アンテナとこれを用いたアンテナ付モジュール

【課題】小型のアンテナ付のモジュールを提供することを目的とする。
【解決手段】導線の外部に絶縁体皮膜を有した線材を巻回して形成された空芯コイル１３ａの下方の開口側を基板１２に装着し、上方の開口２０には、この開口２０を塞ぐように絶縁性の封口樹脂板１９を設け、この封口樹脂板１９と空芯コイル１３ａとで囲まれた空間は中空空間２１とし、この中空空間２１内に電子部品３Ａを収納させることにより、小型化を実現するものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空芯コイルを用いたアンテナとこれを用いたアンテナ付モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来のアンテナ付モジュールについて、図面を用いて説明する。図５は従来の高周波モジュールの側面図である。図５において、従来のアンテナ付モジュール１は、基板２の表面２ａ側に複数個の電子部品３と中空コイルよりなるアンテナ４とが装着されている。ここでアンテナ４は電子部品３で構成される高周波回路に接続されている。なお、これら電子部品３やアンテナ４ははんだによって基板２へ接続されている。
【０００３】
次にアンテナ４は空芯コイルで形成され、導線が下方へ導出される導出部５を有し、この導出部５の先端には、基板２の表面２ａに対して平行となるように折り曲げられた端子部６を有している。なおコイル４に用いられる導線は、表面に絶縁皮膜が処理されたものであり、端子部６において、皮膜が剥離された皮膜不形成部としている。
【０００４】
そして、基板２の表面２ａ上には、端子部６と対応する位置に接続導体７が設けられ、この接続導体７上にアンテナ４が装着されて、はんだによって接続される。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平６−３６９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながらこのような従来のアンテナ付モジュール１では、アンテナ４が実装された領域には電子部品３を実装できず、小型化しにくくなるという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、この問題を解決したもので、小型のアンテナ付モジュールが提供できるようにすることを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そしてこの目的を達成するために本発明のアンテナは、中空コイルの一方の開口側を基板へ装着するとともに、他方の開口側には開口を塞ぐように絶縁性の封口部を設け、これにより所期の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明は封口部と中空コイルとで囲まれた空間を中空としたアンテナであり、封口部と中空コイルとで囲まれた中空領域に電子部品を実装することができる。従って、アンテナによって電子部品の装着に規制が発生する領域が小さくできるので、小型のアンテナ付モジュールを実現できるという効果がある。
【００１０】
また、封口部を設けているので、この封口部を吸着すれば、市販の実装機などで、容易に中空のアンテナを基板へ実装できる。従って生産性が良好なアンテナモジュールを実現できる。
【００１１】
さらに、封口部は絶縁物としているので、この封口部の上方に電子部品を配置させてもショートなどが発生し難くなる。従って、このようなアンテナを用いて高周波モジュールを例えば、カプセル内に収納するような場合、アンテナの上方にも電子部品を近接して配置することもできるので、カプセルを小型化できるという効果も有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
近年、内臓疾患の早期発見のためにファイバー型の内視鏡が使用されている。しかしながら、このようなファイバー型の内視鏡は、検査時に被験者の苦痛を伴うことがあり、また小腸などのように検査不可能な部位がある。そこで近年このような課題を解決するために、カプセル型の内視鏡が提案されている。
【００１３】
そして本実施の形態におけるアンテナ付モジュールは、そのカプセル内視鏡などに用いられるものであり、カプセル内に収納されるものである。そしてこのカプセルが口から飲み込まれて、体内を通過しながら、人体に装着された外部アンテナと送信、あるいは受信を行う。そのために、アンテナ付モジュールにはアンテナと、高周波回路とを含んでいる。このようなカプセル内視鏡は、カプセルが大きいと飲み込むことが困難となるので、特に小型化が要求されることとなる。
【００１４】
