(57)【要約】  アンテナ（１）はフレキシブルシート（１０）を有し、当該フレキシブルシート（１０）の第１主面（１２）には第１コイル電極（２１）が形成され、第２主面（１３）には第２コイル電極（３１）が形成される。第１コイル電極（２１）と第２コイル電極（３１）は、異なる方向から見て逆向きで巻回して形成される。第１コイル電極（２１）の一方端部（２２Ａ）と第２コイル電極（３１）の一方端部（３２Ａ）は、フレキシブルシート（１０）を介して対向するように形成され、第１コイル電極（２１）の他方端部（２２Ｂ）と第２コイル電極（３１）の他方端部（３２Ｂ）もフレキシブルシート（１０）を介して対向するように形成される。これにより、第１コイル電極（２１）、第２コイル電極（３１）をインダクタとし、一方端部（２２Ａ，３２Ａ）でキャパシタが形成され、他方端部（２２Ｂ，３２Ｂ）でキャパシタが形成されて、共振型のアンテナ（１）が構成される。
2011001709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１主面および第２主面を備える絶縁性基材と、
前記第１主面に巻回形で且つ端部を有するように形成された第１コイル電極と、
前記第２主面に、前記第２主面から前記第１主面方向に見て前記第１コイル電極と逆の巻回方向からなる巻回形で且つ端部を有するように形成された第２コイル電極と、を備え、
前記第１コイル電極の端部と、前記第２コイル電極の端部とが、少なくとも部分的に対向するように形成されている、アンテナ。
【請求項２】
前記第１コイル電極の端部と前記第２コイル電極の端部の少なくとも一方が、前記コイル電極および前記第２コイル電極よりも電極幅の広い平板電極により形成されている、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記第１コイル電極の両端部と前記第２コイル電極の両端部とが、前記コイル電極および前記第２コイル電極よりも電極幅の広い平板電極により形成されており、
前記第１コイル電極の両端部と前記第２コイル電極の両端部とが共に対向するように形成されている、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第１コイル電極の端部と前記第２コイル電極の端部とが巻回形であり、
前記第１コイル電極の巻回形の端部と、前記第２コイル電極の巻回形の端部とが対向するように形成されている、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記巻回形の端部は、前記第１コイル電極および前記第２コイル電極で形成される領域の略中央に配置されている、請求項４に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記第１コイル電極に連接する形状で前記第１主面に形成された平面電極、もしくは、前記第２コイル電極に連接する形状で前記第２主面に形成された平面電極の少なくとも一方が、形成されている、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項７】
請求項１〜請求項３および請求項６のいずれかに記載のアンテナと、
前記第１コイル電極もしくは前記第２コイル電極に電気的接続するように、前記絶縁性基材に配置された無線通信用ＩＣと、を備えるアンテナモジュール。
【請求項８】
前記無線通信用ＩＣは、前記第１コイル電極もしくは前記第２コイル電極における巻回されて並列に列ぶ電極群の中央の電極に接続されている、請求項７に記載のアンテナモジュール。
【請求項９】
請求項１〜請求項３および請求項６のいずれかに記載のアンテナと、
無線通信用ＩＣおよび該無線通信用ＩＣに給電する給電回路基板を備える電磁結合モジュールと、を備え、
該電磁結合モジュールは、インダクタを備え、該インダクタが前記第１コイル電極もしくは前記第２コイル電極に電磁界結合するように前記絶縁性基材に配置されてなる、アンテナモジュール。
【請求項１０】
前記電磁結合モジュールは、前記第１コイル電極もしくは前記第２コイル電極の電極上に配置されている請求項９に記載のアンテナモジュール。
【請求項１１】
前記電磁結合モジュールは、前記第１コイル電極もしくは前記第２コイル電極における巻回されて並列に列ぶ電極群の中央の電極上に配置されている、請求項１０に記載のアンテナモジュール。
【請求項１２】
前記電磁結合モジュールは、前記第１コイル電極もしくは前記第２コイルにおける１本の電極にのみ電磁界結合するように配置されている、請求項１０または請求項１１に記載のアンテナモジュール。
【請求項１３】
請求項４または請求項５に記載のアンテナと、
無線通信用ＩＣおよび該無線通信用ＩＣに給電する給電回路基板を備える電磁結合モジュールと、を備え、
該電磁結合モジュールは、インダクタを備え、前記絶縁性基材における前記第１主面を平面視して前記巻回形の端部と略一致する位置に配置されてなる、アンテナモジュール。
【請求項１４】
請求項１〜請求項３および請求項６のいずれかに記載のアンテナと、
無線通信用ＩＣに対する通信データに応じた磁界を発生するベースアンテナと、を備え、
前記アンテナを前記ベースアンテナから所定間隔の位置に配置してなるアンテナモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＲＦＩＤ通信等の電磁界結合を利用した通信に用いるアンテナおよびアンテナモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、各種の非接触ＩＣを用いた近接型の通信システムが、各種分野で広く利用されている。このような通信システムでは、例えば無線通信用ＩＣを備える非接触ＩＣカードとカードリーダとで構成され、非接触ＩＣカードとカードリーダとを所定距離内に近づけることで通信が実行される。そして、通信を行うためにはアンテナが必要であり、このアンテナは、通信信号の周波数に基づいて共振周波数が設定されている。このようなアンテナは、特許文献１や特許文献２等に記載されており、基本的には平面的に巻回されたコイル電極と、該コイル電極のインダクタンスとともに共振周波数を設定するためのキャパシタンスを発生させる構造とを有する。【０００３】
例えば、特許文献１では、絶縁シートの表面側および裏面側にそれぞれ所定に巻回されたコイル電極を備える。そして、これらコイル電極を対向させて配置することで所望のキャパシタンスを発生させている。この際、コイル電極の幅を広くすることで、大きなキャパシタンスを得ている。【０００４】
また、特許文献１の従来例では、絶縁シートの表面側にコイル電極とキャパシタの一方の対向電極を形成し、裏面側にキャパシタの他方の対向電極を形成する構造が記載されている。この構造では、裏面側の対向電極と表面側の回路パターンとを接続するために、絶縁シートに機械的に導電性貫通孔を形成している。【０００５】
また、特許文献２では、絶縁シートの表面側にコイル電極を形成し、裏面側にコイル電極とキャパシタンスを発生させるための静電容量調整パターンを形成している。そして、静電容量調整パターンの形状（線路長）を調整することで、キャパシタンスを調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−８４４６３号公報
【特許文献２】特開平１０−３３４２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１の構造では、コイル電極の巻回数を少なくし、幅を広く形成しているため、キャパシタンスが大きくなる反面、インダクタンスが非常に小さくなってしまう。このため、アンテナで輻射可能な磁界が弱くなり、通信可能距離が短くなったり、所定の信号レベルが必要となるデータ通信には適さない。【０００８】
また、上述の特許文献１の従来技術の構造では、絶縁シートの機械的な打ち抜きを行って、物理的に表面側の電極パターンと裏面側の電極パターンとを導通させるため、製造工程が煩雑になる。【０００９】
