WO2015147133A1 - アンテナ装置および電子機器 - Google Patents

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WO2015147133A1
WO2015147133A1 PCT/JP2015/059305 JP2015059305W WO2015147133A1 WO 2015147133 A1 WO2015147133 A1 WO 2015147133A1 JP 2015059305 W JP2015059305 W JP 2015059305W WO 2015147133 A1 WO2015147133 A1 WO 2015147133A1
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antenna device
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伊藤宏充
小澤真大
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株式会社村田製作所
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    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
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    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
    • H05K1/165—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor incorporating printed inductors

Definitions

  • the present invention relates to an antenna device having a plurality of coils for different systems, such as a non-contact charging coil and a short-distance wireless communication coil, and an electronic apparatus including the antenna device.
  • Patent Documents 1 and 2 show modules including a NFC (Near Field Communication) coil that uses radio waves in the HF (13.56 MHz) band and a non-contact charging coil in a communication device such as a portable terminal device. ing.
  • NFC Near Field Communication
  • Each of the modules disclosed in Patent Document 1 is a non-contact charging coil and an NFC coil in a rectangular spiral shape that are concentrically stacked.
  • the module shown in Patent Document 2 is a non-contact charging coil and an NFC coil that are arranged so that their coil axes are orthogonal to each other.
  • the non-contact charging coil and the NFC coil are coaxial and the coil conductors are arranged close to each other. There is concern about interference.
  • the coil for non-contact charging and the coil for NFC are arranged so that their coil axes are orthogonal to each other, so that the coils are not easily coupled. Therefore, interference between the contactless charging circuit and the NFC circuit is unlikely to occur.
  • the shape and winding method of the NFC coil are limited, and it is easy to enlarge (increase in height) and the degree of freedom of design is low.
  • An object of the present invention is to provide an antenna device that suppresses mutual interference between different wireless transmission systems without increasing the size of the antenna device used in a plurality of different wireless transmission systems such as contactless charging and short-range wireless communication, and the like.
  • the object is to provide an electronic device equipped.
  • the antenna device of the present invention The power supply coil to which the circuit for the first wireless transmission system is connected is coupled to the antenna coil of the transmission partner in the first wireless transmission system and the power supply coil via a magnetic field, and resonates at the transmission frequency of the first wireless transmission system.
  • a first wireless transmission system coil, and a second wireless transmission system coil connected to the second wireless transmission system circuit and coupled to the antenna coil of a transmission partner in the second wireless transmission system via a magnetic field.
  • the coil opening of the second wireless transmission system coil and the coil opening of the first wireless transmission system coil overlap at least partially,
  • the first wireless transmission system coil has a coupling portion coupled to the feeding coil via a magnetic field,
  • the shortest distance between the coupling portion of the first wireless transmission system coil and the feeding coil is shorter than the shortest distance between the feeding coil and the second wireless transmission system coil. It is characterized by that.
  • the second radio transmission system coil and the power feeding coil can be arranged so as not to be coupled. Therefore, mutual interference between the second radio transmission system and the first radio transmission system can be suppressed.
  • the magnetic sheet is close to the first radio transmission system coil, and at least a part of the first radio transmission system coil is outside the proximity range of the magnetic sheet.
  • the coil is preferably arranged at a position where it is magnetically coupled to the coupling portion of the first wireless transmission system coil outside the proximity range of the magnetic material sheet.
  • the feeding coil is disposed outside the second radio transmission system coil in plan view. As a result, unnecessary coupling between the feeding coil and the second wireless transmission system coil can be suppressed.
  • the power supply coil has a magnetic core and a coil conductor wound around the magnetic core, and the power supply coil is a coil conductor winding in plan view. It is preferable that the shaft is disposed so as to pass outside the coil for the second wireless transmission system. As a result, unnecessary coupling between the feeding coil and the second wireless transmission system coil can be further suppressed.
  • the feeding coil is disposed inside the second radio transmission system coil in a plan view. With this configuration, the area occupied by the antenna device can be reduced.
  • the feeding coil is disposed at a position overlapping the coil winding axis of the second wireless transmission system coil in plan view. As a result, unnecessary coupling between the feeding coil and the second wireless transmission system coil can be further suppressed.
  • a magnetic sheet that overlaps the second radio transmission system coil and the first radio transmission system coil in a plan view is provided, and the power feeding coil is a second radio transmission system coil in a plan view.
  • the magnetic material sheet is arranged in a region overlapping with the second radio transmission system coil in plan view, and is a counterpart coil for the second radio transmission system with respect to the second radio transmission system coil.
  • the first wireless transmission system coil is disposed on the opposite side of the first wireless transmission system coil at the coupling side of the first wireless transmission system coil.
  • the first radio transmission system coil and the second radio transmission system coil are preferably provided on the same main surface of the substrate. With this configuration, the components of the member are reduced, and the thickness and cost can be reduced.
  • the substrate is folded outside the second wireless transmission system coil, and the coupling portion of the first wireless transmission system coil is connected to the second wireless transmission system as the substrate is folded. It is preferable that it is arrange
  • a transmission frequency band of the first wireless transmission system is different from a transmission frequency band of the second wireless transmission system.
  • one of the first wireless transmission system and the second wireless transmission system is a short-range wireless communication system and the other is a non-contact charging system .
  • An electronic apparatus includes an antenna device according to (14), a secondary battery that is a power source for a circuit including a circuit of the short-range wireless communication system, and a coil for the contactless charging system. And a non-contact charging control circuit for charging the secondary battery with induced power.
  • the signal of the second wireless transmission system having a different frequency is fed to the feeding coil due to the resonance selection effect. It becomes difficult to be transmitted.
  • the feeding coil and the first wireless transmission system coil are not directly connected (direct current connection) but coupled via a magnetic field, and the first wireless transmission system coil and the second wireless transmission system coil are coupled.
  • the second radio transmission system coil and the feeding coil are hardly coupled, the second radio transmission system and the first radio transmission system can be prevented from interfering with each other while sufficiently functioning as the first radio transmission system. Can be prevented.
  • the first radio transmission system coil and the second radio transmission system coil can be arranged close to each other, the degree of freedom in designing the first radio transmission system coil is high.
  • FIG. 1A is a plan view of the antenna device 101 according to the first embodiment
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the antenna device 101.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the feeding coil 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the feeding coil 1.
  • FIG. 4 is a plan view of the antenna device 102 according to the second embodiment.
  • 5A is a cross-sectional view of an electronic device 202 such as a portable terminal in which the antenna device 102 is incorporated
  • FIG. 5B is a cross-sectional view of the antenna device 102 portion, which is surrounded by a broken line shown in FIG. It is sectional drawing of a part.
  • FIG. 1A is a plan view of the antenna device 101 according to the first embodiment
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the antenna device 101.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the feeding coil 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the feeding coil 1.
  • FIG. 4
  • FIG. 6A is a diagram showing a state of coupling with a communication partner side coil 302 provided in a communication partner apparatus 300 that performs short-range communication.
  • FIG. 6B is a diagram showing a state of coupling with the charging base side coil 403 provided in the charging base 400.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the antenna device 103 according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of an antenna device 104A according to the fourth embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of another antenna device 104B according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of still another antenna device 104C according to the fourth embodiment.
  • FIG. 11A is a plan view of the antenna device 105 according to the fifth embodiment, and FIG.
  • FIG. 11B is a cross-sectional view of the antenna device 105.
  • 12A is a plan view of the antenna device 106 according to the sixth embodiment, and FIG. 12B is a cross-sectional view of the antenna device 106.
  • FIG. 13A is a plan view of the antenna device 107 according to the seventh embodiment, and FIG. 13B is a cross-sectional view of the antenna device 107.
  • FIG. 14A is a plan view of the antenna device 108 according to the eighth embodiment, and FIG. 14B is a cross-sectional view of the antenna device 108.
  • FIG. 15A is a plan view of the antenna device 109 according to the ninth embodiment, and FIG. 15B is a cross-sectional view of the antenna device 109.
  • FIG. 15A is a plan view of the antenna device 109 according to the ninth embodiment, and FIG. 15B is a cross-sectional view of the antenna device 109.
  • FIG. 16A is a plan view of the antenna device 110 according to the tenth embodiment
  • FIG. 16B is a cross-sectional view of the antenna device 110
  • FIG. 17A is a plan view of the antenna device 111 according to the eleventh embodiment
  • FIG. 17B is a cross-sectional view of the antenna device 111
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the main part of the antenna device 112 according to the twelfth embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of a main part of an antenna device 113 according to the thirteenth embodiment.
  • FIG. 20 is an exploded perspective view of the NFC coil provided in the antenna device according to the fourteenth embodiment.
  • the present invention relates to an antenna device used in a plurality of different wireless transmission systems and an electronic device including the antenna device. Examples of combinations of the first and second wireless transmission systems among the plurality of wireless transmission systems are as follows.
  • First transmission system Near field communication system
  • Second transmission system Wireless power transmission system
  • First transmission system Wireless power transmission system
  • Second transmission system Short-range wireless communication system
  • First transmission system first short-range wireless communication system
  • Second transmission system second short-range wireless communication system
  • the first wireless transmission system is a short-range wireless communication system
  • the second wireless transmission is 2 shows an example where the system is a wireless power transfer system.
  • FIG. 1A is a plan view of the antenna device 101 according to the first embodiment
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the antenna device 101.
  • the antenna device 101 of the present embodiment includes a feeding coil 1, an NFC coil 2, a non-contact charging coil 3, and a magnetic sheet 4.
  • the NFC coil 2 corresponds to the “coil for the first wireless transmission system” according to the present invention.
  • the NFC coil is an NFC communication coil that uses, for example, the 13.56 MHz band.
  • the non-contact charging coil 3 corresponds to a “second wireless transmission system coil” according to the present invention.
  • the non-contact charging coil 3 is, for example, a WPC (Wireless Power Consortium) Qi (registered trademark) using 110 kHz to 205 kHz or an A4WP (Alliance for Wireless Wireless Power) Rezence (registered trademark) coil using 6.78 MHz band. It is.
  • the feeding coil 1 is mounted on the printed wiring board 6.
  • the NFC coil 2 and the non-contact charging coil 3 are formed on the surface of the base sheet 5.
  • the base sheet 5 is folded at two sides of the magnetic sheet 4 so as to wrap the magnetic sheet 4.
  • the base sheet 5 is, for example, a PET resin sheet, an LCP resin sheet, or a polyimide sheet.
  • the magnetic sheet 4 is formed by, for example, a mixture of magnetic powder such as ferrite powder and a resin material formed into a rectangular plate shape, or a piece of sintered magnetic material formed into a rectangular plate shape. is there.
  • the NFC coil 2 is partially folded from the upper surface to the lower surface by folding the base sheet 5.
