WO2008056601A1

WO2008056601A1 - Antenna unit

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Publication number: WO2008056601A1
Application number: PCT/JP2007/071372
Authority: WO
Inventors: Hozumi Ueda; Koji Henmi; Norihiko Aida
Original assignee: Sumida Corp
Current assignee: Sumida Corp
Priority date: 2006-11-08
Filing date: 2007-11-02
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2009-05-08
Also published as: CN101529654A; EP2093833A4; EP2093833B1; JPWO2008056601A1; EP2093833A1; CN101529654B

Description

明細書

アンテナ装置

技術分野

[0001] 本発明は、電磁信号の受信および/または送信を行うアンテナ装置に関する。

背景技術

[0002] 従来から、ユーザが携帯している携帯機に応答して車両用のドアの施錠および開錠を行う電子キーシステム力自動車で広く利用されている。かかる電子キーシステムとして、ドアハンドルの内部に配置され、携帯機と通信を行うためのアンテナ装置を備えた電子キーシステム（レ、わゆるキーレスエントリ一システム）が知られて!/、る（たとえば、特許文献 1および 2参照）。この特許文献 1および 2に記載されたアンテナ装置は、静電容量の変化に基づいて、ユーザの手がドアハンドルに接触したことを検出するためのセンサ電極を備えている。

[0003] 特許文献 1および 2に記載の電子キーシステムでは、施錠されたドアを開錠するときには、まず、携帯機とアンテナ装置との間で所定の信号の送受信が行われ、携帯機の登録コードが確認されると、センサ電極が検出可能な状態となる。その状態で、ュ一ザの手がドアハンドルの内側（すなわち、車両側）に触れると、センサ電極と地面（大地）との間の静電容量が変化する。そして、この静電容量の変化が検出されると、ドアの開閉装置が駆動してドアが開錠される。

[0004] なお、特許文献 1に記載のアンテナ装置は、信号の送受信を行うためのアンテナコィルと、薄板状の複数のコアシートが積層されて構成され、アンテナコイルが巻回されるコアとを備えている。この特許文献 1に記載のアンテナ装置では、複数のコアシートの中の 1枚が、静電容量検出装置に接続されるセンサ電極となっている。

[0005] また、特許文献 2に記載のアンテナ装置は、第 1アンテナを構成する第 1のコイルと、第 1のコイルが巻回されるコアと、コアの外側に配置されたボビンと、ボビンに巻回される第 2のコイルとを備えている。この特許文献 2に記載のアンテナ装置では、コアが細長い直方体状に形成されるとともに、第 1のコイルがコアの短手方向を巻回方向としてコアの外周側に配置され、第 2のコイルがコアの長手方向を巻回方向としてコアの外周側に配置されている。また、特許文献 2に記載のアンテナ装置では、ボビンに巻回される第 2のコイルがセンサ検出部に接続されるセンサ電極となっている。

[0006] 特許文献 1：特開 2006— 96104号公報

特許文献 2：特開 2003— 166369号公幸

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 特許文献 1に記載のアンテナ装置では、コアを構成するコアシートの 1枚がセンサ電極となっているため、アンテナコイルに通電して信号の送受信を行う際に、センサ電極に渦電流が発生する。そのため、この渦電流によって生じる渦電流損の影響で、アンテナ装置からの適切な信号の送受信に支障を来たすおそれがある。一方、特許文献 2に記載のアンテナ装置では、第 2のコイルがセンサ電極となっており、渦電流が発生しないため、上述の問題を解消することが可能である。

[0008] ここで、ドアを開錠して車内へ乗り込む際には、ユーザは、ドアハンドルの内側に触れるのが一般的である。そのため、ユーザがドアハンドルの外側（車両とは反対側）に触れたときには、ドアが開錠されず、ユーザがドアハンドルの内側に触れたときにのみドアが開錠されることが、誤動作を防止する上で好ましい。し力もながら、特許文献 2に記載のアンテナ装置では、電極センサを構成する第 2のコイルがコアの長手方向を巻回方向としてコアの外周側に配置されている。そのため、このアンテナ装置では、ユーザがドアを開錠する意思がないにもかかわらず、誤ってドアハンドルの外側に触れたときにもドアが開錠されてしまうという誤動作が発生するおそれがある。

[0009] そこで、本発明の課題は、適切な信号の送受信が可能になるとともに、所定の動作対象物の誤動作を防止することが可能な構成を備えたアンテナ装置を提供することにめ ·ο。

課題を解決するための手段

[0010] 上記の課題を解決するため、本発明のアンテナ装置は、電磁信号の受信および送信の少なくともいずれか一方を行うためのアンテナコイルと、アンテナコイルが巻回されるボビンと、ボビンに収納されるコアと、静電容量の変化に基づいて所定の状態変化を検出するために、ボビンに巻回されるセンサ電極用コイルとを備え、ボビンは、ァンテナコイルが巻回されるアンテナコイル巻回部と、アンテナコイル巻回部から一方向へ突出するとともにセンサ電極用コイルが巻回可能な電極用コイル巻回部とを備えることを特 ί毁とする。

