特開 2015-220648 アンテナ装置及び電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-220648(P2015-220648A)

(43)【公開日】2015年12月7日

(54)【発明の名称】アンテナ装置及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/38 20060101AFI20151110BHJP

   H01Q 7/00 20060101ALI20151110BHJP

【ＦＩ】

   H01Q1/38

   H01Q7/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-103783(P2014-103783)

(22)【出願日】2014年5月19日

(71)【出願人】

【識別番号】000201113

【氏名又は名称】船井電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137947

【弁理士】

【氏名又は名称】石井 貴文

(72)【発明者】

【氏名】月森 寛二

【テーマコード（参考）】

5J046

【Ｆターム（参考）】

5J046AA07

5J046AB11

5J046PA06

5J046PA09

(57)【要約】

【課題】 機器の小型化を実現可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】 基板上（メイン基板１００及び通信基板１１０の少なくとも一方）に形成された複数の第１導体（アンテナパターン２００の一部）と、可撓性を有するケーブル群（ＦＦＣ１２０）として平面状に並べて配置された複数の第２導体（アンテナパターン２００の一部）と、を含んで構成され、前記第１導体と前記第２導体とによりループ状の導体（アンテナパターン２００）が形成されていることを特徴とするアンテナ装置を提供する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に形成された複数の第１導体と、
可撓性を有するケーブル群として平面状に並べて配置された複数の第２導体と、を含んで構成され、
前記第１導体と前記第２導体とによりループ状の導体が形成されている
ことを特徴とするアンテナ装置。

【請求項2】

前記ケーブル群には、アンテナとして機能する前記第１導体とは異なる、信号線として機能する第３導体が配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記基板上には、前記第１導体と前記第２導体とにより形成されるループのターン数を変更可能なパッドが設けられている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のアンテナ装置を含んで構成された電子機器であって、
前記可撓性を有するケーブル群は、その一部が通信対象機器に近接する位置に配置されるよう曲げられて構成されている
ことを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一態様は、可撓性を有するケーブルを含んで構成されたアンテナ装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、電子機器とＩＣカード等との間で、双方に形成された巻線状のアンテナパターンを利用した近接無線通信によって情報の送受信を行うシステムがある。このようなシステムに含まれる電子機器及びＩＣカード等には、基板上に上記巻線状のアンテナパターンを形成していた。特に近年、プリンタや携帯電話などの電子機器でこのような近接無線通信が広く採用されている。例えば、特許文献１には、このような構成のアンテナ装置について開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−１９８１６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来の構成のアンテナ装置では、基板上に巻線状のアンテナパターンを形成していたため、基板上に一定以上の面積が必要であり、これによって基板が大きくなるという課題があった。また、近接無線通信を機能させるため、通信対象機器と通信を行う位置にアンテナパターンを配置する必要があり、装置内で基板の配置に制限が生じていた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、上記課題を解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。

【0006】

本発明の手段１は、
基板上（メイン基板１００及び通信基板１１０の少なくとも一方）に形成された複数の第１導体（アンテナパターン２００の一部）と、
可撓性を有するケーブル群（ＦＦＣ１２０）として平面状に並べて配置された複数の第２導体（アンテナパターン２００の一部）と、を含んで構成され、
前記第１導体と前記第２導体とによりループ状の導体（アンテナパターン２００）が形成されている
ことを特徴とするアンテナ装置である。

【0007】

上記構成のアンテナ装置によれば、可撓性を有するケーブル群（ＦＦＣ１２０）をその一部に利用しているため、基板上（メイン基板１００及び通信基板１１０の少なくとも一方）に形成されるループ状の導体として形成されたアンテナパターン（２００）の基板上の占有面積を小さくすることができる。また、一部が可撓性を有するアンテナ装置を形成することができる。

【0008】

また、本発明の手段２は、
前記ケーブル群（ＦＦＣ１２０）には、アンテナとして機能する前記第１導体（アンテナパターン２００の一部）とは異なる、信号線として機能する第３導体（信号線２１０及び２２０）が配置されている
ことを特徴とする手段１のアンテナ装置である。

【0009】

上記構成のアンテナ装置によれば、可撓性を有するケーブル群（ＦＦＣ１２０）を、アンテナパターン（２００）以外の信号線と共有することができる。ひいては、このアンテナ装置を含む機器のさらなる小型化を可能にすることができる。

