(57)【要約】  アンテナ装置（３０１）は、基材と、コイル導体と、このコイル導体の第１端に接続された第１端子と、コイル導体の第２端に接続された第２端子と、コイル導体の一部である二次側コイル導体部から引き出された第３端子および第４端子と、を有するコイル素子を備える。基材には、第１端子が接続され給電回路に繋がる第１電極、第２端子が接続され給電回路に繋がる第２電極、第３端子が接続される第３電極、および第４端子が接続される第４電極と、第３電極および第４電極に繋がる放射導体と、を備える。コイル素子および放射導体は、通信相手側アンテナと磁界結合する。
2018056101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
コイル導体と、当該コイル導体の第１端に接続された第１端子と、前記コイル導体の第２端に接続された第２端子と、前記コイル導体の一部である二次側コイル導体部から引き出された第３端子および第４端子と、を有するアンテナコイルのコイル素子と、
を備え、
前記第１端子と前記第２端子は給電回路に接続され、
前記基材は前記第３端子および前記第４端子に接続する放射導体を有し、
前記コイル素子および前記放射導体は、通信相手側アンテナと磁界結合することを特徴とする、
アンテナ装置。
【請求項２】
前記コイル素子は絶縁素体を備え、前記コイル導体は前記絶縁素体内に形成されていて、前記第１端子、前記第２端子、前記第３端子および前記第４端子は前記絶縁素体の外面に形成されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記放射導体は、ループ開口を形成するループ状導体である、請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記ループ状導体に対して直列に接続されキャパシタを更に備える、請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記基材に形成され、前記ループ状導体に導通し、前記ループ状導体の周囲を囲む、面状導体を含む、請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記二次側コイル導体部は、前記基材の平面視で前記面状導体に重ならない、請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記ループ状導体と前記二次側コイル導体部とは和動接続される、請求項３から６のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記二次側コイル導体部は、前記基材の平面視で前記ループ開口に重なる、請求項３から７のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記ループ状導体は面状に拡がる面状部を有する、請求項３から８のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記基材を収納する筐体を備え、
前記二次側コイル導体部の少なくとも一部は前記筐体の導体部である、請求項９に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
アンテナ装置を備える電子機器において、
前記アンテナ装置は
基材と、
コイル導体と、当該コイル導体の第１端に接続された第１端子と、前記コイル導体の第２端に接続された第２端子と、前記コイル導体の一部である二次側コイル導体部から引き出された第３端子および第４端子と、を有するアンテナコイルのコイル素子と、
前記基材に形成された、前記第１端子が接続され給電回路に繋がる第１電極と、前記第２端子が接続され前記給電回路に繋がる第２電極と、前記第３端子が接続される第３電極と、前記第４端子が接続される第４電極と、前記第３電極および前記第４電極に繋がり、前記第３電極および前記第４電極とともにループ状の電流経路を形成する放射導体と、
を備え、
前記コイル素子および前記放射導体は、通信相手側アンテナと磁界結合することを特徴とする、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル素子を有するアンテナ装置に関し、特に基材に形成された導電性部材と共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。
【背景技術】
【０００２】
回路基板等に形成された導体面の開口部に、給電素子を介して給電回路を接続することで、導体面を放射素子の一部として利用するアンテナ装置が特許文献１に示されている。【０００３】
