アンテナ装置
【課題】所定の通信距離を確保しつつ占有エリアの小さなアンテナ装置を構成する。
【解決手段】巻回軸回りに巻回された形状のコイル導体を有するコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄと、コイル導体の巻回軸に沿った面を有し、縁端部がコイル導体のコイル開口部に隣接配置された平面導体１１とを備える。コイル導体に流れる電流で平面導体１１に電流が誘導され、この電流で平面導体１１の法線方向に磁束が生じるので、平面導体１１はブースターアンテナとして作用する。アンテナ装置２０１はコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００と平面導体１１による磁束との合成により、平面導体１１の法線方向を指向する。
【解決手段】巻回軸回りに巻回された形状のコイル導体を有するコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄと、コイル導体の巻回軸に沿った面を有し、縁端部がコイル導体のコイル開口部に隣接配置された平面導体１１とを備える。コイル導体に流れる電流で平面導体１１に電流が誘導され、この電流で平面導体１１の法線方向に磁束が生じるので、平面導体１１はブースターアンテナとして作用する。アンテナ装置２０１はコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００と平面導体１１による磁束との合成により、平面導体１１の法線方向を指向する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置、特にＨＦ帯の通信システムに用いられるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リーダライタとＲＦＩＤタグとを非接触方式で通信させ、リーダライタとＲＦＩＤタグとの間で情報を伝達するＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが知られている。リーダライタおよびＲＦＩＤタグは、無線信号を送受するためのアンテナ装置をそれぞれ備えていて、たとえば１３．５６ＭＨｚ帯を通信周波数として利用したＨＦ帯ＲＦＩＤシステムであれば、ＲＦＩＤタグのアンテナ装置とリーダライタのアンテナ装置とは、主に誘導磁界を介して結合し、所定の情報が送受される。
【０００３】
近年、携帯電話等の通信端末装置にＲＦＩＤシステムを導入し、この通信端末装置をリーダライタやＲＦＩＤタグとして利用することがある。通信端末装置にＲＦＩＤ機能を付与する技術としては、たとえば特許文献１に記載されているように、通信端末装置にアンテナモジュールを内蔵する技術が知られている。ここで、アンテナモジュールは、平面状の基板に平面状のコイルアンテナを形成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３６４１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＨＦ帯を通信周波数として利用したシステムにおいて、アンテナ装置間の通信距離は、コイルアンテナを通過する磁束に依存する。つまり、アンテナ装置間である程度の通信距離を確保するためには、コイルアンテナのサイズを大きくする必要があるが、コイルアンテナの大型化は通信端末装置の小型化を妨げることになってしまう。
【０００６】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、所定の通信距離を確保しつつも、占有エリアの小さなアンテナ装置、さらには小型の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、巻回軸回りに巻回された形状のコイル導体が複数の基材層が積層された積層体に一体的に成形されたコイルアンテナと、
前記巻回軸に沿った面を有する平面導体と、を有し、
前記コイルアンテナは、前記コイル導体の巻回領域の少なくとも内部に配置された磁性体を備え、
前記コイルアンテナには、前記積層体の内部または底面に、前記平面導体に導通し、且つ前記コイルアンテナに対して主に磁界を介して結合する結合用電極が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のアンテナ装置は、コイルアンテナと平面導体とで構成されているため、所定の通信距離を確保しつつも、占有エリアの小さなアンテナ装置を実現することができ、ひいては、小型の通信端末装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（Ａ）は第１の実施形態のアンテナ装置２０１の斜視図、図１（Ｂ）はその平面図である。
【図２】図２は第１の実施形態のアンテナ装置に用いられるコイルアンテナの斜視図である。
【図３】図３は第１の実施形態のアンテナ装置を用いた通信端末装置、およびその通信端末装置の使用状態を示す内部透視斜視図である。
【図４】図４は、コイルアンテナのコイル導体の巻回軸方向と平面導体１１との関係を示す図である。
【図５】図５（Ａ）はコイルＬ１〜Ｌ４に流れる電流と平面導体１１に流れる電流との関係を示す図、図５（Ｂ）はコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄに対する磁束の鎖交状態を示す図である。
【図６】図６は第２の実施形態のアンテナ装置２０２の各コイルアンテナと同士の接続関係および給電回路に対する接続関係を示す図である。
【図７】図７（Ａ）は第３の実施形態のアンテナ装置２０３の斜視図、図７（Ｂ）はその平面図である。
【図８】図８（Ａ）は第４の実施形態のアンテナ装置２０４の斜視図、図８（Ｂ）はその平面図である。図８（Ｃ）はアンテナ装置２０４を通信端末装置に組み込んだ状態を示す平面図である。
【図９】図９（Ａ）は第５の実施形態のアンテナ装置２０５の斜視図である。図９（Ｂ）はそのアンテナ装置２０５を通信端末装置に組み込んだ状態を示す正面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は第６の実施形態のアンテナ装置２０６の斜視図、図１０（Ｂ）はその分解斜視図である。
【図１１】図１１（Ａ）は第７の実施形態のアンテナ装置２０７の平面図、図１１（Ｂ）はコイルアンテナのコイル導体の巻回軸方向と平面導体１１との関係を示す図である。
【図１２】図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は第８の実施形態のアンテナ装置２０８Ａ，２０８Ｂの平面図である。
【図１３】図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は第８の実施形態のアンテナ装置２０９Ａ，２０９Ｂの平面図である。
【図１４】図１４（Ａ）は第１０の実施形態のアンテナ装置２１０の斜視図、図１０（Ｂ）はその平面図、図１０（Ｃ）はその正面図である。
【図１５】図１５（Ａ）はアンテナ装置２１０のコイルアンテナ１００のコイル導体に流れる電流、平面導体１１に流れる電流、コイルアンテナ１００による磁界、平面導体１１による磁界のそれぞれの向きを示す斜視図である。図１５（Ｂ）は平面導体１１に流れる電流と発生する磁束の関係を示す図である。
【図１６】図１６（Ａ）はアンテナ装置２１０を備える通信端末装置３１０の断面図、図１６（Ｂ）はその下面から見た透視図である。
【図１７】図１７（Ａ）は第１１の実施形態のアンテナ装置２１１の平面図、図１７（Ｂ）はその正面図である。
【図１８】図１８は第１２の実施形態のアンテナ装置２１２の分解斜視図である。
【図１９】図１９（Ａ）は第１３の実施形態のアンテナ装置２１３の斜視図、図１９（Ｂ）はその断面図である。
【図２０】図２０（Ａ）はアンテナ装置２１３の分解斜視図、図２０（Ｂ）はその断面図であり、電流と磁束の様子を示している。
【図２１】図２１（Ａ）は第１４の実施形態のアンテナ装置に備えられるコイルアンテナ１１４の分解斜視図、図２１（Ｂ）は第１４の実施形態のアンテナ装置２１４の断面図である。
【図２２】図２２は第１５の実施形態の通信端末装置３１５の内部透視した斜視図である。
【図２３】図２３（Ａ）は第１６の実施形態のアンテナ装置２１６の斜視図、図２３（Ｂ）はそのアンテナ装置２１６を備えた通信端末装置３１６の内部透視した斜視図である。
【図２４】図２４は第１７の実施形態のアンテナ装置２１７の斜視図である。
【図２５】図２５（Ａ）はアンテナ装置２１７が備えるブースターアンテナ１３０の分解斜視図、図２５（Ｂ）はその等価回路図である。図２５（Ｃ）はアンテナ装置２１７の等価回路図である。
【図２６】図２６（Ａ）はアンテナ装置２１７の平面図、図２６（Ｂ）はアンテナ装置２１７を備えた通信端末装置の断面図である。
【図２７】図２７（Ａ）は第１８の実施形態のアンテナ装置２１８の平面図、図２７（Ｂ）はアンテナ装置２１８を備えた通信端末装置の断面図である。
【図２８】図２８は第１９の実施形態のアンテナ装置２１９を備える通信端末装置の上部筐体を外した状態での平面図である。
【図２９】図２９（Ａ）はアンテナ装置２２０の平面図、図２９（Ｂ）はアンテナ装置２２０の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以降に示す各実施形態のアンテナ装置および通信端末装置は、ＮＦＣ（Near Field Communication）等のＨＦ帯ＲＦＩＤシステムで利用される。
【００１１】
《第１の実施形態》
図１（Ａ）は第１の実施形態のアンテナ装置２０１の斜視図、図１（Ｂ）はその平面図である。
【００１２】
このアンテナ装置２０１は、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、四つのコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄを有している。後に示すように、各コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄは、磁性体コアの周囲に各コイル導体を巻回した構造を有している。
【００１３】
さらに、このアンテナ装置２０１は、各コイル導体の巻回軸方向に対して平行な面を有する平面導体１１を備えている。平面導体１１は基材１０に形成されていて、この基材上にコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄが実装されている。コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄはコイル導体のコイル開口部が平面導体１１の縁端部に隣接（近接）するように配置されている。
【００１４】
平面導体は、銅、銀、アルミニウム等の金属箔によって構成されていて、可撓性樹脂にて構成された基材の上に設けられている。
【００１５】
また、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄは、平面導体１１の法線方向から見て、各コイル導体の少なくとも一部と平面導体１１の端部とが重なるように配置されている。
【００１６】
図２は前記コイルアンテナ１００Ａの斜視図である。他のコイルアンテナ１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄについても同じ構成であるので、ここでは代表としてコイルアンテナ１００Ａについて示す。
【００１７】
図２に示すように、コイルアンテナ１００Ａは、フェライト等の磁性体コア２０の周囲に銀や銅等のコイル導体２１を巻回した構造を有する。
【００１８】
図２に示したように、コイル導体２１は、直方体状の磁性体コア２０の短辺方向と平行方向に巻回軸をもつように、磁性体コア２０の周面に巻きつけられている。すなわち、コイル導体２１は磁性体コア２０の長手方向（Ｘ軸方向）に巻回されていて、コイル導体２１は、短手方向（Ｙ軸方向）に巻回軸およびコイル開口部を有する。すなわち、コイル導体２１は長辺側にコイル開口部を有している。コイルアンテナ１００Ａは、いわゆる表面実装型のコイルアンテナ（チップ型コイルアンテナ）として構成されていて、コイルアンテナの裏面には、コイル導体２１の一端および他端にそれぞれ接続された２つの実装用端子電極（図示省略）が設けられている。すなわち、このコイルアンテナ１００Ａは、プリント配線板等の各種基板上に表面実装可能に構成されている。
【００１９】
図１に示すように、コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄは、それぞれその一方端面側のコイル開口部が平面導体側に向くように、また、各コイル導体の巻回軸が平面導体１１の形成領域上にて交差するように配置されている。
【００２０】
各コイルアンテナは矩形状に形成された平面導体１１の各辺にそれぞれ設けられていて、コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄは平面導体１１を取り囲むように配置されている。なお、この平面導体の表面には絶縁膜（図示省略）が設けられていて、平面導体１１とコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄの各コイル導体とは、直接的には接続されていない。
【００２１】
このアンテナ装置２０１は、携帯電話等の通信端末装置３０１において、たとえば図３に示すように配置されている。すなわち、この通信端末装置３０１において、端末筐体３２０にはメイン基板１１１と、サブ基板としての基材１０が内蔵されていて、アンテナ装置２０１は、基材１０の表面に構成されている。このアンテナ装置２０１は、バッテリーパック１１２とともに端末筐体３２０の裏面ＢＳ側に配置されている。メイン基板１１１は、エポキシ樹脂等の硬質樹脂基板で構成された大型のプリント配線板であり、表示装置の駆動回路、バッテリーの制御回路等を構成する回路素子が搭載されている。サブ基板としての基材１０は、ポリイミドや液晶ポリマ等の可撓性樹脂基板で構成されていて、アンテナ装置２０１の他、通信回路（ＲＦ回路）等を構成する回路素子が基材１０上に搭載されている。この通信端末装置３０１は、図３のように通信相手側のコイルアンテナ４００にかざすことにより、アンテナ装置２０１と通信相手側のコイルアンテナ４００とが主に誘導磁界を介して結合し、所定の情報が送受される。
【００２２】
図４は、前記コイルアンテナのコイル導体の巻回軸方向と平面導体１１との関係を示す図である。前記コイルアンテナのコイル導体をここではコイルＬ１〜Ｌ４で表している。図４に示すように、本実施形態のアンテナ装置２０１において、コイルＬ１〜Ｌ４は直列に接続されて給電回路ＦＣに接続されている。そして、給電回路ＦＣとコイルＬ１との接続配線Ｗ１，コイルＬ１〜Ｌ４間の接続配線Ｗ２〜Ｗ４およびコイルＬ４と給電回路ＦＣとの接続配線Ｗ５は、これらコイルアンテナの中心位置を結ぶ仮想直線にて形成されるエリアよりも外側に配されていると、平面導体１１のうち利用可能なエリアを広く確保することができるため、好ましい。この点で、これらの接続配線Ｗ１〜Ｗ５は、平面導体１１よりも外側に配置されていることがより好ましい。給電回路ＦＣは例えば通信回路やタグ情報を備えたＲＦＩＣ（高周波集積回路）である。
