WO2017122480A1 - アンテナ装置及び電子機器 - Google Patents

アンテナ装置及び電子機器 Download PDF

Info

Publication number
WO2017122480A1
WO2017122480A1 PCT/JP2016/086969 JP2016086969W WO2017122480A1 WO 2017122480 A1 WO2017122480 A1 WO 2017122480A1 JP 2016086969 W JP2016086969 W JP 2016086969W WO 2017122480 A1 WO2017122480 A1 WO 2017122480A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coil
circuit
transmission system
inner peripheral
outer peripheral
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/086969
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
真大 小澤
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to CN201690001351.7U priority Critical patent/CN208589547U/zh
Publication of WO2017122480A1 publication Critical patent/WO2017122480A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/06—Details
    • H01Q9/14—Length of element or elements adjustable

Definitions

  • the present invention relates to an antenna device used in an RFID system or a short-range wireless communication system, and an electronic apparatus including the antenna device.
  • Patent Document 1 discloses a device in which one coil is used as both an NFC system and a non-contact power feeding system.
  • a switch is provided in the middle of a coil, and the switch is turned on to form one coil, which is used as a non-contact power supply coil.
  • the coil is bisected by turning off the switch, and one of them is used as an NFC system.
  • Patent Document 1 when the antenna size is greatly different from the counterpart, the leakage magnetic flux may increase. In this case, the coupling between the devices is weak, and there is a possibility that stable communication cannot be performed. In addition, depending on the antenna size and the positional relationship of the other party, a null point at which stable communication cannot be performed occurs.
  • an object of the present invention is to provide an antenna device and an electronic apparatus that perform stable communication using an optimum coil antenna according to a communication situation with a transmission partner.
  • the present invention is an antenna device that is used in both the first non-contact transmission system and the second non-contact transmission system and includes a spiral coil conductor in plan view, and the coil conductor includes an inner peripheral coil section connected in series.
  • An outer coil portion, one end of the coil conductor is connected to a first end of the circuit of the first contactless transmission system, and the other end of the coil conductor is a circuit of the first contactless transmission system.
  • a switch for connecting the connection portion of the outer peripheral coil portion and the other end of the coil conductor to the circuit for the second non-contact transmission system is provided.
  • the coil diameter of the coil antenna can be changed according to the transmission partner. As a result, it is possible to avoid the possibility that the leakage flux increases due to a large difference from the antenna size of the other party and stable communication cannot be performed. Further, by appropriately changing the size of the coil antenna, it is possible to avoid deterioration of communication characteristics due to the null point.
  • a connection portion of the inner peripheral coil portion and the outer peripheral coil portion is connected to a first end of the circuit for the second non-contact transmission system, and one end of the coil conductor or the other end of the coil conductor is connected to the first end of the coil conductor.
  • the structure provided with the switch connected to the 2nd end of the circuit for 2nd non-contact transmission systems may be sufficient.
  • the present invention provides an antenna device including a spiral coil conductor in plan view, a circuit for the first contactless transmission system connected to the antenna device, and the second contactless transmission connected to the antenna device.
  • the coil conductor has an inner peripheral coil portion and an outer peripheral coil portion connected in series, and one end of the coil conductor is a circuit of the first non-contact transmission system.
  • the other end of the coil conductor is connected to a second end of the circuit of the first non-contact transmission system, and the connection portion of the inner and outer peripheral coil portions and the coil conductor.
  • Is connected to the circuit for the second non-contact transmission system, or the connection part of the inner and outer peripheral coil parts and the other end of the coil conductor are used for the second non-contact transmission system. Characterized in that it comprises a switch for connecting to the circuit.
  • the coil diameter of the coil antenna can be changed according to the transmission partner. As a result, it is possible to avoid the possibility that the leakage flux increases due to a large difference from the antenna size of the other party and stable communication cannot be performed. Further, by appropriately changing the size of the coil antenna, it is possible to avoid deterioration of communication characteristics due to the null point.
  • a connection portion of the inner peripheral coil portion and the outer peripheral coil portion is connected to a first end of the circuit for the second non-contact transmission system, and one end of the coil conductor or the other end of the coil conductor is connected to the first end of the coil conductor. You may provide the switch connected to the 2nd end of the circuit for 2nd non-contact transmission systems.
  • the electronic device may include a circuit that detects a transmission rate between the coil conductor and a transmission-side coil conductor, and a circuit that switches the switch according to the transmission rate.
  • communication can be performed using a coil antenna having a high transmission rate.
  • the carrier frequency in the second contactless transmission system is preferably higher than the carrier frequency in the first contactless transmission system.
  • the first contactless transmission system is a power transmission system and the second contactless transmission system is a communication system.
  • the power transmission system is preferably a magnetic resonance power transmission system.
  • the communication system is preferably an NFC system.
  • an optimal coil antenna can be selected according to the communication status with the transmission partner, and stable communication can be performed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an electronic device according to an embodiment