上記給電素子は、互いに磁界結合する１次コイルと２次コイルを備えた絶縁型トランスであり、ＲＦＩＣ等の給電回路と導体面の開口部とをインピーダンス整合させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５６５５９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記アンテナ装置は通信相手のアンテナと磁界結合して、ＨＦ帯やＵＨＦ帯の通信システムに用いられる。しかし、通信相手のアンテナが強磁界を発生し、且つそのアンテナに対して強く磁界結合すると、上記絶縁型トランスの１次コイルと２次コイルとの間に高電圧が印加され、１次コイルと２次コイルとの間が絶縁破壊し、短絡するおそれがある。このような短絡は致命的な破損であり、短絡が生じるとトランスの機能が失われ、アンテナ装置としての機能を果たさなくなる。【０００６】
本発明の目的は、トランスの１次コイルと２次コイルとの間の絶縁破壊の問題を解消したアンテナ装置およびそれを備える電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明のアンテナ装置は、
基材と、
コイル導体と、当該コイル導体の第１端に接続された第１端子と、前記コイル導体の第２端に接続された第２端子と、前記コイル導体の一部である二次側コイル導体部から引き出された第３端子および第４端子と、を有するアンテナコイルのコイル素子と、
を備え、
前記第１端子と前記第２端子は給電回路に接続され、
前記基材は前記第３端子および前記第４端子に接続する放射導体を有し、
前記コイル素子および前記放射導体は、通信相手側アンテナと磁界結合することを特徴とする。【０００８】
上記構成により、第１端子と第２端子との間に接続されたコイル導体を１次コイル、前記コイル導体の一部である二次側コイル導体部を２次コイルとするオートトランスが構成される。そのため、絶縁型トランスのような１次コイルと２次コイルとの間の絶縁破壊の問題が回避される。【０００９】
（２）前記コイル素子は絶縁素体を備え、前記コイル導体は前記絶縁素体内に形成されていて、前記第１端子、前記第２端子、前記第３端子および前記第４端子は前記絶縁素体の外面に形成されていることが好ましい。これにより、基材にコイル素子を表面実装するだけで、容易にアンテナ装置が構成できる。【００１０】
（３）前記放射導体は、ループ開口を形成するループ状導体であることが好ましい。これにより、放射効率の高いアンテナ装置が構成される。【００１１】
（４）前記ループ状導体に対して直列に接続されキャパシタを更に備えることが好ましい。これにより、ループ状導体とキャパシタとで共振回路が構成され、ループ状導体の駆動効率が高まる。【００１２】
（５）前記基材には、前記ループ状導体に導通し、前記ループ状導体の周囲を囲む、面状導体が形成されていることが好ましい。これにより、面状導体も放射に寄与して、アンテナ装置の放射効率は高まる。【００１３】
（６）前記二次側コイル導体部は、前記基材の平面視で前記面状導体に重ならないことが好ましい。これにより、二次側コイル導体部を抜ける磁束が面状導体によって遮蔽されにくく、二次側コイル導体部とループ状導体との結合係数が高まる。【００１４】
（７）前記ループ状導体と前記二次側コイル導体部とは和動接続されることが好ましい。これにより、ループ状導体が発生する磁束とコイル素子が発生する磁束とが強め合い、二次側コイルとループ状導体との結合係数、ループ状導体と通信相手側アンテナとの結合係数、コイル導体（一次側コイル）と通信相手側アンテナとの結合係数がそれぞれ高まる。【００１５】
（８）前記二次側コイル導体部は、前記基材の平面視で前記ループ開口に重なることが好ましい。これにより、二次側コイル導体部とループ状導体との結合係数が高まる。【００１６】
（９）前記ループ状導体は面状に拡がる面状部を有することが好ましい。これにより、面状導体部をループ状導体の一部として利用でき、基材に対するアンテナ装置形成部の占有面積を縮小化できる。なお、「面状に拡がる面状部」とは、面状部の最も狭い部分の幅が、第１導体部および第２導体部の線幅よりも大きいことを意味する。【００１７】
（１０）前記基材を収納する筐体を備え、
前記二次側コイル導体部の少なくとも一部は前記筐体の導体部であってもよい。これにより、電子機器の筐体の一部をアンテナ装置として利用できるので、アンテナ装置専用の部材は少なくてすみ、電子機器の小型化、またはアンテナ装置の高利得化が図れる。【００１８】
（１１）本発明の電子機器は、アンテナ装置を備え、
前記アンテナ装置は
基材と、
