JP2024037361A - アンテナ装置及びこれを備えるワイヤレス電力伝送デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】通信可能エリア及び通信距離の広いアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置1は、複数ターン周回する第1コイル100と、第1コイル100のコイル軸方向から見て、第1コイル100の外側に配置される第2コイル200とを備える。第1コイル100は、X方向におけるターン間の間隔W2,W3がY方向におけるターン間の間隔W4より大きい。コイル軸方向から見て、第1コイル100の外縁と第2コイル200の内縁のコイル間距離W5,W6は、間隔W4より大きい。これにより、通信可能エリア及び通信距離の広いアンテナ装置を提供することが可能となる。【選択図】図2
Description
本開示は、アンテナ装置及びこれを備えるワイヤレス電力伝送デバイスに関する。
特許文献1には、RFICタグと通信するためのアンテナコイルと、通信距離を拡大するためのブースターコイルとを備えるアンテナモジュールが開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載されたアンテナモジュールは、通信可能エリアが必ずしも十分ではなかった。また、アンテナコイルとブースターコイルの結合度によっては、通信距離が不足する場合もあった。
したがって、本開示は、通信可能エリア及び通信距離の広いアンテナ装置を提供することを目的とする。
本開示の一実施態様によるアンテナ装置は、複数ターン周回する第1コイルと、第1コイルのコイル軸方向から見て、第1コイルの外側に配置される第2コイルとを備え、第1コイルは、第1方向におけるターン間の第1間隔が第1方向と直交する第2方向におけるターン間の第2間隔より大きく、コイル軸方向から見て、第1コイルの外縁と第2コイルの内縁のコイル間距離は、第2間隔より大きい。
本開示によれば、通信可能エリア及び通信距離の広いアンテナ装置を提供することが可能となる。
以下、添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。
図1は、本開示の第1の実施形態によるアンテナ装置1の構成を示す略断面図である。
図1に示すように、第1の実施形態によるアンテナ装置1は、第1基材10と、第1基材10の一方の表面11に設けられた第1コイル100と、第1基材10の他方の表面12に設けられた第2コイル200とを備えている。第1基材10は、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPI(ポリイミド)などの絶縁性樹脂材料からなるフィルムである。
第1コイル100は、近距離無線通信(NFC)を行うためのアンテナコイルとして機能する。第2コイル200は、通信距離を拡大するためのブースターコイルとして機能する。第1基材10の他方の表面12は磁性体30で覆われており、これによってインダクタンスが高められている。磁性体30は、シート状部材であっても構わない。或いは、第1基材10の他方の表面12に塗布されたものであっても構わない。
図2は、第1の実施形態において、第1基材10の一方の表面11に設けられた導体パターンのパターン形状を説明するための略平面図である。
図2に示すように、第1基材10の一方の表面11には、第1コイル100と、導体パターン41~43と、第1キャパシタ電極パターン61が設けられている。これらの導体パターンは導電材料から構成されており、例えば、銅、アルミニウム、又はこれらの合金などが挙げられる。後述する他の導体パターンについても同様である。第1基材10は、第2方向であるY方向におけるサイズよりも、第1方向であるX方向におけるサイズの方が大きい矩形状を有している。
第1コイル100は、約3ターン周回するコイルパターンであり、最内周に位置する第1ターン110と、最内周(最外周)から2番目に位置する第2ターン120と、最外周に位置する第3ターン130とを含んでいる。第1コイル110のコイル軸方向はZ方向である。第1コイル100の外周端は導体パターン41に接続されている。第1コイル100の内周端は、第1基材10を貫通して設けられたビア導体51,52及び後述する導体パターン44を介して導体パターン42に接続されている。導体パターン41,42の端部は、第1コイル110に接続される一対の信号端子を構成する。
第1ターン110、第2ターン120及び第3ターン130は、いずれも略矩形状に周回している。第1ターン110は、X方向におけるサイズよりもY方向におけるサイズが大きい形状を有している。これに対し、第2ターン120及び第3ターン130は、Y方向におけるサイズよりもX方向におけるサイズが大きい形状を有している。