【0010】

本発明の手段３は、
前記基板上（メイン基板１００及び通信基板１１０の少なくとも一方）には、前記第１導体と前記第２導体とにより形成されるループ（アンテナパターン２００）のターン数を変更可能なパッド（３０１乃至３１４）が設けられている
ことを特徴とする手段１または手段２のアンテナ装置である。

【0011】

上記構成のアンテナ装置によれば、用途によってターン数を変更可能なアンテナ装置を構成することができる。

【0012】

本発明の手段４は、
上記いずれかのアンテナ装置を含んで構成された電子機器であって、
前記可撓性を有するケーブル群（ＦＦＣ１２０）は、その一部が通信対象機器に近接する位置（通信領域４００）に配置されるよう曲げられて構成されている
ことを特徴とする電子機器である。

【0013】

上記構成の電子機器によれば、基板などの配置の自由度を高めた、アンテナ装置によって通信可能な電子機器を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態１のアンテナ装置を含む電子機器の構成を示す図。

【図2】実施形態２のアンテナ装置を含む電子機器の構成を示す図。

【図3】実施形態２のアンテナ装置を含む電子機器の構成を示す図。

【図4】実施形態２のアンテナ装置を含む電子機器の構成を示す図。

【図5】実施形態３のアンテナ装置を含む電子機器の構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態１
２．実施形態２
３．実施形態３
４．補足事項
５．本発明の特徴

【0016】

＜１．実施形態１＞
まず、本発明の実施形態１について、図１を参照しながら説明する。

【0017】

図１は、本実施形態のアンテナ装置を含む電子機器の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の電子機器は、メイン基板１００、通信基板１１０、及びＦＦＣ１２０を含んで構成される。本実施形態におけるアンテナ装置は、これらのメイン基板１００、通信基板１１０、及びＦＦＣ１２０におけるアンテナパターン２００が形成された部分を指すものである。なお、ＦＦＣは一般的に知られるＦｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅである。

【0018】

＜メイン基板１００＞
メイン基板１００は、このアンテナ装置を含む電子機器の中心となる基板である。メイン基板１００上には、ＡＳＩＣ１０１、電源１０２、アンテナパターン２００、並びに信号線２１０及び２２０が形成される。メイン基板１００は、ＦＦＣ１２０と、コネクタ（図４の１０３及び１１３参照）を介して物理的に接続され、アンテナパターン２００、並びに信号線２１０及び２２０によって電気的に接続される。

【0019】

＜ＡＳＩＣ１０１＞
ＡＳＩＣ１０１は、このアンテナ装置を含む電子機器によって実施される機能を実行可能な半導体装置である。ＡＳＩＣ１０１は、信号線２１０と電気的に接続されて構成される。

【0020】

＜電源１０２＞
電源１０２は、外部から入力される電源電圧から所定の電圧を生成し、このアンテナ装置を含む電子機器に供給可能に構成される。電源１０２は、信号線２２０と電気的に接続され、通信用ＩＣ１１１に電圧を供給するよう構成される。また、電源１０２は、ＡＳＩＣ１０１にも電圧を供給可能である。

【0021】

＜通信基板１１０＞
通信基板１１０上には、通信用ＩＣ１１１、アンテナパターン２００、並びに信号線２１０及び２２０が形成される。通信基板１１０は、ＦＦＣ１２０と、コネクタ（図示せず）を介して物理的に接続され、アンテナパターン２００、並びに信号線２１０及び２２０によって電気的に接続される。

【0022】

＜通信用ＩＣ１１１＞
通信用ＩＣ１１１は、アンテナパターン２００を介して、この電子機器が通信対象の外部機器と通信するための機能を実現可能に構成される。具体的には、アンテナパターン２００に通信対象の外部機器が近接すると、この通信対象の外部機器を検出して、予め定められた情報の送受信を実行可能に構成される。

【0023】

＜ＦＦＣ１２０＞
ＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ）１２０は、可撓性を有するケーブル群であって、アンテナパターン２００、並びに信号線２１０及び２２０をケーブル群として含んで構成される。ＦＦＣ１２０は、メイン基板１００と通信基板１１０とを物理的及び電気的に接続するよう構成される。ＦＦＣ１２０は、一般に市販されるストレートタイプの汎用品を使用可能である。