コイル導体と、当該コイル導体の第１端に接続された第１端子と、前記コイル導体の第２端に接続された第２端子と、前記コイル導体の一部である二次側コイル導体部から引き出された第３端子および第４端子と、を有するアンテナコイルのコイル素子と、
前記基材に形成された、前記第１端子が接続され給電回路に繋がる第１電極と、前記第２端子が接続され前記給電回路に繋がる第２電極と、前記第３端子が接続される第３電極と、前記第４端子が接続される第４電極と、前記第３電極および前記第４電極に繋がり、前記第３電極および前記第４電極とともにループ状の電流経路を形成する放射導体と、
を備え、
前記コイル素子および前記放射導体は、通信相手側アンテナと磁界結合することを特徴とする。【００１９】
上記構成により、通信相手アンテナと高い結合度で結合するアンテナ装置を備える電子機器が得られる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、トランスの１次コイルと２次コイルとの間の絶縁破壊の問題の無いアンテナ装置およびそれを備える電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナ装置３０１の平面図であり、図１（Ｂ）はそのコイル素子配置部ＡＣの平面図である。
【図２】図２はコイル素子２０の実装前のコイル素子配置部の平面図である。
【図３】図３はコイル素子２０の斜視図である。
【図４】図４は、コイル素子２０における多層基板７０の各基材層の電極パターン等を示す分解平面図である。
【図５】図５はコイル素子２０の回路図である。
【図６】図６は、第１の実施形態のアンテナ装置３０１と通信相手アンテナ５００との位置関係を示す斜視図である。
【図７】図７はアンテナ装置３０１と通信相手アンテナ５００との結合の仕方について示す図である。
【図８】図８は第１の実施形態のアンテナ装置３０１およびそれに接続される回路の回路図である。
【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）は、いずれもコイル素子の平面図であり、コイル素子２０内の結合コイルからの第３端子および第４端子の引き出し位置と、二次側コイルの巻回数との関係を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、巻回数ｎに対するインダクタＬ１，Ｌ２のインダクタンスの変化を示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）は、コイル素子２０Ａを含むアンテナ装置の、コイル素子配置部の平面図であり、図１１（Ｂ）は、コイル素子２０Ｂを含むアンテナ装置の、コイル素子配置部の平面図であり、図１１（Ｃ）は、コイル素子２０Ｃを含むアンテナ装置の、コイル素子配置部の平面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、二次側コイルの巻回数ｎに対する、コイル素子の結合コイルとループ状導体１０との結合係数ｋ１２（図７参照）の変化を示す図である。図１２（Ｂ）は、二次側コイルの巻回数ｎに対する、ループ状導体１０と通信相手アンテナ５００との結合係数ｋ２３の変化を示す図である。図１２（Ｃ）は、二次側コイルの巻回数ｎに対する、コイル素子の結合コイルと通信相手アンテナ５００との結合係数ｋ１３の変化を示す図である。
【図１３】図１３は、和動接続状態での、ループ状導体１０の開口ＯＰ１を透過する磁束φ１とコイル素子２０を透過する磁束φ２とを示す図である。
【図１４】図１４は、差動接続状態での、ループ状導体１０の開口ＯＰ１を透過する磁束φ１とコイル素子２０を透過する磁束φ２とを示す図である。
【図１５】図１５（Ａ）は和動接続のときの各導体に流れる電流強度の分布を示す図であり、図１５（Ｂ）は差動接続のときの各導体に流れる電流強度の分布を示す図である。
【図１６】図１６（Ａ）は、コイル素子２０Ａを含むアンテナ装置の、コイル素子配置部の平面図であり、図１６（Ｂ）は、コイル素子２０Ｂを含むアンテナ装置の、コイル素子配置部の平面図であり、図１６（Ｃ）は、コイル素子２０Ｃを含むアンテナ装置の、コイル素子配置部の平面図である。
【図１７】図１７（Ａ）は、二次側コイルの巻回数ｎに対する、コイル素子の結合コイルとループ状導体１０との結合係数ｋ１２の変化を示す図である。図１７（Ｂ）は、二次側コイルの巻回数ｎに対する、ループ状導体１０と通信相手アンテナ５００との結合係数ｋ２３の変化を示す図である。図１７（Ｃ）は、二次側コイルの巻回数ｎに対する、コイル素子の結合コイルと通信相手アンテナ５００との結合係数ｋ１３の変化を示す図である。
【図１８】図１８（Ａ）は、二次側コイルが面状導体１１１に重なる状態での各導体に流れる電流強度の分布を示す図であり、図１８（Ｂ）は、二次側コイルが面状導体１１１に重ならない状態での各導体に流れる電流強度の分布を示す図である。