  • the main part of the NFC coil 2 forms a rectangular spiral portion on the upper surface of the magnetic sheet 4.
  • the remaining portion of the NFC coil 2 is drawn out (wired) to the vicinity of the feeding coil 1 on the lower surface of the magnetic sheet 4.
  • the resonance capacitor 7 is connected to both ends of the NFC coil 2.
  • the NFC coil 2 and the resonance capacitor 7 constitute a resonance circuit, and resonates at or near the frequency (13.56 MHz) of the short-range wireless communication signal.
  • the non-contact charging coil 3 is partially folded from the upper surface to the lower surface by folding the base material sheet 5.
  • the non-contact charging coil 3 forms a spiral portion on the upper surface of the magnetic material sheet 4. Both ends of the non-contact charging coil 3 are drawn out as connection terminals 31.
  • the pin terminal 62 is in contact with the connection terminal 31 on the lower surface of the magnetic sheet 4 and is directly connected (DC connection).
  • the printed wiring board 6 is provided with a short-range wireless communication circuit, and the feeding coil 1 is connected to the short-range wireless communication circuit.
  • the printed wiring board 6 is provided with a non-contact charging circuit, and a pin terminal 62 is connected to this circuit.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the feeding coil 1, and FIG. 3 is a sectional view thereof.
  • the feeding coil 1 includes a multilayer substrate 10 in which a plurality of sheets 10a to 10i are laminated, and a coil conductor formed on the multilayer substrate 10. In FIG. 2, the upper and lower nonmagnetic layers 10a and 10i are not shown.
  • a plurality of first linear portions 11 of coil conductors are formed on the lower surface of the magnetic sheet 10b.
  • a plurality of second linear portions 12 of the coil conductor are formed on the upper surface of the magnetic sheet 10h.
  • a plurality of via conductors (interlayer connection conductors) of coil conductors are formed on the magnetic sheets 10b to 10h.
  • the linear coils 11 and 12 and the via conductor constitute a feeding coil 1 having a helical coil conductor along a horizontally installed flat rectangular tube.
  • Enumerating the characteristic configuration of the antenna device 101 of the present embodiment is as follows.
  • the non-contact charging coil 3 overlaps the NFC coil 2, and the feeding coil 1 is closer to the NFC coil 2 than the non-contact charging coil 3 at the shortest distance.
  • the shortest distance between the feeding coil 1 and the NFC coil 2 is the portion closest to the feeding coil 1 among the coil conductors constituting the NFC coil 2 (in FIG. This is the distance from the feeding portion 1 to the feeding coil 1.
  • the shortest distance between the feeding coil 1 and the non-contact charging coil 3 is the distance from the portion closest to the feeding coil 1 to the feeding coil 1 among the coil conductors constituting the non-contact charging coil 3.
  • the magnetic sheet 4 overlaps the non-contact charging coil 3 and the NFC coil 2 in plan view.
  • the power supply coil 1 has a magnetic core and a coil conductor wound around the magnetic core, and the coil winding axis direction of the coil conductor is the coil winding axis direction of the NFC coil 2 Intersects.
  • the feeding coil 1 is arrange
  • the feeding coil 1 is arrange
  • the coupling portion between the NFC coil 2 and the power feeding coil 1 is on the back side of the magnetic sheet 4 when viewed from the non-contact charging coil 3.
  • a broken line ⁇ 1 conceptually represents the magnetic flux contributing to the coupling.
  • the NFC coil 2 is magnetically coupled to the antenna coil of the communication partner.
  • the non-contact charging coil 3 is magnetically coupled to the non-contact charging counterpart coil.
  • broken lines ⁇ 2 and ⁇ 3 conceptually represent magnetic fluxes contributing to these couplings.
  • NFC 4 turns NFC coil 2 in accordance with the size of the non-contact charging coil 35 mm in outer diameter so that the NFC coil 2 can be intentionally coupled to the non-contact charging coil 3.
  • the coil 2 for production was created and this was piled up on the coil 3 for non-contact charging.
  • the voltage across the NFC coil induced by the coupling with the non-contact charging coil was measured.
  • the frequency of the magnetic field used for contactless charging was 200 kHz and the NFC coil was not resonated
  • the voltage across the NFC coil was 9.56 V, and a very high voltage was induced.
  • the resonant frequency was 13.56 MHz, and the voltage induced in the feeding coil was measured, it was a sufficiently low value of 2.44V.
  • the voltage induced in the non-contact charging coil before applying the NFC coil to the non-contact charging coil is 22.05V
  • the NFC coil opened at both ends is applied to the non-contact charging coil
  • the voltage induced in the non-contact charging coil was 22.36V.
  • the voltage induced in the non-contact charging coil was 22.40V.
  • the power feeding coil was coupled to the NFC coil
  • the voltage induced in the non-contact charging coil was 22.40V. That is, there is almost no influence on the non-contact charging coil due to the proximity of the NFC coil.
  • the non-contact charging circuit system is affected by the Q value of the NFC coil, but in reality, the NFC coil constitutes an LC resonance circuit, and the Q value is high, so there is no problem.
  • the feeding coil 1 is arranged at the center of the non-contact charging coil 3 and the coil winding axis direction of the feeding coil 1 and the coil winding axis direction of the non-contact charging coil 3 are orthogonal to each other, they are non-contact.
  • the charging coil 3 and the feeding coil 1 are hardly coupled.
  • the NFC coil 2 resonates at the short-range wireless communication frequency (13.56 MHz), and the non-contact charging frequency (for example, 200 kHz) / 7MHz) does not resonate. Therefore, mutual interference between the non-contact charging system and the short-range wireless communication system can be suppressed.
  • the NFC coil 2 and the resonance capacitor 7 function as a band-pass filter for the NFC signal. That is, this band-pass filter allows the NFC signal to pass, but prevents the non-contact charging signal (magnetic field), so that a large amount of non-contact charging power from the non-contact charging power transmission device (partner side) is generated. An IC for NFC is not entered, and the IC is prevented from being destroyed.
  • the feeding coil 1 and the NFC coil 2 are not directly coupled (DC connection) but coupled via a magnetic field, and the NFC coil 2 and the non-contact charging coil 3 are coupled. Since the contactless charging coil 3 and the power feeding coil 1 are hardly coupled, it is possible to prevent interference between the contactless charging circuit and the short-range wireless communication circuit while sufficiently functioning as a short-range wireless communication system. Furthermore, since the NFC coil 2 and the non-contact charging coil 3 can be arranged close to each other, the degree of freedom in designing the NFC coil 2 is high.
  • the printed wiring board 6 has a ground electrode 61 that extends in a planar shape.
  • the magnetic sheet 4 is interposed between the main part of the non-contact charging coil 3 and the NFC coil 2 and the ground electrode 61. Intervene. Therefore, it is possible to suppress induction of eddy currents due to the non-contact charging coil and eddy currents due to the NFC coil 2 to the ground electrode 61.
  • near field communication normally requires a magnetic member together with a communication coil, but the magnetic material used as the magnetic core of the non-contact charging coil (non-contact charging coil 3) is an NFC coil. A new magnetic member for short-range wireless communication becomes unnecessary by approaching to.
  • FIG. 4 is a plan view of the antenna device 102 according to the second embodiment.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view of an electronic device 202 such as a portable terminal in which the antenna device 102 is incorporated
  • FIG. 5B is a cross-sectional view of the antenna device 102 portion, which is indicated by a broken line shown in FIG. It is sectional drawing of the enclosed part.
  • the antenna device 102 of the present embodiment includes a power feeding coil 1, an NFC coil 2, a non-contact charging coil 3, and a magnetic sheet 4. As shown in FIG. 5A, the antenna device 102 is configured in the housing 8. A printed wiring board 6 and a battery pack 81 are incorporated in the housing 8. A display 82 with a touch panel is provided on the display / operation surface of the electronic device 202.
  • the feeding coil 1 is mounted on the printed wiring board 6.
  • the NFC coil 2 and the non-contact charging coil 3 are formed on the upper surface of the base sheet 5.
  • a magnetic material sheet 4 is provided at a position overlapping a part of the NFC coil 2 and the non-contact charging coil 3 in a plan view.
  • the main part of the NFC coil 2 forms a rectangular spiral portion on the upper surface of the magnetic material sheet 4.
  • the remaining portion of the NFC coil 2 is drawn out in the vicinity of the feeding coil 1 at a position that does not overlap the magnetic sheet 4.
  • the NFC coil 2 has a resonance capacitor 7 connected to both ends.
  • the NFC coil 2 and the resonance capacitor 7 constitute a resonance circuit, and resonates at or near the frequency (13.56 MHz) of the short-range wireless communication signal.
  • the non-contact charging coil 3 forms a spiral portion on the upper surface of the magnetic material sheet 4. A part of the non-contact charging coil 3 is wired to a position where the pin terminal 62 contacts.
  • the printed wiring board 6 is mounted with an IC 63 for short-range wireless communication, an IC 64 for non-contact charging, and passive components 65 and 66 such as a chip capacitor and a chip inductor.
  • the power supply coil 1 is connected to a short-range wireless communication circuit including the short-range wireless communication IC 63.
  • a pin terminal 62 is connected to a non-contact charging circuit including the non-contact charging IC 64.
  • Enumerating the characteristic configuration of the antenna device 101 of the present embodiment is as follows.
  • the non-contact charging coil 3 overlaps the NFC coil 2, and the feeding coil 1 is closer to the NFC coil 2 than the non-contact charging coil 3 at the shortest distance.
  • the magnetic sheet 4 overlaps the non-contact charging coil 3 and the NFC coil 2 in plan view.
  • the power supply coil 1 has a magnetic core and a coil conductor wound around the magnetic core, and the coil winding axis direction of the coil conductor is the coil winding axis direction of the NFC coil 2 Intersects.
  • the power feeding coil 1 is disposed outside the non-contact charging coil 3 in plan view.
  • FIG. 6A is a diagram showing a state of coupling with the communication partner side coil 302 provided in the communication partner device 300 that performs short-range communication.
  • the communication counterpart coil 302 is a spiral coil.
  • the NFC coil 2 faces the communication counterpart coil 302.
  • a broken line ⁇ 2 conceptually represents the magnetic flux contributing to the coupling between the communication counterpart coil 302 and the NFC coil 2.
  • the NFC coil 2 is coupled to the feeding coil 1 via a magnetic field at a portion of the NFC coil 2 that is drawn outward from the magnetic sheet 4 in plan view.
  • a broken line ⁇ 1 conceptually represents the magnetic flux contributing to the coupling.
  • FIG. 6B is a diagram showing a state of coupling with the charging base side coil 403 provided in the charging base 400.
  • the charging stand side coil 403 is a spiral coil.
  • the non-contact charging coil 3 faces the charging stand side coil 403.
