(57)【要約】【課題】設置が容易で、かつ設置方法によるアンテナ感度のばらつきが生じない基板実装用アンテナコイルを提供する。【解決手段】第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂとフレキシブル基板５とを備えるアンテナコイル２において、フレキシブル基板５の表面にはコイル導体が形成されており、フレキシブル基板５が第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂの周囲に巻装されることによって、第１の磁性体コア４ａの周囲に第１のコイル部２ａが、第２の磁性体コア４ｂの周囲に第１のコイル部２ａと巻回方向が逆である第２のコイル部２ｂが形成される。第１のコイル部２ａと第２のコイル部２ｂは接続されており、全体として１つのコイルを構成している。【選択図】図１
2008048376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の第１の磁性体コアと、
前記第１の磁性体コアと間隙を設けて並置された平板状の第２の磁性体コアと、
前記２つの磁性体コアに巻装され、表面に導体が形成された１枚のフレキシブル基板と、
前記導体によって前記第１の磁性体コアの周囲に形成された第１のコイル部と、
前記導体によって前記第２の磁性体コアの周囲に形成され、前記第１のコイル部とコイル軸方向が一致しており、前記第１のコイル部とは巻回方向が逆である第２のコイル部と、
前記導体によって形成され、前記第１のコイル部と前記第２のコイル部とを接続する接続導体と、を備える、基板実装用アンテナコイル。
【請求項２】
前記アンテナコイルのコイル軸方向の長さをＡ、前記第１の磁性体コアと前記第２の磁性体コアとの距離をＢとしたとき、０．６Ａ≧Ｂ≧０．４Ａを満たすことを特徴とする請求項１に記載の基板実装用アンテナコイル。
【請求項３】
前記第１の磁性体コアと前記第２の磁性体コアとは、同一形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板実装用アンテナコイル。
【請求項４】
前記第１の磁性体コアと前記第２の磁性体コアとは、主面が同一方向を向くように並置されていることを特徴とする請求項３に記載の基板実装用アンテナコイル。
【請求項５】
前記コイル軸方向の両外側に位置する、前記第１の磁性体コアおよび前記第２の磁性体コアの端部の少なくとも一方に、磁性体コアが連設されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の基板実装用アンテナコイル。
【請求項６】
前記第１のコイル部と前記第２のコイル部とは、コイルの巻回数が互いに等しいことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の基板実装用アンテナコイル。
【請求項７】
前記第１のコイル部と前記第２のコイル部とは、コイルの巻回数が互いに異なっていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の基板実装用アンテナコイル。
【請求項８】
前記接続導体が２つ以上形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の基板実装用アンテナコイル。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の基板実装用アンテナコイルにおいて、前記基板実装用アンテナコイルの主面のうち一方に電極が形成されていることを特徴とするアンテナコイル。
【請求項１０】
前記第１の磁性体コアと前記第２の磁性体コアとを接続し、前記第１の磁性体コアと前記第２の磁性体コアとが並ぶ方向と直交する方向の断面積が前記第１の磁性体コアと前記第２の磁性体コアよりも小さい第３の磁性体コアを備えることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の基板実装用アンテナコイル。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載の基板実装用アンテナコイルと、前記基板実装用アンテナコイルが実装される回路基板と、を備え、
前記基板実装用アンテナコイルのコイル軸方向の長さをＸ、前記コイル軸方向の前記基板実装用アンテナコイルの中心線を前記回路基板上に投影した仮想線と前記回路基板の外周との２つの交点間の距離をＹとしたとき、Ｙ≧Ｘ≧０．８Ｙを満たすことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１２】
前記仮想線と前記基板実装用アンテナコイルのコイル軸方向の端面との２つの交点をそれぞれｘ1、ｘ２、前記仮想線と前記回路基板の外周との２つの交点のうちｘ１に近い交点をｙ１、ｘ２に近い交点をｙ２とし、ｘ１とｙ１の距離をＤ１、ｘ２とｙ２の距離をＤ２としたとき、Ｄ１＝Ｄ２であることを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
請求項５に記載の基板実装用アンテナコイルと、前記基板実装用アンテナコイルが実装される回路基板と、を備え、
前記第１の磁性体コアと第２の磁性体コアの端部に連設される第３の磁性体コアの端面が、平面視して前記回路基板の外部に位置していることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１４】
請求項９に記載の基板実装用アンテナコイルと、回路基板と、を備え、
前記基板実装用アンテナコイルは前記回路基板と間隙を有して前記回路基板に実装され、前記基板実装用アンテナコイルが前記回路基板と対向する面に前記電極が形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部機器と電磁界信号を介して通信するＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムに用いられる基板実装用アンテナコイル及び該アンテナコイルを備えるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、利用が拡大しているＲＦＩＤシステムにおいては、携帯電話等の携帯電子機器とリーダ・ライタの各々に情報通信用のアンテナを搭載し、互いにデータを交信している。このうち携帯電子機器に搭載されるアンテナには特に、高性能、低価格、小型化の要請が強く、これらを実現するものとしてアンテナコイルが用いられている。
【０００３】
例えば特許文献１においては、携帯電子機器に搭載されるアンテナが開示されている。図１７は特許文献１に記載されるアンテナ装置の構造を示す斜視図である。基板１０１に実装された情報通信用アンテナ１０２を構成するコイルが、複数のセグメント１０２ａ，１０２ｂから構成されている。各セグメントは磁性体コアとその周囲に巻かれたコイルからなる。第１のセグメント１０２ａのコイルの巻回方向は左巻き、第２のセグメント１０２ｂのコイルの巻回方向は右巻きであり、第１のセグメント１０２ａのコイルと第２のセグメント１０２ｂのコイルとは接続されている。各セグメント１０２ａ，１０２ｂの間にはコイル導体が形成されない部分（以下、非巻回部という）が設けられている。このようにアンテナコイル１０２を実装した場合、基板に対して垂直な磁束は非巻回部に侵入した後ほぼ９０°曲げられて、第１のセグメント１０２ａと第２のセグメント１０２ｂへと導かれる。そして、磁束が各セグメント１０２ａ，１０２ｂのコイルのコイル軸を通ることによってコイルに電圧が誘起され、通信が可能となる。
【特許文献１】特開平１１−１２２１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記アンテナコイル１０２は、コイル導体の非巻回部に侵入した磁束が各セグメント１０２ａ，１０２ｂに導かれることによってアンテナとして機能する構造である。非巻回部が小さい場合には十分な磁束を捕らえることができず、大きすぎる場合には磁束が各セグメント１０２ａ，１０２ｂに導かれないため、いずれの場合でも各セグメント１０２ａ，１０２ｂのコイルのコイル軸に磁束が通らず電磁誘導が起こらない。したがって、各セグメント１０２ａ，１０２ｂは一定の間隔を設けて設置される必要がある。
