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Title:
ANTENNA COIL FOR MOUNTING ON CIRCUIT BOARD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/111330
Kind Code:
A1
Abstract:
An antenna device is constructed by mounting an antenna coil (202), having a magnetic material core (4) and a flexible board (5), on a circuit board (9). A first coil (2a) having a coil axis that is parallel with a principal surface of the magnetic material core (4) is constructed from a first coil (21) and a third coil (23). The second coil section (2b) is constructed from a second coil (22) and a fourth coil (24). A portion (8) where no conductor is formed is provided between the first and second coil sections (2a, 2b). There is a projection (6) formed on the flexible board (5), and first to fourth coil connection sections are led to the projection (6). To form the antenna device, each coil is connected together on the circuit board by connecting the flexible board (5) to a conductor pattern on the circuit board (9) by the projection (6) of the flexible board (5).

Inventors:
KUBO HIROYUKI (JP)
ITO HIROMITSU (JP)
YOSUI KUNIAKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/050937
Publication Date:
September 18, 2008
Filing Date:
January 24, 2008
Export Citation:
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Assignee:
MURATA MANUFACTURING CO (JP)
KUBO HIROYUKI (JP)
ITO HIROMITSU (JP)
YOSUI KUNIAKI (JP)
International Classes:
H01Q7/06; H01Q1/38
Domestic Patent References:
WO2007015353A12007-02-08
Foreign References:
JP2007043527A2007-02-15
JP2007041666A2007-02-15
JP2001517406A2001-10-02
JPH0964634A1997-03-07
JP2006129431A2006-05-18
JP2004235701A2004-08-19
JP2002252518A2002-09-06
Other References:
See also references of EP 2120290A4
Attorney, Agent or Firm:
KOMORI, Hisao (Noninbashi Chuo-k, Osaka-shi Osaka 11, JP)
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Claims:
 平板状の磁性体コアと、
 前記磁性体コアの周囲に巻装され、表面に導体が形成されたフレキシブル基板と、
 前記導体によって形成され、前記磁性体コアの主面と平行なコイル軸を有する第1のコイル部と、
 前記導体によって形成され、前記磁性体コアの主面と平行なコイル軸を有し、前記第1のコイル部と対を成す第2のコイル部と、
 前記導体によって形成され、前記第1のコイル部の一部をなす前記第1のコイル接続部と、
 前記導体によって形成され、前記第2のコイル部の一部をなす前記第2のコイル接続部と、
 を備えるとともに、前記フレキシブル基板には前記第1のコイル部と前記第2のコイル部との間に前記導体が形成されない導体非形成部を設けた基板実装用アンテナコイル。
 前記第1のコイル部は第1のコイルと第3のコイルとからなり、前記第2のコイル部は前記第1のコイルと対を成す第2のコイルと、前記第3のコイルと対を成す第4のコイルとからなる請求項1に記載の基板実装用アンテナコイル。
 前記導体によって前記第1・第2のコイルの内側の端部同士または前記第3・第4のコイルの内側の端部同士を接続する接続導体を形成した請求項2に記載の基板実装用アンテナコイル。
 前記第1のコイル部は前記第1のコイルと第3のコイルとを交互に配置してなり、前記第2のコイル部は前記第2のコイルと第4のコイルとを交互に配置してなる請求項2または3に記載の基板実装用アンテナコイル。
 前記フレキシブル基板は突出部を有し、前記第1・第2の各コイル接続部が前記突出部に形成されている請求項1~4のいずれかに記載の基板実装用アンテナコイル。
 前記磁性体コアは第1のコア片と第2のコア片とからなり、前記第1のコイル部は前記第1のコア片の周囲に配置され、前記第2のコイル部は前記第2のコア片の周囲に配置されている請求項1~5のいずれか1項に記載の基板実装用アンテナコイル。
 前記磁性体コアは前記第1のコイル部と前記第2のコイル部とが並ぶ方向の端部で屈曲している請求項1~6のいずれか1項に記載の基板実装用アンテナコイル。
 請求項1~7のいずれか1項に記載の基板実装用アンテナコイルと、前記第1のコイル部および前記第2のコイル部の各コイル接続部が接続される配線パターンが形成された回路基板とを備え、前記アンテナコイルの主面と前記回路基板の主面とが平行になるように前記回路基板に前記アンテナコイルが配置されてなるアンテナ装置。
Description:
基板実装用アンテナコイルおよ アンテナ装置

 この発明は、外部機器と電磁界信号を介 て通信するRFID(RadioFrequency Identification)シス ムに用いられる基板実装用アンテナコイル よびそのアンテナコイルを備えるアンテナ 置に関する。

