(57)【要約】  第１端および第２端を有するアンテナコイル（１０）と、少なくとも第１端子および第２端子を有するＩＣ（２０）とを備え、回路基板（４０）への実装状態で、回路基板（４０）に形成されている導体パターンに接続されることで、アンテナコイル（１０）とＩＣ（２０）とを含む閉ループを形成する複数の外部端子（Ｔ１，Ｔ２）を備える。外部端子（Ｔ１，Ｔ２）間には例えば線状導体パターン（４１）が接続される。このようにして、組み込み先の電子機器に組み込まれる前の状態では誤動作し難い、アンテナ装置、アンテナモジュールおよびこれらを備える通信端末装置を構成する。
2016002423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端および第２端を有するアンテナコイルと、少なくとも第１端子および第２端子を有するＩＣと、複数の外部端子とを備え、接続部材への非接続状態では、前記アンテナコイルと前記ＩＣとにより閉ループが形成されておらず、前記接続部材への接続状態で、前記接続部材に前記複数の外部端子が接続されて、または前記接続部材に形成されている導体パターンに前記複数の外部端子が接続されて、前記アンテナコイルと前記ＩＣとを含む閉ループが形成される、アンテナ装置。
【請求項２】
前記複数の外部端子のうち第１外部端子に前記アンテナコイルの第１端が接続され、
前記複数の外部端子のうち第２外部端子に前記ＩＣの第１端子が接続され、
前記アンテナコイルの第２端と前記ＩＣの第２端子とが接続された、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記複数の外部端子のうち第３外部端子に前記アンテナコイルの第２端が接続された、請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記複数の外部端子のうち第１外部端子に前記アンテナコイルの第１端が接続され、
前記複数の外部端子のうち第２外部端子に前記ＩＣの第１端子が接続され、
前記複数の外部端子のうち第３外部端子に前記アンテナコイルの第２端が接続され、
前記複数の外部端子のうち第４外部端子に前記ＩＣの第２端子が接続された、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記ＩＣの第１端子と第２端子との間に接続された、または前記ＩＣの第１端子または第２端子に対して直列に接続された、キャパシタを備えた、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ＩＣは第３端子を有し、
前記複数の外部端子のうち第５外部端子に前記ＩＣの第３端子が接続された、請求項２〜５のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記アンテナコイルは、積層体に形成された導体パターンで構成され、前記積層体は前記アンテナコイルの少なくとも巻回範囲内に磁性体を含む、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ＩＣは前記積層体の表面に配置された、請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記ＩＣは前記積層体の内部に配置された、請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のアンテナ装置と、このアンテナ装置が接続される接続部材とで構成されるアンテナモジュールであって、
前記接続部材は、前記アンテナコイルおよび前記ＩＣによる閉ループを形成する回路を有する、アンテナモジュール。
【請求項１１】
前記接続部材は回路基板である、請求項１０に記載のアンテナモジュール。
【請求項１２】
前記閉ループを形成する回路はループ状の導体パターンである、請求項１０または１１に記載のアンテナモジュール。
【請求項１３】
前記閉ループを形成する回路は共振周波数調整用インピーダンス素子を含む、請求項１０または１１に記載のアンテナモジュール。
【請求項１４】
請求項１〜９のいずれかに記載のアンテナ装置または請求項１０〜１３のいずれかに記載のアンテナモジュールを備えた、通信端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナコイルとアンテナコイルに接続されるＩＣとを備えたアンテナ装置、そのアンテナ装置を備えるアンテナモジュールおよび通信端末装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、アンテナコイルとＩＣとを備えたアンテナ装置が示されている。この特許文献１に記載のアンテナ装置は、積層体にアンテナコイルが構成され、その積層体にＩＣが搭載されて、アンテナコイルにＩＣが並列接続されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２０１３／１６１６０８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に示されているアンテナ装置においては、アンテナコイルとＩＣとが一体化された１つの部品として扱うことができ、この部品を例えば回路基板に実装することで例えばＨＦ帯で通信するＮＦＣ（Near Field Communication）に対応した電子機器が構成される。【０００５】