【０００５】
ところが、特許文献１に記載される構造によると、アンテナ１０２を携帯電子機器の基板１０１に実装する際、アンテナ１０２を構成する各セグメント１０２ａ，１０２ｂは個別に固定される。そのため、セグメント間の距離を一定にしようとすると固定場所の微細な調整が必要であり、多段階の工程を要した。また、固定する場所によってセグメント間の距離が異なって、アンテナが設置される携帯電子機器の構造によっては期待されるアンテナ感度が実現されない、という問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、設置が容易で、かつ設置場所によるアンテナ感度のばらつきが生じない基板実装用アンテナコイルを提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、外部からの磁束に対して高感度なアンテナ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】
上記問題点を解決するために、本発明の基板実装用アンテナコイルは、平板状の第１の磁性体コアと、第１の磁性体コアと間隙を設けて並置された平板状の第２の磁性体コアと、前記２つの磁性体コアに巻装され、表面に導体が形成された１枚のフレキシブル基板と、前記導体によって第１の磁性体コアの周囲に形成された第１のコイル部と、前記導体によって第２の磁性体コアの周囲に形成され、前記第１のコイル部とコイル軸方向が一致しており、第１のコイル部とは巻回方向が逆である第２のコイル部と、前記導体によって形成され、第１のコイル部と第２のコイル部とを接続する接続導体と、を備えるものである。
【０００９】
また、アンテナコイルは、前記アンテナコイルのコイル軸方向の長さをＡ、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとの距離をＢとしたとき、０．６Ａ≧Ｂ≧０．４Ａを満たすことが効果的である。
【００１０】
また、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとは、同一形状であることが好ましい。
【００１１】
また、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとは、主面が同一方向を向くように並置されていることが好ましい。
【００１２】
また、前記コイル軸方向の両外側に位置する、前記第１の磁性体コアおよび前記第２の磁性体コアの端部の少なくとも一方に、磁性体コアが連設されていることが望ましい。
【００１３】
そして、第１のコイル部と第２のコイル部とは、コイルの巻回数が互いに等しくても、互いに異なっていても良い。
【００１４】
また、第１のコイル部と第２のコイル部とを接続する接続導体を２つ以上形成することもできる。
【００１５】
また、アンテナコイルの主面のうち一方に電極を形成することもできる。
【００１６】
さらに、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとを接続し、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとが並ぶ方向と直交する方向の断面積が第１の磁性体コアと第２の磁性体コアよりも小さい第３の磁性体コアを備えていても良い。
【００１７】
また、上記のように構成される基板実装用アンテナコイルが実装される回路基板は、前記基板実装用アンテナコイルのコイル軸方向の長さをＸ、前記コイル軸方向の前記基板実装用アンテナコイルの中心線を前記回路基板上に投影した仮想線と前記回路基板の外周との２つの交点間の距離をＹとしたとき、Ｙ≧Ｘ≧０．８Ｙを満たすことが好ましい。
【００１８】
また、前記仮想線と前記基板実装用アンテナコイルのコイル軸方向の端面との２つの交点をそれぞれｘ１、ｘ２、前記仮想線と前記回路基板の外周との２つの交点のうちｘ１に近い交点をｙ１、ｘ２に近い交点をｙ２とし、ｘ１とｙ１の距離をＤ１、ｘ２とｙ２の距離をＤ２としたとき、Ｄ１＝Ｄ２であると良い。
【００１９】
さらに、基板実装用アンテナコイルは回路基板と間隙を有して前記回路基板に実装され、前記アンテナコイルが前記回路基板と対向する面に前記電極が形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
以上のような構成によって、本発明は以下のような効果を奏する。
第１の磁性体コアと第２の磁性体コアにフレキシブル基板を巻装して第１のコイル部と第２のコイル部を有する基盤実装用アンテナコイルを構成することにより、第１のコイル部と第２のコイル部との間に形成される非巻回部の面積が一定に保たれるため、基板への実装方法に左右されず、一定のアンテナ感度を有するアンテナコイルを実現することができる。
【００２１】
また、アンテナコイルが実装されたアンテナ装置に関して、アンテナコイルのコイル軸方向の長さをＸ、コイル軸方向の磁性体コアの中心線を回路基板上に投影した仮想線と回路基板の外周との２つの交点間の距離をＹとしたとき、Ｙ≧Ｘ≧０．８Ｙを満たすようにアンテナコイルを実装することにより、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとが並ぶ方向にあるアンテナコイルの端部において磁気抵抗が小さくなるため、アンテナコイルの集磁効果が向上し、高い通信感度を有するアンテナ装置が構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
《第１の実施形態》
第１の実施形態に係る基板実装用アンテナコイルの構造を、図１および図２を参照しながら説明する。図１は第１の実施形態に係る基板実装用アンテナコイルの構造を示す斜視図および平面図である。図２は磁性体コアへの巻装前のフレキシブル基板の構造を示す平面図である。
【００２３】
図１に示すように、第１の実施形態に係るアンテナコイル２は、第１の磁性体コア４ａと、第２の磁性体コア４ｂと、第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂの周囲に巻装される１枚のフレキシブル基板５を備える。なお、フレキシブル基板５は単線で図示しているが、実際には数１０μｍ程度の厚さを有する。
【００２４】
第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂにはそれぞれ、例えば主面の横方向が８ｍｍ、縦方向が１０ｍｍの矩形で厚さが１．５ｍｍのフェライトが用いられる。第１、第２の磁性体コア４ａ，４ｂにおける主面の横方向の辺は同一直線上にあり、第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂとの間の距離を２４ｍｍとした。このように配置することによって形成された第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂとの間隙を非巻回部と称する。
【００２５】
さらに、フレキシブル基板５の表面には導体が形成されており、この導体によって第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂの周囲にそれぞれ第１のコイル部２ａと第２のコイル部２ｂが構成されている。第１のコイル部２ａは、第１の磁性体コア４ａにおける横方向の端部のうち、アンテナコイルの外側に位置する端部には磁性体コアが１ｍｍ露出し、内側に位置する端部には２ｍｍ露出するように１ｍｍピッチで６ターン巻回されている。第２のコイル部２ｂも同様である。このように構成される第１のコイル部２ａと第２のコイル部２ｂのコイル軸は、第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂの横方向と平行である。また、第１のコイル部２ａと第２のコイル部２ｂとはコイルの巻回方向が逆である。さらに、第１のコイル部２ａと第２のコイル部２ｂとは接続導体６によって直列に接続されており、全体として一つのコイルを形成している。
【００２６】
