(57)【要約】  給電回路に接続される給電コイル（１０）と、給電コイル（１０）に近接配置されたコイルアンテナ（２０）とを有し、給電コイル（１０）とコイルアンテナ（２０）との間に、使用周波数帯における磁気損失項の比較的大きなフェライトシート（３０）を設け、このフェライトシート（３０）を介して、給電コイル（１０）とコイルアンテナ（２０）とを磁界結合させる。この構成により、給電コイル（１０）とコイルアンテナ（２０）との間の信号の伝達効率を高める。
2012173080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電回路に接続される給電コイルと、前記給電コイルに近接配置されたコイルアンテナと、を有するアンテナ装置であって、
前記給電コイルと前記コイルアンテナとの間に、磁性体の比透磁率と厚み（単位はミリメートル）との積が２０未満の磁性体層が設けられており、前記給電コイルと前記コイルアンテナとは、前記磁性体層を介して磁界結合されている、ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記コイルアンテナは通信相手側のアンテナに向く面である第１主面とこの第１主面の反対面である第２主面とを有する平面状のコイルであり、前記磁性体層は前記コイルアンテナの第２主面を覆うように設けられている、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記コイルアンテナは、第１主面に形成された平面状の第１コイル導体および第２主面に形成された平面状の第２コイル導体で構成されていて、
前記第１コイル導体のインダクタンス、前記第２コイル導体のインダクタンス、および前記第１コイル導体と前記第２コイル導体との間に生じる容量によりＬＣ並列共振回路が構成されていて、
前記コイルアンテナの平面視で、前記第１コイル導体と前記第２コイル導体との対向面積は、第１コイル導体および第２コイル導体の外周端部付近で最も大きく、内周端部で最も小さい、請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
導体層を有し、前記磁性体層は前記コイルアンテナの前記第２主面と前記導体層との間に設けられている、請求項２または３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記コイルアンテナの平面視で、前記給電コイルは、その少なくとも一部が前記磁性体層に重なるように配置されている、請求項１〜４のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記給電コイルは、その巻回軸が前記コイルアンテナの巻回軸に対しほぼ直交するように配置されている、請求項１〜５のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記コイルアンテナは、通信信号のキャリア周波数に実質的に相当する共振周波数を持つ共振回路である、請求項１〜６のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記給電コイルと前記給電回路とで、通信信号のキャリア周波数に相当する周波数で共振する共振回路が構成されている、請求項１〜７のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記コイルアンテナは、少なくとも第１の平面と前記第１の平面に連接した第２の平面とを有する平面状のコイルであり、前記給電コイルは、前記第１の平面と前記第２の平面とで囲まれた領域に配置されている、請求項１〜８のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記磁性体層は、その厚みが３００μｍ以下である、請求項１〜９のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
筐体と、前記筐体内に設けられた給電回路と、前記給電回路に接続された給電コイルと、前記給電コイルに近接配置されたコイルアンテナと、を有する通信端末装置であって、
前記給電コイルと前記コイルアンテナとの間に磁性体層を備え、前記給電コイルと前記コイルアンテナとは、前記磁性体層を介して電磁界結合されている、ことを特徴とする通信端末装置。
【請求項１２】
前記給電コイルは、前記給電コイルの巻回軸が前記筐体の端面に対してほぼ垂直を向く状態で前記筐体内の端部近傍に配置されている、請求項１１に記載の通信端末装置。
【請求項１３】
前記コイルアンテナは、少なくとも第１の平面と前記第１の平面に連接した第２の平面を有する平面状コイルであり、前記第１の平面は前記筐体の主面に対してほぼ平行であり、前記第２の平面は前記筐体の端部方向に折り曲げられている、請求項１１または１２に記載の通信端末装置。
【請求項１４】
前記コイルアンテナとで給電コイルを挟むように、前記給電コイルの巻回軸に沿って延びる導体層を備え、前記導体層は、平面視で、給電コイルを覆い且つ少なくとも一部が前記コイルアンテナのコイル導体の内周より内側に位置するように配置されている、請求項１１〜１３のいずれかに記載の通信端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナ装置および通信端末装置に関する。特に、HF帯のRFIDタグやリーダライタに利用されるアンテナ装置、および、このアンテナ装置を備えた通信端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
課金システムや物品管理システムとして、RFID（Radio Frequency Identification）システムが普及している。RFIDシステムでは、リーダライタとRFIDタグとを非接触方式で無線通信させ、これらのデバイス間で高周波信号が送受される。リーダライタおよびRFIDタグは、それぞれ、高周波信号を処理するためのRFID用ＩＣチップと、高周波信号を送受するためのアンテナとを備えている。アンテナとしては、例えば13.56MHz帯を利用したHF帯RFIDシステムであれば、コイルアンテナが用いられ、リーダライタ側のコイルアンテナとタグ側のコイルアンテナとは誘導磁界を介して結合される。【０００３】
近年、携帯電話等の通信端末装置にHF帯RFIDシステムを導入し、通信端末自体をリーダライタやRFIDタグとして利用することがある。この場合、RFID用ＩＣチップはプリント配線板に搭載され、アンテナは端末筐体に貼り付けられるか端末筐体内の空きスペースに設けられるため、RFID用ＩＣチップとアンテナとは、フレキシブルケーブルやコンタクトピンを介して直流的に接続される。【０００４】
