アンテナ装置、通信装置、アンテナ装置の製造方法
【課題】通信特性を維持しつつ、電子機器に組み込んだ際に電子機器の筐体の小型化、薄型化を図ることが可能な通信装置を提供する。
【解決手段】リーダライタ１２０と誘導結合されるアンテナコイル１１ａが形成されたアンテナ基板１１と、アンテナ基板１１に形成されたアンテナコイル１１ａと重畳した位置に配置され、アンテナコイル１１ａにリーダライタ１２０から発信される磁界を引き込む磁性シート１３と、磁性シート１３とアンテナコイル１１ａとが重畳されている面以外の面に積層され、磁性シート１３の端部１３ａ、１３ｂを全てを覆うフィルム状の保護部材１５とを備え、磁性シート１３は、アンテナ基板１１上に形成されたアンテナコイル１１ａの中心部分１１ｃに差し込まれることで、アンテナコイル１１ａと磁性シート１３とが互いに重畳されている。
【解決手段】リーダライタ１２０と誘導結合されるアンテナコイル１１ａが形成されたアンテナ基板１１と、アンテナ基板１１に形成されたアンテナコイル１１ａと重畳した位置に配置され、アンテナコイル１１ａにリーダライタ１２０から発信される磁界を引き込む磁性シート１３と、磁性シート１３とアンテナコイル１１ａとが重畳されている面以外の面に積層され、磁性シート１３の端部１３ａ、１３ｂを全てを覆うフィルム状の保護部材１５とを備え、磁性シート１３は、アンテナ基板１１上に形成されたアンテナコイル１１ａの中心部分１１ｃに差し込まれることで、アンテナコイル１１ａと磁性シート１３とが互いに重畳されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に組み込まれ、発信器から発信される磁界を受けて通信可能となるアンテナ装置、通信装置、アンテナ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などの電子機器において、近距離非接触通信の機能を搭載するため、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）用のアンテナモジュールが用いられている。
【０００３】
このアンテナモジュールは、リーダライタなどの発信器に搭載されたアンテナコイルと誘導結合を利用して通信を行っている。すなわち、このアンテナモジュールは、リーダライタからの磁界をアンテナコイルが受けることによって、それを電力に変換して通信処理部として機能するＩＣを駆動させることができる。
【０００４】
アンテナモジュールは、確実に通信を行うため、リーダライタからのある値以上の磁束をアンテナコイルで受ける必要がある。そのために、従来例に係るアンテナモジュールでは、携帯電話機の筐体にループコイルを設け、このコイルでリーダライタからの磁束を受けている。
【０００５】
ところが、携帯電話機などの電子機器に組み込まれたアンテナモジュールは、機器内部の基板やバッテリーパックなどの金属が、リーダライタからの磁界を受けることによって発生する渦電流のために、リーダライタからの磁束が跳ね返されてしまうため、ループコイルに届く磁束が少なくなってしまった。このようにしてループコイルに届く磁束が少なくなってしまうため、アンテナモジュールは、必要な磁束を集めるためにある程度の大きさのループコイルが必要となり、さらに、磁性シートを用いて磁束を増やすことも必要となる。
【０００６】
上述したように、携帯電話機などの電子機器の基板に流れる渦電流によってリーダライタからの磁束が跳ね返されるが、電子機器の筐体表面には、基板の面方向に向いている磁界の成分があり、この成分を受けることによってアンテナとして機能するというものが特許文献１において提案されている。具体的に、特許文献１では、コイルの占有面積を少なくするため、フェライトコアにコイルを巻いたアンテナ構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−３５４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、携帯電話機などの電子機器は基板などの比較的電気をよく流すものが使われているので、磁界を受けた基板に渦電流が発生することにより、磁界を跳ね返してしまう。例えば、携帯電話機の筐体表面で考えると、リーダライタからくる磁界は、筐体表面の外周部分が強くなり、筐体表面の真ん中付近が弱くなる傾向にある。
【０００９】
通常のループコイルを用いるアンテナの場合、ループコイルは、その開口部が、上述した筐体表面の外周部分を通過する磁界をあまり受けることができない携帯電話機の中央部分に位置している。このため、通常のループコイルを用いるアンテナでは、磁界を受ける効率が悪くなっている。
【００１０】
また、特許文献１に記載されたフェライトコアにコイルを巻いて、そのコイルを携帯電話機に組み込んだアンテナ構造では、フェライトコアの断面が磁束を集める面積になるので、フェライトコアの厚みが例えば１ｍｍ以上必要になり、携帯電話機の筐体が比較的厚い構造となってしまう。このため、比較的薄型の携帯電話機では、その内部に実装するのが難しい構造である。また、折りたたみ式の携帯電話機に搭載された液晶ディスプレイの裏側に、このアンテナモジュールを組み込む場合には、やはり薄いことが必要となるので、特許文献１に記載のアンテナ構造ではスペースを確保するのが難しい。
【００１１】
さらに、フェライトなどの磁性材料を焼結した部材は、リーダライタからくる磁界をアンテナコイルに効率よく引き込むのに使用されるが、衝撃など外力が加わると端部が剥がれ落ちやすいという性質がある。このような剥がれ落ちた粉状の磁性材料は、例えば携帯電話機に組み込まれた他の電子デバイスに悪影響を及ぼす虞がある。
【００１２】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、アンテナコイルに磁界を引き込ませる磁性シートを用いて、通信特性を維持し、電子機器に組み込んだ際に電子機器の筐体の小型化を図るとともに、物理的な外力に対して高強度なアンテナ装置を提供することを目的とする。さらに、このアンテナ装置を組み込んだ通信装置、及びこのアンテナ装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するため、本発明は、電子機器に組み込まれ、発信器から発信される磁界を受けて通信可能となるアンテナ装置において、アンテナ基板に形成され発信器と誘導結合されるアンテナコイルと、アンテナコイルに発信器から発信される磁界を引き込む磁性シートとを互いに重畳した積層体と、積層体を、少なくとも磁性シートの端部まで覆うフィルム状の保護部材とを備え、積層体は、アンテナ基板上に形成されたアンテナコイルの中心部分に差し込まれることで、発信器と対向する筐体面により配向された磁界の進行方向の上流側では磁性シートがアンテナコイルよりも発信器側に位置する配置条件と、配向された進行方向の下流側ではアンテナコイルが磁性シートよりも発信器側に位置する配置条件との両方の配置条件を満たすようにして、アンテナコイルと磁性シートとが互いに重畳されている。
【００１４】