以下、本実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施の形態におけるアンテナ付モジュール１１の断面図であり、図２は、同アンテナ付モジュール１１に用いるアンテナコイルの下面図であり、図３は、同アンテナ付モジュール１１において電子部品実装状態での基板上面図である。
【００１５】
図１から図３において基板１２は厚みが０．５ｍｍであり、その外形は円形形状をなしている。これは、カプセルの断面形状は一般的に円筒形であるので、基板１２の外形はカプセルの断面形状に沿った円形とすることで、狭いカプセル内を有効利用するものである。
【００１６】
この基板１２の一方の表面１２ａには、複数個の電子部品３Ａと、アンテナ１３とが装着されている。そして基板１２上には、装着された電子部品３Ａによって送受信回路が形成される。そしてこの送受信回路の入出力には、アンテナ１３が電気的に接続されている。なお本実施の形態においては、電子部品３を一方の表面１２ａに対してのみ装着したが、これは両面に装着しても良い。さらに、アンテナ１３を基板１２の表裏の双方に装着しても良い。この場合、一方のアンテナ１３を送信用として用い、他方のアンテナ（図示せず）を受信用として用いることも可能となる。このようにすれば、送信と受信とにおいてそれぞれの周波数を異ならせることも可能である。
【００１７】
次にアンテナ１３について詳細に説明する。図１、図２において、アンテナ１３は、中空の空芯コイル１３ａ（中空コイルの一例として用いた）を用いている。空芯コイル１３ａの線材は、銅線の表面にポリプロピレンなどの樹脂皮膜（絶縁皮膜の一例として用いた）が形成された導線を巻回することで、形成されている。
【００１８】
ここで、アンテナ１３として空芯コイル１３ａを用いているのは、このアンテナ付モジュール１１が例えばカプセル内視鏡として使用された場合、アンテナ付モジュール１１はボタン電池などによって駆動される。そして本実施の形態におけるアンテナ付モジュール１１は、３．３ｍＡの電流を使用し、ボタン電池で全体の内視鏡として約８時間の稼動しかできない。そこで、本実施の形態ではアンテナ１３として空芯コイル１３ａを用いている。これは、空芯コイル１３ａはＱ値が高いことにより、ロスが小さくなり、消費電力も小さくなるためである。
【００１９】
そしてこの空芯コイル１３ａの終端部１３ｂには、導出線部１４が設けられる。この導出線部１４は、終端部１３ｂから空芯コイル１３ａの軸線と略平行であり、かつ空芯コイル１３ａの外周面に沿って導出されている。さらに、導出線部１４の先端から約１ｍｍまでの間には、樹脂皮膜が剥離された絶縁皮膜不形成部１５が形成されている。一方、この空芯コイル１３ａの終端部１３ｃにも絶縁皮膜不形成部１５が形成されている。なお、本実施の形態において絶縁皮膜不形成部１５は、基板１２に設けられた半円状のスルーホール孔１６（図３に示す）へ挿入され、接続導体１７とはんだ１８によって接続される。そのために終端部１３ｃ側の絶縁皮膜不形成部１５は、基板１２に対して挿入する方向へ先端が下方へと折り曲げられている。
【００２０】
このように、絶縁皮膜不形成部１５はスルーホール孔１６に挿入されて、はんだ１８で接続されるので、アンテナコイル１３と基板１２との間の接続のために必要な基板１２の面積は小さくても良い。つまり、基板１２の上面１２ａにおける電子部品３の実装可能領域を広くできる。従って、基板１２を小型にでき、アンテナ付モジュール１１を小型化できる。
【００２１】
そして封口樹脂板１９（封口部の一例として用いた）が、空芯コイル１３ａの終端部１３ｂ側の開口部２０を塞ぐようにして設けられる。これによりこの封口樹脂板１９の表面を吸着できることとなるので、汎用の実装機を用いて容易に基板１２へアンテナ１３を装着することができる。なお、本実施の形態における封口樹脂板１９は、ポリプロピレン樹脂を用い、その厚みは約０．６ｍｍとしている。
【００２２】
このようにすることによって、封口樹脂板１９と空芯コイル１３ａで囲まれた領域に中空空間２１が形成されることとなる。そこで電子部品３が、アンテナコイル１３の中空空間２１内に収納されるように配置しておく。また空芯コイル１３ａの内径は、基板１２の直径に対して線材の太さ分だけ大きな直径としておく。このようにすることにより、アンテナコイル１３は元来電子部品３を実装できない外周近傍の領域に配置されることとなるので、基板１２における電子部品３の実装可能な領域が狭くなり難くなる。つまり、電子部品３の実装可能な面積を大きくできる訳である。従って、その分基板１２を小型化することができるので、アンテナ付モジュール１１を小型化できることとなる。
【００２３】
また、封口樹脂板１９によって空芯コイル１３ａの上部の線材が覆われるので、この封口樹脂板１９上に、映像処理回路などのような他の回路（図示なし）を近接、あるいは接触した状態で配置することも可能となる。従って、狭いカプセル内を有効的に利用することが可能となり、カプセル内視鏡を小型化できる。そしてこれは、被験者がカプセルを飲み込む時の苦痛を緩和できるという効果を奏することとなる。