【００２３】
図５（Ａ）は前記コイルＬ１〜Ｌ４に流れる電流と平面導体１１に流れる電流との関係を示す図、図５（Ｂ）はコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄに対する磁束の鎖交状態を示す図である。
【００２４】
本実施形態のアンテナ装置２０１では、図５（Ａ）に示すように、平面導体１１にて通信相手側のアンテナ装置からの磁界を受けると、平面導体１１に渦電流（誘導電流）が生じる。この渦電流は、図中矢印（点線）で表わされるように、平面導体１１の端縁部近傍にも流れる。そして、この電流によって生じた磁界により、各コイルＬ１〜Ｌ４のうち平面導体１１の縁端部に近接した部分には、平面導体１１の端縁部に流れた電流とは逆方向の電流が流れ、その結果、配線Ｗ１〜Ｗ５にも図中矢印（一点鎖線）で示すような電流が流れる。
【００２５】
また、通信相手側のアンテナ装置からの磁界のうち、平面導体１１にて渦電流を生じた成分以外の磁束（図中実線で示す）は、図５（Ｂ）に示すように、平面導体１１の縁端部に配置したコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄのコイルを通過する。すなわち、図５（Ａ）に示すコイルＬ１〜Ｌ４に入る磁束は、各コイル導体に誘導電流を誘起し、その結果、図５（Ａ）の図中矢印（一点鎖線）で示したように電流が流れる。なお、給電回路ＦＣから電流が供給された場合は、この逆の現象が生じる。このようにして平面導体１１はブースターアンテナとして作用する。
【００２６】
このように、本実施形態によれば、大型のコイルアンテナを用いることなく、複数のコイルアンテナ、特に複数の表面実装型コイルアンテナを用いることで、さらには、平面導体とコイルアンテナの磁界結合を利用することで、大型のコイルアンテナとほぼ同等またはそれ以上の電気特性を有するアンテナ装置を実現できるとともに、コイルアンテナが占めるエリアを小さくすることができる。その結果、通信端末装置の小型化を図ることができる。
【００２７】
なお、各コイルアンテナは、そのコイル導体の巻回軸方向が平面導体の面に対して平行になるように配置された例を示したが、厳密に平行である必要はない。平面導体の面がコイル導体の巻回軸に沿っていればよい。言い換えると、コイル導体の巻回軸が平面導体に沿うようにコイルアンテナを配置すればよい。たとえば、コイル導体の巻回軸方向が平面導体１１の法線方向に対して−４５°〜＋４５°の範囲内にあれば、本発明においては「沿った」状態と言える。このことは以降に示す別の実施形態についても同様である。
【００２８】
また、各コイルアンテナのコイル導体２１は、平面導体１１の端部と近接していればよいが、上記のように、平面導体１１の法線方向から見たとき、コイル導体２１の少なくとも一部と平面導体１１の端部とが重なるように配置されている方が、平面導体１１の端部に流れた電流をコイル導体２１に誘導しやすくなるため、好ましい。また、同様の目的で、コイル導体２１のうち平面導体１１の端部に最も近接した部分は、平面導体１１の端部に対して平行方向に延びていることが好ましい。また、磁性体コア２０の少なくとも一部と平面導体１１の端部とが重なるように配置されていると、コイル導体２１のうち磁性体コア２０の底面側の導体部分と平面導体１１とが結合する一方、磁性体コア２０の上面側の導体部分は平面導体１１に結合しにくくなるため、打ち消し合う電流が生じるのを防ぐことができ、好ましい。
【００２９】
また、各コイルアンテナは、コイル導体２１の巻回軸同士が平行に（同軸となるように）配置されていると、磁束の巻回軸方向の成分が打ち消されて平面導体１１の法線方向を指向するアンテナ装置の指向性が得られるため、好ましい。
【００３０】
また、各コイルアンテナは、各コイルアンテナにおける各コイル導体２１の各巻回軸が平面導体１１の形成領域上で交差するように配置されていると、この交差点に向かってきた磁束を各コイルアンテナに十分に通過させることができるため、好ましい。
【００３１】
また、コイルアンテナにおける磁性体コア２０が直方体状であり、コイル導体２１は磁性体コア２０の短辺と平行方向に巻回軸を持つように巻回されていれば、すなわち、磁性体コア２０の長辺側にコイル開口部を持つように巻回されていれば、コイルアンテナを設けるためのエリアを大きくすることなく、平面導体１１に流れる電流がコイル導体２１に導かれやすくなるとともに、平面導体１１と平行方向に向かう磁束がコイルアンテナを通過しやすくなるため、好ましい。
【００３２】
さらに、コイル導体２１が、平面導体１１の法線方向から見たとき、平面導体１１の端部と重なっている第１部分と平面導体１１とは重なっていない第２部分とを有するように配置されていると、コイルアンテナを配置する際の位置ズレが起きても周波数特性が変動しにくくなり、しかも、平面導体１１に流れる渦電流は平面導体１１の縁端部近傍にて大きいので、平面導体１１とコイル導体２１との結合度（磁気結合）を大きくすることができ、その結果、損失の小さなアンテナ装置を実現できるため、好ましい。
【００３３】
《第２の実施形態》
図６は第２の実施形態のアンテナ装置２０２の各コイルアンテナと同士の接続関係および給電回路に対する接続関係を示す図である。コイルアンテナのコイル導体をここではコイルＬ１〜Ｌ４で表している。各コイルアンテナの構成は第１の実施形態で示したものと同じである。
【００３４】
図６に示すように、本実施形態のアンテナ装置２０２において、コイルＬ１〜Ｌ４はそれぞれ給電回路ＦＣに接続されている。つまり、各コイルアンテナのコイル導体は給電回路ＦＣに対して互いに並列に接続されている。より具体的には、給電回路ＦＣの第１入出力端は配線Ｗ１を介してコイルＬ１の一端に接続されていて、コイルＬ１の他端は配線Ｗ２を介して給電回路ＦＣの第２入出力端に接続されている。同様に、給電回路ＦＣの第１入出力端は配線Ｗ３を介してコイルＬ２の一端に接続されていて、コイルＬ２の他端は配線Ｗ４を介して給電回路ＦＣの第２入出力端に接続されている。また、給電回路ＦＣの第１入出力端は配線Ｗ５を介してコイルＬ３の一端に接続されていて、コイルＬ３の他端は配線Ｗ６を介して給電回路ＦＣの第２入出力端に接続されている。さらに、給電回路ＦＣの第１入出力端は配線Ｗ７を介してコイルＬ４の一端に接続されていて、コイルＬ４の他端は配線Ｗ８を介して給電回路ＦＣの第２入出力端に接続されている。このように、各コイルアンテナを互いに並列に接続すれば、コイルのインダクタンス値がばらついたり、いずれかのコイルアンテナに不具合が生じたりした場合であっても、他のコイルアンテナでそれをカバーすることができる。
【００３５】
さらに、本実施形態においても、各コイルアンテナと給電回路ＦＣとを接続する配線Ｗ１〜Ｗ８は、各コイルアンテナ（コイルＬ１、コイルＬ２、コイルＬ３およびコイルＬ４）の中心を結ぶ仮想直線にて形成されるエリアよりも外側に引き回されている。さらには、平面導体１１よりも外側にて引き回されている。このように接続配線Ｗ１〜Ｗ８を引き回すことで、平面導体１１のうちアンテナ装置として利用できるエリアを広く確保できる。
【００３６】
また、本実施形態のように、各コイルアンテナ（コイルＬ１〜Ｌ４）は、これを平面導体１１の法線方向からみたとき、その全体が平面導体１１のエリア内に納まっているように配置されていてもよい。各コイルアンテナの各コアは磁性体コアであるため、このような配置にしても、互いに打ち消し合うような電流が生じにくい。
その他の構成ならびに作用・効果は、第１の実施形態のアンテナ装置と同様である。
【００３７】
《第３の実施形態》
図７（Ａ）は第３の実施形態のアンテナ装置２０３の斜視図、図７（Ｂ）はその平面図である。
【００３８】
図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、本実施形態のアンテナ装置２０３は、長方形状の平面導体１１の２つの長辺のうち、一つの長辺の近傍に第１コイルアンテナ１００Ａを配置し、２つの短辺近傍に第２コイルアンテナ１００Ｂ、第３コイルアンテナ１００Ｃをそれぞれ配置したものである。このように平面導体１１の長辺方向にコイル開口部が互いに向かい合うように複数のコイルアンテナを配置することで、コイルアンテナに磁束を効率良く導くことができる。
【００３９】
また、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示したように、複数のコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを平面導体１１の中心に関して非対称に配置されていることで、アンテナ装置２０３に指向性をもたせることができる。したがって、例えばこのアンテナ装置２０３を通信端末装置の筐体に組み込んだ状態で、指向方向が筐体の長手方向に傾くように、平面導体１１に対する複数のコイルアンテナの配置を定めることもできる。
なお、各コイルアンテナは直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよい。
【００４０】
《第４の実施形態》
図８（Ａ）は第４の実施形態のアンテナ装置２０４の斜視図、図８（Ｂ）はその平面図である。図８（Ｃ）はアンテナ装置２０４を通信端末装置に組み込んだ状態を示す平面図、図８（Ｄ）は、その正面図である。
【００４１】
図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、本実施形態のアンテナ装置２０４は、矩形状の平面導体１１の４つの辺のうち、一辺に第１コイルアンテナ１００Ａを設け、対向辺に第２コイルアンテナ１００Ｂ、第３コイルアンテナ１００Ｃおよび第４のコイルアンテナ１００Ｄを設けたものである。このように、複数のコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄを平面導体１１の中心に関して非対称に配置されていることで、アンテナ装置２０４に指向性をもたせることができる。この実施形態では、第２コイルアンテナ１００Ｂ、第３コイルアンテナ１００Ｃおよび第４のコイルアンテナ１００Ｄを設けた辺の方向の通信距離を大きくすることができる。
【００４２】
このアンテナ装置２０４は、図８（Ｃ）、図８（Ｄ）に示すように、通信端末装置の端末筐体３２０の先端部に配置される。すなわち、アンテナ装置２０４は、上記の方向に指向性を持つよう非対称に構成されていて、第２コイルアンテナ１００Ｂ、第３コイルアンテナ１００Ｃおよび第４のコイルアンテナ１００Ｄが配置された側が端末筐体３２０の先端部側となるように、基材１０（プリント基板）にアンテナ装置２０４を配置することで、図示のような指向性を持つ通信端末装置が得られる。
なお、各コイルアンテナは直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよい。
【００４３】
《第５の実施形態》
図９（Ａ）は第５の実施形態のアンテナ装置２０５の斜視図である。図９（Ｂ）はそのアンテナ装置２０５を通信端末装置に組み込んだ状態を示す正面図である。
【００４４】
図９（Ａ）に示すように、本実施形態のアンテナ装置２０５において、第１平面導体領域１１Ａに、第１コイルアンテナ１００Ａ、第２コイルアンテナ１００Ｂおよび第３コイルアンテナ１００Ｃが配置され、第２平面導体領域１１Ｂに第４コイルアンテナ１００Ｄが配置されている。第１平面導体領域１１Ａと第２平面導体領域１１Ｂとは、所定の角度θをもって交わる平面上にそれぞれ形成されている。この場合、第１平面導体領域１１Ａの法線方向と第２平面導体領域１１Ｂの法線方向との中間方向に指向性を有し、この方向の通信距離を大きくすることができる。
【００４５】
このアンテナ装置２０５は、図９（Ｂ）に示すように、通信端末装置の端末筐体３２０の先端ＦＥ側に配置される。すなわち、アンテナ装置２０５は、この方向に指向性を有するよう非対称に構成されていて、端末筐体３２０の裏面ＢＳ側に、且つ第２平面導体領域１１Ｂが先端ＦＥ側になるよう、アンテナ装置２０５を配置することで、図示のような指向性を持つ通信端末装置が得られる。
【００４６】
なお、各コイルアンテナは直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよい。また、平面導体領域１１Ａ，１１Ｂに流れる電流の損失が大きくなることを防ぐため、第１平面導体領域１１Ａと第２平面導体領域１１Ｂとがなす角度θは、９０°よりも大きく、１３５°よりも小さいことが好ましい。
【００４７】
《第６の実施形態》
図１０（Ａ）は第６の実施形態のアンテナ装置２０６の斜視図、図１０（Ｂ）はその分解斜視図である。この図に示すように、本実施形態のアンテナ装置２０６は、チップ型コイルアンテナ１０６と平面導体１１とで構成されている。コイルアンテナ１０６と平面導体１１とは、はんだ等の導電性接合材を介して直接的に接続されている。
【００４８】
このコイルアンテナ１０６は、磁性体層２０ａ，２０ｃ，２０ｂを積層してなる積層型の磁性体コアを素体としていて、磁性体層２０ａの表面に形成された導体パターン２１ａ、磁性体層２０ａ，２０ｃ，２０ｂの側面に形成された導体パターン２１ｃおよび磁性体層２０ｂの表面に形成された導体パターン２１ｂによってコイル導体が構成されている。磁性体層２０ｂの裏面、すなわちコイルアンテナ１０６の実装面には、入出力端子１２ａ，１２ｂへ接続するための入出力端子接続用電極２２ａ，２２ｂ、および平面導体１１へ接続するための結合用電極２４がそれぞれ設けられている。
【００４９】
コイル導体の一端は入出力端子接続用電極２２ａに接続されていて、コイル導体の他端は入出力端子接続用電極２２ｂに接続されている。
【００５０】
入出力端子接続用電極２２ａ，２２ｂは、はんだ等の導電性接合材を介して入出力端子１２ａ，１２ｂに接続・固定されている。結合用電極２４は、平面導体１１の一部である図中破線で示す接続エリアＣＡに、はんだ等の導電性接合材を介して、接続・固定されている。
なお、入出力端子１２ａ，１２ｂは、給電回路の入出力端や他のコイルアンテナに接続される。
【００５１】
このアンテナ装置２０６において、平面導体１１に流れる渦電流（誘導電流）は、平面導体１１と結合用電極２４とが同電位であることから、導電性接合材を介して結合用電極２４にも導かれる。そして、結合用電極２４に流れた電流と逆方向の電流が磁性体層２０ｂの表面に設けられた導体パターン２１ｂに流れ、その結果、コイル導体に電流が流れる。特に、本実施形態によれば、結合用電極２４とコイル導体とは磁性体層を介して対向しているため、結合用電極２４を流れる電流によって生じた磁界は、磁性体層に閉じ込められ、コイル導体に効率良く導かれる。すなわち、結合用電極２４とコイル導体との磁界結合度を高め、損失の少ないアンテナ装置を実現できる。