また、本発明は、電子機器に組み込まれ、発信器から発信される磁界を受けて通信可能となる通信装置において、アンテナ基板に形成され発信器と誘導結合されるアンテナコイルと、アンテナコイルに発信器から発信される磁界を引き込む磁性シートとを互いに重畳した積層体と、積層体を、少なくとも磁性シートの端部まで覆うフィルム状の保護部材と、アンテナコイルに流れる電流により駆動し、発信器との間で通信を行う通信処理部とを備え、積層体は、アンテナ基板上に形成されたアンテナコイルの中心部分に差し込まれることで、発信器と対向する筐体面により配向された磁界の進行方向の上流側では磁性シートがアンテナコイルよりも発信器側に位置する配置条件と、配向された進行方向の下流側ではアンテナコイルが磁性シートよりも発信器側に位置する配置条件との両方の配置条件を満たすようにして、アンテナコイルと磁性シートとが互いに重畳されている。
【００１５】
また、本発明は、電子機器に組み込まれ、発信器から発信される磁界を受けて通信可能となるアンテナ装置を製造するアンテナ装置の製造方法において、アンテナ基板に形成され、発信器と誘導結合されるアンテナコイルと、アンテナコイルに発信器から発信される磁界を引き込む磁性シートとを互いに重畳させるステップと、磁性シートとアンテナコイルとを重畳した積層体を、フィルム状の保護部材により、少なくとも磁性シートの端部まで覆うステップとを有し、重畳させるステップでは、磁性シートを、アンテナ基板上に形成されたアンテナコイルの中心部分に差し込ませることで、発信器と対向する筐体面により配向された磁界の進行方向の上流側では磁性シートがアンテナコイルよりも発信器側に位置する配置条件と、配向された進行方向の下流側ではアンテナコイルが磁性シートよりも発信器側に位置する配置条件との両方の配置条件を満たすようにして、アンテナコイルと該磁性シートとを互いに重畳させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、アンテナコイルに磁界を引き込ませる磁性シートを用いて、通信特性を維持し、電子機器に組み込んだ際に電子機器の筐体の小型化を図るとともに、アンテナコイルと磁性シートとを互いに重畳した積層体を、フィルム状の保護部材により、少なくとも該磁性シートの端部まで覆うので物理的な外力に対して高強度である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明が適用された通信装置が組み込まれた無線通信システムの構成について説明するための図である。
【図２】携帯電話機の筐体内部に配置される通信装置の構成について説明するための図である。
【図３】図３（Ａ）は、アンテナモジュールの斜視図であり、図３（Ｂ）は、アンテナモジュールの断面図である。
【図４】磁性シートとアンテナコイルとの積層体の両面に、保護部材を積層したアンテナモジュールの構成について説明するための図である。
【図５】磁性シートとアンテナコイルとの積層体の両面に、保護部材を積層したアンテナモジュールの他の実施例について説明するための図である。
【図６】比較例に係るアンテナモジュールの構成について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。
【００１９】
本発明が適用された通信装置は、電子機器に組み込まれ、発信器から発信される磁界を受けて通信可能となる装置であって、例えば図１に示すようなＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）用の無線通信システム１００に組み込まれて使用される。
【００２０】
無線通信システム１００は、本発明が適用された通信装置１と、通信装置１に対するアクセスを行うリーダライタ１２０とからなる。ここで、通信装置１とリーダライタ１２０とは、三次元直交座標系ｘｙｚのｘｙ平面において互いに対向するように配置されているものとする。
【００２１】
リーダライタ１２０は、ｘｙ平面において互いに対向する通信装置１に対して、ｚ軸方向に磁界を発信する発信器として機能し、具体的には、通信装置１に向けて磁界を発信するアンテナ１２１と、アンテナ１２１を介して誘導結合された通信装置１と通信を行う制御基板１２２とを備える。
【００２２】
すなわち、リーダライタ１２０は、アンテナ１２１と電気的に接続された制御基板１２２が配設されている。この制御基板１２２には、一又は複数の集積回路チップ等の電子部品からなる制御回路が実装されている。この制御回路は、通信装置１から受信されたデータに基づいて、各種の処理を実行する。例えば、制御回路は、通信装置１に対してデータを送信する場合、データを符号化し、符号化したデータに基づいて、所定の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）の搬送波を変調し、変調した変調信号を増幅し、増幅した変調信号でアンテナ１２１を駆動する。また、制御回路は、通信装置１からデータを読み出す場合、アンテナ１２１で受信されたデータの変調信号を増幅し、増幅したデータの変調信号を復調し、復調したデータを復号する。なお、制御回路では、一般的なリーダライタで用いられる符号化方式及び変調方式が用いられ、例えば、マンチェスタ符号化方式やＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調方式が用いられている。
【００２３】
通信装置１は、例えばリーダライタ１２０とｘｙ平面において対向するように配置される携帯電話機１３０の筐体１３１の内部に組み込まれ、誘導結合されたリーダライタ１２０との間で通信可能となるアンテナコイル１１ａが実装されたアンテナ基板１１を有するアンテナモジュール１ａと、アンテナコイル１１ａに流れる電流により駆動し、リーダライタ１２０との間で通信を行う通信処理部１２とを備える。
【００２４】
アンテナ基板１１には、例えばフレキシブルプリント配線板などの可撓性の導線をパターンニング処理などをすることによって形成されるアンテナコイル１１ａと、アンテナコイル１１ａと通信処理部１２とを電気的に接続する端子部１１ｂとが実装されている。
【００２５】
アンテナコイル１１ａは、リーダライタ１２０から発信される磁界を受けると、リーダライタ１２０と誘導結合によって磁気的に結合され、変調された電磁波を受信して、端子部１１ｂを介して受信信号を通信処理部１２に供給する。
【００２６】
通信処理部１２は、アンテナコイル１１ａに流れる電流により駆動し、リーダライタ１２０との間で通信を行う。具体的に、通信処理部１２は、受信された変調信号を復調し、復調したデータを復号して、復号したデータを、当該通信処理部１２が有する内部メモリに書き込む。また、通信処理部１２は、リーダライタ１２０に送信するデータを内部メモリから読み出し、読み出したデータを符号化し、符号化したデータに基づいて搬送波を変調し、誘導結合によって磁気的に結合されたアンテナコイル１１ａを介して変調された電波をリーダライタ１２０に送信する。
【００２７】
以上のような構成からなる無線通信システム１００において、以下では、アンテナモジュール１ａの構成について説明する。
【００２８】
アンテナモジュール１ａのアンテナコイル１１ａは、携帯電話機１３０などの電子機器に組み込んだ際に当該電子機器の小型化を図りつつ、リーダライタ１２０との間で良好な通信特性を実現する観点から、例えば、図２（Ａ）に示すような三次元直交座標系ｘｙｚのｘｙ平面上であって、携帯電話機１３０の筐体１３１内部に設けられたバッテリパック１３３と、筐体１３１の内周壁１３１ａとの隙間１３２に配置される。
【００２９】