 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。

 RFID技術を利用したタグに用いられるアンテ ナコイルとして特許文献1が開示されている 図1は特許文献1に記載のアンテナコイルの構 成例を示す図である。このアンテナコイル11 、表面に導体14,16を形成した電気絶縁フィ ム13を、平板状の磁芯部材12を間に挟んだ状 で折り曲げ、端部を接続することによって イルを形成している。このように電気絶縁 ィルムを用いることによって、導体を磁芯 材に巻線する構造よりも薄型化可能として る。

特開2002-252518号公報

 ところが、特許文献1に記載のアンテナコ イルを携帯電話に組み込む際、アンテナコイ ルの主面が携帯電話の主面と平行になるよう に配置すると、コイルのコイル軸が携帯電話 の主面と平行であり、且つアンテナコイルの 主面に磁束が侵入する箇所が形成されていな いため、アンテナコイルの側面側からの磁束 しかアンテナコイルのコイル軸を通過するこ とができない。そのため現実には通信できな い。特許文献1に記載のアンテナコイルを携 電話で利用するには、そのアンテナコイル 携帯電話の主面に対して垂直方向に配置す 必要があり、そのような構造では回路基板 実装するアンテナコイルとして用いること できず、組み込み構造およびその作業が煩 となる。

 そこで、この発明の目的は、アンテナコ ルの主面に対して磁束が垂直方向から侵入 る状態で通信を行えるようにし、電子機器 の組み込みが容易な基板実装用アンテナコ ルおよびそれを備えた高感度なアンテナ装 を提供することにある。

(1)この発明の基板実装用アンテナコイルは、
 平板状の磁性体コアと、
 前記磁性体コアの周囲に巻装され、表面に 体が形成されたフレキシブル基板と、
 前記導体によって形成され、前記磁性体コ の主面と平行なコイル軸を有する第1のコイ ル部と、
 前記導体によって形成され、前記磁性体コ の主面と平行なコイル軸を有し、前記第1の コイル部と対を成す第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 ル部の一部をなす前記第1のコイル接続部と
 前記導体によって形成され、前記第2のコイ ル部の一部をなす前記第2のコイル接続部と
 を備えるとともに、前記フレキシブル基板 は前記第1のコイル部と前記第2のコイル部 の間に前記導体が形成されない導体非形成 を設ける。

(2)前記第1のコイル部は第1のコイルと第3の コイルとで構成し、前記第2のコイル部は前 第1のコイルと対を成す第2のコイルと、前記 第3のコイルと対を成す第4のコイルとで構成 ることによって、2組のコイルを設けてもよ い。

(3)前記フレキシブル基板には前記導体によ って前記第1・第2のコイルの内側の端部同士 たは前記第3・第4のコイルの内側の端部同 を予め接続する接続導体を形成してもよい

(4)前記第1・第3のコイルを構成する導体と 前記第2・第4のコイルを構成する導体とは れぞれが交互に配置されるよう前記フレキ ブル基板上に形成されたものとすることが ましい。

(5)前記フレキシブル基板は突出部を有し、 前記第1・第2の各コイル接続部が前記突出部 形成されたものとすることが好ましい。

(6)前記磁性体コアは第1のコア片と第2のコ 片とからなり、前記第1のコイル部は前記第 1のコア片の周囲に配置され、前記第2のコイ 部は前記第2のコア片の周囲に配置されてい てもよい。

(7)前記磁性体コアは前記第1のコイル部と 記第2のコイル部とが並ぶ方向の端部で屈曲 ていてもよい。

(8)また、この発明のアンテナ装置は、前記 基板実装用アンテナコイルと、前記第1のコ ル部および前記第2のコイル部の各コイル接 部が接続される配線パターンが形成された 路基板とを備え、前記アンテナコイルの主 と前記回路基板の主面とが平行になるよう 前記回路基板に前記アンテナコイルが配置 れたものとする。

 この発明によれば次のような効果を奏する
(1)フレキシブル基板を用いてコイルを形成す ることによって、薄型のアンテナコイルを構 成できる。また、第1のコイル部と第2のコイ 部との間の導体非形成部に磁束を侵入させ 構造とすることによって、アンテナコイル 主面に対して磁束が垂直方向から侵入する 態で通信を行えるようになる。

 また、第1のコイル部と第2のコイル部と フレキシブル基板上では接続せずに、第1・ 2のコイル部の接続部が接続される回路基板 上の配線によって、例えば第1のコイル部と 2のコイル部とを並列接続することも直列接 することも可能となり、回路設計に応じて ンテナコイルの特性を変更できるようにな 。仮に、フレキシブル基板上の導体配線に って第1・第2のコイルを並列接続しようと れば、パターンが非常に複雑になるが、実 先である回路基板上で接続すれば単純なパ ーンを形成することで足りる。