ところが、特許文献１のように、アンテナコイルとＩＣとが一体化されたアンテナ装置は、それを電子機器に組み込む前のアンテナ装置単体の状態でも、アンテナ装置のＩＣは動作し得る。例えばこのアンテナ装置は、輸送中などにおいて単体の状態であっても、リーダライタ等の通信相手装置に近接したとき、アンテナコイルは通信相手装置のアンテナと磁界結合し、ＩＣが動作してしまい、ＩＣに誤った情報が書き込まれるおそれがあった。【０００６】
本発明の目的は、組み込み先の電子機器に組み込まれる前の状態では誤動作し難い、アンテナ装置、アンテナモジュールおよびこれらを備える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】
【０００７】
本発明のアンテナ装置は、第１端および第２端を有するアンテナコイルと、少なくとも第１端子および第２端子を有するＩＣと、複数の外部端子とを備え、接続部材への非接続状態では、前記アンテナコイルと前記ＩＣとにより閉ループが形成されておらず、前記接続部材への接続状態で、前記接続部材に前記複数の外部端子が接続されて、または前記接続部材に形成されている導体パターンに前記複数の外部端子が接続されて、前記アンテナコイルと前記ＩＣとを含む閉ループが形成されることを特徴としている。【０００８】
本発明のアンテナモジュールは、上記アンテナ装置と、このアンテナ装置が接続される接続部材とで構成され、前記接続部材は、アンテナコイルおよびＩＣによる閉ループを形成する回路を有することを特徴としている。【０００９】
本発明の通信端末装置は、上記アンテナ装置またはアンテナモジュールを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、輸送中などにおいて単体の状態でリーダライタ等の通信相手装置に近接しても、ＩＣが誤動作しないアンテナ装置が得られる。また、所定のアンテナ特性を有するアンテナモジュールおよび通信端末装置が容易に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は第１の実施形態に係るアンテナ装置の回路図である。
【図２】図２は第１の実施形態に係るさらに別のアンテナ装置の回路図である。
【図３】図３は第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２Ａの分解斜視図である。
【図４】図４は第２の実施形態に係る別のアンテナ装置１０２Ｂの分解斜視図である。
【図５】図５（Ａ）（Ｂ）は第３の実施形態に係るアンテナ装置の構造を兼ねて表す回路図である。
【図６】図６（Ａ）（Ｂ）は第４の実施形態に係るアンテナモジュールの構造を兼ねて表す回路図である。
【図７】図７（Ａ）（Ｂ）は第５の実施形態に係るアンテナモジュールの回路図である。
【図８】図８は第６の実施形態に係るアンテナ装置およびアンテナモジュールの回路図である。
【図９】図９は第７の実施形態に係るアンテナ装置１０７の実装面側を見た平面図である。
【図１０】図１０はアンテナ装置１０７を構成する積層体の各基材層の平面図である。
【図１１】図１１（Ａ）はアンテナ装置１０７を実装する回路基板４０の平面図、図１１（Ｂ）は回路基板４０のアンテナ装置の実装部の拡大平面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は第８の実施形態に係るアンテナモジュールが備える回路基板４０の平面図、図１２（Ｂ）は回路基板４０のアンテナ装置の実装部の拡大平面図である。
【図１３】図１３は第８の実施形態に係る別のアンテナモジュールが備える回路基板４０の平面図である。
【図１４】図１４（Ａ）は第９の実施形態に係るアンテナモジュールが備える回路基板４０の平面図、図１４（Ｂ）は回路基板４０のアンテナ装置の実装部の拡大平面図である。
【図１５】図１５は第１０の実施形態に係る無線通信装置３１０の筐体内部の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以降に本発明を実施するための形成を複数の実施形態を分けて示す。各実施形態において、共通の事柄については説明を省略し、異なる点について主に説明する。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。
【００１３】
《第１の実施形態》
図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は第１の実施形態に係るアンテナ装置の回路図である。図２は第１の実施形態に係るさらに別のアンテナ装置の回路図である。
【００１４】
図１（Ａ）のアンテナ装置１０１Ａ、図１（Ｂ）のアンテナ装置１０１Ｂ、図１（Ｃ）のアンテナ装置１０１Ｃ、図２のアンテナ装置１０１Ｄ、のいずれにおいても、これらアンテナ装置は、アンテナコイル１０とＩＣ２０とを備える。アンテナコイル１０は第１端Ｐ１１および第２端Ｐ１２を有する。図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すＩＣ２０は第１端子Ｐ２１および第２端子Ｐ２２を有する。図２に示すＩＣ３０は第１端子Ｐ２１、第２端子Ｐ２２および第３端子Ｐ２３を有する。