【００５２】
《第７の実施形態》
図１１（Ａ）は第７の実施形態のアンテナ装置２０７の平面図、図１１（Ｂ）はコイルアンテナのコイル導体の巻回軸方向と平面導体１１との関係を示す図である。前記コイルアンテナのコイル導体をここではコイルＬ１，Ｌ２で表している。
【００５３】
本発明は、コイルアンテナの数が三つ以上に限定されるものではない。図１１（Ａ）に示すように、二つのコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂを設けてもよい。この二つのコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂを平面導体１１の中心に関して非対称に配置されていることで、アンテナ装置２０７に指向性をもたせることができる。この場合も図１１（Ｂ）に示すように、二つのコイルアンテナのコイル導体（コイルＬ１，Ｌ２）は直列接続してもよいし、並列接続してもよい。
【００５４】
コイルアンテナの数が多くなるほど、平面導体１１にて生じた渦電流をコイル導体で拾いやすくなるが、その分、アンテナ装置の大型化を招く。コイルアンテナの数は、アンテナ装置に要求される電気特性とサイズとのバランスを考慮して決定すればよい。
【００５５】
《第８の実施形態》
図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は第８の実施形態のアンテナ装置２０８Ａ，２０８Ｂの平面図である。本発明は、平面導体１１の形状が矩形に限定されるものではない。たとえば図１２（Ａ）のように平面導体１１は円形状であってもよい。また、図１２（Ｂ）のように平面導体１１は六角形状であってもよい。図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）において、コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄには、これまでに示したものと同様の構成のコイルアンテナが適用できる。
【００５６】
《第９の実施形態》
図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は第８の実施形態のアンテナ装置２０９Ａ，２０９Ｂの平面図である。本発明は、平面導体１１が連続した平板状に限定されるものではない。例えば、図１３（Ａ）のように、平面導体１１の中央部に開口部Ａが設けられていてもよいし、図１３（Ｂ）のように、コイルアンテナ１００Ａ〜１００Ｄのコイル開口部の近傍にスリット部ＳＬが設けられていてもよい。このような構造により、磁束が開口部Ａまたはスリット部ＳＬを抜けるので、一方主面側だけでなく他方主面側への通信も可能となる。また、トータルの磁束も大きくなるので通信可能距離も大きくなる。
【００５７】
《第１０の実施形態》
図１４（Ａ）は第１０の実施形態のアンテナ装置２１０の斜視図、図１０（Ｂ）はその平面図、図１０（Ｃ）はその正面図である。
【００５８】
このアンテナ装置２１０の基材１０はプリント配線板である。この基材１０に平面導体１１が形成されている。コイルアンテナ１００は磁性体コア２０とこの磁性体コア２０に巻回されたコイル導体２１とで構成されている。コイルアンテナ１００はコイル導体のコイル開口部が平面導体１１の縁端部に隣接（近接）するように配置されている。
【００５９】
ここで、磁性体コア２０の内側の端面から平面導体１１の縁端までの距離をｄ２、コイル導体の巻回領域の内側の端部から平面導体１１の縁端までの距離をｄ１、で表すと、
０＜ｄ２ であることが好ましい。ｄ１が小さいと、またはｄ２が大きいと、コイル導体２１と平面導体１１との結合度が高くなり、つまり誘導電流が増大し、その結果、平面導体１１からの磁束が大きくなる、という効果を奏する。
【００６０】
図１５（Ａ）は前記アンテナ装置２１０のコイルアンテナ１００のコイル導体に流れる電流、平面導体１１に流れる電流、コイルアンテナ１００による磁界、平面導体１１による磁界のそれぞれの向きを示す斜視図である。また、図１５（Ｂ）は平面導体１１に流れる電流と、それにより発生する磁束の関係を示す図である。
【００６１】
コイル導体２１に流れる電流ａは平面導体１１に電流ｂを誘起する。その結果、コイルアンテナ１００に矢印Ａ方向の磁界が生じ、平面導体１１に矢印Ｂ方向の磁界が生じる。通信相手側のコイルアンテナから磁束が入る場合は、この逆の現象が生じる。つまり、平面導体１１はブースターアンテナとして機能し、コイルアンテナ１００単体で生じる磁界よりも大きな磁界を発生させることができる。この例では図１５（Ｂ）に示すように、０度方向と４５度方向の指向性が強くなる。
【００６２】
上記の現象は、平面導体１１の法線方向から見たとき、コイル導体２１に流れる電流と平面導体１１の縁端を周回する電流の向きとが同方向になるため、このように大きな磁界を発生させることができるものと考えられる。
【００６３】
図１６（Ａ）は前記アンテナ装置２１０を備える通信端末装置３１０の断面図、図１６（Ｂ）はその平面透視図である。図１５（Ａ）に示したとおり、コイルアンテナ１００による磁束と平面導体１１による磁束が合成されて、アンテナ装置２１０の指向性は図１６（Ａ）に示す矢印方向を向くことになる。すなわち、アンテナ装置２１０のうち、コイルアンテナ１００を端末筐体３２０の端部側に配置することで、アンテナ装置２１０は通信端末装置３１０の端末筐体３２０の裏面ＢＳ方向から先端ＦＥ方向にかけての斜め方向に高い利得が得られる。したがって、この通信端末装置３１０の手元部ＨＰを把持し、先端部の下面側角を通信相手にかざすことにより、高利得のもとでの通信が可能となる。
【００６４】
《第１１の実施形態》
図１７（Ａ）は第１１の実施形態のアンテナ装置２１１の平面図、図１７（Ｂ）はその正面図である。このアンテナ装置２１１はプリント配線板である基材１０の内部に二つの平面導体１１Ａ，１１Ｂが形成されている。コイルアンテナ１００は磁性体コア２０とその磁性体コア２０に巻回されたコイル導体２１とで構成されている。コイル導体２１の両端は平面導体１１Ａ，１１Ｂに接続されず、直流的には絶縁状態にある。コイル導体２１は図１７（Ｃ）のような回路構成を有する。
【００６５】
コイルアンテナ１００のコイル導体２１の二つのコイル開口部が平面導体１１Ａ，１１Ｂの縁端部にそれぞれ隣接（近接）するように、コイルアンテナ１００および平面導体１１Ａ，１１Ｂが配置されている。
【００６６】
この図１７に示す構造だと、二つの平面導体１１Ａ，１１Ｂの縁端に沿って流れる電流の方向は互いに同じ方向に周回することになる。そのため、各平面導体における磁界が強め合い、通信可能距離がさらに大きくなる。
【００６７】
《第１２の実施形態》
図１８は第１２の実施形態のアンテナ装置２１２の分解斜視図である。基材層１０ａ，１０ｂ，１０ｃが積層された積層基板による基材が構成されている。基材層１０ａには導体パターン２１ａ、基材層１０ｃには導体パターン２１ｃがそれぞれ形成されている。基材層１０ａ，１０ｂ，１０ｃにはビア導体２１ｖが形成されていて、導体パターン２１ａ，２１ｃおよびビア導体２１ｖによって複数ターンの一つのコイル導体が構成されている。基材層１０ｃの下面には、このコイル導体の両端が接続される入出力端子接続用電極２２ａ，２２ｂが形成されている。
【００６８】
基材層１０ａには平面導体１１が形成されている。この平面導体１１は、その縁端部がコイル導体のコイル開口部に隣接（近接）配置されるように形成されている。このことによって、コイルアンテナと平面導体とが積層基板に一体化されたアンテナ装置が構成される。
【００６９】
《第１３の実施形態》
図１９（Ａ）は第１３の実施形態のアンテナ装置２１３の斜視図、図１９（Ｂ）はその断面図である。また、図２０（Ａ）はアンテナ装置２１３の分解斜視図、図２０（Ｂ）はその断面図であり、電流と磁束の様子を示している。このアンテナ装置２１３は、チップ型コイルアンテナ１１３と平面導体１１とで構成されている。コイルアンテナ１１３と平面導体１１とは、はんだ等の導電性接合材を介して直接的に接続されている。
【００７０】
このコイルアンテナ１１３は、磁性体層２０ａ，２０ｃ，２０ｂを積層してなる積層型の磁性体コアを素体としていて、磁性体層２０ａの表面に形成された導体パターン２１ａ、磁性体層２０ａ，２０ｃ，２０ｂの側面に形成された導体パターン２１ｃおよび磁性体層２０ｂの表面に形成された導体パターン２１ｂによってコイル導体が構成されている。
【００７１】
磁性体層２０ｂの裏面、すなわちコイルアンテナ１１３の実装面には、入出力端子１２ａ，１２ｂへ接続するための入出力端子接続用電極２２ａ，２２ｂ、および帯状の結合用電極２３がそれぞれ設けられている。コイル導体の一端は入出力端子接続用電極２２ａにビア導体を介して接続されていて、コイル導体の他端は入出力端子接続用電極２２ｂにビア導体を介して接続されている。
【００７２】
入出力端子接続用電極２２ａ，２２ｂは、はんだ等の導電性接合材を介して入出力端子１２ａ，１２ｂに接続・固定されている。結合用電極２３は、平面導体１１の一部である図中破線で示す接続エリアＣＡに、はんだ等の導電性接合材を介して、接続・固定されている。
入出力端子１２ａ，１２ｂは、給電回路の入出力端や他のコイルアンテナに接続される。
【００７３】
このアンテナ装置２１３において、平面導体１１に流れる渦電流（誘導電流）は、平面導体１１と結合用電極２３とが同電位であることから、導電性接合材を介して結合用電極２３にも導かれる。そして、結合用電極２３に流れた電流と逆方向の電流が磁性体層２０ｂの表面に設けられた導体パターン２１ｂに流れ、その結果、コイル導体に電流が流れる。特に、本実施形態によれば、結合用電極２３とコイル導体とは磁性体層を介して対向しているため、結合用電極２３を流れる電流によって生じた磁界は、磁性体層に閉じ込められ、コイル導体に効率良く導かれる。すなわち、結合用電極２３とコイル導体との磁界結合度を高め、損失の少ないアンテナ装置を実現できる。
【００７４】
《第１４の実施形態》
図２１（Ａ）は第１４の実施形態のアンテナ装置に備えられるコイルアンテナ１１４の分解斜視図、図２１（Ｂ）は第１４の実施形態のアンテナ装置２１４の断面図である。このアンテナ装置２１４は、チップ型コイルアンテナ１１４と平面導体１１とで構成されている。コイルアンテナ１１４と平面導体１１とは、はんだ等の導電性接合材を介して直接的に接続されている。
【００７５】
このコイルアンテナ１１４は、磁性体層２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２０ｄを積層してなる積層型の磁性体コアを素体としていて、磁性体層２０ａの表面に形成された導体パターン２１ａ、磁性体層２０ａ，２０ｃ，２０ｂの側面に形成された導体パターン２１ｃおよび磁性体層２０ｂの表面に形成された導体パターン２１ｂによってコイル導体が構成されている。
【００７６】
磁性体層２０ｄの上面には結合用電極２３が形成されている。磁性体層２０ｄの裏面、すなわちコイルアンテナ１１４の実装面には、コイル導体の両端にビア導体を介して導通する入出力端子接続用電極２２ａ，２２ｂ、および結合用電極２３の両端にビア導体を介して導通する結合用電極接続用電極２３ａ，２３ｂがそれぞれ設けられている。
【００７７】
入出力端子接続用電極２２ａ，２２ｂは、はんだ等の導電性接合材を介して基材１０上の入出力端子に接続・固定される。結合用電極接続用電極２３ａ，２３ｂは、平面導体１１の一部である接続エリアにはんだ等の導電性接合材を介して、接続・固定されている。コイルアンテナ１１４の下面にはアンダーフィル２５が形成されている。
【００７８】
このアンテナ装置２１４において、平面導体１１に流れる渦電流（誘導電流）は導電性接合材を介して結合用電極２３にも導かれる。そして、結合用電極２３に流れた電流と逆方向の電流が磁性体層２０ｂの表面に設けられた導体パターン２１ｂに流れ、その結果、コイル導体に電流が流れる。特に、本実施形態によれば、結合用電極２３とコイル導体とは磁性体層を介して対向しているため、結合用電極２３を流れる電流によって生じた磁界は、磁性体層に閉じ込められ、コイル導体に効率良く導かれる。すなわち、結合用電極２３とコイル導体との磁界結合度を高め、損失の少ないアンテナ装置を実現できる。
【００７９】
《第１５の実施形態》
図２２は第１５の実施形態の通信端末装置３１５の内部透視斜視図である。この通信端末装置３１５の端末筐体３２０にはメイン基板１１１と、サブ基板としての基材１０が内蔵されている。基材１０にアンテナ装置２１５が構成されている。アンテナ装置２１５は平面導体１１と二つのコイルアンテナ１１３Ａ，１１３Ｂを備えている。これらのコイルアンテナ１１３Ａ，１１３Ｂは第１３の実施形態で図１９・図２０に示したものである。図２２の例では、平面導体１１の二つの縁端部に配置されている。このアンテナ装置２１５は、バッテリーパック１１２とともに端末筐体３２０の裏面ＢＳ側に配置されている。
【００８０】
アンテナ装置２１５の二つのコイルアンテナ１１３Ａ，１１３Ｂは互いに対向配置されているので、コイルアンテナ１１３Ａ，１１３Ｂによる磁束についての平面導体１１の面方向（水平方向）の成分は打ち消される。そのため、アンテナ装置２１５の指向性は平面導体１１の法線方向を向く特性となる。
【００８１】
この通信端末装置３１５を図２２のように通信相手側のコイルアンテナ４００にかざすことにより、アンテナ装置２１５と通信相手側のコイルアンテナ４００とが主に誘導磁界を介して結合し、所定の情報が送受される。
【００８２】
《第１６の実施形態》
図２３（Ａ）は第１６の実施形態のアンテナ装置２１６の斜視図、図２３（Ｂ）はそのアンテナ装置２１６を備えた通信端末装置３１６の内部透視斜視図である。
この通信端末装置３１６の端末筐体３２０にはメイン基板１１１と、サブ基板としての基材１０が内蔵されている。基材１０にはアンテナ装置２１６が構成されている。
【００８３】
アンテナ装置２１６は平面導体１１と一つのコイルアンテナ１１４を備えている。このコイルアンテナ１１４は第１４の実施形態で図２１に示したものである。このアンテナ装置２１６は、バッテリーパック１１２とともに端末筐体３２０の裏面ＢＳ側に配置されている。
【００８４】
アンテナ装置２１６は、端末筐体３２０の先端ＦＥより内部側の平面導体１１の縁端部に配置されているので、コイルアンテナ１１４による磁束と平面導体１１による磁束との合成により、アンテナ装置２１６の指向性は図に示す矢印方向を向くことになる。すなわち、アンテナ装置２１６は通信端末装置３１６の端末筐体３２０の裏面ＢＳ方向から先端ＦＥ方向に掛けての斜め方向に高い利得が得られる。したがって、この通信端末装置３１６の手元部を把持し、先端部の下面側角を通信相手側のコイルアンテナ４００にかざすことにより、高利得のもとでの通信が可能となる。
【００８５】
《第１７の実施形態》
図２４は第１７の実施形態のアンテナ装置２１７の斜視図である。
【００８６】