(2)第1のコイル部を第1のコイルと第3のコイ ルとで構成し、第2のコイル部を第1のコイル 対を成す第2のコイルと、第3のコイルと対 成す第4のコイルとで構成して2組のコイルを 設けることにより、1組のコイルを受信用コ ルと送信用コイルとに切り替える必要がな 、また、送信用と受信用とにそれぞれ最適 アンテナコイルを構成でき、高感度化を図 ことができる。

(3)フレキシブル基板に第1・第2のコイルの 側の端部同士または第3・第4のコイルの内 の端部同士を接続する接続導体を形成する とにより、第1・第2のコイルまたは第3・第4 コイルを直列接続できるとともに、実装先 回路基板への接続端子数を削減できる。ま 、上記接続導体をトリミング調整すること よって、第1・第2のコイルまたは第3・第4の コイルによるアンテナコイルのインダクタン ス調整が可能となる。

(4)第1・第2のコイルと第3・第4のコイルを 成するそれぞれの導体を交互に配置するこ により、第1・第2のコイルと第3・第4のコイ の一方を受信用コイル、他方を送信用コイ として用いたときに、リーダ・ライタへか した際の最も高い感度が得られる位置を送 共に一致させることができる。

(5)フレキシブル基板に突出部を形成するこ とによって、第1・第2のコイル部の各コイル 回路基板上に形成された配線パターンに容 に接続できるようになる。

(6)発明者らの実験によると、第1のコイル と第2のコイル部との間の導体非形成部に磁 体コアが存在しなくてもアンテナ感度(通信 距離)に影響を与えないことが明らかとなっ いる。そのため、磁性体コアを第1のコア片 第2のコア片に分割することによってアンテ ナコイルの体積が減り、アンテナ感度を維持 したままアンテナコイルの小型・軽量化を実 現することができる。

(7)磁性体コアは第1のコイル部と第2のコイ 部とが並ぶ方向の端部で屈曲した構造とす ことによってアンテナコイルのコイル軸方 にある端部の断面積が大きくなり、磁束が 射する際の磁気抵抗が小さくなるため、ア テナ感度が向上する。

(8)回路基板へ基板実装用アンテナコイルを 実装するだけで、アンテナコイルと回路基板 上の回路との接続および各コイル間の接続が 容易に行える。

特許文献1に示されているアンテナコイ ルの構成例を示す図である。 第1の実施形態に係る基板実装用アンテ ナコイルの構成を示す図である。 第2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。 第2の実施形態に係る別の基板実装用ア ンテナコイルの構成を示す図である。 第3の実施形態に係るアンテナ装置の構 造を示す図である。 第4の実施形態に係る基板実装用アンテ ナコイルの構成を示す図である。 第5の実施形態に係る基板実装用アンテ ナコイルの構成を示す図である。 アンテナコイルのインダクタンス値Lの ±1%に対応する磁性体コアの比透磁率μのレン ジを表した図である。

符号の説明

 2a-第1のコイル部
 2b-第2のコイル部
 4-磁性体コア
 4a-第1のコア片
 4b-第2のコア片
 4ac,4bc-屈曲部
 5-フレキシブル基板
 6-突出部
 8-導通非形成部
 9-回路基板
 10,101-アンテナ装置
 20,202,203,204,205-基板実装用アンテナコイル
 21-第1のコイル
 21a,21b-第1のコイル接続部
 22-第2のコイル
 22a,22b-第2のコイル接続部
 23-第3のコイル
 24-第4のコイル
 25-接続導体
 26,27-インダクタンス調整用導体

《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(以下、単にアンテナコイルという。)の 造を、図2および図8を参照して説明する。
 図2は第1の実施形態に係るアンテナコイル20 の構造を示す図であり、図2(A)は斜視図、図2( B)は磁性体コアへの巻装前のフレキシブル基 の構造を示す展開平面図である。

 図2に示すように、第1の実施形態に係る ンテナコイル20は、磁性体コア4と、磁性体 ア4の周囲に巻装する1枚のフレキシブル基板 5を備える。

 磁性体コア4には、例えば主面の横方向が 30mm、縦方向が10mmの矩形で厚さが1.5mmのフェ イトを用いる。

 フレキシブル基板5としてはポリイミドフ ィルムが好適である。その他にガラスエポキ 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。このフレキシブル基板5の表面には 体を形成していて、この導体によって磁性 コア4の周囲に第1のコイル部2aと第2のコイル 部2bを構成している。具体的には第1のコイル 部2aは、磁性体コア4の左端部に磁性体コアの 左端より1mm内側の位置から1mmピッチで6ター の第1のコイル21を巻回して構成している。 2のコイル部2bについても同様に、磁性体コ 4の右端部に磁性体コアの右端より1mm内側の 置から1mmピッチで6ターンの第2のコイル22を 巻回して構成している。第1のコイル21と第2 コイル22とはコイル軸に対するコイルの巻回 方向が逆である。