第1ターン110は、X方向に延在する区間111,113,115と、Y方向に延在する区間112,114とを含んでいる。そして、内周端を始点とした場合、区間111~115の順に周回する。区間113のX方向における長さはW1であり、区間112,114のY方向における長さはW0である。ここで、長さW1は長さW0よりも小さい。長さW1は、第1ターン110の開口のX方向における幅に相当し、長さW0は、第1ターン110の開口のY方向における幅に相当する。
第2ターン120は、X方向に延在する区間121,123,125と、Y方向に延在する区間122,124とを含んでいる。そして、第1ターン110との接続部を始点とした場合、区間121~125の順に周回する。第2ターン120の区間122と第1ターン110の区間112のX方向における間隔はW2である。同様に、第2ターン120の区間124と第1ターン110の区間114のX方向における間隔もW2である。このため、区間123のX方向における長さ、並びに、第2ターン120の開口のX方向における幅はW1+W2+W2に第1ターン110の区間112,114それぞれのX方向におけるパターン幅を加えたものである。間隔W2は長さW1と略等しくても構わない。また、第2ターン120の区間123と第1ターン110の区間113のY方向における間隔はW4である。同様に、第2ターン120の区間121と第1ターン110の区間111のY方向における間隔、並びに、第2ターン120の区間125と第1ターン110の区間115のY方向における間隔もW4である。間隔W4は間隔W2よりも十分に小さく、第1基材10の一方の表面11に形成可能な導体パターンの最小スペースであっても構わない。この場合、区間122,124のY方向における長さ、並びに、第2ターン120の開口のY方向における幅はW0+W4+W4に第1ターン110の区間111又は区間115のY方向におけるパターン幅と第1ターン110の区間113のY方向におけるパターン幅を加えたもの(≒W0)となる。
第3ターン130は、X方向に延在する区間131,133,135と、Y方向に延在する区間132,134とを含んでいる。そして、第2ターン120との接続部を始点とした場合、区間131~135の順に周回する。第3ターン130の区間132と第2ターン120の区間122のX方向における間隔はW3である。同様に、第3ターン130の区間134と第2ターン120の区間124のX方向における間隔もW3である。このため、区間133のX方向における長さ、並びに、第3ターン130の開口のX方向における幅はW1+W2+W2+W3+W3に第1ターン110の区間112,114及び第2ターン120の区間122,124それぞれのX方向におけるパターン幅を加えたものである。間隔W3は、長さW1及び間隔W2と略等しくても構わない。つまり、W1≒W2≒W3であっても構わない。また、第3ターン130の区間133と第2ターン120の区間123のY方向における間隔はW4である。同様に、第3ターン130の区間131と第2ターン120の区間121のY方向における間隔、並びに、第3ターン130の区間135と第2ターン120の区間125のY方向における間隔もW4である。このため、区間132,134のY方向における長さ、並びに、第3ターン130の開口のY方向における幅はW0+W4+W4+W4+W4に第1ターン110の区間111又は区間115のY方向におけるパターン幅、第1ターン110の区間113のY方向におけるパターン幅、第2ターン120の区間121又は区間125のY方向におけるパターン幅、及び、区間123のY方向におけるパターン幅を加えたものであり、間隔W4やパターン幅が非常に小さい場合にはほぼW0である。ここで、略等しいには製造誤差等により生じるばらつきは含まれるものとする。誤差の範囲としては、例えば、5%以内であってよい。
このように、第1コイル100は、X方向におけるターン間の第1間隔である間隔W2,W3が、Y方向におけるターン間の第2間隔である間隔W4より大きい。これにより、通信可能エリアをX方向に拡大することができる。したがって、本実施形態によるアンテナ装置1は、このような通信可能エリアが求められる用途に好適である。
また、第1基材10の一方の表面11に設けられた導体パターン43は、一端が第1キャパシタ電極パターン61に接続され、他端が第1基材10を貫通して設けられたビア導体53に接続されている。第1キャパシタ電極パターン61は、第1コイル100の外側に配置されており、X方向に延在する導体パターンがY方向に複数配列された構造を有している。