[0011] 本発明のアンテナ装置は、静電容量の変化に基づいて所定の状態変化を検出するためのセンサ電極用コイルを備えている。すなわち、本発明のアンテナ装置では、センサ電極用コイルを用いて、所定の状態変化を検出している。そのため、アンテナコイルが巻回されるボビンにセンサ電極用コイルが巻回される場合であっても、渦電流損の影響を受けてアンテナ装置力の適切な信号の送受信に支障を来たすといつた問題が生じるおそれがなぐ適切な信号の送受信が可能になる。

[0012] また、本発明のアンテナ装置では、ボビンが、アンテナコイル巻回部から一方向へ突出するとともにセンサ電極用コイルが巻回可能な電極用コイル巻回部を備えている。すなわち、本発明のアンテナ装置では、ボビンのある一方向にセンサ電極用コィルが巻回されて配置可能となっている。そのため、所定の状態変化を検出するための検出方向にセンサ電極用コイルが巻回された部分を向けて配置することで、一方向における状態変化のみを検出することが可能になる。すなわち、他方向で状態変化が生じても、その状態変化を検出しないようにすることが可能になる。したがって、他方向において状態変化が生じたときの所定の動作対象物の動作を防止することが可能になる。その結果、所定の動作対象物の誤動作を防止することが可能になる。

[0013] 本発明において、ボビンは、複数の電極用コイル巻回部が形成される複数の巻回突起を備えることが好ましい。このように構成すると、複数の電極用コイル巻回部の中から、センサ電極用コイルが巻回される電極用コイル巻回部を任意に選択して、任意の位置にセンサ電極用コイルを巻回することが可能になる。そのため、センサ電極用コイルによる検出範囲を容易に変更することが可能になる。

[0014] 本発明にお!/、て、アンテナコイルの一端は、常時、接地されて!/、ることが好まし!/、。

このように構成すると、センサ電極用コイルが巻回された部分の反対側で、センサ電極用コイルでの静電容量を変化させる状況が生じる場合であっても、アンテナコィノレ巻回部に巻回され、接地されたアンテナコイルによって、センサ電極用コイルでの静電容量の変化を防止できる。発明の効果

[0015] 以上のように、本発明に力、かるアンテナ装置では、適切な信号の送受信が可能になるとともに、所定の動作対象物の誤動作を防止することが可能になる。

図面の簡単な説明

[0016] [図 1]本発明の実施の形態に力、かるアンテナ装置を一方向から示す斜視図である。

[図 2]図 1に示すアンテナ装置を他方向から示す斜視図である。

[図 3]図 1に示すボビンを示す斜視図である。

[図 4]図 1に示すアンテナ装置を用いた電子キーシステムの概略構成を説明するための図である。

[図 5]図 1に示すアンテナ装置を用いた電子キーシステムの回路構成の一部を示す図である。

[図 6]図 1に示すアンテナ装置の効果を説明するための図である。

[図 7]本発明の他の実施の形態に力、かるアンテナ駆動部を示す回路図である。

[図 8]センサ感度の検証実験での電極用コイルの巻回パターンの概要を説明するための図である。

[図 9]図 8に示す電極用コイルの巻回パターンの具体例を示す斜視図であり、 (A)は図 8の No. 1および No. 2の巻回パターンの具体例を示し、（B)は図 8の No. 3および No. 4の巻回パターンの具体例を示す。

[図 10]センサ感度の検証実験の方法を説明するための概念図である。

[図 11]センサ感度の検証実験における銅板の配置方向を説明するための図である。

[図 12]センサ感度の検証実験の結果を示すグラフであり、 (A)はアンテナコイルの一端を接地したときの結果を示し、 (B)はアンテナコイルの一端を接地していないときの結果を示す。

符号の説明

[0017] 1 アンテナ装置

2 アンテナコィノレ

3 ボビン

3a アンテナコイル巻回部 3b 電極用コイル巻回部

3c 巻回突起

4 コア

5 電極用コイル（センサ電極用コイル）

発明を実施するための最良の形態

[0018] 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

[0019] (アンテナ装置の構成）

図 1は、本発明の実施の形態に力、かるアンテナ装置 1を一方向から示す斜視図である。図 2は、図 1に示すアンテナ装置 1を他方向から示す斜視図である。図 3は、図 1に示すボビン 3を示す斜視図である。

[0020] 本形態のアンテナ装置 1は、後述のように、たとえば、自動車用の電子キーシステム等に用いられるアンテナ装置である。このアンテナ装置 1は、図 1、図 2に示すように、電磁信号の受信および/または送信を行うためのアンテナコイル 2と、アンテナコィル 2が巻回されるボビン 3と、ボビン 3に収納されるコア 4と、静電容量の変化に基づいて所定の状態変化を検出するために、ボビン 3に巻回されるセンサ電極用コイル 5 ( 以下、「電極用コイル 5」とする。）とを備えている。また、アンテナ装置 1は、電極用コィル 5の両端部がそれぞれ固定される 2個の端子 6、 7と、アンテナコイル 2の両端部がそれぞれ固定される 2個の端子 8、 9と、端子 8、 9が固定される固定ベース 10と、固定ベース 10に固定された端子 11とを備えている。

