JP6627628B2 - アンテナ装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ装置に関し、特に例えば面状導体を備えるアンテナ装置、およびそれを備える電子機器に関する。

従来、コイルアンテナよりも面積が大きな金属筐体などの面状導体が、平面視で、コイルアンテナと重なる（近接する）構造のアンテナ装置が知られている（特許文献１）。

上記アンテナ装置では、コイルアンテナと面状導体とが磁界結合することにより、面状導体がコイルアンテナに対するブースターアンテナとして作用する。

国際公開第２０１５／０９８４６２号

しかし、近年のスマートフォンなどに代表される携帯型電子機器では各種部品が非常に高密度に搭載されており、特許文献１に示すように、例えば金属シャーシやシールド板のような大面積の内部面状導体が、上記面状導体や上記コイルアンテナの近くに配置されることがある。そのため、コイルアンテナと上記内部面状導体とが不要結合し、アンテナ装置のアンテナ特性は劣化してしまう。

本発明の目的は、簡素な構成により、アンテナ特性の劣化を抑制したアンテナ装置を提供することにある。また、そのアンテナ装置を備える電子機器を提供することにある。

（１）本発明のアンテナ装置は、
巻回軸の周りに巻回されるコイル導体を有するコイルアンテナと、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体と重なる第１面状導体と、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体と重なり、且つ、前記巻回軸方向に対し、前記コイル導体を挟んで前記第１面状導体とは反対側に配置される第２面状導体と、
を備え、
前記第２面状導体は、外縁から内側に向かって延伸して形成され、且つ、前記巻回軸方向から視て、前記コイル導体に重ならない切欠きを有することを特徴とする。

この構成では、第２面状導体が切欠きを有するため、コイルアンテナ（または結合相手のコイルアンテナ）と第２面状導体との不要結合が抑制される。また、この構成により、第２面状導体に発生する渦電流が抑制され、アンテナ特性の劣化が抑制される。

（２）上記（１）において、前記切欠きの数は複数であり、複数の前記切欠きのうち少なくとも一つは、前記巻回軸方向から視て、前記コイル導体に重ならないことが好ましい。この構成により、第２面状導体とコイルアンテナ（または結合相手のコイルアンテナ）との間の不要結合はさらに抑制される。

（３）上記（１）または（２）において、前記巻回軸方向での、前記コイル導体と前記第２面状導体との間に配置される磁性体部材をさらに備えることが好ましい。この構成では、磁性体部材の磁気シールド効果により、コイルアンテナ（または結合相手のコイルアンテナ）が、第２面状導体と不要結合することが抑制される。また、磁性体部材の高い透磁率の作用で、少ないターン数のコイル導体で所定のインダクタンスが得られる。さらに、磁性体部材の集磁効果により、結合相手のコイルアンテナとの磁界結合を高めることができる。

（４）上記（３）において、前記磁性体部材の少なくとも一部は、前記巻回軸方向から視て、前記第２面状導体および前記切欠きに亘って重なるように配置されることが好ましい。この構成により、磁性体部材から漏れる磁束が、切欠きにおいて第２面状導体と鎖交することが効果的に抑制され、コイルアンテナ（または結合相手のコイルアンテナ）と第２面状導体との不要結合は抑制される。

（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前記切欠きは、前記第２面状導体の外縁の一部を形成し、前記切欠きが形成する前記第２面状導体の外縁の一部は、前記巻回軸方向から視て、前記第２面状導体の外縁のうち前記コイル導体との距離が最も短い部分を含むことが好ましい。コイル導体から発生する磁束の密度は、コイル導体からの距離が近いほど高い。そのため、この構成により、第２面状導体と結合相手のコイルアンテナとの間の結合が効果的に抑制される。

（６）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、前記第１面状導体は、前記第２面状導体よりも面積が大きいことが好ましい。この構成により、第１面状導体がコイルアンテナに対するブースターアンテナとして機能する。そのため、コイルアンテナのみを利用する場合に比べ、アンテナとして機能する実効的なコイル開口が大きくなり、磁束を放射（集磁）する範囲および距離が大きくなることで、通信相手側のアンテナコイルと結合し易くなる。

（７）上記（６）において、前記第２面状導体は、前記巻回軸方向から視て、全体が前記第１面状導体に重なることが好ましい。この構成により、結合相手のコイルアンテナから第２面状導体が等価的に見えなくなるため、結合相手のコイルアンテナと第２面状導体との不要結合が抑制され、アンテナ特性の劣化が抑制される。

（８）本発明の電子機器は、
アンテナ装置と、
給電回路と、
を備え、
前記アンテナ装置は、
巻回軸の周りに巻回されるコイル導体を有するコイルアンテナと、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体と重なる第１面状導体と、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体と重なり、且つ、前記巻回軸方向に対し、前記コイル導体を挟んで前記第１面状導体とは反対側に配置される第２面状導体と、
を備え、
前記第２面状導体は、外縁から内側に向かって延伸して形成され、且つ、前記巻回軸方向から視て、前記コイル導体に重ならない切欠きを有し、
前記コイル導体は前記給電回路に接続されることを特徴とする。

この構成により、磁界放射に寄与しない第２面状導体とコイルアンテナ（または結合相手のコイルアンテナ）との間の不要結合が抑制され、且つ、アンテナ特性の劣化が抑制されるアンテナ装置を備えた電子機器を実現できる。