なお、アンテナモジュール１ａは、上述したようにバッテリパック１３３と筐体１３１の内周壁１３１ａとの隙間１３２だけでなく、例えば集積回路基板などの筐体１３１内部に配置された導電体と筐体の内周壁との隙間に設けるようにしてもよい。本実施例では、アンテナモジュール１ａが、便宜上、板状の導電体として、図２（Ｂ）に示すようなバッテリパック１３３の金属筐体であるリーダライタ１２０に対向した金属板１３３ａの端部１３３ｂと、筐体１３１の内周壁１３１ａとの間に配置されているものとして説明する。
【００３０】
ここで、図２（Ｂ）の断面図で示すように、携帯電話機１３０に配置されたバッテリパック１３３の金属筐体である金属板１３３ａは、電気を比較的よく流すので、外部から交流磁界が加わると渦電流が発生し、磁界を跳ね返してしまう。このような外部から交流磁界が加わるときの磁界分布を調べると、リーダライタ１２０と対向したバッテリパック１３３の金属板１３３ａの端部１３３ｂの磁界が強いという特性を有する。具体的に、アンテナモジュール１ａが配置される隙間１３２の磁界は、ｙ軸方向の成分が大きい。アンテナモジュール１ａは、このようなｙ軸方向に成分が大きい磁界を効率よくアンテナコイル１１ａに引き込ませるため、図３に示すようにして配置され、アンテナコイル１１ａに重畳される磁性シート１３を備える。
【００３１】
ここで、図３（Ａ）は、ｘｙ平面上において磁性シート１３が差し込まれたアンテナ基板１１の斜視図であり、図３（Ｂ）は、ｘｙ平面上において磁性シート１３が差し込まれたアンテナ基板１１の断面図である。
【００３２】
図３（Ｂ）に示すように、アンテナモジュール１ａでは、リーダライタ１２０に対向する金属板１３３ａにより配向された磁界の進行方向の上流側では磁性シート１３がアンテナコイル１１ａよりもリーダライタ１２０側に位置するように配置され、この配向された磁界の進行方向の下流側ではアンテナコイル１１ａが磁性シート１３よりもリーダライタ１２０側に位置するように配置されるように、磁性シート１３が、アンテナ基板１１上に形成されたアンテナコイル１１ａの中心部分１１ｃに差し込まれたものである。
【００３３】
ここで、アンテナ基板１１は、上述したようにフレキシブルプリント基板やリジットプリント基板などが用いられるが、特にフレキシブルプリント基板を用いることで、アンテナコイル１１ａの中央部に切れ込み部を容易に形成することができ、この切れ込み部に磁性シート１３を容易に差し込めることができる。アンテナモジュール１ａは、容易に磁性シート１３をアンテナ基板１１に差し込むという観点から、フレキシブルプリント基板を用いてアンテナ基板１１とすることが好ましい。また、フレキシブルプリント基板を用いることで、当該アンテナモジュール１ａを容易に製造することができる。
【００３４】
このようにして、アンテナモジュール１ａは、リーダライタ１２０に対向する金属板１３３ａにより配向された磁界の進行方向の上流側では磁性シート１３がアンテナコイル１１ａよりもリーダライタ１２０側に位置するように配置され、この配向された磁界の進行方向の下流側ではアンテナコイル１１ａが磁性シート１３よりもリーダライタ１２０側に位置するように配置されることで、隙間１３２に生じる磁界を効率よくアンテナコイル１１ａに引き込ませることができる。
【００３５】
さらに、アンテナモジュール１ａは、隙間１３２に、アンテナコイル１１ａの開口部、すなわち中心部分１１ｃが位置するように巻回されているので、携帯電話機１３０などの電子機器に組み込んだ際に筐体１３１の小型化を図ることができる。
【００３６】
隙間１３２に生じる磁界を効率よくアンテナコイル１１ａに引き込ませることができるのは、上述したようにして磁性シート１３を配置することによって、金属板１３３ａの端部１３３ｂから筐体１３１の内周壁１３１ａへの磁界成分が、アンテナコイル１１ａの開口部を効率よく通過するようになるからである。
【００３７】
さらに、アンテナモジュール１ａは、物理的な外力に対する強度を維持するため、図４に示すような、磁性シート１３とアンテナコイル１１ａとを重畳した積層体１４全体を、フィルム状の保護部材１５で覆ったものである。ここで、保護部材１５は、積層体１４の上下面を覆う２つのシート１５１、１５２からなる。このシート１５１、１５２は、それぞれアンテナ基板１１の両方の端部１１ｄ、１１ｅよりも幅広で、結合部１５ａ、１５ｂによって接着されている。
【００３８】
このようにして、アンテナモジュール１ａは、磁性シート１３の端部１３ａ、１３ｂがフィルム状の保護部材１５によって覆われているので、例えばアンテナモジュール１ａに衝撃が加えられたり、また、磁性シート１３をアンテナコイル１１ａに差し込む際に変形して亀裂が入ったとしても、粉状の磁性部材がモジュール外部に飛散することを防止できる。すなわち、アンテナモジュール１ａは、剥がれ落ちた粉状の磁性材料に起因して、携帯電話機１３０に組み込まれた他の電子デバイスに悪影響が生じることを防止できる。
【００３９】
図４に示すような、アンテナモジュール１ａは、図４（Ｂ）に示すように、アンテナコイル１１ａが形成されたアンテナ基板１１の両方の端部１１ｄ、１１ｅも保護部材１５で覆っているが、例えば図５に示すような変形例に係るアンテナモジュール１ｂのように、保護部材１５で磁性シート１３の端部１３ａ、１３ｂまで覆われていれば、上述した磁性部材の飛散を防止することができる。
【００４０】
すなわち、変形例に係るアンテナモジュール１ｂは、図５（Ａ）に示すように、アンテナコイル１１ａの中心部分１１ｃに差し込まれるｙ軸方向において、磁性シート１３の両方の端部１３ａ、１３ｂが、それぞれアンテナコイル１１ａが形成されたアンテナ基板１１の両方の端部１１ｄ、１１ｅよりも中心部分１１ｃに位置するようにして、アンテナコイル１１ａに差し込こんだものである。さらに、アンテナモジュール１ｂは、図５（Ｂ）に示すように、保護部材１５で磁性シート１３の端部１３ｂを覆うが、アンテナ基板１１の端部１１ｅが保護部材１５によって覆われていないものであり、このような構造を採用することで、アンテナモジュールの寸法が制限されている場合に、できるだけアンテナコイル１１ａの外形状を大きくすることができ、比較的良好な通信特性を実現することができる。さらに、アンテナモジュール１ｂは、上述したようなシート１５１、１５２とが互いに接着する接合部１５ａ、１５ｂのスペースを省略でき、結果として小スペース化を図ることができる。
【００４１】
次に、本発明が適用されたアンテナモジュール１ａ、１ｂに係る物理的な外力に対する強度特性と、後述するような製造工程に関する環境性について、図６に示すような比較例１、２に係るアンテナモジュール２ａ、２ｂと比較して評価する。
【００４２】
ここで、比較例１に係るアンテナモジュール２ａは、図６（Ａ）に示すように、フィルム状の保護部材２５が、互いに重畳した位置に配置された磁性シート２３とアンテナコイル２１ａとの積層体の両面に積層されているが、アンテナコイル２１ａが形成されているアンテナ基板２１の端部２１ｅと、磁性シート２３の端部２３ｂとが保護部材２５によって覆われていないものである。
【００４３】
また、比較例２に係るアンテナモジュール２ｂは、フィルム状の保護部材２５が、互いに重畳した位置に配置された磁性シート２３とアンテナコイル２１ａとの積層体の両面に積層されており、アンテナコイル２１ａが形成されているアンテナ基板２１の端部２１ｅが保護部材２５に覆われているが、磁性シート２３の端部２３ｂが保護部材２５に覆われていないものである。すなわち、アンテナモジュール２ｂは、アンテナ基板２１の端部２１ｅが磁性シート２３の端部２３ｂよりもアンテナモジュール２ｂの中心側に位置するものである。