【００２４】
なお本実施の形態では、アンテナ１３を空芯コイル１３ａにより形成したが、これは、フレキシブル基板上に形成した導体パターンによって形成しても良い。この様な場合においては、フレキシブル基板を筒状に丸めてアンテナ内に中空空間を形成させる。そしてこのようにして形成されたアンテナを基板１２上に装着するとか、あるいは基板１２の側面外周に巻き付ける。これによって、電子部品３は中空空間内で構成されるので、電子部品３の実装領域は狭くなり難い。
【００２５】
ここでフレキシブル基板を用いた場合においても、上側開口部を覆う封口樹脂板１９を設けておく。ただし、フレキシブル基板は柔らかいので、筒状の樹脂体の外周あるいは内周に貼り付けられることによって、体裁を維持している。このように封口樹脂板１９を有しているので、汎用の実装機を用いて容易に吸着実装できる。従って非常に生産性が良くなる。
【００２６】
本実施の形態では、絶縁皮膜不形成部１５を基板１２のスルーホール孔１６へ挿入したが、図３における、基板１２の上面１２ａに接続導体（図示せず）を形成し、この接続導体へ絶縁皮膜不形成部１５を装着しても良い。この場合、図４に示すように、空芯コイル１３Ａの導出線部１４Ａの先端は、基板１２の上面１２ａと平行となるように折り曲げられる。これにより絶縁皮膜不形成部１５と接続導体とが平行となる。そして、アンテナが絶縁皮膜不形成部１５と接続導体１７とが対向するように装着されて、半田付けされる。このとき、接続導体１７と絶縁皮膜不形成部１５との間の接触面積を大きくできるので、この間でのはんだ付け強度を大きくできる。
【００２７】
また、図１の封口樹脂板１９に代え、薄い封口板１９Ａを用いている。この封口板１９Ａは、絶縁皮膜不形成部１５と接続導体との半田付けのリフロー熱に耐えることができる材料であれば良い。ここでは例えば厚みが約０．１〜０．２ｍｍのポリプロピレン板を、金型などを用いて基板１２の外形寸法とほぼ同じ寸法に加工している。このように封口板１９Ａの加工が容易であるので、低価格なアンテナコイルを実現できる。そして、封口板１９Ａと空芯コイル１３Ａとは、接着剤３３によって固定される。
【００２８】
また、絶縁皮膜不形成部１５が、空芯コイル１３Ａ本体と接触しないように隙間３４を設けることが重要である。これによってクリームはんだのフラックス成分が、空芯コイル１３Ａの本体部分に付着し難く、空芯コイル１３Ａの絶縁皮膜などに亀裂・ピンホールなどを発生し難くなる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明にかかるアンテナ付モジュールは、小型化できるという効果を有し、カプセル内視鏡等に用いられる高周波送受信装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態におけるアンテナ付モジュールの断面図
【図２】同、アンテナコイルの下面図
【図３】同、基板の上面図
【図４】本発明の他の実施の形態におけるアンテナモジュールの側面図
【図５】従来のアンテナモジュールの側面図
【符号の説明】
【００３１】
１２基板
１３アンテナ
１３ａ空芯コイル
１３ｂ終端部
１３ｃ終端部
１４導出線部
１５絶縁皮膜不形成部
１９封口樹脂板
２０開口
２１中空空間

【特許請求の範囲】
【請求項１】
導線の外部に絶縁皮膜を有した線材を巻回して形成した中空コイルと、この中空コイルの一方の終端部と他方の終端部の少なくとも一方に設けられた絶縁皮膜不形成部と、前記中空コイルの少なくとも一方の開口を塞ぐように設けられた絶縁性の封口部とを有し、この封口部と中空コイルとで囲まれた領域を中空空間としたアンテナ。
【請求項２】
基板と、この基板に装着された電子部品およびアンテナを備え、前記アンテナは、少なくとも一つの電子部品の周りを囲うように前記基板に装着された中空コイルと、この中空コイルの基板とは反対側の開口を塞ぐように設けられた絶縁性の封口部を有し、前記電子部品は前記封口部と中空コイルとで囲まれた中空空間内に収納されたアンテナ付モジュール。
【請求項３】
基板には、中空コイルの少なくとも一方の終端部に形成した絶縁膜不形成部が挿入される孔を設けるとともに、この孔部分に前記絶縁膜不形成部を電気的に接続した請求項２に記載のアンテナ付モジュール。
【請求項４】
基板表面には、中空コイルの少なくとも一方の終端部に形成した絶縁体不形成部に対応した位置に接続導体を形成し、この接続導体に前記絶縁体不形成部を電気的に接続した請求項２に記載のアンテナ付モジュール。
【請求項５】
封口部は、封口板で形成し、この封口板と前記中空コイルとは接着部材で固定した請求項２に記載のアンテナ付モジュール。

【図１】