【図１９】図１９は第４の実施形態に係る電子機器の主要部の平面図および右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
各実施形態に示す「アンテナ装置」は、信号の送信側、受信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。通信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。
【００２４】
以降の各実施形態に示す「アンテナ装置」は、通信相手側アンテナ装置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装置である。例えばＮＦＣ（Near field communication）等の通信システムに適用される。
【００２５】
各実施形態に示す「アンテナ装置」は、少なくとも磁界結合を利用した通信システムで用いられるが、通信相手側アンテナ装置と実質的に電磁界結合（磁界結合および電界結合）により結合するものも含む。
【００２６】
各実施形態に示す「アンテナ装置」は、例えばＨＦ帯、特に13.56MHz、6.78MHzまたはそれらの近傍の周波数帯が利用される。
【００２７】
《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３０１の平面図であり、図１（Ｂ）はそのコイル素子配置部ＡＣの平面図である。図２はコイル素子２０の実装前のコイル素子配置部の平面図である。
【００２８】
アンテナ装置３０１は、配線基板１１０と、この配線基板１１０の面に形成され、互いに導通する、第１導体部１１Ａ，１１Ｂ，１１１、および第２導体部２１Ａ，２１Ｂを含む導電性部材を備える。また、アンテナ装置３０１は、給電回路が接続される結合コイルを有するコイル素子２０を備える。配線基板１１０は本発明に係る「基材」の一例である。
【００２９】
第１導体部１１Ａ，１１Ｂは導体開口（ＯＰ１，ＯＰ２）および第１導体部１１Ａ，１１Ｂの外縁と導体開口ＯＰ１とを連接する間隙Ｇ１を有し、キャパシタ３が間隙Ｇ１を渡るように配置される。
【００３０】
第２導体部２１Ａ，２１Ｂは、導体開口（ＯＰ１，ＯＰ２）の内縁の２点に接続され、第１導体部１１Ａ，１１Ｂの一部およびキャパシタ３とともにループ状の電流経路を形成する。第１導体部１１Ａ，１１Ｂおよび第２導体部２１Ａ，２１Ｂはループ状導体１０を構成する。第２導体部２１Ａ，２１Ｂは導体開口（ＯＰ１，ＯＰ２）を第１導体開口ＯＰ１と第２導体開口ＯＰ２とに区分する導体パターンとも言える。
【００３１】
結合コイルのコイル巻回軸方向の前記コイル素子の第１端Ｅ１は、配線基板１１０の平面視で、導体開口（ＯＰ１，ＯＰ２）に重なり、コイル素子２０は、上記「ループ状の電流経路」に磁界結合する。この「ループ状の電流経路」は本発明に係る「放射導体」に相当する。
【００３２】
この例では、第１導体部１１１は面状導体であり、グランド導体である。
【００３３】
コイル素子２０は、巻回軸まわりにヘリカル状に巻回された結合コイルのコイル導体７８とこのコイル導体を挟んで対向するコイル素子の第１端Ｅ１およびコイル素子の第２端Ｅ２を有する。上記結合コイルは本発明に係るコイル導体に相当する。この例では、コイル素子２０の結合コイルの巻回軸は面状導体１１１に平行であるが、必ずしも平行でなくてもよい。
【００３４】
コイル素子２０の第１端Ｅ１は、配線基板１１０の平面視で、第１導体開口ＯＰ１に重なる。また、コイル素子の第２端Ｅ２はループ状導体１０のループの内部よりも面状導体１１１に近接する。すなわち、コイル素子２０内の結合コイルは、平面視で、第２導体部２１Ａ，２１Ｂに重なる。但し、結合コイルは、必ずしも第２導体部２１Ａ，２１Ｂに重ならなくてもよく、結合コイルがループ状導体のループと磁界結合する位置であればよい。このようなコイル素子２０の配置によって、コイル素子２０内の結合コイルは第２導体部２１Ａ，２１Ｂに磁界結合する。
【００３５】
図２に表れているように、第１導体部１１Ａ，１１Ｂの間に導体パターンの間隙Ｇ１が形成されていて、この間隙Ｇ１を繋ぐようにキャパシタ３が接続される。
【００３６】
第２導体部２１Ａ，２１Ｂのそれぞれの端部にはコイル素子接続パッド１６，１７が形成されている。また、配線基板１１０にはコイル素子接続パッド１４，１５が更に形成されている。コイル素子２０はコイル素子接続パッド１４，１５，１６，１７に接続される。配線基板１１０には、コイル素子接続パッド１４，１５に接続された給電回路が設けられている。コイル素子接続パッド１４，１５は本発明に係る「第１電極」，「第２電極」にそれぞれ対応する。また、コイル素子接続パッド１６，１７は本発明に係る「第３電極」，「第４電極」にそれぞれ対応する。