第１７の実施形態のアンテナ装置２１７は、コイルアンテナ１００と結合するブースターアンテナ（ブースターコイル）１３０を備えている。メイン基板（プリント配線板）１１１の内部には平面導体１１が形成されている。コイルアンテナ１００は、一方端面側のコイル開口部が平面導体１１側に向く関係で、メイン基板１１１の上面に配置されている。コイルアンテナ１００の構成は第１の実施形態で図２等に示したものと同じである。
【００８７】
ブースターアンテナ１３０は、後に示すとおりコイルアンテナ１００および通信相手側のコイルアンテナと結合してブースターアンテナとして作用する。コイルアンテナ１００には給電回路が接続されていて、その給電回路はコイルアンテナ１００、ブースターアンテナ１３０および通信相手側のコイルアンテナを介して通信される。
【００８８】
図２５（Ａ）はアンテナ装置２１７が備えるブースターアンテナ１３０の分解斜視図、図２５（Ｂ）はその等価回路図である。図２５（Ｃ）はアンテナ装置２１７の等価回路図である。図２５（Ａ）に示すとおり、ブースターアンテナ１３０は、基材シート３０、第１コイル導体３１および第２コイル導体３２で構成されている。コイル導体３１とコイル導体３２は矩形のスパイラル状にパターン化されている。コイル導体３１の巻回方向とコイル導体３２の巻回方向は逆（一方向からの透視では同方向）であり、両者は電磁界結合する。図２５（Ｂ）において、インダクタＬ３１はコイル導体３１によるインダクタンスを記号で表したもの、インダクタＬ３２はコイル導体３２によるインダクタンスを記号で表したものである。キャパシタＣ１，Ｃ２はコイル導体３１，３２間に生じる容量を集中定数の記号で表したものである。
【００８９】
このように、ブースターアンテナ１３０の２つのコイル導体３１，３２は、各コイル導体３１，３２に流れる誘導電流が同方向に伝搬するように巻回・配置されていて、容量を介して結合している。このブースターアンテナは、各コイル導体自身のインダクタンスと各コイル導体の容量結合によるキャパシタンスとを有し、これらインダクタンスおよびキャパシタンスにより共振回路が構成されている。この共振回路の共振周波数は通信に用いるキャリア周波数に実質的に相当していることが好ましい。そのことにより通信距離をのばすことができる。
【００９０】
図２５（Ｃ）において、インダクタＬ２１はコイルアンテナ１００のコイル導体によるインダクタンスを記号で表したもの、キャパシタＣＩＣはＲＦＩＣ（高周波集積回路）の寄生容量など、コイルアンテナ１００のコイル導体に繋がるキャパシタンスを記号で表したものである。インダクタＬ２１はインダクタＬ３１，Ｌ３２と電磁界結合する。インダクタＬ２１とキャパシタＣＩＣはＬＣ共振する。このことでＲＦＩＣはブースターアンテナ１３０による前記ＬＣ回路とインピーダンス整合状態で結合する。
【００９１】
図２６（Ａ）はアンテナ装置２１７の平面図、図２６（Ｂ）はアンテナ装置２１７を備えた通信端末装置の断面図である。
【００９２】
コイルアンテナ１００は、表面実装部品として端末筺体３２０内のメイン基板（プリント配線板）１１１に搭載されており、ブースターアンテナ１３０は、筺体３２０の内壁に接着剤層４０を介して貼り付けられている。
【００９３】
コイルアンテナ１００は給電コイルとして機能し、コイルアンテナ１００とブースターアンテナ１３０は磁界を介して結合する。より厳密に言うと、平面導体１１にて生じた磁束（図１５（Ａ）中に示した矢印Ｂ方向に生じる磁束）がブースターアンテナ１３０のコイル導体３１，３２と鎖交するため、ブースターアンテナ１３０は平面導体１１とも磁界結合する。すなわち、コイルアンテナ１００、平面導体１１、ブースターアンテナ１３０の三者が磁界を介して結合し、その結果、ロスとなる磁界成分が少なく、損失の小さなアンテナ装置を実現できる。
【００９４】
なお、ブースターアンテナ１３０のコイル導体３１，３２の導体パターンの延びる方向とコイルアンテナ１００のコイル導体２１の延びる方向とが平行であり、且つコイルアンテナ１００のコイル導体２１が平面視でブースターアンテナ１３０のコイル導体３１，３２に重なるように配置されていることが好ましい。すなわち、ブースターアンテナ１３０のコイル導体３１，３２の巻回軸がコイルアンテナ１００の巻回軸とほぼ直交するように配置されていることが好ましい。このことにより、図２６（Ｂ）に破線で示すように、コイルアンテナ１００のコイル導体２１とブースターアンテナ１３０のコイル導体３１，３２とに磁束が鎖交する。また、ブースターアンテナ１３０のコイル導体３１，３２の一部とコイルアンテナ１００のコイル導体２１とが並走していることにより、電界でも結合する。すなわちコイルアンテナ１００はブースターアンテナ１３０と直接でも電磁界結合する。
【００９５】
このようにアンテナ装置（通信端末装置）は、さらにブースターアンテナ１３０を備えることが好ましい。ブースターアンテナ１３０を通信相手側アンテナに近い側に配置することにより、アンテナ装置の通信可能最大距離をさらにのばすことができる。通信信号がＨＦ帯であれば、コイルアンテナ１００とブースターアンテナ１３０とは主に磁界を介して結合するため、コンタクトピンやフレキシブルケーブルなどといった機構的な接続手段を用いる必要は無い。
【００９６】
なお、ブースターアンテナのコイル導体はスパイラル状に限らずループ状であってもよい。
【００９７】
《第１８の実施形態》
図２７（Ａ）は第１８の実施形態のアンテナ装置２１８の平面図、図２７（Ｂ）はアンテナ装置２１８を備えた通信端末装置の断面図である。このアンテナ装置２１８では、ブースターアンテナ１３０は、そのコイル開口が平面導体１１の端部よりも外側にあるように配置されている。その他の構成は第１７の実施形態で示したものと同じである。
【００９８】
このような位置関係であっても、平面導体１１にて生じた磁束（図１５（Ａ）中に示した矢印Ｂ方向に生じる磁束）はブースターアンテナ１３０のコイル導体３１，３２と鎖交する。また、コイルアンテナ１００とブースターアンテナ１３０との直接的な結合は第１７の実施形態のアンテナ装置２１７と同様である。
【００９９】
《第１９の実施形態》
図２８は第１９の実施形態のアンテナ装置２１９を備える通信端末装置の上部筐体を外した状態での平面図である。この例では、平面導体１１はメイン基板１１１に形成されているグランド導体である。コイルアンテナ１００の構成は第１の実施形態で示したものと同じであり、ブースターアンテナ１３０の構成は第１７の実施形態で示したものと同じである。
【０１００】
平面導体１１は平面的に筐体３２０内の大きな割合を占めている。コイルアンテナ１００は、コイルアンテナ１００のコイル開口が平面導体の長辺に沿うように配置されている。このように、平面導体１１の形状が長辺と短辺とを有する矩形状である場合、コイル開口が長辺の一部に対面するようにコイルアンテナ１００が配置されていることが好ましい。すなわち、平面導体１１の中央部で磁束が入出力するような状態で通信を行う場合、平面導体１１の中央からの距離が短い長辺側に磁界（磁束）が流れやすい。したがって、コイルアンテナ１００のコイル開口が平面導体１１の長辺側に対面するようにコイルアンテナ１００が配置されることで、さらに安定した通信を行うことができる。
【０１０１】
《第２０の実施形態》
図２９（Ａ）はアンテナ装置２２０の平面図、図２９（Ｂ）はアンテナ装置２２０の断面図である。アンテナ装置２２０は４つのコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄを備えている。これらのコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄは、表面実装部品として端末筺体内のメイン基板（プリント配線板）１１１に搭載されている。ブースターアンテナ１３０は例えば筺体の内壁に貼付されている。ブースターアンテナ１３０の構成は第１７の実施形態で示したとおりである。
【０１０２】
コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄは矩形状に形成された平面導体１１の各辺にそれぞれ設けられていて、コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄは平面導体１１を取り囲むように配置されている。コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄのコイル導体は、起電力が加算される方向に直列に接続されて、１つの給電回路に接続されている。コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄおよび平面導体１１を通る磁束の経路は図５（Ｂ）に示したものと同じである。また、コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄのコイル導体の接続関係は図５（Ａ）に示したものと同じである。
【０１０３】
このように、複数のコイルアンテナを備えることにより、必要なインダクタンスを容易に確保できる。また、複数のコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄを平面導体１１の周囲に配置することによって、複数のコイルアンテナとブースターアンテナ１３０との結合が強くなってブースターアンテナ１３０の効率が高まり、低損失化が図れる。また、第１の実施形態で示したとおり、単一の平面導体と複数のコイルアンテナを備えることによる効果も奏する。
【０１０４】
《他の実施形態》
以上、本発明を具体的な実施例について説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではない。たとえば、平面導体の表面には、半導体素子やチップコンデンサ等、コイルアンテナ以外の素子が搭載されていてもよい。平面導体は配線基板におけるグランド電極であってもよいし、バッテリーパックの外装金属であってもよい。すなわち、平面導体は、専用の平面導体に限られるものではなく、他の金属体の一部（または全部）をアンテナ装置における平面導体として利用することもできる。
【０１０５】
また、コイルアンテナの磁性体コアは、フェライトセラミックのようなセラミック体であってもよいが、フェライト粉末を樹脂中に分散されたフェライト粉末入り樹脂層であってもよい。また、コイルアンテナは、磁性体コアの表面にコイル導体を巻回したものであるが、さらにその上に、コイル導体の保護や磁性体コアの保護等を目的として、絶縁層が設けられていてもよい。コイル導体は、磁性体コアに金属線を巻きつけたものであってもよいが、磁性体コアがフェライトセラミックであれば、このフェライトセラミックと同時焼成した銀等の金属焼結体であってもよい。また、磁性体コアの周囲にコイル導体を巻回してなるコイルアンテナにおいて、コイル導体は磁性体コアの最表面に形成されている必要はなく、コイル導体の一部または全部が磁性体コアの内側にあってもよい。
【０１０６】
また、アンテナ装置の端末筐体における配置位置は、端末筐体の表面側（表示部や入力操作部の設けられた面側）に配置されていてもよいし、バッテリーパックの上側に設けられていてもよい。また、コイルアンテナの配置位置は、平面導体に関して、通信相手側であることが好ましいが、コイルアンテナの配置面が平面導体に関して通信相手とは反対側であってもよい。特に、コイル導体の一部が平面導体に重なっていて、他部が重なっていないような場合であって、平面導体の厚みが十分に薄い場合、コイルアンテナが平面導体に関して通信相手とは反対側に配置されていても、このアンテナ装置と通信相手のアンテナ装置との間で通信を行うことが十分に可能である。
【０１０７】
また、このアンテナ装置は、通信端末装置の筐体内にサブ基板として配置されているだけでなく、メイン基板に配置されていてもよい。あるいは、通信端末装置に挿入されるカード型モジュールに組み込まれていてもよい。また、このアンテナ装置は、ＨＦ帯の通信システムに限定されるものではなく、ＵＨＦ帯やＳＨＦ帯等、他の周波数帯に用いられるアンテナ装置にも利用可能であるし、ＲＦＩＤシステムだけでなく、他の通信システムに用いることも可能である。また、ＲＦＩＤシステムに用いる場合、リーダライタのアンテナ装置として用いてもよいし、ＲＦＩＤタグのアンテナ装置として用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明のアンテナ装置は、たとえばＨＦ帯のＲＦＩＤシステムに利用することができ、本発明の通信端末装置は、たとえばＨＦ帯のＲＦＩＤシステムを備えた通信端末装置として有用である。
【符号の説明】
【０１０９】
ＢＳ…裏面
ＣＡ…接続エリア
ＦＣ…給電回路
ＦＥ…先端
ＨＰ…手元部
Ｌ１〜Ｌ４…コイル
ＳＬ…スリット部
Ｗ１〜Ｗ８…接続配線
１０…基材
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…基材層
１１…平面導体
１１Ａ…第１平面導体領域
１１Ｂ…第２平面導体領域
１２ａ，１２ｂ…入出力端子
２０…磁性体コア
２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２０ｄ…磁性体層
２１…コイル導体
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…導体パターン
２１Ｖ…ビア導体
２２ａ，２２ｂ…入出力端子接続用電極
２３…結合用電極
２３ａ，２３ｂ…結合用電極接続用電極
２４…結合用電極
３０…基材シート
３１…第１コイル導体
３２…第２コイル導体
４０…接着剤層
１００…コイルアンテナ
１００Ａ…第１コイルアンテナ
１００Ｂ…第２コイルアンテナ
１００Ｃ…第３コイルアンテナ
１００Ｄ…第４コイルアンテナ
１０６…チップ型コイルアンテナ
１１１…メイン基板
１１２…バッテリーパック
１１３…チップ型コイルアンテナ
１１３Ａ，１１３Ｂ…コイルアンテナ
１１４…チップ型コイルアンテナ
１３０…ブースターアンテナ
２０１〜２０７…アンテナ装置
２０８Ａ，２０８Ｂ…アンテナ装置
２０９Ａ，２０９Ｂ…アンテナ装置
２１０〜２２０…アンテナ装置
３０１，３１０，３１５，３１６…通信端末装置
３２０…端末筐体
４００…通信相手側のコイルアンテナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置、特にＨＦ帯の通信システムに用いられるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リーダライタとＲＦＩＤタグとを非接触方式で通信させ、リーダライタとＲＦＩＤタグとの間で情報を伝達するＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが知られている。リーダライタおよびＲＦＩＤタグは、無線信号を送受するためのアンテナ装置をそれぞれ備えていて、たとえば１３．５６ＭＨｚ帯を通信周波数として利用したＨＦ帯ＲＦＩＤシステムであれば、ＲＦＩＤタグのアンテナ装置とリーダライタのアンテナ装置とは、主に誘導磁界を介して結合し、所定の情報が送受される。
