(57)【要約】  アンテナ装置（１０１）は、基板（１）と、基板（１）の第１主面（ＭＳ１）に対して直交する側面に、互いに対向する第１導電部（２１）および第２導電部（２２）を有する部材（２）と、巻回軸が第１主面（ＭＳ１）に直交する第１コイルアンテナ（３１）および第２コイルアンテナ（３２）と、を備える。第１主面（ＭＳ１）の平面視で、第１コイルアンテナ（３１）は第２コイルアンテナ（３２）に比べて第１導電部（２１）に近接配置され、第２コイルアンテナ（３２）は第１コイルアンテナ（３１）に比べて第２導電部（２２）に近接配置される。第１主面（ＭＳ１）の平面視で、第１コイルアンテナ（３１）と第２コイルアンテナ（３２）を通る直線は第１導電部（２１）および第２導電部（２２）と交差するように配置される。
2019159745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面を有する基板と、
前記第１主面に配置され、前記第１主面に対して直交する側面に、互いに対向する第１導電部および第２導電部を有する部材と、
前記第１主面に配置され、巻回軸が前記第１主面に直交する第１コイルアンテナと、
前記第１主面に配置され、巻回軸が前記第１主面に直交する第２コイルアンテナと、
を備え、
前記第１主面の平面視で、前記第１コイルアンテナは前記第２コイルアンテナに比べて前記第１導電部に近接して配置され、
前記第１主面の平面視で、前記第２コイルアンテナは前記第１コイルアンテナに比べて前記第２導電部に近接して配置され、
前記第１コイルアンテナと前記第２コイルアンテナは、前記第１主面の平面視で、互いに同相の磁束を生じるように電気的に接続され、
前記第１主面の平面視で、前記第１コイルアンテナと前記第２コイルアンテナを通る直線が前記第１導電部および前記第２導電部と交差するように配置される、
アンテナ装置。
【請求項２】
前記第１主面の垂線方向において、前記第１導電部の長さは、当該第１導電部に沿う前記第１コイルアンテナの長さより大きく、
前記第１主面の垂線方向において、前記第２導電部の長さは、当該第２導電部に沿う前記第２コイルアンテナの長さより大きい、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記第１主面に平行、かつ前記第１導電部を有する側面に平行な方向において、前記第１導電部の幅の長さは、当該第１導電部に沿う前記第１コイルアンテナの幅の長さより大きく、
前記第１主面に平行、かつ前記第２導電部を有する側面に平行な方向において、前記第２導電部の幅の長さは、当該第２導電部に沿う前記第２コイルアンテナの幅の長さより大きい、
請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第１主面に形成され、前記第１主面に対して平行な面を有する面状導体を備え、
前記面状導体は、第１開口、第２開口、前記第１開口と前記面状導体の外縁とを連接する第１スリット、前記第２開口と前記面状導体の外縁とを連接する第２スリットとを有し、
前記第１主面の平面視で、前記第１コイルアンテナは前記第１開口に重なり、前記第２コイルアンテナは前記第２開口に重なる、請求項１から３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記第１スリットを跨ぐように配置される第１キャパシタと、前記第２スリットを跨ぐように配置される第２キャパシタと、を備える、請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記第１主面の平面視で、前記第１コイルアンテナのコイル巻回中心と前記第２コイルアンテナのコイル巻回中心とを通る線は、前記部材の平面形状の重心を中心とし、前記第１主面に平行、かつ前記第１導電部または前記第２導電部を有する側面に平行な方向の長さの１／４を半径とする円を通る、請求項１から５のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
アンテナ装置と、このアンテナ装置に接続された給電回路とを備えた電子機器において、
前記アンテナ装置は、
第１主面を有する基板と、
前記第１主面に配置され、前記第１主面に対して直交する側面に、互いに対向する第１導電部および第２導電部を有する部材と、
前記第１主面に実装され、巻回軸が前記第１主面に直交する第１コイルアンテナと、
前記第１主面に実装され、巻回軸が前記第１主面に直交する第２コイルアンテナと、
を備え、