また、上述の特許文献２の構造では、裏面側の静電容量調整パターンが、平面視すなわちアンテナ表面での磁界の方向に沿って見て、表面側のコイル電極と同じ巻回方向で形成されている。したがって、裏面側の静電容量調整パターンは、アンテナのインダクタンスに寄与せず、当該インダクタンスは、表面側のコイル電極のパターンのみに依存する。このため、輻射磁界を強くするためにインダクタンスを増加させるには、表面側のコイル電極の巻回数を増加させる等の大型化を招くような構造にしなければならない。【００１０】
このような各種の課題を鑑みて、本発明の目的は、所定の磁界強度が得られる簡素且つ小型のアンテナを実現することにある。さらに、当該アンテナを用いて通信特性に優れるアンテナモジュールを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明はアンテナに関するものであり、本発明のアンテナは、対向する第１主面および第２主面を備える絶縁性基材と、第１主面に巻回形で且つ端部を有するように形成された第１コイル電極と、第２主面に、該第２主面から第１主面方向に見て第１コイル電極と逆の巻回方向からなる巻回形で且つ端部を有するように形成された第２コイル電極と、を備える。そして、本発明のアンテナは、第１コイル電極の端部と第２コイル電極の端部とが、少なくとも部分的に対向するように形成されている。【００１２】
この構成では、絶縁性基材の対向する両主面に形成された第１コイル電極と第２コイル電極に対して、第１コイル電極の形成面を正面した状態の第１コイル電極の形状と、第２コイル電極の形成面を正面した状態の第２コイル電極の形状とが、逆向きに巻回された形状であり、端部が対向して交流的に結合している。この構成により、第１コイル電極の発生する磁界の向きと第２コイル電極の発生する磁界の向きとが一致する。これにより、これらの磁界同士が加算するように作用し、アンテナとしての磁界（主面に直交する方向を軸とする磁界）が強くなる。言い換えれば、第１コイル電極と第２コイル電極とが一定方向に連続的に巻回されるコイルであるかのように作用し、巻回数が多いコイルで磁界を発生させたように作用する。この際、形成工程としては単に絶縁性基材の対向する主面にコイル電極を形成すればよいので、簡素な構造且つ簡単な工程でアンテナが形成される。【００１３】
また、この発明のアンテナは、第１コイル電極の端部と第２コイル電極の端部の少なくとも一方が、第１コイル電極および第２コイル電極よりも電極幅の広い平板電極により形成されている。【００１４】
この構成では、対向する端部が広い平板電極であることにより、キャパシタンスをより大きな値まで設定することができる。これにより、設定可能なキャパシタンスの範囲が広くなり、アンテナの共振周波数の設定が容易になる。また、キャパシタンスを大きく取ることができるので、外的要因によるキャパシタンスの変化の影響を受け難いアンテナを形成することができる。また、端部の対向面積が広くなることにより、第１コイル電極と第２コイル電極との結合を強めることができる。【００１５】
また、この発明のアンテナは、第１コイル電極の両端部と第２コイル電極の両端部とが、コイル電極および前記第２コイル電極よりも電極幅の広い平板電極により形成されている。そして、第１コイル電極の両端部と第２コイル電極の両端部とが共に対向するように形成されている。【００１６】
この構成では、第１コイル電極および第２コイル電極の両端で、大きなキャパシタンスを発生することができる。これにより、設定可能なキャパシタンスの範囲がさらに広くなり、アンテナの共振周波数の設定がさらに容易になる。また、外的要因によるキャパシタンスの変化の影響をさらに受け難いアンテナを形成することができる。また、両端部の対向面積が広くなることにより、第１コイル電極と第２コイル電極との結合をさらに強めることができる。【００１７】
また、この発明のアンテナは、第１コイル電極の端部と第２コイル電極の端部とが巻回形である。そして、第１コイル電極の巻回形の端部と、第２コイル電極の巻回形の端部とが対向するように形成されている。【００１８】
この構成では、第１コイル電極と第２コイル電極で発生させる磁界とともに、これらのコイル電極の巻回形の端部に磁界の強い領域を形成することができる。【００１９】
また、この発明のアンテナの巻回形の端部は、第１コイル電極および第２コイル電極で形成される領域の略中央に配置されている。【００２０】
この構成では、第１コイル電極および第２コイル電極で発生する磁界の疎な領域に、各コイル電極の端部による磁界の強い領域を発生することができる。【００２１】
また、この発明のアンテナは、第１コイル電極に連接する形状で第１主面に形成された平面電極、もしくは、第２コイル電極に連接する形状で第２主面に形成された平面電極の少なくとも一方が、形成されている。【００２２】
この構成では、第１コイル電極および第２コイル電極によって生じる磁束が、平面電極により、さらに外方へ周回するように生じる。これにより、通信範囲を広くすることができる。【００２３】
また、この発明はアンテナモジュールに関するものである。このアンテナモジュールは、上述のいずれかに示したアンテナと、第１コイル電極もしくは第２コイル電極に電気的接続するように絶縁性基材に配置された無線通信用ＩＣと、を備える。【００２４】
この構成では、アンテナモジュールを、アンテナと無線通信用ＩＣとで構成する場合を示す。そして、上述のアンテナを用いることで、アンテナで発生する磁界を強くすることができ、アンテナモジュールとしての通信信号レベルを向上することができるとともに、通信距離を広げることができる。すなわち、アンテナモジュールとしての通信性能を向上させることができる。【００２５】
また、この発明のアンテナモジュールは、無線通信用ＩＣが、第１コイル電極もしくは第２コイル電極における巻回されて並列に列ぶ電極群の中央の電極に接続されている。【００２６】
この構成では、無線通信用ＩＣのより具体的な配置を示すものであり、並列に列ぶ電極群の中央の電極、すなわち連続する１本の線状のコイル電極における中央位置から最大電流量が得られるので、当該電極に接続することで、無線通信用ＩＣへの供給電流量を大きくすることができる。【００２７】
また、この発明のアンテナモジュールは、上述のいずれかに示したアンテナと、無線通信用ＩＣおよび該無線通信用ＩＣに給電する給電回路基板を備える電磁結合モジュールと、を備える。そして、電磁結合モジュールは、インダクタを備え、該インダクタが第１コイル電極もしくは第２コイル電極に電磁界結合するように電磁結合モジュールが絶縁性基材に配置される。【００２８】
この構成では、アンテナモジュールを、アンテナと電磁結合モジュールとから構成する場合を示す。そして、上述のアンテナを用いることで、アンテナで発生する磁界を強くすることができ、このアンテナに結合する電磁結合モジュールへの電力供給および通信信号レベルを向上させることができる。これにより、アンテナモジュールとしての通信信号レベルを向上することができるとともに、通信距離を広げることができる。すなわち、アンテナモジュールとしての通信性能を向上させることができる。【００２９】
また、この発明のアンテナモジュールは、電磁結合モジュールが、第１コイル電極もしくは第２コイル電極の電極上に配置されている。【００３０】
この構成では、電磁結合モジュールのより具体的な配置を示すものであり、電極上に電磁結合モジュールを配置することで、電極から離間させて電磁結合モジュールを配置するよりも、アンテナと電磁結合モジュールとの結合度を向上させることができる。これにより、アンテナモジュールとしての通信性能を向上させることができる。【００３１】
また、この発明のアンテナモジュールは、電磁結合モジュールが、第１コイル電極もしくは第２コイル電極における巻回されて並列に列ぶ電極群の中央の電極上に配置されている。【００３２】
この構成でも、電磁結合モジュールのより具体的な配置を示すものであり、並列に列ぶ電極群の中央の電極、すなわち連続する１本の線状のコイル電極における中央位置に電流最大点が存在することを利用し、当該電流最大点へ電磁結合モジュールを配置する。これにより、電磁結合モジュールに供給される磁界が強くなり、アンテナと電磁結合モジュールとの結合度をさらに向上させることができる。【００３３】