【００１５】
上記ＩＣ２０，３０は、アンテナコイル１０を介して通信相手のアンテナ装置と磁界結合させて、例えばＮＦＣ通信を行うＲＦＩＣであり、例えばＲＦＩＤタグ用ＩＣである。
【００１６】
図１（Ａ）に示すアンテナ装置１０１Ａでは、第１外部端子Ｔ１にアンテナコイル１０の第１端Ｐ１１が接続されていて、第２外部端子Ｔ２にＩＣ２０の第１端子Ｐ２１が接続されている。また、アンテナコイル１０の第２端Ｐ１２とＩＣ２０の第２端子Ｐ２２とが接続されている。このアンテナ装置１０１Ａが回路基板に実装されることで、第１外部端子Ｔ１と第２外部端子Ｔ２は、回路基板に形成されている導体パターンに接続される。その状態で、アンテナコイル１０とＩＣ２０とを含む電流経路（閉ループ）が形成される。アンテナ装置１０１Ａが回路基板に実装される前の単体の状態では、上記電流経路は形成されない。すなわち閉ループは形成されない。したがって、アンテナ装置１０１Ａ単体の状態ではアンテナコイル１０に磁束が鎖交しても電流は流れず、リーダライタアンテナ等の通信相手装置に近接してもＩＣが誤動作することはない。
【００１７】
ここで、アンテナ装置１０１Ａが回路基板に実装されていない状態では、アンテナコイル１０とＩＣ２０とにより閉ループが形成されていない。このことは、回路基板に実装されていない状態では、アンテナコイル１０の少なくとも一端はＩＣ２０と接続されていないことを意味する。本実施形態においては、アンテナコイル１０の第１端Ｐ１１は第１外部端子Ｔ１に接続されており、ＩＣ２０とは接続されていない。
【００１８】
なお、第１外部端子Ｔ１と第２外部端子Ｔ２とを電気的に接続する手段は回路基板に形成されている導体パターンに限らない。例えば、通信装置の金属筐体やシールド部材の表面の一部を利用して電気的に接続してもよい。すなわち、アンテナ装置が接続される接続部材は、導体パターンが形成された回路基板以外に、導電性の部材や、導体パターンが形成された部材であってもよい。
【００１９】
図１（Ｂ）に示すアンテナ装置１０１Ｂでは、第３外部端子Ｔ３にアンテナコイル１０の第２端Ｐ１２が接続されている。第３外部端子Ｔ３はＩＣ２０の第２端子Ｐ２２にも接続されている。この構成によれば、アンテナ装置１０１Ｂが回路基板に実装されることで、第１外部端子Ｔ１と第２外部端子Ｔ２との間に外部回路が接続されることで、ＩＣ２０からみてアンテナコイル１０と外部回路を直列に接続できるだけでなく、第１外部端子Ｔ１と第３外部端子Ｔ３との間に外部回路を接続し、かつ第１外部端子Ｔ１と第２外部端子Ｔ２を、回路基板に形成されている導体パターンに接続することにより、ＩＣ２０からみてアンテナコイル１０と外部回路とを並列に接続できる。
【００２０】
アンテナ装置１０１Ａ，１０１Ｂのように、アンテナコイル１０の一端とＩＣ２０の一端とがアンテナ装置の内部で接続されていると、必要な外部端子の数を削減できる。
【００２１】
図１（Ｃ）に示すアンテナ装置１０１Ｃでは、第１外部端子Ｔ１にアンテナコイル１０の第１端Ｐ１１が接続されていて、第２外部端子Ｔ２にＩＣ２０の第１端子Ｐ２１が接続されていて、第３外部端子Ｔ３にアンテナコイル１０の第２端Ｐ１２が接続されていて、第４外部端子Ｔ４にＩＣ２０の第２端子Ｐ２２が接続されている。この構成によれば、回路基板に形成された外部回路をアンテナ装置１０１ＣやＩＣ２０に対して複雑な形態で接続することができる。
【００２２】
図２に示すアンテナ装置１０１Ｄでは、ＩＣ３０は第３端子Ｐ２３を有する。第１外部端子Ｔ１にはアンテナコイル１０の第１端Ｐ１１が接続されていて、第２外部端子Ｔ２にはＩＣ３０の第１端子Ｐ２１が接続されていて、第５外部端子Ｔ５にＩＣ３０の第３端子Ｐ２３が接続されている。この構成によれば、ＩＣ３０が備えている機能を第５外部端子Ｔ５に接続される回路で有効に用いることができる。例えば、第５外部端子Ｔ５を介してＩＣ３０に電圧を印加したり、第５外部端子Ｔ５を介してグランド導体に接続したりすることができる。
【００２３】
《第２の実施形態》
図３は第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２Ａの分解斜視図である。このアンテナ装置１０２Ａは、複数のフェライトシート１１〜１７の積層体である。フェライトシート１２の下面にはコイル導体の複数の線状導体パターン１が形成されている。フェライトシート１６の上面にはコイル導体の複数の線状導体パターン２が形成されている。フェライトシート１２〜１６にはコイル導体の複数のビア導体（層間接続導体）３，４が形成されている。これらのビア導体３は複数の線状導体パターン１の第１端と線状導体パターン２の第１端とを接続する。また、ビア導体４は複数の線状導体パターン１の第２端と線状導体パターン２の第２端とを接続する。線状導体パターン１，２およびビア導体３，４によって、横置きの扁平角筒に沿ったヘリカル状のアンテナコイルが構成されている。なお、ビア導体３，４で複数の線状導体パターン１と線状導体パターン２とを接続する代わりに、線状導体パターン１，２をフェライトシート１２，１６の端面にまで延ばし、フェライトシート１２〜１６の端面に線状導体パターンを形成することで、複数の線状導体パターン１，２を端面の線状導体パターンで接続しても良い。また、アンテナコイルの巻回軸が積層体の積層方向に対して平行となるように、フェライトシートに導体パターンを形成し、巻回軸が積層体の積層方向に対して平行となるヘリカル状のアンテナコイルを構成しても良い。