これに対して、例えば特許文献１に開示されているように、RFID用ＩＣチップに接続された給電コイルをコントロール基板に搭載し、この給電コイルをアンテナ基板に設けられたコイルアンテナと磁界結合させる、といった構成が知られている。この構成であれば、給電コイルからコイルアンテナに磁界を介して高周波信号を伝送することができるため、フレキシブルケーブルやコンタクトピンを用いずに、RFID用ＩＣチップとコイルアンテナとを接続することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４３２５６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示されているアンテナ装置のように、給電コイルとコイルアンテナとを磁界結合させ、これにより信号の伝達を行う場合、給電コイルとコイルアンテナとの間には相互インダクタンスが生じるため、その位置関係により、インピーダンスがずれてしまったり、共振周波数がずれてしまったりする不都合がある。特に、給電コイルとコイルアンテナとが直接的に磁界結合し、その結合度が高すぎると、たとえ給電コイルやコイルアンテナの共振周波数をキャリア周波数に合わせたとしても、給電コイルとコイルアンテナとの共振点が分離してしまうため、給電コイルからコイルアンテナへの信号の伝達効率、またはコイルアンテナから給電コイルへの信号の伝達効率が低下し、結果として、通信距離が短くなってしまう。【０００７】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、給電コイルとコイルアンテナとの間の信号の伝達効率が高く、通信距離の大きなアンテナ装置、および、このアンテナ装置を備えた通信端末装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のアンテナ装置は、給電回路に接続された給電コイルと、前記給電コイルに近接配置されたコイルアンテナとを有するアンテナ装置であって、前記給電コイルと前記コイルアンテナとの間に、磁性体の比透磁率と厚み（単位はミリメートル）との積が２０未満の磁性体層が設けられており、前記給電コイルと前記コイルアンテナとは、前記磁性体層を介して磁界結合されていることを特徴とする。【０００９】
また、本発明の通信装置は、筐体と、前記筐体内に設けられた給電回路と、前記給電回路に接続された給電コイルと、前記給電コイルに近接配置されたコイルアンテナとを有する通信端末装置であって、前記給電コイルと前記コイルアンテナとの間に磁性体層を備え、前記給電コイルと前記コイルアンテナとは、前記磁性体層を介して電磁界結合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、給電コイルとコイルアンテナとが、適正に定められた透磁率および厚みを有する磁性体層を介して磁界結合されているため、給電コイルとコイルアンテナとの結合度を適切な範囲に保持することができ、信号の伝達効率が高く、通信距離の大きなアンテナ装置、および、このようなアンテナ装置を備えた通信端末装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（Ａ）は実施例１のアンテナ装置１０１の概略斜視図、図１（Ｂ）はアンテナ装置１０１を備えた通信端末装置（携帯電話端末のような移動体通信端末）の概略断面図である。
【図２】図２（Ａ）はアンテナ装置１０１の正面図、図２（Ｂ）はアンテナ装置１０１の部分平面図である。
【図３】図３は給電コイル１０の分解斜視図である。
【図４】図４はコイルアンテナ２０およびフェライトシート３０の分解斜視図である。
【図５】図５（Ａ）はアンテナ装置１０１に給電回路９を接続した状態での等価回路図である。図５（Ｂ）は通信相手側のアンテナとコイルアンテナ２０との間に形成される誘導磁界を示す図である。
【図６】図６（Ａ）、図６（Ｂ）はいずれも本発明のアンテナ装置の比較対照するアンテナ装置の誘導磁界について示す図である。
【図７】図７はフェライトシート３０の厚みを変えたときの、コイルアンテナおよび給電コイルの共振周波数の変化を示す図である。
【図８】図８（Ａ）は実施例２のアンテナ装置１０２の概略斜視図、図８（Ｂ）はアンテナ装置１０２の正面図である。
【図９】図９（Ａ）は実施例３のアンテナ装置１０３の概略斜視図、図９（Ｂ）はアンテナ装置１０３の部分平面図である。
【図１０】図１０（Ａ）はアンテナ装置１０３を備えた通信端末装置２０３の概略断面図である。図１０（Ｂ）は通信端末装置２０３におけるアンテナ装置１０３の平面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は実施例４のアンテナ装置１０４の概略斜視図、図１１（Ｂ）はアンテナ装置１０４の正面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は実施例５のアンテナ装置１０５Ａの概略斜視図、図１２（Ｂ）は実施例５のアンテナ装置１０５Ｂの概略斜視図、図１２（Ｃ）はアンテナ装置１０５Ａ，１０５Ｂの部分平面図である。
【図１３】図１３は実施例６のアンテナ装置を備えた通信端末装置２０６の部分平面図である。
【図１４】図１４（Ａ）は実施例７のアンテナ装置１０７の概略斜視図、図１４（Ｂ）はアンテナ装置１０７の正面視図である。
【図１５】図１５はアンテナ装置１０７を備える通信端末装置２０７と、通信相手側コイルアンテナとの角度関係を示す図である。
【図１６】図１６（Ａ）は実施例８のアンテナ装置１０８の平面図、図１６（Ｂ）はその部分平面図、図１６（Ｃ）は図１６（Ｂ）のＣ−Ｃ部分の断面図である。
【図１７】図１７（Ａ）は、フェライトシート３０（磁性体層）の透磁率が高いとき、またはフェライトシート３０の厚みが厚いときの、アンテナ装置の誘導磁界について示す図、図１７（Ｂ）は、フェライトシート３０（磁性体層）の透磁率が低いとき、またはフェライトシート３０の厚みが薄いときの、アンテナ装置の誘導磁界について示す図である。
【図１８】図１８（Ａ）は実施例９に係るアンテナ装置のフェライトシート３０の比透磁率（実部透磁率μ’）と厚みの積に対する通信最大距離の関係を示す図、図１８（Ｂ）はその数値を示す図である。
【図１９】図１９（Ａ）は実施例１０に係るアンテナ装置のコイルアンテナ２０の斜視図、図１９（Ｂ）はその分解斜視図である。
【図２０】図２０（Ａ）はコイルアンテナ２０の平面図、図２０（Ｂ）はコイルアンテナ２０の等価回路図である。
【図２１】図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）はそれぞれ実施例１１に係るコイルアンテナの平面図である。
【図２２】図２２（Ａ）は実施例１２に係るアンテナ装置の平面図および正面図、図２２（Ｂ）はフェライトシート３０の端部から給電コイル１０の一端までの寸法Ｙと通信可能最大距離との関係を示す図である。
【図２３】図２３は実施例１２に係るアンテナ装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のアンテナ装置は、HF帯RFIDシステム等に利用されるアンテナ装置であって、給電回路に接続された給電コイルと、給電コイルに近接配置されたコイルアンテナとを有する。また、本発明の通信端末装置は、前述のアンテナ装置を備えた通信端末装置であって、筐体内に設けられた給電回路と、給電回路に接続された給電コイルと、給電コイルに近接配置されたコイルアンテナとを有する。そして、このアンテナ装置および通信端末装置においては、給電コイルとコイルアンテナとの間にフェライトシート等の磁性体層が設けられており、給電コイルとコイルアンテナとは、この磁性体層を介して磁界結合されている。
【００１３】