図3は、第1の実施形態において、第1基材10の他方の表面12に設けられた導体パターンのパターン形状を説明するための略平面図である。
図3に示すように、第1基材10の他方の表面12には、第2コイル200と、導体パターン44と、第2キャパシタ電極パターン62が設けられている。導体パターン44は、ビア導体51,52を相互に接続する。第2コイル200は、第1基材10の外周辺13~16に沿って約1ターン周回する。したがって、第2コイル200は、Y方向におけるサイズよりもX方向におけるサイズが大きい形状を有している。第2コイル200は、X方向に延在する区間201,203,205と、Y方向に延在する区間202,204とを含んでいる。そして、ビア導体53に接続された第2コイル200の一端を始点とした場合、区間201~205の順に周回する。
第1基材10の一方の表面11側から見た第2コイル200の平面位置は、図2において破線で示されている。図2に示すように、第2コイル200は、Z方向から見て第1コイル100の外側に配置されている。そして、第1コイル100の第1の外縁を構成する区間132と、第2コイル200の第1の内縁を構成する区間202のX方向におけるコイル間距離はW5である。第1コイル100の第2の外縁を構成する区間134と、第2コイル200の第2の内縁を構成する区間204のX方向におけるコイル間距離はW5である。また、第1コイル100の第3の外縁を構成する区間131と、第2コイル200の第3の内縁を構成する区間201のY方向におけるコイル間距離はW6である。第1コイル100の第4の外縁を構成する区間133と、第2コイル200の第4の内縁を構成する区間203のY方向におけるコイル間距離もW6である。コイル間距離W5,W6は、間隔W4よりも大きい。コイル間距離W5,W6は、間隔W1~W3より小さくても構わない。コイル間距離W5とコイル間距離W6は、互いに同じであっても構わないし、両者に差があっても構わない。
図1に示すように、第2コイル200と磁性体30は重なりを有している。第2コイル200のサイズは磁性体30の外形サイズよりも僅かに小さく、第2コイル200の外縁と磁性体30の外縁との距離Lは、コイル間距離W5,W6よりも小さい。つまり、第2コイル200は、Z方向から見て、磁性体30と重なるよう、磁性体30の外周に沿って配置されていることになる。
第2コイル200の一端は、ビア導体53を介して、第1基材10の一方の表面11に設けられた第1キャパシタ電極パターン61に接続される。また、第2コイル200の他端は、第1基材10の他方の表面12に設けられた第2キャパシタ電極パターン62に接続される。第1及び第2キャパシタ電極パターン61,62はいずれも終端された導体パターンであり、したがって、第2コイル200は両端が開放された構造を有している。
第2キャパシタ電極パターン62は、X方向に延在する複数の導体パターン71と、各導体パターン71に沿ってX方向に配列された複数の導体パターン72と、Y方向に延在し、対応する導体パターン71,72同士を接続する導体パターン73とを含んでいる。複数の導体パターン72は、第1基材10を介して、それぞれ対応する第1キャパシタ電極パターン61と重なる。これにより、第1及び第2キャパシタ電極パターン61,62及びこれらの間に位置する第1基材10によって、キャパシタが形成される。キャパシタのキャパシタンスは、トリミングによっていくつかの導体パターン73を除去することによって微調整することができる。
このように、本実施形態によるアンテナ装置1は、アンテナコイルとして機能する第1コイル100が第1ターン110、第2ターン120及び第3ターン130を有しており、各ターンのY方向における外形サイズがほぼ同じであるのに対し、各ターンのX方向における外形サイズが大きく異なっていることから、通信可能エリアをX方向に拡大することが可能となる。しかも、ターン間のX方向における間隔W2,W3を第1ターン110の開口のX方向における幅W1とほぼ同じとすれば、通信対象となる機器のX方向における位置にかかわらず正しく通信することができ、いわゆるヌル点の発生を防止することが可能となる。
また、第1コイル100の外側にブースターコイルとして機能する第2コイル200が配置されているとともに、第1コイル100と第2コイル200の間隔W5,W6が第1コイル100のターン間のY方向における間隔W4よりも大きいことから、第1コイル100と第2コイル200の過剰な結合が抑制され、それぞれが最適な共振周波数となるよう調整できるため、これにより通信距離を拡大することが可能となる。また、間隔W5,W6を第1コイル100のターン間のX方向における間隔W2,W3よりも小さくすれば、第1コイル100と第2コイル200の結合がある程度確保されるとともに、通信対象となる機器がZ方向から見て第1コイル100の外側に位置する場合であっても、第2コイル200を介した通信が可能となる。