ここで、図２において磁性体コアの周囲に巻装される前のフレキシブル基板の構造を示す。フレキシブル基板５の平面視した形状は開口部８を有するコの字状である。開口部８を設けることによって、後述するようにフレキシブル基板を折り曲げると、第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂの形状に沿って、第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂとが並ぶ方向のアンテナコイル２の中央部がくびれた形状となる。また、フレキシブル基板５の開口部８が形成される側面と対向する側面には入出力端子に接続するための突出部９が形成されている。材質はポリイミドフィルムである。その他ガラスエポキシフィルムといった樹脂フィルムなどの折り曲げ可能な電気絶縁フィルムを用いることもできる。フレキシブル基板５の表面には、開口部８を介して短手方向の左右両端に６本ずつ導体が形成されている。導体は、単線で図示しているが、実際は幅０．５ｍｍ〜１ｍｍで、厚みは０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍで形成されている。各導体は、図２平面図において、フレキシブル基板５の下端とは接するが上端とは接しない。また、左右各６本の導体のうち開口部８に隣接する２つの導体は、開口部８の上部において接続導体７により接続されている。また、フレキシブル基板の両端に位置する２つの導体は、突出部９の端部まで形成されている。なお、導体はスクリーン印刷方式などにより形成することができる。以上のように形成されるフレキシブル基板５は、導体の上端部と導体の下端部とが重なり合うように、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとを挟み、導体が形成される面が内側になるように折り曲げられ、重なり合った点同士、例えば点１１と点１２とが半田付けによって電気的に接続される。これによって導体が一連のコイルとして形成される。
【００２７】
以上のように構成したアンテナコイル２において、ＲＦＩＤシステム用のリーダ・ライタと通信する場合、アンテナコイル２の非巻回部にリーダ・ライタからの磁束は侵入する。したがって、導体が形成されない非巻回部は十分な大きさに設けられる必要がある。しかしながら、非巻回部に侵入した磁束は第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂを通過しなければならないため、非巻回部が大きすぎることにより磁性体コアに磁束が導かれにくい構造であってもならない。第１の実施形態においては、第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂとを並置し、これらを１枚のフレキシブル基板５で巻装しているため、第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂとの位置関係が一定に保たれる。すなわち、アンテナコイルを回路基板に実装する際、回路基板の構造に応じてアンテナコイルの設置場所が変更されることによりアンテナコイルのアンテナ感度が悪化する可能性がなく、一定の感度を有するアンテナコイルが実現される。したがって、回路基板への実装方法に左右されず、所望のアンテナ感度を有するアンテナコイルを形成することができる。
【００２８】
また、実装は一体のアンテナコイル２を設置することで足りるため、非常に容易に実装することができる。
【００２９】
ここで、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとの間に設けられる非巻回部の大きさに関して、後述する実験例に示された発明者らの研究により以下のことが明らかにされている。すなわち、図１（Ｂ）を参照しながら、アンテナコイル２のコイル軸方向の長さをＡ、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとの間の距離をＢとしたとき、０．６Ａ≧Ｂを満たす場合には、アンテナコイルはアンテナコイルのコイル軸方向と直交する向きの磁束であるリーダ・ライタからの磁束に対して良好に鎖交し、高感度な通信が可能となる。
【００３０】
第１の実施形態においては、第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂとの間の距離Ｂが２４ｍｍとなるよう第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂの間にコイル導体の非巻回部が設けられている。第１の実施形態を上記の不等式に当てはめると、不等式を満たしていることがわかる。したがって、アンテナコイル２はリーダ・ライタからの磁束に対して良好に鎖交して高感度な通信を行うことができる。
【００３１】
また、本実施形態においては、第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂにおける横方向の端部のうち、アンテナコイル２の外側に位置する端部よりも内側に位置する端部において磁性体コア４ａ，４ｂが多く露出するように第１のコイル部２ａと第２のコイル部２ｂが形成されている。このように構成することによって、磁束が集中するアンテナコイル２の端部にコイルを形成することができるため、第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂに侵入した磁束によって、より電圧が誘起されやすい構造となる。
【００３２】
また、平面視した場合、フレキシブル基板５は非巻回部の全面を覆うものではなく、アンテナコイル２はコイル軸方向の中央部においてくびれた構造をしている。これによってアンテナコイル２と、アンテナコイル２が設置される回路基板とが接する面積が減少するため、アンテナコイル２の設置場所を回路基板上に設けやすい。また、アンテナコイル２の中央部のくびれた部分には、回路基板に設置される他の物品が突出していてもよいため、アンテナコイル２を実装する回路基板の設計上の自由度が増す。
【００３３】
さらに、アンテナコイル２においては、アンテナコイル２を構成する第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂとが別体となっているため、一体の磁性体コアで形成されアンテナコイル２の全長と同程度の長さを有するアンテナコイルと比較したとき、外部からの衝撃によっても割れにくい構造となっている。
【００３４】
また、アンテナコイル２を形成する際、フレキシブル基板５は導体が形成されている面を内側にして折り曲げられるため、アンテナコイル２の表面には導体は形成されない。したがって、導体が剥離しにくい構造となっている。なお、フレキシブル基板５は導体が形成されている面を表側にして折り曲げることも可能である。その際にも、フレキシブル基板は非常に薄い構造であるため、フレキシブル基板が折り曲げられて重なり合った点同士が接着されていなくても、フレキシブル基板を介してこれらを半田付けすることによって電気的に接続することができる。
本実施形態のアンテナコイル２は、第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂとが同一形状、同一寸法であるため、各磁性体コアに侵入する磁束を等しくすることができる。また、第１のコイル部２ａと第２のコイル部２ｂのコイルの巻き数とコイル軸が一致しているため、各コイル部に誘起される電圧を等しくすることができる。
【００３５】
なお、第１の実施形態においては、第１の磁性体コア４ａと第２の磁性体コア４ｂとは直方体とされたが、本発明はこの実施形態に限られるものではなく、三角柱や円柱であっても良い。さらに、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとは異なる大きさであっても構わない。第１の磁性体コアと第１の磁性体コアよりも面積が大きい第２の磁性体コアを用いた場合、第２のコイル部に誘起される電圧は第１のコイル部に誘起される電圧よりも大きくなる。このように構成することにより、アンテナコイルのコイル軸方向と直交する方向の磁束だけではなく、アンテナコイルのコイル軸方向と平行方向の磁束とも鎖交することができる。すなわち、アンテナコイルに対してコイル軸方向と平行方向の磁束が通る場合、第１のコイル部と第２のコイル部には逆方向の電圧が誘起されるが、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアは大きさが異なっているため、各々の電圧は大きさが異なり、完全にキャンセルされることはない。従って、アンテナコイルのコイル軸方向と平行方向の磁束が侵入したとしても、それによって通信することが可能となる。