【００２４】
フェライトシート１１の下面には第１外部端子Ｔ１、第２外部端子Ｔ２、および第３外部端子Ｔ３が形成されている。アンテナコイルの複数の線状導体パターン１のうち１つの端部がビア導体で第１外部端子Ｔ１に接続されている。また、アンテナコイルの複数の線状導体パターン１のうち１つの端部がビア導体で第３外部端子Ｔ３に接続されている。
【００２５】
フェライトシート１７の上面にはＩＣ２０が搭載される配線パターン５が形成されている。ＩＣ２０は配線パターン５およびビア導体を介して第２外部端子Ｔ２および第３外部端子Ｔ３にそれぞれ接続されている。すなわち、本実施形態においては、図１（Ｂ）におけるアンテナ装置１０１Ｂの構造を示している。図１（Ａ）（Ｃ）や図２におけるアンテナ装置も本実施形態と同様、フェライトシートとそこに形成された導体パターン、ビア導体等により構成することができる。
【００２６】
このようにＩＣ２０を積層体の表面に配置すれば、積層体の構造が簡素になり、低コスト化が図れる。
【００２７】
なお、図３において、フェライトシート１１〜１７は非磁性体フェライトシートまたは磁性体フェライトシートである。例えば、アンテナコイルの巻回範囲内となるフェライトシート１２〜１６は磁性体フェライトシートであり、その他のフェライトシートは非磁性体フェライトシートである。フェライトシート１１〜１７の積層体は一体として焼結されている。この構造により、アンテナコイルの巻回範囲内の透磁率が高く、小型でありながら、所定インダクタンスを有するアンテナコイルが構成できる。また、通信相手アンテナとの磁界結合を容易に高められる。
【００２８】
なお、本実施形態はフェライトシートの積層体で説明したが、アンテナ装置の構成方法はこれに限らない。図４は第２の実施形態に係る別のアンテナ装置１０２Ｂの分解斜視図である。このアンテナ装置１０２Ｂは、例えばポリイミドや液晶ポリマーなどの複数の樹脂シート１１〜１６の積層体である樹脂多層基板を備えている。樹脂シート１２の下面にはコイル導体の複数の線状導体パターン１が形成されている。樹脂シート１６の上面にはコイル導体の複数の線状導体パターン２が形成されている。樹脂シート１２〜１６にはコイル導体の複数のビア導体（層間接続導体）３，４が形成されている。図３に示した例と同様に、線状導体パターン１，２およびビア導体３，４によって、横置きの扁平角筒に沿ったヘリカル状のアンテナコイルが構成されている。
【００２９】
樹脂シート１３，１４，１５には中央部に開口ＡＰが形成されている。これらの開口ＡＰの積層によってキャビティが構成されている。そして、このキャビティ内にＩＣ２０が埋設されている。樹脂シート１２の上面にはＩＣ２０の第１端および第２端が導通する２つの配線パターン５が形成されている。これら配線パターン５はビア導体を介して外部端子Ｔ２，Ｔ３にそれぞれ接続されている。本実施形態も図１（Ｂ）におけるアンテナ装置１０１Ｂの構造を示している。図１（Ａ）（Ｃ）や図２のアンテナ装置においても、本実施形態と同様、ＩＣを樹脂多層基板の内部に配置できることは言うまでもない。
【００３０】
このようにアンテナ装置を樹脂シートで構成することにより、フェライトシートで構成するよりも柔軟性を有するアンテナ装置を得ることができる。また、柔軟性を有することからアンテナ装置を大型化することが容易となり、通信特性の良いアンテナ装置が得られる。さらに、ＩＣ２０を積層体の内部に配置すれば低背化でき、厚み方向の余裕の少ない電子機器に容易に組み込める。また、ＩＣ２０を埋没させるキャビティと同様の方法でアンテナコイル内に別のキャビティを構成し、そのキャビティ内に磁性体コアを配置することにより、透磁率が高く、薄型でありながら、所定インダクタンスを有するアンテナコイルが構成できる。
【００３１】
また、樹脂多層基板の樹脂シートを磁性体フェライトが混ぜ込まれた樹脂シートとすることにより、透磁率が高く、薄型でありながら、所定インダクタンスを有するアンテナコイルを構成することもできる。
【００３２】
《第３の実施形態》
図５（Ａ）（Ｂ）は第３の実施形態に係るアンテナ装置の構造を兼ねて表す回路図である。図５（Ａ）のアンテナ装置１０３Ａはアンテナコイル１０、ＩＣ２０およびキャパシタＣを備える。第１外部端子Ｔ１にアンテナコイル１０の第１端Ｐ１１が接続されていて、第２外部端子Ｔ２にＩＣ２０の第１端子Ｐ２１が接続されている。また、アンテナコイル１０の第２端Ｐ１２とＩＣ２０の第２端子Ｐ２２とが接続されている。キャパシタＣはＩＣ２０に対して並列接続されている。すなわち、第１端子Ｐ２１と第２端子Ｐ２２との間に接続されている。
【００３３】
図５（Ｂ）のアンテナ装置１０３Ｂはアンテナコイル１０、ＩＣ２０およびキャパシタＣを備える。第１外部端子Ｔ１にはアンテナコイル１０の第１端Ｐ１１が接続されていて、第２外部端子Ｔ２にはＩＣ２０の第１端子Ｐ２１が接続されている。また、アンテナコイル１０の第２端Ｐ１２とＩＣ２０の第２端子Ｐ２２との間にキャパシタＣが接続されている。
【００３４】