次に、本開示の第2の実施形態について説明する。
図1に示すように、第2の実施形態によるアンテナ装置2は、第1基材10と、第1基材10の一方の表面11に設けられた第1コイル100と、第1基材10の他方の表面12に設けられた第2コイル300とを備えている。第1基材10の他方の表面12は、磁性体30で覆われている。第1コイル100は、近距離無線通信(NFC)を行うためのアンテナコイルとして機能する。第2コイル300は、通信距離を拡大するためのブースターコイルとして機能する。
図4は、第2の実施形態において、第1基材10の一方の表面11に設けられた導体パターンのパターン形状を説明するための略平面図である。
図4に示すように、第1基材10の一方の表面11には、第1コイル100と、導体パターン41,42と、第2キャパシタ電極パターン63~65が設けられている。第1コイル100の構造は第1の実施形態と同一であることから、重複する説明は省略する。
第2キャパシタ電極パターン63~65は、それぞれ第1基材10の外周辺13~15に沿って配置されるとともに、互いに直列に接続されている。第2キャパシタ電極パターン63~65からなる直列パターンの一端は、第1基材10を貫通して設けられたビア導体54に接続され、他端は開放されている。
図5は、第2の実施形態において、第1基材10の他方の表面12に設けられた導体パターンのパターン形状を説明するための略平面図である。
図5に示すように、第1基材10の他方の表面12には、第2コイル300と、導体パターン44と、第1キャパシタ電極パターン66~68が設けられている。第2コイル300は、第1基材10の外周辺13~16に沿って約1.5ターン周回する。したがって、第2コイル300は、Y方向におけるサイズよりもX方向におけるサイズが大きい形状を有している。第2コイル300は、X方向に延在する区間301,303,305,307と、Y方向に延在する区間302,304,306とを含んでいる。そして、ビア導体54に接続された第2コイル300の一端を始点とした場合、区間301~307の順に周回する。第2コイル300の他端を構成する区間307の端部は開放されている。第1の実施形態と同様、第1基材10の一方の表面11側から見た第2コイル300の平面位置は、第1コイル100の外側に位置する。
第2コイル300の一端は、ビア導体54を介して、第1基材10の一方の表面11に設けられた第2キャパシタ電極パターン63~65に接続される。また、第2コイル300には、区間305~307に沿って第1キャパシタ電極パターン66~68が接続されている。第1キャパシタ電極パターン66~68は、区間305~307に沿って互いに異なる位置に配置された複数の導体パターン72と、導体パターン72と第2コイル300を接続する導体パターン73とを含んでいる。複数の導体パターン72は、第1基材10を介して、それぞれ対応する第2キャパシタ電極パターン63~65と重なる。これにより、第2キャパシタ電極パターン63~65、第1キャパシタ電極パターン66~68、及びこれらの間に位置する第1基材10によって、キャパシタが形成される。キャパシタのキャパシタンスは、トリミングによっていくつかの導体パターン73を除去することによって微調整することができる。
本実施形態によるアンテナ装置2は、第1の実施形態によるアンテナ装置1と同様の効果に加え、キャパシタ電極パターン63~68が分散配置されていることから、設計自由度が高められるとともに、ワイヤレス電力伝送デバイス用の送電コイルと重ねて使用する場合であっても、送電コイルによって生じる磁束とキャパシタ電極パターン63~68の干渉が抑制されることから、送電コイルの交流抵抗の増加を抑制することができる。また、第2コイル300に接続された第1キャパシタ電極パターン66~68は、第2コイル300の内側に突出するよう、第1コイル100と第2コイル300の間に配置されていることから、第2コイル300の区間301と区間305の間に配置した場合に比べて、意図せず第2コイル300の導体パターンを破損してしまうことを抑制しつつ、容易にトリミングを実施できる。また、第2コイル300のターン間の間隔を小さくできるため、Z方向から見て第1コイル100の外側に通信対象となる機器が位置した場合に、第2コイル300と通信対象となる機器との結合を強くすることができる。
図6は、本開示の第3の実施形態によるワイヤレス電力伝送デバイス3の構成を示す略断面図である。