また、この発明のアンテナモジュールは、電磁結合モジュールが、第１コイル電極もしくは第２コイルにおける１本の電極にのみ電磁界結合するように配置されている。【００３４】
この構成では、電磁結合モジュールが１本の電極にのみ電磁界結合することで、複数の電極に電磁界結合する場合に生じる電極間の位相のズレに影響されない。これにより、アンテナと電磁結合モジュールとの結合度をさらに向上させることができる。【００３５】
また、この発明のアンテナモジュールは、上述の（４）または（５）に示したアンテナと、無線通信用ＩＣおよび該無線通信用ＩＣに給電する給電回路基板を備える電磁結合モジュールと、を備える。そして、電磁結合モジュールは、インダクタを備え、絶縁性基材における第１主面を平面視して巻回形の端部と略一致する位置に配置されている。【００３６】
この構成では、巻回形の端部により発生する強い磁界が電磁結合モジュールへ供給される。これにより、アンテナと電磁結合モジュールとの結合度を向上させることができる。【００３７】
この発明のアンテナモジュールは、上述の（１）〜（３）のいずれかに示したアンテナと、無線通信用ＩＣに対する通信データに応じた磁界を発生するベースアンテナと、を備える。そして、アンテナをベースアンテナから所定間隔の位置に配置する。【００３８】
この構成では、上述の構成のアンテナを共振用アンテナとして利用し、ベースアンテナより輻射される磁界を増幅させることができる。これにより、ベースアンテナのみの場合よりも、通信信号レベルを向上させることができるとともに、通信範囲を広くすることができる。
【発明の効果】
【００３９】
この発明によれば、従来よりも強い磁界を発生させる簡素且つ小型のアンテナを実現することができる。さらに、当該アンテナを用いて通信特性に優れるアンテナモジュールを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１の実施形態に係るアンテナ１の構造を示す図である。
【図２】図１に示すアンテナ１を側面から見て等価回路に模した図である。
【図３】第１の実施形態の他のアンテナ１Ａ〜１Ｃの構成を示す第１主面１２側から見た平面図である。
【図４】第２の実施形態のアンテナの１’の構成を示す第１主面１２側から見た平面図および等価回路に模した図である。
【図５】図４に示すアンテナ１’の第１主面１２側を見た平面図、および、第２主面１３を第１主面１２側から見た平面図である。
【図６】第３の実施形態のアンテナモジュール１００の構成を示す第１主面１２側から見た平面図、アンテナ１”と無線通信用ＩＣ８０との接続構造の例を示す図、および、側面から見た等価回路に模した図である。
【図７】第４の実施形態のアンテナモジュール１００’の外観斜視図、第１主面１２側から見た平面図、および側面から見た等価回路に模した図である。
【図８】図７に示すアンテナモジュール１００’で用いる電磁結合モジュール９０の構成を示す図である。
【図９】第４の実施形態の他のアンテナモジュール１００Ａの構成を示す第１主面１２側から見た平面図、および側面から見た等価回路に模した図である。
【図１０】第５の実施形態に係るアンテナモジュール１００Ｂの構成を示す外観斜視図および分解斜視図である。
【図１１】図１０に示したアンテナモジュール１００Ｂで用いる電磁結合モジュール９０’の構成を示す外観斜視図および分解積層図である。
【図１２】第６の実施形態に係るアンテナモジュール１００Ｃの構成を示す分解斜視図および側面図である。
【図１３】平面電極１４を備えるアンテナ１Ｄの構成を示す外観斜視図、および、その分解斜視図である。
【図１４】平面電極１４を備える別のアンテナ１Ｅの構成を示す外観斜視図、および、その分解斜視図である。
【図１５】平面電極１４Ａを備える別のアンテナ１Ｆの構成を示す外観斜視図、および、その分解斜視図である。
【図１６】電磁結合モジュールの他の配置例を示すアンテナモジュール１００Ｄの平面図である。
【図１７】他のアンテナ１Ｇの構成を示す第１主面１２側から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明の第１の実施形態に係るアンテナについて、図を参照して説明する。
図１は本実施形態のアンテナ１の構造を示す図であり、図１（Ａ）が外観斜視図、図１（Ｂ）が分解斜視図、図１（Ｃ）がアンテナ１の第１主面１２側から見た平面図である。また、図２は、図１に示すアンテナ１を側面から見て等価回路に模した図である。
【００４２】
アンテナ１は、樹脂等の絶縁性材料からなる平板で薄膜のフレキシブルシート１０を有する。フレキシブルシート１０の第１主面１２には第１コイル電極２１が形成されており、第１主面１２に対向する第２主面１３には第２コイル電極３１が形成されている。第１コイル電極２１および第２コイル電極３１は、巻回形に形成された金属薄膜等からなる線状電極であり、フレキシブルシート１０へ接着剤等により貼り付けられている。
【００４３】
第１コイル電極２１は、最外周に一方端部２２Ａを有し、最内周に他方端部２２Ｂを有する。第１コイル電極２１は、第１主面１２側からフレキシブルシート１０を見て、最外周の一方端部２２Ａから時計回りで順次内周側へ巻くように最内周の他方端部２２Ｂまで連続的に線状電極が形成された構造を有する。なお、第１コイル電極２１の巻回数および第１コイル電極２１の平面的中心位置から電極群までの長さは、第１コイル電極２１で実現するインダクタンスＬ２１（図２参照）に基づいて設定される。
【００４４】
第２コイル電極３１は、最外周に一方端部３２Ａを有し、最内周に他方端部３２Ｂを有する。第２コイル電極３１は、第２主面１３側からフレキシブルシート１０を見て、最内周の他方端部３２Ｂから反時計回りで順次外周側へ巻くように最外周の一方端部３２Ａまで連続的に線状電極が形成された構造を有する。すなわち、第２コイル電極３１は、第１コイル電極２１に対して逆の巻回方向で巻く形状となっている。そして、このように構成することで、同じ方向、例えば第１主面１２から第２主面１３を見て、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１とが連続的に同一方向に巻回する形状となる。
【００４５】
この際、第２コイル電極３１は、図１（Ｃ）に示すように、必ずしも第１コイル電極２１と全長に亘って対向するように形成しなくてもよい。なお、第２コイル電極３１の巻回数および第２コイル電極３１の平面的中心位置から電極群までの長さは、第２コイル電極３１で実現するインダクタンスＬ３１（図２参照）に基づいて設定される。
【００４６】
第１コイル電極２１の一方端部２２Ａおよび他方端部２２Ｂは、第１コイル電極２１の線状電極の幅とは異なる所定長さを一辺とする略正方形に形成された電極であり、図１の例であれば線状電極の幅よりも長い長さを一辺とする正方形に形成された電極からなる。
【００４７】
第２コイル電極３１の一方端部３２Ａおよび他方端部３２Ｂは、第２コイル電極３１の線状電極の幅とは異なる所定長さを一辺とする略正方形に形成された電極であり、図１の例であれば線状電極の幅よりも長い長さを一辺とする正方形に形成された電極からなる。
【００４８】
第１コイル電極２１の一方端部２２Ａと第２コイル電極３１の一方端部３２Ａは、フレキシブルシート１０を介して対向するように形成されている。これにより、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１とが交流的に接続されるとともに、一方端部２２Ａ、３２Ａの対向面積、フレキシブルシート１０の厚みおよび誘電率に応じたキャパシタンスＣ２３Ａ（図２参照）を得ることができる。
【００４９】
さらに、第１コイル電極２１の他方端部２２Ｂと第２コイル電極３１の他方端部３２Ｂも、フレキシブルシート１０を介して対向するように形成されている。これにより、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１とがここでも交流的に接続されるとともに、他方端部２２Ｂ、３２Ｂの対向面積、フレキシブルシート１０の厚みおよび誘電率に応じたキャパシタンスＣ２３Ｂ（図２参照）を得ることができる。
【００５０】