  • a broken line ⁇ 3 conceptually represents the magnetic flux contributing to the coupling between the charging base side coil 403 and the non-contact charging coil 3. Since the feeding coil 1 is located away from the non-contact charging coil 3, the feeding coil 1 is located away from the charging stand side coil 403. Therefore, the feeding coil 1 is not unnecessarily coupled to the charging base side coil 403, and the magnetic field for non-contact charging does not adversely affect the short-range wireless communication circuit.
  • the battery pack 81 shown in FIG. 5A is a power source for a circuit including a short-range wireless communication circuit.
  • the non-contact charging circuit includes a charging circuit that charges the battery pack 81 with electric power induced in the non-contact charging coil 3.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the antenna device 103 according to the third embodiment.
  • the antenna device 103 according to the present embodiment includes a feeding coil 1, an NFC coil 2, a non-contact charging coil 3, and a magnetic sheet 4.
  • the feeding coil 1 is mounted on the printed wiring board 6.
  • the NFC coil 2 and the non-contact charging coil 3 are formed on the surface of the base sheet 5.
  • a magnetic material sheet 4 is provided at a position overlapping the main part of the NFC coil 2 and the non-contact charging coil 3 in a plan view.
  • the feeding coil 1 is mounted on the lower surface of the printed wiring board 6.
  • the configurations of the NFC coil 2 and the non-contact charging coil 3 are basically the same as those shown in the first embodiment.
  • the main part of the NFC coil 2 forms a rectangular spiral part on the upper surface of the magnetic sheet 4, and the remaining part is drawn out to the vicinity of the power feeding coil 1.
  • the main part of the non-contact charging coil forms a spiral part on the upper surface of the magnetic sheet 4, and the remaining part is drawn out to a position where the pin terminal 62 contacts.
  • the feeding coil 1 is mounted on the lower surface of the printed wiring board 6 as in the present embodiment, it can be combined with the NFC coil.
  • the power feeding coil 1 is further separated from the charging base coil facing the non-contact charging coil 3, and thus the unnecessary coupling between the charging base coil and the power feeding coil 1 is performed. Can be suppressed.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of an antenna device 104A according to the fourth embodiment
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of another antenna device 104B according to the fourth embodiment
  • FIG. 10 is still another view according to the fourth embodiment. It is sectional drawing of 104 C of antenna apparatuses.
  • the printed wiring board 6 is provided with a shield member 67 having conductivity such as a metal plate. Any shield member 67 is electrically connected to the ground electrode 61 in order to function as an electrostatic shield.
  • Other structures are the same as those of the antenna device shown in FIG.
  • the shield member 67 is only to function as an electromagnetic shield, it is not necessary to electrically connect the shield member 67 to the ground electrode 61. Further, the shield member 67 spreads perpendicularly to the direction in which the non-contact charging coil 3 and the power feeding coil 1 face each other in order to prevent the non-contact charging coil 3 and the power feeding coil 1 from being coupled to each other. It is preferable to have a surface.
  • the shield member 67 is disposed between the feeding coil 1 and the non-contact charging coil 3. Therefore, the feeding coil 1 is electromagnetically shielded against the magnetic flux that is coupled to the charging base side coil and passes through the non-contact charging coil 3.
  • the shield member 67 is disposed in the vicinity of the power feeding coil 1 and on the side farther from the power feeding coil 1 when viewed from the non-contact charging coil 3. Even with this configuration, the shield member 67 can suppress the magnetic flux passing through the non-contact charging coil 3 from going through the feeding coil 1.
  • shield members 67 are disposed on both sides of the coil opening of the feeding coil 1. Therefore, unnecessary coupling of the feeding coil 1 with the charging stand side coil and the non-contact charging coil 3 is suppressed.
  • the shield member 67 having conductivity is provided.
  • the shield member 67 is disposed for other purposes (for example, a shield member that covers the IC), and has conductivity such as a battery pack. Any member that blocks unnecessary coupling between the power feeding coil 1 and the non-contact charging coil 3 can be used as the shield member 67 of the present embodiment.
  • the shield member 67 having conductivity is provided to electromagnetically shield the power feeding coil 1 and the non-contact charging coil 3.
  • the shield member 67 only functions as a magnetic shield.
  • the shield member 67 may be a magnetic member and does not need to have conductivity.
  • FIG. 11A is a plan view of the antenna device 105 according to the fifth embodiment
  • FIG. 11B is a cross-sectional view of the antenna device 105.
  • the NFC coil 2 is formed on the surface of the base sheet 5A.
  • the non-contact charging coil 3 is formed on the surface of the base sheet 5B.
  • a slit-like opening is formed in the base sheet 5A, and a rectangular spiral NFC coil 2 is formed around the opening.
  • a base material sheet 5B is attached to the upper surface of the magnetic material sheet 4, and the magnetic material sheet 4 and the base material sheet 5B are inserted into the opening of the base material sheet 5A.
  • the feeding coil 1 is mounted on the printed wiring board 6. The feeding coil 1 is disposed at a position close to a part of the NFC coil 2.
  • FIG. 11 (A) the illustration of the resonance capacitor connected to the NFC coil 2 and the connection terminal drawn from the non-contact charging coil 3 is omitted.
  • the feeding coil 1 and the NFC coil 2 can be coupled without forming a special lead pattern on the NFC coil 2.
  • the magnetic sheet 4 is inserted into the coil opening of the NFC coil 2, the degree of coupling between the NFC coil 2 and the communication counterpart coil increases, and even if the occupation area of the NFC coil 2 is small. Desired communication characteristics can be obtained.
  • FIG. 12A is a plan view of the antenna device 106 according to the sixth embodiment
  • FIG. 12B is a cross-sectional view of the antenna device 106.
  • the second embodiment is different from the antenna device shown in FIGS. 4 and 5B in that the magnetic sheet 4A is provided.
  • the magnetic sheet 4 ⁇ / b> A is affixed to the base material sheet 5 in a positional relationship in which the lead portion of the NFC coil 2 is sandwiched between the magnetic sheet 4 ⁇ / b> A and the power feeding coil 1.
  • the magnetic flux ⁇ 1 contributing to the coupling between the feeding coil 1 and the NFC coil 2 passes through the magnetic sheet 4A in the vicinity of the lead-out portion of the NFC coil 2, so that the coupling degree between the feeding coil 1 and the NFC coil 2 is high. high.
  • FIG. 13A is a plan view of the antenna device 107 according to the seventh embodiment
  • FIG. 13B is a cross-sectional view of the antenna device 107.
  • the antenna device shown in FIGS. 4 and 5B in the second embodiment in that a slit-like opening is formed in the base material sheet 5 and the magnetic material sheet 4 is inserted in the opening. Is different.
  • the NFC coil 2 and the non-contact charging coil 3 are formed on the surface of the base sheet 5.
  • a slit-like opening is formed in the base material sheet 5, and the protruding portion of the magnetic sheet 4 is inserted into the opening.
  • the magnetic sheet 4 is located in a lower portion of the main part of the NFC coil 2 and the non-contact charging coil 3 at a position overlapping the main part of the NFC coil 2 and the non-contact charging coil 3 in plan view. Further, in the vicinity of the feeding coil 1, the magnetic sheet 4 has a positional relationship in which the feeding portion of the NFC coil 2 is sandwiched between the feeding coil 1 and the magnetic sheet 4.
  • the magnetic flux ⁇ 1 contributing to the coupling between the power feeding coil 1 and the NFC coil 2 passes through the magnetic material sheet 4, and the degree of coupling between the power feeding coil 1 and the NFC coil 2 is high.
  • FIG. 14A is a plan view of the antenna device 108 according to the eighth embodiment
  • FIG. 14B is a cross-sectional view of the antenna device 108.
  • the coil winding axis of the coil conductor of the feeding coil 1 is indicated by a one-dot chain line.
  • the feeding coil 1 is arranged so that the winding shaft passes outside the non-contact charging coil 3.
  • the NFC coil 2 is disposed so as to go around the outside of the magnetic sheet 4 in a plan view.
  • the entire power supply coil 1 has a rectangular spiral shape, and the power supply coil 1 is close to a part thereof.
  • the non-contact charging coil 3 has an elliptical spiral shape. Other configurations are the same as those of the antenna device shown in FIG.
  • FIG. 15A is a plan view of the antenna device 109 according to the ninth embodiment
  • FIG. 15B is a cross-sectional view of the antenna device 109.
  • a circular magnetic sheet 4A that overlaps the non-contact charging coil 3 in a plan view
  • an annular magnetic sheet 4B that overlaps the NFC coil 2 in a plan view are provided.
  • the main part of the NFC coil 2 is formed in a spiral shape concentric with the non-contact charging coil.
  • the feeding coil 1 is arranged so that the winding axis (one-dot chain line) of the coil conductor of the feeding coil 1 passes outside the non-contact charging coil 3.
  • Other configurations are the same as those of the antenna device shown in FIG.
  • magnetic sheets suitable for the non-contact charging coil and the NFC coil can be stacked. That is, a low-loss magnetic material sheet can be used for the magnetic sheet 4A, and a low-loss magnetic material sheet can be used for the magnetic sheet 4B.
  • the outer size of the non-contact charging coil 3 may be larger than the outer size of the NFC coil 2. That is, the non-contact charging coil 3 may be disposed outside the NFC coil 2.
  • FIG. 16A is a plan view of the antenna device 110 according to the tenth embodiment
  • FIG. 16B is a cross-sectional view of the antenna device 110.
  • the NFC coil 2 is formed on the surface of the base sheet 5A.
  • the non-contact charging coil 3 is formed on the surface of the base sheet 5B.
  • the center of gravity of the coil opening of the NFC coil 2 is shifted from the center of gravity of the coil opening of the non-contact charging coil 3 in plan view.
  • the “center of gravity” here is the geometric center of gravity of the coil opening, and is not the center of gravity of the magnetic flux considering the magnetic flux density in the coil opening.
  • the position (hot spot) having the highest degree of coupling at the position facing the communication partner coil during short-range wireless communication is near the center of gravity of the coil opening of the NFC coil 2.
  • the position (hot spot) having the highest degree of coupling at the position facing the charging base coil at the time of non-contact charging is near the center of gravity of the coil opening of the non-contact charging coil 3. According to this embodiment, these two hot spots can be set individually.
  • the feeding coil 1 is arranged at a position further away from the non-contact charging coil 3. Therefore, unnecessary coupling between the feeding coil 1 and the non-contact charging coil 3 can be further suppressed.
  • the winding axis of the feeding coil 1 extends in the circumferential direction of the winding axis of the non-contact charging coil 3, the coupling between the feeding coil 1 and the non-contact charging coil 3 is further improved. Can be suppressed.