図6に示すように、第3の実施形態によるワイヤレス電力伝送デバイス3は、第1及び第2基材10,20と、第1基材10の一方の表面11に設けられたノイズ抑制パターンNと、第1基材10の他方の表面12に設けられた第1コイル100及び第2コイル300と、第2基材20の一方及び他方の表面21,22に設けられた複数の送電コイル400とを備えている。第2基材20は、第1基材10と同様、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPI(ポリイミド)などの絶縁性樹脂材料からなるフィルムである。
第1コイル100は、近距離無線通信(NFC)を行うためのアンテナコイルとして機能する。第2コイル300は、通信距離を拡大するためのブースターコイルとして機能する。送電コイル400は、ワイヤレス電力伝送における送電に用いられる。第2基材20の他方の表面22は磁性体30で覆われており、これによってインダクタンスが高められている。
図7は、第3の実施形態において、第1基材10の一方の表面11に設けられた導体パターンのパターン形状を説明するための略平面図である。
図7に示すように、第1基材10の一方の表面11には、ノイズ抑制パターンN、導体パターン47,48、及び第2キャパシタ電極パターン63~65が設けられている。第2キャパシタ電極パターン63~65の位置及び形状は、図4に示した第2キャパシタ電極パターン63~65の位置及び形状と基本的に同じであることから、重複する説明は省略する。
ノイズ抑制パターンNは、Y方向に延在する複数の線状パターン81と、X方向に延在し、複数の線状パターン81を接続する接続パターン82と、接続パターン82に接続され、端子電極を構成する引き出しパターン83とを有する。図7に示す例では、複数の線状パターン81がいずれもY方向に直線的に延在し、これらのX方向におけるピッチが一定であるが、これに限定されるものではない。例えば、複数の線状パターン81が蛇行しながらY方向に延在しても構わない。或いは、複数の線状パターン81の延在方向がY方向に対して所定の傾きを有していても構わない。さらには、複数の線状パターン81のX方向におけるピッチが平面位置によって異なっていても構わない。
図8は、第3の実施形態において、第1基材10の他方の表面12に設けられた導体パターンのパターン形状を説明するための略平面図である。
図8に示すように、第1基材10の他方の表面12には、第1コイル100と、第2コイル300と、導体パターン41,42,45,46,74と、第1キャパシタ電極パターン66~68が設けられている。導体パターン74は、ビア導体75,76を介して、第2キャパシタ電極パターン63~65をビア導体54に接続するためのパターンである。第1コイル100の構造は第1の実施形態と同一であることから、重複する説明は省略する。第2コイル300及び第1キャパシタ電極パターン66~68の構造は第2の実施形態と同一であることから、重複する説明は省略する。このように、本実施形態においては、第1コイル100と第2コイル300が第1基材10の同一表面に設けられている。
導体パターン41は、ビア導体55、導体パターン47及びビア導体57を介して、導体パターン45に接続される。同様に、導体パターン42は、ビア導体56、導体パターン48及びビア導体58を介して、導体パターン46に接続される。導体パターン45,46の端部は、第1コイル110に接続される一対の信号端子を構成する。本実施形態においても、第2キャパシタ電極パターン63~65、第1キャパシタ電極パターン66~68、及びこれらの間に位置する第1基材10によって、キャパシタが形成される。
図9は、第3の実施形態において、第2基材20の一方の表面21に設けられた導体パターンのパターン形状を説明するための略平面図である。
図9に示すように、第2基材20の一方の表面21には、複数(図9に示す例では7個)の送電コイル400が設けられている。第2基材20の他方の表面22についても同様であり、複数の送電コイル400が設けられている。表裏に重なる2つの送電コイル400は、内周端が互いに接続される。このように、コイル軸の平面位置が互いに異なる複数の送電コイル400を第2基材20に設けることにより、受電コイルの平面位置に関わらず、効率よくワイヤレスで電力伝送を行うことが可能となる。
このように、図8及び図9に示す第1コイル100、第2コイル300及び第2キャパシタ電極パターン63~68は、第2の実施形態によるアンテナ装置2と基本的に同じ回路構成を有している。そして、本実施形態においては、このような構成を有するアンテナ装置と複数の送電コイル400がコイル軸方向であるZ方向に重なるように配置されている。
図10は、本実施形態によるワイヤレス電力伝送デバイス3及びこれにワイヤレス接続される携帯通信機器4を示すブロック図である。
