の実施形態で示したアンテナ装置１０１Ａ，１０１Ｂと異なり、導電性部材１に導体開口１１およびスリット１２を形成していない。

このように、導体開口１１およびスリット１２は必須ではない。本実施形態のアンテナ装置１０７によれば、アンテナ装置１０７が送信時には、結合線路２１、接続導体３Ａ，３Ｂ、導電性部材１による電流経路が形成するループから磁束が放射される。またアンテナ装置１０７が受信時には、通信相手側アンテナから生じた磁束が、結合線路２１、接続導体３Ａ，３Ｂ、導電性部材１による電流経路が形成するループを抜けることで、この電流経路のループと通信相手側アンテナが結合する。

《第８の実施形態》
図１４は第８の実施形態に係るアンテナ装置１０８Ａの部分斜視図である。アンテナ装置１０８Ａは、２つの導電性部材１Ａ，１Ｂを備える。導電性部材１Ａ，１Ｂは配線基板２を内部に収める筐体の一部である。導電性部材１Ａは筺体の主要部を構成し、導電性部材１Ｂは筺体の主面および両側面の一部、ならびに端面を構成する。配線基板２には結合線路２１Ａ，２１Ｂが形成されている。配線基板２には、結合線路２１Ａと結合する位置に給電コイル４が実装（載置）され、結合線路２１Ｂにチップキャパシタ５が直列に接続される。なお、導電性部材１Ａおよび１Ｂの形状は図１４に図示されているものには限られず、角が丸みを帯びている形状であってもよい。

結合線路２１Ａ，２１Ｂは、接続導体３Ａ，３Ｂを介して導電性部材１Ａに導通し、接続導体３Ｃ，３Ｄを介して導電性部材１Ｂに導通する。したがって、結合線路２１Ａ，２１Ｂおよび導電性部材１Ａ，１Ｂによって電流経路が構成される。

図１５は第８の実施形態に係る別のアンテナ装置１０８Ｂの部分斜視図である。アンテナ装置１０８Ｂは、２つの導電性部材１Ａ，１Ｃを備える。導電性部材１Ａ，１Ｃは配線基板２を内部に収める筐体の一部である。導電性部材１Ａは筺体の主要部を構成し、導電性部材１Ｂは筺体の両側面の一部および端面を構成する。配線基板２には結合線路２１Ａ，２１Ｂが形成されている。配線基板２には、結合線路２１Ａと結合する位置に給電コイル４が実装（載置）され、結合線路２１Ｂにチップキャパシタ５が直列に接続される。

結合線路２１Ａ，２１Ｂは、接続導体３Ａ，３Ｂを介して導電性部材１Ａに導通する。また、結合線路２１Ａ，２１Ｂは導電性部材１Ｃに接続される。したがって、結合線路２１Ａ，２１Ｂおよび導電性部材１Ａ，１Ｃによって電流経路が構成される。

このように、複数の導電性部材を電流経路の一部に利用してもよい。導電性部材１Ａ，１Ｂ，１Ｃは例えばアンテナ装置１０８Ｂを搭載する無線通信装置の金属筐体である。また、導電性部材１Ｂ，１Ｃは無線通信装置のUHF帯等の定在波型アンテナとして機能する放射素子を利用してもよい。なお、定在波型アンテナとは、放射素子で共振し、電圧・電流の定在波が分布して電磁波を放射するアンテナをいい、逆Ｆ型アンテナ、モノポールアンテナ、１波長ループアンテナ、逆Ｌ型アンテナ、板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）等のパッチアンテナ、スロットアンテナ、ノッチアンテナ等が含まれる。

《第９の実施形態》
図１６は、本発明のアンテナ装置の一例である第６の実施形態に係る無線通信装置２０１の筐体内部の構造を示す図であり、下部筐体１０と上部筐体２０とを分離して内部を露出させた状態での平面図である。上部筐体２０の内部には配線基板２，８１、バッテリーパック８３等が収められている。配線基板２には結合線路２１が形成されていて、スプリングピンである接続導体３Ａ，３Ｂ、給電コイル４、チップキャパシタ５、ＲＦＩＣ等が実装（接続）されている。この配線基板２にはカメラモジュール８５等も搭載されている。また、配線基板８１にはＵＨＦ帯アンテナ８２等が搭載されている。配線基板２と配線基板８１とは同軸ケーブル８４を介して接続されている。

下部筐体１０には、導体開口１１およびスリット１２が形成されている。導体開口１１は上記カメラモジュール８５と対向する位置に形成されている。この下部筐体１０のスリット１２を跨ぐ位置に接続導体３Ａ，３Ｂが当接する。なお、導体開口１１にはボタンやスピーカー等の他のデバイスを配置してもよい。

上記構成により、下部筐体１０は放射素子として作用する。

《他の実施形態》
以上に示した各実施形態では、結合線路２１を配線基板２の表面（給電コイル４の実装面）に形成した例を示したが、結合線路２１は給電コイル４の実装面とは異なる層に形成してもよい。例えば、図１において、給電コイル４を配線基板２の裏面に配置してもよい。また、配線基板２を多層基板とし、内層に結合線路２１を形成してもよい。

以上に示した各実施形態では、給電コイル４のコイル導体は結合線路２１の１本分に磁界結合する例を示したが、複数ターンの平面状コイルパターンを形成し、給電コイル４のコイル導体が複数本の結合線路と磁界結合するように構成してもよい。また、配線基板２を多層基板とし、配線基板の複数層を利用して複数ターンの結合線路２１を形成し、給電コイル４のコイル導体が複数本の結合線路と磁界結合するように構成してもよい。