前記第１主面の平面視で、前記第１コイルアンテナは前記第２コイルアンテナに比べて前記第１導電部に近接して配置され、
前記第１主面の平面視で、前記第２コイルアンテナは前記第１コイルアンテナに比べて前記第２導電部に近接して配置され、
前記第１コイルアンテナと前記第２コイルアンテナは、前記第１主面の平面視で、互いに同相の磁束を生じるように電気的に接続され、
前記第１主面の平面視で、前記第１コイルアンテナと前記第２コイルアンテナを通る直線が前記第１導電部および前記第２導電部と交差するように配置される、
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、ＲＦＩＤシステムや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た電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、コイルアンテナのコイル開口を通る磁束のうち、通信相手側のコイルアンテナに鎖交しない磁束、つまり通信に寄与しない磁束が多く発生することを抑制して、通信相手側のコイルアンテナとの結合係数を高め、通信特性を高めたアンテナ装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１７／０５７４２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のアンテナ装置によれば、磁性体フェライトにコイルが巻回された構造のアンテナ（フェライトチップアンテナ）を金属物に近接配置することにより、通信相手アンテナと鎖交しない不要な磁束を減らすことができ、通信相手アンテナとの結合度を高めることができる。【０００５】
ここで、一般には、アンテナの利得分布の中心（ホットスポット）はアンテナの直上にくるが、実際の使用シーンでは、アンテナの利得分布の中心が金属物の直上付近にくるようにしたい場合がある。しかし、アンテナに金属物が近接配置されている場合、金属物の直上付近にホットスポットがくるようにすることは困難な場合があった。【０００６】
そこで、本発明の目的は、金属物の直上付近にホットスポットを位置させることのできる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、第１主面を有する基板と、第１主面に配置され、第１主面に対して直交する側面に、互いに対向する第１導電部および第２導電部を有する部材と、第１主面に配置され、巻回軸が第１主面に直交する第１コイルアンテナと、第１主面に配置され、巻回軸が第１主面に直交する第２コイルアンテナと、を備える。そして、第１主面の平面視で、第１コイルアンテナは第２コイルアンテナに比べて第１導電部に近接して配置され、第１主面の平面視で、第２コイルアンテナは第１コイルアンテナに比べて第２導電部に近接して配置される。さらに、第１コイルアンテナと第２コイルアンテナは、前記第１主面の平面視で、互いに同相の磁束を生じるように電気的に接続され、第１主面の平面視で、第１コイルアンテナと第２コイルアンテナを通る直線が第１導電部および第２導電部と交差するように配置される。【０００８】
上記構成により、第１コイルアンテナのコイル開口を通過する磁束は第１導電部で、第１主面に対して垂直方向に誘導され、第２コイルアンテナのコイル開口を通過する磁束は第２導電部で、第１主面に対して垂直方向に誘導される。この磁束は同相であるので、第１コイルの直上および第２コイルの直上ではなく、第１コイルおよび第２コイルから少し離れた高さ位置では、第１導電部と第２導電部との中間（第１コイルと第２コイルとの中間）における、第１主面に対する垂直方向の磁束は高いものとなる。したがって、第１導電部と第２導電部との中間位置、つまり、第１導電部と第２導電部を有する金属物の直上付近をホットスポットとするアンテナ装置を構成できる。【０００９】
（２）本発明のアンテナ装置においては、第１主面の垂線方向において、第１導電部の長さが、当該第１導電部に沿う第１コイルアンテナの長さより大きく、第１主面の垂線方向において、第２導電部の長さが、当該第２導電部に沿う第２コイルアンテナの長さより大きいことが好ましい。この構造により、第１導電部および第２導電部による磁束の誘導作用が高まる。そのため、放射効率の高いアンテナ装置が構成される。【００１０】