 フレキシブル基板5の一方の長辺の中間位 置には突出部6を形成していて、この突出部6 、第1のコイル21の両端を第1のコイル接続部 21a,21bとして、同様に第2のコイル22の両端を 2のコイル接続部22a,22bとしてそれぞれ引き出 している。

 フレキシブル基板5の第1のコイル部2aと第 2のコイル部2bとの間には導体非形成部8を設 ている。

 図2(B)において、フレキシブル基板5の表 には、左右両端に6本ずつ導体を形成してい 。ここでは導体を単線で描いているが、実 には幅0.5mm~1mmであり、厚みは0.01mm~0.05mmであ る。各導体は、図2(B)において、フレキシブ 基板5の下端とは接するが上端とは接しない これらの導体はスクリーン印刷法などによ 形成する。

 図2(B)に示したフレキシブル基板5は、導 の上端部と導体の下端部とが重なり合うよ に、磁性体コア4を挟み、導体を形成した面 外側になるように折り曲げ、重なり合った 同士、例えば図2(B)中に丸印で示す点P1と点P 2とを半田付け等によって電気的に接続する これによって導体を一連のコイルとして構 する。なお、フレキシブル基板5は非常に薄 構造であるため、重なり合った点同士が直 接着されていなくても、フレキシブル基板5 を介して、これらを電気的に接続することが できる。

 図2に示したアンテナコイル20を回路基板 実装するとともに、フレキシブル基板5の突 出部6の第1・第2のコイル接続部21a,21b,22a,22bを 回路基板上の配線パターンに接続する。回路 基板では、その配線パターンによって第1の イル21と第2のコイル22とを、誘起電圧が加算 される方向に直列接続または並列接続する。 本実施形態においては、第1のコイル21と第2 コイル22のコイル軸に対する巻回方向が逆で あるから、直列接続する場合には第1のコイ 21と第2のコイル22の内側端部同士、すなわち 第1のコイル接続部21bと第2のコイル接続部22b 接続する。並列接続する場合には第1のコイ ル21の内側端部と第2のコイル22の外側端部お び第1のコイル21の外側端部と第2のコイル22 内側端部、すなわち第1のコイル接続部21bと 第2のコイル接続部22a、および第1のコイル接 部21aと第2のコイル接続部22bとを接続する。 このように接続することによって、第1のコ ル21と第2のコイル22に生じる誘起電圧を加算 させることができる。

 以上のように構成したアンテナコイル20 用いてRFIDシステム用のリーダ・ライタと通 する場合、アンテナコイル20の導体非形成 8にリーダ・ライタからの磁束が侵入する。 たがって、この導体非形成部8は十分な大き さに設けておく。しかしながら、導体非形成 部8に侵入した磁束は磁性体コア4の両端方向 通過しなければならないため、導体非形成 8が大きすぎることにより磁性体コア4の両 部へ磁束が導かれにくい構造であってもな ない。この実施形態においては、磁束が集 する磁性体コア4の両端部を第1・第2のコイ 部2a,2bとすることによって、導体非形成部8 ら磁性体コア4に侵入した磁束によって、第1 ・第2のコイル21,22により電圧が誘起されやす い構造となる。

 また、第1のコイル21と第2のコイル22とは レキシブル基板5上で接続されていないので 、アンテナコイル20製作後でも接続方法によ て特性を変化させることが可能である。特 、第1のコイル21と第2のコイル22を並列接続 た場合には、直列接続の場合よりも直列抵 が減り、Q値が上がる。フレキシブル基板5 で第1のコイル21と第2のコイル22を並列接続 ようとすれば、パターンが複雑になるが、 路基板上で接続することによって、このよ な問題も生じない。

 第1の実施形態では磁性体コア4に対して 1のコイル21と第2のコイル22を対称形に配置 ているため、それぞれに侵入する磁束を等 くすることができる。また、第1のコイル21 第2のコイル22のコイルの巻き数とコイル軸 一致しているため、第1・第2のコイル21,22に 起される電圧を等しくすることができる。

 なお、第1の実施形態においては、磁性体 コア4を直方体としたが、本発明はこの実施 態に限るものではなく、多角柱や円柱等で っても良い。

 第1のコイル21と第2のコイル22とは大きさ 巻回数が異なっていてもよい。第2のコイル 22の巻回数が第1のコイル21の巻回数よりも多 場合、第2のコイル22に誘起される電圧は第1 のコイル21に誘起される電圧よりも大きくな 。このように構成することにより、アンテ コイルのコイル軸方向と直交する方向の磁 だけではなく、アンテナコイルのコイル軸 向と平行方向の磁束とも鎖交することがで る。すなわち、アンテナコイルに対してコ ル軸方向と平行方向の磁束が通る場合、第1 のコイル21と第2のコイル22には逆方向の電圧 誘起されるが、各々の誘起電圧は大きさが なるので完全にはキャンセルされない。そ ため、アンテナコイルのコイル軸方向と平 方向の磁束が侵入したとしても、それによ て通信することが可能となる。