（９）上記（８）において、前記第１面状導体は、前記電子機器の筐体の一部または全部であることが好ましい。この構成により、第１面状導体を別途形成する必要がないため、製造が容易で低コスト化が図れる。

（１０）上記（８）または（９）において、前記第２面状導体は、前記電子機器の筐体内に収納されていてもよい。

（１１）上記（１０）において、前記第２面状導体は、前記電子機器が備えるディスプレイのシールド導体であってもよい。

（１２）上記（８）から（１１）のいずれかにおいて、前記電子機器は、非接触電力伝送システムの送電装置であり、前記給電回路は、前記コイルアンテナに電力を供給する送電回路であってもよい。

（１３）上記（８）から（１２）のいずれかにおいて、前記電子機器は、非接触電力伝送システムの受電装置であり、前記給電回路は、負荷に接続され、前記コイルアンテナから電力を前記負荷に供給する受電回路であってもよい。

本発明によれば、簡素な構成により、アンテナ特性の劣化を抑制したアンテナ装置を実現できる。また、そのアンテナ装置を備える電子機器を実現できる。

図１（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１の平面図であり、図１（Ｂ）はコイル導体４１と第２面状導体を示すアンテナ装置１０１の平面図である。 図２は、アンテナ装置１０１の分解斜視図である。 図３（Ａ）は第２面状導体２１とコイル導体４１から生じる磁束φ１との関係を示す、アンテナ装置１０１の断面図であり、図３（Ｂ）は切欠きを有していない第２面状導体２０とコイル導体４１から生じる磁束φ０との関係を示す、比較例のアンテナ装置１００の断面図である。 図４（Ａ）は第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２Ａの平面図であり、図４（Ｂ）は第２の実施形態に係る別のアンテナ装置１０２Ｂの平面図である。 図５（Ａ）は第２の実施形態に係る別のアンテナ装置１０２Ｃの平面図であり、図５（Ｂ）は第２の実施形態に係る別のアンテナ装置１０２Ｄの平面図である。 図６（Ａ）は第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３の平面図であり、図６（Ｂ）はコイル導体４１と第２面状導体を示すアンテナ装置１０３の平面図である。 図７（Ａ）はアンテナ装置１０３の断面図であり、図７（Ｂ）は比較例のアンテナ装置１０３Ａの断面図である。 図８（Ａ）は第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４の平面図であり、図８（Ｂ）はコイル導体４１と第２面状導体２４を示すアンテナ装置１０４の平面図である。 図９は第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５の平面図である。 図１０は第６の実施形態に係るアンテナ装置１０６の平面図である。 図１１は第７の実施形態に係る電子機器２０１の断面図である。

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。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。

《第１の実施形態》
図１（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１の平面図であり、図１（Ｂ）はコイル導体４１と第２面状導体２１を示すアンテナ装置１０１の平面図である。図２は、アンテナ装置１０１の分解斜視図である。図１（Ａ）では、アンテナ装置１０１の構造を解りやすくするため、基材１の図示が省略されている。また、図１（Ｂ）では、コイル導体４１の形成領域ＣＲをテクスチャーパターンで示している。

本発明における「アンテナ装置」は、コイルアンテナと２つの面状導体とを備えるアンテナ装置である。本発明における「電子機器」は、上記アンテナ装置および給電回路等を備える装置であり、例えば携帯電話端末、いわゆるスマートフォン、タブレット端末、ノートＰＣやＰＤＡ、ウェアラブル端末（いわゆるスマートウォッチやスマートグラス等）、カメラ、ゲーム機、玩具等である。

アンテナ装置１０１は、コイルアンテナ４、第１面状導体１１、第２面状導体２１および第３面状導体３１を備える。

コイルアンテナ４は基材１およびコイル導体４１を有する。コイル導体４１は基材１の主面（表面）に形成されている。コイル導体４１は、巻回軸ＡＸの周り（図１（Ｂ）におけるコイル開口ＣＰ周り）に巻回される約２ターンの矩形スパイラル状の導体パターンである。コイル導体４１の第１端Ｅ１および第２端Ｅ２は、それぞれ給電回路（図示省略）の入出力端子に接続されている。給電回路は例えば１３．５６ＭＨｚのＲＦＩＤ用のＲＦＩＣ素子である。基材１は、例えばポリイミド樹脂（ＰＩ）や液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の樹脂製シートである。なお、後に詳述するように（その他の実施形態）、基材１は、本発明のアンテナ装置において必須ではない。

第１面状導体１１は、長手方向がＹ軸方向に一致する平面形状が矩形の平板である。また、第１面状導体１１は、開口部ＣＡとスリット部ＳＬで構成される切欠き部２（この第１面状導体の「切欠き部」は、後に詳述する第２面状導体の「切欠き」とは異なる。）を有する。開口部ＣＡは第１面状導体１１の内側に形成され、スリット部ＳＬは第１面状導体１１の一辺（図１（Ａ）における第１面状導体１１の上辺）から内側に向かって延伸して形成されている。図１（Ａ）に示すように、コイル導体４１の少なくとも一部は、巻回軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）から視て、第１面状導体１１に重なる。本実施形態では、コイル導体４１のコイル開口ＣＰが、Ｚ軸方向から視て、開口部ＣＡに一致している。第１面状導体１１は例えば金属やグラファイト等で構成された電子機器の筐体の一部である。