[0021] なお、以下の説明では、図 1の右下がりの斜め方向を X方向、 X方向に直交する右上がりの斜め方向を Y方向、 X方向および Y方向に直交する図 1の上下方向を Z方向とする。また、図 1の右斜め下側に向力、う方向を XI方向、その反対方向を X2方向、図 1の左斜め下側に向力、う方向を Y1方向、その反対方向を Y2方向、図 1の上方向を Z1方向、図 1の下方向を Z2方向とする。さらに、 Y方向と Z方向とによって形成される平面を YZ平面、 Z方向と X方向とによって形成される平面を ZX平面とする。

[0022] アンテナコイル 2は、導電性線材の表面に絶縁被膜が被覆されて形成されている。

本形態では、 1本のアンテナコイル 2が、ボビン 3に形成された後述のアンテナコイル巻回部 3aに巻回されるとともに、固定ベース 10に形成された後述のコイル巻回部 10 cに巻回されている。また、たとえば、本形態では、アンテナコイル 2の先端側（巻き始め側の端部側）が端子 8に固定され、アンテナコイル 2の後端側（巻き終り側の端部側 )が端子 9に固定されている。

[0023] 固定ベース 10は、非磁性かつ絶縁性の部材（たとえば、樹脂部材等）で形成されている。この固定ベース 10は、ボビン 3の X2方向の端部に形成された後述のベース取付部 3eに取り付けられる略直方体状のベース側取付部 10aと、端子 8、 9、 11が固定される略直方体状の端子固定部 1 Obと、ベース側取付部 1 Oaと端子固定部 1 Obとの間に配置される略直方体状のコイル巻回部 10cとから構成されている。図 1等に示すように、ベース側取付部 10aは XI方向端に配置され、端子固定部 10bは X2方向端に配置されている。なお、固定ベース 10は、ボビン 3と一体で成形されても良い。

[0024] ベース側取付部 10aには、後述のベース取付部 3eに形成された係合凹部 3kに係合する係合突起 10dが形成されている。また、固定ベース 10の X2方向端から X2方向へ向かって突出するように、端子 8、 9、 11が端子固定部 10bに固定されている。

[0025] コア 4は、たとえば、 Mn— Zn系フェライトや Ni— Zn系フェライト等の磁性材料で形成されている。また、コア 4は、扁平な細長い直方体状に形成されている。このコア 4 は、後述のアンテナコイル巻回部 3aを形成する 2枚の平板部 3gの間に配置されてい

[0026] 電極用コイル 5は、アンテナコイル 2と同様に、導電性線材の表面に絶縁被膜が被覆されて形成されている。本形態では、 1本の電極用コイル 5が、ボビン 3に形成された後述の電極用コイル巻回部 3bに巻回されている。また、本形態ではたとえば、電極用コイル 5の先端側（巻き始め側の端部側）が端子 6に固定され、電極用コイル 5の後端側 (巻き終り側の端部側）が端子 7に固定されて!/、る。

[0027] ボビン 3は、固定ベース 10と同様に、非磁性かつ絶縁性の部材（たとえば、樹脂部材等）で形成されるとともに、全体として略中空の略直方体状に形成されている。このボビン 3は、図 3等に示すように、アンテナコイル 2が巻回されるアンテナコイル巻回部 3aと、電極用コイル 5を巻回可能な電極用コイル巻回部 3bを有する巻回突起 3cと、端子 6、 7が固定される端子固定部 3dと、固定ベース 10が取り付けられるベース取付部 3eと、 X方向におけるアンテナコイル 2の巻回位置の位置決めを行う位置決め突起 3fとを備えている。

[0028] 本形態のボビン 3では、端子固定部 3dとアンテナコイル巻回部 3aとベース取付部 3 eとがこの順番で、 XI方向から X2方向に向かって隣接配置されている。また、巻回突起 3cと位置決め突起 3fとは、アンテナコイル巻回部 3aから所定方向へ突出するように形成されている。なお、巻回突起 3cおよびベース取付部 3eは、後述のように、位置決め突起 3fとともに、 X方向におけるアンテナコイル 2の巻回位置の位置決めを行う機能を果たしている。

[0029] また、本形態のボビン 3は、複数の巻回突起 3cを備えている。具体的には、ボビン 3 は、 X方向に所定の間隔で形成された 4個の巻回突起 3cを備えている。さらに、本形態のボビン 3は、複数の位置決め突起 3fを備えている。具体的には、ボビン 3は、ァンテナコイル巻回部 3aを形成する後述の 2枚の平板部 3gのそれぞれに形成されるとともに、 4個の巻回突起 3cの間にそれぞれ形成された合計 6個の位置決め突起 3fを備えている。

[0030] アンテナコイル巻回部 3aは、図 3に示すように、 ZX平面に平行な 2枚の細長い平板部 3gによって形成されている。具体的には、アンテナコイル巻回部 3aは、 2枚の平板部 3gが端子固定部 3dおよび巻回突起 3cを介して連結されることで形成されている。平板部 3gはそれぞれ、ボビン 3の Y方向両端側に配置されている。