このように、給電コイルとコイルアンテナとを磁性体層を介して磁界結合させていて、この磁性体層は磁性体の比透磁率と厚み（単位はミリメートル）との積が２０未満を満たすように定められている。このため、給電コイルとコイルアンテナとを近接配置しても、その結合度（結合係数）が大きくなりすぎず、結合度を適切な範囲に保持することができ、給電コイルとコイルアンテナとの共振点を大きく分離してしまうのを避けることができる。よって、給電回路とアンテナ装置とのインピーダンスが整合し、高周波信号の伝達効率が高く、通信距離の大きな小型のアンテナ装置、および通信端末装置が実現できる。
【００１４】
ここで、磁性体層は、給電コイルとコイルアンテナとを完全に磁気シールドするものではなく、キャリア周波数における磁界成分を一部透過するように構成されている。したがって、フェライト焼結体のように透磁率が大きい磁性体層を用いるとき、給電コイルとコイルアンテナとを磁性体層を介して磁界結合させる必要があるため、厚みの薄い磁性層を用いる必要がある。具体的には、比透磁率と磁性層の厚み（単位はミリメートル）との積を２０未満とする。磁性体層の厚みは３００μｍ以下とするのが好ましい。３００μｍを超えると、比透磁率との関係で、比透磁率と磁性層の厚み（単位はミリメートル）との積を２０未満とするのが難しくなり、また、厚みが厚くなるとアンテナ装置の小型化を阻害してしまうためである。
【００１５】
本発明において、給電回路は、高周波信号を生成し、これをコイルアンテナに供給するための機能回路であって、RFIDシステムであれば、例えばRFID用ＩＣチップがこれに相当する。RFID用ＩＣチップは、ＲＦ回路、メモリー回路、ロジック回路等を有する半導体集積回路である。このRFID用ＩＣチップはシリコン半導体素子やＧａＡｓ半導体素子として構成されている。この半導体素子は、ベアチップＩＣとして構成されていてもよいし、パッケージＩＣとして構成されていてもよい。
【００１６】
給電コイルは、給電回路に接続されたコイルパターンを有する。このコイルパターンは少なくとも１つのコイル導体によって構成される。コイルパターンは、コイル導体を複数ターン巻回したものであってもよいし、１ターンのみ巻回したものであってもよい。また、コイルパターンは複数層のコイル導体を接続した積層型のコイルパターンであってもよい。また、給電コイルはフェライト焼結体等で構成された磁性体コアを備えていてもよい。高周波信号の送信時には、給電コイルはコイルアンテナに対して磁界を介して高周波信号を送信する。受信時には、コイルアンテナから磁界を介して高周波信号を受信する。
【００１７】
前記給電コイルは、コイルアンテナの巻回軸方向から平面視したとき、給電コイルとコイルアンテナとが必ずしも重なっていなくてもよく、近接していてもよい。但し、給電コイルの端部のうちの一方が磁性体層の外側に、またもう一方が磁性体層の内側に重なるように配置されている方が好ましい。
【００１８】
また、給電コイルは、その巻回軸がコイルアンテナの巻回軸とクロスするように配置されていることが好ましい。より特定的には、給電コイルの巻回軸とコイルアンテナの巻回軸とがほぼ直交するように配置されていることが好ましい。特に、給電コイルの少なくとも一部がコイルアンテナを構成しているコイル導体と重なるように配置されている場合は、コイルアンテナの巻回軸方向から平面視したときに、コイルアンテナの巻回軸と給電コイルの巻回軸とがほぼ直交するように配置されていることが好ましい。給電コイルとコイルアンテナとの距離が変化に対する結合度が安定するからである。
【００１９】
また、給電コイルは、この給電コイルと給電回路とでキャリア周波数に相当する共振周波数を持つ共振回路が形成されるようなインダクタンス値を持っていることが好ましい。すなわち、給電回路がＩＣチップであれば、ＩＣチップ自身が持つ容量と給電コイルのインダクタンスとでＬＣ並列共振回路が構成され、その共振周波数が通信信号のキャリア周波数に相当する周波数であることが好ましい。給電回路と給電コイルとでキャリア周波数で共振する共振回路を構成しておくことで、アンテナ装置の共振周波数の設計が容易になる。
【００２０】
通信端末装置の筐体が主面と、この主面の端部に連接した端面とを持った形状である場合、給電コイルは、その巻回軸が筐体の端面に対してほぼ垂直を向く状態で筐体内の端部近傍に配置されていることが好ましい。このように配置することで、給電コイルのコイル開口を磁束が通過しやすくなり、通信距離を大きくすることができる。
【００２１】
コイルアンテナは、給電コイルに近接配置されており、少なくとも１つのコイル導体によって構成される。コイル導体は複数ターン巻回されていてもよいし、複数層にわたって形成されていてもよい。特に、コイルアンテナは第１主面および第２主面を有する平面状コイルであることが好ましい。平面状コイルであれば、例えば筐体と筐体内に設けられた各種部品との間のわずかなスペースにコイルアンテナを設けることができる。また、平面状コイルは、そのコイル面が複数の平面を含んでいてもよい。
【００２２】
平面状コイルの第１主面側が通信相手のアンテナへの対向面である場合、磁性体層は平面状コイルの第２主面を覆うように設けられていることが好ましい。通常、携帯電話等の通信端末装置には、プリント配線板のグランド導体やバッテリーの金属カバーのように、比較的面積の大きな金属体（特許請求の範囲に記載の「導体層」に相当する。）が設けられている。このような金属体の近傍にコイルアンテナが配置されると、コイルアンテナにより発生する磁束の変化を打ち消すように金属体に渦電流が流れるため、エネルギーの損失（渦電流損）が増え、十分な通信距離を確保できなくなってしまうことがある。よって、平面状コイルの第２主面と金属体との間に磁性体層を設けることにより、平面状コイルと給電コイルとの結合量のコントロールができ、しかも渦電流損による通信距離の低下を防ぐことができる。
【００２３】
前記コイルアンテナは通信信号のキャリア周波数に相当する共振周波数をもった共振回路であることが好ましい。例えば、所定のインダクタンスを有するコイル導体と所定の容量を有するチップコンデンサとのＬＣ並列共振回路でコイルアンテナを構成することができる。あるいは、第１コイル導体と第２コイル導体とを、これらのコイル導体に流れる電流が同方向になるように絶縁体層を介して重ね合わせ、各コイル導体自身が持つインダクタンスと各コイル導体間に生じる浮遊容量とでＬＣ並列共振回路を構成してもよい。コイルアンテナは、ブースターアンテナとも言えるものであるから、必ずしも通信信号のキャリア周波数に相当する共振周波数を持っている必要はないが、このようにキャリア周波数に相当する周波数で共振すると、エネルギーの損失が小さくなり、通信距離を大きくすることができる。
【００２４】
このコイルアンテナは、ただ一つの平面を持った平面状コイルである必要はなく、例えば少なくとも第１平面とこの第１平面に連接した第２平面を有する平面状コイルであってもよい。この場合、給電コイルは第１平面と第２平面とで囲まれた領域に配置されていることが好ましい。特に、通信端末装置の筐体が主面と端部（先端面）とを有する形状であれば、第１平面が筐体の主面とほぼ平行であり、第２平面は筐体の端部（先端面）方向に折り曲げられていることが好ましい。このような構成であれば、アンテナ装置の指向性を拡げることができ、通信端末装置を様々な方向から通信相手側アンテナにかざしても、これらのデバイス間で良好な通信状態を確保することができる。
【００２５】