（３）本発明のアンテナ装置においては、第１主面に平行、かつ第１導電部を有する側面に平行な方向において、第１導電部の幅の長さは、当該第１導電部に沿う第１コイルアンテナの幅の長さより大きく、第１主面に平行、かつ第２導電部を有する側面に平行な方向において、第２導電部の幅の長さは、当該第２導電部に沿う第２コイルアンテナの幅の長さより大きい。この構造により、第１導電部および第２導電部による磁束の誘導作用がより効果的となり、放射効率の高いアンテナ装置が構成される。【００１１】
（４）本発明のアンテナ装置においては、前記基板の第１主面に第１主面に対して平行な面を有する面状導体が形成され、面状導体は、第１開口、第２開口、第１開口と面状導体の外縁とを連接する第１スリット、第２開口と面状導体の外縁とを連接する第２スリットを有し、第１主面の平面視で、第１コイルアンテナは第１開口に重なり、第２コイルアンテナは前記第２開口に重なることが好ましい。この構造により、面状導体に電流が誘導されて面状導体が、アンテナとしての放射に寄与する。そのため、放射効率の高いアンテナ装置が構成される。【００１２】
（５）本発明のアンテナ装置においては、第１スリットを跨ぐように配置される第１キャパシタと、第２スリットを跨ぐように配置される第２キャパシタと、を備える。この構造により、第１開口に生じるインダクタンスと第１キャパシタとして共振回路が構成され、第２開口に生じるインダクタンスと第２キャパシタとして共振回路が構成され、第１コイルアンテナおよび第２コイルアンテナのＱ値が高まる。【００１３】
（６）第１主面の平面視で、第１コイルアンテナのコイル巻回中心と第２コイルアンテナのコイル巻回中心とを通る線は、前記部材の平面形状の重心を中心とし、第１主面に平行、かつ第１導電部または第２導電部を有する側面に平行な方向の長さの１／４を半径とする円を通る、関係であることが好ましい。この構造によれば、第１コイルと第２コイルとの間に、幅が充分に広い第１導電部および第２導電部が介在することとなり、第１導電部および第２導電部による磁束の誘導作用が高まる。そのため、放射効率の高いアンテナ装置が構成される。【００１４】
（７）本発明の電子機器は、アンテナ装置と、このアンテナ装置に接続された給電回路とを備える。そして、アンテナ装置は、第１主面を有する基板と、第１主面に配置され、第１主面に対して直交する側面に、互いに対向する第１導電部および第２導電部を有する部材と、第１主面に実装され、巻回軸が第１主面に直交する第１コイルアンテナと、第１主面に実装され、巻回軸が第１主面に直交する第２コイルアンテナと、を備える。そして、第１主面の平面視で、第１コイルアンテナは第２コイルアンテナに比べて第１導電部に近接して配置され、第１主面の平面視で、第２コイルアンテナは第１コイルアンテナに比べて第２導電部に近接して配置される。さらに、第１コイルアンテナと第２コイルアンテナは、第１主面の平面視で、互いに同相の磁束を生じるように電気的に接続され、第１主面の平面視で、第１コイルアンテナと第２コイルアンテナを通る直線が第１導電部および第２導電部と交差するように配置される。【００１５】
上記構成により、上記（１）で述べたとおり、金属物の直上付近をホットスポットとするアンテナ装置を備える電子機器が構成できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、金属物の直上付近をホットスポットとする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】
【００１７】
【図１】図１は第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１の斜視図である。
【図２】図２はアンテナ装置１０１の正面図である。
【図３】図３（Ａ）は基板１の第１主面に形成されている面状導体のパターンを示す平面図である。図３（Ｂ）はアンテナ装置１０１の平面図である。
【図４】図４は、第１コイルアンテナ３１、第２コイルアンテナ３２、および面状導体１０に流れる電流を概略的に示す図である。
【図５】図５は、特に第１導電部２１および第２導電部２２の作用効果を示す図であり、第１コイルアンテナ３１および第２コイルアンテナ３２から発生される磁束密度の分布を示す磁束密度ベクトル線図である。
【図６】図６は、特に面状導体１０の端縁を回り込む磁束の様子を示す図である。
【図７】図７は、アンテナ装置１０１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８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、アンテナ装置１０１およびそれに結合する通信相手アンテナ５００で構成される回路の回路図である。
【図９】図９はアンテナ装置１０１と通信相手アンテナとの結合係数の分布を示す図である。