  • the figure for demonstrating the coil antenna used when switching a switch The figure for demonstrating the coil antenna used when switching a switch
  • the figure for demonstrating the coil antenna used when switching a switch (A) is a plan view of the electronic apparatus according to the embodiment, (B) is a cross-sectional view taken along the line AA in (A), and (C) is an enlarged view in the broken line region of (B).
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an electronic device according to the present embodiment.
  • the electronic device is, for example, a smartphone, a tablet terminal, a notebook PC, a camera, a game machine, a toy, or the like.
  • the electronic device has a coil antenna 10.
  • the coil antenna 10 is formed by connecting an inner peripheral coil 11 and an outer peripheral coil 12 in series.
  • the inner peripheral coil 11 is an example of an “inner peripheral coil portion” according to the present invention.
  • the outer peripheral coil 12 is an example embodiment that corresponds to the “outer coil portion” according to the present invention.
  • the inner peripheral coil 11 is a rectangular spiral coil conductor pattern in plan view.
  • the inner peripheral end E11 of the inner peripheral coil 11 is also one end of the coil antenna 10.
  • the outer peripheral coil 12 is a coil conductor pattern having a rectangular spiral shape in plan view wound around the outer peripheral coil 11 in the same direction as the inner peripheral coil 11 starting from the outer peripheral end of the inner peripheral coil 11.
  • the outer peripheral end E12 of the outer peripheral coil 12 is also the other end of the coil antenna 10.
  • the connection point between the outer peripheral end of the inner peripheral coil 11 and the inner peripheral end of the outer peripheral coil 12 is a connection point E13.
  • the coil antenna 10 is configured to spread in a planar shape (single-layer spiral structure), but it may be a multilayer spiral structure.
  • the coil antenna 10 thus formed is a power receiving antenna or a power transmitting antenna used in a magnetic contactless power transmission system such as an electromagnetic induction power transmission system or a magnetic resonance power transmission system.
  • the contactless power transmission system is used near 6.78 MHz or at a frequency of 110 kHz to 205 kHz.
  • the magnetic field type non-contact power transmission system performs power transmission by coupling with a power transmission partner by magnetic field coupling. This power transmission system is used to charge electronic devices such as smartphones.
  • the non-contact power transmission system is an example of the “first non-contact transmission system” in the present invention.
  • Each of the inner peripheral coil 11 and the outer peripheral coil 12 is an antenna used for a communication system such as a short-range wireless communication system.
  • the short-range wireless communication system is, for example, a system using NFC (Near Field Communication).
  • the short-range wireless communication system is used in the HF band, particularly in the vicinity of 13.56 MHz.
  • the short-range wireless communication system communicates with a transmission partner by magnetic field coupling.
  • a communication system using NFC is an example of the “second contactless transmission system” in the present invention.
  • the electronic device includes three antennas: a coil antenna 10 for a magnetic field type non-contact power transmission system, and an inner coil 11 and an outer coil 12 for a communication system.
  • the inner peripheral end E11 of the inner peripheral coil 11 is connected to the first end of the input / output end of the first system circuit 1 via the capacitor C1.
  • An outer peripheral end E12 of the outer peripheral coil 12 is connected to a second end of the input / output end of the first system circuit 1.
  • a resonance circuit is configured by the capacitor C1 and the coil antenna 10 (inner coil 11 and outer coil 12). The resonance frequency of this resonance circuit is around 6.78 MHz, or 110 kHz to 205 kHz.
  • the first system circuit 1 is, for example, a power transmission circuit or a power reception circuit for a contactless power transmission system.
  • the first system circuit 1 is configured as a semiconductor integrated circuit chip.
  • the first system circuit 1 is an example of the “first contactless transmission system circuit” according to the present invention.
  • the capacitor C1 may be connected in parallel to the coil antenna 10.
  • the inner peripheral end E11 of the inner peripheral coil 11 and the outer peripheral end E12 of the outer peripheral coil 12 are connected to the switch 3.
  • the switch 3 is connected to the first end of the input / output end of the second system circuit 2.
  • a connection point E13 between the inner peripheral coil 11 and the outer peripheral coil 12 is connected to a second end of the input / output end of the second system circuit 2.
  • the second system circuit 2 is an NFC power supply circuit such as a balanced input / output HF band IC.
  • the second system circuit 2 is configured as a semiconductor integrated circuit chip.
  • the second system circuit 2 is an example of the “circuit for the second non-contact transmission system” according to the present invention.
  • a capacitor C2 is connected to the inner peripheral end E11 and the connection point E13 of the inner peripheral coil 11.
  • the capacitor C2 and the inner peripheral coil 11 constitute a resonance circuit.
  • the resonance frequency of this resonance circuit is around 13.56 MHz.
  • a capacitor C3 is connected to the outer peripheral end E12 and the connection point E13 of the outer peripheral coil 12.
  • the capacitor C3 and the outer peripheral coil 12 constitute a resonance circuit.
  • the resonance frequency of this resonance circuit is also around 13.56 MHz.
  • the switch 3 is switching-controlled by a control circuit 4 described later.
  • the switch 3 connects one of the inner peripheral end E11 of the inner peripheral coil 11 or the outer peripheral end E12 of the outer peripheral coil 12 and the second system circuit 2 or the second system circuit 2 is connected to the inner peripheral end. Shut off from both E11 and the outer peripheral end E12.
  • the switch 3 may be built in a semiconductor integrated circuit chip constituting the second system circuit 2 or may be provided independently.
  • the inner peripheral coil 11 When the switch 3 connects the inner peripheral end E11 of the inner peripheral coil 11 and the second system circuit 2, the inner peripheral coil 11 is connected to the second system circuit 2 as shown in FIG. And the inner peripheral coil 11 is used as a coil antenna of a communication system.