以上、本発明を望ましい実施形態について説明したが、本発明のアンテナ装置や通信端末装置は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明のアンテナ装置は、HF帯のRFIDシステム用アンテナ装置に限定されるものではなく、例えばUHF帯の通信システムなど、各種の周波数帯、各種の通信システムに利用できる。また、このアンテナ装置をRFIDシステム用のアンテナとして利用する場合、リーダライタ用アンテナとしても用いることができるし、RFIDタグ用アンテナとして利用することもできる。
【実施例１】
【００２６】
実施例１のアンテナ装置および通信端末装置は、１３．５６ＭＨｚをキャリア周波数とするHF帯RFIDシステム用のアンテナ装置と、このアンテナ装置を搭載した移動体通信端末である。図１（Ａ）は実施例１のアンテナ装置１０１の概略斜視図、図１（Ｂ）はこのアンテナ装置を備えた通信端末装置（携帯電話端末のような移動体通信端末）の概略断面図である。また、図２（Ａ）はアンテナ装置１０１の正面図、図２（Ｂ）はアンテナ装置１０１の部分平面図である。【００２７】
アンテナ装置１０１は図１（Ａ）および図２（Ａ）に示すように、給電回路に接続される給電コイル１０、給電コイル１０に近接配置されたコイルアンテナ２０、および給電コイル１０とコイルアンテナ２０との間に設けられたフェライトシート３０を備えている。さらに、この例では、アンテナ装置１０１はプリント配線板５０も備えている。給電コイル１０はプリント配線板５０に実装されている。給電コイル１０は磁性体コア１１にコイルパターン１２が形成されたものである。具体的な構成は後に示す。【００２８】
フェライトシート３０は比透磁率が５０、厚みが０．３ｍｍであり、比透磁率と厚みの積は１５（２０未満）である。【００２９】
図２（Ａ）に示すように、コイルアンテナ２０は、基材シート２１、この基材シート２１の上面に形成されたコイル導体２２ａおよび下面に形成されたコイル導体２２ｂで構成されている。【００３０】
通信端末装置２０１は図１（Ｂ）に示すように、ほぼ直方体状の端末筐体６０を有し、この端末筐体６０内にアンテナ装置１０１が設けられている。プリント配線板５０の先端部近傍にRFID用ＩＣチップ９０および給電コイル１０が配置されている。給電コイル１０にはRFID用ＩＣチップ９０が接続されている。【００３１】
端末筐体６０の裏面ＬＦ側の内面にコイルアンテナ２０が両面粘着シート等の接合材４０を介して貼付されている。【００３２】
プリント配線板５０はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂で構成されており、その平面形状はほぼ矩形状である。そして、プリント配線板５０は基材５１と各種導体パターンを備えている。基材５１の内層にはプリント配線板の平面形状とほぼ同形状のグランド導体５２が形成されている。このグランド導体５２は、通信端末に内蔵された高周波回路、電源回路、液晶駆動回路等の各種電子部品（図示省略）のグランド電極として作用する。【００３３】
図３は給電コイル１０の分解斜視図である。給電コイル１０はフェライト焼結体からなる磁性体コアにコイルパターンを巻回したものである。具体的には、図３に示すように、磁性体コアは磁性層１１２ａと磁性層１１２ｂとからなり、給電コイルの素体は、これらの磁性層１１２ａ，１１２ｂが非磁性層１１１ａ，１１１ｂで挟み込まれた積層構造を有している。非磁性層１１１ａにはコイルパターンの一部である面内導体１２１ａが形成されている。磁性層１１２ｂにはコイルパターンの一部である面内導体１２１ｂが形成されている。磁性層１１２ａ，１１２ｂの両端面にはコイルパターンの一部である端面導体１２２ａ，１２２ｂがそれぞれ形成されている。非磁性層１１１ａの下面には入出力端子１２３ａ，１２３ｂが形成されている。非磁性層１１１ａの内部には、面内導体１２１ａと入出力端子１２３ａ，１２３ｂとを導通させるビアホール導体が形成されている。端面導体１２２ａ，１２２ｂはマザー基板状態のとき、内面に導体膜が形成されたスルーホール導体またはビアホール導体であったものの半分（片割れ）である。【００３４】
このようにして、面内導体１２１ａ，１２１ｂおよび端面導体１２２ａ，１２２ｂによって給電コイルのコイルパターンが構成されている。【００３５】
磁性層１１２ａ，１１２ｂや非磁性層１１１ａ，１１１ｂはフェライトセラミック焼結体層であり、面内導体１２１ａ，１２１ｂや端面導体（スルーホール導体、ビアホール導体）１２２ａ，１２２ｂはセラミック焼結体層の前駆体であるセラミックグリーンシートに印刷または充填された銀や銅等を主成分とする導電材料の焼結体である。【００３６】
このように、給電コイル１０は、積層構造体を素体としたチップ部品として構成されていて、プリント配線板５０に入出力端子１２３ａ，１２３ｂを介して表面実装される。この給電コイル１０は、図２（Ｂ）に表れているように、コイルアンテナ２０の巻回軸方向から平面視したとき、給電コイル１０のコイルパターンがコイルアンテナ２０を構成するコイル導体と重なるように、プリント配線板に表面実装される。【００３７】
図４はコイルアンテナ２０およびフェライトシート３０の分解斜視図である。コイルアンテナ２０は、ＰＥＴ等の基材シート２１、この基材シート２１の上面に形成されたコイル導体２２ａおよび下面に形成されたコイル導体２２ｂで構成されている。コイル導体２２ａ，２２ｂは銅箔やアルミニウム箔のような薄い金属膜である。この例では、基材シート２１およびコイル導体２２ａ，２２ｂで構成される平面状のコイルである。図４における上方が通信相手側のアンテナに向く第１主面、下方の面がその反対面の第２主面である。【００３８】
コイル導体２２ａとコイル導体２２ｂとは、各コイル導体の一方端から他方端に電流が流れたとき、各コイル導体における電流の流れる方向が同じになるように巻回されたパターンである。また、コイル導体２２ａ，２２ｂは、これらを巻回軸方向から平面視したとき、コイル導体２２ａ，２２ｂの少なくとも一部が重なり合うように配置されていて、その結果、これらのコイル導体２２ａ，２２ｂ同士は容量を介して結合する。【００３９】
フェライトシート３０は、図１（Ｂ）に示されているように、コイルアンテナ２０とグランド導体５２との間に設けられていて、且つコイルアンテナ２０と給電コイル１０との間に設けられている。また、給電コイル１０とコイルアンテナ２０とは、給電コイル１０の巻回軸とコイルアンテナ２０の巻回軸とがほぼ直交するように、且つコイルアンテナ２０を平面視したとき、給電コイル１０とコイルアンテナ２０とが一部重なるように、そしてコイルアンテナ２０の導体形成領域から給電コイル１０の２つの開口部（両端部）がはみ出すように配置されている。このように配置することによって、給電コイル１０とコイルアンテナ２０との結合が強くなり、コイルアンテナ２０と給電コイル１０との距離が大きくなっても安定した通信特性を得ることができる。【００４０】