【０００３】
近年、携帯電話等の通信端末装置にＲＦＩＤシステムを導入し、この通信端末装置をリーダライタやＲＦＩＤタグとして利用することがある。通信端末装置にＲＦＩＤ機能を付与する技術としては、たとえば特許文献１に記載されているように、通信端末装置にアンテナモジュールを内蔵する技術が知られている。ここで、アンテナモジュールは、平面状の基板に平面状のコイルアンテナを形成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３６４１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＨＦ帯を通信周波数として利用したシステムにおいて、アンテナ装置間の通信距離は、コイルアンテナを通過する磁束に依存する。つまり、アンテナ装置間である程度の通信距離を確保するためには、コイルアンテナのサイズを大きくする必要があるが、コイルアンテナの大型化は通信端末装置の小型化を妨げることになってしまう。
【０００６】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、所定の通信距離を確保しつつも、占有エリアの小さなアンテナ装置、さらには小型の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、巻回軸回りに巻回された形状のコイル導体が複数の基材層が積層された積層体に一体的に成形されたコイルアンテナと、
前記巻回軸に沿った面を有する平面導体と、を有し、
前記コイルアンテナは、前記コイル導体の巻回領域の少なくとも内部に配置された磁性体を備え、
前記コイルアンテナには、前記積層体の内部または底面に、前記平面導体に導通し、且つ前記コイルアンテナに対して主に磁界を介して結合する結合用電極が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のアンテナ装置は、コイルアンテナと平面導体とで構成されているため、所定の通信距離を確保しつつも、占有エリアの小さなアンテナ装置を実現することができ、ひいては、小型の通信端末装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（Ａ）は第１の実施形態のアンテナ装置２０１の斜視図、図１（Ｂ）はその平面図である。
【図２】図２は第１の実施形態のアンテナ装置に用いられるコイルアンテナの斜視図である。
【図３】図３は第１の実施形態のアンテナ装置を用いた通信端末装置、およびその通信端末装置の使用状態を示す内部透視斜視図である。
【図４】図４は、コイルアンテナのコイル導体の巻回軸方向と平面導体１１との関係を示す図である。
【図５】図５（Ａ）はコイルＬ１〜Ｌ４に流れる電流と平面導体１１に流れる電流との関係を示す図、図５（Ｂ）はコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄに対する磁束の鎖交状態を示す図である。
【図６】図６は第２の実施形態のアンテナ装置２０２の各コイルアンテナと同士の接続関係および給電回路に対する接続関係を示す図である。
【図７】図７（Ａ）は第３の実施形態のアンテナ装置２０３の斜視図、図７（Ｂ）はその平面図である。
【図８】図８（Ａ）は第４の実施形態のアンテナ装置２０４の斜視図、図８（Ｂ）はその平面図である。図８（Ｃ）はアンテナ装置２０４を通信端末装置に組み込んだ状態を示す平面図である。
【図９】図９（Ａ）は第５の実施形態のアンテナ装置２０５の斜視図である。図９（Ｂ）はそのアンテナ装置２０５を通信端末装置に組み込んだ状態を示す正面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は第６の実施形態のアンテナ装置２０６の斜視図、図１０（Ｂ）はその分解斜視図である。
【図１１】図１１（Ａ）は第７の実施形態のアンテナ装置２０７の平面図、図１１（Ｂ）はコイルアンテナのコイル導体の巻回軸方向と平面導体１１との関係を示す図である。
【図１２】図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は第８の実施形態のアンテナ装置２０８Ａ，２０８Ｂの平面図である。
【図１３】図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は第８の実施形態のアンテナ装置２０９Ａ，２０９Ｂの平面図である。
【図１４】図１４（Ａ）は第１０の実施形態のアンテナ装置２１０の斜視図、図１０（Ｂ）はその平面図、図１０（Ｃ）はその正面図である。
【図１５】図１５（Ａ）はアンテナ装置２１０のコイルアンテナ１００のコイル導体に流れる電流、平面導体１１に流れる電流、コイルアンテナ１００による磁界、平面導体１１による磁界のそれぞれの向きを示す斜視図である。図１５（Ｂ）は平面導体１１に流れる電流と発生する磁束の関係を示す図である。
【図１６】図１６（Ａ）はアンテナ装置２１０を備える通信端末装置３１０の断面図、図１６（Ｂ）はその下面から見た透視図である。
【図１７】図１７（Ａ）は第１１の実施形態のアンテナ装置２１１の平面図、図１７（Ｂ）はその正面図である。
【図１８】図１８は第１２の実施形態のアンテナ装置２１２の分解斜視図である。
【図１９】図１９（Ａ）は第１３の実施形態のアンテナ装置２１３の斜視図、図１９（Ｂ）はその断面図である。
【図２０】図２０（Ａ）はアンテナ装置２１３の分解斜視図、図２０（Ｂ）はその断面図であり、電流と磁束の様子を示している。
【図２１】図２１（Ａ）は第１４の実施形態のアンテナ装置に備えられるコイルアンテナ１１４の分解斜視図、図２１（Ｂ）は第１４の実施形態のアンテナ装置２１４の断面図である。
【図２２】図２２は第１５の実施形態の通信端末装置３１５の内部透視した斜視図である。
【図２３】図２３（Ａ）は第１６の実施形態のアンテナ装置２１６の斜視図、図２３（Ｂ）はそのアンテナ装置２１６を備えた通信端末装置３１６の内部透視した斜視図である。
【図２４】図２４は第１７の実施形態のアンテナ装置２１７の斜視図である。
【図２５】図２５（Ａ）はアンテナ装置２１７が備えるブースターアンテナ１３０の分解斜視図、図２５（Ｂ）はその等価回路図である。図２５（Ｃ）はアンテナ装置２１７の等価回路図である。
【図２６】図２６（Ａ）はアンテナ装置２１７の平面図、図２６（Ｂ）はアンテナ装置２１７を備えた通信端末装置の断面図である。
【図２７】図２７（Ａ）は第１８の実施形態のアンテナ装置２１８の平面図、図２７（Ｂ）はアンテナ装置２１８を備えた通信端末装置の断面図である。
【図２８】図２８は第１９の実施形態のアンテナ装置２１９を備える通信端末装置の上部筐体を外した状態での平面図である。
【図２９】図２９（Ａ）はアンテナ装置２２０の平面図、図２９（Ｂ）はアンテナ装置２２０の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以降に示す各実施形態のアンテナ装置および通信端末装置は、ＮＦＣ（Near Field Communication）等のＨＦ帯ＲＦＩＤシステムで利用される。
【００１１】
《第１の実施形態》
図１（Ａ）は第１の実施形態のアンテナ装置２０１の斜視図、図１（Ｂ）はその平面図である。
【００１２】
このアンテナ装置２０１は、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、四つのコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄを有している。後に示すように、各コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄは、磁性体コアの周囲に各コイル導体を巻回した構造を有している。
【００１３】
さらに、このアンテナ装置２０１は、各コイル導体の巻回軸方向に対して平行な面を有する平面導体１１を備えている。平面導体１１は基材１０に形成されていて、この基材上にコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄが実装されている。コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄはコイル導体のコイル開口部が平面導体１１の縁端部に隣接（近接）するように配置されている。
【００１４】
平面導体は、銅、銀、アルミニウム等の金属箔によって構成されていて、可撓性樹脂にて構成された基材の上に設けられている。
【００１５】
また、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄは、平面導体１１の法線方向から見て、各コイル導体の少なくとも一部と平面導体１１の端部とが重なるように配置されている。
【００１６】
図２は前記コイルアンテナ１００Ａの斜視図である。他のコイルアンテナ１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄについても同じ構成であるので、ここでは代表としてコイルアンテナ１００Ａについて示す。
【００１７】
図２に示すように、コイルアンテナ１００Ａは、フェライト等の磁性体コア２０の周囲に銀や銅等のコイル導体２１を巻回した構造を有する。
【００１８】
図２に示したように、コイル導体２１は、直方体状の磁性体コア２０の短辺方向と平行方向に巻回軸をもつように、磁性体コア２０の周面に巻きつけられている。すなわち、コイル導体２１は磁性体コア２０の長手方向（Ｘ軸方向）に巻回されていて、コイル導体２１は、短手方向（Ｙ軸方向）に巻回軸およびコイル開口部を有する。すなわち、コイル導体２１は長辺側にコイル開口部を有している。コイルアンテナ１００Ａは、いわゆる表面実装型のコイルアンテナ（チップ型コイルアンテナ）として構成されていて、コイルアンテナの裏面には、コイル導体２１の一端および他端にそれぞれ接続された２つの実装用端子電極（図示省略）が設けられている。すなわち、このコイルアンテナ１００Ａは、プリント配線板等の各種基板上に表面実装可能に構成されている。
【００１９】
図１に示すように、コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄは、それぞれその一方端面側のコイル開口部が平面導体側に向くように、また、各コイル導体の巻回軸が平面導体１１の形成領域上にて交差するように配置されている。
【００２０】
各コイルアンテナは矩形状に形成された平面導体１１の各辺にそれぞれ設けられていて、コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄは平面導体１１を取り囲むように配置されている。なお、この平面導体の表面には絶縁膜（図示省略）が設けられていて、平面導体１１とコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄの各コイル導体とは、直接的には接続されていない。
【００２１】
このアンテナ装置２０１は、携帯電話等の通信端末装置３０１において、たとえば図３に示すように配置されている。すなわち、この通信端末装置３０１において、端末筐体３２０にはメイン基板１１１と、サブ基板としての基材１０が内蔵されていて、アンテナ装置２０１は、基材１０の表面に構成されている。このアンテナ装置２０１は、バッテリーパック１１２とともに端末筐体３２０の裏面ＢＳ側に配置されている。メイン基板１１１は、エポキシ樹脂等の硬質樹脂基板で構成された大型のプリント配線板であり、表示装置の駆動回路、バッテリーの制御回路等を構成する回路素子が搭載されている。サブ基板としての基材１０は、ポリイミドや液晶ポリマ等の可撓性樹脂基板で構成されていて、アンテナ装置２０１の他、通信回路（ＲＦ回路）等を構成する回路素子が基材１０上に搭載されている。この通信端末装置３０１は、図３のように通信相手側のコイルアンテナ４００にかざすことにより、アンテナ装置２０１と通信相手側のコイルアンテナ４００とが主に誘導磁界を介して結合し、所定の情報が送受される。
【００２２】
図４は、前記コイルアンテナのコイル導体の巻回軸方向と平面導体１１との関係を示す図である。前記コイルアンテナのコイル導体をここではコイルＬ１〜Ｌ４で表している。図４に示すように、本実施形態のアンテナ装置２０１において、コイルＬ１〜Ｌ４は直列に接続されて給電回路ＦＣに接続されている。そして、給電回路ＦＣとコイルＬ１との接続配線Ｗ１，コイルＬ１〜Ｌ４間の接続配線Ｗ２〜Ｗ４およびコイルＬ４と給電回路ＦＣとの接続配線Ｗ５は、これらコイルアンテナの中心位置を結ぶ仮想直線にて形成されるエリアよりも外側に配されていると、平面導体１１のうち利用可能なエリアを広く確保することができるため、好ましい。この点で、これらの接続配線Ｗ１〜Ｗ５は、平面導体１１よりも外側に配置されていることがより好ましい。給電回路ＦＣは例えば通信回路やタグ情報を備えたＲＦＩＣ（高周波集積回路）である。
【００２３】
図５（Ａ）は前記コイルＬ１〜Ｌ４に流れる電流と平面導体１１に流れる電流との関係を示す図、図５（Ｂ）はコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄに対する磁束の鎖交状態を示す図である。
【００２４】
本実施形態のアンテナ装置２０１では、図５（Ａ）に示すように、平面導体１１にて通信相手側のアンテナ装置からの磁界を受けると、平面導体１１に渦電流（誘導電流）が生じる。この渦電流は、図中矢印（点線）で表わされるように、平面導体１１の端縁部近傍にも流れる。そして、この電流によって生じた磁界により、各コイルＬ１〜Ｌ４のうち平面導体１１の縁端部に近接した部分には、平面導体１１の端縁部に流れた電流とは逆方向の電流が流れ、その結果、配線Ｗ１〜Ｗ５にも図中矢印（一点鎖線）で示すような電流が流れる。
【００２５】
また、通信相手側のアンテナ装置からの磁界のうち、平面導体１１にて渦電流を生じた成分以外の磁束（図中実線で示す）は、図５（Ｂ）に示すように、平面導体１１の縁端部に配置したコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄのコイルを通過する。すなわち、図５（Ａ）に示すコイルＬ１〜Ｌ４に入る磁束は、各コイル導体に誘導電流を誘起し、その結果、図５（Ａ）の図中矢印（一点鎖線）で示したように電流が流れる。なお、給電回路ＦＣから電流が供給された場合は、この逆の現象が生じる。このようにして平面導体１１はブースターアンテナとして作用する。
【００２６】
このように、本実施形態によれば、大型のコイルアンテナを用いることなく、複数のコイルアンテナ、特に複数の表面実装型コイルアンテナを用いることで、さらには、平面導体とコイルアンテナの磁界結合を利用することで、大型のコイルアンテナとほぼ同等またはそれ以上の電気特性を有するアンテナ装置を実現できるとともに、コイルアンテナが占めるエリアを小さくすることができる。その結果、通信端末装置の小型化を図ることができる。
【００２７】