  • the switch 3 connects the outer peripheral end E12 of the outer coil 12 and the second system circuit 2
  • the outer coil 12 is connected to the second system circuit 2 as shown in FIG.
  • the outer periphery coil 12 is used as a coil antenna of a communication system.
  • the coil antenna 10 is connected to the first system circuit 1 as shown in FIG. And the coil antenna 10 is used as a coil antenna of a non-contact electric power transmission system.
  • the switch 3 it can be selected whether the coil antenna used in the communication system is the inner coil 11 or the outer coil 12.
  • the diameter of the inner peripheral coil 11 is smaller than the diameter of the outer peripheral coil 12. That is, the coil antenna can be switched to either the inner peripheral coil 11 or the outer peripheral coil 12 according to the position or size of the coil antenna of the transmission partner. As a result, an optimal communication state with the transmission partner can be maintained. Further, by appropriately changing the size of the coil antenna, it is possible to avoid deterioration of communication characteristics due to the null point.
  • the configuration including the coil antenna 10 and the switch 3 is an example of the “antenna device” according to the present invention.
  • the control circuit 4 switches the switch 3 so that the communication state between the electronic device and its transmission partner is optimal, and the inner peripheral coil 11 or the outer peripheral coil 12 becomes the coil antenna of the communication system.
  • the leakage flux may increase. In this case, the coupling between the electronic device and the transmission partner is weak, and communication is not stable.
  • the control circuit 4 detects the transmission degree (transmission coefficient and transmission coefficient) between the electronic device and the transmission partner when the inner peripheral coil 11 and the outer peripheral coil 12 are coil antennas.
  • the degree of transmission can be detected by transmission voltage, transmission power, etc. during transmission.
  • the control circuit 4 compares the two detected transmission rates, and switches the switch 3 so that the inner coil 11 or the outer coil 12 having the higher transmission rate is used as a coil antenna in the transmission system.
  • the degree of coupling with the transmission partner changes, and the transmission degree changes.
  • the inner coil 11 or the outer coil 12 that is suitable for the current transmission state is selected.
  • the electronic device can perform stable communication with the transmission partner.
  • the switching between the inner peripheral coil 11 or the outer peripheral coil 12 may be constantly changed every certain period. In this case, detection and control of the communication status with the transmission partner is not necessary, and the circuit configuration can be simplified.
  • the control circuit 4 may be configured as a one-chip IC together with the switch 3 and the second system circuit 2. Further, it may be configured as a one-chip IC including the first system circuit 1.
  • the switch 3 When operating as a non-contact power transmission system, the switch 3 blocks the connection between the inner coil 11 and the outer coil 12 with the second system circuit 2.
  • a switch may be provided between the system 1 and the circuit 1. In this case, when operating as a communication system, the first system circuit 1 side can be shut off by turning off the switch.
  • a capacitor for forming a resonance circuit may be connected in parallel or in series to the coil antenna 10 used in the non-contact power transmission system, the inner peripheral coil 11 or the outer peripheral coil 12 used in the communication system. .
  • FIG. 5A is a plan view of the electronic apparatus 200 according to the present embodiment
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 5A
  • FIG. It is an enlarged view in the broken-line area
  • An electronic apparatus 200 shown in FIGS. 5A to 5C includes a housing 201, a coil antenna 10, a display device 202, a battery pack 203, a circuit board 204, a first system circuit 1, and a second system circuit. 2 etc. are provided.
  • the housing 201 has a rectangular parallelepiped shape in plan view. As shown in FIG. 5B, the casing 201 houses the coil antenna 10, the display device 202, the battery pack 203, the circuit board 204, the first system circuit 1, the second system circuit 2, and the like. Has been.
  • the housing 201 is, for example, a resin case
  • the circuit board 204 is, for example, a printed wiring board
  • the display device 202 is, for example, an LCD panel.
  • a coil antenna 10 is affixed to the inner upper surface of the housing 201.
  • the coil antenna 10 further has a magnetic plate 205.
  • the magnetic plate 205 is a thin plate having a rectangular planar shape. As shown in FIG. 5B, the inner peripheral coil 11 and the outer peripheral coil 12 are formed on the surface of the magnetic plate 205.
  • the magnetic plate 205 is a ceramic flat plate such as a magnetic ferrite ceramic, or a resin plate containing ferrite powder in which magnetic ferrite powder is dispersed in a resin.
  • the planar shape of the magnetic plate 205 is not limited to a rectangle, and can be changed as appropriate.
  • a display device 202 is fitted on the lower surface of the housing 201.
  • a battery pack 203, a circuit board 204, and the like are provided on the surface of the display device 202.
  • An IC chip, a capacitor chip, and the like are mounted on the main surface of the circuit board 204 to constitute the first system circuit 1 and the second system circuit 2.
  • the first system circuit 1 is connected to the inner coil 11 via a movable probe pin or flexible cable (not shown), and the second system circuit 2 is connected via a movable probe pin or flexible cable (not shown). Connected to the outer coil 12.
  • an electronic device including the coil antenna 10 that suppresses the interaction (interference) between the inner peripheral coil 11 and the outer peripheral coil 12 can be realized.
  • the end portions of the inner peripheral coil 11 and the outer peripheral coil 12 are not necessarily close to the innermost periphery or the outermost periphery.
  • the present embodiment has been described as a portable terminal, it may be a stationary electronic device.
  • the electronic device in the non-contact power transmission system, the electronic device is on the power transmission side.