【0024】

＜アンテナパターン２００＞
アンテナパターン２００は、メイン基板１００、通信基板１１０、及びＦＦＣ１２０に渡ってループ状に形成された導体によって構成される。アンテナパターン２００は、そのループ状に形成された導体の入出力端が通信用ＩＣ１１１に接続されて構成される。アンテナパターン２００は、通信基板１１０に形成された、図中に点線で示された部分が基板の裏側に形成され、それ以外の部分は基板の表面に形成される。

【0025】

＜信号線２１０及び２２０＞
信号線２１０は、メイン基板１００に配置されたＡＳＩＣ１０１と、通信基板１１０に配置された通信用ＩＣ１１１とを接続するよう、導体（導電材料）で構成される。信号線２２０は、メイン基板１００に配置された電源１０２と、通信基板１１０に配置された通信用ＩＣ１１１とを接続するよう、導体（導電材料）で構成される。

【0026】

＜２．実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について、図２乃至図４を参照しながら説明する。本実施形態は、実施形態１と比較して、アンテナパターン２００のループのターン数が変更可能である点で相違する。以下の、本実施形態についての説明では、実施形態１との相違点についての説明を中心とし、実施形態１と同様の構成についてはその説明を省略する。

【0027】

図２は、本実施形態のアンテナ装置を含む電子機器の構成を示す図である。図２に示されたアンテナ装置では、アンテナパターン２００のループのターン数が４ターンとなっている。

【0028】

図２において、通信基板１１０には、パッド３０１乃至３１４が形成されている。それぞれのパッドに付された符号は、例えばパッド３０１は非導通状態、パッド３０１Ａは導通状態となっており、「Ａ」が付されているパッドが導通状態である。すなわち、図２におけるパッドは、パッド３０１Ａ乃至３０３Ａ、及びパッド３１４Ａが導通状態、パッド３１１乃至３１３が非導通状態になっている。このように、パッドを導通状態と非導通状態にすることで、アンテナパターン２００のループのターン数が４ターンとなる。

【0029】

各パッド３０１乃至３１４は、それぞれ小型のチップ抵抗などによって導通させられるよう構成されている。アンテナ装置の各パッドの必要箇所には、製造工程において０Ωのチップ抵抗がはんだ付けされる。なお、チップ抵抗などの素子を利用せず、はんだまたはジャンパなどで直接接続されてもよい。

【0030】

また、図３は、本実施形態のアンテナ装置を含む電子機器の別の構成を示す図である。図３に示されたアンテナ装置では、アンテナパターン２００のループのターン数が１ターンとなっている。

【0031】

図３におけるパッドは、パッド３１１Ａが導通状態、それ以外のパッド３０１乃至３０３及び３１２乃至３１４が非導通状態になっている。このように、パッドを導通状態と非導通状態にすることで、アンテナパターン２００のループのターン数が１ターンとなる。

【0032】

また、図４は、本実施形態のアンテナ装置を含む電子機器の別の構成を示す図である。図４に示されたアンテナ装置では、アンテナパターン２００のループのターン数が２ターンとなっている。

【0033】

図４におけるパッドは、パッド３０１Ａ及び３１２Ａが導通状態、それ以外のパッド３０２、３０３、３１１、３１３、及び３１４が非導通状態になっている。このように、パッドを導通状態と非導通状態にすることで、アンテナパターン２００のループのターン数が２ターンとなる。

【0034】

また、同様にパッド３０１乃至３１４の導通・非導通状態を変更することで、アンテナパターン２００のループのターン数を３ターンに変更することも可能である。また、パッドの数を増加させることで、アンテナパターン２００のループのターン数は任意の変更可能となる。

【0035】

＜３．実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３について、図５を参照しながら説明する。本実施形態は、実施形態１と比較して、アンテナパターン２００の一部が所定の位置に配置されている点で相違する。以下の、本実施形態についての説明では、実施形態１との相違点についての説明を中心とし、実施形態１と同様の構成についてはその説明を省略する。

【0036】

図５は、本実施形態のアンテナ装置を含む電子機器を、側方から見た図である。図５に示すように、ＦＦＣ１２０は折り曲げられて、通信領域４００の部分が、メイン基板１００及び通信基板１１０と比較して、図の上方に突出するよう配置されている。ＦＦＣ１２０は、コネクタ１０３を介してメイン基板１００に、コネクタ１１３を介して通信基板１１０に接続されている。