図５（Ａ）はアンテナ装置１０１に給電回路９を接続した状態での等価回路図である。給電回路９と給電コイル１０とからなる給電側では、RFID用ＩＣチップ自身が有する浮遊容量および整合用キャパシタからなるＣと給電コイル１０のインダクタンスＬとからなるＬＣ並列共振回路が構成されている。このＬＣ並列共振回路の共振周波数は、通信信号のキャリア周波数（１３．５６ＭＨｚ）にほぼ等しくなるように設定されている。また、コイルアンテナ２０からなるアンテナ側は、コイル導体２２ａが持つインダクタンスＬ１、コイル導体２２ｂが持つインダクタンスＬ２およびコイル導体２２ａとコイル導体２２ｂとの間に形成される容量Ｃ１，Ｃ２によるＬＣ並列共振回路が構成されている。このＬＣ並列共振回路の共振周波数は、通信信号のキャリア周波数（１３．５６ＭＨｚ）とほぼ等しくなるように設定されている。そして、給電コイル１０と、コイルアンテナ２０とはフェライトシート３０を介して相互に磁界結合している。すなわち、給電コイル１０とコイルアンテナ２０とはフェライトシートを介した弱い相互インダクタンスによって磁気的に結合している。【００４１】
図５（Ｂ）は通信相手側のアンテナ（図示省略）とコイルアンテナ２０との間に形成される誘導磁界を示す図である。通信相手側のアンテナとコイルアンテナ２０との間に形成される誘導磁界は、磁束φａで示すように、その大部分がフェライトシート３０の上側界面に沿って導かれる。また、そのうちの一部はフェライトシート３０を介して、磁束φｂで示すように、給電コイル１０に導かれる。また、コイルアンテナ２０とグランド導体５２との間にはフェライトシート３０があるため、コイルアンテナ２０に流れる電流の誘導磁界によってグランド導体５２に渦電流が発生するのを最小限に抑えることができる。【００４２】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）はいずれも本発明のアンテナ装置の比較対象としてのアンテナ装置の誘導磁界について示す図である。図６（Ａ）はフェライトシートを設けていないアンテナ装置、図６（Ｂ）は給電コイル１０を避ける位置にフェライトシートを設けたアンテナ装置の例である。【００４３】
図６（Ａ）に示すアンテナ装置では、コイルアンテナ２０とグランド導体５２との間にフェライトシートが無いため、グランド導体５２には、コイルアンテナ２０に流れる電流の誘導磁界によって渦電流が流れ、渦電流損が発生する。また、コイルアンテナ２０と給電コイル１０とが直接的に隣接しているため、その結合度が高いが、コイルアンテナ２０の共振周波数と給電コイル１０の共振周波数とが離れてしまい（共振点が分離してしまい）、信号エネルギーの伝送ロスが増えてしまう。【００４４】
また、図６（Ｂ）に示すアンテナ装置では、コイルアンテナ２０とグランド導体５２との間の一部分にフェライトシート３０があるため、図６（Ａ）のアンテナ装置に比べて、渦電流損の発生を抑えることができるが、フェライトシート３０が覆っていない部分での渦電流損の発生は避けられない。また、図６（Ａ）のアンテナ装置と同様に、共振点の分離による信号エネルギーの伝送ロスの問題がある。【００４５】
図７は、実施例１に示すアンテナ装置１０１の構造において、フェライトシート３０の厚みを変えたときの、コイルアンテナおよび給電コイルの共振周波数の変化を示す図である。図７（Ａ）〜（Ｄ）の結果を得た条件は次のとおりである。【００４６】
［フェライトシート］｛（Ａ）〜（Ｄ）は図７（Ａ）〜（Ｄ）に対応｝
（Ａ）実部透磁率μ’＝７０、厚みδ＝５０μｍ  ［磁性体の比透磁率と厚み（単位はミリメートル）との積＝３．５］
（Ｂ）実部透磁率μ’＝７０、厚みδ＝１００μｍ  ［磁性体の比透磁率と厚み（単位はミリメートル）との積＝７］
（Ｃ）実部透磁率μ’＝７０、厚みδ＝５００μｍ  ［磁性体の比透磁率と厚み（単位はミリメートル）との積＝３５］
（Ｄ）フェライトシート無し
［給電コイル］
インダクタンス０．７４μＨ
［コイルアンテナ］
平面寸法：４０ｍｍｘ４０ｍｍ
厚み：１００μｍ
［RFID用ＩＣチップ］
NXP社製PN-544
［リーダライタ］
VIVOtech社製VIVO5000
図７（Ａ）〜（Ｄ）において、曲線ｓは、給電コイル１０単独の状態での周波数特性であり、曲線ｄは給電コイル１０とコイルアンテナ２０とが結合している状態での周波数特性である。コイルアンテナ２０単独での周波数特性も曲線ｓと同等である。【００４７】
図７（Ａ）や、図７（Ｂ）に示す例では、給電コイル１０とコイルアンテナ２０との結合により、縮退が解け、共振点が分離しているものの、最大通信距離：３７ｍｍが得られた。これに対し、図７（Ｃ）に示す例では、給電コイル１０とコイルアンテナ２０とが結合せず、最大通信距離：２５ｍｍしか得られなかった。また、図７（Ｄ）に示すように、フェライトシートを設けないと、給電コイル１０とコイルアンテナ２０との結合により、縮退が大きく解け、共振点が大きく分離してしまうとともに、グランド導体５２における渦電流損が発生したため、最大通信距離：２０ｍｍであった。【００４８】
実施例１では、図５（Ｂ）等に示したように、給電コイル１０とコイルアンテナ２０とは、給電コイル１０の巻回軸とコイルアンテナ２０の巻回軸とがほぼ直交するように、且つコイルアンテナ２０を平面視したとき、給電コイル１０とコイルアンテナ２０とが一部重なるように、そしてコイルアンテナ２０の導体形成領域から給電コイル１０の開口部（端部）がはみ出すように配置されているので、コイルアンテナ２０と給電コイル１０との距離が大きくなっても、コイルアンテナ２０に磁束φａが鎖交し、給電コイル１０に磁束φｂが鎖交する関係は保たれるので、安定した通信特性が得られる。【００４９】
なお、図２（Ａ）に示したように、コイルアンテナ２０とで給電コイル１０を挟むようにグランド導体（導体層）５２が設けられているが、このグランド導体５２は給電コイル１０が備えるコイルパターン１２の巻回軸に沿って延びる。グランド導体５２は、平面視で、給電コイル１０を覆い且つ少なくとも一部がコイルアンテナ２０のコイル導体の内周より内側に位置するように配置されている。図２（Ａ）において、Ｗ１０は給電コイル１０の幅、Ｄ２０はコイルアンテナ２０のコイル導体の内周をそれぞれ表している。【００５０】
上記構成により、コイルアンテナ２０による磁束がグランド導体５２に沿うため、この磁束が給電コイル１０と鎖交しやすくなる。したがって、グランド導体５２の存在により給電コイル１０とコイルアンテナ２０との結合度が高まる。この構成は、給電コイル１０のサイズが特に小さいとき、あるいは給電コイル１０とコイルアンテナ２０との距離が比較的大きいときなどでも、給電コイル１０とコイルアンテナ２０との結合度を高める場合に効果的である。
【実施例２】
【００５１】
図８（Ａ）は実施例２のアンテナ装置１０２の概略斜視図、図８（Ｂ）はアンテナ装置１０２の正面図である。この実施例２では、給電コイル１０は、その巻回軸方向がコイルアンテナ２０のコイル巻回軸と同一方向となるように、プリント配線板５０上に搭載されている。給電コイル１０の搭載位置が異なる以外は、実施例１のアンテナ装置１０１と同様の構成である。【００５２】
実施例２のアンテナ装置１０２は、実施例１のアンテナ装置１０１とほぼ同等の通信距離を確保できるが、給電コイル１０とコイルアンテナ２０の距離が大きくなったり、その位置関係がずれたりすると、あるいは、コイルアンテナ２０の共振周波数がばらつくと、アンテナ装置の共振周波数が変動してしまうことがある。
【実施例３】
【００５３】
図９（Ａ）は実施例３のアンテナ装置１０３の概略斜視図、図９（Ｂ）はアンテナ装置１０３の部分平面図である。図１０（Ａ）はこのアンテナ装置１０３を備えた通信端末装置２０３の概略断面図である。また、図１０（Ｂ）は通信端末装置２０３におけるアンテナ装置１０３の平面図である。【００５４】