以上に示した各実施形態では、結合線路２１のうち、給電コイル４のコイル導体が結合する部分と結合しない部分とが同じ線幅である例を示したが、異なっていてもよい。例えば、結合線路２１のうち給電コイル４が結合する部分の線路幅を細く、結合しない部分の線幅を太くすることで、結合線路のインダクタンスおよび抵抗を低減してもよい。また、結合しない部分の線数や層数を増やすことで、結合線路のインダクタンスおよび抵抗を低減してもよい。

以上に示した各実施形態では、結合線路がコの字形状である例を示したが、この形状に限らず単純な線分状であってもよい。また、曲線状であってもよい。

以上に示した各実施形態では、導電性部材１に形成した導体開口１１はカメラモジュールが対向する開口であったが、筐体の側面の操作ボタン用の穴やイヤホンジャック用の穴を導電性部材１の導体開口として利用してもよい。

以上に示した各実施形態では、切り欠き部を形成した導電性部材１を備えるアンテナ装置について示したが、切り欠き部は必須ではない。切り欠き部の無い導電性部材の２個所に接続導体３Ａ，３Ｂを接続してもよい。この場合、縁端効果によって、導電性部材１の端縁に沿って電流が集中する。送信時には、導電性部材１に分布電流が流れることで、導電性部材１から磁界が放射され、受信時には、導電性部材１に誘導される電流が接続導体３Ａ，３Ｂの接続位置から取り出される。

以上に示した各実施形態では、結合線路と導電性部材とを接続する接続導体としてスプリングピンを用いる例を示したが、この部分は金属ネジやフレキシブル基板やケーブル等を介して接続されてもよい。

ＳＨ１ａ，ＳＨ１ｂ…非磁性体層
ＳＨ２ａ，ＳＨ２ｂ，ＳＨ２ｃ…磁性体層
ＴＷ…コイル巻回幅
１…導電性部材
２…配線基板
２，８１…配線基板
３Ａ，３Ｂ…接続導体
４，４Ａ，４Ｂ…給電コイル
５，５Ａ，５Ｂ…チップキャパシタ
６Ａ，６Ｂ…チップキャパシタ
７…ＲＦＩＣ
８…整合回路
９…磁性体シート
１０…下部筐体
１１…導体開口
１２…スリット
（１１，１２）…切り欠き部
２０…上部筐体
２１，２１Ａ，２１Ｂ…結合線路
２２，２３，２４…端子
２６…グランドパターン
４０…コイル状導体
４２…結合線路接続端子
４３，４４…入出力端子
８１…配線基板
８２…ＵＨＦ帯アンテナ
８３…バッテリーパック
８４…同軸ケーブル
８５…カメラモジュール
１０１…アンテナ装置
１０１Ａ〜１０１Ｄ…アンテナ装置
１０２Ａ，１０２Ｂ…アンテナ装置
１０３〜１０８Ａ，１０８Ｂ…アンテナ装置
２０１…無線通信装置

Claims

導電性部材と、
導電性を有し、前記導電性部材とは別の部材である結合線路を含む配線基板と、
前記導電性部材と前記結合線路とを電気的に接続する接続導体と、
前記配線基板に設けられ、前記結合線路と磁界結合する給電コイルと、を備え、少なくとも前記導電性部材、前記結合線路および前記接続導体によって電流経路が形成されたことを特徴とするアンテナ装置。
前記結合線路の線幅は前記給電コイルのコイル巻回幅より細い、請求項１に記載のアンテナ装置。
前記結合線路の一端はグランド電極に接続され、少なくとも前記導電性部材と前記接続導体と前記結合線路と前記グランド電極とによって前記電流経路が形成される、請求項１または２に記載のアンテナ装置。
前記導電性部材は切り欠き部を備え、前記接続導体は前記切り欠き部を挟む位置に複数設けられている、請求項１から３のいずれかに記載のアンテナ装置。
前記導電性部材の前記切り欠き部近傍を覆う磁性体シートをさらに備えた、請求項４に記載のアンテナ装置。
前記配線基板に、前記結合線路に接続されるキャパシタが搭載された、請求項１から５のいずれかに記載のアンテナ装置。
前記給電コイルの巻回軸は前記配線基板の面に対してほぼ平行である、請求項１から６のいずれかに記載のアンテナ装置。
前記結合線路の少なくとも一部は、前記給電コイルの近傍において前記給電コイルの巻回軸に対してほぼ直交している、請求項１から７のいずれかに記載のアンテナ装置。
前記配線基板に、前記接続導体に繋がり、高周波信号をグランドへバイパスするキャパシタを設けた、請求項１から８のいずれかに記載のアンテナ装置。
前記給電コイルは、前記給電コイルの入出力端子とは絶縁された結合線路接続端子を備え、前記給電コイルの結合線路接続端子は前記結合線路にはんだ付けされている、請求項１から９のいずれかに記載のアンテナ装置。
前記配線基板は多層基板であり、前記結合線路は前記給電コイルの実装面とは異なる層に形成されている、請求項１から１０のいずれかに記載のアンテナ装置。
前記給電コイルに接続される給電回路を前記配線基板に備えた、請求項１から１１のいずれかに記載のアンテナ装置。
アンテナ装置を備える電子機器であり、
前記アンテナ装置は、
導電性部材と、
導電性を有し、前記導電性部材とは別の部材である結合線路を含む配線基板と、
前記導電性部材と前記結合線路とを電気的に接続する接続導体と、
前記配線基板に設けられ、前記結合線路と磁界結合する給電コイルと、を備え、少なくとも前記導電性部材、前記結合線路および前記接続導体によって電流経路が形成されたことを特徴とする電子機器。
前記導電性部材は前記配線基板を収める筐体の一部である、請求項１３に記載の電子機器。