アンテナ装置１０３Ａ，１０３Ｂのいずれにおいても、アンテナコイル１０は、図３，図４に示したように積層体８に構成されている。ＩＣ２０およびキャパシタＣは積層体８の上面に搭載されている。積層体８の上面にはモールド樹脂９が形成されている。
【００３５】
これらアンテナ装置１０３Ａ，１０３Ｂが回路基板に実装されることで、第１外部端子Ｔ１と第２外部端子Ｔ２は、回路基板に形成されている導体パターンに接続される。その状態で、アンテナコイル１０とＩＣ２０とを含む電流経路（閉ループ）が形成される。
【００３６】
本実施形態にように、ＩＣ２０の第１端子Ｐ２１と第２端子Ｐ２２との間に、またはＩＣ２０の第１端子Ｐ２１または第２端子Ｐ２２に対して直列に、キャパシタＣが接続されていることで、アンテナコイル１０およびＩＣ２０によるＬＣ共振回路のキャパシタンス成分を予め持たせることができる。なお、キャパシタＣの代わりに同様のキャパシタンスを有するキャパシタンスパターンを積層体８の内部に構成しても良い。
【００３７】
《第４の実施形態》
図６（Ａ）（Ｂ）は第４の実施形態に係るアンテナモジュールの構造を兼ねて表す回路図である。図６（Ａ）のアンテナモジュール２０４Ａ、図６（Ｂ）のアンテナモジュール２０４Ｂのいずれも、アンテナ装置１０３Ａと回路基板４０とを備える。
【００３８】
図６（Ａ）に示すアンテナモジュール２０４Ａの回路基板４０には、アンテナ装置１０３Ａの外部端子Ｔ１，Ｔ２が接続される導体パターン４１が形成されている。したがって、この回路基板４０にアンテナ装置１０３Ａが実装された状態で、アンテナコイル１０、キャパシタＣおよびＩＣ２０がそれぞれ並列接続される。すなわち、アンテナコイル１０およびＩＣ２０を含む電流経路（閉ループ）を形成する。
【００３９】
図６（Ｂ）に示すアンテナモジュール２０４Ｂの回路基板４０には、ループ状導体パターン４２が形成されている。この構成により、回路基板４０にアンテナ装置１０３Ａが実装された状態で、アンテナコイル１０にループ状導体パターン４２が直列接続され、この直列回路にキャパシタＣおよびＩＣ２０がそれぞれ並列接続される。
【００４０】
図６（Ｂ）に示すアンテナモジュール２０４Ｂのループ状導体パターン４２はアンテナコイル１０とは別の放射素子として作用するので、アンテナ特性の高いアンテナモジュールが構成できる。例えば、アンテナコイル１０とループ状導体パターン４２とのコイル軸を異ならせることにより、アンテナコイル１０が結合する磁束とは異なる方向の磁束とも結合するアンテナモジュールを構成できる。また、ループ導体パターンを基板外縁などに形成することで、アンテナ開口面積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。
【００４１】
本実施形態によれば、アンテナコイル１０とＩＣ２０とが接続されて、アンテナ装置１０３Ａが本来の機能を果たすモジュール部品として扱うことができる。また、このアンテナモジュール２０４Ａ，２０４Ｂの状態でアンテナ装置の所定の特性を確保できる。
【００４２】
《第５の実施形態》
図７（Ａ）（Ｂ）は第５の実施形態に係るアンテナモジュールの回路図である。図７（Ａ）のアンテナモジュール２０５Ａ、図７（Ｂ）のアンテナモジュール２０５Ｂのいずれも、アンテナ装置１０３Ａと回路基板４０とを備える。
【００４３】
図７（Ａ）に示すアンテナモジュール２０５Ａの回路基板４０にはループ状導体パターン４２が形成されている。また、この回路基板４０には共振周波数調整用インピーダンス素子４３が実装されている。ループ状導体パターン４２はアンテナ装置１０３Ａの外部端子Ｔ１，Ｔ２が接続される。共振周波数調整用インピーダンス素子４３にはアンテナ装置１０３Ａの外部端子Ｔ２，Ｔ３が接続される。したがって、この回路基板４０にアンテナ装置１０３Ａが実装された状態で、アンテナコイル１０にループ状導体パターン４２が直列接続され、この直列回路にキャパシタＣおよびＩＣ２０がそれぞれ並列接続され、さらに、アンテナコイル１０とループ状導体パターン４２との直列回路に共振周波数調整用インピーダンス素子４３が並列接続される。
【００４４】
図７（Ｂ）に示すアンテナモジュール２０５Ｂの回路基板４０にはループ状導体パターン４２が形成されている。また、この回路基板４０には共振周波数調整用インピーダンス素子４３が実装されている。ループ状導体パターン４２にはアンテナ装置１０３Ａの外部端子Ｔ１，Ｔ２が接続される。共振周波数調整用インピーダンス素子４３にはアンテナ装置１０３Ａの外部端子Ｔ１，Ｔ３が接続される。したがって、この回路基板４０にアンテナ装置１０３Ａが実装された状態で、アンテナコイル１０にループ状導体パターン４２が直列接続され、この直列回路にキャパシタＣおよびＩＣ２０がそれぞれ並列接続され、さらに、アンテナコイル１０に共振周波数調整用インピーダンス素子４３が並列接続される。
【００４５】
上記共振周波数調整用インピーダンス素子４３はチップキャパシタまたはチップインダクタであり、これらのリアクタンスによって、アンテナコイル１０、ループ状導体パターン４２およびキャパシタＣを含む共振回路の共振周波数を所定値に定める。なお、インピーダンス素子４３の代わりに回路基板４０に形成した所定のインピーダンス形成用導体パターンを用いても良い。
【００４６】
このように回路基板側に共振周波数調整用の素子を備えることにより、単一種のアンテナ装置を用いながらも、共振周波数特性の異なるアンテナモジュールを構成できる。