なお、各コイルアンテナは、そのコイル導体の巻回軸方向が平面導体の面に対して平行になるように配置された例を示したが、厳密に平行である必要はない。平面導体の面がコイル導体の巻回軸に沿っていればよい。言い換えると、コイル導体の巻回軸が平面導体に沿うようにコイルアンテナを配置すればよい。たとえば、コイル導体の巻回軸方向が平面導体１１の法線方向に対して−４５°〜＋４５°の範囲内にあれば、本発明においては「沿った」状態と言える。このことは以降に示す別の実施形態についても同様である。
【００２８】
また、各コイルアンテナのコイル導体２１は、平面導体１１の端部と近接していればよいが、上記のように、平面導体１１の法線方向から見たとき、コイル導体２１の少なくとも一部と平面導体１１の端部とが重なるように配置されている方が、平面導体１１の端部に流れた電流をコイル導体２１に誘導しやすくなるため、好ましい。また、同様の目的で、コイル導体２１のうち平面導体１１の端部に最も近接した部分は、平面導体１１の端部に対して平行方向に延びていることが好ましい。また、磁性体コア２０の少なくとも一部と平面導体１１の端部とが重なるように配置されていると、コイル導体２１のうち磁性体コア２０の底面側の導体部分と平面導体１１とが結合する一方、磁性体コア２０の上面側の導体部分は平面導体１１に結合しにくくなるため、打ち消し合う電流が生じるのを防ぐことができ、好ましい。
【００２９】
また、各コイルアンテナは、コイル導体２１の巻回軸同士が平行に（同軸となるように）配置されていると、磁束の巻回軸方向の成分が打ち消されて平面導体１１の法線方向を指向するアンテナ装置の指向性が得られるため、好ましい。
【００３０】
また、各コイルアンテナは、各コイルアンテナにおける各コイル導体２１の各巻回軸が平面導体１１の形成領域上で交差するように配置されていると、この交差点に向かってきた磁束を各コイルアンテナに十分に通過させることができるため、好ましい。
【００３１】
また、コイルアンテナにおける磁性体コア２０が直方体状であり、コイル導体２１は磁性体コア２０の短辺と平行方向に巻回軸を持つように巻回されていれば、すなわち、磁性体コア２０の長辺側にコイル開口部を持つように巻回されていれば、コイルアンテナを設けるためのエリアを大きくすることなく、平面導体１１に流れる電流がコイル導体２１に導かれやすくなるとともに、平面導体１１と平行方向に向かう磁束がコイルアンテナを通過しやすくなるため、好ましい。
【００３２】
さらに、コイル導体２１が、平面導体１１の法線方向から見たとき、平面導体１１の端部と重なっている第１部分と平面導体１１とは重なっていない第２部分とを有するように配置されていると、コイルアンテナを配置する際の位置ズレが起きても周波数特性が変動しにくくなり、しかも、平面導体１１に流れる渦電流は平面導体１１の縁端部近傍にて大きいので、平面導体１１とコイル導体２１との結合度（磁気結合）を大きくすることができ、その結果、損失の小さなアンテナ装置を実現できるため、好ましい。
【００３３】
《第２の実施形態》
図６は第２の実施形態のアンテナ装置２０２の各コイルアンテナと同士の接続関係および給電回路に対する接続関係を示す図である。コイルアンテナのコイル導体をここではコイルＬ１〜Ｌ４で表している。各コイルアンテナの構成は第１の実施形態で示したものと同じである。
【００３４】
図６に示すように、本実施形態のアンテナ装置２０２において、コイルＬ１〜Ｌ４はそれぞれ給電回路ＦＣに接続されている。つまり、各コイルアンテナのコイル導体は給電回路ＦＣに対して互いに並列に接続されている。より具体的には、給電回路ＦＣの第１入出力端は配線Ｗ１を介してコイルＬ１の一端に接続されていて、コイルＬ１の他端は配線Ｗ２を介して給電回路ＦＣの第２入出力端に接続されている。同様に、給電回路ＦＣの第１入出力端は配線Ｗ３を介してコイルＬ２の一端に接続されていて、コイルＬ２の他端は配線Ｗ４を介して給電回路ＦＣの第２入出力端に接続されている。また、給電回路ＦＣの第１入出力端は配線Ｗ５を介してコイルＬ３の一端に接続されていて、コイルＬ３の他端は配線Ｗ６を介して給電回路ＦＣの第２入出力端に接続されている。さらに、給電回路ＦＣの第１入出力端は配線Ｗ７を介してコイルＬ４の一端に接続されていて、コイルＬ４の他端は配線Ｗ８を介して給電回路ＦＣの第２入出力端に接続されている。このように、各コイルアンテナを互いに並列に接続すれば、コイルのインダクタンス値がばらついたり、いずれかのコイルアンテナに不具合が生じたりした場合であっても、他のコイルアンテナでそれをカバーすることができる。
【００３５】
さらに、本実施形態においても、各コイルアンテナと給電回路ＦＣとを接続する配線Ｗ１〜Ｗ８は、各コイルアンテナ（コイルＬ１、コイルＬ２、コイルＬ３およびコイルＬ４）の中心を結ぶ仮想直線にて形成されるエリアよりも外側に引き回されている。さらには、平面導体１１よりも外側にて引き回されている。このように接続配線Ｗ１〜Ｗ８を引き回すことで、平面導体１１のうちアンテナ装置として利用できるエリアを広く確保できる。
【００３６】
また、本実施形態のように、各コイルアンテナ（コイルＬ１〜Ｌ４）は、これを平面導体１１の法線方向からみたとき、その全体が平面導体１１のエリア内に納まっているように配置されていてもよい。各コイルアンテナの各コアは磁性体コアであるため、このような配置にしても、互いに打ち消し合うような電流が生じにくい。
その他の構成ならびに作用・効果は、第１の実施形態のアンテナ装置と同様である。
【００３７】
《第３の実施形態》
図７（Ａ）は第３の実施形態のアンテナ装置２０３の斜視図、図７（Ｂ）はその平面図である。
【００３８】
図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、本実施形態のアンテナ装置２０３は、長方形状の平面導体１１の２つの長辺のうち、一つの長辺の近傍に第１コイルアンテナ１００Ａを配置し、２つの短辺近傍に第２コイルアンテナ１００Ｂ、第３コイルアンテナ１００Ｃをそれぞれ配置したものである。このように平面導体１１の長辺方向にコイル開口部が互いに向かい合うように複数のコイルアンテナを配置することで、コイルアンテナに磁束を効率良く導くことができる。
【００３９】
また、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示したように、複数のコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを平面導体１１の中心に関して非対称に配置されていることで、アンテナ装置２０３に指向性をもたせることができる。したがって、例えばこのアンテナ装置２０３を通信端末装置の筐体に組み込んだ状態で、指向方向が筐体の長手方向に傾くように、平面導体１１に対する複数のコイルアンテナの配置を定めることもできる。
なお、各コイルアンテナは直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよい。
【００４０】
《第４の実施形態》
図８（Ａ）は第４の実施形態のアンテナ装置２０４の斜視図、図８（Ｂ）はその平面図である。図８（Ｃ）はアンテナ装置２０４を通信端末装置に組み込んだ状態を示す平面図、図８（Ｄ）は、その正面図である。
【００４１】
図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、本実施形態のアンテナ装置２０４は、矩形状の平面導体１１の４つの辺のうち、一辺に第１コイルアンテナ１００Ａを設け、対向辺に第２コイルアンテナ１００Ｂ、第３コイルアンテナ１００Ｃおよび第４のコイルアンテナ１００Ｄを設けたものである。このように、複数のコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄを平面導体１１の中心に関して非対称に配置されていることで、アンテナ装置２０４に指向性をもたせることができる。この実施形態では、第２コイルアンテナ１００Ｂ、第３コイルアンテナ１００Ｃおよび第４のコイルアンテナ１００Ｄを設けた辺の方向の通信距離を大きくすることができる。
【００４２】
このアンテナ装置２０４は、図８（Ｃ）、図８（Ｄ）に示すように、通信端末装置の端末筐体３２０の先端部に配置される。すなわち、アンテナ装置２０４は、上記の方向に指向性を持つよう非対称に構成されていて、第２コイルアンテナ１００Ｂ、第３コイルアンテナ１００Ｃおよび第４のコイルアンテナ１００Ｄが配置された側が端末筐体３２０の先端部側となるように、基材１０（プリント基板）にアンテナ装置２０４を配置することで、図示のような指向性を持つ通信端末装置が得られる。
なお、各コイルアンテナは直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよい。
【００４３】
《第５の実施形態》
図９（Ａ）は第５の実施形態のアンテナ装置２０５の斜視図である。図９（Ｂ）はそのアンテナ装置２０５を通信端末装置に組み込んだ状態を示す正面図である。
【００４４】
図９（Ａ）に示すように、本実施形態のアンテナ装置２０５において、第１平面導体領域１１Ａに、第１コイルアンテナ１００Ａ、第２コイルアンテナ１００Ｂおよび第３コイルアンテナ１００Ｃが配置され、第２平面導体領域１１Ｂに第４コイルアンテナ１００Ｄが配置されている。第１平面導体領域１１Ａと第２平面導体領域１１Ｂとは、所定の角度θをもって交わる平面上にそれぞれ形成されている。この場合、第１平面導体領域１１Ａの法線方向と第２平面導体領域１１Ｂの法線方向との中間方向に指向性を有し、この方向の通信距離を大きくすることができる。
【００４５】
このアンテナ装置２０５は、図９（Ｂ）に示すように、通信端末装置の端末筐体３２０の先端ＦＥ側に配置される。すなわち、アンテナ装置２０５は、この方向に指向性を有するよう非対称に構成されていて、端末筐体３２０の裏面ＢＳ側に、且つ第２平面導体領域１１Ｂが先端ＦＥ側になるよう、アンテナ装置２０５を配置することで、図示のような指向性を持つ通信端末装置が得られる。
【００４６】
なお、各コイルアンテナは直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよい。また、平面導体領域１１Ａ，１１Ｂに流れる電流の損失が大きくなることを防ぐため、第１平面導体領域１１Ａと第２平面導体領域１１Ｂとがなす角度θは、９０°よりも大きく、１３５°よりも小さいことが好ましい。
【００４７】
《第６の実施形態》
図１０（Ａ）は第６の実施形態のアンテナ装置２０６の斜視図、図１０（Ｂ）はその分解斜視図である。この図に示すように、本実施形態のアンテナ装置２０６は、チップ型コイルアンテナ１０６と平面導体１１とで構成されている。コイルアンテナ１０６と平面導体１１とは、はんだ等の導電性接合材を介して直接的に接続されている。
【００４８】
このコイルアンテナ１０６は、磁性体層２０ａ，２０ｃ，２０ｂを積層してなる積層型の磁性体コアを素体としていて、磁性体層２０ａの表面に形成された導体パターン２１ａ、磁性体層２０ａ，２０ｃ，２０ｂの側面に形成された導体パターン２１ｃおよび磁性体層２０ｂの表面に形成された導体パターン２１ｂによってコイル導体が構成されている。磁性体層２０ｂの裏面、すなわちコイルアンテナ１０６の実装面には、入出力端子１２ａ，１２ｂへ接続するための入出力端子接続用電極２２ａ，２２ｂ、および平面導体１１へ接続するための結合用電極２４がそれぞれ設けられている。
【００４９】
コイル導体の一端は入出力端子接続用電極２２ａに接続されていて、コイル導体の他端は入出力端子接続用電極２２ｂに接続されている。
【００５０】
入出力端子接続用電極２２ａ，２２ｂは、はんだ等の導電性接合材を介して入出力端子１２ａ，１２ｂに接続・固定されている。結合用電極２４は、平面導体１１の一部である図中破線で示す接続エリアＣＡに、はんだ等の導電性接合材を介して、接続・固定されている。
なお、入出力端子１２ａ，１２ｂは、給電回路の入出力端や他のコイルアンテナに接続される。
【００５１】
このアンテナ装置２０６において、平面導体１１に流れる渦電流（誘導電流）は、平面導体１１と結合用電極２４とが同電位であることから、導電性接合材を介して結合用電極２４にも導かれる。そして、結合用電極２４に流れた電流と逆方向の電流が磁性体層２０ｂの表面に設けられた導体パターン２１ｂに流れ、その結果、コイル導体に電流が流れる。特に、本実施形態によれば、結合用電極２４とコイル導体とは磁性体層を介して対向しているため、結合用電極２４を流れる電流によって生じた磁界は、磁性体層に閉じ込められ、コイル導体に効率良く導かれる。すなわち、結合用電極２４とコイル導体との磁界結合度を高め、損失の少ないアンテナ装置を実現できる。
【００５２】
《第７の実施形態》
図１１（Ａ）は第７の実施形態のアンテナ装置２０７の平面図、図１１（Ｂ）はコイルアンテナのコイル導体の巻回軸方向と平面導体１１との関係を示す図である。前記コイルアンテナのコイル導体をここではコイルＬ１，Ｌ２で表している。
【００５３】
本発明は、コイルアンテナの数が三つ以上に限定されるものではない。図１１（Ａ）に示すように、二つのコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂを設けてもよい。この二つのコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂを平面導体１１の中心に関して非対称に配置されていることで、アンテナ装置２０７に指向性をもたせることができる。この場合も図１１（Ｂ）に示すように、二つのコイルアンテナのコイル導体（コイルＬ１，Ｌ２）は直列接続してもよいし、並列接続してもよい。
【００５４】
コイルアンテナの数が多くなるほど、平面導体１１にて生じた渦電流をコイル導体で拾いやすくなるが、その分、アンテナ装置の大型化を招く。コイルアンテナの数は、アンテナ装置に要求される電気特性とサイズとのバランスを考慮して決定すればよい。
【００５５】
《第８の実施形態》
図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は第８の実施形態のアンテナ装置２０８Ａ，２０８Ｂの平面図である。本発明は、平面導体１１の形状が矩形に限定されるものではない。たとえば図１２（Ａ）のように平面導体１１は円形状であってもよい。また、図１２（Ｂ）のように平面導体１１は六角形状であってもよい。図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）において、コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄには、これまでに示したものと同様の構成のコイルアンテナが適用できる。
【００５６】
《第９の実施形態》