[0031] 端子固定部 3dは、略直方体状に形成されている。この端子固定部 3dには、コア 4 の XI方向側の端部が配置される配置孔 3hが X方向に貫通するように形成され、電極用コイル 5の引出引込溝 3iが Z1方向の端面に形成されている。また、端子固定部 3dの XI方向端面には、端子 6、 7が固定される固定孔 ¾が形成され、端子固定部 3d には、ボビン 3の XI方向端から XI方向へ向かって突出するように、端子 6、 7が固定されている。

[0032] ベース取付部 3eは、ブロック状に形成されるとともに、 2枚の平板部 3gの X2方向端部に配置されている。このベース取付部 3eには、固定ベース 10の係合突起 10dに係合する係合凹部 3kが形成されている。また、 YZ平面に平行なベース取付部 3eの XI方向端面 3mは、上述のように、位置決め突起 3fとともに、 X方向におけるアンテナコイル 2の巻回位置の位置決めを行う機能を果たしている。 [0033] 巻回突起 3cは、 YZ平面に平行な平板状部分が平板部 3gから Y方向外側および Z 方向外側へ突出するように形成されている。具体的には、巻回突起 3cは、 X方向におけるアンテナコイル 2の巻回位置の位置決めを行うために、 2枚の平板部 3gのそれぞれ力 Y方向外側および Z2方向へわずかに突出するように形成されるとともに、電極用コイル 5を巻回するために、平板部 3gから Z1方向へ大きく突出するように、かつ、 2枚の平板部 3gを連結するように形成されている。また、図 2に示すように、最も XI 方向側に配置される巻回突起 3cにおいては、巻回突起 3cの Z2方向へわずかに突出した部分は、 2枚の平板部 3gを連結するようにつながっている。すなわち、最も XI 方向側に配置される巻回突起 3cの、 X方向から見たときの形状は、略長方形状となつており、その他の巻回突起 3cの、 X方向から見たときの形状は、 Z2方向が開口する略溝形状となっている。

[0034] 図 3に示すように、巻回突起 3cの Z1方向へ突出する部分には、 Y方向の所定範囲で溝部 3nが形成され、この溝部 3nの両側力電極用コイル 5を巻回可能な電極用コィル巻回部 3bとなっている。すなわち、本形態の巻回突起 3cには、 Y方向に所定の間隔をあけた状態で配置される 2個の電極用コイル巻回部 3bが形成されている。なお、巻回突起 3cの XI方向端面は、 X方向におけるアンテナコイル 2の巻回位置の位置決めを行う機能を果たしてレ、る。

[0035] 位置決め突起 3fは、 YZ平面に平行な平板状部分力 S、 2枚の平板部 3gから Y方向外側および Z方向外側へ突出するように形成されている。具体的には、位置決め突起 3fは、 X方向におけるアンテナコイル 2の巻回位置の位置決めを行うために、 2枚の平板部 3gのそれぞれ力も Y方向外側および Z方向外側へわずかに突出するように形成されている。

[0036] 図 1、図 2に示すように、アンテナコイル 2は、位置決め突起 3fの XI方向端面、巻回突起 3cの XI方向端面およびベース取付部 3eの XI方向端面 3mのそれぞれによつて、 X方向に位置決めされた状態で、アンテナコイル巻回部 3aに順次、巻回されている。すなわち、本形態では、ボビン 3の短手方向の周囲（Y方向と Z方向とから形成される周囲）に巻回されたアンテナコイル 2によって、アンテナコイル部 20が 7箇所に形成されている。 [0037] また、図 1に示すように、電極用コイル 5は、最も XI方向側に配置される電極用コィル巻回部 3bの XI方向端面と、最も X2方向側に配置される電極用コイル巻回部 3b の X2方向端面とに当接するとともに、電極用コイル巻回部 3bの Y方向両端に当接するように巻回されている。具体的には、電極用コイル 5は、たとえば、 Y1方向側に配置される電極用コイル巻回部 3bに巻回された後、 Y2方向側に配置される電極用コィル巻回部 3bに巻回されており、ボビン 3の Z1方向側には、電極用コイル部 21が 2 箇所に形成されている。このように、電極用コイル 5は、 Z1方向に突出する電極用コィル巻回部 3bに巻回され、ボビン 3の Z1方向側に配置されている。

[0038] (電子キーシステムの概略構成および概略動作）

図 4は、図 1に示すアンテナ装置 1を用いた電子キーシステムの概略構成を説明するための図である。図 5は、図 1に示すアンテナ装置 1を用いた電子キーシステムの回路構成の一部を示す図である。

[0039] 上述のように構成されたアンテナ装置 1は、たとえば、自動車用の電子キーシステム（いわゆるキーレスエントリーシステム）に用いられる。この電子キーシステムは、車両側に搭載される車載機と、自動車の運転等をするユーザに携帯される携帯機とから構成されている。車載機は、たとえば、図 5のように、アンテナコイル 2に通電してァンテナ装置 1を駆動させるアンテナ駆動部 26と、アンテナ駆動部 26を制御する駆動制御部 27と、電極用コイル 5に接続され、電極用コイル 5と地面（大地）との間等の静電容量の変化を検出する検出部 28とを備えて!/、る。