【００３６】
この効果は、第１のコイル部と第２のコイル部をコイルの巻き数が異なるように構成した場合にも得ることができる。すなわち、第１のコイル部と第２のコイル部の巻き数が異なるため、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアに同量の磁束が通ったとしても誘起される電圧の大きさが異なり、逆方向の電圧が互いにキャンセルされることはない。
【００３７】
なお、第１の実施形態においては、第１のコイル部２ａと第２のコイル部２ｂのコイル軸を一致させたが、コイル軸が完全に一致していなくてもアンテナコイルのコイル軸方向と直交する磁束を各コイル部に導くことができる。また、第１の実施形態においてはフレキシブル基板５に入出力端子に接続するための突出部９を設けたが、第１のコイル部、第２のコイル部から入出力端子への接続はこの実施形態に限られるものではない。さらに、第１のコイル部２ａと第２のコイル部２ｂとの接続は直列接続に限られるものではない。接続箇所と接続方法を変更することによって、第１のコイル部２ａと第２のコイル部２ｂとを並列に接続することも可能である。
【００３８】
《第２の実施形態》
第２の実施形態に係る基板実装用アンテナコイルが回路基板に実装されたアンテナ装置の構造を、図３および図４を参照しながら説明する。図３は第２の実施形態に係る基板実装用アンテナコイルが実装されたアンテナ装置の構造を示す図である。（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図である。図４は図３に示したアンテナ装置をＲＦＩＤシステム用のリーダ・ライタにかざした状態の磁束経路を示す模式図である。
【００３９】
図３（Ａ）に示すように、第２の実施形態におけるアンテナ装置２３においては回路基板２１にアンテナコイル２２が実装されている。回路基板２１には、例えば長手方向の長さを９０ｍｍ、短手方向の長さを４０ｍｍの矩形の主面を有する。アンテナコイル２２の横方向の長さと回路基板２１の短手方向の長さは一致しており、アンテナコイル２２の横方向の端部と回路基板２１の短手方向の端部が重なり合うようにアンテナコイル２２が実装されている。アンテナコイル２２は接着剤を用いて回路基板２１に固定されている。
【００４０】
アンテナコイル２２は第１の実施形態と同様に形成するため、ここでは説明を省略するが、第２の実施形態においては入出力端子に接続するための突出部は設けず、フレキシブル基板に形成された導体の端部と回路基板に形成された導体の端部とが半田付けによって接続されている。回路基板２１には、回路基板２１の主面と第１、第２の磁性体コア２４ａ，２４ｂの主面が対向し、第１、第２の磁性体コア２４ａ，２４ｂにおける横方向の辺が同一直線上にあり、かつ第１、第２の磁性体コア２４ａ，２４ｂの横方向と回路基板２１の短手方向とが平行になるように設置される。
【００４１】
また、アンテナコイル２２を回路基板２１に実装することにより得られる効果を以下に説明する。
【００４２】
図４において、図中のφはリーダ・ライタからの磁束を示している。通常アンテナ装置が携帯端末に搭載される場合、携帯端末の主面とアンテナ装置の回路基板とが平行になるようにアンテナ装置が設置される。また、携帯端末のユーザーは携帯端末の主面をリーダ・ライタの主面に対して平行になるようにかざす。図４はこのような使用形態を採った場合におけるリーダ・ライタ２０からの磁束経路と、アンテナ装置の断面構造を示している。図４から明らかなように、リーダ・ライタ２０からの磁束φは、アンテナコイル２２の第１の磁性体コア２４ａと第２の磁性体コア２４ｂの間に設けられたコイル導体の非巻回部に侵入する。侵入した磁束はアンテナコイル２２の背後に存在する回路基板２１に進路を遮られて、進行方向をほぼ９０°曲げられる。そして、第１の磁性体コア２４ａと第２の磁性体コア２４ｂを通過する。リーダ・ライタからの磁束φはこのような進路を採るため、アンテナコイル２２のコイル軸とリーダ・ライタ２０からの磁束φが直交していてもアンテナコイル２２がリーダ・ライタ２０からの磁束φを捕らえて鎖交し、電磁誘導を引き起こすことができる。特に本実施形態においては、第１のコイル部２２ａと第２のコイル部２２ｂはそれぞれ第１の磁性体コア２４ａと第２の磁性体コア２４ｂを中心に形成されるため、各コイル部のコイル軸に磁束が通る構成となっている。したがって、第１の磁性体コア２４ａと第２の磁性体コア２４ｂを磁束が通過することによって電圧が誘起されやすい。
【００４３】
ここで、リーダ・ライタからの磁束φが第１の磁性体コア２４ａと第２の磁性体コア２４ｂを通過することによって第１のコイル部２２ａと第２のコイル部２２ｂのコイル軸に磁束が通り、各コイル部に電圧が生じる。第１のコイル部２２ａと第２のコイル部２２ｂとの間に磁束が侵入するため、各コイル部のコイル軸には逆方向の磁束が通ることとなる。しかしながら、第１のコイル部２２ａと第２のコイル部２２ｂはコイルの巻回方向が逆であるため、同一方向に電圧が生じることとなり、第１のコイル部２２ａと第２のコイル部２２ｂが接続導体２７によって接続されていても、電圧がキャンセルされることはない。
【００４４】
なお、第１のコイル部２２ａと第２のコイル部２２ｂのコイルの巻回数を互いに等しくすることによって、このアンテナコイルを左右対称形にすることができ、リーダ・ライタ２０の中央にアンテナコイル２２の中央を一致させた状態で最も高い感度が得られるという条件を容易に構成できる。
【００４５】
本実施形態のアンテナ装置２３は、図３（Ｂ）に示すように回路基板２１の主面における短手方向の長さをＸ、アンテナコイル２２のコイル軸方向の長さをＹとしたとき、Ｘ＝Ｙとなるようアンテナコイル２２が実装されている。発明者らの知見によると、Ｘ≧Ｙ≧０．８Ｘを満たすようにアンテナコイル２２を回路基板２１に設置することにより、アンテナコイル２２のコイル軸方向の端部が回路基板２１の端部に近づき、回路基板上の導体による影響を受けにくくなり、アンテナコイル２２のコイル軸方向の端部における磁気抵抗を小さくすることができるため、アンテナコイルの集磁力が向上し、高い通信感度を有するアンテナ装置とすることができる。第２の実施形態は上記不等式を満たしている。そのためリーダ・ライタからの磁束と良好に鎖交することができる。
【００４６】
また、本実施形態においてはアンテナコイル２２のコイル軸方向の端部と回路基板２１の短手方向の端部とが重なり合うようにアンテナコイル２２が設置されている。すなわち、コイル軸方向のアンテナコイル２２の中心線を回路基板２１上に投影した仮想線と、アンテナコイル２２のコイル軸方向の端面との２つの交点をそれぞれｘ１，ｘ２、前記仮想線と回路基板２１の外周との２つの交点のうちｘ１に近い交点をｙ１、ｘ２に近い交点をｙ２としたとき、ｘ１とｙ２との距離Ｄ１がｘ２とｙ２との距離Ｄ２と等しくなっている。この例ではＤ１＝Ｄ２＝０であるが、Ｄ１，Ｄ２は必ずしも０でなくてもよい。これによりアンテナコイル２２のコイル軸方向の端部における磁気抵抗を等しくすることができ、第１の磁性体コア２４ａと第２の磁性体コア２４ｂを通過する磁束を等しくすることができる。
【００４７】
なお、第２の実施形態におけるアンテナ装置２３は、アンテナコイル２２と回路基板２１とを接着剤により固定しているが、アンテナコイルの回路基板への実装方法はこれに限られるものではない。
【００４８】
《第３の実施形態》
第３の実施形態に係る基板実装用アンテナコイルにおいては、コイル軸方向の両外側に位置する、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアの端部に磁性体コアが連設されている。以下の実施例に記載されないアンテナコイルの構成については第１の実施形態に則して構成するものとする。ただし、入出力端子に接続するための突出部は設けない。
【００４９】
（実施例１）