 また、この実施形態においては、第1のコ イル21と第2のコイル22のコイル軸を一致させ が、コイル軸が完全に一致していなくても ンテナコイルのコイル軸方向と直交する磁 を各コイル部に導くことができる。

 また、この実施形態においてはアンテナ イル20を形成する際、フレキシブル基板5は 体が形成されている面を内側にして折り曲 られることも可能である。この場合、アン ナコイル20の表面には導体が露出せず、導 が剥離しにくい構造となる。

 また、この実施形態においては、フレキ ブル基板5に第1・第2のコイル接続部を引き すための突出部6を設けたが、コイル接続部 から回路基板の配線パターンへの接続はこの 実施形態に限られるものではない。さらに、 この実施形態においては、第1のコイル21と第 2のコイル22のコイル軸に対する巻回方向を逆 としたが、巻回方向が同じであっても、アン テナコイル20が実装される回路基板の配線パ ーンによって、誘起電圧が加算されるよう 接続されていればよい。

 また、前記アンテナコイルを通信用のア テナ装置に用いる場合、アンテナコイルの ンダクタンス値と、別部品としてのコンデ サのキャパシタンス値とにより定まる共振 路の共振周波数を、通信信号の周波数に合 ることが好ましい。しかし、磁性体コアの 磁率のばらつきに応じて共振周波数がばら くので、一般的にはアンテナコイルのイン クタンス値の調整(トリミング)が必要とな 。しかし、以下に述べるように透磁率が100 上である磁性体コアを用いることによって 調整せずとも良好な通信特性を得ることが きる。 磁性体コアの透磁率は高ければ高い ほどアンテナコイルのL値は高くなるが、100 超えるとL値の変化率が低下し、飽和状態と る。そのため、100を超える透磁率を目標値 して製造し、実際に製造された磁性体コア 透磁率が100から広い範囲でばらついても、L 値は一定の範囲内に収まる。具体的には、ア ンテナコイルの通信特性を安定させるために はL値のばらつきを±1%程度に抑える必要があ が、透磁率100を目標値として製造された磁 体コアの透磁率が±10%の範囲でばらつきを していても、L値ばらつきを±1%の範囲に抑え ることができる。

 ここで、40×10×1[mm]の磁性体コアの両端に それぞれ5ターンの第1・第2のコイルを配置し たアンテナコイルの、磁性体コアの比透磁率 μに対するアンテナコイルのインダクタンス Lとそのばらつきの関係を調べた結果を次の 表に示す。

 __________________________________
  μ   Lの中央値  L値-1%に対応するμ  L +1%に対応するμ
 __________________________________
   60    1.166    56.5(-3.5)      64.0(+4.0 )
   80    1.215    74.2(-5.8)      86.5(+6.5 )
  100    1.246    90.7(-9.3)      111.8(+11. 8)
 __________________________________
 図8は上記インダクタンス値Lの±1%に対応す 比透磁率μのレンジを図示したものである このように磁性体コアの比透磁率が100以上 あれば、μは21.1のレンジを持つことになり 透磁率のばらつきがレンジ20%程度の磁性体 アを用いるだけで、インダクタンス値のば つきを±1%以下の変動に抑えることが可能と り、インダクタンス値のトリミングが不要 なる。

《第2の実施形態》
 第2の実施形態に係るアンテナ装置の構造を 、図3・図4を参照して説明する。
 図3は第2の実施形態に係るアンテナ装置10の 構造を示す斜視図であり、図4は、そのアン ナ装置の一部であるアンテナコイルの磁性 コアへの巻装前のフレキシブル基板の構造 示す展開平面図である。

 図3に示すアンテナ装置10は、回路基板9にア ンテナコイル202を実装してなる。
 アンテナコイル202は、磁性体コア4と、磁性 体コア4の周囲に巻装する1枚のフレキシブル 板5を備える。

 フレキシブル基板5の表面には導体を形成 していて、この導体によって磁性体コア4の 囲に第1のコイル部2aと第2のコイル部2bを構 している。具体的には第1のコイル部2aは、 性体コア4の左端より1mm内側の位置から2mmピ チで4ターンの第3のコイル23、および3ター の第1のコイル21を巻回して構成している。 2のコイル部2bについても同様に、磁性体コ 4の右端より1mm内側の位置から2mmピッチで4タ ーンの第4のコイル24、および3ターンの第2の イル22を巻回して構成している。

 第1のコイル21と第2のコイル22とはコイル に対するコイルの巻回方向が逆であり、第3 のコイル23と第4のコイル24とはコイル軸に対 るコイルの巻回方向が逆である。