第３面状導体３１は、長手方向がＸ軸方向に一致する平面形状が矩形の平板である。第１面状導体１１および第３面状導体３１は、同一平面上（ＸＹ平面上）に配置され、間隙ＧＰを挟んでＹ軸方向に並べて配列されている。第３面状導体３１は例えば金属やグラファイト等で構成された電子機器の筐体の一部であり、アンテナ装置１０１と異なるシステムで利用される定在波型アンテナの放射素子である。なお、後に詳述するように（第４・５・６の実施形態等）、第３面状導体３１は、本発明のアンテナ装置において必須ではない。

第２面状導体２１は、長手方向がＹ軸方向に一致する平面形状が略矩形の平板である。第２面状導体２１は、Ｚ軸方向から視て、少なくとも一部がコイル導体４１と重なる。図２に示すように、第２面状導体２１は、Ｚ軸方向に対し、コイル導体４１を挟んで第１面状導体１１とは反対側に配置されている。なお、本実施形態では、第１面状導体１１の面積が、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、コイル導体４１の形成領域ＣＲの面積よりも大きく、第２面状導体２１の面積よりも大きい。第２面状導体２１は、例えば電子機器の筐体内に収納される回路基板に設けられたグランド導体やシールドケース、バッテリーパック、ＬＣＤディスプレイの背面シールド導体等である。

第２面状導体２１は、外縁から内側に向かって形成される２つの切欠きＣＥ１，ＣＥ２を有する。切欠きＣＥ１は、第２面状導体２１の第１辺（図１（Ｂ）における第２面状導体２１の左辺）から内側に向かって延伸して形成される矩形状の開口である。切欠きＣＥ２は、第２面状導体２１の第２辺（図１（Ｂ）における第２面状導体２１の右辺）から内側に向かって延伸して形成される矩形状の開口である。図１（Ｂ）に示すように、切欠きＣＥ１，ＣＥ２は、Ｚ軸方向から視て、いずれもコイル導体４１に重なっていない。

なお、本実施形態に係る切欠きＣＥ１，ＣＥ２は、Ｚ軸方向から視て、コイル導体４１から第２面状導体２１までの距離が最も短い部分（図１（Ｂ）における第２面状導体２１の右辺および左辺）に形成されている（Ｄ４＞Ｄ１＞Ｄ２＝Ｄ３）。

次に、第２面状導体２１が切欠きＣＥ１，ＣＥ２を有する構造による効果について、図を参照して説明する。図３（Ａ）は第２面状導体２１とコイル導体４１から生じる磁束φ１との関係を示す、アンテナ装置１０１の断面図であり、図３（Ｂ）は切欠きを有していない第２面状導体２０とコイル導体４１から生じる磁束φ０との関係を示す、比較例のアンテナ装置１００の断面図である。なお、図３（Ａ）および図３（Ｂ）では、アンテナ装置１００およびアンテナ装置１０１が送信側アンテナである例を示している。

比較例のアンテナ装置１００は、第２面状導体２０が切欠きを有していない点で、アンテナ装置１０１と異なる。その他の構成についてはアンテナ装置１０１と実質的に同じである。

比較例のアンテナ装置１００では、コイル導体４１から生じる磁束の一部（図３（Ｂ）における磁束φ０）が、第２面状導体２０に鎖交し、第２面状導体２０に渦電流が生じて損失が発生する。そのため、コイルアンテナ４のアンテナ特性が劣化（Ｑ値の低下等）してしまう。一方、本実施形態に係るアンテナ装置１０１では、第２面状導体２１が切欠きＣＥ１，ＣＥ２を有するため、コイル導体４１から生じる磁束の一部（図３（Ａ）における磁束φ１）は第２面状導体２１に鎖交しない。そのため、コイルアンテナ４と第２面状導体２１との不要結合が抑制される。また、コイルアンテナ４から生じる磁束が第２面状導体２１に鎖交することで発生する渦電流が抑制され、結果的にアンテナ特性の劣化が抑制される。

また、本実施形態では、第１面状導体１１の少なくとも一部が、Ｚ軸方向から視て、コイル導体４１に重なっており、第１面状導体１１の開口部ＣＡとコイル導体４１とが電界結合、磁界結合もしくは電磁界結合している。そのため、コイル導体４１の第１方向（例えば図１（Ａ）における時計回り）に電流が流れた場合、第１面状導体１１の開口部ＣＡに沿って電流が誘起される。この誘起された電流は、縁端効果によってスリット部ＳＬを経由して第１面状導体１１の外縁に流れる。このように、第１面状導体１１はコイル導体４１に対するブースターアンテナとして機能する。すなわち、アンテナ装置１０１は上記ブースターアンテナ（第１面状導体１１）を備えるため、コイル導体４１のみの場合と比べて、アンテナとして機能する実質的なコイル開口が大きくなる。そのため、アンテナ装置１０１が磁束を放射（集磁）する範囲および距離が大きくなり、結合相手のコイルアンテナと結合し易くなる。

なお、図３（Ｂ）では、アンテナ装置１０１が送信側アンテナである場合についての作用を説明したが、アンテナ装置１０１が受信側アンテナであり、結合相手のコイルアンテナが送信側アンテナである場合にも同様に作用する。