[0040] また、この車載機では、図 4に示すように、自動車のドア 30のハンドノレ（ドアハンドル ) 31の内部にアンテナ装置 1が配置されている。具体的には、アンテナ装置 1の Z1方向側（すなわち、電極用コイル 5が配置された側）の面をドア 30側に向けた状態で（すなわち、図 4の紙面奥側に向けた状態で）、ドアハンドル 31の内部にアンテナ装置 1が配置されている。また、検出部 28は、アンテナ装置 1に隣接するようにドアハンドル 31の内部に配置されている。さらに、アンテナ駆動部 26および駆動制御部 27は、図示を省略する自動車の本体部分に配置されて!/、る。

[0041] アンテナ駆動部 26は、たとえば、図 5に示すように、 nチャンネル型 FET (Field Ef feet Transistor) 32と、 pチャンネル型 FET33とが直列に接続されることで構成されている。図 5に示すように、 nチャンネル型 FET32および pチャンネル型 FET33のゲートは、駆動制御部 27に接続されている。また、 nチャンネル型 FET32および pチヤンネル型 FET33のドレインは、コンデンサ 34を介して、たとえば、アンテナコイル 2 の端部が固定される端子 8に接続されている。さらに、 nチャンネル型 FET32のソースは、アンテナコイル 2に通電するための車載用のバッテリ（図示省略）に接続され、 p チャンネル型 FET33のソースは接地されて!/、る。

[0042] また、本形態では、アンテナコイル 2の一端は、常時、接地されている。たとえば、ァンテナコイル 2の端部が固定された端子 9は、所定の配線を介してそのまま接地されている。

[0043] 検出部 28は、電極用コイル 5の両端部がそれぞれ固定される端子部 6、 7に所定の配線を介して接続されている。この検出部 28は、たとえば、ドアハンドル 31の内側（図 4の紙面奥側）にユーザの手が接触することで変化する電極用コイル 5と地面との間の静電容量の変化を検出する。そして、駆動制御部 27に対して、静電容量の変化の検出信号を出力する。

[0044] 以上のような構成を有する電子キーシステムは、以下のように動作する。まず、施錠さされたドア 30を開錠して、自動車に乗り込むために、ユーザがドアハンドル 31の内側に触れると、電極用コイル 5と地面との間の静電容量が変化する。そして、この静電容量の変化に基づいて、検出部 28は、駆動制御部 27に対して、静電容量の変化の検出信号を出力する。

[0045] 駆動制御部 27は、入力された静電容量の変化の検出信号に基づ!/、て、アンテナ駆動部 26を駆動して、アンテナコイル 2に通電を行う。アンテナコイル 2が通電状態となると、アンテナ装置 1は、図示を省略する携帯機に向かって所定の検出信号を無線で送信する。アンテナコイル 2から送信された信号を受信した携帯機は、車載機が有する所定のドア開閉制御部（図示省略）に向かって、ドア 30の開錠信号を送信する。そして、ドア開閉制御部は、この開錠信号に基づいて、ドア 30の開閉装置（図示省略)を駆動してドア 30の開錠を行う。

[0046] なお、電子キーシステムは、たとえば、上述した特許文献 1や特許文献 2に記載された電子キーシステムと同様に動作しても良い。すなわち、電子キーシステムは、以下のように動作しても良い。すなわち、施錠されたドア 30を開錠するときに、まず、駆動制御部 27がアンテナ駆動部 26を駆動して、アンテナコイル 2を通電状態として、携帯機とアンテナ装置 1との間で所定の信号の送受信を行う。この信号の送受信で、車載機側に記憶された携帯機の登録コードを確認すると、検出部 28は、電極用コイル 5と地面との間の静電容量の変化を検出できる状態となる。その状態で、ユーザの手がドアハンドル 31の内側に触れ、電極用コイル 5と地面との間の静電容量が変化すると、ドア 30の開閉装置を駆動してドアを開錠する。

[0047] (本形態の主な効果）

以上説明したように、本形態のアンテナ装置 1は、たとえば、ドアハンドル 31の内側にユーザの手が接触する等の所定の状態変化を、静電容量の変化に基づいて検出するための電極用コイル 5を備えている。すなわち、本形態のアンテナ装置 1では、電極用コイル 5を用いて、所定の状態変化を検出している。そのため、アンテナコィル 2が巻回されるボビン 3に電極用コイル 5が巻回される場合であっても、渦電流損の影響を受けてアンテナ装置 1からの適切な信号の送受信に支障を来たすといった問題が生じるおそれがない。その結果、本形態では、アンテナ装置 1からの適切な信号の送受信が可能になる。

[0048] 本形態では、電極用コイル 5を巻回可能な電極用コイル巻回部 3bがアンテナコィル巻回部 3aから Z1方向へ突出するように形成されている。すなわち、本形態では、ボビン 3の Z1方向側に電極用コイル 5が巻回されて配置されている。また、本形態では、アンテナコイル 2の一端は、常時、接地されている。そのため、たとえば、アンテナ装置 1が図 4、図 5に示す構成を有する自動車用の電子キーシステムに用いられる場合には、ユーザがドアハンドル 31の内側からドアハンドル 31に触れると、電極用コィル 5と地面との間の静電容量は変化する力ユーザがドアハンドル 31の外側（図 4の紙面表側）からドアハンドル 31に触れると、アンテナコイル 2の一端が接地されているため、電極用コイル 5と地面との間の静電容量は変化しない。