 フレキシブル基板5の一方の長辺の中間位 置には突出部6を形成していて、この突出部6 、第1のコイル21の両端を第1のコイル接続部 21a,21bとして、同様に第2のコイル22の両端を 2のコイル接続部22a,22bとしてそれぞれ引き出 している。また、第3のコイル23の両端を第3 コイル接続部23a,23bとして、同様に第4のコイ ル24の両端を第4のコイル接続部24a,24bとして れぞれ引き出している。

 フレキシブル基板5の第1のコイル部2aと第 2のコイル部2bとの間には導体非形成部8を設 ている。

 図4に示したフレキシブル基板5は、導体の 端部と導体の下端部とが重なり合うように 磁性体コア4を挟み、導体を形成した面が外 になるように折り曲げ、重なり合った点同 を半田付け等によって電気的に接続する。 れによって導体を一連のコイルとして構成 る。
 その他の各部の構成は第1の実施形態の場合 と同様である。

 図3に示したアンテナコイル202を回路基板 9に実装するとともに、フレキシブル基板5の 出部6の第1のコイル接続部21a,21b、第2のコイ ル接続部22a,22b、第3のコイル接続部23a,23b、第 4のコイル接続部24a,24bを回路基板上の配線パ ーンにそれぞれ接続する。この第1・第2の イルによる組を受信アンテナ、第3・第4のコ イルによる組を送信アンテナとしてそれぞれ 用いる。

 以上のように構成したアンテナ装置10を いてRFIDシステム用のリーダ・ライタと通信 る場合、アンテナコイル202の導体非形成部8 にリーダ・ライタからの磁束が侵入し、磁性 体コア4に沿って磁束が通るだけでなく回路 板上の導体に遮られて進路を変え、第1~第4 コイル21~24のコイル軸を通過する。

 上記突出部6の各接続部を回路基板に接続 することによって、回路基板上の配線パター ンで第1のコイル21と第2のコイル22とを誘起電 圧が加算される方向に直列接続または並列接 続する。同様に、第3のコイル23と第4のコイ 24とを誘起電圧が加算される方向に直列接続 または並列接続する。この第1・第2のコイル よる組を受信アンテナ、第3・第4のコイル よる組を送信アンテナとしてそれぞれ用い 。

 受信アンテナおよび送信アンテナを別個 設けることによって、アンテナコイルを受 用として機能させる場合と送信用として機 させる場合とで制御回路によって切り替え 必要がなくなる。

 この実施形態では、第1のコイル部2aは第1 のコイル21と第3のコイル23とを交互に配置し 構成し、第2のコイル部2bは第2のコイル22と 4のコイル24とを交互に配置して構成したの 、送受それぞれ2つのコイル、計4つのコイ 全てをフレキシブル基板の片面に形成でき 。そのためフレキシブル基板5を低コスト化 きる。また、交互に形成することによって 信用のコイルと受信用のコイルをほぼ同領 に構成することができるので、リーダ・ラ タへかざした際の最も高い感度が得られる 置を送受で一致させることができる。勿論 送信用の2つのコイルと受信用の2つのコイ をフレキシブル基板の別々の面に形成して よい。その場合、フレキシブル基板5の製造 ストが嵩むが第1・第2のコイル部2a,2bの領域 を小さく形成できる。

《第3の実施形態》
 第3の実施形態に係るアンテナ装置の構造を 、図5を参照して説明する。
 図5は第3の実施形態に係るアンテナ装置101 構造を示す斜視図である。

 図5に示すように、第3の実施形態に係るア テナ装置101は、回路基板9にアンテナコイル2 03を実装してなる。
 アンテナコイル203は、第1のコア片4aと、第2 のコア片4bと、第1のコア片4aと第2のコア片4b 周囲に巻装される1枚のフレキシブル基板5 備える。

 第1のコア片4aと第2のコア片4bにはそれぞ 、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のフェライト板を用いる。 1・第2のコア片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のコア片4aと第2 コア片4bとの間の距離は24mmとした。このよ に配置することによって形成した第1のコア 4aと第2のコア片4bとの間に導体非形成部8を けている。

 フレキシブル基板5の表面には導体によっ て第1のコア片4aと第2のコア片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を構成 している。具体的には第1のコイル部2aは、第 1のコア片4aにその左端より1mm内側の位置から 2mmピッチで4ターンの第3のコイル23、および3 ーンの第1のコイル21を巻回して構成してい 。第2のコイル部2bについても同様に、第2の コア片4bにその右端より1mm内側の位置から2mm ッチで4ターンの第4のコイル24、および3タ ンの第2のコイル22を巻回して構成している