  • FIG. 17A is a plan view of the antenna device 111 according to the eleventh embodiment
  • FIG. 17B is a cross-sectional view of the antenna device 111.
  • a slit-like opening is formed in the base sheet 5, and the magnetic sheet 4 is inserted into the opening.
  • the center of gravity of the coil opening of the NFC coil 2 is shifted from the center of gravity of the coil opening of the non-contact charging coil 3 in plan view. Therefore, a hot spot for short-range wireless communication and a hot spot for contactless charging can be set individually.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the main part of the antenna device 112 according to the twelfth embodiment.
  • the NFC coil 2 is formed on the inner surface of the housing 8.
  • the casing 8 is a molded body of engineering plastic, and the NFC coil 2 is formed by, for example, a Laser Direct Structuring (LDS) method.
  • the non-contact charging coil 3 is a winding coil that is formed in a ring shape by winding a copper wire a predetermined number of times, and is mounted on the base sheet 5.
  • the NFC coil that requires a relatively small number of turns may be formed integrally with the housing. Further, the non-contact charging coil 3 that needs to be wound more than the NFC coil may be formed of a wound coil. With these configurations, an antenna device with a small occupation area can be configured.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of a main part of an antenna device 113 according to the thirteenth embodiment.
  • the NFC coil 2 and the non-contact charging coil 3 are formed on the upper surface of the base sheet 5.
  • a magnetic material sheet 4 is affixed at a position overlapping the main part of the NFC coil 2 and the non-contact charging coil 3 in plan view.
  • a magnetic sheet 4A is affixed to the upper surface of the lead portion of the NFC coil 2.
  • the base material sheet 5 and the magnetic material sheet 4 are provided along the upper surface of the metal member 83.
  • the feeding coil 1 is mounted on the lower surface of the printed wiring board 6 at a position close to the lead portion of the NFC coil 2.
  • the printed wiring board 6 is provided with pin terminals 62, and the two terminals of the non-contact charging coil are connected to the pin terminals.
  • the metal member 83 which is an example of a conductive member is interposed between the non-contact charging coil 3 and the power feeding coil 1, the non-contact charging coil 3 and the power feeding coil 1 Is more reliably prevented.
  • the feeding coil 1 is disposed on the surface opposite to the surface facing the NFC coil 2 of the printed wiring board 6.
  • the ground electrode 61 extending in a planar shape is disposed in the printed wiring board 6, but in the present embodiment, the ground electrode 61 is not disposed.
  • the conductive member functioning as an electromagnetic shield such as the ground electrode 61 is not arranged between the power supply coil 1 and the NFC coil 2
  • the power supply coil 1 is the NFC coil of the printed wiring board 6. You may arrange
  • FIG. 20 is an exploded perspective view of the NFC coil of the present embodiment.
  • the NFC coil includes a base sheet 5, an insulator base 52, a first coil 2A, and a second coil 2B.
  • Each of the first coil 2A and the second coil 2B is a conductor patterned in a rectangular spiral shape, and is patterned so as to be capacitively coupled in a state where a current flows in the same direction in plan view.
  • the two coil conductors are patterned so that when a clockwise current flows through one coil conductor in a plan view from the same direction, a current flows clockwise through the other coil conductor.
  • the NFC coil of the present embodiment includes an inductance component of the first coil 2A and the second coil 2B, and a capacitance component generated between the first coil 2A and the second coil 2B, thereby forming an LC resonance circuit. . Therefore, for example, the capacitor 7 as a mounting component as shown in FIG.
  • both ends of the spiral coil may be opposed to each other, and a capacitance may be generated therebetween. Further, by forming a spiral coil on one main surface side of the insulator base material and forming only a capacitance forming electrode without forming a coil on the other main surface side, the spiral coil and electrode A capacity may be generated between the two.
  • the NFC in the 13.56 MHz band is given as an example of the short-range wireless communication system, but it can also be applied to a communication system of 5 MHz or less, for example.
  • the short-range wireless communication system is the first transmission system and the non-contact charging system is the second transmission system.
  • the present invention can also be applied to a configuration in which the wireless communication system is a second transmission system.
  • the non-contact charging system coil and the capacitor function as a band-pass filter of the non-contact charging system. Since the transmission frequency band of the short-range wireless communication system and the transmission frequency band of the contactless charging system are different, the band-pass filter blocks the signal of the short-range wireless communication system. Thus, it is possible to prevent the short-range wireless communication from being disturbed by the energy of the signal of the short-range wireless communication system transmitted from the antenna device to the other party being taken by the circuit on the non-contact charging system side.