[0049] このように、電極用コイル 5が巻回された Z1方向側と反対の Z2方向側で、電極用コィル 5と地面との間の静電容量を変化させる状況が生じる場合であっても、アンテナコイル巻回部 3aに巻回され、接地されたアンテナコイル 2によって、電極用コイル 5と地面との間の静電容量の変化を防止できる。したがって、電極用コイル 5が巻回され配置された Z1方向側の状態変化にのみ基づいて、ドア 30等の所定の動作対象物を動作させること力 Sできる。その結果、ドア 30の開閉動作等の誤動作を防止できる。たとえば、ドアハンドル 31の外側に誤って触れても、ドアハンドル 31をしつ力、り握らないとドア 30が開錠しないように構成することができる。

[0050] 本形態では、ボビン 3は、 X方向に所定の間隔で形成された 4個の巻回突起 3cを備えている。また、各巻回突起 3cは、 Y方向に所定の間隔をあけて形成された 2個の電極用コイル巻回部 3bを備えている。すなわち、ボビン 3は、合計で 8個の電極用コィル巻回部 3bを備えている。そのため、 8個の電極用コイル巻回部 3bの中から、電極用コイル 5が巻回される電極用コイル巻回部 3bを任意に選択して、任意の位置に電極用コイル 5を巻回して、任意の位置に電極用コイル 5を配置することが可能になる。すなわち、図 1に示す電極用コイル 5の配置の他、たとえば、図 6に示すように、 X方向の内側に配置される 2個の巻回突起 3cを用いて、これらの巻回突起 3cに形成される電極用コイル巻回部 3bに電極用コイル 5を巻回して、配置することが可能になる。また、図 6の他にも様々な電極用コイル 5の配置が可能になる。その結果、電極用コィル 5による検出範囲を容易に変更することができる。

[0051] また、本形態では、電極用コイル 5によって所定の状態変化を検出するセンサ電極が構成されるため、電極用コイル巻回部 3bに巻回される電極用コイル 5の巻数（ターン数）によって、センサ電極のインダクタンス値を容易にかつ任意に設定することができる。特に、本形態では、ボビン 3が 8個の電極用コイル巻回部 3bを備えているため、ある電極用コイル巻回部 3bに巻回された電極用コイル 5によって形成される電極用コイル部 21のインダクタンス値と、他の電極用コイル巻回部 3bに巻回された電極用コィル 5によって形成される電極用コイル部 21のインダクタンス値とをそれぞれ任意に設定することも可能になる。

[0052] (電極用コイルの巻回パターンとセンサ感度との関係について）

図 8は、センサ感度の検証実験での電極用コイル 5の巻回パターンの概要を説明するための図である。図 9は、図 8に示す電極用コイル 5の巻回パターンの具体例を示す斜視図であり、（A)は図 8の No. 1および No. 2の巻回パターンの具体例を示し、（B)は図 8の No. 3および No. 4の巻回パターンの具体例を示す。図 10は、センサ感度の検証実験の方法を説明するための概念図である。図 11は、センサ感度の検証実験における銅板 40の配置方向を説明するための図である。図 12は、センサ感度の検証実験の結果を示すグラフであり、 (A)はアンテナコイル 2の一端を接地したときの結果を示し、（B)はアンテナコイル 2の一端を接地していないときの結果を示す

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[0053] 本形態では、上述のように、電極用コイル 5が巻回されてセンサ電極が構成されている。また、このセンサ電極および検出部 28等によって、所定の状態変化を検出するためのセンサが構成されている。以下、電極用コイル 5の巻回パターンとこのセンサの感度（センサ感度）との関係を実験結果を用いて説明する。

[0054] なお、図 8、図 9および図 11に図示するアンテナ装置 1は、図 1から図 3に示すアンテナ装置 1と若干相違するが、図 1から図 3に示すアンテナ装置 1とほぼ同様に構成され、同様の機能を有している。また、図 8、図 9および図 11では、図 1から図 3に示すアンテナ装置 1の各構成と同様の機能を有する構成には、同一の符号を付してい

[0055] まず、センサ感度の検証実験の実験条件につ!/、て説明する。この検証実験では、図 8に示すように、 No. 1力、ら No. 4の 4つの巻回パターンで巻回された電極用コイル 5によって構成されたセンサ電極を有するアンテナ装置 1を用いた。すなわち、この検証実験では、反応面となる Z1方向側の面の周囲の全体を囲むように巻回された電極用コイル 5で構成されたセンサ電極（No. 1、 No. 2)、および、反応面上の両側（Y方向の両側）に分けて巻回された電極用コイル 5で構成されたセンサ電極（No. 3、 No . 4)を有するアンテナ装置 1を用いた。