実施例３のアンテナ装置１０３および通信端末装置２０３では、端末筐体６０の裏面ＬＦから見たとき、コイルアンテナ２０が端末筐体６０のほぼ中央に位置するように配置されている。そして、給電コイル１０は端末筐体６０の側端部ＳＥにそのコイル開口面が近接するように配置されている。したがって、コイルアンテナ２０が端末筐体６０のほぼ中央に配置されていても、給電コイル１０を通る磁束を端末筐体６０の側端部ＳＥ方向に回すことができる。すなわち、送信時においては、給電コイル１０からの磁束は側端部ＳＥ方向を周回し、また受信時においては、通信相手からの磁束は主にプリント配線板５０を避けるように側端部ＳＥ方向を指向する。そのため、例えば側端部ＳＥ方向とは直交する方向に各種の電子部品７１やバッテリーパック７２などの金属体が配置されたときに、給電コイル１０を通る磁束が金属体に衝突することが抑制される。したがって、通信距離の低下を避けることができる。【００５５】
なお、この通信端末装置２０３においては、端末筐体６０内に配置されたプリント配線板５０には、通信端末装置２０３を構成する各種電子部品７１が表面実装部品として搭載されている。また、コイルアンテナ２０の近傍にはバッテリーパック７２が配置されている。コイルアンテナ２０の第２主面側には、フェライトシート３０がコイルアンテナ２０の第２主面の全面に貼り付けられている。そのため、コイルアンテナ２０の近傍に、グランド導体５２以外の金属体（例えば、各種の電子部品７１やバッテリーパック７２）が配置されていたとしても、これらの金属体による渦電流損が生じにくい。また、同様の理由で、コイルアンテナ２０の共振周波数の変動量も少ない。
【実施例４】
【００５６】
図１１（Ａ）は実施例４のアンテナ装置１０４の概略斜視図、図１１（Ｂ）はアンテナ装置１０４の正面図である。実施例４のアンテナ装置１０４は、給電コイル１０をコイルアンテナ２０の巻回軸方向から平面視したとき、フェライトシート３０と重ならない位置に配置されている。この場合であっても、給電コイル１０は、フェライトシート３０を含む平面に関し、コイルアンテナ２０とは反対側に配置されているため、給電コイル１０とコイルアンテナ２０とはフェライトシート３０を介して磁界結合する。すなわち、給電コイル１０とコイルアンテナ２０とは、フェライトシート３０を透過してきた磁束によって磁界結合される。
【実施例５】
【００５７】
図１２（Ａ）は実施例５のアンテナ装置１０５Ａの概略斜視図、図１２（Ｂ）は実施例５のアンテナ装置１０５Ｂの概略斜視図、図１２（Ｃ）はアンテナ装置１０５Ａ，１０５Ｂの部分平面図である。実施例５のアンテナ装置１０５Ａ，１０５Ｂでは、コイルアンテナ２０の巻回軸方向から平面視したとき、コイルアンテナ２０のコイル開口のほぼ中央部に、給電コイル１０が配置されている。給電コイル１０は、図１２（Ａ）に示すように、給電コイル１０の巻回軸とコイルアンテナ２０のコイル導体の巻回軸とがほぼ直交するように配置されていてもよいし、図１２（Ｂ）に示すように、給電コイル１０の巻回軸とコイルアンテナ２０のコイル導体の巻回軸とがほぼ平行なように、さらには、両巻回軸が同一となるように配置されていてもよい。
【実施例６】
【００５８】
図１３は実施例６のアンテナ装置を備えた通信端末装置２０６の部分平面図である。この通信端末装置２０６では、コイルアンテナ２０およびフェライトシート３０が、カメラモジュール７３やスピーカ７４を避けるように配置されている。【００５９】
このように、コイルアンテナ２０やフェライトシート３０は、他の実施例のように、矩形状の外形を有している必要は無く、凹部や凸部を有していても構わない。
【実施例７】
【００６０】
図１４（Ａ）は実施例７のアンテナ装置１０７の概略斜視図、図１４（Ｂ）はアンテナ装置１０７の正面視図である。また、図１５はアンテナ装置１０７を備える通信端末装置２０７と、通信相手側コイルアンテナとの角度関係を示す図である。【００６１】
このアンテナ装置１０７では、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）に示すように、コイルアンテナ２０は、第１の平面ＦＳ１とこの第１の平面ＦＳ１に連接した第２の平面ＦＳ２とを有する平面状のコイルである。フェライトシート３０も同様に、第１の平面ＦＳ１と第２の平面ＦＳ２とを有し、コイルアンテナ２０のコイル導体およびその開口面の全てを覆うように設けられている。そして、給電コイル１０は、コイルアンテナ２０およびフェライトシート３０の第１の平面ＦＳ１と第２の平面ＦＳ２とで囲まれた領域に配置されている。第１の平面ＦＳ１は端末筐体６０の主面とほぼ平行な面であり、第２の平面ＦＳ２は端末筐体６０の先端ＦＥの面に沿って折り曲げられている。【００６２】
このような構成であれば、図１５（Ａ）のように、端末筐体６０の主面と通信相手側コイルアンテナ３０１のコイル開口面とがほぼ平行な場合、図１５（Ｂ）のように、端末筐体６０の主面と通信相手側コイルアンテナ３０１のコイル開口面とがほぼ４５°の角度をなす場合、さらには、図１５（Ｃ）のように、端末筐体６０の主面と通信相手側コイルアンテナ３０１のコイル開口面とがほぼ直角である場合のいずれであっても、通信可能である。【００６３】
なお、この実施例においては第１の平面ＦＳ１と第２の平面ＦＳ２とのなす角がほぼ９０°であるが、例えば１２０°のような鈍角であってもよいし、４５°のような鋭角であってもよい。また、第１の平面ＦＳ１と第２の平面ＦＳ２とで所定の折れ曲がり角度なして構成する代わりに、第１の平面ＦＳ１と第２の平面ＦＳ２とを曲面によって接続しても良いし、第１の平面ＦＳ１と第２の平面ＦＳ２とに相当する部分を１つの曲面によって構成してもよい。
【実施例８】
【００６４】
図１６は実施例８のアンテナ装置１０８の平面図、図１６（Ｂ）はその部分平面図、図１６（Ｃ）は図１６（Ｂ）のＣ−Ｃ部分の断面図である。このアンテナ装置１０８は、コイルアンテナ２０のコイル導体の巻回軸方向から平面視したとき、給電コイル１０は、コイルアンテナ２０のコイル導体２２（２２ａ，２２ｂ）の形成領域の外側に配置されている。但し、コイル導体２２（２２ａ，２２ｂ）の外縁端の一部に延設部２２Ｅが形成されていて、給電コイル１０はこの延設部２２Ｅに重なる位置に給電コイル１０が配置されている。フェライトシート３０についても、延設部２２Ｅに重なるように延設されている。【００６５】
給電コイル１０がコイル導体２２（２２ａ，２２ｂ）の外側に配置されていると、給電コイル１０とコイルアンテナ２０との結合度が小さくなりすぎることがあるが、この実施例のように、給電コイル１０とオーバーラップするように、コイルアンテナ２０の一部およびフェライトシート３０の一部に延設部を設けることが好ましい。
【実施例９】
【００６６】
実施例９では、磁性体層の透磁率、厚みおよび通信距離との関係について示す。【００６７】
図１７（Ａ）は、フェライトシート３０（磁性体層）の透磁率が高いとき、またはフェライトシート３０の厚みが厚いときの、アンテナ装置の誘導磁界について示す図である。また、図１７（Ｂ）は、フェライトシート３０（磁性体層）の透磁率が低いとき、またはフェライトシート３０の厚みが薄いときの、アンテナ装置の誘導磁界について示す図である。【００６８】