  • a non-contact charging system has been given as a wireless power transmission system.
  • the present invention is not limited to charging a secondary battery, but can be similarly applied to a system that wirelessly transmits power.
  • shield member 7 ... resonant capacitor 8 ... casing 81 ... battery pack 82 ... display 83 ... metal members 101-103 ... antenna devices 104A, 104B, 104C ... antenna devices 105-113 ... antenna device 202 ... Electronic device 300 ... Communication counterpart device 302 ... Communication counterpart coil 400 ... Charging base 403 ... Charging base coil

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Abstract

　近距離無線通信回路が接続される給電コイル（１）と、通信相手のアンテナコイルおよび給電コイル（１）に対して磁界を介して結合し、近距離無線通信信号の周波数で共振する近距離無線通信用コイル（２）と、非接触充電用制御回路に接続され、非接触充電用相手側コイルと結合する非接触充電用コイル（３）と、を有し、給電コイル（１）および非接触充電用コイル（３）は同一平面または互いに近接する平面に設けられ、平面視で、非接触充電用コイル（３）は近距離無線通信用コイル（２）に重なり、最短距離で、給電コイル（１）は非接触充電用コイル（３）より近距離無線通信用コイル（２）に近い位置にある。

Description

アンテナ装置および電子機器
　本発明は、非接触充電用コイルと近距離無線通信用コイル等、異なるシステムのためのコイルを複数有するアンテナ装置およびそれを備えた電子機器に関する。
　携帯端末機器などの通信装置にＨＦ（13.56MHz）帯の電波を利用するＮＦＣ（Near Field Communication）用のコイルと、非接触充電用のコイルとを備えたモジュールが特許文献１，２に示されている。
　特許文献１に示されているモジュールは、いずれも矩形スパイラル状の非接触充電用コイルおよびＮＦＣ用コイルを同心関係で重ねたものである。
　特許文献２に示されているモジュールは、非接触充電用コイルとＮＦＣ用コイルとを、各コイル軸が直交する関係で配置したものである。
特開２０１３－１２１２４８号公報 特開２０１３－１６９１２２号公報
　特許文献１に示されているモジュールでは、非接触充電用コイルとＮＦＣ用コイルとが同軸で且つコイル導体同士が近接配置されているので、両コイルの結合による、非接触充電回路とＮＦＣ回路との干渉が懸念される。
　特許文献２に示されているモジュールでは、非接触充電用コイルとＮＦＣ用コイルとは、各コイル軸が直交するように配置されているので、各コイルは結合しにくい。そのため、非接触充電の回路とＮＦＣの回路との干渉が生じにくい。しかし、ＮＦＣ用コイルの形状や巻き方に制約があり、大型化（高背化）しやすく、設計の自由度が低いという問題がある。
　本発明の目的は、非接触充電および近距離無線通信等、異なる複数の無線伝送システムに用いられるアンテナ装置を大型化することなく、異なる無線伝送システム間の相互干渉を抑制したアンテナ装置およびそれを備えた電子機器を提供することにある。
（１）本発明のアンテナ装置は、
　第１無線伝送システム用回路が接続される給電コイルと、第１無線伝送システムにおける伝送相手のアンテナコイルおよび前記給電コイルに対して磁界を介して結合し、第１無線伝送システムの伝送周波数で共振する第１無線伝送システム用コイルと、第２無線伝送システム回路に接続され、第２無線伝送システムにおける伝送相手のアンテナコイルと磁界を介して結合する第２無線伝送システム用コイルと、を有し、
　平面視で、前記第２無線伝送システム用コイルのコイル開口と前記第１無線伝送システム用コイルのコイル開口とは少なくとも一部で重なり、
　前記第１無線伝送システム用コイルは前記給電コイルと磁界を介して結合する結合部を有し、
　前記第１無線伝送システム用コイルの結合部と前記給電コイルとの最短距離は、前記給電コイルと前記第２無線伝送システム用コイルとの最短距離よりも短い、
ことを特徴とする。
　上記構成により、第２無線伝送システム用コイルと第１無線伝送システム用コイルとは結合するとしても、第２無線伝送システム用コイルと給電コイルとは結合しない配置にできる。よって、第２無線伝送システムと第１無線伝送システムとの相互干渉を抑制することができる。
（２）上記（１）において、平面視で前記第２無線伝送システム用コイルに重なる磁性体シートを備えることが好ましい。この構成により、第２無線伝送システム用コイルと他の導体部との不要な磁界結合が磁性体シートにより抑制され、他の導体部に渦電流が生じるのを抑制できる。
（３）上記（２）において、前記磁性体シートは第１無線伝送システム用コイルに近接し、第１無線伝送システム用コイルは、少なくともその一部が磁性体シートの近接範囲外にあり、給電コイルは、磁性体シートの近接範囲外で第１無線伝送システム用コイルの結合部と磁界結合する位置に配置されていることが好ましい。この構成により、第１無線伝送システム用コイルと他の導体部との不要な磁界結合が磁性体シートにより抑制され、他の導体部に渦電流が生じるのを抑制できる。
（４）上記（１）～（３）のいずれかにおいて、平面視で、前記給電コイルは第２無線伝送システム用コイルの外側に配置されていることが好ましい。このことにより、給電コイルと第２無線伝送システム用コイルとの不要結合を抑制できる。
（５）上記（４）において、前記給電コイルは、磁性体コアと、当該磁性体コアの周囲に巻回されたコイル導体とを有し、平面視で、給電コイルは、コイル導体の巻回軸が第２無線伝送システム用コイルの外側を通るように配置されていることが好ましい。このことにより、給電コイルと第２無線伝送システム用コイルとの不要結合をより抑制できる。
（６）上記（１）～（３）のいずれかにおいて、平面視で、前記給電コイルは第２無線伝送システム用コイルの内側に配置されていることが好ましい。この構成により、アンテナ装置の占有面積を縮小化できる。
（７）上記（６）において、平面視で、給電コイルは第２無線伝送システム用コイルのコイル巻回軸と重なる位置に配置されていることが好ましい。このことにより、給電コイルと第２無線伝送システム用コイルとの不要結合を、より抑制できる。
（８）上記（２）または（３）において、第１無線伝送システム用コイルの結合部は、第２無線伝送システム用コイルから見て磁性体シートの裏側にあることが好ましい。この構成により、給電コイルと第２無線伝送システム用コイルとの不要結合をより抑制できる。
（９）上記（１）において、平面視で第２無線伝送システム用コイルおよび第１無線伝送システム用コイルに重なる磁性体シートを備え、平面視で、給電コイルは、第２無線伝送システム用コイルの外側に配置されていて、磁性体シートは、平面視で第２無線伝送システム用コイルと重なる領域では、第２無線伝送システム用コイルに対して第２無線伝送システム用の相手側コイルとは反対側に配置され、第１無線伝送システム用コイルの結合部では、第１無線伝送システム用コイルに対して給電コイルとは反対側に配置されることが好ましい。この構成により、給電コイルと第１無線伝送システム用コイルとの結合度を高めることができる。また、給電コイルと第２無線伝送システム用コイルとの不要結合を抑制できる。
（１０）上記（１）～（９）のいずれかにおいて、給電コイルと第２無線伝送システム用コイルとの間に、導電性部材または磁性部材が配置されていることが好ましい。これにより、給電コイルと第２無線伝送システム用コイルとの不要結合をより抑制できる。
（１１）上記（１）～（１０）のいずれかにおいて、第１無線伝送システム用コイルおよび第２無線伝送システム用コイルは基板の同一主面上に設けられていることが好ましい。この構成により、部材の構成要素が削減され、薄型化、低コスト化できる。
（１２）上記（１１）において、基板は第２無線伝送システム用コイルの外側で折り返されていて、第１無線伝送システム用コイルの結合部は、基板の折り返しに伴って、第２無線伝送システム用コイルの形成面とは反対側に配置されていることが好ましい。この構成により、アンテナ装置の占有面積を縮小化でき、且つ、第２無線伝送システム用コイルと給電コイルとの不要結合が抑制できる。
（１３）上記（１）～（１２）のいずれかにおいて、前記第１無線伝送システムの伝送周波数帯と、前記第２無線伝送システムの伝送周波数帯は異なることが好ましい。
（１４）上記（１）～（１２）のいずれかにおいて、前記第１無線伝送システムおよび前記第２無線伝送システムは、例えば一方が近距離無線通信システムであり、他方が非接触充電システムである。
（１５）本発明の電子機器は、上記（１４）に記載のアンテナ装置と、前記近距離無線通信システムの回路を含む回路に対する電源である二次電池と、前記非接触充電システム用のコイルに誘導される電力で前記二次電池を充電する非接触充電用制御回路と、を備えたことを特徴とする。
　本発明によれば、第１無線伝送システム用コイルを13.56MHz付近で共振させることによって、共振の選択効果により、周波数の異なる第２無線伝送システムの信号（例えば1MHz／7MHz）が、給電コイルに伝わりにくくなる。また、給電コイルと第１無線伝送システム用コイルとは直結（直流的接続）ではなく、磁界を介しての結合であって、しかも、第１無線伝送システム用コイルと第２無線伝送システム用コイルとは結合するが、第２無線伝送システム用コイルと給電コイルとは殆ど結合しないので、第１無線伝送システムとして十分に機能させつつも、第２無線伝送システムと第１無線伝送システムの干渉を防ぐことができる。さらに、第１無線伝送システム用コイルと第２無線伝送システム用コイルとは近接配置できるため、第１無線伝送システム用コイルの設計上の自由度が高い。
図１（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１の平面図、図１（Ｂ）はアンテナ装置１０１の断面図である。 図２は給電コイル１の分解斜視図である。 図３は給電コイル１の断面図である。 図４は第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２の平面図である。 図５（Ａ）はアンテナ装置１０２が組み込まれた携帯端末等の電子機器２０２の断面図、図５（Ｂ）はアンテナ装置１０２部分の断面図であり、図５（Ａ）に示す破線で囲んだ部分の断面図である。 図６（Ａ）は近距離通信を行う通信相手装置３００に設けられている通信相手側コイル３０２との結合の様子を示す図である。図６（Ｂ）は充電台４００に設けられている充電台側コイル４０３との結合の様子を示す図である。 図７は第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３の断面図である。 図８は第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４Ａの断面図である。 図９は第４の実施形態に係る別のアンテナ装置１０４Ｂの断面図である。 図１０は第４の実施形態に係るさらに別のアンテナ装置１０４Ｃの断面図である。 図１１（Ａ）は第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５の平面図、図１１（Ｂ）はアンテナ装置１０５の断面図である。 図１２（Ａ）は第６の実施形態に係るアンテナ装置１０６の平面図、図１２（Ｂ）はアンテナ装置１０６の断面図である。 図１３（Ａ）は第７の実施形態に係るアンテナ装置１０７の平面図、図１３（Ｂ）はアンテナ装置１０７の断面図である。 図１４（Ａ）は第８の実施形態に係るアンテナ装置１０８の平面図、図１４（Ｂ）はアンテナ装置１０８の断面図である。 図１５（Ａ）は第９の実施形態に係るアンテナ装置１０９の平面図、図１５（Ｂ）はアンテナ装置１０９の断面図である。 図１６（Ａ）は第１０の実施形態に係るアンテナ装置１１０の平面図、図１６（Ｂ）はアンテナ装置１１０の断面図である。 図１７（Ａ）は第１１の実施形態に係るアンテナ装置１１１の平面図、図１７（Ｂ）はアンテナ装置１１１の断面図である。 図１８は第１２の実施形態に係るアンテナ装置１１２の主要部の断面図である。 図１９は第１３の実施形態に係るアンテナ装置１１３の主要部の断面図である。 図２０は第１４の実施形態に係るアンテナ装置が備えるＮＦＣ用コイルの分解斜視図である。