【図１０】図１０は第２の実施形態に係るアンテナ装置の平面図である。
【図１１】図１１は第３の実施形態に係るアンテナ装置の平面図である。
【図１２】図１２は比較例のアンテナ装置の斜視図である。
【図１３】図１３は、比較例のアンテナ装置の部材２の側面の導電性の作用効果を示す図であり、コイルアンテナ３０から発生される磁束密度の分布を示す磁束密度ベクトル線図である。
【図１４】図１４は比較例のアンテナ装置と通信相手アンテナとの結合係数の分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以降に示す各実施形態において、複合アンテナ素子が備えるアンテナコイルは、磁束を放射するアンテナである。このアンテナは、通信相手アンテナとの磁界結合を利用する近傍界通信のために用いられるアンテナであり、例えばNFC（Near field communication）やRFID（radio frequency identifier）等の通信に利用される。通信には例えばHF帯、特に13.56MHzまたは13.56MHz近傍の周波数で用いられる。アンテナコイルの大きさは使用する周波数における波長λに比べて十分に小さい。実施形態で示すアンテナコイルの導体パターンを伸ばしたときの導体パターンの長さはλ／１０以下である。なお、ここでいう波長とは、アンテナが形成される基材の誘電性や透磁性による波長短縮効果を考慮した実効的な波長のことを指す。アンテナコイルの両端は、使用周波数帯（HF帯、特に13.56MHz近傍）を操作する給電回路に接続される。よって、アンテナコイルには、導体パターンに沿って、つまり電流の流れる方向において、ほぼ一様な大きさの電流が流れ、アンテナコイルの導体パターンの長さが波長と同程度以下のときのような、導体パターンに沿った電流分布はない。
【００１９】
《第１の実施形態》
図１は第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１の斜視図である。このアンテナ装置１０１は、電子機器に設けられている。この電子機器は例えばスマートフォンやフィーチャーフォン等の携帯電話端末、スマートウォッチやスマートグラス等のウェアラブル端末、ノートＰＣやタブレットＰＣ等の携帯ＰＣ、カメラ、ゲーム機、玩具等の情報機器、ＩＣタグ、ＳＤカード、ＳＩＭカード、ＩＣカード等の情報媒体等、様々な電子機器を指す。
【００２０】
図２はアンテナ装置１０１の正面図である。アンテナ装置１０１は、基板１と、この基板１に配置された、金属物である部材２、第１コイルアンテナ３１、第２コイルアンテナ３２、およびキャパシタＣ１，Ｃ２を備える。また、本実施形態では、部材２、第１コイルアンテナ３１、第２コイルアンテナ３２、およびキャパシタＣ１，Ｃ２は基板１に実装されている。
【００２１】
基板１は第１主面ＭＳ１を有し、部材２は基板１の第１主面ＭＳ１上に配置されている。部材２は、第１主面ＭＳ１に対して直交する側面に、互いに対向する第１導電部２１および第２導電部２２を有する。部材２は、例えば金属製の機構部品、シールドケース、バッテリー等、何らかの機能部品である。本実施形態のアンテナ装置１０１はこの機能部品である部材２の一部を利用する。部材２の四側面に何れもが導電部であってもよいし、外面全面が導電部であってもよいが、本実施形態は、特に、互いに対向する第１導電部２１および第２導電部２２を利用する。
【００２２】
第１主面ＭＳ１の平面視で、第１コイルアンテナ３１は第２コイルアンテナ３２に比べて第１導電部２１に近接して配置されている。また、第２コイルアンテナ３２は第１コイルアンテナ３１に比べて第２導電部２２に近接して配置されている。
【００２３】
第１コイルアンテナ３１、第２コイルアンテナ３２は、いずれも巻回軸が第１主面ＭＳ１に直交する矩形ループ状、矩形ヘリカル状、または矩形スパイラル状のコイルが、磁性体フェライト等の絶縁基材層の積層体の内部に構成された部品である。第１コイルアンテナ３１、第２コイルアンテナ３２のコイル導体は、一つの平面上において巻回軸の周りに渦巻き状に複数回巻回されているような、２次元に拡がる形状のコイル導体であってもよいし、巻回軸の周りに巻回軸に沿って、らせん状に複数回巻回されているような、３次元に拡がる形状のコイル導体であってもよい。
【００２４】
図３（Ａ）は基板１の第１主面に形成されている面状導体のパターンを示す平面図である。図３（Ｂ）はアンテナ装置１０１の平面図である。
【００２５】