図５には、アンテナコイル８２のコイル軸方向と直交する方向に延びる磁性体コア８８ａ，８８ｂが、第１の磁性体コア８４ａと第２の磁性体コア８４ｂの両端に形成された、アンテナコイル８２の構成が示されている。連設される磁性体コア８８ａ，８８ｂは、縦方向の長さが１０ｍｍ、横方向の長さが１．５ｍｍ、厚さ方向の長さが２．３ｍｍである。磁性体コア８８ａは第１の磁性体コア８４ａのコイル軸方向にある端面に接着されている。また、磁性体コア８８ａの縦方向の辺は第１の磁性体コア８４ａの縦方向の辺と重なり合い、磁性体コア８８ｂの横方向の辺は第１の磁性体コア８４ａの横方向の辺と同一直線上に並ぶよう配置されている。同様に第２の磁性体コア８４ｂの端面にも磁性体コア８８ｂが接着されている。
【００５０】
このように構成することによって、実施例１に係るアンテナコイル８２を直方体状の回路基板に実装する場合、回路基板の形状に沿ってアンテナコイルを形成することができるため、アンテナコイルと回路基板とからなるアンテナ装置を小型化することができる。
【００５１】
（実施例２）
図６には、アンテナコイル９２のコイル軸方向の端面に円弧状の磁性体コア９８ａ，９８ｂが連設された、アンテナコイル９２の構成が示されている。第１の磁性体コア９４ａに連設される磁性体コア９８ａの端面は、第１の磁性体コアのコイル軸方向の端面と同一の大きさと形状を有し、両者は完全に重なり合うように接着されている。同様に第２の磁性体コア９４ｂの端面にも磁性体コア９８ｂが接着されている。
【００５２】
このように構成することによって、磁束が放射される面の面積をさらに大きくすることができるため、アンテナ感度をさらに向上させることができる。
【００５３】
以上の第１、第２の実施例に示したように基板実装用アンテナコイルを構成することにより得られる効果を以下に説明する。第１の磁性体コアと第２の磁性体コアの内側側面に侵入した磁束は第１のコイル部と第２のコイル部を通過する。さらに、第１の磁性体コアおよび第２の磁性体コアに連設された磁性体コアを通って、側面から空間へと放射される。本実施形態においては、アンテナコイルの端部に磁性体コアが形成され、また磁束が空間へと放射される磁性体コアの側面が広く形成されているため、アンテナコイルの端部において磁気抵抗が小さくなる。これによって、アンテナコイルに侵入し第１のコイル部と第２のコイル部を通過して電磁誘導を引き起こす磁束が増加し、より高感度な通信が可能となる。
【００５４】
以上の効果は上記第１、第２の実施例に限られるものではなく、アンテナコイルのコイル軸方向の両外側に位置する、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアの端部に磁性体コアが連設されていれば良い。なお、連設とは、第１の磁性体コア、第２の磁性体コアの端部に磁性体コアが付加される構造のみならず、第１の磁性体コア、第２の磁性体コアと一体的に形成される構造や、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアを折り曲げることによる構造も含むものである。
【００５５】
なお、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアの端部に連設される磁性体コアの端面が、平面視で回路基板の外部に位置するように配置すると、回路基板上の導体による影響を受けにくくなり、磁気抵抗を小さくすることができるため、アンテナコイルの集磁力が向上し、高い通信感度を有するアンテナ装置とすることができる。
【００５６】
《第４の実施形態》
第４の実施形態に係る基板実装用アンテナコイルが実装されたアンテナ装置においては、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとが第３の磁性体コアによって接続されている。第３の磁性体コアを設ける場合には、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアの縦方向と平行な方向の断面積について、第３の磁性体コアが第１の磁性体コアと第２の磁性体コアよりも小さいことが必要である。なお、以下の実施例において記載されないアンテナコイルおよび回路基板の構成については第１の実施形態および第２の実施形態に則して構成するものとする。したがって、本実施形態に係るアンテナコイルは、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアにフレキシブル基板を巻装して構成されるため、第１のコイル部と第２のコイル部との間に形成される非巻回部の面積が一定に保たれる。そのため、回路基板への実装方法に左右されず一定のアンテナ感度を有するアンテナ感度を実現することができる。また、本実施形態に係るアンテナ装置は、アンテナコイルのコイル軸方向の長さをＸ、コイル軸方向の磁性体コアの中心線を回路基板に投影した仮想線と回路基板の外周との２つの交点間の距離をＹとしたとき、Ｙ≧Ｘ≧０．８Ｙを満たすようにアンテナコイルを回路基板に実装したものであるから、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとが並ぶ方向にあるアンテナコイルの端部において磁気抵抗が小さくなり、アンテナコイルの集磁効果が向上して、高い通信感度を有するアンテナ装置として機能する。
【００５７】
（実施例１）
図７には、第３の磁性体コア３４ｃの厚みが第１の磁性体コア３４ａと第２の磁性体コア３４ｂの厚みよりも薄いアンテナコイル３２を用いた、アンテナ装置３３の構造が示されている。図７において、回路基板３１と対向する各磁性体コア３４ａ，３４ｂ，３４ｃの主面を第１主面、第１主面の反対主面を第２主面としたとき、第１、第２、第３の磁性体コア３４ａ，３４ｂ，３４ｃの第２主面は、同一面上に位置している。一方、第１、第２の磁性体コア３４ａ，３４ｂの第１主面は同一面上に位置するが、第３の磁性体コア３４ｃの第１主面は異なる面上に位置しており、第３の磁性体コア３４ｃの厚みが薄く形成されることによって第３の磁性体コア３４ｃと回路基板３１との間に間隙が生じている。このように構成することによって、第３の磁性体コア３４ｃと回路基板３１との間に間隙が形成され、これによって生じた空間を有効に利用することが可能となる。
【００５８】
（実施例２）
図８には、第３の磁性体コア４４ｃにおける縦方向の長さが第１の磁性体コア４４ａと第２の磁性体コア４４ｂにおける縦方向の長さよりも短いアンテナコイル４２を用いた、アンテナ装置４３の構造が示されている。図８において、第１、第２、第３の磁性体コア４４ａ，４４ｂ，４４ｃは、横方向の側面のうち一方がすべて同一面上に位置している。第１、第２の磁性体コア４４ａ，４４ｂの他方側面は同一面上に位置するが、第３の磁性体コア４４ｃの他方側面は異なる面に位置している。第３の磁性体コア４４ｃの縦方向の長さを、第１、第２の磁性体コア４４ａ，４４ｂの縦方向の長さよりも短くすることによって、アンテナコイル４２の横方向の中央部がくびれた構造となる。これによってアンテナコイル４２と回路基板４１とが接する面積が減少するため、アンテナコイル４２の設置場所を回路基板４１上に設けやすい。また、アンテナコイル４２の中央部のくびれた部分には、回路基板４１に設置される他の部品が突出していてもよいため、アンテナコイル４２を実装する回路基板４１の設計上の自由度が増す。
【００５９】
（実施例３）
図９には、第３の磁性体コア５４ｃにおける縦方向の長さが第１の磁性体コア５４ａと第２の磁性体コア５４ｂにおける縦方向の長さよりも短いアンテナコイル５２を用いた、アンテナ装置５３の構造が示されている。第３の磁性体コア５４ｃが横方向の両側面において、第１の磁性体コア５４ａと第２の磁性体コア５４ｂの側面とは異なる面に位置している。第３の磁性体コア５４ｃの縦方向の長さを、第１、第２の磁性体コア５４ａ，５４ｂの縦方向の長さよりも短くすることによって、アンテナコイル５２の横方向の中央部がくびれた構造となる。これによってアンテナコイル５２と回路基板５１とが接する面積が減少するため、アンテナコイル５２の設置場所を回路基板５１上に設けやすい。また、アンテナコイル５２の中央部のくびれた部分には、回路基板５１に設置される他の部品が突出していてもよいため、アンテナコイル５２を実装する回路基板５１の設計上の自由度が増す。
【００６０】
（実施例４）