図10に示すように、本実施形態によるワイヤレス電力伝送デバイス3は、送電コイル400に接続された送電回路91と、第1コイル100に接続された通信回路92と、送電回路91及び通信回路92に接続された制御回路93とを備えている。第1コイル100の外側には、ブースターコイルとして機能する第2コイル200又は300が配置されている。これにより、通信ライン94を介して送受信されるデータは、NFC用のアンテナコイルである第1コイル100を介して通信することができるとともに、電源95によって供給される電力は、ワイヤレス電力伝送用の送電コイル400を介してワイヤレスで送電することができる。
一方、スマートフォンなどの携帯通信機器4は、受電コイル600と、NFC用のアンテナコイル500と、受電コイル600に接続された受電回路96と、アンテナコイル500に接続された通信回路97と、受電回路96及び通信回路97に接続されたバッテリー98とを備えている。受電コイル600は送電コイル400と結合し、通信コイルであるアンテナコイル500は通信コイルである第1コイル100と結合する。これらの結合を高めるため、携帯通信機器4には磁性体31が配置されている。これにより、通信ライン99を介して送受信されるデータは、アンテナコイル500を介して通信することができるとともに、受電コイル600が受電した電力は、受電回路96を介してバッテリー98を充電する。バッテリー98は、通信回路97などの動作電源となる。
そして、本実施形態によるワイヤレス電力伝送デバイス3は、送電コイル400と筐体の載置面3Aの間にノイズ抑制パターンNが配置されていることから、送電コイル400によって生じる輻射ノイズが低減される。つまり、送電コイル400によって生じる磁束の大部分は、受電コイル600と鎖交し、これによって受電コイル600に交流電流が流れる。しかしながら、送電コイル400から発生する磁束の一部は、受電コイル600と鎖交することなく、輻射ノイズとして周囲に放射される。このような輻射ノイズは、周囲の電子機器を誤動作させるおそれがあることから、できる限り抑制することが望ましい。ノイズ抑制パターンNは、このような輻射ノイズを低減するものであり、送電コイル400と受電コイル600の間であって、送電コイル400の近傍に配置することにより、受電コイル600と鎖交する磁束を確保しつつ、多くの輻射ノイズを遮蔽することができる。また、本実施形態では、キャパシタ電極パターン63~68が分散配置されていることから、第1基材10の一方の表面11におけるノイズ抑制パターンNの配置スペースが確保され、ノイズ抑制効果を高めることができる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記の実施形態に限定されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本開示の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、第1及び第2コイル100,300、並びに、導電コイル400は、導線を巻回させて導体パターンを構成しても構わない。
また、第1基材10の表面11,12及び第2基材20の表面21,22に設けられる導体パターンは、間に樹脂を含む他の材料層を介して第1基材10の表面11,12や第2基材20の表面21,22に設けられていても構わない。
本開示に係る技術には、以下の構成例が含まれるが、これに限定されるものではない。
本開示によるアンテナ装置は、複数ターン周回する第1コイルと、第1コイルのコイル軸方向から見て、第1コイルの外側に配置される第2コイルとを備え、第1コイルは、第1方向におけるターン間の第1間隔が第1方向と直交する第2方向におけるターン間の第2間隔より大きく、コイル軸方向から見て、第1コイルの外縁と第2コイルの内縁のコイル間距離は、第2間隔より大きい。これによれば、通信可能エリア及び通信距離の広いアンテナ装置を提供することが可能となる。
上記アンテナ装置において、コイル間距離は第1間隔より小さくても構わない。これによれば、第1コイルと第2コイルの結合がある程度確保されるとともに、通信対象となる機器が第1コイルの外側に位置する場合であっても、第2コイルを介した通信が可能となる。
上記アンテナ装置において、第1間隔は、第1コイルの最内周ターンにより構成される開口の第1方向の幅と略等しくても構わない。これによれば、いわゆるヌル点の発生を防止することが可能となる。
上記アンテナ装置において、第2コイルの両端が開放されていても構わない。これによれば、第2コイルを他の外部回路に接続する必要がなくなる。
本開示によるアンテナ装置は、第2コイルの一端に接続された第1キャパシタ電極パターンと、第2コイルの他端に接続され、第1キャパシタ電極パターンと重なる第2キャパシタ電極パターンとをさらに備えていても構わない。これによれば、第2コイルとキャパシタによって共振回路が構成される。