図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は第８の実施形態のアンテナ装置２０９Ａ，２０９Ｂの平面図である。本発明は、平面導体１１が連続した平板状に限定されるものではない。例えば、図１３（Ａ）のように、平面導体１１の中央部に開口部Ａが設けられていてもよいし、図１３（Ｂ）のように、コイルアンテナ１００Ａ〜１００Ｄのコイル開口部の近傍にスリット部ＳＬが設けられていてもよい。このような構造により、磁束が開口部Ａまたはスリット部ＳＬを抜けるので、一方主面側だけでなく他方主面側への通信も可能となる。また、トータルの磁束も大きくなるので通信可能距離も大きくなる。
【００５７】
《第１０の実施形態》
図１４（Ａ）は第１０の実施形態のアンテナ装置２１０の斜視図、図１０（Ｂ）はその平面図、図１０（Ｃ）はその正面図である。
【００５８】
このアンテナ装置２１０の基材１０はプリント配線板である。この基材１０に平面導体１１が形成されている。コイルアンテナ１００は磁性体コア２０とこの磁性体コア２０に巻回されたコイル導体２１とで構成されている。コイルアンテナ１００はコイル導体のコイル開口部が平面導体１１の縁端部に隣接（近接）するように配置されている。
【００５９】
ここで、磁性体コア２０の内側の端面から平面導体１１の縁端までの距離をｄ２、コイル導体の巻回領域の内側の端部から平面導体１１の縁端までの距離をｄ１、で表すと、
０＜ｄ２ であることが好ましい。ｄ１が小さいと、またはｄ２が大きいと、コイル導体２１と平面導体１１との結合度が高くなり、つまり誘導電流が増大し、その結果、平面導体１１からの磁束が大きくなる、という効果を奏する。
【００６０】
図１５（Ａ）は前記アンテナ装置２１０のコイルアンテナ１００のコイル導体に流れる電流、平面導体１１に流れる電流、コイルアンテナ１００による磁界、平面導体１１による磁界のそれぞれの向きを示す斜視図である。また、図１５（Ｂ）は平面導体１１に流れる電流と、それにより発生する磁束の関係を示す図である。
【００６１】
コイル導体２１に流れる電流ａは平面導体１１に電流ｂを誘起する。その結果、コイルアンテナ１００に矢印Ａ方向の磁界が生じ、平面導体１１に矢印Ｂ方向の磁界が生じる。通信相手側のコイルアンテナから磁束が入る場合は、この逆の現象が生じる。つまり、平面導体１１はブースターアンテナとして機能し、コイルアンテナ１００単体で生じる磁界よりも大きな磁界を発生させることができる。この例では図１５（Ｂ）に示すように、０度方向と４５度方向の指向性が強くなる。
【００６２】
上記の現象は、平面導体１１の法線方向から見たとき、コイル導体２１に流れる電流と平面導体１１の縁端を周回する電流の向きとが同方向になるため、このように大きな磁界を発生させることができるものと考えられる。
【００６３】
図１６（Ａ）は前記アンテナ装置２１０を備える通信端末装置３１０の断面図、図１６（Ｂ）はその平面透視図である。図１５（Ａ）に示したとおり、コイルアンテナ１００による磁束と平面導体１１による磁束が合成されて、アンテナ装置２１０の指向性は図１６（Ａ）に示す矢印方向を向くことになる。すなわち、アンテナ装置２１０のうち、コイルアンテナ１００を端末筐体３２０の端部側に配置することで、アンテナ装置２１０は通信端末装置３１０の端末筐体３２０の裏面ＢＳ方向から先端ＦＥ方向にかけての斜め方向に高い利得が得られる。したがって、この通信端末装置３１０の手元部ＨＰを把持し、先端部の下面側角を通信相手にかざすことにより、高利得のもとでの通信が可能となる。
【００６４】
《第１１の実施形態》
図１７（Ａ）は第１１の実施形態のアンテナ装置２１１の平面図、図１７（Ｂ）はその正面図である。このアンテナ装置２１１はプリント配線板である基材１０の内部に二つの平面導体１１Ａ，１１Ｂが形成されている。コイルアンテナ１００は磁性体コア２０とその磁性体コア２０に巻回されたコイル導体２１とで構成されている。コイル導体２１の両端は平面導体１１Ａ，１１Ｂに接続されず、直流的には絶縁状態にある。コイル導体２１は図１７（Ｃ）のような回路構成を有する。
【００６５】
コイルアンテナ１００のコイル導体２１の二つのコイル開口部が平面導体１１Ａ，１１Ｂの縁端部にそれぞれ隣接（近接）するように、コイルアンテナ１００および平面導体１１Ａ，１１Ｂが配置されている。
【００６６】
この図１７に示す構造だと、二つの平面導体１１Ａ，１１Ｂの縁端に沿って流れる電流の方向は互いに同じ方向に周回することになる。そのため、各平面導体における磁界が強め合い、通信可能距離がさらに大きくなる。
【００６７】
《第１２の実施形態》
図１８は第１２の実施形態のアンテナ装置２１２の分解斜視図である。基材層１０ａ，１０ｂ，１０ｃが積層された積層基板による基材が構成されている。基材層１０ａには導体パターン２１ａ、基材層１０ｃには導体パターン２１ｃがそれぞれ形成されている。基材層１０ａ，１０ｂ，１０ｃにはビア導体２１ｖが形成されていて、導体パターン２１ａ，２１ｃおよびビア導体２１ｖによって複数ターンの一つのコイル導体が構成されている。基材層１０ｃの下面には、このコイル導体の両端が接続される入出力端子接続用電極２２ａ，２２ｂが形成されている。
【００６８】
基材層１０ａには平面導体１１が形成されている。この平面導体１１は、その縁端部がコイル導体のコイル開口部に隣接（近接）配置されるように形成されている。このことによって、コイルアンテナと平面導体とが積層基板に一体化されたアンテナ装置が構成される。
【００６９】
《第１３の実施形態》
図１９（Ａ）は第１３の実施形態のアンテナ装置２１３の斜視図、図１９（Ｂ）はその断面図である。また、図２０（Ａ）はアンテナ装置２１３の分解斜視図、図２０（Ｂ）はその断面図であり、電流と磁束の様子を示している。このアンテナ装置２１３は、チップ型コイルアンテナ１１３と平面導体１１とで構成されている。コイルアンテナ１１３と平面導体１１とは、はんだ等の導電性接合材を介して直接的に接続されている。
【００７０】
このコイルアンテナ１１３は、磁性体層２０ａ，２０ｃ，２０ｂを積層してなる積層型の磁性体コアを素体としていて、磁性体層２０ａの表面に形成された導体パターン２１ａ、磁性体層２０ａ，２０ｃ，２０ｂの側面に形成された導体パターン２１ｃおよび磁性体層２０ｂの表面に形成された導体パターン２１ｂによってコイル導体が構成されている。
【００７１】
磁性体層２０ｂの裏面、すなわちコイルアンテナ１１３の実装面には、入出力端子１２ａ，１２ｂへ接続するための入出力端子接続用電極２２ａ，２２ｂ、および帯状の結合用電極２３がそれぞれ設けられている。コイル導体の一端は入出力端子接続用電極２２ａにビア導体を介して接続されていて、コイル導体の他端は入出力端子接続用電極２２ｂにビア導体を介して接続されている。
【００７２】
入出力端子接続用電極２２ａ，２２ｂは、はんだ等の導電性接合材を介して入出力端子１２ａ，１２ｂに接続・固定されている。結合用電極２３は、平面導体１１の一部である図中破線で示す接続エリアＣＡに、はんだ等の導電性接合材を介して、接続・固定されている。
入出力端子１２ａ，１２ｂは、給電回路の入出力端や他のコイルアンテナに接続される。
【００７３】
このアンテナ装置２１３において、平面導体１１に流れる渦電流（誘導電流）は、平面導体１１と結合用電極２３とが同電位であることから、導電性接合材を介して結合用電極２３にも導かれる。そして、結合用電極２３に流れた電流と逆方向の電流が磁性体層２０ｂの表面に設けられた導体パターン２１ｂに流れ、その結果、コイル導体に電流が流れる。特に、本実施形態によれば、結合用電極２３とコイル導体とは磁性体層を介して対向しているため、結合用電極２３を流れる電流によって生じた磁界は、磁性体層に閉じ込められ、コイル導体に効率良く導かれる。すなわち、結合用電極２３とコイル導体との磁界結合度を高め、損失の少ないアンテナ装置を実現できる。
【００７４】
《第１４の実施形態》
図２１（Ａ）は第１４の実施形態のアンテナ装置に備えられるコイルアンテナ１１４の分解斜視図、図２１（Ｂ）は第１４の実施形態のアンテナ装置２１４の断面図である。このアンテナ装置２１４は、チップ型コイルアンテナ１１４と平面導体１１とで構成されている。コイルアンテナ１１４と平面導体１１とは、はんだ等の導電性接合材を介して直接的に接続されている。
【００７５】
このコイルアンテナ１１４は、磁性体層２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２０ｄを積層してなる積層型の磁性体コアを素体としていて、磁性体層２０ａの表面に形成された導体パターン２１ａ、磁性体層２０ａ，２０ｃ，２０ｂの側面に形成された導体パターン２１ｃおよび磁性体層２０ｂの表面に形成された導体パターン２１ｂによってコイル導体が構成されている。
【００７６】
磁性体層２０ｄの上面には結合用電極２３が形成されている。磁性体層２０ｄの裏面、すなわちコイルアンテナ１１４の実装面には、コイル導体の両端にビア導体を介して導通する入出力端子接続用電極２２ａ，２２ｂ、および結合用電極２３の両端にビア導体を介して導通する結合用電極接続用電極２３ａ，２３ｂがそれぞれ設けられている。
【００７７】
入出力端子接続用電極２２ａ，２２ｂは、はんだ等の導電性接合材を介して基材１０上の入出力端子に接続・固定される。結合用電極接続用電極２３ａ，２３ｂは、平面導体１１の一部である接続エリアにはんだ等の導電性接合材を介して、接続・固定されている。コイルアンテナ１１４の下面にはアンダーフィル２５が形成されている。
【００７８】
このアンテナ装置２１４において、平面導体１１に流れる渦電流（誘導電流）は導電性接合材を介して結合用電極２３にも導かれる。そして、結合用電極２３に流れた電流と逆方向の電流が磁性体層２０ｂの表面に設けられた導体パターン２１ｂに流れ、その結果、コイル導体に電流が流れる。特に、本実施形態によれば、結合用電極２３とコイル導体とは磁性体層を介して対向しているため、結合用電極２３を流れる電流によって生じた磁界は、磁性体層に閉じ込められ、コイル導体に効率良く導かれる。すなわち、結合用電極２３とコイル導体との磁界結合度を高め、損失の少ないアンテナ装置を実現できる。
【００７９】
《第１５の実施形態》
図２２は第１５の実施形態の通信端末装置３１５の内部透視斜視図である。この通信端末装置３１５の端末筐体３２０にはメイン基板１１１と、サブ基板としての基材１０が内蔵されている。基材１０にアンテナ装置２１５が構成されている。アンテナ装置２１５は平面導体１１と二つのコイルアンテナ１１３Ａ，１１３Ｂを備えている。これらのコイルアンテナ１１３Ａ，１１３Ｂは第１３の実施形態で図１９・図２０に示したものである。図２２の例では、平面導体１１の二つの縁端部に配置されている。このアンテナ装置２１５は、バッテリーパック１１２とともに端末筐体３２０の裏面ＢＳ側に配置されている。
【００８０】
アンテナ装置２１５の二つのコイルアンテナ１１３Ａ，１１３Ｂは互いに対向配置されているので、コイルアンテナ１１３Ａ，１１３Ｂによる磁束についての平面導体１１の面方向（水平方向）の成分は打ち消される。そのため、アンテナ装置２１５の指向性は平面導体１１の法線方向を向く特性となる。
【００８１】
この通信端末装置３１５を図２２のように通信相手側のコイルアンテナ４００にかざすことにより、アンテナ装置２１５と通信相手側のコイルアンテナ４００とが主に誘導磁界を介して結合し、所定の情報が送受される。
【００８２】
《第１６の実施形態》
図２３（Ａ）は第１６の実施形態のアンテナ装置２１６の斜視図、図２３（Ｂ）はそのアンテナ装置２１６を備えた通信端末装置３１６の内部透視斜視図である。
この通信端末装置３１６の端末筐体３２０にはメイン基板１１１と、サブ基板としての基材１０が内蔵されている。基材１０にはアンテナ装置２１６が構成されている。
【００８３】
アンテナ装置２１６は平面導体１１と一つのコイルアンテナ１１４を備えている。このコイルアンテナ１１４は第１４の実施形態で図２１に示したものである。このアンテナ装置２１６は、バッテリーパック１１２とともに端末筐体３２０の裏面ＢＳ側に配置されている。
【００８４】
アンテナ装置２１６は、端末筐体３２０の先端ＦＥより内部側の平面導体１１の縁端部に配置されているので、コイルアンテナ１１４による磁束と平面導体１１による磁束との合成により、アンテナ装置２１６の指向性は図に示す矢印方向を向くことになる。すなわち、アンテナ装置２１６は通信端末装置３１６の端末筐体３２０の裏面ＢＳ方向から先端ＦＥ方向に掛けての斜め方向に高い利得が得られる。したがって、この通信端末装置３１６の手元部を把持し、先端部の下面側角を通信相手側のコイルアンテナ４００にかざすことにより、高利得のもとでの通信が可能となる。
【００８５】
《第１７の実施形態》
図２４は第１７の実施形態のアンテナ装置２１７の斜視図である。
【００８６】
第１７の実施形態のアンテナ装置２１７は、コイルアンテナ１００と結合するブースターアンテナ（ブースターコイル）１３０を備えている。メイン基板（プリント配線板）１１１の内部には平面導体１１が形成されている。コイルアンテナ１００は、一方端面側のコイル開口部が平面導体１１側に向く関係で、メイン基板１１１の上面に配置されている。コイルアンテナ１００の構成は第１の実施形態で図２等に示したものと同じである。
【００８７】
ブースターアンテナ１３０は、後に示すとおりコイルアンテナ１００および通信相手側のコイルアンテナと結合してブースターアンテナとして作用する。コイルアンテナ１００には給電回路が接続されていて、その給電回路はコイルアンテナ１００、ブースターアンテナ１３０および通信相手側のコイルアンテナを介して通信される。
【００８８】
図２５（Ａ）はアンテナ装置２１７が備えるブースターアンテナ１３０の分解斜視図、図２５（Ｂ）はその等価回路図である。図２５（Ｃ）はアンテナ装置２１７の等価回路図である。図２５（Ａ）に示すとおり、ブースターアンテナ１３０は、基材シート３０、第１コイル導体３１および第２コイル導体３２で構成されている。コイル導体３１とコイル導体３２は矩形のスパイラル状にパターン化されている。コイル導体３１の巻回方向とコイル導体３２の巻回方向は逆（一方向からの透視では同方向）であり、両者は電磁界結合する。図２５（Ｂ）において、インダクタＬ３１はコイル導体３１によるインダクタンスを記号で表したもの、インダクタＬ３２はコイル導体３２によるインダクタンスを記号で表したものである。キャパシタＣ１，Ｃ２はコイル導体３１，３２間に生じる容量を集中定数の記号で表したものである。
【００８９】
このように、ブースターアンテナ１３０の２つのコイル導体３１，３２は、各コイル導体３１，３２に流れる誘導電流が同方向に伝搬するように巻回・配置されていて、容量を介して結合している。このブースターアンテナは、各コイル導体自身のインダクタンスと各コイル導体の容量結合によるキャパシタンスとを有し、これらインダクタンスおよびキャパシタンスにより共振回路が構成されている。この共振回路の共振周波数は通信に用いるキャリア周波数に実質的に相当していることが好ましい。そのことにより通信距離をのばすことができる。
【００９０】