 第1のコイル21と第2のコイル22とはコイル に対するコイルの巻回方向が逆である。同 に、第1のコイル21と第2のコイル22とはコイ 軸に対するコイルの巻回方向が逆である。

 第1のコイル部2aと第2のコイル部2bの各コ ルのコイル軸は、第1のコア片4aと第2のコア 片4bの横方向と平行である。

 また、フレキシブル基板5の表面には、第 3のコイル23の内側の端部と第4のコイル24の内 側の端部とを接続導体25で接続している。さ に、この接続導体25には2つのインダクタン 調整用導体26,27を形成している。

 フレキシブル基板5の一方の長辺の中間位置 には突出部6を形成していて、この突出部6に 第1のコイル21の両端を第1のコイル接続部21a ,21bとして、同様に第2のコイル22の両端を第2 コイル接続部22a,22bとしてそれぞれ引き出し ている。また、第3のコイル23の片端を第3の イル接続部23aとして、同様に第4のコイル24 片端を第4のコイル接続部24aとしてそれぞれ き出している。
 その他の各部の構成は第1・第2の実施形態 場合と同様である。

 前記インダクタンス調整用導体26は、3つ 電流経路26a,26b,26cを備えていて、このうち1 の経路を残し、他の2つの経路をトリミング (切断)することによって3通りの電流経路を選 択可能としている。同様にインダクタンス調 整用導体27は、3つの電流経路27a,27b,27cを備え いて、このうち1つの経路を残し、他の2つ 経路をトリミング(切断)することによって3 りの電流経路を選択可能としている。これ の電流経路の組み合わせの選択によって第3 第4のコイルを組とするアンテナコイルのイ ンダクタンスを調整可能としている。

 第1のコア片4aの外側の端部にはコイルの 方向に直交する方向に延びる、磁性体コア 屈曲部4acを備えている。同様に、第2のコア 片4bの外側の端部に屈曲部4bcを備えている。 れらの屈曲部4ac,4bcは第1、第2のコア片4a,4b 同じくフェライトからなり、第1、第2のコア 片4a,4bの端部に接着している。屈曲部4ac,4bcを 設けることによって、第1、第2のコア片の端 において、回路基板9と垂直な方向の断面積 が大きくなり、アンテナコイル203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。

 アンテナコイル203を回路基板9に実装する 際、磁性体コアの屈曲部4ac,4bcは回路基板9の 側部より外側に配置する。このように構成 ることによって、磁性体コアの屈曲部4ac,4bc は回路基板9に形成されている導体の影響を けることがなく、アンテナコイル203のコイ 軸方向の端部における磁気抵抗をさらに小 くすることができるため、アンテナコイル 集磁力が向上し、高い通信感度を有するア テナ装置とすることができる。また、回路 板9の形状に沿ってアンテナコイル203を形成 ることができるため、アンテナコイル203と 路基板9とからなるアンテナ装置101を小型化 することができる。

 なお、この効果は、本実施形態のように 部に屈曲部4ac,4bcを接着した場合だけではな く、屈曲部4ac,4bcを第1、第2の磁性体コア片4a, 4bと一体成型した場合にも得ることができる また、屈曲部4ac,4bcの形状は直方体に限られ ない。

 また、この実施形態においては磁性体コ を第1のコア片4aと第2のコア片4bに分割して いた。発明者らの知見によると、磁束が侵 する導体非形成部8に磁性体コアが存在しな くてもアンテナ感度が低下しない。そのため 磁性体コアを分割することによって、アンテ ナコイルの体積が減り、アンテナ感度を維持 したままアンテナコイルの小型・軽量化を実 現することができる。

《第4の実施形態》
 第4の実施形態に係るアンテナ装置の構造を 、図6を参照して説明する。
 図6は第4の実施形態に係るアンテナコイル20 4の構造を示す図であり、磁性体コアへの巻 前のフレキシブル基板の構造を示す展開平 図および実装先の回路基板上の導体パター の一部を示す図である。但し、磁性体コア ついては第1・第2の実施形態の場合と同様で あり、ここでは図示を省略している。

 図6に示すように、第4の実施形態に係る ンテナコイル204は、磁性体コアの周囲に巻 される1枚のフレキシブル基板5を備える。フ レキシブル基板5の表面には導体を形成して て、この導体によって磁性体コアの周囲に 1のコイル部2aと第2のコイル部2bを構成して る。具体的には、第1のコイル部2aは2ターン 第1のコイル21および8ターンの第3のコイル23 を巻回して構成している。第2のコイル部2bに ついても同様に、2ターンの第2のコイル22、 よび8ターンの第4のコイル24を巻回して構成 ている。

 第1のコイル21と第2のコイル22とはコイル に対するコイルの巻回方向が逆であり、第3 のコイル23と第4のコイル24とはコイル軸に対 るコイルの巻回方向が逆である。