本実施形態に係るアンテナ装置１０１によれば、次のような効果を奏する。

（ａ）本実施形態に係るアンテナ装置１０１は、第２面状導体２１が切欠きＣＥ１，ＣＥ２を有する。この構成では、コイルアンテナ４（または結合相手のコイルアンテナ）と第２面状導体２１との不要結合が抑制される。また、この構成により、第２面状導体２１に発生する渦電流が抑制され、アンテナ特性の劣化が抑制される。

（ｂ）本実施形態では、第２面状導体２１が２つの切欠きＣＥ１，ＣＥ２を有するため、切欠きＣＥ１が一つの場合に比べて、第２面状導体２１とコイルアンテナ４（または結合相手のコイルアンテナ）との間の不要結合はさらに抑制される。

なお、本実施形態で示したように、第２面状導体２１が有する切欠きＣＥ１，ＣＥ２が第２面状導体２１の外縁の一部を形成し、切欠きＣＥ１，ＣＥ２が形成する第２面状導体２１の上記外縁の一部は、Ｚ軸方向から視て、第２面状導体２１の外縁のうちコイル導体４１との距離が最も短い部分を含むことが好ましい。コイル導体４１から発生する磁束の密度は、コイル導体４１からの距離が近いほど高い。そのため、第２面状導体２１のうちコイル導体４１からの距離が近い（短い）部分に、切欠きＣＥ１，ＣＥ２を形成することで、第２面状導体２１とコイルアンテナ４（または結合相手のコイルアンテナ）との間の結合が効果的に抑制される。

（ｃ）さらに、本実施形態では、第２面状導体２１が有する切欠きＣＥ１，ＣＥ２が、Ｚ軸方向から視て、コイル導体４１に重なっていない。この構成により、コイル導体４１から生じる磁束が切欠きＣＥ１，ＣＥ２に鎖交することが抑制され、コイルアンテナ４と第２面状導体２１との不要結合は抑制される。すなわち、この構成により、第２面状導体２１が磁界放射に寄与するアンテナとして機能することを抑制できる。

（ｄ）本実施形態では、第１面状導体１１の少なくとも一部が、Ｚ軸方向から視て、コイル導体４１に重なり、第１面状導体１１の開口部ＣＡとコイル導体４１とが電界結合、磁界結合もしくは電磁界結合している。また、本実施形態では、第１面状導体１１の面積が、コイル導体４１の形成領域ＣＲの面積よりも大きく、磁界放射に寄与しない第２面状導体２１の面積よりも大きい。この構成により、第１面状導体１１がコイルアンテナ４に対するブースターアンテナとして機能する。そのため、コイルアンテナ４のみを利用する場合に比べ、アンテナとして機能する実効的なコイル開口が大きくなり、磁束を放射（集磁）する範囲および距離が大きくなることで、結合相手のコイルアンテナと結合し易くなる。

（ｅ）また、本実施形態では、第１面状導体１１が開口部ＣＡとスリット部ＳＬで構成される切欠き部２を有しており、コイル導体４１のコイル開口ＣＰは、Ｚ軸方向から視て、開口部ＣＡに一致している。この構成により、コイル導体４１と第１面状導体１１との間の結合をより高めることができ、コイルアンテナ４に対するブースターアンテナとしての機能を高めることができる。なお、コイル導体４１のコイル開口ＣＰは、Ｚ軸方向から視て、開口部ＣＡに完全に一致する必要はなく、一部が重なる構成であってもよい。

（ｆ）本実施形態では、第１面状導体１１が電子機器の筐体の一部であるため、第１面状導体１１を別途形成する必要がなく、製造が容易で低コスト化が図れる。

《第２の実施形態》
第２の実施形態では、切欠きの個数・形状・配置等が第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１とは異なる例を示す。

図４（Ａ）は第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２Ａの平面図であり、図４（Ｂ）は第２の実施形態に係る別のアンテナ装置１０２Ｂの平面図である。図５（Ａ）は第２の実施形態に係る別のアンテナ装置１０２Ｃの平面図であり、図５（Ｂ）は第２の実施形態に係る別のアンテナ装置１０２Ｄの平面図である。図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図５（Ａ）および図５（Ｂ）では、構造を分かりやすくするために、第１面状導体１１および第３面状導体３１を破線で示している。

本実施形態に係るアンテナ装置１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄは、第２面状導体の形状が第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１と異なる。具体的には、第２面状導体が有する切欠きの個数・形状・配置等が第１の実施形態と異なり、その他の構成については、アンテナ装置１０１と同じである。

アンテナ装置１０２Ａが備える第２面状導体２２Ａは、２つの切欠きＣＥ１Ａ，ＣＥ２Ａを有する。切欠きＣＥ１Ａは、第２面状導体２２Ａの第１辺（図４（Ａ）における第２面状導体２２Ａの左辺）から内側に向かって延伸して形成される半円状の開口である。切欠きＣＥ２Ａは、第２面状導体２２Ａの第２辺（図４（Ａ）における第２面状導体２２Ａの右辺）から内側に向かって延伸して形成される半円状の開口である。

アンテナ装置１０２Ｂが備える第２面状導体２２Ｂは、３つの切欠きＣＥ１，ＣＥ２，ＣＥ３を有する。切欠きＣＥ１，ＣＥ２は、第１の実施形態で示した切欠きＣＥ１，ＣＥ２と同じものである。切欠きＣＥ３は、第２面状導体２２Ｂの第３辺（図４（Ｂ）における第２面状導体２２Ｂの上辺）から内側に向かって延伸して形成される矩形状の開口である。