本開示によるアンテナ装置は、第2コイルに沿って配置され、それぞれ第2コイルの異なる位置に接続された複数の第1キャパシタ電極パターンと、第2コイルの一端に接続され、複数の第1キャパシタ電極パターンと重なる第2キャパシタ電極パターンとをさらに備えていても構わない。これによれば、設計自由度が高められるとともに、ワイヤレス電力伝送デバイス用の送電コイルと重ねて使用する場合であっても、送電コイルによって生じる磁束と第1及び第2キャパシタ電極パターンの干渉が抑制されることから、送電コイルの交流抵抗の増加を抑制することができる。
上記アンテナ装置において、複数の第1キャパシタ電極パターンは、第1コイルと第2コイルの間に配置されていても構わない。これによれば、第2コイルの導体パターンの破損を抑制しつつ、容易にトリミングを実施することが可能となる。また、通信対象となる機器が第1コイルの外側に位置した場合に、第2コイルと通信対象となる機器との結合を強くすることができる。
本開示によるアンテナ装置は、コイル軸方向から見て、第1コイルと重なる磁性体をさらに備え、第2コイルの外縁と磁性体の外縁との距離は、コイル間距離より小さくても構わない。これによれば、通信可能エリアをより拡大することが可能となる。
本開示によるアンテナ装置は、基材と、基材の一方の主面上に配置され、第2方向に延在する複数の線状パターン及び複数の線状パターンを接続する接続パターンを含む導体パターンとをさらに備え、第1及び第2コイルは、基材の他方の主面上に配置されていても構わない。これによれば、輻射ノイズを低減することが可能となる。
本開示によるワイヤレス電力伝送デバイスは、上記のアンテナ装置と、アンテナ装置とコイル軸方向に重なるように配置された複数の送電コイルとを備える。これによれば、通信のみならず、ワイヤレス電力伝送を行うことも可能となる。
1,2 アンテナ装置
3 ワイヤレス電力伝送デバイス
3A 載置面
4 携帯通信機器
10 第1基材
11 第1基材の一方の表面
12 第1基材の他方の表面
13~16 第1基材の外周辺
20 第2基材
21 第2基材の一方の表面
22 第2基材の他方の表面
30,31 磁性体
41~48 導体パターン
51~58 ビア導体
61~68 キャパシタ電極パターン
71~74 導体パターン
75,76 ビア導体
81 線状パターン
82 接続パターン
83 引き出しパターン
91 送電回路
92 通信回路
93 制御回路
94 通信ライン
95 電源
96 受電回路
97 通信回路
98 バッテリー
99 通信ライン
100 第1コイル
110 第1ターン
111~115 第1ターンの区間
120 第2ターン
121~125 第2ターンの区間
130 第3ターン
131~135 第3ターンの区間
200,300 第2コイル
201~205,301~307 第2コイルの区間
400 送電コイル
500 アンテナコイル
600 受電コイル
N ノイズ抑制パターン
3 ワイヤレス電力伝送デバイス
3A 載置面
4 携帯通信機器
10 第1基材
11 第1基材の一方の表面
12 第1基材の他方の表面
13~16 第1基材の外周辺
20 第2基材
21 第2基材の一方の表面
22 第2基材の他方の表面
30,31 磁性体
41~48 導体パターン
51~58 ビア導体
61~68 キャパシタ電極パターン
71~74 導体パターン
75,76 ビア導体
81 線状パターン
82 接続パターン
83 引き出しパターン
91 送電回路
92 通信回路
93 制御回路
94 通信ライン
95 電源
96 受電回路
97 通信回路
98 バッテリー
99 通信ライン
100 第1コイル
110 第1ターン
111~115 第1ターンの区間
120 第2ターン
121~125 第2ターンの区間
130 第3ターン
131~135 第3ターンの区間
200,300 第2コイル
201~205,301~307 第2コイルの区間
400 送電コイル
500 アンテナコイル
600 受電コイル
N ノイズ抑制パターン
Claims (10)
- 複数ターン周回する第1コイルと、
前記第1コイルのコイル軸方向から見て、前記第1コイルの外側に配置される第2コイルと、を備え、
前記第1コイルは、第1方向におけるターン間の第1間隔が前記第1方向と直交する第2方向におけるターン間の第2間隔より大きく、