【００４７】
《第６の実施形態》
図８は第６の実施形態に係るアンテナ装置およびアンテナモジュールの回路図である。このアンテナモジュール２０６はアンテナ装置１０６と回路基板４０とで構成されている。アンテナ装置１０６はアンテナコイル１０、ＩＣ２０、キャパシタＣ，Ｃ２、抵抗Ｒを備えている。アンテナコイル１０は積層体８に構成されていて、その他の素子は積層体８に搭載されている。アンテナ装置１０６には外部端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３以外に外部端子Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７が形成されている。ＩＣ２０のグランド端子は外部端子Ｔ５に接続されていて、ＩＣ２０の電源端子は抵抗Ｒを介して外部端子Ｔ７に接続されている。
【００４８】
回路基板４０にはループ状導体パターン４２およびその他の回路が構成されている。したがって、この回路基板４０にアンテナ装置１０６が実装された状態で、アンテナコイル１０にループ状導体パターン４２が直列接続され、この直列回路にキャパシタＣおよびＩＣ２０がそれぞれ並列接続される。また、ＩＣ２０に抵抗Ｒおよび平滑用キャパシタＣ２を介して外部回路が接続される。
【００４９】
《第７の実施形態》
図９は第７の実施形態に係るアンテナ装置１０７の実装面側を見た平面図である。但し、図９ではアンテナ装置１０７に構成される回路の回路図も表している。このアンテナ装置１０７は(1)〜(10)で示す１０個の外部端子を有する。
【００５０】
図１０はアンテナ装置１０７を構成する積層体の各基材層の平面図である。この例では８つの基材層Ｓ１〜Ｓ８を備える。なお、図１０においてＳ８’で示す図は基材層Ｓ８の裏面（ＩＣ等の部品搭載面）から見た平面図である。
【００５１】
図１０において、基材層Ｓ３の上面にコイル導体の複数の線状導体パターン１が形成されている。基材層Ｓ８の上面にはコイル導体の複数の線状導体パターン２が形成されている。基材層Ｓ３〜Ｓ７にはコイル導体の複数のビア導体が形成されている。これらのビア導体および線状導体パターン１，２によって、アンテナコイルが構成されている。
【００５２】
基材層Ｓ２には外部端子(6)と外部端子(9)とを接続する配線パターン６が形成されている。基材層Ｓ８の下面には配線パターン５が形成されている。この基材層Ｓ８の下面は積層体の上面に相当し、ＩＣ２０およびキャパシタＣが搭載される。
【００５３】
図１１（Ａ）は上記アンテナ装置１０７を実装する回路基板４０の平面図、図１１（Ｂ）は回路基板４０のアンテナ装置の実装部の拡大平面図である。実装部中のランドに付した符号(1)〜(10)は、これらランドに接続されるアンテナ装置１０７の外部端子の符号である。
【００５４】
回路基板４０には平面状に広がるグランド導体４４が形成されている。アンテナ装置１０７の外部端子(8)が接続されるランドはグランド導体４４に繋がっている。アンテナ装置の実装部には導体パターン４１が形成されている。この導体パターン４１によってアンテナ装置１０７の外部端子(5)と(6)とが接続される。
【００５５】
回路基板４０にアンテナ装置１０７が実装されることでアンテナモジュールが構成される。回路基板４０のグランド導体４４は、アンテナ装置１０７のアンテナコイルの巻回軸方向に広がっているので、回路基板４０の主面に対して垂直方向の磁束はグランド導体４４の表面付近でグランド導体４４に沿って進むように磁束の向きが変化し、アンテナ装置１０７へ導かれる。そのため、アンテナ装置１０７のアンテナコイルの巻回軸と直交する磁束についてもアンテナ装置１０７は通信のために有効に利用できる。
【００５６】
また、例えばＨＦ帯においてアンテナコイルとグランド導体４４とが電磁界結合することにより、グランド導体４４の縁端部に沿って流れる電流が誘導される。その結果、グランド導体４４は放射素子として作用する。
【００５７】
なお、図１１（Ａ）（Ｂ）に示した例では、導体パターン４１はグランド導体４４から分離されているが、導体パターン４１はグランド導体４４に繋がっていてもよい。
【００５８】
《第８の実施形態》
図１２（Ａ）は第８の実施形態に係るアンテナモジュールが備える回路基板４０の平面図、図１２（Ｂ）は回路基板４０のアンテナ装置の実装部の拡大平面図である。この回路基板４０に実装されるアンテナ装置１０７の構成は第７の実施形態で示したものと同じである。
【００５９】
回路基板４０には平面状に広がるグランド導体４４およびループ状導体パターン４２が形成されている。このループ状導体パターン４２の両端は、アンテナ装置の外部端子(5)、(6)が接続されるランドに接続されている。
【００６０】
上記ループ状導体パターン４２はアンテナ装置１０７のアンテナコイルと直列に接続される。このループ状導体パターン４２はアンテナコイルとは別の放射素子として作用する。ループ状導体パターン４２の巻回軸とアンテナコイルの巻回軸とは直交している。ループ状導体パターン４２とグランド導体４４との間には間隙があるので、この間隙を磁束が通過することで、ループ状導体パターン４２は通信相手側アンテナと磁界結合する。したがって、ループ状導体パターン４２は、回路基板４０の主面に対して垂直方向の磁界に関する放射素子として作用し、アンテナ装置１０７のアンテナコイルは、回路基板４０の主面方向の磁界に関する放射素子として作用する。