このような構造により、図２に示すように、インダクタンスＬ２１のインダクタとインダクタンスＬ３１のインダクタの両端にそれぞれキャパシタンスＣ２３Ａのキャパシタと、キャパシタンスＣ２３Ｂのキャパシタとが接続された共振回路を形成することができる。そして、この共振回路の共振周波数を、通信信号の周波数に応じて設定することで、電磁界結合を利用した共振型のアンテナを構成することができる。
【００５１】
さらに、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１とを、異なる方向から見て逆に巻回するように形成することで、同じ方向から見て同一方向に巻回する。そして、端部を結合させることで、第１コイル電極１２と第２コイル電極１３との電流方向を一致させ、第１コイル電極２１の発生する磁界の向きと第２コイル電極３１の発生する磁界の向きとが一致する。これにより、これらの磁界同士が加算するように作用し、アンテナとしての磁界（主面に直交する方向を軸とする磁界）が強くなる。言い換えれば、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１とが、巻回方向が途中変化しない連続的な、より巻数の多い１本のコイルとして機能する。ここで、環状コイルのインダクタはコイルの巻数の二乗に比例するので、巻数が増加すれば、その分、発生する磁界が強くなる。
【００５２】
この結果、従来例に示したような、実質的に絶縁シートの一面のみに環状のコイル電極を形成した構成よりも、大幅に強い磁界を発生することができ、電磁界結合を利用したアンテナとしての性能を向上することができる。
【００５３】
この際、フレキシブルシート１０に孔空け等の機械的な導通加工を行わずとも、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１との端部を対向させて形成するだけで、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１とを交流的に接続することができるので、簡素な工程で且つ簡素な構造で共振型のアンテナを形成することができる。
【００５４】
そして、このような簡素な構造且つ簡素な工程で製造できることで、上述のようなフレキシブルシートに薄膜電極を貼り合わせる構造に限らず、例えば絶縁性基材として紙を用い、紙面に導電ペーストにより電極形成することでアンテナ１を形成することもできる。これにより、取り扱いが容易で、耐熱性に優れた特性の優れる小型のアンテナを容易に形成することができる。この結果、従来使用できなかった高温の熱履歴が与えられるような製品等にも利用することができる。さらに、リサイクルやリユースが容易に可能になる。
【００５５】
また、さらに、フレキシブルシート１０の両主面に第１コイル電極２１と第２コイル電極３１を形成するだけの構造であるので、特性および性能を維持しながら、アンテナを大型化させることなく、小型および薄型に形成することができる。
【００５６】
また、一方端部２２Ａ，３２Ａ、他方端部２２Ｂ，３２Ｂの対向面積が広いことで、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１との結合を強めることができる。
【００５７】
また、上述のような第１コイル電極２１および第２コイル電極３１の両端で、比較的大きな容量のキャパシタンスを形成することで、外的要因によるキャパシタンスの変動を抑制することができる。例えば、従来の一面にコイル電極が形成されただけの構造では、当該コイル電極に人の指が近接するだけで、並列する電極間でキャパシタンスが発生して、共振周波数が変化してしまう。しかし、本実施形態のように比較的大きな容量のキャパシタンスを形成しておくことで、このような人の指に起因するキャパシタンス変化によるアンテナとしてのキャパシタンス変化に影響を与えない。
【００５８】
これにより、共振周波数の変動を抑制することができる。この結果、アンテナとして共振周波数を、所望とする通信信号の周波数の極近傍周波数、望ましくは高周波数側の極近傍周波数に設定することができ、通信環境の変化に影響されることなく、常に通信信号の周波数と共振周波数とを略同じにし、確実な通信を実現することができる。
【００５９】
また、本実施形態の構成では、主としてインダクタンスで共振周波数を設定している。このような構成とすることで、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１との間が厚くても、共振器を実現することができる。具体的には、上述のように厚紙を用いることができる。そして、厚紙を用いる場合には、３０μｍ以上の厚紙を用いれば、共振周波数の変動を抑制できるとともに、第１コイル電極２１や第２コイル電極３１を堅固に支持することができる。なお、従来技術のような構成で、キャパシタンスにより共振周波数を調整する構成では、厚みの薄い基板の両面に共振周波数に合わせた所定面積の電極を形成する必要がある。しかしながら、基板の厚みを均一にすることが難しい。これにより、所望とする共振周波数を実現することができない。一方で、本実施形態の構成を用いることで、このような問題を解決できる。
【００６０】
また、本実施形態の構成のように、主としてインダクタンスで共振周波数を設定する構成を用いることで、両面に形成されたコイル電極同士の対向面積が共振周波数に大きな影響を与えない。これにより、第１コイル電極２１および第２コイル電極３１の全長に亘り、これらコイル電極が対向するように配置することができる。したがって、対向しない電極による浮遊容量の発生を抑圧でき、共振周波数の変動を少なくすることもできる。しかしながら、従来技術のようなキャパシタンスによる共振周波数の調整を行う構成では、対向面積が重要になり、所望とする対向面積によって、コイル電極同士が対向しない箇所が生じる。これにより、浮遊容量が発生し、共振周波数の変動を起こすこともある。一方で、本実施形態の構成を用いることで、このような問題を解決できる。
【００６１】
なお、上述の実施形態では、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１とが略全長に亘り完全には対向せず、一方端部２２Ａ，３２Ａ同士および他方端部２２Ｂ，３２Ｂ同士のみが対向する構造例を示したが、図３に示すような各種の構造であってもよい。図３は、本実施形態の他のアンテナ１Ａ〜１Ｃの構成を示す第１主面１２側から見た平面図である。
【００６２】
図３（Ａ）に示すアンテナ１Ａでは、図１の構造に対して、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１とが部分的に一致している。さらに、一方端部２２Ａ，３２Ａが第１コイル電極２１と第２コイル電極３１の電極幅よりも長い一辺の正方形からなり、対向している。また、他方端部２２Ｂ’，３２Ｂ’は、対向しているが、一方端部２２Ａ，３２Ａのような正方形ではなく、単に第１コイル電極２１と第２コイル電極３１の終端部となっている。
【００６３】
図３（Ｂ）に示すアンテナ１Ｂでは、図１の構造に対して、一方端部２２Ａ，３２Ａが全面積で対向せず、部分的に対向し、他方端部２２Ｂ，３２Ｂも全面積で対向せず、部分的に対向する。
【００６４】
図３（Ｃ）に示すアンテナ１Ｃは、図３（Ａ）に示す構造に対して、さらに、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１とが対向する範囲が増加し、一方端部２２Ａ’，３２Ａ’も単なる第１コイル電極２１と第２コイル電極３１の終端部となっている。さらに、図３（Ｃ）のように第１コイル電極２１と第２コイル電極３１との対向面積が大きい場合には、一方端部もしくは他方端部のいずれかが対向しないようにすることもできる。
【００６５】