アンテナ装置１０２Ｃが備える第２面状導体２２Ｃは、３つの切欠きＣＥ１Ａ，ＣＥ２Ａ，ＣＥ３Ａを有する。切欠きＣＥ１Ａ，ＣＥ２Ａは、アンテナ装置１０２Ａの第２面状導体２２Ａが有する切欠きＣＥ１Ａ，ＣＥ２Ａと同じものである。切欠きＣＥ３Ａは、第２面状導体２２Ｃの第３辺（図５（Ａ）における第２面状導体２２Ｃの上辺）から内側に向かって延伸して形成される半円状の開口である。

アンテナ装置１０２Ｄが備える第２面状導体２２Ｄは、４つの切欠きＣＥ１，ＣＥ２Ｂ，ＣＥ３，ＣＥ４を有する。切欠きＣＥ１，ＣＥ３は、アンテナ装置１０２Ｂの第２面状導体２２Ｂが有する切欠きＣＥ１，ＣＥ３と同じものである。切欠きＣＥ４は、第２面状導体２２Ｄの第４辺（図５（Ｂ）における第２面状導体２２Ｄの下辺）から内側に向かって延伸して形成される矩形状の開口である。切欠きＣＥ２Ｂは、第２面状導体２２Ｄの第２辺（図５（Ｂ）における第２面状導体２２Ｄの右辺）から内側に向かって延伸して形成される半円状の開口である。図５（Ｂ）に示すように、切欠きＣＥ２Ｂは、Ｚ軸方向から視て、コイル導体４１に重なっている。

アンテナ装置１０２Ａ，１０２Ｃで示したように、切欠きの平面形状は矩形に限定されるものではなく、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。切欠きの平面形状は、例えば矩形以外の多角形、Ｌ字形、Ｔ字形やＹ字形等であってもよい。

また、アンテナ装置１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄで示したように、切欠きの個数は２つに限定されるものではなく、１つまたは３つ以上であってもよい。上述したように、第２面状導体２１が３つ以上の切欠きＣＥ１，ＣＥ２を有することにより、切欠きが２つの場合に比べて、第２面状導体とコイルアンテナ４（または結合相手のコイルアンテナ）との間の不要結合はさらに抑制される。なお、アンテナ装置１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄで示したように、切欠きは、Ｚ軸方向から視て、コイル導体４１から第２面状導体の外縁までの距離が最も短い部分（例えば図４（Ｂ）における第２面状導体２２Ｂの右辺および左辺）以外に形成されていてもよい。

なお、アンテナ装置１０２Ｄに示したように、切欠きＣＥ２Ｂが、Ｚ軸方向から視て、コイル導体に重なっていてもよい。しかし、この場合において、複数の切欠きＣＥ１，ＣＥ２Ｂ，ＣＥ３，ＣＥ４のうち少なくとも一つは、Ｚ軸方向から視て、コイル導体４１に重ならないことが好ましい。この構成とすることにより、Ｚ軸方向から視て、コイル導体４１に重なる切欠きＣＥ２Ｂを有していたとしても、第２面状導体２２Ｄとコイルアンテナ４（または結合相手のコイルアンテナ）との間の不要結合は抑制できる。

《第３の実施形態》
第３の実施形態では、磁性体部材をさらに備えたアンテナ装置の例を示す。

図６（Ａ）は第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３の平面図であり、図６（Ｂ）はコイル導体４１と第２面状導体を示すアンテナ装置１０３の平面図である。図７（Ａ）はアンテナ装置１０３の断面図であり、図７（Ｂ）は比較例のアンテナ装置１０３Ａの断面図である。図６（Ａ）では、アンテナ装置１０３の構造を解りやすくするため、基材１の図示が省略されている。

本実施形態に係るアンテナ装置１０３は、磁性体部材５１をさらに備える点で第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１と異なる。その他の構成については、アンテナ装置１０１と同じである。

磁性体部材５１は平面形状が矩形の平板であり、図７に示すように、Ｚ軸方向での、コイル導体４１と第２面状導体２１との間に配置される。また、磁性体部材５１の少なくとも一部は、図６（Ｂ）に示すように、Ｚ軸方向から視て、第２面状導体２１および切欠きＣＥ１に亘って（または、第２面状導体２１および切欠きＣＥ２に亘って）重なるように配置されている。磁性体部材５１は、例えば磁性体フェライトセラミックのようなセラミック体の平板や、磁性体フェライト粉末が樹脂中に分散されたフェライト粉末入り樹脂シートである。

次に、磁性体部材が、Ｚ軸方向から視て、第２面状導体および切欠きに亘って重なるように配置されることによる効果について、図を参照して説明する。なお、図７（Ａ）および図７（Ｂ）では、アンテナ装置１０３およびアンテナ装置１０３Ａが受信側アンテナである例を示している。

比較例のアンテナ装置１０３Ａは、Ｚ軸方向から視て、磁性体部材５０全体が第２面状導体２１に重なっている点で、アンテナ装置１０３と異なっており、その他の構成についてはアンテナ装置１０１と同じである。すなわち、比較例のアンテナ装置１０３Ａが備える磁性体部材５０は、Ｚ軸方向から視て、第２面状導体２１および切欠きＣＥ１（または、第２面状導体２１および切欠きＣＥ２）に亘って重なっていない。