[0056] 具体的には、図 9 (A)において 1本の電極用コイル 5が 1回巻回された状態となる N o. 1の巻回パターンで巻回された電極用コイル 5で構成されたセンサ電極、図 9 (A) において 1本の電極用コイル 5が 4回巻回された状態となる No. 2の巻回パターンで巻回された電極用コイル 5で構成されたセンサ電極、図 9 (B)において 1本の電極用コイル 5が 1回巻回された状態となる No. 3の巻回パターンで巻回された電極用コィル 5で構成されたセンサ電極、および、図 9 (B)において 1本の電極用コイル 5が 4回巻回された状態となる No. 4の巻回パターンで巻回された電極用コイル 5で構成されたセンサ電極を有するアンテナ装置 1を検証実験で用いた。

[0057] なお、比較例として、図 8の No. 5に示すように、電極用コイル 5の代わりに薄い磁性部材からなるシートコア 55で構成されたセンサ電極を有するアンテナ装置も検証実験で用いた。

[0058] また、図 8の No. 1力、ら No. 4に示す巻回パターンで巻回された電極用コイル 5で構成されたセンサ電極あるいは No. 5に示すシートコア 55で構成されたセンサ電極を有するアンテナ装置 1を、図 10に示すように、金属板（上述のドア 30の板金に相当する鋼板) 41から 30mm離れた位置に固定した。また、被検出物に見たてた銅板 40 を徐々にアンテナ装置 1に向かって近づけて、電極用コイル 5等によって構成されるセンサで銅板 40が検出されたときのアンテナ装置 1と銅板 40との距離 (検出距離)を測定した。

[0059] ここで、図 11に示すように、この実験で用いられたアンテナ装置 1の長手方向（図 1 の X方向）の幅は 55mmであり、短手方向の幅（図 1の Y方向）の幅は 16mmであつた。また、実験で用いられた銅板 40は、図 11に示すように、長方形状に形成されており、その短手方向の幅は 25mmであった。なお、検証実験では、アンテナコイル 2 および電極用コイル 5の端部側（あるいはシートコア 55)は、実験用基板 42に接続されている。

[0060] また、この検証実験では、図 11 (A)に示すように、銅板 40の長手方向とアンテナ装置 1の長手方向とを直交させ、センサ電極の一部と銅板 40とが Z方向で重なった状態で、銅板 40を徐々にアンテナ装置 1に向かって近づけるパターン (Aパターン）と、図 11 (B)に示すように、銅板 40の長手方向とアンテナ装置 1の長手方向とを一致させ、センサ電極の全部と銅板 40とが Z方向で重なった状態で、銅板 40を徐々にアンテナ装置 1に向かって近づけるパターン（Bパターン）との 2つのパターンで、銅板 40 をアンテナ装置 1に近づけて、検出距離を測定した。

[0061] さらに、この検証実験では、アンテナコイル 2の一端を接地した状態（図 5に示す状態）、および、アンテナコイル 2の一端を接地しない状態（たとえば、図 5において、端子 9とグランドとの間にコンデンサを配置した状態）で検出距離を測定した。 [0062] その結果、図 12 (A)に示すように、アンテナコイル 2の一端を接地した状態では、 N o. 4のパターンで巻回された電極用コイル 5で構成されるセンサ電極を有するアンテナ装置 1での検出距離が最も大きくなり、このアンテナ装置 1のセンサ感度が最も良好になることがわかった。また、図 12 (B)に示すように、アンテナコイル 2の一端を接地していない状態であっても、 No. 4のパターンで巻回された電極用コイル 5で構成されるセンサ電極を有するアンテナ装置 1での検出距離が最も大きくなり、このアンテナ装置 1でのセンサ感度が最も良好になることがわかった。すなわち、反応面上の両側に分けて複数回巻回された電極用コイル 5でセンサ電極を構成する場合に、アンテナ装置 1のセンサ感度が最も良好になることがわかった。なお、図 12の「A」、「B」はそれぞれ、 Aパターン、 Bパターンで銅板 40をアンテナ装置 1に近づけたときの検出距離である。

[0063] また、アンテナコイル 2の一端が接地されている場合であっても、接地されていない場合であっても、 No. 1から No. 4のパターンでは、検出距離は変わらなかった。すなわち、電極用コイル 5でセンサ電極を構成した場合には、アンテナコイル 2の接地状態がアンテナ装置 1のセンサ感度に影響を与えることはほとんどないことがわかつた。これに対して、シートコア 55を用いた No. 5のパターンでは、アンテナコイル 2の一端が接地されている場合と、接地されていない場合とで検出距離が変動した。すなわち、シートコア 55でセンサ電極を構成した場合には、アンテナコイル 2の接地状態がアンテナ装置のセンサ感度に影響を与えることがわかった。以上より、シートコア 55でセンサ電極を構成した場合と比較して、電極用コイル 5でセンサ電極を構成した場合には、アンテナ装置 1のセンサ感度はアンテナコイル 2の状態の影響を受けにくぐ安定するといえる。

[0064] なお、 No. 4のパターンで巻回された電極用コイル 5で構成されるセンサ電極を有するアンテナ装置 1での検出距離がシートコア 55で構成されたセンサ電極を有するアンテナ装置での検出距離よりも長くなるのは、シートコア 55を用いると発生するシートコア 55とアンテナコイル 2との間の浮遊容量成分の影響が抑えられるからだと考 X_られる。