基板１は、例えばアンテナ装置を構成する部品以外の複数の電子部品が実装される回路基板であり、第１主面ＭＳ１に、面状に拡がる導体が形成されている。この面状導体は、例えば、絶縁基材に張り付けられた銅箔である。面状導体は、基板１の内部に形成された面状のグランド導体等であってもよい。面状導体１０には、第１開口ＡＰ１、第２開口ＡＰ２、第１スリットＳＬ１、第２スリットＳＬ２が形成されている。第１スリットＳＬ１は第１開口ＡＰ１を外縁に連接する。また、第２スリットＳＬ２は第２開口ＡＰ２を外縁に連接する。第１開口ＡＰ１、第２開口ＡＰ２の内部には四つのパッド電極がそれぞれ形成されている。第１コイルアンテナ３１、第２コイルアンテナ３２の下面にはそれぞれ四つの端子電極が形成されていて、上記パッド電極に接続される。第１コイルアンテナ３１、第２コイルアンテナ３２それぞれの４つの端子電極のうち二つの端子電極は層間接続導体を介して基板１内に形成されている給電回路に接続されている。その他の二つの端子電極は実装のためのダミーの端子電極である。後に詳述するように、第１コイルアンテナ３１と第２コイルアンテナ３２は、第１主面ＭＳ１の平面視で、互いに同相の磁束を生じるように上記給電回路に接続される。
【００２６】
キャパシタＣ１，Ｃ２はいずれもチップコンデンサである。キャパシタＣ１はスリットＳＬ１を跨ぐように接続されている。同様に、キャパシタＣ２はスリットＳＬ２を跨ぐように接続されている。
【００２７】
第１主面ＭＳ１の平面視で、第１コイルアンテナ３１と第２コイルアンテナ３２とを通る直線が第１導電部２１および第２導電部２２と交差するように、これらは配置されている。本実施形態では、図３（Ｂ）中に一点鎖線で示すように、第１コイルアンテナ３１の中心と第２コイルアンテナ３２の中心とを通る直線Ｌは、第１導電部２１の面および第２導電部２２の面とそれぞれ直交する。
【００２８】
図４は、第１コイルアンテナ３１、第２コイルアンテナ３２、および面状導体１０に流れる電流を概略的に示す図である。
【００２９】
第１コイルアンテナ３１と第２コイルアンテナ３２は、第１主面ＭＳ１の平面視で、互いに同相の磁束を生じるように接続されているので、第１コイルアンテナ３１に右旋の電流が流れるとき、第２コイルアンテナ３２にも右旋の電流が流れる。この位相で、第１コイルアンテナ３１が実装された位置の第１開口ＡＰ１の外周（面状導体１０の内周）に左回りの電流が流れ、第２コイルアンテナ３２が実装された位置の第２開口ＡＰ２の外周（面状導体１０の内周）に左回りの電流が流れる。また、これに伴い、スリットＳＬ１，ＳＬ２および面状導体１０の主に外周に沿って右回りの電流が流れる。
【００３０】
このようにして、第１コイルアンテナ３１、第２コイルアンテナ３２と面状導体１０とが結合して、面状導体１０は放射に寄与する導体として作用する。面状導体１０は第１コイルアンテナ３１、第２コイルアンテナ３２より広面積であるので、第１コイルアンテナ３１、第２コイルアンテナ３２を単体で用いる場合より放射効率が高い。
【００３１】
図５は、特に第１導電部２１および第２導電部２２の作用効果を示す図であり、第１コイルアンテナ３１および第２コイルアンテナ３２から発生される磁束密度の分布を示す磁束密度ベクトル線図である。図５中に太線矢印で示すように、第１コイルアンテナ３１から出る磁束は第１導電部２１の面に沿って流れ、第１導電部２１を超えてから部材２の中央方向へ誘導されるかのように分布する。同様に、第２コイルアンテナ３２から出る磁束は第２導電部２２の面に沿って流れ、第２導電部２２を超えてから部材２の中央方向へ誘導されるかのように分布する。したがって、平面視で部材２の中央がホットスポットとなる。図５中の楕円Ｅはホットスポットの位置を概念的に示す図である。ここで、第１主面ＭＳ１の垂線方向において、第１導電部２１の長さが、当該第１導電部２１に沿う第１コイルアンテナ３１の長さより大きいことが好ましい。この構造により、第１コイルアンテナ３１から出る磁束の大部分が第１導電部２１の面に沿って流れ、磁束の誘導作用が高まる。また、第１主面ＭＳ１に平行、かつ第１導電部２１を有する側面に平行な方向において、第１導電部２１の長さが、当該第１導電部２１に沿う第１コイルアンテナ３１の幅の長さより大きいことが更に好ましい。この構造により、第１コイルアンテナ３１から出る磁束の大部分が第１導電部２１の面に沿って流れ、磁束の誘導作用が高まる。これら作用効果は、第２コイルアンテナ３２の幅と第２導電部２２の長さとの関係についても同様である。
【００３２】
このホットスポットの位置は、第１導電部２１と第２導電部２２との中間位置、第１コイルアンテナ３１と第２コイルアンテナ３２との中間位置ということもできる。