図１０には、第１の磁性体コア６４ａと第２の磁性体コア６４ｂよりも、厚みが薄く、かつ横方向の長さも短い第３の磁性体コア６４ｃを備えるアンテナコイル６２の構造が示されている。このように構成することによって、第３の磁性体コア６４ｃと回路基板６１との間に間隙が形成され、生じた空間を有効に利用することが可能となる。また、アンテナコイル６２の横方向の中央部がくびれた構造となる。これによってアンテナコイル６２と回路基板６１とが接する面積が減少するため、アンテナコイル６２の設置場所を回路基板６１上に設けやすく、また、アンテナコイル６２の中央部のくびれた部分には、回路基板６１に設置される他の部品が突出していてもよいため、アンテナコイル６２を実装する回路基板６１の設計上の自由度が増す。
【００６１】
以上実施例１から４のように構成することによって、第３の磁性体コアが形成され非巻回部に磁性体コアが設けられるため、アンテナコイルの集磁効果が高まる。したがって、アンテナ感度が高まる。また、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアの縦方向と平行な方向の断面積について、第３の磁性体コアは第１の磁性体コアと第２の磁性体コアよりも小さいため、第３の磁性体コアが回路基板と接する面積は小さくすることができ、アンテナコイルを回路基板に実装しやすい構造となっている。なお、以上の実施形態においては第１の磁性体コアと第３の磁性体コア、第２の磁性体コアと第３の磁性体コアとは接着される構成としたが、これらは接着されていなくても磁気的に接続されていれば、アンテナコイルの集磁効果を高めることができる。さらに、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアと第３の磁性体コアは一体的に成形することもできる。
【００６２】
（実験例）
図１１および図１２は、非巻回部の長さを変化させたときのアンテナ装置とリーダ・ライタからの磁束との結合係数の変化を示す図である。図１１は第１の実験による結果を、図１２は第２の実験による結果を表している。図１１および図１２においてｈとは、アンテナコイルのコイル軸方向の長さに対する第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとの間の距離の割合を示している。
【００６３】
第１の実験においては、横方向４０ｍｍ、縦方向９０ｍｍの主面を有する回路基板と、横方向４０ｍｍ、縦方向１０ｍｍ、厚さ１ｍｍのアンテナコイルを用いる。長さ寸法を除くアンテナコイルの構成は、第１の実施形態と同様とする。アンテナコイルは両端に１ｍｍずつ磁性体コアが露出するように第１のコイル部と第２のコイル部が構成され、各コイル部におけるコイル導体はそれぞれ０．２ｍｍ間隔で７ターン形成されている。各磁性体コアには、μ：７０，tanδ：０．０１のフェライトが用いられている。このような条件の下で、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとの間の距離を変化させた。第１の実験は、第３の磁性体コアを備えないアンテナコイルを用いる場合、2.第１、第２の磁性体コアの厚みの１／４の厚みである第３の磁性体コアを備えるアンテナコイルを用いる場合、3.第１、第２の磁性体コアの縦方向の長さの１／４の縦方向の長さである第３の磁性体コアを備えるアンテナコイルを用いる場合、の３つのパターンにおいて、アンテナコイルとリーダ・ライタとの間の距離を１００ｍｍに設定して、どの程度の結合係数が得られるかを測定した。図１１に、それぞれのパターンにおける実験結果を示す。
【００６４】
第２の実験においては、横方向４５ｍｍ、縦方向９０ｍｍの主面を有する回路基板と、横方向４５ｍｍ、縦方向１０ｍｍ、厚さ１ｍｍのアンテナコイルを用いる。長さ寸法を除くアンテナコイルの構成は第１の実施形態と同様とする。アンテナコイルは両端に１ｍｍずつ磁性体コアが露出するように第１のコイル部と第２のコイル部が構成され、各コイル部におけるコイル導体はそれぞれ０．２２ｍｍ間隔で７ターン形成されている。各磁性体コアには、第１の実験と同様のフェライトが用いられる。また、第１の実験と同様、３つのパターンにおいて、アンテナコイルとリーダ・ライタとの距離を１００ｍｍに設定して、どの程度の結合係数が得られるかを測定した。図１２に、それぞれのパターンにおける実験結果を示す。
【００６５】
図１１より、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとの距離を長くすることによって、1.第３の磁性体コアを備えないアンテナコイルを用いる場合には、他の２つのパターンよりも結合係数が大きく低下するが、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとの距離がアンテナコイルの長さの６０％である場合でも結合係数０．２２％が実現され、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアの間に間隙を設けない場合に得られる結合係数の８０％を超える結合係数を得られることが分かる。したがって、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとの間の磁束が侵入する部分に磁性体コアが存在しなくてもリーダ・ライタからの磁束を捕らえることができ、通信を確立するのに十分な大きさの結合係数が得られることが明らかとなった。
【００６６】
図１２より、第２の実験においては第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとの距離がアンテナコイルの長さの６０％であるとき、1.第３の磁性体コアを備えないアンテナコイルを用いる場合でも結合係数０．２９％が実現され、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアの間に間隙を設けない場合に得られる結合係数の８０％を超える高い結合係数が得られることが明らかとなった。
【００６７】
以上、第１の実験と第２の実験の結果から、アンテナコイルのコイル軸方向の長さをＡ、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとの距離をＢとしたとき、０．６Ａ≧Ｂを満たせば、アンテナコイルのコイル軸方向と直交する方向の磁束に対して良好に鎖交し、高いアンテナ感度が実現されると言うことができる。
【００６８】
さらに、Ｂ≧０．４Ａを満たしていれば、アンテナコイルの体積を大幅に小さくすることができる。
【００６９】
《第５の実施形態》
第５の実施形態に係るアンテナコイルの構造を図１３を参照しながら説明する。図１３は接続導体７７を５つ形成したアンテナコイル７２の構成を示す斜視図である。第１のコイル部７２ａと第２のコイル部７２ｂは、フレキシブル基板７５に形成された５つの接続導体７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ，７７ｅによって接続され、各接続導体は等間隔で形成されている。接続導体を除くアンテナコイルの構造は第１の実施形態に則って構成されている。５つの接続導体のうち１つを除く接続導体をリュータやレーザ等により切断すると、第１のコイル部または第２のコイル部から来る電流のパスは１つに決定される。パスによってアンテナコイルの各コイル部を構成する導体の長さは変更され、接続導体７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ，７７ｅを切断して電流のパスを接続導体７７ａとした場合には前記導体の長さが最も短くなり、逆に接続導体７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄを切断して電流のパスを接続導体７７ｅとした場合には最も長くなる。
【００７０】
（実験例）
表１は、第５の実施形態に係るアンテナコイル７２において、パスとインダクタンス値との関係およびパスとして接続導体７７ａを選択した場合のインダクタンス値を基準として各パスのインダクタンス値の変化率を示す図である。表１から明らかなように、パスを接続導体７７ａから７７ｅへと変化させ、各コイル部を構成する導体の長さが長くなるに従ってインダクタンス値が大きくなり、パス７７ａを選択した場合に比してパス７７ｅを選択した場合には１１．４１％のインダクタンス値を得ることができる。すなわち、５つの接続導体７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ，７７ｅのうちどの接続導体をパスとして選択するかによって、１１％程度の範囲でインダクタンス値を変更することが可能である。