これらの構造であっても、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１とが、異なる方向から見て逆に巻回することで、同じ方向から見て巻回方向が同じになり、少なくとも一方の端部が対向しており、所望とする共振周波数が設定できる構造とすれば、上述のような作用効果を得ることができる。そして、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）の構造を用いれば、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１とが略全長に亘って対向し、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１との間で略全長に亘ってキャパシタンスをするので、各コイル電極の並列する電極間でキャパシタンスが発生して共振周波数が変化してしまうことを、より抑制することができる。なお、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）の構造も本実施形態の構成を実現する数例であり、これらを組み合わせた構造でも上述の作用効果を得ることができる。
【００６６】
また、上述の図１に示した構成では、第１コイル電極２１の一方端部２２Ａおよび他方端部２２Ｂ、第２コイル電極３１の一方端部３２Ａおよび他方端部３２Ｂの形状は、正方形であったが、所望の対向面積（所望のキャパシタンス）が得られる面積を有すれば、正方形に限るものではなく、適宜設定することができる。
【００６７】
次に、第２の実施形態に係るアンテナについて図を参照して説明する。
図４（Ａ）は本実施形態のアンテナ１’の構成を示す第１主面１２側から見た平面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示すアンテナ１’を側面から見て等価回路に模した図である。また、図５（Ａ）は、図４に示すアンテナ１’の第１主面１２側を見た平面図であり、図５（Ｂ）は、図４に示すアンテナ１’の第２主面１３を第１主面１２側から見た平面図である。
【００６８】
アンテナ１’は、第１の実施形態のアンテナ１と同様に、フレキシブルシート１０を有する。フレキシブルシート１０の第１主面１２には第３コイル電極４１が形成されており、第１主面１２に対向する第２主面１３には第４コイル電極５１が形成されている。
【００６９】
第３コイル電極４１および第４コイル電極５１は、巻回形に形成された金属薄膜等からなる線状電極であり、フレキシブルシート１０に接着剤等により貼り付けられている。
【００７０】
第３コイル電極４１は、図５（Ａ）に示すように、最内周に巻回形状に形成された一方端部４２Ａを有し、最外周に他方端部４２Ｂを有する。また、第３コイル電極４１は、第１主面１２側からフレキシブルシート１０を見て、最内周の一方端部４２Ａから時計回りで順次外周側へ巻くように最外周の他方端部４２Ｂまで連続的に線状電極が形成された構造を有する。なお、第３コイル電極４１の巻回数および第３コイル電極４１の平面的中心位置から電極群までの長さは、第３コイル電極４１で実現するインダクタンスＬ４１（図４（Ｂ）参照）に基づいて設定される。
【００７１】
第４コイル電極５１は、図５（Ｂ）に示すように、最内周に一方端部５２Ａを有し、最外周に他方端部５２Ｂを有する。また、第４コイル電極５１は、第２主面１３側からフレキシブルシート１０を見て、最外周の他方端部５２Ｂから反時計回りで順次内周側へ巻くように最内周の一方端部５２Ａまで連続的に線状電極が形成された構造を有する。すなわち、第３コイル電極４１は、第４コイル電極５１に対して逆の巻回方向で巻く形状となっている。そして、このように構成することで、同じ方向、例えば第１主面１２から第２主面１３を見て、第３コイル電極４１と第４コイル電極５１とが連続的に同一方向に巻回する。この際、第４コイル電極５１は、図４（Ａ）に示すように、第３コイル電極４１と略全長に亘って対向するように形成されている。このような対向構造により、第３コイル電極４１と第４コイル電極５１との間のキャパシタンスを得ることができる。また、第４コイル電極５１の巻回数および第４コイル電極５１の平面的中心位置から電極群までの長さは、第４コイル電極５１で実現するインダクタンスＬ５１（図４（Ｂ）参照）に基づいて設定される。
【００７２】
第３コイル電極４１の一方端部４２Ａは、第３コイル電極４１の形成領域の略中央に所定の巻回数で巻くように形成された線状電極により形成されている。同様に、第４コイル電極５１の一方端部５２Ａは、第４コイル電極５１の形成領域の略中央に所定の巻回数で巻くように形成された線状電極により形成されている。第３コイル電極４１の一方端部４２Ａと第４コイル電極５１の一方端部５２Ａとは、略全長に亘り電極が対向するとともに、それぞれの終端部が対向するように形成されている。
【００７３】
このような構成とすることで、第３コイル電極４１と第４コイル電極５１とは、第１の実施形態の第１コイル電極２１と第２コイル電極３１のように、互いの磁界を強めるように作用し、アンテナ１’として強い磁界を発生させることができる。さらに、各一方端部４２Ａ，５２Ａが巻回形状であるので、当該一方端部４２Ａ，５２Ａの形成領域からも強い磁界を発生させることができる。そして、一方端部４２Ａ，５２Ａを第３コイル電極４１と第４コイル電極５１の形成領域の略中央に配置することで、第３コイル電極４１と第４コイル電極５１による磁界が疎の領域にも強い磁界を発生させることできる。これにより、従来よりも特性に優れるアンテナを形成することができる。
【００７４】
なお、図４、図５に示した本実施形態のアンテナ１’では、他方端部４２Ｂ、５２Ｂが対向していない例を示したが、電力供給を目的とするものであれば特に問題ない。また、データ通信用であって共振周波数を利用するものであれば、第３コイル電極４１と第４コイル電極５１との対向面積や、一方端部４２Ａ，５２Ａ同士の対向面積で所望とするキャパシタンスが得られれば、他方端部４２Ｂ，５２Ｂは特に対向させる必要はない。逆に、第３コイル電極４１と第４コイル電極５１との対向面積を少なくした場合等では、必要なキャパシタンスを得るように、第１の実施形態と同様に、他方端部４２Ｂ、５２Ｂとを所定面積で対向させるようにしてもよい。
【００７５】
次に、第３の実施形態に係るアンテナモジュールについて図を参照して説明する。
図６（Ａ）は本実施形態のアンテナモジュール１００の構成を示す第１主面１２側から見た平面図であり、図６（Ｂ）は、アンテナ１”と無線通信用ＩＣ８０との接続構造の例を示す図であり、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）に示すアンテナモジュール１００の側面から見た等価回路に模した図である。
【００７６】
アンテナモジュール１００は、アンテナ１”と無線通信用ＩＣ８０とを備える。アンテナ１”は、第１の実施形態に示したアンテナ１と巻回数が異なり、略全長に亘り第１コイル電極２１と第２コイル電極３１とが対向する構造であり、他の基本的構成は同じである。
【００７７】
無線通信用ＩＣ８０は、無線通信を実行するための半導体回路が形成されたパッケージ素子であり、所定面（図６（Ｂ）では素子の下面側）に実装電極が形成されている。アンテナ１”の第１コイル電極２１には、図６（Ｂ）に示すように、無線通信用ＩＣ８０を実装する位置に切り欠き２１０が形成されている。そして、この切り欠き２１０の両端の第１コイル電極２１に対して無線通信用ＩＣ８０の実装電極が半田等の導電性材料８００により実装される。これにより、アンテナ１”と無線通信用ＩＣ８０とが電気的に接続し、アンテナ１”の第１コイル電極２１のインダクタンスＬ２１、第２コイル電極３１のインダクタンスＬ３１、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１の両端に生じるキャパシタンスＣ２３Ａ，Ｃ２３Ｂおよび無線通信用ＩＣ８０の内部キャパシタンスＣ８０による共振回路が形成される。この結果、無線通信用ＩＣ８０は、アンテナ１”を介して電磁界結合を利用した共振型の通信を実現することができる。
【００７８】
この際、無線通信用ＩＣ８０を、第１コイル電極２１の並列に巻回する電極群の中央の電極、すなわち、第１コイル電極２１を１本の連続な線状電極とした中央位置の電極に接続する。このような構成とすることで、当該接続位置が第１コイル電極２１の電流最大点となるので、無線通信用ＩＣ８０との通信を高効率に行うことができる。