[0065] また、検証実験では、 No. 3、 No. 4のパターンにおいて、 1本の電極用コイル 5が反応面上の両側に分けて巻回されている力 2本の電極用コイル 5のそれぞれが反応面上に一方側あるいは他方側に巻回されても良い。すなわち、 2本の電極用コィル 5によって 2チャンネルのセンサ電極が構成されても良い。また、電極用コイル 5の先端側と後端側とが同じ端子 6 (あるいは端子 7)に絡げられて固定されても良い。すなわち、電極コイル 5の先端と後端とが短絡 (ショート）しても良い。また、 Νο· 2、 No. 4における電極用コイル 5の巻回数は必ずしも 4回（4ターン）でなくとも良い。たとえば、 No. 2、 No. 4における電極用コイル 5の巻回数は 2回あるいは 3回であっても良いし、 5回以上であっても良い。

[0066] (他の実施の形態）

上述した形態では、ボビン 3は、 X方向に所定の間隔で形成された 4個の巻回突起 3cを備えている。この他にもたとえば、ボビン 3が備える巻回突起 3cは、 2個あるいは 3個でも良いし、 5個以上でも良い。また、 X方向の幅が広い巻回突起 3cを 1個形成して、この 1個の巻回突起 3cに電極用コイル 5を巻回しても良い。また、上述した形態では、各巻回突起 3cは、 Y方向に所定の間隔をあけて形成された 2個の電極用コィル巻回部 3bを備えている。この他にもたとえば、各巻回突起 3cは、 Y方向に所定の間隔をあけて形成された 3個以上の電極用コイル巻回部 3bを備えていても良いし、 1 個の電極用コイル巻回部 3bのみを備えて!/、ても良!/、。

[0067] 上述した形態の電子キーシステムでは、 nチャンネル型 FET32と pチャンネル型 FE T33とが直列に接続されることで構成されるアンテナ駆動部 26を用いてアンテナコィル 2に通電を行っている。この他にもたとえば、アンテナ駆動部 26に代えて、図 7に示すように、 2個の nチャンネル型 FET32と 2個の pチャンネル型 FET33と使用したいわゆるフルブリッジ回路であるアンテナ駆動部 36を用いてアンテナコイル 2に通電を行っても良い。このアンテナ駆動部 36では、 nチャンネル型 FET32および pチャンネル型 FET33のゲートは駆動制御部 27に接続され、 nチャンネル型 FET32および Pチャンネル型 FET33のドレインはアンテナコイル 2の端部に接続されている。また、 nチャンネル型 FET32のソースは、車載用のバッテリ（図示省略）に接続され、 pチヤンネル型 FET33のソースは接地されて!/、る。

[0068] アンテナ駆動部 36を用いる場合、 2個の pチャンネル型 FET33の少なくともいずれか一方がオンの状態となり、アンテナコイル 2が接地されていると、上述した形態と同様に、電極用コイル 5が巻回された Z1方向側の状態変化にのみ基づいて、ドア 30等の所定の動作対象物を動作させることができる。一方、 2個の pチャンネル型 FET33 がいずれもオフの状態となり、アンテナコイル 2が接地されていないと、電極用コイル 5が巻回された Z1方向側の状態変化および電極用コイル 5が巻回されていない Z2 方向側の状態変化に基づいて、所定の動作対象物を動作させることが可能になる。

[0069] 上述した形態では、電極用コイル 5の一端側が端子 6に固定され、他端側が端子 7 に固定されている。この他にもたとえば、ボビン 3に樹脂端子（突起）形成するとともに、電極用コイル 5の一端側がこの樹脂端子に固定され、他端側が端子 11に固定されても良い。この場合には、端子 6、 7を省略することができ、アンテナ装置 1の構成を簡素化できる。また、端子 11側に、検出部 28を配置することができる。なお、樹脂端子は、たとえば、ボビン 3の 2枚の平板部 3gから Y方向外側に突出するように複数形成されている。

[0070] 上述した形態では、自動車用の電子キーシステムを例に、アンテナ装置 1の使用例を説明しているが、自動車用以外の住宅用の電子キーシステムにアンテナ装置 1を利用しても良い。たとえば、住宅用のドアの表側からのユーザの接近を電極用コィノレ 5によって検出し、アンテナ装置 1を用いてドアの開閉を行っても良い。また、電子キ一システム以外のシステムにアンテナ装置 1を利用しても良レ、。

Claims

請求の範囲

[1] 電磁信号の受信および送信の少なくともいずれか一方を行うためのアンテナコイルと、上記アンテナコイルが巻回されるボビンと、上記ボビンに収納されるコアと、静電容量の変化に基づいて所定の状態変化を検出するために、上記ボビンに巻回されるセンサ電極用コイルとを備え、

上記ボビンは、上記アンテナコイルが巻回されるアンテナコイル巻回部と、上記アンテナコイル巻回部から一方向へ突出するとともに上記センサ電極用コイルが巻回可能な電極用コイル巻回部とを備えることを特徴とするアンテナ装置。

[2] 前記ボビンは、複数の前記電極用コイル巻回部が形成される複数の巻回突起を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のアンテナ装置。

[3] 前記アンテナコイルの一端は、常時、接地されて!/、ることを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項記載のアンテナ装置。