フェライトシート３０（磁性体層）の比透磁率と厚みの積が大きいとき、図１７（Ａ）に示すように、通信相手からの磁束φａとコイルアンテナ２０との磁界結合は大きくなるものの、コイルアンテナ２０と給電コイル１０との、磁束φｂで示す磁界結合は小さくなる。その結果として通信可能最大距離は短い。【００６９】
逆の場合は、図１７（Ｂ）に示すように、給電コイル１０とコイルアンテナ２０との、磁束φｂで示す磁界結合は大きくなるものの、通信相手からの磁束φａはフェライトシート３０を通過しやすくなり、グランド導体５２と結合しやすくなる。その結果、グランド導体５２に発生する渦電流が増大し、通信特性が劣化する。【００７０】
図１８（Ａ）はフェライトシート３０の比透磁率（実部透磁率μ’）と厚みの積に対する通信最大距離の関係を示す図である。図１８（Ｂ）はその数値表である。この結果を得た条件は次のとおりである。【００７１】
［コイルアンテナ］
外形40mm×40mm
3ターン×両面
線幅＝1mm
線間＝1mm
［フェライトシート］
サイズはコイルアンテナの外形と同じ
［通信相手のカード］
ISO14443A規格の一般的なカード（80mm×50mm程度の大きさ）
図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）に示すように、フェライトシート３０の比透磁率と厚みの積が２０未満であれば、通信可能最大距離：３０mmを確保できる。通信可能最大距離：３０ｍｍ以上の場合、アンテナ装置を端末筐体内部に配置し、端末筐体の厚みを介して通信する場合や、通信相手先との間に多少の隙間が発生した場合も安定した通信を行うことができる。
【実施例１０】
【００７２】
実施例１０では、コイルアンテナのコイル導体のパターンの最適化について示す。図１９（Ａ）はコイルアンテナ２０の斜視図、図１９（Ｂ）はその分解斜視図である。また、図２０（Ａ）はコイルアンテナ２０の平面図、図２０（Ｂ）はコイルアンテナ２０の等価回路図である。【００７３】
コイルアンテナ２０は、ＰＥＴ等の基材シート２１の第１主面（上面）に第１コイル導体２２ａが形成され、第２主面（下面）第２コイル導体２２ｂが形成されている。第１コイル導体２２ａの巻回方向と第２コイル導体２２ｂの巻回方向は逆（透視状態では同一）であるので、等価回路は図２０（Ｂ）に示すようになる。【００７４】
図２０（Ｂ）において、インダクタＬ１，Ｌ２はコイル導体２２ａ，２２ｂに対応し、キャパシタＣ１はコイル導体２２ａ，２２ｂの主に外周端付近同士に生じる容量、キャパシタＣ２はコイル導体２２ａ，２２ｂの主に内周端付近同士に生じる容量である。ここで、コイル導体２２ａ，２２ｂの外周端付近の対向面積を大きくし、コイル導体２２ａ，２２ｂの内周端付近の対向面積を小さくすることで、Ｃ１＞＞Ｃ２≒０となるように設計すると、キャパシタＣ２部分はほぼオープンの状態となるため、Ｃ２付近の電極にはほとんど電流が流れない。すなわち電界が最大となる。逆に、キャパシタＣ２付近の電極から最も離れたキャパシタＣ１付近の電極が電流最大点となる。つまり、コイル導体２２ａ，２２ｂに流れる電流量は外側が多く、内側は少ないという分布になる。【００７５】
その結果、磁界発生領域がコイルアンテナ２０の最も外側となり、このことは等価的なアンテナサイズが大きい、ということであるので、放射効率の良好なアンテナが得られる。
【実施例１１】
【００７６】
実施例１１では、コイルアンテナのコイル導体の別の２つのパターンについて示す。図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）はそれぞれコイルアンテナの平面図である。いずれの例も、コイル導体２２ａ，２２ｂの外側ほど容量が大きく、内側ほど容量が小さくなるようにしている。【００７７】
図２１（Ａ）の例では、コイル導体の線幅を次第に変えて容量を調整している。すなわち、コイル導体２２ａの線幅を同じにして、コイル導体２２ｂの線幅を外周から内周に従って細くしている。図２１（Ｂ）の例では、コイル導体２２ａ，２２ｂの対向部分の線幅をコイル外周から内周に従って細く（ずれ量を大きく）している。
【実施例１２】
【００７８】
実施例１２では、給電コイル１０の一端とフェライトシートとの位置関係と通信可能最大距離との関係を示す。【００７９】
図２２（Ａ）はアンテナ装置の平面図および正面図、図２２（Ｂ）はフェライトシート３０の端部から給電コイル１０の一端までの寸法Ｙと通信可能最大距離との関係を示す図である。この結果を得た条件は次のとおりである。【００８０】
［コイルアンテナ］
平面寸法：40mm×40mm
厚み：50μm
6ターン×両面
線幅＝1mm
線間＝0.5mm
［フェライトシート］
平面寸法：40mm×40mm
厚み：100μm
比透磁率：約130
［プリント配線板］
平面寸法：50mm×110mm
［給電コイル］
平面寸法：5mm×5mm
厚み：0.8μm
［フェライトシートとプリント配線板との間隔］
1.2mm
図２２（Ｂ）に表れているように、フェライトシート３０の端部から給電コイル１０の一端までの寸法Ｙが0mm、35〜40mmであるとき、最も良好な特性が得られる。【００８１】
Ｙ＝0mm，35mmは、給電コイル１０の一端とフェライトシート３０の端部とが接している状態、Y=40mmは給電コイル１０の他端とフェライトシート３０の端部とが接している状態である。【００８２】
図２３はアンテナ装置の正面図である。図２３（Ａ）に示すように、給電コイル１０の開口部がコイルアンテナ２０の外形から出ているとき、給電コイル１０からの磁束はコイルアンテナ２０の外側を周回するので、コイルアンテナ２０の開口部を鎖交するような分布となる。したがって、給電コイル１０とコイルアンテナ２０とをさらに強く結合させることができる。一方、図２３（Ｂ）に示すように、給電コイル１０の開口部がコイルアンテナ２０の外形から出ていないとき、給電コイル１０からの磁束はフェライトシート３０の影響によって、コイルアンテナ２０の開口部を鎖交しないような分布となる。このため、給電コイル１０とコイルアンテナ２０との結合は上記よりもやや弱くなる。【００８３】
このように、コイルアンテナ２０から平面視したとき、給電コイル１０とコイルアンテナ２０とが一部重なるように、そしてコイルアンテナ２０の外形から給電コイル１０の開口部（端部）がはみ出すように配置することによって、給電コイル１０とコイルアンテナ２０との結合が強くなり、コイルアンテナ２０と給電コイル１０との距離が大きくなっても安定した通信特性を得ることができる。【００８４】
なお、以上に示した各実施例では、「導体層」がプリント配線板のグランド導体である例を主に示したが、液晶パネル、電池パック、シールドケースといった導体板などを「導体層」として適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上のように、本発明は、アンテナ装置および通信端末装置、特にHF帯のRFIDタグやリーダライタ等に利用されるアンテナ装置、およびこのアンテナ装置を備えた通信端末装置に利用でき、課金や物品管理を行うためのRFIDシステム等に有用である。
【符号の説明】
【００８６】
ＦＥ…先端
ＦＳ１…第１の平面
ＦＳ２…第２の平面
ＬＦ…裏面
ＴＦ…表面
ＳＥ…側端部
９…給電回路
１０…給電コイル