【００４４】
また、具体的な評価条件として、次のような部材を用いた。
【００４５】
すなわち、アンテナコイルが実装されるプリント基板として、厚さ２５μｍのＰＩ層と厚さ３５μｍのＣｕ層とからなるフレキシブルプリント基板を用いた。
【００４６】
また、磁性シートとして、複素透磁率μ’が１００である厚さ２００μｍのフェライトを用いた。ここで、磁性シートは、１５０μｍ〜４００μｍの厚みがよく、特に１８０μｍ〜３００μｍがトータルとして良い。つまり、良好な特性を目指すにはフェライト厚みは最低でも２００μｍ程度以上が必要である。
【００４７】
２００μｍ以上のフェライト材料はシートタイプまたは、バルクタイプがある。シートタイプは、両面に保護フィルムがありフェライトの軟化処理等による欠け部の脱落を防止するものであるが、金型による外形加工を行うと外形加工端面部に粉落ちが発生する。バルクタイプは、フェライトブロックから所定の厚み、例えば２００μｍにスライス加工をスライサーまたはワイヤー加工で行うものであって粉落ちはないが、外力によっては粉落ちが発生する。
【００４８】
また、このバルクタイプのフェライトをアンテナコイルの中央部分に差し込むことでアンテナモジュールを構成するが、差込後にフェライトが割れるとアンテナのインダクタンスが変化する。よって、この予防として上述したフィルム状の保護部材で被覆してから、ローラ等でフェライトに割れ目をいれる。その場合割ったフェライトの粉落ちは保護部材によって防ぐことができる。また、この工法であれば、シートタイプのフェライト外形加工品においても端面部の粉落ちを防ぐことができる。
【００４９】
保護部材としては、厚さ３０μｍの絶縁材料のフィルムとして、例えば寺岡製作所製、６３３Ｓ等のポリエステル／アクリル粘着剤、又は、日栄化工製ＧＬシリーズのポリエステル／アクリル粘着剤を用いた。なお、保護部材は、５μｍ〜５０μｍで適宜選択可能であり、他の部材として、ポリイミド／アクリル粘着剤、ＰＥＮ／アクリル粘着剤、ポリイミド／シリコーン系、フッ素系樹脂フィルム／シリコーン系のフィルムを用いることができる。
【００５０】
このような条件の下、実施例１、２及び比較例１、２に係る特性について、下記の表１の通り評価した。
【００５１】
【表１】
なお、表において、「保護部材無し」とは、図示しない比較例３に係るアンテナモジュールであって、保護部材が、互いに重畳した位置に配置された磁性シートとアンテナコイルとの積層体の両面に積層されていないアンテナモジュールに当たる。また、「フェライト幅」、「ＦＰＣ幅」、「保護部材の幅」は、それぞれｙ軸方向で規定される磁性シート、アンテナ基板、保護部材の幅を示す。ここで、保護部材の幅がアンテナモジュールの幅に相当する。
【００５２】
表１で示す結果から明らかなように、アンテナモジュール１ａ、１ｂは、アンテナコイル１１ａと重畳していない磁性シート１３の全てが保護部材で全て覆われているので、「粉落ち」がなく、磁性部材の飛散を防止することができる。
【００５３】
また、フェライト種類として、バルクとシートの環境負荷の観点で評価すると、シートタイプは焼成工程前にグリーンシートにする混合工程があり、その工程でフェライト材料に対して溶剤を重量比として２０〜６０％程度使用する。これに対してバルクタイプはフェライト材料を型に入れて成型加工し、その後、焼成工程でフェライトにするので、溶剤を使用しないため環境負荷的には良いという利点がある。
【符号の説明】
【００５４】
１ 通信装置、１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ アンテナモジュール、１１、２１ アンテナ基板、１１ａ、２１ａ アンテナコイル、１１ｂ 端子部、１１ｃ 中心部分、１１ｄ、１１ｅ、１３ａ、１３ｂ、２１ｅ、２３ｂ、１３３ｂ 端部、１２ 通信処理部、１３、２３ 磁性シート、１５、２５ 保護部材、１００ 無線通信システム、１２０ リーダライタ、１２１ アンテナ、１２２ 制御基板、１３０ 携帯電話機、１３１ 筐体、１３１ａ 内周壁、１３２ 隙間、１３３ バッテリパック、１３３ａ 金属板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に組み込まれ、発信器から発信される磁界を受けて通信可能となるアンテナ装置、通信装置、アンテナ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などの電子機器において、近距離非接触通信の機能を搭載するため、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）用のアンテナモジュールが用いられている。
【０００３】
このアンテナモジュールは、リーダライタなどの発信器に搭載されたアンテナコイルと誘導結合を利用して通信を行っている。すなわち、このアンテナモジュールは、リーダライタからの磁界をアンテナコイルが受けることによって、それを電力に変換して通信処理部として機能するＩＣを駆動させることができる。
【０００４】
アンテナモジュールは、確実に通信を行うため、リーダライタからのある値以上の磁束をアンテナコイルで受ける必要がある。そのために、従来例に係るアンテナモジュールでは、携帯電話機の筐体にループコイルを設け、このコイルでリーダライタからの磁束を受けている。
【０００５】
ところが、携帯電話機などの電子機器に組み込まれたアンテナモジュールは、機器内部の基板やバッテリーパックなどの金属が、リーダライタからの磁界を受けることによって発生する渦電流のために、リーダライタからの磁束が跳ね返されてしまうため、ループコイルに届く磁束が少なくなってしまった。このようにしてループコイルに届く磁束が少なくなってしまうため、アンテナモジュールは、必要な磁束を集めるためにある程度の大きさのループコイルが必要となり、さらに、磁性シートを用いて磁束を増やすことも必要となる。
【０００６】
上述したように、携帯電話機などの電子機器の基板に流れる渦電流によってリーダライタからの磁束が跳ね返されるが、電子機器の筐体表面には、基板の面方向に向いている磁界の成分があり、この成分を受けることによってアンテナとして機能するというものが特許文献１において提案されている。具体的に、特許文献１では、コイルの占有面積を少なくするため、フェライトコアにコイルを巻いたアンテナ構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−３５４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、携帯電話機などの電子機器は基板などの比較的電気をよく流すものが使われているので、磁界を受けた基板に渦電流が発生することにより、磁界を跳ね返してしまう。例えば、携帯電話機の筐体表面で考えると、リーダライタからくる磁界は、筐体表面の外周部分が強くなり、筐体表面の真ん中付近が弱くなる傾向にある。
【０００９】
通常のループコイルを用いるアンテナの場合、ループコイルは、その開口部が、上述した筐体表面の外周部分を通過する磁界をあまり受けることができない携帯電話機の中央部分に位置している。このため、通常のループコイルを用いるアンテナでは、磁界を受ける効率が悪くなっている。
【００１０】