比較例のアンテナ装置１０３Ａでは、コイル導体４１から生じる磁束の一部（図７（Ｂ）における磁束φ３）が、磁性体部材５０の内部を通って漏れ出し、第２面状導体２１に鎖交するため、第２面状導体２１に渦電流が生じて損失が発生する。一方、本実施形態に係るアンテナ装置１０３では、Ｚ軸方向から視て、磁性体部材５１の少なくとも一部が第２面状導体２１および切欠きに亘って重なるように配置されているため、コイル導体４１から生じる磁束の一部（図７（Ａ）における磁束φ２）は第２面状導体２１に鎖交しない。すなわち、コイルアンテナ４と第２面状導体２１との不要結合が抑制される。

本実施形態に係るアンテナ装置１０３によれば、第１の実施形態で述べた効果以外に、次のような効果を奏する。

（ｇ）本実施形態に係るアンテナ装置１０３は、Ｚ軸方向での、コイル導体４１と第２面状導体２１との間に配置される磁性体部材５１をさらに備える。そのため、磁性体部材５１の磁気シールド効果により、コイルアンテナ４（または結合相手のコイルアンテナ）が、第２面状導体２１と不要結合することが抑制される。また、磁性体部材の高い透磁率の作用で、少ないターン数のコイル導体４１で所定のインダクタンスが得られる。さらに、磁性体部材５１の集磁効果により、結合相手のコイルアンテナとの磁界結合を高めることができる。

（ｈ）また、本実施形態では、磁性体部材５１の少なくとも一部が、Ｚ軸方向から視て、第２面状導体２１および切欠きＣＥ１に亘って（または、第２面状導体２１および切欠きＣＥ２に亘って）重なるように配置されている。この構成により、磁性体部材５１から漏れる磁束が、切欠きＣＥ１，ＣＥ２において第２面状導体２１と鎖交することが効果的に抑制され、コイルアンテナ４（または結合相手のコイルアンテナ）と第２面状導体２１との不要結合は抑制される。なお、磁性体部材５１は、Ｚ軸方向から視て、第２面状導体２１全体に重なっている（第２面状導体２１全体を覆っている）ことが好ましい。

なお、本実施形態では、磁性体部材５１の平面形状が矩形の平板である例について示したが、この構成に限定されるものではない。磁性体部材５１の平面形状は、本実施形態で示した作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能であり、例えば円形、楕円形、多角形、Ｌ字形、Ｔ字形、Ｙ字形等であってもよい。また、磁性体部材５１は平板に限らず、立体構造等とすることも可能である。さらに、磁性体部材５１の主面は、平面に限定されるものではなく、曲面等であってもよい。

《第４の実施形態》
第４の実施形態では、第３面状導体を備えていないアンテナ装置について示す。また、第４の実施形態では、第２面状導体が有する切欠きの位置および大きさが、第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１と異なる例について示す。

図８（Ａ）は第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４の平面図であり、図８（Ｂ）はコイル導体４１と第２面状導体２４を示すアンテナ装置１０４の平面図である。図８（Ａ）では、アンテナ装置１０４の構造を解りやすくするため、基材１の図示が省略されている。

本実施形態に係るアンテナ装置１０４は、第３面状導体を備えていない点で、第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１と異なる。また、アンテナ装置１０４では、第１面状導体が有する切欠き部の形状がアンテナ装置１０１と異なる。また、アンテナ装置１０４では、第２面状導体の大きさ・第２面状導体が有する切欠きの位置および大きさがアンテナ装置１０１と異なる。その他の構成については、アンテナ装置１０１と同じである。

アンテナ装置１０４が備える第１面状導体１４は、スリット部ＳＬ４で構成される切欠き部２Ａを有する。スリット部ＳＬ４は第１面状導体１４の一辺（図８における第１面状導体１４の上辺）から内側に向かって延伸して形成されている。

第２面状導体２４は、長手方向がＹ軸方向に一致する平面形状が略矩形の平板である。第２面状導体２４は、２つの切欠きＣＥ５，ＣＥ６を有する。切欠きＣＥ５は、第２面状導体２４の第１角部（図８（Ｂ）における第２面状導体２４の左角部）から内側に向かって延伸して形成される矩形状の開口である。切欠きＣＥ６は、第２面状導体２４の第２角部（図８（Ｂ）における第２面状導体２４の右角部）から内側に向かって延伸して形成される矩形状の開口である。

図８（Ａ）に示すように、第２面状導体２４は、Ｚ軸方向から視て、全体が第１面状導体１４に重なっている（全体が第１面状導体１４に覆われている）。

本実施形態に係るアンテナ装置１０４によれば、第１の実施形態で述べた効果以外に、次のような効果を奏する。

（ｉ）本実施形態では、第２面状導体２４全体が、Ｚ軸方向から視て、第１面状導体１４に重なっている。この構成により、結合相手のコイルアンテナからは第２面状導体２４が等価的に見えなくなるため、結合相手のコイルアンテナと第２面状導体２４との不要結合が抑制され、アンテナ特性の劣化が抑制される。