１１…磁性体コア
１２…コイルパターン
２０…コイルアンテナ
２１…基材シート
２２…コイル導体
２２ａ…第１コイル導体
２２ｂ…第２コイル導体
２２Ｅ…延設部
３０…フェライトシート
４０…接合材
５０…プリント配線板
５１…基材
５２…グランド導体
６０…端末筐体
７１…電子部品
７２…バッテリーパック
７３…カメラモジュール
７４…スピーカ
９０…RFID用ＩＣチップ
１０１〜１０４…アンテナ装置
１０５Ａ，１０５Ｂ…アンテナ装置
１０７，１０８…アンテナ装置
１１１ａ，１１１ｂ…非磁性層
１１２ａ，１１２ｂ…磁性層
１２１ａ，１２１ｂ…面内導体
１２２ａ，１２２ｂ…端面導体
１２３ａ，１２３ｂ…入出力端子
２０１，２０３，２０６，２０７…通信端末装置
３０１…通信相手側コイルアンテナ
【図１】
2012173080.tif 000003
【図２】
2012173080.tif 000004
【図３】
2012173080.tif 000005
【図４】
2012173080.tif 000006
【図５】
2012173080.tif 000007
【図６】
2012173080.tif 000008
【図８】
2012173080.tif 000009
【図９】
2012173080.tif 000010
【図１０】
2012173080.tif 000011
【図１１】
2012173080.tif 000012
【図１２】
2012173080.tif 000013
【図１３】
2012173080.tif 000014
【図１４】
2012173080.tif 000015
【図１５】
2012173080.tif 000016
【図１６】
2012173080.tif 000017
【図１７】
2012173080.tif 000018
【図１８】
2012173080.tif 000019
【図１９】
2012173080.tif 000020
【図２０】
2012173080.tif 000021
【図２１】
2012173080.tif 000022
【図２２】
2012173080.tif 000023
【図２３】
2012173080.tif 000024
【図７】
2012173080.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月25日(2013.2.25)
【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】
給電回路に接続される給電コイルと、前記給電コイルに近接配置されたコイルアンテナと、を有するアンテナ装置であって、
前記給電コイルと前記コイルアンテナとの間に、磁性体の比透磁率と厚み（単位はミリメートル）との積が２０未満の磁性体層が設けられていて、前記給電コイルと前記コイルアンテナとは、前記磁性体層を介して磁界結合されており、
前記給電コイルは、その巻回軸が前記コイルアンテナの巻回軸に対しほぼ直交するように配置されている、ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記コイルアンテナは通信相手側のアンテナに向く面である第１主面とこの第１主面の反対面である第２主面とを有する平面状のコイルであり、前記磁性体層は前記コイルアンテナの第２主面を覆うように設けられている、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記コイルアンテナは、第１主面に形成された平面状の第１コイル導体および第２主面に形成された平面状の第２コイル導体で構成されていて、
前記第１コイル導体のインダクタンス、前記第２コイル導体のインダクタンス、および前記第１コイル導体と前記第２コイル導体との間に生じる容量によりＬＣ並列共振回路が構成されていて、
前記コイルアンテナの平面視で、前記第１コイル導体と前記第２コイル導体との対向面積は、第１コイル導体および第２コイル導体の外周端部付近で最も大きく、内周端部で最も小さい、請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
導体層を有し、前記磁性体層は前記コイルアンテナの前記第２主面と前記導体層との間に設けられている、請求項２または３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記コイルアンテナの平面視で、前記給電コイルは、その少なくとも一部が前記磁性体層に重なるように配置されている、請求項１〜４のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記コイルアンテナは、通信信号のキャリア周波数に実質的に相当する共振周波数を持つ共振回路である、請求項１〜５のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記給電コイルと前記給電回路とで、通信信号のキャリア周波数に相当する周波数で共振する共振回路が構成されている、請求項１〜６のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記コイルアンテナは、少なくとも第１の平面と前記第１の平面に連接した第２の平面とを有する平面状のコイルであり、前記給電コイルは、前記第１の平面と前記第２の平面とで囲まれた領域に配置されている、請求項１〜７のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記磁性体層は、その厚みが３００μｍ以下である、請求項１〜８のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
筐体と、前記筐体内に設けられた給電回路と、前記給電回路に接続された給電コイルと、前記給電コイルに近接配置されたコイルアンテナと、を有する通信端末装置であって、
前記給電コイルと前記コイルアンテナとの間に磁性体層を備え、前記給電コイルと前記コイルアンテナとは、前記磁性体層を介して磁界結合されており、
前記給電コイルは、前記給電コイルの巻回軸が前記筐体の端面に対してほぼ垂直を向く状態で前記筐体内の端部近傍に配置されている、ことを特徴とする通信端末装置。
【請求項１１】
前記コイルアンテナは、少なくとも第１の平面と前記第１の平面に連接した第２の平面を有する平面状コイルであり、前記第１の平面は前記筐体の主面に対してほぼ平行であり、前記第２の平面は前記筐体の端部方向に折り曲げられている、請求項１０に記載の通信端末装置。
【請求項１２】
筐体と、前記筐体内に設けられた給電回路と、前記給電回路に接続された給電コイルと、前記給電コイルに近接配置されたコイルアンテナと、を有する通信端末装置であって、
前記給電コイルと前記コイルアンテナとの間に磁性体層を備え、前記給電コイルと前記コイルアンテナとは、前記磁性体層を介して磁界結合されており、
前記コイルアンテナとで給電コイルを挟むように、前記給電コイルの巻回軸に沿って延びる導体層を備え、前記導体層は、平面視で、給電コイルを覆い且つ少なくとも一部が前記コイルアンテナのコイル導体の内周より内側に位置するように配置されている、ことを特徴とする通信端末装置。
【国際調査報告】
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