【００３３】
図６は、特に面状導体１０の端縁を回り込む磁束の様子を示す図である。図６に表れているように、第１コイルアンテナ３１から出て、面状導体１０の端縁を回り込む磁束は第１コイルアンテナ３１と面状導体１０との結合に寄与する磁束である。第１コイルアンテナ３１から出る磁束のうち、面状導体１０に中央方向へ向かおうとする磁束は実際には第１導電部２１が遮る。したがって、第１導電部２１の存在によって、第１コイルアンテナ３１から出て面状導体１０の端縁を回り込む磁束が増大する。そして、面状導体１０の端縁を回り込む磁束が、第１スリットＳＬ１または第１開口ＡＰ１に鎖交することで、第１コイルアンテナ３１と面状導体１０との結合が高まる。つまり、第１導電部２１は、第１コイルアンテナ３１と面状導体１０との結合にも効果的に寄与する。
【００３４】
上述の作用効果は、第２コイルアンテナ３２と第２導電部２２との関係についても同様である。
【００３５】
図７は、アンテナ装置１０１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。本実施形態では、アンテナ装置１０１の、第１コイルアンテナ３１と第２コイルアンテナ３２との間隔は約３６mmであり、通信相手アンテナ５００の直径は約７０mmである。
【００３６】
通信相手アンテナ５００は平面内に複数ターン巻回されたコイル状のアンテナである。
【００３７】
図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、アンテナ装置１０１およびそれに結合する通信相手アンテナ５００で構成される回路の回路図である。図８（Ａ）、図８（Ｂ）において、インダクタＬ３１は第１コイルアンテナ３１を回路記号で表したものであり、インダクタＬ３２は第２コイルアンテナ３２を回路記号で表したものである。図８（Ａ）は、第１コイルアンテナ３１と第２コイルアンテナ３２とを直列接続した例であり、図８（Ｂ）は、第１コイルアンテナ３１と第２コイルアンテナ３２とを並列接続した例である。
【００３８】
図８（Ａ），図８（Ｂ）において、インダクタＬ１１は面状導体１０の主に第１開口ＡＰ１に生じるインダクタンス成分であり、インダクタＬ１２は面状導体１０の主に第２開口ＡＰ２に生じるインダクタンス成分である。インダクタＬ１１とキャパシタＣ１とで共振回路が構成されていて、インダクタＬ１２とキャパシタＣ２とで共振回路が構成されている。インダクタＬ１３，Ｌ１４は面状導体１０の主に外周に沿って流れる電流経路によるインダクタンス成分である。
【００３９】
給電回路であるＲＦＩＣ３１０と第１コイルアンテナ３１（インダクタＬ３１）、第２コイルアンテナ３２（インダクタＬ３２）との間にはインピーダンス整合回路ＭＣが接続されている。
【００４０】
インダクタＬ５００は通信相手アンテナ５００をインダクタの回路記号で表したものである。第１コイルアンテナ３１、第２コイルアンテナ３２、およびインダクタＬ１３，１４は通信相手アンテナ５００（インダクタＬ５００）と磁界結合する。
【００４１】
上記共振回路の共振周波数は、通信周波数帯または当該通信周波数帯の近傍にある。例えば13.56MHz帯などのHF帯である。HF帯であれば、コイルアンテナ３１，３２の磁性体層が磁性体フェライトであっても、損失係数が小さいので、磁性体層を備えることによる、コイルアンテナのＱ値の向上効果は高い。
【００４２】
インピーダンス整合回路ＭＣは、信号ラインにシリーズ接続されたキャパシタＣ１１，Ｃ１２と、グランドに対してシャント接続されたキャパシタＣ２１，Ｃ２２と、によって構成されている。
【００４３】
図９は本実施形態のアンテナ装置１０１と通信相手アンテナとの結合係数の分布を示す図である。図９のＸ−Ｙ座標は、図７に示したアンテナ装置１０１の平面視での位置を示す。Ｘ―Ｙ座標において中心（Ｘ＝０、Ｙ＝０）は、図７に示したアンテナ装置１０１の中心（第１コイルアンテナ３１と第２コイルアンテナ３２との中間点）が通信相手アンテナ５００の中心に、平面視で一致する位置である。この位置関係であるとき、アンテナ装置１０１と通信相手アンテナ５００との結合係数は最大値０．０２３である。アンテナ装置１０１と通信相手アンテナ５００との相対位置がＸ軸方向またはＹ軸方向にずれるほど結合係数は低下する。ここで、部材２の大きさは１８ｍｍ×１８ｍｍであり、アンテナ装置１０１の中心と部材２の中心は一致している。
【００４４】