【００３７】
次に、結合コイル素子の詳細な構造について説明する。図３はコイル素子２０の斜視図である。図４は、コイル素子２０における多層基板７０の各基材層の電極パターン等を示す分解平面図である。
【００３８】
コイル素子２０は、四角筒に沿ったヘリカル状の結合コイルが、直方体状の多層基板７０に形成された素子である。図１（Ｂ）では、コイル素子２０に結合コイルのコイル導体７８を示したが、この結合コイルのコイル導体７８は代表的に付した符号であり、詳細を以降に示すとおり、結合コイルは複数の線状導体、層間接続導体、端面導体等によって構成される。
【００３９】
コイル素子２０の底面（実装面）には、ＲＦＩＣ等の給電回路に接続するための端子９１，９２と、コイル素子接続パッド１６，１７に接続するための２つの端子９３，９４とが形成されている。端子９１，９２，９３，９４は本発明に係る「第１端子」，「第２端子」，「第３端子」，「第４端子」にそれぞれ対応する。
【００４０】
多層基板７０は、図４における（１）〜（１７）で示す複数の基材層７ａ〜７ｑの順に積層される。図４において、基材層７ａは最下層であり、基材層７ｑは最上層である。図４において、（１）〜（１７）は基材層７ａ〜７ｑの底面であり、基材層７ａの底面が多層基板７０の実装面である。
【００４１】
基材層７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｐ，７ｑは直方体形状の非磁性体層であり、例えば非磁性体フェライトである。基材層７ｄ〜７ｏは直方体状の磁性体層であり、例えば磁性体フェライトである。つまり、多層基板７０は、磁性体層である基材層７ｄ〜７ｏを、非磁性体層である基材層７ａ，７ｂ，７ｐ，７ｑで挟んだ構成である。なお、基材層７ａ〜７ｏは必ずしも磁性体層または非磁性体層でなくてもよく、絶縁体であればよい。また、ここでいう非磁性体層とは磁性体層よりも透磁率が低いものをさし、必ずしも非磁性体でなくてもよく、非磁性体層は比透磁率が1以上で磁性体層の比透磁率よりも低い磁性体であってもよい。
【００４２】
図４中の（１）に示す基材層７ａの底面には、端子９１，９２，９３，９４が形成されている。
【００４３】
図４中の（２）に示す基材層７ｂの底面には、配線導体７４，７５が形成されている。
【００４４】
図４中の（３）に示す基材層７ｃの底面には、複数の線状導体７２Ａが形成されている。図４中の（４）に示す基材層７ｄの底面には、複数の線状導体７２Ｂが形成されている。複数の線状導体７２Ａと線状導体７２Ｂとは層間接続導体を介してそれぞれ並列接続される。
【００４５】
図４中の（５）〜（１５）に示す基材層７ｅ〜７ｏには、複数の端面導体８１および複数の端面導体８２が形成されている。
【００４６】
図４中の（１６）に示す基材層７ｐの底面には、複数の線状導体７１Ｂが形成されている。図４中の（１７）に示す基材層７ｑの底面には、複数の線状導体７１Ａが形成されている。複数の線状導体７１Ａと線状導体７１Ｂとは層間接続導体を介してそれぞれ並列接続される。
【００４７】
複数の線状導体７２Ｂは端面導体８１，８２を介して複数の線状導体７１Ｂに順次直列に接続される。
【００４８】
上記線状導体７１Ａ，７１Ｂ，７２Ａ，７２Ｂおよび端面導体８１，８２によって約１２ターンの矩形ヘリカル状の結合コイルが形成される。
【００４９】
図５はコイル素子２０の回路図である。このコイル素子２０は、図４に示した構造により、結合コイルの第１端に接続された第１端子９１と、結合コイルの第２端に接続された第２端子９２と、結合コイルの一部である二次側コイル導体部から引き出された第３端子９３および第４端子９４と、を有する。第４端子９４は結合コイルの中点から引き出されていて、第３端子９３はその中点から所定巻回数分離れた位置から引き出されている。
【００５０】
コイル素子２０の二次側コイル導体部は、基材の平面視でループ状導体１０のループ開口に重なる。そのため、二次側コイル導体部とループ状導体とは磁界結合する。
【００５１】
図６は、本実施形態のアンテナ装置３０１と通信相手アンテナ５００との位置関係を示す斜視図である。また、図７はアンテナ装置３０１と通信相手アンテナ５００との結合の仕方について示す図である。図７において、コイル素子２０の結合コイルとループ状導体１０とは結合係数ｋ１２で結合し、ループ状導体１０と通信相手アンテナ５００とは結合係数ｋ２３で結合する。さらに、コイル素子２０の結合コイルと通信相手アンテナ５００とは結合係数ｋ１３で結合する。したがって、配線基板の面状導体１１１のエッジ部に結合コイルが単に配置されただけのアンテナ装置に比べて、概略的には上記結合係数ｋ２３の分だけ通信相手アンテナ５００との結合が高まる。