　以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
　本発明は、異なる複数の無線伝送システムに用いられるアンテナ装置およびそれを備えた電子機器に関する発明である。複数の無線伝送システムのうち、第１、第２の無線伝送システムの組み合わせ例は次のとおりである。
（１）
　第１伝送システム：近距離無線通信システム
　第２伝送システム：ワイヤレス電力伝送システム
（２）
　第１伝送システム：ワイヤレス電力伝送システム
　第２伝送システム：近距離無線通信システム
（３）
　第１伝送システム：第１近距離無線通信システム
　第２伝送システム：第２近距離無線通信システム
　以降に示す各実施形態では、第１の無線伝送システムが近距離無線通信システム、第２の無線伝送システムがワイヤレス電力伝送システムである例を示す。
《第１の実施形態》
　図１（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１の平面図、図１（Ｂ）はアンテナ装置１０１の断面図である。
　本実施形態のアンテナ装置１０１は、給電コイル１と、ＮＦＣ用コイル２と、非接触充電用コイル３と、磁性体シート４とを備えている。ＮＦＣ用コイル２は本発明に係る「第１無線伝送システム用コイル」に相当する。ＮＦＣ用コイルは、例えば13.56MHz帯を利用するＮＦＣの通信用コイルである。また、非接触充電用コイル３は本発明に係る「第２無線伝送システム用コイル」に相当する。非接触充電用コイル３は、例えば110kHz～205kHzを利用するWPC(Wireless Power Consortium）のQi（登録商標）や、6.78MHz帯を利用するA4WP（Alliance for Wireless Power）のRezence（登録商標）のコイルである。
　給電コイル１はプリント配線板６に実装されている。ＮＦＣ用コイル２および非接触充電用コイル３は基材シート５の表面に形成されている。基材シート５は磁性体シート４を包むように、磁性体シート４の２辺で折り返されている。基材シート５は例えばPET樹脂シートやLCP樹脂シート、ポリイミドシートである。磁性体シート４は、例えばフェライト粉などの磁性体粉と樹脂材との混合体が矩形板状に成形されたもの、または小片化された焼結磁性体が矩形板状に成形されたものである。
　ＮＦＣ用コイル２は、上記基材シート５の折り返しによって、一部が上面から下面に折り返されている。ＮＦＣ用コイル２の主要部は、磁性体シート４の上面で矩形スパイラル状部分を形成している。ＮＦＣ用コイル２の残りの部分は、磁性体シート４の下面で給電コイル１の近傍にまで引き出されている（配線されている）。
　ＮＦＣ用コイル２は、両端に共振キャパシタ７が接続されている。このＮＦＣ用コイル２と共振キャパシタ７とで共振回路が構成されていて、近距離無線通信信号の周波数（13.56MHz）またはその付近で共振する。
　非接触充電用コイル３は、上記基材シート５の折り返しによって、一部が上面から下面に折り返されている。非接触充電用コイル３は磁性体シート４の上面でスパイラル状部分を形成している。非接触充電用コイル３の両端は接続端子３１として引き出されている。磁性体シート４の下面でピン端子６２は上記接続端子３１に当接し、直結（直流的接続）している。
　プリント配線板６には近距離無線通信回路が設けられていて、この近距離無線通信回路に給電コイル１が接続されている。また、プリント配線板６には非接触充電用回路が設けられていて、この回路にピン端子６２が接続されている。
　図２は給電コイル１の分解斜視図、図３はその断面図である。給電コイル１は、複数のシート１０ａ～１０ｉが積層された多層基板１０と、この多層基板１０に形成されたコイル導体とを備えている。図２では上下の非磁性体層１０ａ，１０ｉは図示を省略している。磁性体シート１０ｂの下面にはコイル導体の複数の第１線条部１１が形成されている。磁性体シート１０ｈの上面にはコイル導体の複数の第２線条部１２が形成されている。磁性体シート１０ｂ～１０ｈにはコイル導体の複数のビア導体（層間接続導体）が形成されている。これらの線条部１１，１２およびビア導体によって、横置きの扁平角筒に沿ったヘリカル状のコイル導体を備えた給電コイル１が構成されている。
　本実施形態のアンテナ装置１０１の特徴的な構成を列挙すると、次のとおりである。
・平面視で、非接触充電用コイル３はＮＦＣ用コイル２に重なり、最短距離で、給電コイル１は非接触充電用コイル３よりＮＦＣ用コイル２に近い位置にある。なお、給電コイル１とＮＦＣ用コイル２との最短距離は、ＮＦＣ用コイル２を構成するコイル導体のうち、給電コイル１に最も近い部分（図１（Ｂ）では磁性体シート４の下面に位置する部分）から給電コイル１までの距離である。給電コイル１と非接触充電用コイル３との最短距離は、非接触充電用コイル３を構成するコイル導体のうち、給電コイル１に最も近い部分から給電コイル１までの距離である。
・磁性体シート４は、平面視で非接触充電用コイル３およびＮＦＣ用コイル２に重なる。
・給電コイル１は、磁性体コアと、この磁性体コアの周囲に巻回された形状のコイル導体とを有し、コイル導体のコイル巻回軸方向はＮＦＣ用コイル２のコイル巻回軸方向と交差している。
・平面視で、給電コイル１は非接触充電用コイル３の内側に配置されている。
・平面視で、給電コイル１は非接触充電用コイル３の中心軸と重なる位置に配置されている。
・ＮＦＣ用コイル２と給電コイル１との結合部は、非接触充電用コイル３から見て磁性体シート４の裏側にある。
　図１に表れているように、ＮＦＣ用コイル２のうち、磁性体シート４の下面に配線された部分で、ＮＦＣ用コイル２は給電コイル１と磁界を介して結合する。図１（Ｂ）において破線φ１は、上記結合に寄与する磁束を概念的に表している。
　ＮＦＣ用コイル２は通信相手のアンテナコイルと磁界結合する。同様に、非接触充電用コイル３は非接触充電用相手側コイルと磁界結合する。図１（Ｂ）において破線φ２，φ３はこれらの結合に寄与する磁束を概念的に表している。
　次に、近距離無線通信のためのコイルを、ＮＦＣ用コイル２と、それに結合する給電コイル１とで構成し、給電コイル１を非接触充電用コイルから離したことによる効果、ＮＦＣ用コイルが近距離無線通信の周波数で共振することによる効果について示す。但し、確認実験のため、ＮＦＣ用コイル２が非接触充電用コイル３に意図的に結合しやすくなるように、外形35mmの非接触充電用コイルのサイズに合わせて、外形35mmで４ターンのＮＦＣ用コイル２を作成し、これを非接触充電用コイル３に重ねた。
［確認実験１］
　非接触充電の磁界による近距離無線通信回路系への影響を確認する実験を行った。
　先ず、非接触充電用コイルとの結合により誘起されるＮＦＣ用コイル両端の電圧を測定した。非接触充電に使用される磁界の周波数を200kHzとし、ＮＦＣ用コイルを共振させないとき、ＮＦＣ用コイルの両端電圧は9.56Vであり、非常に高い電圧が誘起された。次に、ＮＦＣ用コイルに共振キャパシタを接続して、共振周波数を13.56MHzとし給電コイルに誘起される電圧を測定すると、2.44Vと十分低い値であった。
［確認実験２］
　ＮＦＣ用コイルが近接していることによる非接触充電回路系への影響を確認する実験を行った。
　先ず、ＮＦＣ用コイルを非接触充電用コイルに貼付する前に非接触充電用コイルに誘起される電圧は22.05Vであり、両端開放状態にしたＮＦＣ用コイルを非接触充電用コイルに貼付したときに非接触充電用コイルに誘起される電圧は22.36Vであった。この状態で、ＮＦＣ用コイルに共振キャパシタを接続して、共振周波数を13.56MHzに設定すると、非接触充電用コイルに誘起される電圧は22.40Vであった。さらに、ＮＦＣ用コイルに給電コイルを結合させたときも、非接触充電用コイルに誘起される電圧は22.40Vであった。すなわち、ＮＦＣ用コイルが近接していることによる非接触充電用コイルへの影響は殆どない。
　ちなみに、ＮＦＣ用コイルの両端に20Ωの抵抗を接続すると、非接触充電用コイルに誘起される電圧は18.80Vとなり約17%低下した。このように、非接触充電回路系はＮＦＣ用コイルのＱ値の影響を受けるが、実際には、ＮＦＣ用コイルはＬＣ共振回路を構成し、Ｑ値は高いので、問題はない。
　本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
　給電コイル１は非接触充電用コイル３の中心に配置され、且つ、給電コイル１のコイル巻回軸方向と非接触充電用コイル３のコイル巻回軸方向とは直交しているので、非接触充電用コイル３と給電コイル１とは殆ど結合しない。非接触充電用コイル３のコイル開口とＮＦＣ用コイル２のコイル開口とは重なるが、ＮＦＣ用コイル２は近距離無線通信の周波数（13.56MHz）で共振し、非接触充電用の周波数（例えば200kHz／7MHz）では共振しない。よって、非接触充電システムと近距離無線通信システムとの相互干渉は抑制できる。
　ＮＦＣ用コイル２と共振キャパシタ７とは、ＮＦＣ用信号のバンドパスフィルタとして機能する。すなわち、このバンドパスフィルタは、ＮＦＣ用信号を通過させるが、非接触充電用の信号（磁界）を阻止するため、非接触充電用送電装置（相手側）からの非接触充電用の大きな電力がＮＦＣ用のＩＣに入ることがなく、ＩＣが破壊されることが防止される。
　また、給電コイル１とＮＦＣ用コイル２とは直結（直流的接続）ではなく、磁界を介しての結合であって、しかも、ＮＦＣ用コイル２と非接触充電用コイル３とは結合するが、非接触充電用コイル３と給電コイル１とは殆ど結合しないので、近距離無線通信システムとして十分に機能させつつも、非接触充電回路と近距離無線通信回路の干渉を防ぐことができる。さらに、ＮＦＣ用コイル２と非接触充電用コイル３とは近接配置できるため、ＮＦＣ用コイル２の設計上の自由度が高い。
　また、プリント配線板６には面状に拡がるグランド電極６１が形成されているが、非接触充電用コイル３およびＮＦＣ用コイル２の主要部とグランド電極６１との間には磁性体シート４が介在している。そのため、非接触充電用コイルによる渦電流およびＮＦＣ用コイル２による渦電流がグランド電極６１に誘導されるのを抑制できる。
　また、近距離無線通信には、通常、通信用コイルと共に磁性体部材が必要になるが、非接触充電用のコイル（非接触充電用コイル３）の磁芯として使用する磁性材料がＮＦＣ用コイルに近接することで、近距離無線通信のための新たな磁性体部材が不要になる。
《第２の実施形態》
　図４は第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２の平面図である。図５（Ａ）はアンテナ装置１０２が組み込まれた携帯端末等の電子機器２０２の断面図、図５（Ｂ）はそのアンテナ装置１０２部分の断面図であり、図５（Ａ）に示す破線で囲んだ部分の断面図である。
　本実施形態のアンテナ装置１０２は、給電コイル１と、ＮＦＣ用コイル２と、非接触充電用コイル３と、磁性体シート４とを備えている。図５（Ａ）に表れているように、アンテナ装置１０２は筐体８内に構成されている。筐体８内にはプリント配線板６およびバッテリーパック８１などが組み込まれている。電子機器２０２の表示・操作面にはタッチパネル付きのディスプレイ８２が設けられている。
　給電コイル１はプリント配線板６に実装されている。ＮＦＣ用コイル２および非接触充電用コイル３は基材シート５の上面に形成されている。基材シート５の下面には、平面視でＮＦＣ用コイル２の一部および非接触充電用コイル３と重なる位置に磁性体シート４が設けられている。
　上記ＮＦＣ用コイル２および非接触充電用コイル３が形成された基材シート５と磁性体シート４とは接着されている。また、基材シート５は接着層５１を介して筐体８の内面に接着されている。