前記コイル軸方向から見て、前記第1コイルの外縁と前記第2コイルの内縁のコイル間距離は、前記第2間隔より大きい、アンテナ装置。 - 前記コイル間距離は、前記第1間隔より小さい、請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記第1間隔は、前記第1コイルの最内周ターンにより構成される開口の前記第1方向の幅と略等しい、請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記第2コイルの両端が開放されている、請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記第2コイルの一端に接続された第1キャパシタ電極パターンと、
前記第2コイルの他端に接続され、前記第1キャパシタ電極パターンと重なる第2キャパシタ電極パターンと、をさらに備える、請求項4に記載のアンテナ装置。 - 前記第2コイルに沿って配置され、それぞれ前記第2コイルの異なる位置に接続された複数の第1キャパシタ電極パターンと、
前記第2コイルの一端に接続され、前記複数の第1キャパシタ電極パターンと重なる第2キャパシタ電極パターンと、をさらに備える、請求項4に記載のアンテナ装置。 - 前記複数の第1キャパシタ電極パターンは、前記第1コイルと前記第2コイルの間に配置される、請求項6に記載のアンテナ装置。
- 前記コイル軸方向から見て、前記第1コイルと重なる磁性体をさらに備え、
前記第2コイルの外縁と前記磁性体の外縁との距離は、前記コイル間距離より小さい、請求項1に記載のアンテナ装置。 - 基材と、
前記基材の一方の主面上に配置され、前記第2方向に延在する複数の線状パターン及び前記複数の線状パターンを接続する接続パターンを含む導体パターンと、をさらに備え、
前記第1及び第2コイルは、前記基材の他方の主面上に配置される、請求項6に記載のアンテナ装置。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載のアンテナ装置と、
前記アンテナ装置と前記コイル軸方向に重なるように配置された複数の送電コイルと、を備えるワイヤレス電力伝送デバイス。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022142165A JP2024037361A (ja) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | アンテナ装置及びこれを備えるワイヤレス電力伝送デバイス |
US18/458,453 US20240079911A1 (en) | 2022-09-07 | 2023-08-30 | Antenna device and wireless power transmission device having the same |
CN202311144165.1A CN117673758A (zh) | 2022-09-07 | 2023-09-06 | 天线装置及具备其的无线电力传输器件 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022142165A JP2024037361A (ja) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | アンテナ装置及びこれを備えるワイヤレス電力伝送デバイス |
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---|---|
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022142165A Pending JP2024037361A (ja) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | アンテナ装置及びこれを備えるワイヤレス電力伝送デバイス |
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2022
- 2022-09-07 JP JP2022142165A patent/JP2024037361A/ja active Pending
-
2023
- 2023-08-30 US US18/458,453 patent/US20240079911A1/en active Pending
- 2023-09-06 CN CN202311144165.1A patent/CN117673758A/zh active Pending
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Publication number | Publication date |
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