【００５２】
図８は本実施形態のアンテナ装置３０１およびそれに接続される回路の回路図である。ここで、アンテナ装置３０１部分は等価回路で表している。アンテナ装置３０１のコイル素子２０内の結合コイルはインダクタＬ１，Ｌ２で表している。また、ループ状導体１０をインダクタＬ１０で表している。キャパシタＣ３はループ状導体１０に接続されたキャパシタ３に相当する。インダクタＬ２，Ｌ１０とキャパシタＣ３とはＬＣ共振回路を構成している。このＬＣ共振回路の共振周波数は、通信で用いる周波数帯である。
【００５３】
通信相手アンテナ５００はインダクタＬ３で表している。インダクタＬ１は１次アンテナということができ、インダクタＬ２，Ｌ１０およびキャパシタＣ３による共振回路は２次アンテナということができる。
【００５４】
上記インダクタＬ１には整合回路ＭＣを介してＲＦＩＣ３１０が接続されている。この例では、インダクタＬ１１，Ｌ１２およびキャパシタＣ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ３１，Ｃ３２によって整合回路ＭＣが構成されている。ＲＦＩＣ３１０は、例えば１３．５６ＭＨｚ帯を利用するＮＦＣ用の無線通信回路を備える集積回路である。
【００５５】
なお、図８に示すとおり、結合コイルの第１端子９１と第２端子９２は平衡回路に接続されていて、第４端子９４（図５参照）は結合コイルの中点であるので、この第４端子９４は０電位である。また、面状導体１１１はグランド導体パターンであるので、図８では、結合コイルの中点は接地された図として表している。
【００５６】
上記１次アンテナ（インダクタＬ１）に対しては平衡回路で給電されるが、これを不平衡回路で構成してもよい。また、面状導体１１１は必ずしもグランド導体パターンでなくてもよい。
【００５７】
図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）は、いずれもコイル素子の平面図であり、コイル素子２０内の結合コイルからの第３端子および第４端子の引き出し位置と、二次側コイルの巻回数との関係を示す図である。いずれのコイル素子も、第４端子の引き出し位置は固定であり、第３端子の引き出し位置が異なる。なお、図４では、各基材層の電極パターン形成面側を視た平面図であったが、図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）は、いずれもコイル素子の上面から視た平面図である。そのため、第３端子９３、第４端子９４等は、図４とは左右反対の関係に表れている。
【００５８】
図９（Ａ）に示すコイル素子２０Ａは図４に示したコイル素子２０と同じであり、配線導体７４の一端が第３端子９３に接続されているとともに、配線導体７４の他端が二次側コイルの巻回数ｎ＝５の位置に接続されている。図９（Ｂ）に示すコイル素子２０Ｂは、第３端子と第４端子の引き出し位置を最接近させた例であり、巻回数ｎ≒０である。図９（Ｃ）に示すコイル素子２０Ｃは、配線導体７４の一端が第３端子９３に接続されているとともに、配線導体７４の他端が二次側コイルの巻回数ｎ＝−５の位置に接続されている。図９（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）においては、図の明瞭のために、最上層の導体パターンは実線で表している。
【００５９】
図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、上記巻回数ｎに対するインダクタＬ１，Ｌ２（図５参照）のインダクタンスの変化を示す図である。
【００６０】
このように、二次側コイルの巻回数ｎは、結合コイルの第３端子への引き出し位置（結合コイルの中点に対する位置）によって定めればよい。なお、結合コイルからの第４端子への引き出し位置を中点とは異なる位置にしてもよい。
【００６１】
本実施形態によれば、絶縁型トランスのような１次コイルと２次コイルとの間の絶縁破壊の問題の無いアンテナ装置およびそれを備える電子機器が得られる。
【００６２】
《第２の実施形態》
第２の実施形態では、コイル素子の結合コイルからの第３端子の引き出し位置の違いによる各コイル間の結合係数の変化について示す。
【００６３】
図１１（Ａ）は、コイル素子２０Ａを含むアンテナ装置の、コイル素子配置部の平面図であり、図１１（Ｂ）は、コイル素子２０Ｂを含むアンテナ装置の、コイル素子配置部の平面図であり、図１１（Ｃ）は、コイル素子２０Ｃを含むアンテナ装置の、コイル素子配置部の平面図である。