 また、フレキシブル基板5の表面には、第 3のコイル23の内側の端部と第4のコイル24の内 側の端部とにそれぞれ導通するインダクタン ス調整用導体26,27を形成している。

 フレキシブル基板5の一方の長辺の中間位 置には突出部6を形成していて、この突出部6 、第1のコイル21の両端および第2のコイル22 両端をそれぞれ引き出している。また、第3 のコイル23および第4のコイル24の外側の片端 インダクタンス調整用導体26,27の内側の片 をそれぞれ引き出している。

 前記インダクタンス調整用導体26、27はそれ ぞれ3つの電流経路を備えていて、これらの リミングにより電流経路の組み合わせが生 、その選択によって第3・第4のコイル23,24を とするアンテナコイルのインダクタンスを 整可能としている。
 その他の各部の構成は第1~第3の実施形態の 合と同様である。

 図6において、フレキシブル基板5の外部 表している配線パターンは、アンテナコイ 204を実装する回路基板に形成した配線パタ ンである。この回路基板上の配線パターン よって、第1のコイル21と第2のコイル22のそ ぞれの内側の端部同士を接続している。す わち第1・第2のコイル同士を直列接続してい る。また、インダクタンス調整用導体27の内 の端部を第3のコイル23の外側の端部に接続 、インダクタンス調整用導体26の内側の端 を第4のコイル24の外側の端部に接続してい 。すなわち第3・第4のコイル同士を並列接続 している。このようにして、アンテナコイル 204のコイル接続部の端子数8端子を回路基板 で4端子に変換する。例えば、第1・第2のコ ルによる組は送信アンテナ、第3・第4のコイ ルによる組は受信アンテナとしてそれぞれ用 いる。

 このようにして実装先の回路基板上の配 パターンによって、受信用のアンテナコイ と送信用のアンテナコイルを任意に構成で る。なお、回路基板には多層配線基板が用 られることが一般的であり、回路基板上の 線パターンによって第3のコイルと第4のコ ルとを接続することは非常に容易である。

《第5の実施形態》
 第5の実施形態に係るアンテナ装置の構造を 、図7を参照して説明する。
 図7は第5の実施形態に係るアンテナコイル20 5の構造を示す図であり、磁性体コアへの巻 前のフレキシブル基板の構造を示す展開平 図および実装先の回路基板上の導体パター の一部を示す図である。但し、磁性体コア ついては第1・第2・第4の実施形態の場合と 様であり、ここでは図示を省略している。

 図7に示すように、第5の実施形態に係る ンテナコイル205は、磁性体コアの周囲に巻 される1枚のフレキシブル基板5を備える。フ レキシブル基板5の表面には導体を形成して て、この導体によって磁性体コアの周囲に 1のコイル部2aと第2のコイル部2bを構成して る。具体的には、第1のコイル部2aは2.5ター の第1のコイル21および8ターンの第3のコイル 23を巻回して構成している。第2のコイル部2b ついても同様に、2.5ターンの第2のコイル22 よび8ターンの第4のコイル24を巻回して構成 している。

 第1のコイル21と第2のコイル22とはコイル軸 対するコイルの巻回方向が逆であり、第3の コイル23と第4のコイル24とはコイル軸に対す コイルの巻回方向が逆である。
 第1のコイル21と第2のコイル22のそれぞれの 側の端部同士は接続導体25によって導通さ ている。

 また、フレキシブル基板5の表面には、第 3のコイル23の内側の端部と第4のコイル24の内 側の端部とにそれぞれ導通するインダクタン ス調整用導体26,27を形成している。

 フレキシブル基板5の一方の長辺の中間位置 には突出部6を形成していて、この突出部6に 第1のコイル21の外側の片端および第2のコイ ル22の外側の片端をそれぞれ引き出している また、第3のコイル23および第4のコイル24の 側の片端、インダクタンス調整用導体26,27 内側の片端をそれぞれ引き出している。
 その他の各部の構成は第1~第4の実施形態の 合と同様である。

 図7において、フレキシブル基板5の外部 表している配線パターンは、アンテナコイ 205を実装する回路基板に形成した配線パタ ンである。この回路基板上の配線パターン よって、インダクタンス調整用導体27の内側 の端部を第3のコイル23の外側の端部に接続し 、インダクタンス調整用導体26の内側の端部 第4のコイル24の外側の端部に接続している すなわち第3・第4のコイル同士を並列接続 ている。このようにして、アンテナコイル20 5のコイル接続部の端子数6端子を回路基板上 4端子に変換する。例えば、第1・第2のコイ による組は送信アンテナ、第3・第4のコイ による組は受信アンテナとしてそれぞれ用 る。

 このようにして実装先の回路基板上の配 パターンによって、受信用のアンテナコイ と送信用のアンテナコイルを任意に構成で る。