ここで比較例のアンテナ装置とその特性について示す。図１２は比較例のアンテナ装置の斜視図である。図１３は部材２の側面の導電性の作用効果を示す図であり、コイルアンテナ３０から発生される磁束密度の分布を示す磁束密度ベクトル線図である。図１４は比較例のアンテナ装置と通信相手アンテナとの結合係数の分布を示す図である。
【００４５】
図１２に示す比較例のアンテナ装置は、基板１と、この基板１に実装された部材２、コイルアンテナ３０、およびキャパシタＣを備える。部材２の少なくとも側面は導電性を有する。コイルアンテナ３０は、部材２の中心から約１０ｍｍ離れた位置に配置されている。
【００４６】
比較例のアンテナ装置は、図１３中に太線矢印で示すように、コイルアンテナ３０から出る磁束は部材２の表面に沿って流れる。したがって、平面視で、コイルアンテナ３０と部材２との間あたりがホットスポットとなる。図１３中の楕円Ｅはホットスポットの位置を概念的に示す図である。
【００４７】
図１４において、Ｘ−Ｙ座標は、図９に示した場合と同じである。比較例のアンテナ装置の場合、Ｘ＝−１０ｍｍ、Ｙ＝０ｍｍの位置で、アンテナ装置と通信相手アンテナとの結合係数は最大値０．０１８である。この位置から、アンテナ装置と通信相手アンテナとの相対位置がＸ軸方向またはＹ軸方向にずれるほど結合係数は低下する。
【００４８】
図１３、図１４に表れているように、比較例のアンテナ装置では、ホットスポットは結果的に部材２の直上付近から外れた、コイルアンテナの位置に近い位置になる。これに対して、本実施形態のアンテナ装置１０１では、図５、図９に表れているように、部材２の直上付近をホットスポットとすることができる。
【００４９】
《第２の実施形態》
図１０は第２の実施形態に係るアンテナ装置の平面図である。図３（Ｂ）に示した例とは、第１コイルアンテナ３１および第２コイルアンテナ３２の位置が異なる。
【００５０】
第１の実施形態で示したように、第１コイルアンテナ３１は第１導電部２１の幅方向の中央に配置され、第２コイルアンテナ３２は第２導電部２２の幅方向の中央に配置されることが好ましいが、コイルアンテナ３１，３２と導電部２１，２２との相対位置にはある程度の自由度がある。
【００５１】
図１０において、直線Ｌ−Ｌは、第１コイルアンテナ３１のコイル巻回中心と第２コイルアンテナ３２のコイル巻回中心とを通る線であり、部材２の側面に第１導電部２１および第２導電部２２が配置されている。第１主面ＭＳ１の平面視で、第１コイルアンテナ３１のコイル巻回中心と第２コイルアンテナ３２のコイル巻回中心とを通る直線Ｌ−Ｌは、矩形の部材２の中心Ｏの近傍を通る。図１０に示す例では、直線Ｌ−Ｌと中心Ｏとは距離ｄだけ離れている。部材２の幅をＷで表すと、直線Ｌ−Ｌは半径Ｗ／４の円を通ることが好ましい。この構造により、部材２の直上かつ中心近傍にホットスポットを位置させることができる。この構造によれば、第１コイルアンテナ３１と第２コイルアンテナ３２との間に、幅が充分に広い第１導電部２１および第２導電部２２が介在することとなり、第１導電部２１および第２導電部２２による磁束の誘導作用が高まる。そのため、放射効率の高いアンテナ装置が構成される。ここで部材２の幅Ｗとは、第１主面ＭＳ１に平行かつ、部材２の側面に沿った長さを指す。
【００５２】
なお、上述の実施形態では、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、上述の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）にも同様に適用できる。例えば、上述の実施形態におけるアンテナ装置は、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の受電装置の受電アンテナ装置としてや、送電装置の送電アンテナ装置として適用できる。この場合、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近傍）を操作する受電回路や送電回路に接続される。その場合でも、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。受電回路には、例えば、受電コイルアンテナからの電力を負荷（二次電池等）に供給するために、整流回路、平滑回路、ＤＣ／ＤＣコンバータ等が含まれ、これらの回路が受電コイルアンテナと負荷との間に縦続接続される。また、送電回路には商用電源から送電コイルアンテナに電力を供給するために、整流回路、平滑回路、ＤＣ／ＡＣインバータとして機能するスイッチ回路等が含まれ、これらの回路が商用電源と送電コイルアンテナとの間に縦続接続される。