【００７９】
そして、このようなアンテナモジュール１００に対して上述のようなアンテナ１”を用いることで、通信特性に優れるアンテナモジュール１００を簡素な構造且つ小型に形成することができる。
【００８０】
なお、本実施形態では、無線通信用ＩＣ８０と第１コイル電極１２とを直接接続する例を示したが、静電誘導を利用して、電気的に結合させる構造を用いてもよい。
【００８１】
次に、第４の実施形態に係るアンテナモジュールについて図を参照して説明する。
図７（Ａ）は本実施形態のアンテナモジュール１００’の外観斜視図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）に示すアンテナモジュール１００’を第１主面１２側から見た平面図であり、図７（Ｃ）は、図７（Ａ）に示すアンテナモジュール１００’を側面から見た等価回路に模した図である。
また、図８は、本実施形態のアンテナモジュール１００’で用いる電磁結合モジュール９０の構成を示す図であり、図８（Ａ）は外観斜視図を示し、図８（Ｂ）は分解積層図を示す。
【００８２】
アンテナモジュール１００’は、アンテナ１”と電磁結合モジュール９０とを備える。アンテナ１”は、第１の実施形態に示したアンテナ１と巻回数が異なり、略全長に亘り第１コイル電極２１と第２コイル電極３１とが対向する構造であるものであり、他の基本的構成は同じである。
【００８３】
電磁結合モジュール９０は、図８に示すように給電基板９１と、当該給電基板９１上に実装された無線通信用ＩＣ８０とからなる。給電基板９１は、表面に電極パターンが形成された誘電体層を積層してなる積層回路基板により形成される。例えば図８（Ｂ）に示すように８層の誘電体層９１１〜９１８が積層された構造からなる。最上層の誘電体層９１１には、無線通信用ＩＣ８０の実装用ランド９４１Ａ，９４１Ｂが形成されており、当該実装用ランド９４１Ａ，９４１Ｂには、それぞれ表面電極パターン９５１Ａ，９５１Ｂが形成されている。第２層から第８層の誘電体層９２２〜９２８には、それぞれ第１のＣ環状パターン電極９２２〜９２８、および第２のＣ環状パターン電極９３２〜９３８が形成されている。
【００８４】
第１のＣ環状パターン電極９２２〜９２８は、ビアホールにより電気的に接続され、積層方向を軸方向とする第１のコイルを形成する。この第１のコイルの両端は、ビアホールにより最上層の誘電体層９１１に設けられた実装用ランド９４１Ａ，９４１Ｂのそれぞれに接続される。また、第２のＣ環状パターン電極９３２〜９３８は、ビアホールにより電気的に接続され、積層方向を軸方向とする第２のコイルを形成する。この第２のコイルの両端は、ビアホールにより最上層の誘電体層９１１に設けられた表面電極パターン９５１Ａ，９５１Ｂの端部のそれぞれに接続される。
【００８５】
このように、電磁結合モジュール９０は給電基板９１内に２個のコイルを有し、当該２個のコイルにより外部回路と電磁界結合して、無線通信用ＩＣ８０に電力供給を行うとともに、無線通信用ＩＣ８０による外部回路との無線通信を実現している。
【００８６】
このような電磁結合モジュール９０は、図７に示すように、アンテナ１”の第１コイル電極２１上に配置され、絶縁性の接着剤等により固定される。これにより、電磁結合モジュール９０とアンテナ１”とが電磁界結合するアンテナモジュール１００’を形成することができる。
【００８７】
この際、アンテナ１”と電磁結合モジュール９０とが結合し、アンテナ１”の第１コイル電極２１のインダクタンスＬ２１、第２コイル電極３１のインダクタンスＬ３１、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１の両端に生じるキャパシタンスＣ２３Ａ，Ｃ２３Ｂおよび電磁結合モジュール９０の内部キャパシタンスＣ９０による図７（Ｃ）に示すような共振回路が形成されることで、電磁結合モジュール９０の無線通信用ＩＣ８０は、アンテナ１”を介して電磁界結合を利用した共振型の通信を実現することができる。
【００８８】
そして、このようなアンテナモジュール１００’に対して上述のようなアンテナ１”を用いることで、通信性能に優れるアンテナモジュール１００’を簡素な構造且つ小型に形成することができる。
【００８９】
この際、電磁結合モジュール９０の直下の第１コイル電極２１の延びる方向（幅方向に直交する方向）に、電磁結合モジュール９０の長手方向すなわち２個のコイルが列ぶ方向が一致するように、電磁結合モジュール９０を設置する。このような設置方向とすることで、２個のコイルで効率良く電磁界結合することができるので、より通信性能に優れるアンテナモジュール１００’を構成することができる。
【００９０】
さらに、図７に示すように、電磁結合モジュール９０を第１コイル電極２１上に設置することで、第１コイル電極２１から離間した位置に設置する場合よりも、電磁結合モジュール９０と第１コイル電極２１との結合度が高くなり、さらに通信性能に優れるアンテナモジュール１００’を構成することができる。
【００９１】
また、さらに、図７に示すように、電磁結合モジュール９０を、第１コイル電極２１を形成する巻回された電極群の中央の電極上に設置する。この位置は、第１コイル電極２１を１本の連続な線状電極と見なした場合の中央位置になるので、第１コイル電極２１の電流最大点となる。したがって、電磁結合モジュール９０と第１コイル電極２１との結合度をより一層高くすることができる。これにより、より一層、通信性能に優れるアンテナモジュール１００’を構成することができる。
【００９２】
また、さらに、電磁結合モジュール９０を、第１コイル電極２１を形成する巻回された電極群の１本の電極にのみ結合するように配置することで、複数の電極に結合する際に生じる位相のズレによる損失を抑制することができる。このような構成によっても、通信性能に優れるアンテナモジュール１００’を構成することができる。
【００９３】
なお、本実施形態では、上述のように、第１コイル電極２１上に電磁結合モジュール９０を配置する例を示したが、図９に示すように、第１コイル電極２１に電磁結合モジュール９０を近接させて電磁界結合させるようにしてもよい。
【００９４】
図９（Ａ）は本実施形態のアンテナモジュール１００Ａの構成を示す第１主面１２側から見た平面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示すアンテナモジュール１００Ａの側面から見た等価回路に模した図である。
このように第１コイル電極２１に近接させて電磁結合モジュール９０を配置する場合、アンテナ１Ａ’の第１コイル電極２１に対して曲折部２００を設け、当該曲折部２００により形成された領域に電磁結合モジュール９０を配置する。この際、電磁結合モジュール９０の長手方向と、配置される位置での第１コイル電極の幅方向とが直交するように配置することで、効率良く電磁界結合させることができる。このような構成であっても、アンテナ１Ａ’の第１コイル電極２１のインダクタンスＬ２１、第２コイル電極３１のインダクタンスＬ３１、第１コイル電極２１と第２コイル電極３１の両端に生じるキャパシタンスＣ２３Ａ，Ｃ２３Ｂおよび電磁結合モジュール９０のインダクタと第１コイル電極２１との相互インダクタンスによる図９（Ｂ）に示すような共振回路が形成され、電磁結合モジュール９０の無線通信用ＩＣ８０は、アンテナ１Ａ’を介して電磁界結合を利用した共振型の通信を実現することができる。
【００９５】
次に、第５実施形態に係るアンテナモジュールについて、図を参照して説明する。
図１０（Ａ）は本実施形態のアンテナモジュール１００Ｂの構成を示す外観斜視図、図１０（Ｂ）は分解斜視図である。また、図１１（Ａ）は本実施形態で用いる電磁結合モジュール９０の構成を示す外観斜視図であり、図１１（Ｂ）は分解積層図である。
【００９６】
アンテナモジュール１００Ｂは、アンテナ１’と電磁結合モジュール９０’とを備える。アンテナ１’は、第２の実施形態に示したアンテナである。
【００９７】