　ＮＦＣ用コイル２の主要部は、磁性体シート４の上面で矩形スパイラル状部分を形成している。ＮＦＣ用コイル２の残りの部分は、磁性体シート４とは重ならない位置で、且つ給電コイル１の近傍に引き出されている。
　図４に示すように、ＮＦＣ用コイル２は、両端に共振キャパシタ７が接続されている。このＮＦＣ用コイル２と共振キャパシタ７とで共振回路が構成されていて、近距離無線通信信号の周波数（13.56MHz）またはその付近で共振する。
　非接触充電用コイル３は磁性体シート４の上面でスパイラル状部分を形成している。非接触充電用コイル３の一部は、ピン端子６２が当接する位置にまで配線されている。
　プリント配線板６には近距離無線通信用ＩＣ６３、非接触充電用ＩＣ６４、チップキャパシタやチップインダクタ等の受動部品６５，６６が実装されている。近距離無線通信用ＩＣ６３を含む近距離無線通信回路には給電コイル１が接続されている。また、非接触充電用ＩＣ６４を含む非接触充電用回路にピン端子６２が接続されている。
　本実施形態のアンテナ装置１０１の特徴的な構成を列挙すると、次のとおりである。
・平面視で、非接触充電用コイル３はＮＦＣ用コイル２に重なり、最短距離で、給電コイル１は非接触充電用コイル３よりＮＦＣ用コイル２に近い位置にある。
・磁性体シート４は、平面視で非接触充電用コイル３およびＮＦＣ用コイル２に重なる。
・給電コイル１は、磁性体コアと、この磁性体コアの周囲に巻回された形状のコイル導体とを有し、コイル導体のコイル巻回軸方向はＮＦＣ用コイル２のコイル巻回軸方向と交差している。
・平面視で、給電コイル１は、非接触充電用コイル３の外側に配置されている。
　図６（Ａ）は近距離通信を行う通信相手装置３００に設けられている通信相手側コイル３０２との結合の様子を示す図である。通信相手側コイル３０２はスパイラル状コイルである。この通信相手側コイル３０２にＮＦＣ用コイル２が対向する。図６（Ａ）において破線φ２は通信相手側コイル３０２とＮＦＣ用コイル２との結合に寄与する磁束を概念的に表している。また、ＮＦＣ用コイル２のうち、磁性体シート４より平面視で外側に引き出された部分で、ＮＦＣ用コイル２は給電コイル１と磁界を介して結合する。図６（Ａ）において破線φ１は、上記結合に寄与する磁束を概念的に表している。
　図６（Ｂ）は充電台４００に設けられている充電台側コイル４０３との結合の様子を示す図である。充電台側コイル４０３はスパイラル状コイルである。この充電台側コイル４０３に非接触充電用コイル３が対向する。図６（Ｂ）において破線φ３は充電台側コイル４０３と非接触充電用コイル３との結合に寄与する磁束を概念的に表している。給電コイル１は非接触充電用コイル３から離れた位置にあるので、給電コイル１は充電台側コイル４０３からも離れた位置にあることになる。したがって、給電コイル１は充電台側コイル４０３と不要結合することはなく、非接触充電用の磁界が近距離無線通信用回路に悪影響を与えることはない。
　図５（Ａ）に示したバッテリーパック８１は近距離無線通信回路を含む回路に対する電源である。非接触充電回路は、非接触充電用コイル３に誘導される電力でバッテリーパック８１を充電する充電回路を備えている。
《第３の実施形態》
　図７は第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３の断面図である。本実施形態のアンテナ装置１０３は、給電コイル１と、ＮＦＣ用コイル２と、非接触充電用コイル３と、磁性体シート４とを備えている。
　給電コイル１はプリント配線板６に実装されている。ＮＦＣ用コイル２および非接触充電用コイル３は基材シート５の表面に形成されている。基材シート５の下面には、平面視でＮＦＣ用コイル２の主要部および非接触充電用コイル３と重なる位置に磁性体シート４が設けられている。給電コイル１はプリント配線板６の下面に実装されている。
　上記ＮＦＣ用コイル２および非接触充電用コイル３が形成された基材シート５と磁性体シート４とは接着されている。ＮＦＣ用コイル２および非接触充電用コイル３の構成は第１の実施形態で示したものと基本的には同じである。但し、ＮＦＣ用コイル２の主要部は、磁性体シート４の上面で矩形スパイラル状部分を形成していて、残りの部分は、給電コイル１の近傍にまで引き出されている。また、非接触充電用コイルの主要部は、磁性体シート４の上面でスパイラル状部分を形成していて、残りの部分は、ピン端子６２が当接する位置にまで引き出されている。
　本実施形態のように、給電コイル１はプリント配線板６の下面に実装されていても、ＮＦＣ用コイルと結合させることができる。給電コイル１をプリント配線板６の下面に配置することで、非接触充電用コイル３が対向する充電台側コイルから給電コイル１がより離れるので、充電台側コイルと給電コイル１との不要結合を抑制できる。
《第４の実施形態》
　図８は第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４Ａの断面図、図９は第４の実施形態に係る別のアンテナ装置１０４Ｂの断面図、図１０は第４の実施形態に係る、さらに別のアンテナ装置１０４Ｃの断面図である。
　本実施形態のアンテナ装置１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃのいずれにおいても、プリント配線板６に金属板等の導電性を有するシールド部材６７が設けられている。いずれのシールド部材６７も静電シールドとして機能させるために、グランド電極６１に電気的に接続されている。その他の構成は、図５（Ｂ）に示したアンテナ装置と同じである。
　なお、シールド部材６７を電磁シールドとして機能させるだけならば、シールド部材６７をグランド電極６１に電気的に接続する必要はない。また、シールド部材６７は、非接触充電用コイル３と給電コイル１とがより結合しないようにするために、非接触充電用コイル３と給電コイル１とが対向する方向に対して、垂直に広がる面を有することが好ましい。
　図８に示すアンテナ装置１０４Ａの例では、シールド部材６７は、給電コイル１と非接触充電用コイル３との間に配置されている。そのため、充電台側コイルと結合して非接触充電用コイル３を通過する磁束に対して給電コイル１が電磁シールドされる。
　図９に示すアンテナ装置１０４Ｂの例では、シールド部材６７は、給電コイル１の近傍で、且つ非接触充電用コイル３から見て給電コイル１より遠い側に配置されている。この構成であっても、シールド部材６７は、非接触充電用コイル３を通過する磁束が給電コイル１を抜けようとするのを抑制することができる。
　図１０に示すアンテナ装置１０４Ｃの例では、給電コイル１のコイル開口部の両側にシールド部材６７が配置されている。そのため、給電コイル１は充電台側コイルおよび非接触充電用コイル３との不要結合が抑制される。
　なお、本実施形態では、導電性を有するシールド部材６７を設けているが、他の目的で配置されているシールド部材（例えばＩＣを覆うシールド部材）や、バッテリーパック等の導電性を有し、給電コイル１と非接触充電用コイル３との不要結合を遮る部材であれば、それを本実施形態のシールド部材６７として兼用できる。
　なお、本実施形態では、給電コイル１と非接触充電用コイル３とを電磁的に遮蔽するために導電性を有するシールド部材６７を設けたが、シールド部材６７を磁気シールドとして機能させるだけならば、シールド部材６７は磁性を有する部材であってもよく、導電性を有する必要は無い。
《第５の実施形態》
　図１１（Ａ）は第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５の平面図、図１１（Ｂ）はアンテナ装置１０５の断面図である。
　ＮＦＣ用コイル２は基材シート５Ａの表面に形成されている。非接触充電用コイル３は基材シート５Ｂの表面に形成されている。基材シート５Ａにはスリット状の開口が形成されていて、その開口の周囲に矩形スパイラル状のＮＦＣ用コイル２が形成されている。磁性体シート４の上面に基材シート５Ｂが貼付されていて、この磁性体シート４および基材シート５Ｂが基材シート５Ａの上記開口に挿入されている。給電コイル１はプリント配線板６に実装されている。この給電コイル１はＮＦＣ用コイル２の一部に近接する位置に配置されている。
　なお、図１１（Ａ）においては、ＮＦＣ用コイル２に接続される共振キャパシタや非接触充電用コイル３から引き出される接続端子については図示を省略している。
　本実施形態によれば、ＮＦＣ用コイル２に特別な引き出しパターンを形成することなく、給電コイル１とＮＦＣ用コイル２とを結合させることができる。また、ＮＦＣ用コイル２のコイル開口に磁性体シート４が挿入された構造であるので、ＮＦＣ用コイル２と通信相手側コイルとの結合度が高まり、ＮＦＣ用コイル２の占有面積が小さくても所望の通信特性が得られる。
《第６の実施形態》
　図１２（Ａ）は第６の実施形態に係るアンテナ装置１０６の平面図、図１２（Ｂ）はアンテナ装置１０６の断面図である。磁性体シート４Ａを備えた点で、第２の実施形態で図４、図５（Ｂ）に示したアンテナ装置とは異なる。磁性体シート４Ａは給電コイル１との間にＮＦＣ用コイル２の引き出し部を挟む位置関係で、基材シート５に貼付されている。そのため、給電コイル１とＮＦＣ用コイル２との結合に寄与する磁束φ１はＮＦＣ用コイル２の引き出し部の近傍の磁性体シート４Ａを通るので、給電コイル１とＮＦＣ用コイル２との結合度が高い。
《第７の実施形態》
　図１３（Ａ）は第７の実施形態に係るアンテナ装置１０７の平面図、図１３（Ｂ）はアンテナ装置１０７の断面図である。基材シート５にスリット状の開口が形成されている点、その開口に磁性体シート４が挿入されている点で、第２の実施形態で図４、図５（Ｂ）に示したアンテナ装置とは異なる。
　ＮＦＣ用コイル２および非接触充電用コイル３は基材シート５の表面に形成されている。基材シート５にはスリット状の開口が形成されていて、その開口に磁性体シート４の突起形状部が挿入されている。磁性体シート４は、平面視で、ＮＦＣ用コイル２の主要部および非接触充電用コイル３と重なる位置では、ＮＦＣ用コイル２の主要部および非接触充電用コイル３の下部に有る。また、磁性体シート４は、給電コイル１の近傍では、給電コイル１と磁性体シート４とでＮＦＣ用コイル２の引き出し部を挟む位置関係にある。
　本実施形態によれば、給電コイル１とＮＦＣ用コイル２との結合に寄与する磁束φ１は磁性体シート４を通り、給電コイル１とＮＦＣ用コイル２との結合度が高い。
《第８の実施形態》
　図１４（Ａ）は第８の実施形態に係るアンテナ装置１０８の平面図、図１４（Ｂ）はそのアンテナ装置１０８の断面図である。この例では、給電コイル１のコイル導体のコイル巻回軸を一点鎖線で示している。この巻回軸が非接触充電用コイル３の外側を通るように、給電コイル１は配置されている。また、本実施形態では、ＮＦＣ用コイル２は、平面視で磁性体シート４の外側を周回するように配置されている。また、給電コイル１は全体が矩形スパイラル状であり、その一部に給電コイル１が近接している。また、非接触充電用コイル３は楕円スパイラル状である。その他の構成は図４に等に示したアンテナ装置と同様である。
　本実施形態によれば、給電コイル１と非接触充電用コイル３との不要結合をより抑制できる。また、ＮＦＣ用コイル２が磁性体シート４から離れているので、近距離無線通信の周波数帯で損失の大きな磁性体シートであっても問題は生じない。すなわち、磁性体シート４には非接触充電の周波数に適した材料が適用できる。
《第９の実施形態》
　図１５（Ａ）は第９の実施形態に係るアンテナ装置１０９の平面図、図１５（Ｂ）はそのアンテナ装置１０９の断面図である。この例では、平面視で非接触充電用コイル３と重なる円形の磁性体シート４Ａ、平面視でＮＦＣ用コイル２と重なる円環状の磁性体シート４Ｂを備えている。また、本実施形態では、ＮＦＣ用コイル２の主要部は非接触充電用コイルと同心のスパイラル状に形成されている。また、給電コイル１のコイル導体の巻回軸（一点鎖線）が非接触充電用コイル３の外側を通るように、給電コイル１は配置されている。その他の構成は図４に等に示したアンテナ装置と同様である。
　本実施形態によれば、非接触充電用コイルおよびＮＦＣ用コイルにそれぞれ適した磁性体シートを重ねることができる。すなわち、磁性体シート４Ａには、非接触充電の周波数で低損失な磁性体シートを用い、磁性体シート４Ｂには、近距離通信の周波数で低損失な磁性体シートを用いることができる。
　なお、ＮＦＣ用コイル２の外形サイズに比べて非接触充電用コイル３の外形サイズが大きくてもよい。すなわち、ＮＦＣ用コイル２の外側に非接触充電用コイル３が配置されていてもよい。
《第１０の実施形態》
