JP6573057B2 - アンテナ装置、アンテナコイル及び電子機器 - Google Patents
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Description
本発明の一態様に係るアンテナ装置は、アンテナコイルと、第1導体と、第2導体とを備える。前記アンテナコイルは、第1主面及び第2主面を有する磁性体、並びに、スパイラル状の少なくとも1つのコイル導体を備える。前記第1導体は、前記磁性体の前記第1主面と対向して配置されている。前記第2導体は、前記磁性体の前記第2主面と対向して配置されている。前記アンテナ装置は、第3導体及び第4導体の少なくとも1つを更に備える。前記第3導体は、前記第1導体において前記コイル導体とは反対側に位置し、前記第1導体とは異なる材料で形成されている。前記第4導体は、前記第2導体において前記コイル導体とは反対側に位置し、前記第2導体とは異なる材料で形成されている。前記磁性体の前記第1主面又は前記第2主面に沿った方向から見て、前記アンテナコイルは、前記第1導体と前記第2導体との間に位置する。前記コイル導体は、第1コイル導体部と、第2コイル導体部とを有する。前記第1コイル導体部は、前記磁性体の前記第2主面に比べて前記第1主面に近接する。前記第2コイル導体部は、前記磁性体の前記第1主面に比べて前記第2主面に近接する。前記第1コイル導体部と前記第2コイル導体部とは、前記磁性体の平面視で互いに重ならない位置にある。前記第2コイル導体部は、前記磁性体の平面視で前記第2導体と重なり、かつ、前記第2コイル導体部の少なくとも一部は、前記磁性体の平面視で前記第2導体の縁端に沿って配置されている。
(1)アンテナ装置の全体構成
以下、実施形態1に係るアンテナ装置について、図面を参照して詳細に説明する。
次に、アンテナ装置1が搭載されている電子機器8について、図面を参照して説明する。
次に、電子機器8の通信相手となる外部機器9について、図面を参照して説明する。
次に、アンテナ装置1の各構成要素について、図面を参照して詳細に説明する。
第1導体3は、図1及び図2に示すように、金属などにより円板状に形成されている。第1導体3の軸方向は第1方向D1と一致する。第1導体3は、第1主面31と、第2主面32と、外周面33とを有する。第1主面31及び第2主面32は円状であり、第1導体3における軸方向(第1方向D1)の両端に位置する。また、第1主面31及び第2主面32は互いに対面し、第1主面31の法線方向及び第2主面32の法線方向は第1方向D1と略一致する。外周面33は、第1主面31の外周縁と第2主面32の外周縁とを繋ぐ。
第2導体4は、図1及び図2に示すように、金属などにより円板状に形成されている。第2導体4の軸方向は第1方向D1と一致する。第2導体4は、第1主面41と、第2主面42と、外周面43とを有する。第1主面41及び第2主面42は円状であり、第2導体4における軸方向(第1方向D1)の両端に位置する。また、第1主面41及び第2主面42は互いに対面し、第1主面41の法線方向及び第2主面42の法線方向は第1方向D1と略一致する。外周面43は、第1主面41の外周縁と第2主面42の外周縁とを繋ぐ。
アンテナコイル2は、図1、図2、図4A、図4B及び図4Cに示すように、基材5と、コイル導体6と、磁性体7とを備える。また、アンテナコイル2は、2つの接続端子21と、保護層22とを更に備える。アンテナコイル2は、外部機器9のアンテナコイル94(図3参照)と磁界結合を用いた近傍界通信のために用いられる。アンテナコイル2は、全体として例えば平板状である。
次に、実施形態1に係るアンテナ装置1を備える電子機器8(図3参照)が外部機器9(図3参照)と通信する際のアンテナ装置1の動作について、図1を参照して説明する。
磁性体7は、第1方向D1からの平面視で円形には限定されず、正方形など他の形状であってもよい。
以上説明したように、実施形態1に係るアンテナ装置1では、第1コイル導体部61が磁性体7の平面視で第1導体3と重なり、かつ、第1コイル導体部61の少なくとも一部が第1導体3の縁端に沿って配置されている。さらに、第2コイル導体部62が磁性体7の平面視で第2導体4と重なり、かつ、第2コイル導体部62の少なくとも一部が第2導体4の縁端に沿って配置されている。これにより、第1導体及び第2導体がスリットを有する場合とは異なり、第1導体3及び第2導体4の強度を損なわない。つまり、アンテナ装置1の強度を損なわずにすむ。また、第1導体3及び第2導体4に発生する誘導電流I21,I22により、コイル導体6の巻回軸と直交する第2方向D2への磁束φ21,φ22を発生させることができるので、アンテナ装置1から第2方向D2への磁束を増加させることができる。その結果、アンテナ特性を向上させることができる。