また、特許文献１に記載されたフェライトコアにコイルを巻いて、そのコイルを携帯電話機に組み込んだアンテナ構造では、フェライトコアの断面が磁束を集める面積になるので、フェライトコアの厚みが例えば１ｍｍ以上必要になり、携帯電話機の筐体が比較的厚い構造となってしまう。このため、比較的薄型の携帯電話機では、その内部に実装するのが難しい構造である。また、折りたたみ式の携帯電話機に搭載された液晶ディスプレイの裏側に、このアンテナモジュールを組み込む場合には、やはり薄いことが必要となるので、特許文献１に記載のアンテナ構造ではスペースを確保するのが難しい。
【００１１】
さらに、フェライトなどの磁性材料を焼結した部材は、リーダライタからくる磁界をアンテナコイルに効率よく引き込むのに使用されるが、衝撃など外力が加わると端部が剥がれ落ちやすいという性質がある。このような剥がれ落ちた粉状の磁性材料は、例えば携帯電話機に組み込まれた他の電子デバイスに悪影響を及ぼす虞がある。
【００１２】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、アンテナコイルに磁界を引き込ませる磁性シートを用いて、通信特性を維持し、電子機器に組み込んだ際に電子機器の筐体の小型化を図るとともに、物理的な外力に対して高強度なアンテナ装置を提供することを目的とする。さらに、このアンテナ装置を組み込んだ通信装置、及びこのアンテナ装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するため、本発明は、電子機器に組み込まれ、発信器から発信される磁界を受けて通信可能となるアンテナ装置において、アンテナ基板に形成され発信器と誘導結合されるアンテナコイルと、アンテナコイルに発信器から発信される磁界を引き込む磁性シートとを互いに重畳した積層体と、積層体を、少なくとも磁性シートの端部まで覆うフィルム状の保護部材とを備え、積層体は、アンテナ基板上に形成されたアンテナコイルの中心部分に差し込まれることで、発信器と対向する筐体面により配向された磁界の進行方向の上流側では磁性シートがアンテナコイルよりも発信器側に位置する配置条件と、配向された進行方向の下流側ではアンテナコイルが磁性シートよりも発信器側に位置する配置条件との両方の配置条件を満たすようにして、アンテナコイルと磁性シートとが互いに重畳されている。
【００１４】
また、本発明は、電子機器に組み込まれ、発信器から発信される磁界を受けて通信可能となる通信装置において、アンテナ基板に形成され発信器と誘導結合されるアンテナコイルと、アンテナコイルに発信器から発信される磁界を引き込む磁性シートとを互いに重畳した積層体と、積層体を、少なくとも磁性シートの端部まで覆うフィルム状の保護部材と、アンテナコイルに流れる電流により駆動し、発信器との間で通信を行う通信処理部とを備え、積層体は、アンテナ基板上に形成されたアンテナコイルの中心部分に差し込まれることで、発信器と対向する筐体面により配向された磁界の進行方向の上流側では磁性シートがアンテナコイルよりも発信器側に位置する配置条件と、配向された進行方向の下流側ではアンテナコイルが磁性シートよりも発信器側に位置する配置条件との両方の配置条件を満たすようにして、アンテナコイルと磁性シートとが互いに重畳されている。
【００１５】
また、本発明は、電子機器に組み込まれ、発信器から発信される磁界を受けて通信可能となるアンテナ装置を製造するアンテナ装置の製造方法において、アンテナ基板に形成され、発信器と誘導結合されるアンテナコイルと、アンテナコイルに発信器から発信される磁界を引き込む磁性シートとを互いに重畳させるステップと、磁性シートとアンテナコイルとを重畳した積層体を、フィルム状の保護部材により、少なくとも磁性シートの端部まで覆うステップとを有し、重畳させるステップでは、磁性シートを、アンテナ基板上に形成されたアンテナコイルの中心部分に差し込ませることで、発信器と対向する筐体面により配向された磁界の進行方向の上流側では磁性シートがアンテナコイルよりも発信器側に位置する配置条件と、配向された進行方向の下流側ではアンテナコイルが磁性シートよりも発信器側に位置する配置条件との両方の配置条件を満たすようにして、アンテナコイルと該磁性シートとを互いに重畳させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、アンテナコイルに磁界を引き込ませる磁性シートを用いて、通信特性を維持し、電子機器に組み込んだ際に電子機器の筐体の小型化を図るとともに、アンテナコイルと磁性シートとを互いに重畳した積層体を、フィルム状の保護部材により、少なくとも該磁性シートの端部まで覆うので物理的な外力に対して高強度である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明が適用された通信装置が組み込まれた無線通信システムの構成について説明するための図である。
【図２】携帯電話機の筐体内部に配置される通信装置の構成について説明するための図である。
【図３】図３（Ａ）は、アンテナモジュールの斜視図であり、図３（Ｂ）は、アンテナモジュールの断面図である。
【図４】磁性シートとアンテナコイルとの積層体の両面に、保護部材を積層したアンテナモジュールの構成について説明するための図である。
【図５】磁性シートとアンテナコイルとの積層体の両面に、保護部材を積層したアンテナモジュールの他の実施例について説明するための図である。
【図６】比較例に係るアンテナモジュールの構成について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。
【００１９】
本発明が適用された通信装置は、電子機器に組み込まれ、発信器から発信される磁界を受けて通信可能となる装置であって、例えば図１に示すようなＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）用の無線通信システム１００に組み込まれて使用される。
【００２０】
無線通信システム１００は、本発明が適用された通信装置１と、通信装置１に対するアクセスを行うリーダライタ１２０とからなる。ここで、通信装置１とリーダライタ１２０とは、三次元直交座標系ｘｙｚのｘｙ平面において互いに対向するように配置されているものとする。
【００２１】
リーダライタ１２０は、ｘｙ平面において互いに対向する通信装置１に対して、ｚ軸方向に磁界を発信する発信器として機能し、具体的には、通信装置１に向けて磁界を発信するアンテナ１２１と、アンテナ１２１を介して誘導結合された通信装置１と通信を行う制御基板１２２とを備える。
【００２２】
すなわち、リーダライタ１２０は、アンテナ１２１と電気的に接続された制御基板１２２が配設されている。この制御基板１２２には、一又は複数の集積回路チップ等の電子部品からなる制御回路が実装されている。この制御回路は、通信装置１から受信されたデータに基づいて、各種の処理を実行する。例えば、制御回路は、通信装置１に対してデータを送信する場合、データを符号化し、符号化したデータに基づいて、所定の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）の搬送波を変調し、変調した変調信号を増幅し、増幅した変調信号でアンテナ１２１を駆動する。また、制御回路は、通信装置１からデータを読み出す場合、アンテナ１２１で受信されたデータの変調信号を増幅し、増幅したデータの変調信号を復調し、復調したデータを復号する。なお、制御回路では、一般的なリーダライタで用いられる符号化方式及び変調方式が用いられ、例えば、マンチェスタ符号化方式やＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調方式が用いられている。