電磁結合モジュール９０’は、図１１に示すように誘電体層９１１’〜９１４’が積層された積層回路基板内に無線通信用ＩＣ８０が設置された構造からなる。誘電体層９１１’〜９１４’には、それぞれ巻回された電極群からなる給電コイル電極９２１’〜９２４’が形成されている。給電コイル電極９２１’〜９２４’は、ビアホールにより電気的に接続され、給電コイルを形成する。この給電コイルの両端は、ビアホールにより誘電体層９１２’に形成された実装用ランド９３２’，９４２’のそれぞれに接続される。そして、無線通信用ＩＣ８０は、実装用ランド９３２’，９４２’に実装された状態で、積層回路基板内にパッケージされている。
【００９８】
このような形状の電磁結合モジュール９０’は、アンテナ１’の一方端部４２Ａ，５２Ａの上に配置され、接着剤等により固定される。この構成により、アンテナ１’の巻回形状の一方端部４２Ａ，５２Ａと電磁結合モジュール９０’の給電コイル電極９２１’〜９２４’による給電コイルとが電磁界結合して、アンテナモジュール１００Ｂとして機能する。
【００９９】
そして、電磁結合モジュール９０’を、アンテナ１’の巻回形状の一方端部４２Ａ，５２Ａ上に配置することで、当該一方端部４２Ａ，５２Ａにより強められた磁界で、アンテナ１’と電磁結合モジュール９０’とが電磁界結合するので、高い結合度が実現される。これにより、通信性能の優れるアンテナモジュールを形成することができる。
【０１００】
なお、第４、第５の実施形態のアンテナモジュールでは、電磁結合モジュールの共振周波数とアンテナの共振周波数とを所定周波数だけ離間することで、通信帯域を広げることができる。具体的には、電磁結合モジュールの共振周波数を通信信号の周波数と同じ１３．５ＭＨｚとし、アンテナの共振周波数を１３．５ＭＨｚよりも所定周波数（例えば１ＭＨｚ程度）高く設定する。これにより、電磁結合モジュールの共振周波数とアンテナの共振周波数とで反射特性に二つの谷を形成し、これらの谷間および周辺帯域で低反射帯域となる反射特性を形成でき、通過帯域を広げることができる。
【０１０１】
また、電磁結合モジュールとアンテナとの結合度を、０．５以下にすることで、電磁結合モジュールの共振点とアンテナの共振点をずらすことができ、全体として広帯域にすることができる。
【０１０２】
そして、上述の電磁結合モジュールは極小さなものであり、外的要因では殆ど共振周波数が変化せず、アンテナも上述のように外的要因では殆ど共振周波数が変化しないので、これらからなるアンテナモジュールの反射特性も殆ど変化することがない。したがって、単に低損失での通信が可能なだけでなく、外的影響を受けにくいアンテナモジュールを形成することができる。
【０１０３】
次に、第６実施形態に係るアンテナモジュールについて、図を参照して説明する。
図１２（Ａ）は本実施形態のアンテナモジュール１００Ｃの構成を示す分解斜視図であり、図１２（Ｂ）は側面図である。
【０１０４】
本実施形態のアンテナモジュール１００Ｃは、上述の各実施形態のアンテナモジュールと異なり、アンテナ１を直接輻射用に利用するのではなく、別のベースアンテナから輻射された磁界を増幅するために利用する。
【０１０５】
アンテナモジュール１００Ｃは、通信信号による磁界輻射を行うベースアンテナ７３を備える。ベースアンテナ７３は、フレキシブルシート７０と該フレキシブルシート７０の一方主面に形成されたベースコイル電極７１とからなる。ベースアンテナ７３におけるフレキシブルシート７０のベースコイル電極７１と反対側の面には、磁性体シート７２が配設されている。ベースアンテナ７３は、この磁性体シート７２を介して、当該アンテナモジュール１００Ｃが実装される電子機器のベース回路基板７４に実装されている。
【０１０６】
共振用アンテナ１Ｒは、上述の第１の実施形態に示したアンテナ１と同じ構造からなり、ベースアンテナ７３のベースコイル電極７１側の面から所定距離離間した位置に配設されている。この共振用アンテナ１Ｒは、例えば、図１２に示すように電子機器の筐体７５の内面に装着する等により固定される。
【０１０７】
このような構成として、共振用アンテナ１Ｒの共振周波数を、第１の実施形態に示したように、通信信号の通信周波数に応じて設定し、ベースアンテナ７３から通信信号に基づく磁界を輻射する。このような輻射が行われると、輻射された磁界が共振用アンテナ１Ｒにより増幅され、ベースアンテナ７３のみでは到達しない、筐体７５外部の所定距離の領域まで達する。これにより、ベースアンテナ７３のみからなる構造に対して、通信距離および通信範囲を広くすることができ、通信性能を向上させることができる。
【０１０８】
また、このような構成のアンテナモジュールであっても、上述のように、ベースアンテナ７３の共振周波数と共振用アンテナ１Ｒの共振周波数を適宜設定することで、低損失に通信可能な帯域が広く、外的影響を受けにくいアンテナモジュールを形成することができる。
【０１０９】
なお、上述の実施形態で示した各アンテナは、線状電極からなるコイル電極を備えるものであったが、図１３〜図１５に示すように、さらに平面電極１４を備えてもよい。図１３（Ａ）は平面電極１４を備えるアンテナ１Ｄの構成を示す外観斜視図であり、図１３（Ｂ）はその分解斜視図である。また、図１４（Ａ）は、図１３と異なる構造からなる、平面電極１４を備えるアンテナ１Ｅの構成を示す外観斜視図であり、図１４（Ｂ）はその分解斜視図である。また、図１５（Ａ）は、図１３や図１４と異なる構造からなる平面電極１４Ａを備えるアンテナ１Ｆの構成を示す外観斜視図であり、図１４（Ｂ）はその平面図である。
【０１１０】
図１３に示すように、アンテナ１Ｄでは、フレキシブルシート１０Ｄの第１主面１２側に平面電極１４が形成されている。平面電極１４は、第１コイル電極２１の最外周に連接する形状で形成されている。平面電極１４は、二個形成されており、第１主面１２上におおいて、これら二個の平面電極１４の間に第１コイル電極２１が配置されている。このような構成とすることで、第１コイル電極２１および第２コイル電極３１による磁束が、平板電極１４により、外方に大きく周回するように生じる。これにより、通信距離および通信範囲を広くすることができる。そして、このような構造は、単にフレキシブルシート１０Ｄの面積を大きくし、平面電極１４を形成するだけで済み、簡素かつ形成容易な構造で、通信性能を向上させることができる。
【０１１１】
図１４に示すアンテナ１Ｅは、二つの平面電極１４の一方をフレキシブルシート１０の第１主面１２（第１コイル電極２１側の面）上に形成し、他方を第２主面１３（第２コイル電極３１側の面）上に形成するものである。この際、第１主面１２上の平面電極１４と、第２主面１３上の平面電極１４とは、第１コイル電極２１および第２コイル電極３１の形成領域を挟んで、対向するように形成されている。このような構成であっても、図１３のアンテナ１Ｄと同様に、通信性能を向上させることができる。
【０１１２】
図１５に示すアンテナ１Ｆは、フレキシブルシート１０の第１主面１２上にのみ、平面電極１４を形成している。このような構成であっても、通信性能を向上させることができる。なお、当然に第２主面１３上のみに平面電極１４を形成してもよい。さらに、図１５に示すアンテナ１Ｆでは、平面電極１４に、電極が欠落した切り欠き部１５が設けられている。この際、切り欠き部１５は、平面電極１４の一辺から中心に向かって延びるように設けられている。このような構成とすることで、平面電極１４に渦電流が発生することを防止できる。これにより、通信特性の良いアンテナを実現できる。
【０１１３】
なお、これらの平面電極１４，１４Ａは、第１コイル電極２１や第２コイル電極３１との間に若干の隙間をもって連接していてもよい。
【０１１４】
また、上述の説明では、電磁結合モジュールを、第１コイル電極上や、第１コイル電極に近接させる構成を示したが、図１６に示すような、第１コイル電極のループ内の所定位置に配置する構成を用いてもよい。図１６は、電磁結合モジュールの他の配置例を示すアンテナモジュール１００Ｄの平面図である。図１６に示すように、このアンテナモジュール１００Ｄは、上述のアンテナ１”と電磁結合モジュール９０とを備える。電磁結合モジュール９０は、第１コイル電極２１のループの内側領域で、且つ、第１コイル電極２１が屈曲する角部に近接して配置されている。この際、電磁結合モジュール９０の長手方向および短手方向とが、それぞれに近接する第１コイル電極２１の角部近傍における長さ方向にそれぞれ平行になるように、配置されている。このような構造とすることで、電磁結合モジュール０の給電基板の給電コイル電極の磁束の向きと、第１コイル電極２１の磁束の向きとが一致する。これにより、電磁結合モジュール９０とアンテナ１”との結合を高くすることができる。