【0037】

本実施形態の電子機器が通信対象機器と通信する際には、電子機器のアンテナパターン２００と通信対象機器が備えるアンテナパターン（図示せず）とは、図５で示す通信領域４００の位置で通信が実行される。このようにＦＦＣ１２０を図５で示すように曲げて配置することで、図５中におけるメイン基板１００及び通信基板１１０の上方の、ＦＦＣ１２０の周囲の空間、及びＦＦＣ１２０の下方の、メイン基板１００と通信基板１１０によって挟まれた空間とに、所望の部品などを配置することが可能となる。

【0038】

＜４．補足事項＞
以上、本発明の各実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。

【0039】

上記実施形態はそれぞれ組み合わせて実行することができる。例えば、実施形態２のようなターン数を可変なアンテナパターン２００を、実施形態３のようなＦＦＣ１２０の配置とすることが可能である。

【0040】

また、上記実施形態では、メイン基板１００と通信基板１１０との２枚の基板を含む構成について説明したが、基板の数はこれに限るものではなく、１枚の基板を含む構成でも良いし、３枚以上の基板を含む構成でも良い。ただし、１枚の基板を含む構成の場合には、この１枚の基板に種々の半導体装置や、必要に応じたパッドが搭載されることとなる。

【0041】

また、上記実施形態では、パッドははんだ付けによって導通・非導通の状態を変更する構成を説明したが、例えば、制御部として機能する制御ＩＣによって導通・非導通の状態を制御可能なスイッチを、これらのパッドに置き換えてもよい。

【0042】

＜５．本発明の特徴＞
以上、説明したような構成のアンテナ装置及び電子機器は以下のような特徴を持つ。

【0043】

本発明のアンテナ装置は、基板上（メイン基板１００及び通信基板１１０の少なくとも一方）に形成された複数の第１導体（アンテナパターン２００の一部）と、可撓性を有するケーブル群（ＦＦＣ１２０）として平面状に並べて配置された複数の第２導体（アンテナパターン２００の一部）と、を含んで構成され、第１導体と第２導体とによりループ状の導体（アンテナパターン２００）が形成されていることを特徴とする。

【0044】

上記構成のアンテナ装置によれば、可撓性を有するケーブル群（ＦＦＣ１２０）をその一部に利用しているため、基板上に形成されるループ状の導体として形成されたアンテナパターン２００の基板上の占有面積を小さくすることができる。また、一部が可撓性を有するアンテナ装置を形成することができる。

【0045】

また、本発明のアンテナ装置は、ケーブル群（ＦＦＣ１２０）には、アンテナとして機能する第１導体とは異なる、信号線として機能する第３導体（信号線２１０及び２２０）が配置されていることを特徴とする。

【0046】

上記構成のアンテナ装置によれば、可撓性を有するケーブル群を、アンテナパターン（２００）以外の信号線と共有することができる。ひいては、このアンテナ装置を含む機器のさらなる小型化を可能にすることができる。

【0047】

また、本発明のアンテナ装置は、基板上（メイン基板１００及び通信基板１１０の少なくとも一方）には、第１導体と第２導体とにより形成されるループ（アンテナパターン２００）のターン数を変更可能なパッド（３０１乃至３１４）が設けられていることを特徴とする。

【0048】

上記構成のアンテナ装置によれば、用途によってターン数を変更可能なアンテナ装置を構成することができる。

【0049】

また、本発明の電子機器は、上記いずれかのアンテナ装置を含んで構成された電子機器であって、可撓性を有するケーブル群（ＦＦＣ１２０）は、その一部が通信対象機器に近接する位置（通信領域４００）に配置されるよう曲げられて構成されていることを特徴とする。

【0050】

上記構成の電子機器によれば、基板などの配置の自由度を高めた、アンテナ装置によって通信可能な電子機器を構成することができる。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明は、通信機能を実現するためのアンテナ装置等として好適に適用される。

【符号の説明】

【0052】

１００…メイン基板
１０２…電源
１１０…通信基板
１１１…通信用ＩＣ
２００…アンテナパターン
２１０、２２０…信号線
３０１〜３１４…パッド
３０１Ａ〜３１４Ａ…パッド（導通状態）
４００…通信領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】