【００２３】
通信装置１は、例えばリーダライタ１２０とｘｙ平面において対向するように配置される携帯電話機１３０の筐体１３１の内部に組み込まれ、誘導結合されたリーダライタ１２０との間で通信可能となるアンテナコイル１１ａが実装されたアンテナ基板１１を有するアンテナモジュール１ａと、アンテナコイル１１ａに流れる電流により駆動し、リーダライタ１２０との間で通信を行う通信処理部１２とを備える。
【００２４】
アンテナ基板１１には、例えばフレキシブルプリント配線板などの可撓性の導線をパターンニング処理などをすることによって形成されるアンテナコイル１１ａと、アンテナコイル１１ａと通信処理部１２とを電気的に接続する端子部１１ｂとが実装されている。
【００２５】
アンテナコイル１１ａは、リーダライタ１２０から発信される磁界を受けると、リーダライタ１２０と誘導結合によって磁気的に結合され、変調された電磁波を受信して、端子部１１ｂを介して受信信号を通信処理部１２に供給する。
【００２６】
通信処理部１２は、アンテナコイル１１ａに流れる電流により駆動し、リーダライタ１２０との間で通信を行う。具体的に、通信処理部１２は、受信された変調信号を復調し、復調したデータを復号して、復号したデータを、当該通信処理部１２が有する内部メモリに書き込む。また、通信処理部１２は、リーダライタ１２０に送信するデータを内部メモリから読み出し、読み出したデータを符号化し、符号化したデータに基づいて搬送波を変調し、誘導結合によって磁気的に結合されたアンテナコイル１１ａを介して変調された電波をリーダライタ１２０に送信する。
【００２７】
以上のような構成からなる無線通信システム１００において、以下では、アンテナモジュール１ａの構成について説明する。
【００２８】
アンテナモジュール１ａのアンテナコイル１１ａは、携帯電話機１３０などの電子機器に組み込んだ際に当該電子機器の小型化を図りつつ、リーダライタ１２０との間で良好な通信特性を実現する観点から、例えば、図２（Ａ）に示すような三次元直交座標系ｘｙｚのｘｙ平面上であって、携帯電話機１３０の筐体１３１内部に設けられたバッテリパック１３３と、筐体１３１の内周壁１３１ａとの隙間１３２に配置される。
【００２９】
なお、アンテナモジュール１ａは、上述したようにバッテリパック１３３と筐体１３１の内周壁１３１ａとの隙間１３２だけでなく、例えば集積回路基板などの筐体１３１内部に配置された導電体と筐体の内周壁との隙間に設けるようにしてもよい。本実施例では、アンテナモジュール１ａが、便宜上、板状の導電体として、図２（Ｂ）に示すようなバッテリパック１３３の金属筐体であるリーダライタ１２０に対向した金属板１３３ａの端部１３３ｂと、筐体１３１の内周壁１３１ａとの間に配置されているものとして説明する。
【００３０】
ここで、図２（Ｂ）の断面図で示すように、携帯電話機１３０に配置されたバッテリパック１３３の金属筐体である金属板１３３ａは、電気を比較的よく流すので、外部から交流磁界が加わると渦電流が発生し、磁界を跳ね返してしまう。このような外部から交流磁界が加わるときの磁界分布を調べると、リーダライタ１２０と対向したバッテリパック１３３の金属板１３３ａの端部１３３ｂの磁界が強いという特性を有する。具体的に、アンテナモジュール１ａが配置される隙間１３２の磁界は、ｙ軸方向の成分が大きい。アンテナモジュール１ａは、このようなｙ軸方向に成分が大きい磁界を効率よくアンテナコイル１１ａに引き込ませるため、図３に示すようにして配置され、アンテナコイル１１ａに重畳される磁性シート１３を備える。
【００３１】
ここで、図３（Ａ）は、ｘｙ平面上において磁性シート１３が差し込まれたアンテナ基板１１の斜視図であり、図３（Ｂ）は、ｘｙ平面上において磁性シート１３が差し込まれたアンテナ基板１１の断面図である。
【００３２】
図３（Ｂ）に示すように、アンテナモジュール１ａでは、リーダライタ１２０に対向する金属板１３３ａにより配向された磁界の進行方向の上流側では磁性シート１３がアンテナコイル１１ａよりもリーダライタ１２０側に位置するように配置され、この配向された磁界の進行方向の下流側ではアンテナコイル１１ａが磁性シート１３よりもリーダライタ１２０側に位置するように配置されるように、磁性シート１３が、アンテナ基板１１上に形成されたアンテナコイル１１ａの中心部分１１ｃに差し込まれたものである。
【００３３】
ここで、アンテナ基板１１は、上述したようにフレキシブルプリント基板やリジットプリント基板などが用いられるが、特にフレキシブルプリント基板を用いることで、アンテナコイル１１ａの中央部に切れ込み部を容易に形成することができ、この切れ込み部に磁性シート１３を容易に差し込めることができる。アンテナモジュール１ａは、容易に磁性シート１３をアンテナ基板１１に差し込むという観点から、フレキシブルプリント基板を用いてアンテナ基板１１とすることが好ましい。また、フレキシブルプリント基板を用いることで、当該アンテナモジュール１ａを容易に製造することができる。
【００３４】
このようにして、アンテナモジュール１ａは、リーダライタ１２０に対向する金属板１３３ａにより配向された磁界の進行方向の上流側では磁性シート１３がアンテナコイル１１ａよりもリーダライタ１２０側に位置するように配置され、この配向された磁界の進行方向の下流側ではアンテナコイル１１ａが磁性シート１３よりもリーダライタ１２０側に位置するように配置されることで、隙間１３２に生じる磁界を効率よくアンテナコイル１１ａに引き込ませることができる。
【００３５】
さらに、アンテナモジュール１ａは、隙間１３２に、アンテナコイル１１ａの開口部、すなわち中心部分１１ｃが位置するように巻回されているので、携帯電話機１３０などの電子機器に組み込んだ際に筐体１３１の小型化を図ることができる。
【００３６】
隙間１３２に生じる磁界を効率よくアンテナコイル１１ａに引き込ませることができるのは、上述したようにして磁性シート１３を配置することによって、金属板１３３ａの端部１３３ｂから筐体１３１の内周壁１３１ａへの磁界成分が、アンテナコイル１１ａの開口部を効率よく通過するようになるからである。
【００３７】
さらに、アンテナモジュール１ａは、物理的な外力に対する強度を維持するため、図４に示すような、磁性シート１３とアンテナコイル１１ａとを重畳した積層体１４全体を、フィルム状の保護部材１５で覆ったものである。ここで、保護部材１５は、積層体１４の上下面を覆う２つのシート１５１、１５２からなる。このシート１５１、１５２は、それぞれアンテナ基板１１の両方の端部１１ｄ、１１ｅよりも幅広で、結合部１５ａ、１５ｂによって接着されている。
【００３８】
このようにして、アンテナモジュール１ａは、磁性シート１３の端部１３ａ、１３ｂがフィルム状の保護部材１５によって覆われているので、例えばアンテナモジュール１ａに衝撃が加えられたり、また、磁性シート１３をアンテナコイル１１ａに差し込む際に変形して亀裂が入ったとしても、粉状の磁性部材がモジュール外部に飛散することを防止できる。すなわち、アンテナモジュール１ａは、剥がれ落ちた粉状の磁性材料に起因して、携帯電話機１３０に組み込まれた他の電子デバイスに悪影響が生じることを防止できる。
【００３９】