図２５（Ｃ）において、インダクタＬ２１はコイルアンテナ１００のコイル導体によるインダクタンスを記号で表したもの、キャパシタＣＩＣはＲＦＩＣ（高周波集積回路）の寄生容量など、コイルアンテナ１００のコイル導体に繋がるキャパシタンスを記号で表したものである。インダクタＬ２１はインダクタＬ３１，Ｌ３２と電磁界結合する。インダクタＬ２１とキャパシタＣＩＣはＬＣ共振する。このことでＲＦＩＣはブースターアンテナ１３０による前記ＬＣ回路とインピーダンス整合状態で結合する。
【００９１】
図２６（Ａ）はアンテナ装置２１７の平面図、図２６（Ｂ）はアンテナ装置２１７を備えた通信端末装置の断面図である。
【００９２】
コイルアンテナ１００は、表面実装部品として端末筺体３２０内のメイン基板（プリント配線板）１１１に搭載されており、ブースターアンテナ１３０は、筺体３２０の内壁に接着剤層４０を介して貼り付けられている。
【００９３】
コイルアンテナ１００は給電コイルとして機能し、コイルアンテナ１００とブースターアンテナ１３０は磁界を介して結合する。より厳密に言うと、平面導体１１にて生じた磁束（図１５（Ａ）中に示した矢印Ｂ方向に生じる磁束）がブースターアンテナ１３０のコイル導体３１，３２と鎖交するため、ブースターアンテナ１３０は平面導体１１とも磁界結合する。すなわち、コイルアンテナ１００、平面導体１１、ブースターアンテナ１３０の三者が磁界を介して結合し、その結果、ロスとなる磁界成分が少なく、損失の小さなアンテナ装置を実現できる。
【００９４】
なお、ブースターアンテナ１３０のコイル導体３１，３２の導体パターンの延びる方向とコイルアンテナ１００のコイル導体２１の延びる方向とが平行であり、且つコイルアンテナ１００のコイル導体２１が平面視でブースターアンテナ１３０のコイル導体３１，３２に重なるように配置されていることが好ましい。すなわち、ブースターアンテナ１３０のコイル導体３１，３２の巻回軸がコイルアンテナ１００の巻回軸とほぼ直交するように配置されていることが好ましい。このことにより、図２６（Ｂ）に破線で示すように、コイルアンテナ１００のコイル導体２１とブースターアンテナ１３０のコイル導体３１，３２とに磁束が鎖交する。また、ブースターアンテナ１３０のコイル導体３１，３２の一部とコイルアンテナ１００のコイル導体２１とが並走していることにより、電界でも結合する。すなわちコイルアンテナ１００はブースターアンテナ１３０と直接でも電磁界結合する。
【００９５】
このようにアンテナ装置（通信端末装置）は、さらにブースターアンテナ１３０を備えることが好ましい。ブースターアンテナ１３０を通信相手側アンテナに近い側に配置することにより、アンテナ装置の通信可能最大距離をさらにのばすことができる。通信信号がＨＦ帯であれば、コイルアンテナ１００とブースターアンテナ１３０とは主に磁界を介して結合するため、コンタクトピンやフレキシブルケーブルなどといった機構的な接続手段を用いる必要は無い。
【００９６】
なお、ブースターアンテナのコイル導体はスパイラル状に限らずループ状であってもよい。
【００９７】
《第１８の実施形態》
図２７（Ａ）は第１８の実施形態のアンテナ装置２１８の平面図、図２７（Ｂ）はアンテナ装置２１８を備えた通信端末装置の断面図である。このアンテナ装置２１８では、ブースターアンテナ１３０は、そのコイル開口が平面導体１１の端部よりも外側にあるように配置されている。その他の構成は第１７の実施形態で示したものと同じである。
【００９８】
このような位置関係であっても、平面導体１１にて生じた磁束（図１５（Ａ）中に示した矢印Ｂ方向に生じる磁束）はブースターアンテナ１３０のコイル導体３１，３２と鎖交する。また、コイルアンテナ１００とブースターアンテナ１３０との直接的な結合は第１７の実施形態のアンテナ装置２１７と同様である。
【００９９】
《第１９の実施形態》
図２８は第１９の実施形態のアンテナ装置２１９を備える通信端末装置の上部筐体を外した状態での平面図である。この例では、平面導体１１はメイン基板１１１に形成されているグランド導体である。コイルアンテナ１００の構成は第１の実施形態で示したものと同じであり、ブースターアンテナ１３０の構成は第１７の実施形態で示したものと同じである。
【０１００】
平面導体１１は平面的に筐体３２０内の大きな割合を占めている。コイルアンテナ１００は、コイルアンテナ１００のコイル開口が平面導体の長辺に沿うように配置されている。このように、平面導体１１の形状が長辺と短辺とを有する矩形状である場合、コイル開口が長辺の一部に対面するようにコイルアンテナ１００が配置されていることが好ましい。すなわち、平面導体１１の中央部で磁束が入出力するような状態で通信を行う場合、平面導体１１の中央からの距離が短い長辺側に磁界（磁束）が流れやすい。したがって、コイルアンテナ１００のコイル開口が平面導体１１の長辺側に対面するようにコイルアンテナ１００が配置されることで、さらに安定した通信を行うことができる。
【０１０１】
《第２０の実施形態》
図２９（Ａ）はアンテナ装置２２０の平面図、図２９（Ｂ）はアンテナ装置２２０の断面図である。アンテナ装置２２０は４つのコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄを備えている。これらのコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄは、表面実装部品として端末筺体内のメイン基板（プリント配線板）１１１に搭載されている。ブースターアンテナ１３０は例えば筺体の内壁に貼付されている。ブースターアンテナ１３０の構成は第１７の実施形態で示したとおりである。
【０１０２】
コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄは矩形状に形成された平面導体１１の各辺にそれぞれ設けられていて、コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄは平面導体１１を取り囲むように配置されている。コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄのコイル導体は、起電力が加算される方向に直列に接続されて、１つの給電回路に接続されている。コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄおよび平面導体１１を通る磁束の経路は図５（Ｂ）に示したものと同じである。また、コイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄのコイル導体の接続関係は図５（Ａ）に示したものと同じである。
【０１０３】
このように、複数のコイルアンテナを備えることにより、必要なインダクタンスを容易に確保できる。また、複数のコイルアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄを平面導体１１の周囲に配置することによって、複数のコイルアンテナとブースターアンテナ１３０との結合が強くなってブースターアンテナ１３０の効率が高まり、低損失化が図れる。また、第１の実施形態で示したとおり、単一の平面導体と複数のコイルアンテナを備えることによる効果も奏する。
【０１０４】
《他の実施形態》
以上、本発明を具体的な実施例について説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではない。たとえば、平面導体の表面には、半導体素子やチップコンデンサ等、コイルアンテナ以外の素子が搭載されていてもよい。平面導体は配線基板におけるグランド電極であってもよいし、バッテリーパックの外装金属であってもよい。すなわち、平面導体は、専用の平面導体に限られるものではなく、他の金属体の一部（または全部）をアンテナ装置における平面導体として利用することもできる。
【０１０５】
また、コイルアンテナの磁性体コアは、フェライトセラミックのようなセラミック体であってもよいが、フェライト粉末を樹脂中に分散されたフェライト粉末入り樹脂層であってもよい。また、コイルアンテナは、磁性体コアの表面にコイル導体を巻回したものであるが、さらにその上に、コイル導体の保護や磁性体コアの保護等を目的として、絶縁層が設けられていてもよい。コイル導体は、磁性体コアに金属線を巻きつけたものであってもよいが、磁性体コアがフェライトセラミックであれば、このフェライトセラミックと同時焼成した銀等の金属焼結体であってもよい。また、磁性体コアの周囲にコイル導体を巻回してなるコイルアンテナにおいて、コイル導体は磁性体コアの最表面に形成されている必要はなく、コイル導体の一部または全部が磁性体コアの内側にあってもよい。
【０１０６】
また、アンテナ装置の端末筐体における配置位置は、端末筐体の表面側（表示部や入力操作部の設けられた面側）に配置されていてもよいし、バッテリーパックの上側に設けられていてもよい。また、コイルアンテナの配置位置は、平面導体に関して、通信相手側であることが好ましいが、コイルアンテナの配置面が平面導体に関して通信相手とは反対側であってもよい。特に、コイル導体の一部が平面導体に重なっていて、他部が重なっていないような場合であって、平面導体の厚みが十分に薄い場合、コイルアンテナが平面導体に関して通信相手とは反対側に配置されていても、このアンテナ装置と通信相手のアンテナ装置との間で通信を行うことが十分に可能である。
【０１０７】
また、このアンテナ装置は、通信端末装置の筐体内にサブ基板として配置されているだけでなく、メイン基板に配置されていてもよい。あるいは、通信端末装置に挿入されるカード型モジュールに組み込まれていてもよい。また、このアンテナ装置は、ＨＦ帯の通信システムに限定されるものではなく、ＵＨＦ帯やＳＨＦ帯等、他の周波数帯に用いられるアンテナ装置にも利用可能であるし、ＲＦＩＤシステムだけでなく、他の通信システムに用いることも可能である。また、ＲＦＩＤシステムに用いる場合、リーダライタのアンテナ装置として用いてもよいし、ＲＦＩＤタグのアンテナ装置として用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明のアンテナ装置は、たとえばＨＦ帯のＲＦＩＤシステムに利用することができ、本発明の通信端末装置は、たとえばＨＦ帯のＲＦＩＤシステムを備えた通信端末装置として有用である。
【符号の説明】
【０１０９】
ＢＳ…裏面
ＣＡ…接続エリア
ＦＣ…給電回路
ＦＥ…先端
ＨＰ…手元部
Ｌ１〜Ｌ４…コイル
ＳＬ…スリット部
Ｗ１〜Ｗ８…接続配線
１０…基材
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…基材層
１１…平面導体
１１Ａ…第１平面導体領域
１１Ｂ…第２平面導体領域
１２ａ，１２ｂ…入出力端子
２０…磁性体コア
２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２０ｄ…磁性体層
２１…コイル導体
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…導体パターン
２１Ｖ…ビア導体
２２ａ，２２ｂ…入出力端子接続用電極
２３…結合用電極
２３ａ，２３ｂ…結合用電極接続用電極
２４…結合用電極
３０…基材シート
３１…第１コイル導体
３２…第２コイル導体
４０…接着剤層
１００…コイルアンテナ
１００Ａ…第１コイルアンテナ
１００Ｂ…第２コイルアンテナ
１００Ｃ…第３コイルアンテナ
１００Ｄ…第４コイルアンテナ
１０６…チップ型コイルアンテナ
１１１…メイン基板
１１２…バッテリーパック
１１３…チップ型コイルアンテナ
１１３Ａ，１１３Ｂ…コイルアンテナ
１１４…チップ型コイルアンテナ
１３０…ブースターアンテナ
２０１〜２０７…アンテナ装置
２０８Ａ，２０８Ｂ…アンテナ装置
２０９Ａ，２０９Ｂ…アンテナ装置
２１０〜２２０…アンテナ装置
３０１，３１０，３１５，３１６…通信端末装置
３２０…端末筐体
４００…通信相手側のコイルアンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻回軸回りに巻回された形状のコイル導体が複数の基材層が積層された積層体に一体的に成形されたコイルアンテナと、
前記巻回軸に沿った面を有する平面導体と、を有し、
前記コイルアンテナは、前記コイル導体の巻回領域の少なくとも内部に配置された磁性体を備え、
前記コイルアンテナには、前記積層体の内部または底面に、前記平面導体に導通し、且つ前記コイルアンテナに対して主に磁界を介して結合する結合用電極が設けられている、アンテナ装置。
【請求項２】
前記結合用電極は、前記コイル導体の巻回軸に対して垂直方向に延びる帯状の電極である、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、前記積層体の平面視で、前記結合用電極が前記平面導体の縁端部に重なるように配置されている、請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記平面導体は前記積層体に一体形成されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項１】
巻回軸回りに巻回された形状のコイル導体が複数の基材層が積層された積層体に一体的に成形されたコイルアンテナと、
前記巻回軸に沿った面を有する平面導体と、を有し、
前記コイルアンテナは、前記コイル導体の巻回領域の少なくとも内部に配置された磁性体を備え、
前記コイルアンテナには、前記積層体の内部または底面に、前記平面導体に導通し、且つ前記コイルアンテナに対して主に磁界を介して結合する結合用電極が設けられている、アンテナ装置。
【請求項２】
前記結合用電極は、前記コイル導体の巻回軸に対して垂直方向に延びる帯状の電極である、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、前記積層体の平面視で、前記結合用電極が前記平面導体の縁端部に重なるように配置されている、請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記平面導体は前記積層体に一体形成されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２０１３−１３１１０（Ｐ２０１３−１３１１０Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７６６２０（Ｐ２０１２−１７６６２０）
【出願日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【分割の表示】特願２０１２−５０９４１０（Ｐ２０１２−５０９４１０）の分割
【原出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【分割の表示】特願２０１２−５０９４１０（Ｐ２０１２−５０９４１０）の分割
【原出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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