【００７１】
【表１】
2008048376.tif 000003
【００７２】
アンテナコイルのインダクタンス値を変更すると、アンテナコイルと容量で構成される共振回路の共振周波数を調整することができる。そもそもアンテナコイルにおいては、共振周波数に関わらずコイル部を通る磁束の変化によって電力が誘起されるが、共振周波数と侵入する磁束の周波数とが一致した場合には特に大きな電圧が誘起される。したがって、共振回路の共振周波数を所望の値に調整することによって生じる電圧が大きくなり、アンテナの通信感度が向上する。図１３のようにアンテナコイル７２を形成すると、アンテナコイルの製作後にインダクタンスを選択することができるため、非常に容易にアンテナの通信感度を向上させることができる。
【００７３】
なお、図１３に記載されるアンテナコイル７２においてはリーダ・ライタからの磁束が侵入する非巻回部に接続導体７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ，７７ｅが形成されている。これら接続導体は磁束の侵入を妨げ得るが、接続導体が形成される部分の、非巻回部の面積に対する割合は非常に小さいため、磁束はスムーズに侵入するものと考えられる。
【００７４】
（変形例）
第５の実施形態に係るアンテナコイルの変形例を、図１４を参照しながら説明する。図１４は第５の実施形態に係るアンテナコイルの変形例を示す平面図である。図１４における接続導体は、日の字状の接続導体が２つ連なった形状を成している。ここでは、接続導体１７７ａ，１７７ｂ，７７ｃにより構成される日の字を第１の接続部、接続導体１７７ｄ，１７７ｅ，１７７ｆにより構成される日の字を第２の接続部と称す。接続導体１７７ａ，１７７ｂ，１７７ｃ，１７７ｄ，１７７ｅ，１７７ｆのうち、第１の接続部を構成する接続導体、第２の接続部を構成する接続導体をそれぞれ一つずつ残して他の接続導体を切断すると、一つのパスが決定される。パスによってアンテナコイルの各コイル部を構成する導体の長さが決定される。
【００７５】
接続導体１７７ａ，１７７ｂ，１７７ｃ，１７７ｄ，１７７ｅ，１７７ｆにより形成される第１の接続部、第２の接続部の形状は次の４パターンある。
【００７６】
第１の形状は、図１４（Ｂ）のように、各接続部を構成する３つの接続導体が等間隔で形成され、且つ第１の接続部と第２の接続部の形状および大きさが等しい。このような形状においては、例えば接続導体１７７ｂおよび接続導体１７７ｅがパスとなる場合と、接続導体１７７ａおよび接続導体１７７ｆがパスとなる場合と、接続導体１７７ｃおよび接続導体１７７ｄがパスとなる場合とで、アンテナコイルを構成する導体の長さがそれぞれ等しくなる。そのため導体の長さは（パス１７７ａ−１７７ｄ），（パス１７７ａ−１７７ｅ，１７７ｂ−１７７ｄ），（パス１７７ａ−１７７ｆ，１７７ｂ−１７７ｅ，１７７ｃ−１７７ｄ），（パス１７７ｂ−１７７ｆ，１７７ｃ−１７７ｅ），（パス１７７ｃ−１７７ｆ）の計５通りとなる。
【００７７】
第２の形状は、図１４（Ａ）のように、各接続部を構成する３つの接続導体が異なる間隔を隔てて形成され、且つ第１・第２の接続部が同一形状である。例えば（接続導体１７７ａと接続導体１７７ｂとの間の距離）：（接続導体１７７ｂと接続導体１７７ｃとの間の距離）＝１：２、（接続導体１７７ｄと接続導体１７７ｅとの間の距離）：（接続導体１７７ｅと接続導体１７７ｆとの間の距離）＝１：２となるように接続導体１７７ａ，１７７ｂ，１７７ｃ，１７７ｄ，１７７ｅ，１７７ｆを形成した場合、（パス１７７ａ−１７７ｄ），（パス１７７ａ−１７７ｅ，１７７ｂ−１７７ｄ），（パス１７７ａ−１７７ｆ，１７７ｃ−１７７ｄ），（パス１７７ｂ−１７７ｅ），（パス１７７ｂ−１７７ｆ，１７７ｃ−１７７ｅ），（パス１７７ｃ−１７７ｆ）の計６通りとなる。
【００７８】
第３の形状は、図１４（Ｃ）のように、各接続部を構成する３つの接続導体が異なる間隔を隔てて形成され、第１・第２の接続部が異なる形状であるが、第１の接続部における接続導体１７７ａと接続導体１７７ｃとの間の距離と、第２の接続部における接続導体１７７ｄと接続導体１７７ｆとの間の距離とが等しい。例えば（接続導体１７７ａと接続導体１７７ｂとの間の距離）：（接続導体１７７ｂと接続導体１７７ｃとの間の距離）＝１：２、（接続導体１７７ｄと接続導体１７７ｅとの間の距離）：（接続導体１７７ｅと接続導体１７７ｆとの間の距離）＝２：１となるように接続導体１７７ａ，１７７ｂ，１７７ｃ，１７７ｄ，１７７ｅ，１７７ｆを形成した場合、（パス１７７ａ−１７７ｄ），（パス１７７ａ−１７７ｅ），（パス１７７ａ−１７７ｆ，１７７ｂ−１７７ｅ，１７７ｃ−１７７ｄ），（パス１７７ｂ−１７７ｄ），（パス１７７ｂ−１７７ｆ），（パス１７７ｃ−１７７ｅ），（パス１７７ｃ−１７７ｆ）の計７通りとなる。
【００７９】
このような形状を採ることによって、接続導体の本数は等しいにも関わらず、導体の長さのパターンを増やすことができ、アンテナコイルのインダクタンス値をさらに細かく調整することが可能となる。
【００８０】
第４の形状は、各接続導体間の距離が全て異なる。このような形状を採った場合には、アンテナコイルの各コイル部を構成する導体の長さは９通り形成される。したがってインダクタンス値の調整幅がさらに広がる。
【００８１】
上記の通り、日の字状に接続導体を形成することにより、導体の長さのバリエーションがさらに増え、インダクタンス値の微調整が可能となる。また、日の字状を２つ形成し、両者の間に問隙を設けることによって、アンテナコイルの中央部に接続導体が形成されないため、接続導体が磁束の侵入を妨げず、図１３に記載のアンテナコイルよりも磁束が非巻回部に侵入しやすくなる。なお、接続導体の形状は、本実施形態に記載のものに限られるものではない。
【００８２】
《第６の実施形態》
第６の実施形態に係るアンテナ装置は、基板実装用アンテナコイルが回路基板に間隙を有して実装されることによって構成される。また、基板実装用アンテナコイルの回路基板と対向する面には電極が形成されていることも、本実施形態に特有である。その他の構成で、以下の実施例に記載されない構成は、第１の実施形態に則するものとする。ただし、入出力端子に接続するための突出部は形成されない。
【００８３】
（実施例１）
実施例１に係るアンテナ装置の構造を、図１５を参照しながら説明する。図１５は実施例１に係るアンテナ装置の構造を示す図である。（Ａ）は平面図である。（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ部分の断面図である。
【００８４】
図１５に示すように、アンテナコイル１０２が間隙を有して回路基板１０１に実装されている。アンテナコイル１０２において、第１の磁性体コア１０４ａと第２の磁性体コア１０４ｂの回路基板１０１と対向する面には電極１０９が形成されている。電極１０９の主面と第１、第２の磁性体コア１０４ａ，１０４ｂの主面とは、同一形状、同一寸法で形成されており、電極１０９の主面と第１、第２の磁性体コア１０４ａ，１０４ｂの主面とは完全に重なり合っている。
【００８５】
回路基板１０１は、例えば長手方向の長さを９０ｍｍ、短手方向の長さを５０ｍｍの矩形の主面を有する。アンテナコイル１０２の横方向と回路基板１０１の長手方向とが平行になるように、アンテナコイル１０２を配置する。また、回路基板１０１とアンテナコイル１０２との間の間隙は１ｍｍとする。
【００８６】