図４に示すような、アンテナモジュール１ａは、図４（Ｂ）に示すように、アンテナコイル１１ａが形成されたアンテナ基板１１の両方の端部１１ｄ、１１ｅも保護部材１５で覆っているが、例えば図５に示すような変形例に係るアンテナモジュール１ｂのように、保護部材１５で磁性シート１３の端部１３ａ、１３ｂまで覆われていれば、上述した磁性部材の飛散を防止することができる。
【００４０】
すなわち、変形例に係るアンテナモジュール１ｂは、図５（Ａ）に示すように、アンテナコイル１１ａの中心部分１１ｃに差し込まれるｙ軸方向において、磁性シート１３の両方の端部１３ａ、１３ｂが、それぞれアンテナコイル１１ａが形成されたアンテナ基板１１の両方の端部１１ｄ、１１ｅよりも中心部分１１ｃに位置するようにして、アンテナコイル１１ａに差し込こんだものである。さらに、アンテナモジュール１ｂは、図５（Ｂ）に示すように、保護部材１５で磁性シート１３の端部１３ｂを覆うが、アンテナ基板１１の端部１１ｅが保護部材１５によって覆われていないものであり、このような構造を採用することで、アンテナモジュールの寸法が制限されている場合に、できるだけアンテナコイル１１ａの外形状を大きくすることができ、比較的良好な通信特性を実現することができる。さらに、アンテナモジュール１ｂは、上述したようなシート１５１、１５２とが互いに接着する接合部１５ａ、１５ｂのスペースを省略でき、結果として小スペース化を図ることができる。
【００４１】
次に、本発明が適用されたアンテナモジュール１ａ、１ｂに係る物理的な外力に対する強度特性と、後述するような製造工程に関する環境性について、図６に示すような比較例１、２に係るアンテナモジュール２ａ、２ｂと比較して評価する。
【００４２】
ここで、比較例１に係るアンテナモジュール２ａは、図６（Ａ）に示すように、フィルム状の保護部材２５が、互いに重畳した位置に配置された磁性シート２３とアンテナコイル２１ａとの積層体の両面に積層されているが、アンテナコイル２１ａが形成されているアンテナ基板２１の端部２１ｅと、磁性シート２３の端部２３ｂとが保護部材２５によって覆われていないものである。
【００４３】
また、比較例２に係るアンテナモジュール２ｂは、フィルム状の保護部材２５が、互いに重畳した位置に配置された磁性シート２３とアンテナコイル２１ａとの積層体の両面に積層されており、アンテナコイル２１ａが形成されているアンテナ基板２１の端部２１ｅが保護部材２５に覆われているが、磁性シート２３の端部２３ｂが保護部材２５に覆われていないものである。すなわち、アンテナモジュール２ｂは、アンテナ基板２１の端部２１ｅが磁性シート２３の端部２３ｂよりもアンテナモジュール２ｂの中心側に位置するものである。
【００４４】
また、具体的な評価条件として、次のような部材を用いた。
【００４５】
すなわち、アンテナコイルが実装されるプリント基板として、厚さ２５μｍのＰＩ層と厚さ３５μｍのＣｕ層とからなるフレキシブルプリント基板を用いた。
【００４６】
また、磁性シートとして、複素透磁率μ’が１００である厚さ２００μｍのフェライトを用いた。ここで、磁性シートは、１５０μｍ〜４００μｍの厚みがよく、特に１８０μｍ〜３００μｍがトータルとして良い。つまり、良好な特性を目指すにはフェライト厚みは最低でも２００μｍ程度以上が必要である。
【００４７】
２００μｍ以上のフェライト材料はシートタイプまたは、バルクタイプがある。シートタイプは、両面に保護フィルムがありフェライトの軟化処理等による欠け部の脱落を防止するものであるが、金型による外形加工を行うと外形加工端面部に粉落ちが発生する。バルクタイプは、フェライトブロックから所定の厚み、例えば２００μｍにスライス加工をスライサーまたはワイヤー加工で行うものであって粉落ちはないが、外力によっては粉落ちが発生する。
【００４８】
また、このバルクタイプのフェライトをアンテナコイルの中央部分に差し込むことでアンテナモジュールを構成するが、差込後にフェライトが割れるとアンテナのインダクタンスが変化する。よって、この予防として上述したフィルム状の保護部材で被覆してから、ローラ等でフェライトに割れ目をいれる。その場合割ったフェライトの粉落ちは保護部材によって防ぐことができる。また、この工法であれば、シートタイプのフェライト外形加工品においても端面部の粉落ちを防ぐことができる。
【００４９】
保護部材としては、厚さ３０μｍの絶縁材料のフィルムとして、例えば寺岡製作所製、６３３Ｓ等のポリエステル／アクリル粘着剤、又は、日栄化工製ＧＬシリーズのポリエステル／アクリル粘着剤を用いた。なお、保護部材は、５μｍ〜５０μｍで適宜選択可能であり、他の部材として、ポリイミド／アクリル粘着剤、ＰＥＮ／アクリル粘着剤、ポリイミド／シリコーン系、フッ素系樹脂フィルム／シリコーン系のフィルムを用いることができる。
【００５０】
このような条件の下、実施例１、２及び比較例１、２に係る特性について、下記の表１の通り評価した。
【００５１】
【表１】
なお、表において、「保護部材無し」とは、図示しない比較例３に係るアンテナモジュールであって、保護部材が、互いに重畳した位置に配置された磁性シートとアンテナコイルとの積層体の両面に積層されていないアンテナモジュールに当たる。また、「フェライト幅」、「ＦＰＣ幅」、「保護部材の幅」は、それぞれｙ軸方向で規定される磁性シート、アンテナ基板、保護部材の幅を示す。ここで、保護部材の幅がアンテナモジュールの幅に相当する。
【００５２】
表１で示す結果から明らかなように、アンテナモジュール１ａ、１ｂは、アンテナコイル１１ａと重畳していない磁性シート１３の全てが保護部材で全て覆われているので、「粉落ち」がなく、磁性部材の飛散を防止することができる。
【００５３】
また、フェライト種類として、バルクとシートの環境負荷の観点で評価すると、シートタイプは焼成工程前にグリーンシートにする混合工程があり、その工程でフェライト材料に対して溶剤を重量比として２０〜６０％程度使用する。これに対してバルクタイプはフェライト材料を型に入れて成型加工し、その後、焼成工程でフェライトにするので、溶剤を使用しないため環境負荷的には良いという利点がある。
【符号の説明】
【００５４】
１ 通信装置、１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ アンテナモジュール、１１、２１ アンテナ基板、１１ａ、２１ａ アンテナコイル、１１ｂ 端子部、１１ｃ 中心部分、１１ｄ、１１ｅ、１３ａ、１３ｂ、２１ｅ、２３ｂ、１３３ｂ 端部、１２ 通信処理部、１３、２３ 磁性シート、１５、２５ 保護部材、１００ 無線通信システム、１２０ リーダライタ、１２１ アンテナ、１２２ 制御基板、１３０ 携帯電話機、１３１ 筐体、１３１ａ 内周壁、１３２ 隙間、１３３ バッテリパック、１３３ａ 金属板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器に組み込まれ、発信器から発信される磁界を受けて通信可能となるアンテナ装置において、
アンテナ基板に形成され上記発信器と誘導結合されるアンテナコイルと、該アンテナコイルに上記発信器から発信される磁界を引き込む磁性シートとを互いに重畳した積層体と、
上記積層体を、少なくとも上記磁性シートの端部まで覆うフィルム状の保護部材とを備え、