　図１６（Ａ）は第１０の実施形態に係るアンテナ装置１１０の平面図、図１６（Ｂ）はアンテナ装置１１０の断面図である。この例では、ＮＦＣ用コイル２は基材シート５Ａの表面に形成されている。非接触充電用コイル３は基材シート５Ｂの表面に形成されている。ＮＦＣ用コイル２のコイル開口の重心は非接触充電用コイル３のコイル開口の重心とは平面視で互いにずれた位置にある。なお、ここでいう「重心」とは、コイル開口の幾何学的重心であり、コイル開口内の磁束密度を考慮した磁束の重心のことではない。近距離無線通信時の通信相手側コイルとの対向位置で最も結合度の高い位置（ホットスポット）はＮＦＣ用コイル２のコイル開口の重心付近である。同様に、非接触充電時の充電台側コイルとの対向位置で最も結合度の高い位置（ホットスポット）は非接触充電用コイル３のコイル開口の重心付近である。本実施形態によれば、この２つのホットスポットを個別に設定できる。
　また、本実施形態によれば、給電コイル１は非接触充電用コイル３からより離れた位置に配置されている。そのため、給電コイル１と非接触充電用コイル３との不要結合をより抑制できる。
　また、本実施形態では、給電コイル１の巻回軸は非接触充電用コイル３の巻回軸の周方向に延びているため、給電コイル１と非接触充電用コイル３との結合を、より抑えることができる。
《第１１の実施形態》
　図１７（Ａ）は第１１の実施形態に係るアンテナ装置１１１の平面図、図１７（Ｂ）はアンテナ装置１１１の断面図である。基材シート５にスリット状の開口が形成されていて、その開口に磁性体シート４が挿入されている。この例では、ＮＦＣ用コイル２のコイル開口の重心は非接触充電用コイル３のコイル開口の重心とは平面視で互いにずれた位置にある。そのため、近距離無線通信のホットスポットと非接触充電のホットスポットを個別に設定できる。
《第１２の実施形態》
　図１８は第１２の実施形態に係るアンテナ装置１１２の主要部の断面図である。ＮＦＣ用コイル２は筐体８の内面に形成されている。筐体８はエンジニアリング・プラスチックの成形体であり、ＮＦＣ用コイル２は例えばLaser Direct Structuring（LDS）工法で形成されている。非接触充電用コイル３は銅線を所定回巻回してリング状の成形した巻線型のコイルであり、基材シート５に搭載されている。
　本実施形態のように、比較的巻回数が少なくて済むＮＦＣ用コイルは筐体に一体的に形成してもよい。また、ＮＦＣ用コイルに比べて巻回数の必要な非接触充電用コイル３は巻線型コイルで構成してもよい。これらの構成によって、占有面積の小さなアンテナ装置を構成できる。
《第１３の実施形態》
　図１９は第１３の実施形態に係るアンテナ装置１１３の主要部の断面図である。図１９に表れているように、基材シート５の上面にＮＦＣ用コイル２および非接触充電用コイル３が形成されている。基材シート５の下面に、平面視でＮＦＣ用コイル２の主要部および非接触充電用コイル３に重なる位置に磁性体シート４が貼付されている。また、ＮＦＣ用コイル２の引き出し部の上面に磁性体シート４Ａが貼付されている。基材シート５および磁性体シート４は金属部材８３の上面に沿って設けられている。
　金属部材８３には２つのスリット状の開口が形成されていて、基材シート５の対向する２辺は金属部材８３の２つの開口に挿入されている。プリント配線板６の下面の、ＮＦＣ用コイル２の引き出し部に近接する位置に給電コイル１が実装されている。プリント配線板６にはピン端子６２が設けられていて、非接触充電用コイルの２つの端子はこのピン端子に接続される。
　本実施形態によれば、非接触充電用コイル３と給電コイル１との間に、導電性部材の一例である金属部材８３が介在しているので、非接触充電用コイル３と給電コイル１との不要結合がより確実に防止される。
　なお、本実施形態では、給電コイル１は、プリント配線板６のＮＦＣ用コイル２と対向する面とは反対の面に配置されている。これまでの実施形態ではプリント配線板６内に面状に拡がるグランド電極６１が配置されていたが、本実施形態ではグランド電極６１は配置されていない。このように、グランド電極６１のような電磁シールドとして機能する導電性部材が給電コイル１とＮＦＣ用コイル２との間に配置されない構成であれば、給電コイル１はプリント配線板６のＮＦＣ用コイル２と対向する面とは反対の面に配置してもよい。
《第１４の実施形態》
　第１４の実施形態ではＮＦＣ用コイルの他の例について示す。図２０は本実施形態のＮＦＣ用コイルの分解斜視図である。このＮＦＣ用コイルは、基材シート５、絶縁体基材５２、第１コイル２Ａ、第２コイル２Ｂを備えている。第１コイル２Ａと第２コイル２Ｂはそれぞれ矩形スパイラル状にパターン化された導体であり、平面視で同方向に電流が流れる状態で容量結合するようにパターン化されている。同一方向からの平面視で、一方のコイル導体に時計回りの電流が流れるとき、他方のコイル導体にも時計回りに電流が流れるように、二つのコイル導体はパターン化されている。
　本実施形態のＮＦＣ用コイルは、第１コイル２Ａ、第２コイル２Ｂのインダクタンス成分、第１コイル２Ａと第２コイル２Ｂとの間に生じるキャパシタンス成分を含み、これによりＬＣ共振回路が構成される。したがって、例えば図１（Ａ）に示したような実装部品としてのキャパシタ７は不要である。
　なお、上記キャパシタ７を実装する代わりに、スパイラル状コイルの両端を対向させて、その間に容量を生じさせてもよい。また、絶縁体基材の一方主面側にはスパイラル状コイルを形成し、他方主面側にはコイルを形成せずに容量形成用の電極のみを形成することにより、スパイラル状コイルと電極との間で容量を生じさせてもよい。
　以上に示した各実施形態では、近距離無線通信システムの例として、13.56MHz帯のNFCを例に挙げたが、その他に例えば5MHz以下の通信システムに適用することもできる。
　以上に示した各実施形態では、近距離無線通信システムを第１伝送システム、非接触充電システムを第２伝送システム、とする例を示したが、非接触充電システムを第１伝送システム、近距離無線通信システムを第２伝送システム、とする構成にも適用できる。その場合、非接触充電システム用コイルとキャパシタが、非接触充電システムのバンドパスフィルタとして機能する。近距離無線通信システムの伝送周波数帯と、非接触充電システムの伝送周波数帯は異なるので、そのバンドパスフィルタは、近距離無線通信システムの信号を阻止する。このことにより、アンテナ装置から相手側に送信する近距離無線通信システムの信号のエネルギーが非接触充電システム側の回路に取られて、近距離無線通信が阻害されることを防止できる。
　以上に示した各実施形態では、ワイヤレス電力伝送システムとして非接触充電システムの例を挙げたが、二次電池の充電用に限らず、ワイヤレスで電力を伝送するシステムに同様に適用できる。
　また、以上に示した各実施形態では、近距離無線通信システムおよびワイヤレス電力伝送システムに適用される例を示したが、規格の異なる２つの近距離無線通信システムにも同様に適用できる。
１…給電コイル
１０…多層基板
１０ａ，１０ｉ…非磁性体シート
１０ｂ～１０ｈ…磁性体シート
１１…第１線条部
１２…第２線条部
２…ＮＦＣ用コイル
２Ａ…第１コイル
２Ｂ…第２コイル
３…非接触充電用コイル
３１…接続端子
４，４Ａ，４Ｂ…磁性体シート
５，５Ａ，５Ｂ…基材シート
５１…接着層
５２…絶縁体基材
６…プリント配線板
６１…グランド電極
６２…ピン端子
６３…近距離無線通信用ＩＣ
６４…非接触充電用ＩＣ
６５，６６…受動部品
６７…シールド部材
７…共振キャパシタ
８…筐体
８１…バッテリーパック
８２…ディスプレイ
８３…金属部材
１０１～１０３…アンテナ装置
１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ…アンテナ装置
１０５～１１３…アンテナ装置
２０２…電子機器
３００…通信相手装置
３０２…通信相手側コイル
４００…充電台
４０３…充電台側コイル

Claims (15)

  1. 　第１無線伝送システム用回路が接続される給電コイルと、第１無線伝送システムにおける伝送相手のアンテナコイルおよび前記給電コイルに対して磁界を介して結合し、第１無線伝送システムの伝送周波数で共振する第１無線伝送システム用コイルと、第２無線伝送システム回路に接続され、第２無線伝送システムにおける伝送相手のアンテナコイルと磁界を介して結合する第２無線伝送システム用コイルと、を有し、
    　平面視で、前記第２無線伝送システム用コイルのコイル開口と前記第１無線伝送システム用コイルのコイル開口とは少なくとも一部で重なり、
    　前記第１無線伝送システム用コイルは前記給電コイルと磁界を介して結合する結合部を有し、
    　前記第１無線伝送システム用コイルの結合部と前記給電コイルとの最短距離は、前記給電コイルと前記第２無線伝送システム用コイルとの最短距離よりも短い、
    ことを特徴とするアンテナ装置。
  2. 　平面視で、前記第２無線伝送システム用コイルに重なる磁性体シートを備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 　前記磁性体シートは前記第１無線伝送システム用コイルに近接し、
    　前記第１無線伝送システム用コイルは、少なくともその一部が前記磁性体シートの近接範囲外にあり、
    　前記給電コイルは、前記磁性体シートの前記近接範囲外で前記第１無線伝送システム用コイルの結合部と磁界結合する位置に配置されている、請求項２に記載のアンテナ装置。
  4. 　平面視で、前記給電コイルは、前記第２無線伝送システム用コイルの外側に配置されている、請求項１～３のいずれかに記載のアンテナ装置。
  5. 　前記給電コイルは、磁性体コアと、当該磁性体コアの周囲に巻回されたコイル導体とを有し、
    　平面視で、前記給電コイルは、前記コイル導体のコイル巻回軸が前記第２無線伝送システム用コイルの外側を通るように配置されている、請求項４に記載のアンテナ装置。
  6. 　平面視で、前記給電コイルは前記第２無線伝送システム用コイルの内側に配置されている、請求項１～３のいずれかに記載のアンテナ装置。
  7. 　平面視で、前記給電コイルは前記第２無線伝送システム用コイルのコイル巻回軸と重なる位置に配置されている、請求項６に記載のアンテナ装置。
  8. 　前記第１無線伝送システム用コイルの結合部は、前記第２無線伝送システム用コイルから見て前記磁性体シートの裏側にある、請求項２または３に記載のアンテナ装置。
  9. 　平面視で前記第２無線伝送システム用コイルおよび前記第１無線伝送システム用コイルに重なる磁性体シートを備え、
    　平面視で、前記給電コイルは、前記第２無線伝送システム用コイルの外側に配置されていて、
    　前記磁性体シートは、平面視で第２無線伝送システム用コイルと重なる領域では、前記第２無線伝送システム用コイルに対して前記第２無線伝送システム用の相手側コイルとは反対側に配置され、前記第１無線伝送システム用コイルの結合部では、前記第１無線伝送システム用コイルに対して前記給電コイルとは反対側に配置される、請求項１に記載のアンテナ装置。
  10. 　前記給電コイルと前記第２無線伝送システム用コイルとの間に、導電性部材または磁性部材が配置されている、請求項１～９のいずれかに記載のアンテナ装置。
  11. 　前記第１無線伝送システム用コイルおよび前記第２無線伝送システム用コイルは基板の同一主面上に設けられている、請求項１～１０のいずれかに記載のアンテナ装置。
  12. 　前記基板は前記第２無線伝送システム用コイルの外側で折り返されていて、前記第１無線伝送システム用コイルの結合部は、前記基板の折り返しに伴って、前記第２無線伝送システム用コイルの形成面とは反対側に配置された、請求項１１に記載のアンテナ装置。
  13. 　前記第１無線伝送システムの伝送周波数帯と、前記第２無線伝送システムの伝送周波数帯は異なる、請求項１～１２のいずれかに記載のアンテナ装置。
  14. 　前記第１無線伝送システムおよび前記第２無線伝送システムの一方は近距離無線通信システムであり、他方は非接触充電システムである、請求項１～１３のいずれかに記載のアンテナ装置。
  15. 　請求項１４に記載のアンテナ装置と、前記近距離無線通信システムの回路を含む回路に対する電源である二次電池と、前記非接触充電システム用のコイルに誘導される電力で前記二次電池を充電する非接触充電用制御回路と、を備えた電子機器。
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