【０１１５】
また、上述の実施形態で示した電磁結合モジュールでは、給電基板表面に実装された無線通信用ＩＣを実装する構成を示したが、無線通信用ＩＣを給電基板に内蔵する構成であってもよい。
【０１１６】
また、上述の各実施形態では、平面視した外形が略正方形となるように巻回した形状で、コイル電極を形成したが、図１７に示すように、長方形となるように巻回した形状であってもよい。図１７は、他のアンテナ１Ｇの構成を示す第１主面１２側から見た平面図である。なお、図１７では、第１主面１２側のみを図示しているが、第２主面１３側は上述の各実施形態と同様に、第１主面１２に形成された第１コイル電極２１’に対応するように形成されている。
【０１１７】
図１７に示すアンテナ１Ｇは、フレキシブルシート１０Ｆが平面視して長方形からなる。第１コイル電極２１’は、平面視した外形形状が長方形となるように巻回された電極である。第１コイル電極２１’は、最外周に一方端部２２Ａを有し、最内周に他方端部２２Ｂを有する。一方端部２２Ａ、他方端部２２Ｂは、第１コイル電極２１’の巻回部分の電極幅よりも広い形状で形成されている。
【０１１８】
また、第１コイル電極２１’は、巻回部分における角部が直角でなく、それぞれに鈍角で複数回屈曲する形状で形成されている。すなわち、平面視すると、外形形状が角面取りされたような形状に形成されている。なお、図１７では、対向する二つの角が当該複数回屈曲する形状に形成されているが、少なくとも一つの角が当該形状にしてあればよい。このような構造とすることで、例えば外部のリーダライタからの磁界の発生ゾーンに偏りがあっても、この偏りのある磁界を受けやすくすることができる。
【０１１９】
また、上述の各実施形態では、第１コイル電極の端部の面積と、第２コイル電極の端部の面積とを略同じする場合を示した。しかしながら、対向する端部電極における一方を、他方よりも広い面積で形成してもよい。このような形状とすることで、第１コイル電極と第２コイル電極とをシートの両面にそれぞれ形成する際に、位置ズレが生じても、所定の対向面積を確保しやすい。これにより、キャパシタンスの変化の影響を受け難くすることができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１，１’，１”，１Ａ〜１Ｆ，１Ａ’−アンテナ、１Ｒ−共振用アンテナ、１０，１０Ｄ，１０Ｆ−フレキシブルシート、１２−第１主面、１３−第２主面、１４，１４Ａ−平面電極、１５−切り欠き部、２１，２１’−第１コイル電極、２２Ａ，２２Ａ’−第１コイル電極２１の一方端部、２２Ｂ，２２Ｂ’−第１コイル電極２１の他方端部、３１−第２コイル電極、３２Ａ，３２Ａ’−第２コイル電極３１の一方端部、３２Ｂ，３２Ｂ’−第２コイル電極３１の他方端部、４１−第３コイル電極、４２Ａ−第３コイル電極４１の一方端部、４２Ｂ−第３コイル電極４１の他方端部、５１−第４コイル電極、５２Ａ−第４コイル電極５１の一方端部、５２Ｂ−第４コイル電極５１の他方端部、７０−フレキシブルシート、７１−ベースコイル電極、７２−磁性体シート、７３−ベースアンテナ、７４−ベース回路基板、７５−筐体、８０−無線通信用ＩＣ、９０，９０’−電磁結合モジュール、９１−給電基板、１００，１００’、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ−アンテナモジュール、２１０−第１コイル電極２１の切り欠き、８００−導電性材料、９１１〜９１８，９１１’〜９１４’−誘電体層、９２２〜９２８−第１Ｃ環状パターン電極、９３２〜９３８−第２Ｃ環状パターン電極、９２１’〜９２４’−給電コイル電極、９３２’９４２’，９４１Ａ，９４１Ｂ−実装用ランド、９５１Ａ，９５１Ｂ−表面電極パターン
【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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【手続補正書】
【提出日】平成23年4月14日(2011.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１主面および第２主面を備える絶縁性基材と、前記第１主面側に設けられており、巻回された線状電極からなる第１コイル電極と、前記第２主面側に設けられており、前記第２主面から前記第１主面方向に見て前記第１コイル電極と逆の巻回方向に巻回された線状電極からなる第２コイル電極とを備えるアンテナと、
無線通信用ＩＣおよび該無線通信用ＩＣに接続された給電コイルを備える電磁結合モジュールと、
を備えるアンテナモジュールであって、
該電磁結合モジュールは、平面視したとき、前記第１コイル電極における巻回されて並列に並ぶ電極群のうち１本の電極にのみ重なるように、かつ、前記給電コイルが前記第１コイル電極に電磁界結合するように、前記絶縁性基材の前記第１主面に配置されていることを特徴とする、アンテナモジュール。
【請求項２】
対向する第１主面および第２主面を備える絶縁性基材と、前記第１主面側に設けられており、巻回された線状電極からなる第１コイル電極と、前記第２主面側に設けられており、前記第２主面から前記第１主面方向に見て前記第１コイル電極と逆の巻回方向に巻回された線状電極からなる第２コイル電極とを備えるアンテナと、
無線通信用ＩＣおよび該無線通信用ＩＣに接続された給電コイルを備える電磁結合モジュールと、
を備えたアンテナモジュールであって、
該電磁結合モジュールは、平面視したとき、前記第１コイル電極における巻回されて並列に並ぶ電極群のうち最内周の電極の内側に隣接するように、かつ、前記給電コイルが前記第１コイル電極に電磁界結合するように、前記絶縁性基材の前記第１主面に配置されていることを特徴とする、アンテナモジュール。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明はアンテナモジュールに関するものであり、本発明のアンテナモジュールは、対向する第１主面および第２主面を備える絶縁性基材と、第１主面側に設けられており、巻回された線状電極からなる第１コイル電極と、第２主面側に設けられており、第２主面から前記第１主面方向に見て前記第１コイル電極と逆の巻回方向に巻回された線状電極からなる第２コイル電極とを備えるアンテナと、無線通信用ＩＣおよび該無線通信用ＩＣに接続された給電コイルを備える電磁結合モジュールと、を備える。そして、該電磁結合モジュールは、平面視したとき、第１コイル電極における巻回されて並列に並ぶ電極群のうち１本の電極にのみ重なるように、かつ、給電コイルが第１コイル電極に電磁界結合するように、絶縁性基材の第１主面に配置されていることを特徴とする。
また、この発明はアンテナモジュールに関するものであり、本発明のアンテナモジュールは、対向する第１主面および第２主面を備える絶縁性基材と、第１主面側に設けられており、巻回された線状電極からなる第１コイル電極と、第２主面側に設けられており、第２主面から第１主面方向に見て第１コイル電極と逆の巻回方向に巻回された線状電極からなる第２コイル電極とを備えるアンテナと、無線通信用ＩＣおよび該無線通信用ＩＣに接続された給電コイルを備える電磁結合モジュールと、を備える。そして、該電磁結合モジュールは、平面視したとき、第１コイル電極における巻回されて並列に並ぶ電極群のうち最内周の電極の内側に隣接するように、かつ、給電コイルが第１コイル電極に電磁界結合するように、絶縁性基材の前記第１主面に配置されていることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
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