実施形態2に係るアンテナ装置1aは、図7及び図8に示すように、第1導体3a及び第2導体4aがリング状である点で、実施形態1に係るアンテナ装置1(図1及び図2参照)と相違する。なお、実施形態1に係るアンテナ装置1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態3に係るアンテナ装置1bは、図9、図10A及び図10Bに示すように、複数(図示例では2つ)のコイル導体6bを備える点で、実施形態1に係るアンテナ装置1(図1及び図2参照)と相違する。なお、実施形態1に係るアンテナ装置1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
アンテナ装置1bは、図9、図10A及び図10Bに示すように、アンテナコイル2bと、第1導体3bと、第2導体4bと、第3導体3cと、第4導体4cとを備える。
第1導体3bは、図9及び図11に示すように、銅のような金属などにより、一部が欠落した円板状に形成されている。第1導体3bは、第1主面31bと、第2主面32bと、外周面33bとを有する。第1主面31b及び第2主面32bは一部が欠落した円状であり、第1導体3bの厚さ方向(第1方向D1)の両端に位置する。
第2導体4bは、図9及び図11に示すように、銅のような金属などにより、一部が欠落した円板状に形成されている。第2導体4bは、第1主面41bと、第2主面42bと、外周面43bとを有する。第1主面41b及び第2主面42bは一部が欠落した円状であり、第2導体4bの厚さ方向(第1方向D1)の両端に位置する。
第3導体3cは、図9及び図11に示すように、ステンレス鋼のような金属などにより、一部が欠落した円板状に形成されている。第3導体3cは、第1主面31cと、第2主面32cと、外周面33cとを有する。第1主面31c及び第2主面32cは一部が欠落した円状であり、第3導体3cの厚さ方向(第1方向D1)の両端に位置する。
第4導体4cは、図9及び図11に示すように、ステンレス鋼のような金属などにより、一面が開口した箱状に形成されている。第4導体4cは、底面部491と、側面部492と、鍔部493とを備える。底面部491は、円板状に形成されている。側面部492は、筒状に形成されている。鍔部493は、環状に形成されている。底面部491と側面部492と鍔部493は、一体に形成されている。
アンテナコイル2bは、図9、図10A、図10B及び図11に示すように、基材5bと、複数(図示例では2つ)のコイル導体6bと、磁性体7bとを備える。アンテナコイル2bは、外部機器9のアンテナコイル94(図3参照)と磁界結合を用いた近傍界通信のために用いられる。アンテナコイル2bは、全体として例えば平板状である。
次に、実施形態3に係るアンテナ装置1bの動作について、図9及び図10Bを参照して説明する。
アンテナコイル2bは、平板状に限定されない。また、アンテナコイル2bは、折り曲げて用いられてもよい。例えば、磁性体7bは、平板状に限定されない。磁性体7bの第1主面71bは、平面に限定されず、屈曲部及び湾曲部の少なくとも一方を有してもよい。同様に、磁性体7bの第2主面72bは、平面に限定されず、屈曲部及び湾曲部の少なくとも一方を有してもよい。
以上説明したように、実施形態3に係るアンテナ装置1bでは、コイル導体6bが複数設けられている。これにより、アンテナ装置1bのQ値を高めることができるので、アンテナ特性を更に向上させることができる。
以上説明した実施形態から以下の態様が開示されている。
2,2b アンテナコイル
3,3a,3b 第1導体
3c 第3導体
35 内部空間
4,4a,4b 第2導体
4c 第4導体
45 内部空間
6,6b コイル導体
61,61b 第1コイル導体部
62,62b 第2コイル導体部
7,7a,7b 磁性体
71,71a,71b 第1主面
72,72a,72b 第2主面
8 電子機器
81 信号処理回路
83 表示部
Claims (14)
- 第1主面及び第2主面を有する磁性体、並びに、スパイラル状の少なくとも2つのコイル導体を備えるアンテナコイルと、
前記磁性体の前記第1主面と対向して配置されている第1導体と、
前記磁性体の前記第2主面と対向して配置されている第2導体とを備え、
前記磁性体の前記第1主面又は前記第2主面に沿った方向から見て、前記アンテナコイルは、前記第1導体と前記第2導体との間に位置し、
前記2つのコイル導体の各々は、
前記磁性体の前記第2主面に比べて前記第1主面に近接する第1コイル導体部と、
前記磁性体の前記第1主面に比べて前記第2主面に近接する第2コイル導体部とを有し、
前記2つのコイル導体の各々において、前記第1コイル導体部と前記第2コイル導体部とは、前記磁性体の平面視で互いに重ならない位置にあり、
前記2つのコイル導体は、前記磁性体の平面視で並んで設けられており、
前記2つのコイル導体の前記第1コイル導体部同士は、前記2つのコイル導体が並んでいる方向において、前記2つのコイル導体の前記第2コイル導体部同士に比べて近接し、
前記2つのコイル導体に流れる電流の向きは、前記磁性体の平面視で互いに逆向きであり、
前記2つのコイル導体の各々において、前記第2コイル導体部は、前記磁性体の平面視で前記第2導体と重なり、かつ、前記第2コイル導体部の少なくとも一部は、前記磁性体の平面視で前記第2導体の縁端に沿って配置されている
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 第1主面及び第2主面を有する磁性体、並びに、スパイラル状の少なくとも1つのコイル導体を備えるアンテナコイルと、