【００６１】
図１３は第８の実施形態に係る別のアンテナモジュールが備える回路基板４０の平面図である。この例では、回路基板４０の周縁に沿ってループ状導体パターン４２が形成されている。この回路基板４０には平面状に広がるグランド導体が無い。この構成によれば、ループ状導体パターン４２のコイル開口が広く開いているので、回路基板４０の主面に対して垂直方向の磁界と強く結合する。
【００６２】
《第９の実施形態》
図１４（Ａ）は第９の実施形態に係るアンテナモジュールが備える回路基板４０の平面図、図１４（Ｂ）は回路基板４０のアンテナ装置の実装部の拡大平面図である。この回路基板４０に実装されるアンテナ装置１０７の構成は第７の実施形態で示したものと同じである。
【００６３】
回路基板４０には平面状に広がるグランド導体４４が形成されている。また、回路基板４０には、共振周波数調整用インピーダンス素子４３が接続されるランドが形成されている。このランドは、アンテナ装置の外部端子(9)、(10)が接続されるランドに繋がっている。共振周波数調整用インピーダンス素子４３は例えばチップキャパシタまたはチップインダクタ等のリアクタンス素子であり、この値によって共振周波数が微調整される。
【００６４】
《第１０の実施形態》
図１５は第１０の実施形態に係る無線通信装置３１０の筐体内部の構造を示す図であり、下部筐体９２と上部筐体９１とを分離して内部を露出させた状態での平面図である。上部筐体９１の内部には回路基板７１，８１、バッテリーパック８３等が収められている。回路基板７１にはアンテナ装置１０７が実装されている。この回路基板７１にはＵＨＦ帯アンテナ７２、カメラモジュール７６等も搭載されている。また、回路基板８１にはＵＨＦ帯アンテナ８２等が搭載されている。回路基板７１と回路基板８１とは同軸ケーブル８４を介して接続されている。
【００６５】
回路基板７１には図１１（Ａ）に示した導体パターン４１と同様の導体パターンが形成されている。回路基板７１に実装する前のアンテナ装置１０７単体の状態では、そのアンテナ装置１０７の輸送中にリーダライタ等に近接しても、アンテナ装置１０７に搭載されているＩＣは誤動作しない。このアンテナ装置１０７を回路基板７１に実装することで、初めて本来のアンテナ装置として作用する。
【００６６】
なお、図６〜図８に示したアンテナモジュールを筐体の内面に貼付することで通信端末装置を構成してもよい。
【００６７】
また、図６〜図８に示したアンテナモジュール以外に無線通信装置３１０の筐体内部にさらに補助アンテナコイルを配置し、アンテナモジュールのアンテナコイルやループ状導体パターンと補助アンテナコイルを磁界結合させ、補助アンテナコイルをブースターアンテナとして機能させてもよい。また、無線通信装置３１０の筐体が金属等の導電性部材である場合、筐体の導電性部材によりループを形成し、図６〜図８に示したアンテナモジュールのアンテナコイルやループ状導体パターンと筐体の導電性部材によるループを磁界結合させ、筐体の導電性部材によるループをブースターアンテナとして機能させてもよい。さらに、無線通信装置３１０が有するＵＨＦ帯用等の別のアンテナの放射素子によりループを形成し、図６〜図８に示したアンテナモジュールのアンテナコイルやループ状導体パターンと放射素子によるループを磁界結合させ、放射素子によるループをブースターアンテナとして機能させてもよい。
【００６８】
さらに、図６〜図８に示したアンテナモジュールをＳＤカード（登録商標）やＳＩＭカード（登録商標）等の情報記憶媒体等に搭載してもよい。
【００６９】
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ことは明らかである。例えば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ことは言うまでもない。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、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７０】
ＡＰ…開口
Ｐ１１…アンテナコイルの第１端
Ｐ１２…アンテナコイルの第２端
Ｐ２１…ＩＣの第１端子
Ｐ２２…ＩＣの第２端子
Ｐ２３…ＩＣの第３端子
Ｒ…抵抗
Ｓ１〜Ｓ８…基材層
Ｔ１…第１外部端子
Ｔ２…第２外部端子
Ｔ３…第３外部端子
Ｔ４…第４外部端子
Ｔ５…第５外部端子
Ｔ６，Ｔ７…外部端子
１，２…線状導体パターン
３，４…ビア導体
５，６…配線パターン
８…積層体
９…モールド樹脂
１０…アンテナコイル
１１〜１７…樹脂シート
２０，３０…ＩＣ
４０…回路基板
４１…導体パターン
４２…ループ状導体パターン
４３…共振周波数調整用インピーダンス素子
４４…グランド導体
７１，８１…回路基板
７２…ＵＨＦ帯アンテナ
７６…カメラモジュール
８１…回路基板
８２…ＵＨＦ帯アンテナ
８３…バッテリーパック
８４…同軸ケーブル
９１…上部筐体
９２…下部筐体
１０１Ａ〜１０１Ｄ，１０２Ａ〜１０２Ｃ，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０６，１０７…アンテナ装置