なお、本実施形態で示したように、本発明のアンテナ装置において第３面状導体は必須ではない。

《第５の実施形態》
第５の実施形態では、第１面状導体が切欠き部を有していないアンテナ装置について示す。

図９は第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５の平面図である。図９では、アンテナ装置１０５の構造を解りやすくするため、基材１の図示が省略されている。

本実施形態に係るアンテナ装置１０５は、第１面状導体が切欠き部を備えていない点で、第４の実施形態に係るアンテナ装置１０１と異なる。その他の構成については、アンテナ装置１０１と同じである。

第１面状導体１５は、長手方向がＹ軸方向に一致する平面形状が矩形の平板である。図９（Ａ）に示すように、第１面状導体１５の少なくとも一部は、Ｚ軸方向から視て、コイル導体４１に重なる。このような構成であっても、第１面状導体１５とコイル導体４１とが電界結合、磁界結合もしくは電磁界結合する。

本実施形態に示すように、第１面状導体１５とコイル導体４１とが電界結合、磁界結合もしくは電磁界結合するのであれば、第１面状導体は切欠き部を備えていなくてもよい。

《第６の実施形態》
第６の実施形態では、第１面状導体が有する切欠き部の形状が異なる例について示す。

図１０は第６の実施形態に係るアンテナ装置１０６の平面図である。図１０では、アンテナ装置１０６の構造を解りやすくするため、基材１の図示が省略されている。

アンテナ装置１０６では、第１面状導体が切欠き部を有する点で、第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５と異なる。その他の構成については、アンテナ装置１０１と同じである。

アンテナ装置１０６が備える第１面状導体１６は、スリット部ＳＬ６で構成される切欠き部２Ｂを有する。スリット部ＳＬ６は第１面状導体１６の一辺（図１０における第１面状導体１６の上辺）から内側に向かって延伸して形成される矩形状の開口である。図１０に示すように、コイル導体４１の少なくとも一部は、Ｚ軸方向から視て、第１面状導体１６のスリット部ＳＬ６に重なる。具体的には、コイル導体４１は、Ｚ軸方向から視て、三辺（Ｙ軸方向の二辺とＹ軸方向の一辺）が第１面状導体１６に重なっている。このような構成であっても、第１面状導体１６とコイル導体４１とが電界結合、磁界結合もしくは電磁界結合する。

このような構成でも、アンテナ装置１０６の基本的な構成は第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５と同じであり、アンテナ装置１０５と同様の作用・効果を奏する。

《第７の実施形態》
第７の実施形態では、本発明のアンテナ装置を備える電子機器を示す。

図１１は第７の実施形態に係る電子機器２０１の断面図である。

電子機器２０１は、上部筐体９１、下部筐体９２、コイルアンテナ４、回路基板３、給電回路６１等を備える。上部筐体９１は樹脂製であり、その表面にディスプレイ等が設けられている。下部筐体９２は金属製である。この下部筐体９２が、本発明における「第１面状導体」に相当する。

コイルアンテナ４、回路基板３、給電回路６１等は、上部筐体９１および下部筐体９２の内側に収納される。回路基板３には給電回路６１が実装され、回路基板３の内部には第２面状導体２１（グランド導体）が形成されている。

コイルアンテナ４と、下部筐体９２（第１面状導体）と、第２面状導体２１とでアンテナ装置１０１Ａが構成される。アンテナ装置１０１Ａは、第１の実施形態で説明したアンテナ装置１０１と実質的に同じものである。

コイルアンテナ４が有するコイル導体４１の両端は、可動式プローブピンや導体パターン等（図示省略）を介して給電回路６１の入出力端子に接続される。給電回路６１は例えば１３．５６ＭＨｚのＲＦＩＤ用のＲＦＩＣ素子である。

この構成により、コイルアンテナ４（または結合相手のコイルアンテナ）と第２面状導体２１との不要結合が抑制され、且つ、アンテナ特性の劣化が抑制されるアンテナ装置を備えた電子機器を実現できる。

《その他の実施形態》
以上に示した各実施形態では、第１面状導体、第２面状導体および第３面状導体の平面形状が矩形（略矩形）である例を示したが、この構成に限定されるものではない。第１面状導体、第２面状導体および第３面状導体の平面形状は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能であり、例えば円形、楕円形、多角形、Ｌ字形、Ｔ字形、Ｙ字形等であってもよい。また、第１面状導体、第２面状導体および第３面状導体は平板に限らず、立体構造等とすることも可能である。さらに、第１面状導体、第２面状導体および第３面状導体の主面は、平面に限定されるものではなく、曲面等であってもよい。また、第２面状導体は１つに限らず、複数存在してもよい。

以上に示した各実施形態では、基材１が矩形状の平板である例を示したが、この構成に限定されるものではない。基材１の平面形状は、円形、楕円形、正方形、多角形等、適宜変更可能である。また、基材１は平板に限定されず、曲面を有していてもよく、立体構造等とすることも可能である。

以上に示した各実施形態では、コイル導体４１が、基材１の表面に形成される約２ターンの矩形スパイラル状導体パターンである例を示したが、この構成に限定されるものではない。コイル導体４１の外形は、Ｚ軸方向から視て、円形、楕円形、多角形、Ｌ字形、Ｔ字形等、適宜変更可能である。また、コイル導体４１は基材１の裏面や内部に形成されていてもよい。また、コイル導体４１は、スパイラル状またはループ状の導体パターンが形成された基材を積層してヘリカル状にした構成であってもよい。さらに、コイル導体４１は巻線コイルであってもよい。すなわち、本発明のコイルアンテナにおいて基材は必須ではない。なお、コイル導体４１の巻回数についても、約２ターンに限定されるものではなく、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。