前記磁性体の前記第1主面と対向して配置されている第1導体と、
前記磁性体の前記第2主面と対向して配置されている第2導体とを備え、
前記第1導体において前記コイル導体とは反対側に位置し、前記第1導体とは異なる材料で形成されている第3導体、及び、前記第2導体において前記コイル導体とは反対側に位置し、前記第2導体とは異なる材料で形成されている第4導体の少なくとも1つを更に備え、
前記磁性体の前記第1主面又は前記第2主面に沿った方向から見て、前記アンテナコイルは、前記第1導体と前記第2導体との間に位置し、
前記コイル導体は、
前記磁性体の前記第2主面に比べて前記第1主面に近接する第1コイル導体部と、
前記磁性体の前記第1主面に比べて前記第2主面に近接する第2コイル導体部とを有し、
前記第1コイル導体部と前記第2コイル導体部とは、前記磁性体の平面視で互いに重ならない位置にあり、
前記第2コイル導体部は、前記磁性体の平面視で前記第2導体と重なり、かつ、前記第2コイル導体部の少なくとも一部は、前記磁性体の平面視で前記第2導体の縁端に沿って配置されている
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 前記第1導体において前記2つのコイル導体とは反対側に位置し、前記第1導体とは異なる材料で形成されている第3導体と、
前記第2導体において前記2つのコイル導体とは反対側に位置し、前記第2導体とは異なる材料で形成されている第4導体とを更に備える
ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。 - 前記第3導体と前記第4導体との両方を備える
ことを特徴とする請求項2に記載のアンテナ装置。 - 前記第1コイル導体部は、前記磁性体の平面視で前記第1導体と重なり、かつ、前記第1コイル導体部の少なくとも一部は、前記磁性体の平面視で前記第1導体の縁端に沿って配置されている
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のアンテナ装置。 - 前記第1コイル導体部の全部が、前記第1導体の前記縁端に沿って配置されている
ことを特徴とする請求項5に記載のアンテナ装置。 - 前記第2コイル導体部の全部が、前記第2導体の前記縁端に沿って配置されている
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のアンテナ装置。 - 前記コイル導体は、複数設けられている
ことを特徴とする請求項2又は4に記載のアンテナ装置。 - 前記磁性体の外縁は、一の方向において、すべてのコイル導体の外縁よりも外側に位置する
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のアンテナ装置。 - 第1主面及び第2主面を有する磁性体と、
スパイラル状の少なくとも2つのコイル導体とを備え、
前記磁性体及び前記2つのコイル導体は、前記磁性体の前記第1主面又は前記第2主面に沿った方向から見て、第1導体と第2導体との間に位置し、
前記2つのコイル導体の各々は、
前記磁性体の前記第2主面に比べて前記第1主面に近接する第1コイル導体部と、
前記磁性体の前記第1主面に比べて前記第2主面に近接する第2コイル導体部とを有し、
前記2つのコイル導体の各々において、前記第1コイル導体部と前記第2コイル導体部とは、前記磁性体の平面視で互いに重ならない位置にあり、
前記2つのコイル導体は、前記磁性体の平面視で並んで設けられており、
前記2つのコイル導体の前記第1コイル導体部同士は、前記2つのコイル導体が並んでいる方向において、前記2つのコイル導体の前記第2コイル導体部同士に比べて近接し、
前記2つのコイル導体に流れる電流の向きは、前記磁性体の平面視で互いに逆向きであり、
前記2つのコイル導体の各々において、前記第2コイル導体部は、前記磁性体の平面視で前記第2導体と重なり、かつ、前記第2コイル導体部の少なくとも一部は、前記磁性体の平面視で前記第2導体の縁端に沿って配置されている
ことを特徴とするアンテナコイル。 - 前記第1コイル導体部は、前記磁性体の平面視で前記第1導体と重なり、かつ、前記第1コイル導体部の少なくとも一部は、前記磁性体の平面視で前記第1導体の縁端に沿って配置されている
ことを特徴とする請求項10に記載のアンテナコイル。 - 前記磁性体の外縁は、一の方向において、前記2つのコイル導体の外縁よりも外側に位置する
ことを特徴とする請求項10又は11に記載のアンテナコイル。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載のアンテナ装置と、
前記アンテナ装置の信号に対して信号処理を行う信号処理回路とを備える
ことを特徴とする電子機器。 - 前記第1導体に対して前記アンテナコイルの反対側に設けられた表示部を更に備える
ことを特徴とする請求項13に記載の電子機器。
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