２０４Ａ，２０４Ｂ，２０５Ａ，２０５Ｂ，２０６…アンテナモジュール
３１０…無線通信装置
【図１】
2016002423.tif 000003
【図２】
2016002423.tif 000004
【図３】
2016002423.tif 000005
【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】
2016002423.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2016002423.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月16日(2016.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明のアンテナ装置は、
第１端および第２端を有するアンテナコイルと、少なくとも第１端子および第２端子を有するＩＣと、複数の外部端子とを備え、
前記複数の外部端子のうち第１外部端子に前記アンテナコイルの第１端が接続され、
前記複数の外部端子のうち第２外部端子に前記ＩＣの第１端子が接続され、
前記アンテナコイルの第２端と前記ＩＣの第２端子とが接続され、
前記複数の外部端子のうち第３外部端子に前記アンテナコイルの第２端が接続され、
接続部材への非接続状態では、前記アンテナコイルと前記ＩＣとにより閉ループが形成されておらず、
前記接続部材への接続状態で、前記接続部材に前記複数の外部端子が接続されて、または前記接続部材に形成されている導体パターンに前記複数の外部端子が接続されて、前記アンテナコイルと前記ＩＣとを含む閉ループが形成されることを特徴としている。
【手続補正２】
【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】
第１端および第２端を有するアンテナコイルと、少なくとも第１端子および第２端子を有するＩＣと、複数の外部端子とを備え、
前記複数の外部端子のうち第１外部端子に前記アンテナコイルの第１端が接続され、
前記複数の外部端子のうち第２外部端子に前記ＩＣの第１端子が接続され、
前記アンテナコイルの第２端と前記ＩＣの第２端子とが接続され、
前記複数の外部端子のうち第３外部端子に前記アンテナコイルの第２端が接続され、
接続部材への非接続状態では、前記アンテナコイルと前記ＩＣとにより閉ループが形成されておらず、
前記接続部材への接続状態で、前記接続部材に前記複数の外部端子が接続されて、または前記接続部材に形成されている導体パターンに前記複数の外部端子が接続されて、前記アンテナコイルと前記ＩＣとを含む閉ループが形成される、アンテナ装置。
【請求項２】
前記複数の外部端子のうち第１外部端子に前記アンテナコイルの第１端が接続され、
前記複数の外部端子のうち第２外部端子に前記ＩＣの第１端子が接続され、
前記複数の外部端子のうち第３外部端子に前記アンテナコイルの第２端が接続され、
前記複数の外部端子のうち第４外部端子に前記ＩＣの第２端子が接続された、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記ＩＣの第１端子と第２端子との間に接続された、または前記ＩＣの第１端子または第２端子に対して直列に接続された、キャパシタを備えた、請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記ＩＣは第３端子を有し、
前記複数の外部端子のうち第５外部端子に前記ＩＣの第３端子が接続された、請求項１〜３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記アンテナコイルは、積層体に形成された導体パターンで構成され、前記積層体は前記アンテナコイルの少なくとも巻回範囲内に磁性体を含む、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ＩＣは前記積層体の表面に配置された、請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記ＩＣは前記積層体の内部に配置された、請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のアンテナ装置と、このアンテナ装置が接続される接続部材とで構成されるアンテナモジュールであって、
前記接続部材は、前記アンテナコイルおよび前記ＩＣによる閉ループを形成する回路を有する、アンテナモジュール。
【請求項９】
前記接続部材は回路基板である、請求項８に記載のアンテナモジュール。
【請求項１０】
前記閉ループを形成する回路はループ状の導体パターンである、請求項８または９に記載のアンテナモジュール。
【請求項１１】
前記閉ループを形成する回路は共振周波数調整用インピーダンス素子を含む、請求項８または９に記載のアンテナモジュール。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれかに記載のアンテナ装置または請求項８〜１１のいずれかに記載のアンテナモジュールを備えた、通信端末装置。
【国際調査報告】
2016002423.tif 000018
2016002423.tif 000019