上記積層体は、上記アンテナ基板上に形成された上記アンテナコイルの中心部分に差し込まれることで、上記発信器と対向する筐体面により配向された磁界の進行方向の上流側では上記磁性シートが上記アンテナコイルよりも上記発信器側に位置する配置条件と、該配向された進行方向の下流側では該アンテナコイルが該磁性シートよりも該発信器側に位置する配置条件との両方の配置条件を満たすようにして、該アンテナコイルと該磁性シートとが互いに重畳されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
上記磁性シートは、上記アンテナコイルの中心部分に差し込まれる方向において、該磁性シートの両端が、該アンテナコイルが形成されたアンテナ基板の両端に対して該中心部分寄りに位置することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
電子機器に組み込まれ、発信器から発信される磁界を受けて通信可能となる通信装置において、
アンテナ基板に形成され上記発信器と誘導結合されるアンテナコイルと、該アンテナコイルに上記発信器から発信される磁界を引き込む磁性シートとを互いに重畳した積層体と、
上記積層体を、少なくとも上記磁性シートの端部まで覆うフィルム状の保護部材と、
上記アンテナコイルに流れる電流により駆動し、上記発信器との間で通信を行う通信処理部とを備え、
上記積層体は、上記アンテナ基板上に形成された上記アンテナコイルの中心部分に差し込まれることで、上記発信器と対向する筐体面により配向された磁界の進行方向の上流側では上記磁性シートが上記アンテナコイルよりも上記発信器側に位置する配置条件と、該配向された進行方向の下流側では該アンテナコイルが該磁性シートよりも該発信器側に位置する配置条件との両方の配置条件を満たすようにして、該アンテナコイルと該磁性シートとが互いに重畳されていることを特徴とする通信装置。
【請求項４】
上記アンテナコイルは、上記電子機器の筐体内部の発信器に対向した導電体の端部と該筐体の内周壁との隙間に該アンテナコイルの開口部が位置するように、巻回されることを特徴とする請求項３記載の通信装置。
【請求項５】
電子機器に組み込まれ、発信器から発信される磁界を受けて通信可能となるアンテナ装置を製造するアンテナ装置の製造方法において、
アンテナ基板に形成され、上記発信器と誘導結合されるアンテナコイルと、該アンテナコイルに上記発信器から発信される磁界を引き込む磁性シートとを互いに重畳させるステップと、
上記磁性シートと上記アンテナコイルとを重畳した積層体を、フィルム状の保護部材により、少なくとも該磁性シートの端部まで覆うステップとを有し、
上記重畳させるステップでは、上記磁性シートを、上記アンテナ基板上に形成された上記アンテナコイルの中心部分に差し込ませることで、上記発信器と対向する筐体面により配向された磁界の進行方向の上流側では上記磁性シートが上記アンテナコイルよりも上記発信器側に位置する配置条件と、該配向された進行方向の下流側では該アンテナコイルが該磁性シートよりも該発信器側に位置する配置条件との両方の配置条件を満たすようにして、該アンテナコイルと該磁性シートとを互いに重畳させることを特徴とするアンテナ装置の製造方法。
【請求項１】
電子機器に組み込まれ、発信器から発信される磁界を受けて通信可能となるアンテナ装置において、
アンテナ基板に形成され上記発信器と誘導結合されるアンテナコイルと、該アンテナコイルに上記発信器から発信される磁界を引き込む磁性シートとを互いに重畳した積層体と、
上記積層体を、少なくとも上記磁性シートの端部まで覆うフィルム状の保護部材とを備え、
上記積層体は、上記アンテナ基板上に形成された上記アンテナコイルの中心部分に差し込まれることで、上記発信器と対向する筐体面により配向された磁界の進行方向の上流側では上記磁性シートが上記アンテナコイルよりも上記発信器側に位置する配置条件と、該配向された進行方向の下流側では該アンテナコイルが該磁性シートよりも該発信器側に位置する配置条件との両方の配置条件を満たすようにして、該アンテナコイルと該磁性シートとが互いに重畳されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
上記磁性シートは、上記アンテナコイルの中心部分に差し込まれる方向において、該磁性シートの両端が、該アンテナコイルが形成されたアンテナ基板の両端に対して該中心部分寄りに位置することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
電子機器に組み込まれ、発信器から発信される磁界を受けて通信可能となる通信装置において、
アンテナ基板に形成され上記発信器と誘導結合されるアンテナコイルと、該アンテナコイルに上記発信器から発信される磁界を引き込む磁性シートとを互いに重畳した積層体と、
上記積層体を、少なくとも上記磁性シートの端部まで覆うフィルム状の保護部材と、
上記アンテナコイルに流れる電流により駆動し、上記発信器との間で通信を行う通信処理部とを備え、
上記積層体は、上記アンテナ基板上に形成された上記アンテナコイルの中心部分に差し込まれることで、上記発信器と対向する筐体面により配向された磁界の進行方向の上流側では上記磁性シートが上記アンテナコイルよりも上記発信器側に位置する配置条件と、該配向された進行方向の下流側では該アンテナコイルが該磁性シートよりも該発信器側に位置する配置条件との両方の配置条件を満たすようにして、該アンテナコイルと該磁性シートとが互いに重畳されていることを特徴とする通信装置。
【請求項４】
上記アンテナコイルは、上記電子機器の筐体内部の発信器に対向した導電体の端部と該筐体の内周壁との隙間に該アンテナコイルの開口部が位置するように、巻回されることを特徴とする請求項３記載の通信装置。
【請求項５】
電子機器に組み込まれ、発信器から発信される磁界を受けて通信可能となるアンテナ装置を製造するアンテナ装置の製造方法において、
アンテナ基板に形成され、上記発信器と誘導結合されるアンテナコイルと、該アンテナコイルに上記発信器から発信される磁界を引き込む磁性シートとを互いに重畳させるステップと、
上記磁性シートと上記アンテナコイルとを重畳した積層体を、フィルム状の保護部材により、少なくとも該磁性シートの端部まで覆うステップとを有し、
上記重畳させるステップでは、上記磁性シートを、上記アンテナ基板上に形成された上記アンテナコイルの中心部分に差し込ませることで、上記発信器と対向する筐体面により配向された磁界の進行方向の上流側では上記磁性シートが上記アンテナコイルよりも上記発信器側に位置する配置条件と、該配向された進行方向の下流側では該アンテナコイルが該磁性シートよりも該発信器側に位置する配置条件との両方の配置条件を満たすようにして、該アンテナコイルと該磁性シートとを互いに重畳させることを特徴とするアンテナ装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１１５６４７（Ｐ２０１３−１１５６４７Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６０６３９（Ｐ２０１１−２６０６３９）
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００１０８４１０）デクセリアルズ株式会社 (595)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００１０８４１０）デクセリアルズ株式会社 (595)
【Ｆターム（参考）】
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