【００６４】
図１２（Ａ）は、二次側コイルの巻回数ｎに対する、コイル素子の結合コイルとループ状導体１０との結合係数ｋ１２（図７参照）の変化を示す図である。図１２（Ｂ）は、二次側コイルの巻回数ｎに対する、ループ状導体１０と通信相手アンテナ５００との結合係数ｋ２３の変化を示す図である。図１２（Ｃ）は、二次側コイルの巻回数ｎに対する、コイル素子の結合コイルと通信相手アンテナ５００との結合係数ｋ１３の変化を示す図である。
【００６５】
図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１２（Ｃ）に表れているように、二次コイルの巻回数ｎ＝５であるとき、結合係数ｋ１２，ｋ２３，ｋ１３はいずれも最大となる。ここで、巻回数ｎが正である状態は和動接続であり、巻回数ｎが負である状態は差動接続である。
【００６６】
ここで、上記和動接続と差動接続について図１３、図１４を基に示す。図１３、図１４は、いずれもループ状導体１０の開口ＯＰ１を透過する磁束φ１とコイル素子２０を透過する磁束φ２とを示す図である。図１３のように、ループ状導体１０の開口ＯＰ１を透過する磁束φ１とコイル素子２０を透過する磁束φ２とが打ち消し合わない関係が和動接続であり、図１４のように、ループ状導体１０の開口ＯＰ１を透過する磁束φ１とコイル素子２０を透過する磁束φ２とが打ち消し合う関係が差動接続である。
【００６７】
図１５（Ａ）は上記和動接続のときの各導体に流れる電流強度の分布を示す図であり、図１５（Ｂ）は上記差動接続のときの各導体に流れる電流強度の分布を示す図である。図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）において、太い矢印はループ状導体に流れる電流の向きを表す。
【００６８】
和動接続であると、図１５（Ａ）に表れているように、ループ状導体に流れる電流の方向は同方向に周回するように分布するが、差動接続であると、図１５（Ｂ）に表れているように、ループ状導体に流れる電流の方向は部分的に逆方向に周回するように分布する。したがって、ループ状導体１０とコイル素子の二次コイルとが和動接続の関係であると、差動接続の関係である場合に比べて、ループ状導体が発生する磁束とコイル素子が発生する磁束とが強め合い、二次側コイルとループ状導体との結合係数、ループ状導体と通信相手側アンテナとの結合係数、コイル導体（一次側コイル）と通信相手側アンテナとの結合係数がそれぞれ高まる。
【００６９】
《第３の実施形態》
第３の実施形態では、二次側コイルとループ状導体との位置関係の違いによる各コイル間の結合係数の変化について示す。
【００７０】
図１６（Ａ）は、コイル素子２０Ａを含むアンテナ装置の、コイル素子配置部の平面図であり、図１６（Ｂ）は、コイル素子２０Ｂを含むアンテナ装置の、コイル素子配置部の平面図であり、図１６（Ｃ）は、コイル素子２０Ｃを含むアンテナ装置の、コイル素子配置部の平面図である。図１６（Ａ）に示すアンテナ装置の二次側コイルは、平面視で面状導体１１１に重なる。図１６（Ｃ）に示すアンテナ装置の二次側コイルは、平面視で面状導体１１１に重ならない。また、図１６（Ａ）に示すアンテナ装置は、二次側コイルの巻回数ｎ＝−５であり、和動接続である。図１６（Ｂ）に示すアンテナ装置は、二次側コイルの巻回数ｎ≒０である。図１６（Ｃ）に示すアンテナ装置は、二次側コイルの巻回数ｎ＝５であり、差動接続である。
【００７１】
図１７（Ａ）は、二次側コイルの巻回数ｎに対する、コイル素子の結合コイルとループ状導体１０との結合係数ｋ１２（図７参照）の変化を示す図である。図１７（Ｂ）は、二次側コイルの巻回数ｎに対する、ループ状導体１０と通信相手アンテナ５００との結合係数ｋ２３の変化を示す図である。図１７（Ｃ）は、二次側コイルの巻回数ｎに対する、コイル素子の結合コイルと通信相手アンテナ５００との結合係数ｋ１３の変化を示す図である。
【００７２】
図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、図１７（Ｃ）と図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１２（Ｃ）の比較から分かるように、第３の実施形態の巻回数ｎ＝−５では、和動接続であるため、第２の実施形態の巻回数ｎ＝−５に対しては結合係数ｋ１３，ｋ２３はいずれも向上するが、二次側コイルが面状導体１１１に重なるので、第２の実施形態の巻回数ｎ＝５に対しては結合係数ｋ１２，ｋ１３はいずれも劣化する。
【００７３】