【００５３】
《第３の実施形態》
図１１は第３の実施形態に係るアンテナ装置の平面図である。図１０に示した例とは、面状導体１０に形成されている第１スリットＳＬ１の位置が異なる。
【００５４】
第２の実施形態で示したように、コイルアンテナ３１，３２と導電部２１，２２との相対位置にはある程度の自由度がある。さらに、コイルアンテナ３１，３２の実装位置から面状導体１０の外縁にまで延伸するスリットについてもある程度の自由度がある。図１１に示すように、第１スリットＳＬ１、第２スリットＳＬ２は、いずれも面状導体１０の同一辺（図１１に示す向きで左辺）に連接していてもよい。
【００５５】
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。
【００５６】
例えば、第１導電部２１と第２導電部２２とは電気的に導通する関係、つまり電気的に連続体であってもよい。
【００５７】
また、部材２の側面自体が導電性であってもよいし、側面に相当する位置に導電体があってもよい。
【００５８】
また、部材２の側面は平面に限らず、曲面であってもよい。
【００５９】
また、部材２の平面形状は正方形や長方形に限らない。その場合に、図１０に示した円の中心Ｏは、部材２の平面形状の重心に位置する。さらに、部材２は、単一の部材ではなく、複数の部材から構成されるものであってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
ＡＰ１…第１開口
ＡＰ２…第２開口
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２…キャパシタ
Ｃ１１，Ｃ１２…キャパシタ
Ｃ２，Ｃ２１，Ｃ２２…キャパシタ
Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，１４…インダクタ
Ｌ３１，Ｌ３２…インダクタ
Ｌ５００…インダクタ
ＭＣ…インピーダンス整合回路
ＭＳ１…第１主面
ＳＬ１…第１スリット
ＳＬ２…第２スリット
１…基板
２…部材
１０…面状導体
２１…第１導電部
２２…第２導電部
３０…コイルアンテナ
３１…第１コイルアンテナ
３２…第２コイルアンテナ
１０１…アンテナ装置
３１０…ＲＦＩＣ
５００…通信相手アンテナ
【図１】
2019159745.tif 000003
【図２】
2019159745.tif 000004
【図３】
2019159745.tif 000005
【図４】
2019159745.tif 000006
【図５】
2019159745.tif 000007
【図６】
2019159745.tif 000008
【図７】
2019159745.tif 000009
【図８】
2019159745.tif 000010
【図９】
2019159745.tif 000011
【図１０】
2019159745.tif 000012
【図１１】
2019159745.tif 000013
【図１２】
2019159745.tif 000014
【図１３】
2019159745.tif 000015
【図１４】
2019159745.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月12日(2019.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
基板１は第１主面ＭＳ１を有し、部材２は基板１の第１主面ＭＳ１上に配置されている。部材２は、第１主面ＭＳ１に対して直交する側面に、互いに対向する第１導電部２１および第２導電部２２を有する。部材２は、例えば金属製の機構部品、シールドケース、バッテリー等、何らかの機能部品である。本実施形態のアンテナ装置１０１はこの機能部品である部材２の一部を利用する。部材２の四側面の何れもが導電部であってもよいし、外面全面が導電部であってもよいが、本実施形態は、特に、互いに対向する第１導電部２１および第２導電部２２を利用する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
インダクタＬ５００は通信相手アンテナ５００をインダクタの回路記号で表したものである。インダクタＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，１４は通信相手アンテナ５００（インダクタＬ５００）と磁界結合する。
【国際調査報告】
2019159745.tif 000017
2019159745.tif 000018