なお、以上に示した各実施形態では、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について説明したが、各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。本発明における電子機器は、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における受電装置や送電装置であり、各実施形態におけるアンテナ装置は、非接触電力伝送システムにおける受電装置の受電アンテナ装置や送電装置の送電アンテナ装置として適用できる。電子機器が受電装置である場合、電子機器が備える給電回路は、負荷（二次電池等）に接続され、コイルアンテナから電力を負荷に供給する受電回路である。電子機器が送電装置である場合、電子機器が備える給電回路は、コイルアンテナに電力を供給する送電回路である。なお、電子機器は送電装置兼受電装置であってもよい。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。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または６．７８ＭＨｚ近傍）を操作する給電回路（受電回路や送電回路等）に接続される。

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。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。

ＧＰ…間隙
ＳＬ，ＳＬ４，ＳＬ６…スリット部（第１面状導体の切欠き部）
ＣＡ…開口部（第１面状導体の切欠き部）
１…基材
２，２Ａ，２Ｂ…第１面状導体の切欠き部
３…回路基板
４…コイルアンテナ
４１…コイル導体
ＡＸ…コイル導体の巻回軸
ＣＥ１，ＣＥ１Ａ，ＣＥ２，ＣＥ２Ａ，ＣＥ２Ｂ，ＣＥ３，ＣＥ３Ａ，ＣＥ４，ＣＥ５，ＣＥ６…第２面状導体の切欠き
ＣＰ…コイル導体のコイル開口
ＣＲ…コイル導体の形成領域
Ｅ１…コイル導体の第１端
Ｅ２…コイル導体の第２端
１１，１４，１５，１６…第１面状導体
２０，２１，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２４，２５…第２面状導体
３１…第３面状導体
５０，５１…磁性体部材
６１…給電回路
９１…上部筐体
９２…下部筐体（第１面状導体）
１００，１０１，１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄ，１０３，１０３Ａ，１０４，１０５，１０６…アンテナ装置
２０１…電子機器

Claims (13)

1. 巻回軸の周りに巻回されるコイル導体を有するコイルアンテナと、
   前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体と重なる第１面状導体と、
   前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体と重なり、且つ、前記巻回軸方向に対し、前記コイル導体を挟んで前記第１面状導体とは反対側に配置される第２面状導体と、
   を備え、
   前記第２面状導体は、外縁から内側に向かって延伸して形成され、且つ、前記巻回軸方向から視て、前記コイル導体に重ならない切欠きを有する、アンテナ装置。
2. 前記切欠きの数は複数であり、
   複数の前記切欠きのうち少なくとも一つは、前記巻回軸方向から視て、前記コイル導体に重ならない、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記巻回軸方向での、前記コイル導体と前記第２面状導体との間に配置される磁性体部材をさらに備える、請求項１または２に記載のアンテナ装置。
4. 前記磁性体部材の少なくとも一部は、前記巻回軸方向から視て、前記第２面状導体および前記切欠きに亘って重なるように配置される、請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 前記切欠きは、前記第２面状導体の外縁の一部を形成し、
   前記切欠きが形成する前記第２面状導体の外縁の一部は、前記巻回軸方向から視て、前記第２面状導体の外縁のうち前記コイル導体との距離が最も短い部分を含む、請求項１から４のいずれかに記載のアンテナ装置。
6. 前記第１面状導体は、前記第２面状導体よりも面積が大きい、請求項１から５のいずれかに記載のアンテナ装置。
7. 前記第２面状導体は、前記巻回軸方向から視て、全体が前記第１面状導体に重なる、請求項６に記載のアンテナ装置。
8. アンテナ装置と、
   給電回路と、
   を備え、
   前記アンテナ装置は、
   巻回軸の周りに巻回されるコイル導体を有するコイルアンテナと、
   前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体と重なる第１面状導体と、
   前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体と重なり、且つ、前記巻回軸方向に対し、前記コイル導体を挟んで前記第１面状導体とは反対側に配置される第２面状導体と、
   を備え、
   前記第２面状導体は、外縁から内側に向かって延伸して形成され、且つ、前記巻回軸方向から視て、前記コイル導体に重ならない切欠きを有し、
   前記コイル導体は前記給電回路に接続される、電子機器。
9. 前記第１面状導体は、前記電子機器の筐体の一部または全部である、請求項８に記載の電子機器。
10. 前記第２面状導体は、前記電子機器の筐体内に収納される、請求項８または９に記載の電子機器。
11. 前記第２面状導体は、前記電子機器が備えるディスプレイのシールド導体である、請求項１０に記載の電子機器。
12. 前記電子機器は、非接触電力伝送システムの送電装置であり、
    前記給電回路は、前記コイルアンテナに電力を供給する送電回路である、請求項８から請求項１１のいずれかに記載の電子機器。
13. 前記電子機器は、非接触電力伝送システムの受電装置であり、
    前記給電回路は、負荷に接続され、前記コイルアンテナから電力を前記負荷に供給する受電回路である、請求項８から請求項１２のいずれかに記載の電子機器。

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