図１８（Ａ）は、二次側コイルが面状導体１１１に重なる状態での各導体に流れる電流強度の分布を示す図であり、図１８（Ｂ）は、二次側コイルが面状導体１１１に重ならない状態での各導体に流れる電流強度の分布を示す図である。図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）において、太い矢印はループ状導体に流れる電流の向きを表す。
【００７４】
和動接続であると、図１８（Ａ）に表れているように、ループ状導体に流れる電流の方向は同方向に周回するように分布するが、差動接続であると、図１８（Ｂ）に表れているように、ループ状導体に流れる電流の方向は部分的に逆方向に周回するように分布する。しかし、第３の実施形態では、和動接続であっても、二次側コイルが平面視で面状導体に重なるため、第２の実施形態の和動接続に比べて、結合係数ｋ１２，ｋ１３はいずれも劣化することが分かる。
【００７５】
《第４の実施形態》
第４の実施形態では、電子機器の筐体の導体部をループ状導体として利用したアンテナ装置およびそれを備える電子機器の例を示す。
【００７６】
図１９は第４の実施形態に係る電子機器の主要部の平面図および右側面図である。但し、図１９においては筐体樹脂部が無い状態で表している。
【００７７】
この電子機器は例えばスマートフォンなどの携帯電子機器であり、表示・操作パネルの形成面とは反対側に筐体の第１導体部２１０、第２導体部２２０を備える。第１導体部２１０と第２導体部２２０とは導体部２３０で接続されている。第１導体部２１０と第２導体部２２０とのスリットＳＬには筐体樹脂部２４０が設けられている（塞がれている）。
【００７８】
第１導体部２１０、第２導体部２２０の内方には配線基板１２０が設けられている。配線基板１２０には、面状に拡がるグランド導体が形成されたグランド領域ＧＡと、面状に拡がるグランド導体が形成されていない非グランド領域ＮＧＡを有し、配線基板１２０の非グランド領域ＮＧＡには、コイル素子２０、キャパシタＣ３が実装されている。さらに、配線基板１２０には、ＲＦＩＣ３１０や整合回路ＭＣが実装されている。配線基板１２０上のパターンはコンタクトピンＣＰ１，ＣＰ２を介して第１導体部２１０、第２導体部２２０にそれぞれ接続されている。
【００７９】
コイル素子２０は、第１の実施形態で示したコイル素子２０と同じである。コイル素子２０の第１端子９１、第２端子９２は整合回路ＭＣに接続されていて、第３端子９３と第４端子９４はキャパシタＣ３を介して第１導体部２１０および第２導体部２２０に接続されている。したがって、コイル素子２０の第３端子９３→コンタクトピンＣＰ１→第２導体部２２０→導体部２３０→第１導体部２１０→コンタクトピンＣＰ２の経路がループ状導体として作用する。
【００８０】
このように、筐体の第１導体部２１０および第２導体部２２０はループ状導体の一部に利用してもよい。また、この例のように、ループ状導体の一部は面状導体であってもよい。さらに、配線基板に形成された面状導体をループ状導体の一部に利用してもよい。
【００８１】
以上の幾つかの実施形態では、電子機器の筐体の導体部を第１導体部および第２導体部として用いたが、電子機器の内部のシャーシやバッテリー等の金属部をループ状導体の一部として用いてもよい。
【００８２】
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。
【符号の説明】
【００８３】
ＡＣ…コイル素子配置部
Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ３１，Ｃ３２…キャパシタ
Ｃ３…キャパシタ
ＣＰ１，ＣＰ２…コンタクトピン
Ｅ１…第１端
Ｅ２…第２端
Ｇ１…間隙
ＭＣ…整合回路
ＯＰ１…第１導体開口
ＯＰ２…第２導体開口
ＳＬ…スリット
３…キャパシタ
７ａ〜７ｑ…基材層
１０…ループ状導体
１１Ａ，１１Ｂ，１１１…第１導体部
１４，１５，１６，１７…コイル素子接続パッド
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…コイル素子
２１Ａ，２１Ｂ…第２導体部
７０…多層基板
７１Ａ，７１Ｂ，７２Ａ，７２Ｂ…線状導体
７４，７５…配線導体
７８…コイル導体
８１，８２…端面導体
９１…第１端子
９２…第２端子
９３…第３端子
９４…第４端子
１１０…配線基板
１１１…面状導体
１２０…配線基板
２１０…第１導体部
２２０…第２導体部
２３０…導体部
２４０…筐体樹脂部
３０１…アンテナ装置
３１０…ＲＦＩＣ
５００…通信相手アンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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