このように構成することによって、得られる効果を以下に説明する。第２の実施形態において説明した通り、アンテナコイル１０２の第１の磁性体コア１０４ａと第２の磁性体コア１０４ｂの間に設けられたコイル導体の非巻回部に侵入した磁束は、アンテナコイル１０２の背後に存在し導電性を有する回路基板１０１に進路を遮られて進行方向を変え、第１の磁性体コア１０４ａと第２の磁性体コア１０４ｂに侵入する。回路基板１０１とアンテナコイル１０２との間に間隙が設けられている場合には、第１の磁性体コア１０４ａと第２の磁性体コア１０４ｂに侵入した磁束が、第１、第２の磁性体コア１０４ａ，１０４ｂの、回路基板１０１と対向する面から放射される可能性がある。このように回路基板１０１と対向する面から放射されると、第１のコイル部１０２ａと第２のコイル部１０２ｂを通過することができないため、電磁誘導を引き起こすことができない、もしくは誘起される電圧が非常に小さいという問題がある。しかしながら、本実施形態は第１の磁性体コア１０４ａと第２の磁性体コア１０４ｂの回路基板１０１と対向する面に電極１０９を形成しているため、磁束の放射を防ぐことができる。したがって、アンテナコイル１０２の主面に対して垂直な方向からの磁束と鎖交し、第１のコイル部１０２ａと第２のコイル部１０２ｂとからなるコイルに電圧を生じさせることができる。
【００８７】
（実施例２）
実施例２に係るアンテナ装置の構造を、図１６を参照しながら説明する。図１６は実施例２に係るアンテナ装置の構造を示す図である。（Ａ）は平面図である。（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ部分の断面図である。
【００８８】
図１６に示すように、アンテナコイル１１２が間隙を有して回路基板１１１に実装されている。アンテナコイル１１２は、コイル軸方向の両外側に位置する、第１の磁性体コア１１４ａと第２の磁性体コア１１４ｂの両端面に、コイル軸方向と直交する方向に延びる磁性体コア１１８ａ，１１８ｂが連設された構造である。第１、第２の磁性体コア及びフレキシブル基板の形成方法は第１の実施形態に則するものとし、第１の磁性体コアの外側端部と第２の磁性体コアの外側端部との間の距離は４５ｍｍとなっている。ただし、入出力端子に接続するための突出部は形成しない。磁性体コア１１８ａ，１１８ｂは、縦方向の長さが１０ｍｍ、横方向の長さが１ｍｍ、厚さ方向の長さが３．５ｍｍである。磁性体コア１１８ａは第１の磁性体コア１１４ａのコイル軸方向にある端面に接着されている。また、磁性体コア１１８ａの縦方向の辺は第１の磁性体コア１１４ａの縦方向の辺と重なり合い、磁性体コア１１８ｂの横方向の辺は第１の磁性体コア１１４ａの横方向の辺と同一直線上に並ぶよう配置されている。同様に第２の磁性体コア１１４ｂの端面にも磁性体コア１１８ｂが接着されている。電極１１９は、第１の磁性体コア１１４ａ、第２の磁性体コア１１４ｂの回路基板１１１と対向する面に形成され、各磁性体コア１１４ａ，１１４ｂの面全体を覆うものとする。
【００８９】
回路基板１１１は、長手方向９０ｍｍ、短手方向４５ｍｍ、厚さ１ｍｍの銅製とする。アンテナコイル１１２の横方向と回路基板１１１の長手方向とが平行になるように、アンテナコイル１１２を配置する。また、回路基板１１１とアンテナコイル１１２との間の間隙は１ｍｍとする。このようにアンテナコイル１１２を回路基板１１１に実装すると、アンテナコイル１１２の端部に連設される磁性体コア１１８ａ，１１８ｂとが回路基板１１１の側面に沿う形状となる。
【００９０】
このように構成することによって、アンテナコイル１１２の非巻回部に侵入した磁束は第１のコイル部１１２ａと第２のコイル部１１２ｂを通過する。第１の磁性体コア１１４ａと第２の磁性体コア１１４ｂには電極が形成されているので、アンテナコイル１１２と回路基板１１１との間に間隙が設けられていても、第１のコイル部１１２ａと第２のコイル部１１２ｂを通過することなく放射されることはない。第１、第２のコイル部１１２ａ，１１２ｂを通過した磁束は連設された磁性体コア１１８ａ，１１８ｂに侵入し、磁性体コア１１８ａ，１１８ｂの側面から放射される。
【００９１】
本実施例においてはアンテナコイル１１２の端部に磁性体コアが形成されるため、端部における磁気抵抗が低下する。そのため、第１のコイル部１１２ａと第２のコイル部１１２ｂを通過する磁束が増加し、これによって誘起される電圧が増加する。したがって、さらに高感度な通信が可能となる。
【００９２】
本実施形態においては、上述した通り、アンテナコイルの回路基板と対向する面に電極を形成することによって、アンテナコイルと回路基板との間に間隙が設けられていてもリーダ・ライタと高感度な通信を実現することができる。したがって、アンテナコイルと回路基板とからなるアンテナ装置を携帯端末に搭載する場合、アンテナコイルを携帯端末の筐体に接着させて、回路基板との間に間隙を設けることも可能となる。その他、主筐体と副筐体を備える二つ折りの携帯端末に上記アンテナ装置を搭載する場合、主筐体に回路基板を、副筐体にアンテナコイルを設置し、携帯端末を折りたたんだ状態でリーダ・ライタ側から見てアンテナコイルの背後に回路基板が存在するよう形成することもできる。このように、電極を形成したアンテナコイルを間隙を有して回路基板に実装することによって、アンテナ装置の携帯端末への設置場所に関して、設計上の自由度が増す。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】第１の実施形態に係る基板実装用アンテナコイルの構造を示す図である。（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図２】磁性体コアへの巻装前のフレキシブル基板の構造を示す平面図である。
【図３】第２の実施形態に係る基板実装用アンテナコイルが実装されたアンテナ装置の構造を示す図である。（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は平面図である。図１に示したアンテナ装置をＲＦＩＤシステム用のリーダ・ライタにかざした状態の磁束経路を示す模式図である。
【図４】図３に示したアンテナ装置をＲＦＩＤシステム用のリーダ・ライタにかざした状態の磁束経路を示す模式図である。
【図５】第３の実施形態に係るアンテナコイルの構造を示す斜視図である。
【図６】第３の実施形態に係るアンテナコイルの構造を示す斜視図である。
【図７】第４の実施形態に係るアンテナ装置の構造を示す斜視図である。
【図８】第４の実施形態に係るアンテナ装置の構造を示す斜視図である。
【図９】第４の実施形態に係るアンテナ装置の構造を示す斜視図である。
【図１０】第４の実施形態に係るアンテナ装置の構造を示す斜視図である。
【図１１】第１の実験における第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとの距離と磁束の結合係数の関係を示す図である。
【図１２】第１の実験における第１の磁性体コアと第２の磁性体コアとの距離と磁束の結合係数の関係を示す図である。
【図１３】第５の実施形態に係る基板実装用アンテナコイルの構造を示す斜視図である。
【図１４】第５の実施形態に係る別の基板実装用アンテナコイルの構造を示す斜視図である。
【図１５】第６の実施形態に係るアンテナ装置の構造を示す斜視図である。
【図１６】第６の実施形態に係るアンテナ装置の構造を示す斜視図である。
【図１７】従来例に示したアンテナ装置の構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９４】
２１，３１，８１…回路基板
２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２…アンテナコイル
２ａ，２２ａ，３２ａ，７２ａ…第１のコイル部
２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，７２ｂ…第２のコイル部
３，２３，３３，４３，５３，６３…アンテナ装置
４ａ，２４ａ，３４ａ，４４ａ，５４ａ，６４ａ…第１の磁性体コア
４ｂ，２４ｂ，３４ｂ，４４ｂ，５４ｂ，６４ｂ…第２の磁性体コア
３４ｃ，４４ｃ，５４ｃ，６４ｃ…第３の磁性体コア
５，７５…フレキシブル基板
７，２７，７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ，７７ｅ，１７７ａ，１７７ｂ，１７７ｃ，１７７ｄ，１７７ｅ，１７７ｆ…接続導体
【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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