Landscapes

  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

第１非接触伝送システム及び第２非接触伝送システムで兼用される、スパイラル状のコイルアンテナ（１０）を備えたアンテナ装置において、コイルアンテナ（１０）は、直列接続された内周コイル（１１）と外周コイル（１２）とを有し、内周コイル（１１）の内周端（Ｅ１１）は第１システム用回路（１）の第１端に接続され、外周コイル（１２）の外周端（Ｅ１２）は、第１システム用回路（１）の第２端に接続される。内周コイル（１１）及び外周コイル（１２）の接続部は、第２システム用回路（２）の第１端に接続され、内周コイル（１１）の内周端（Ｅ１１）又は外周コイル（１２）の外周端（Ｅ１２）を、第２システム用回路（２）の第２端に接続するスイッチ（３）を備える。

Description

アンテナ装置及び電子機器
　本発明は、ＲＦＩＤシステム又は近距離無線通信システム等に用いられるアンテナ装置及びそれを備えた電子機器に関する。
　近年、ＮＦＣ（近距離無線通信システム）などの１３．５６ＭＨｚ帯RFIDシステムが搭載された携帯電話端末などの電子機器が増えてきている。また、ケーブルを接続する煩わしさを解消するために、磁気結合を利用した非接触給電システムが搭載された電子機器も増えてきている。これら２つのシステムを一つの電子機器に搭載した場合、２つのシステムそれぞれで用いるコイルを電子機器に設けることになる。しかしこの構成では、電子機器の小型化が阻害される。
　特許文献１には、一つのコイルをＮＦＣシステムと非接触給電システムとで兼用するデバイスが開示されている。特許文献１では、コイルの途中にスイッチを設けて、スイッチをオンすることで一つのコイルにし、非接触給電用コイルとして利用する。スイッチをオフすることでコイルを二分し、その一方を、ＮＦＣシステムとして利用する。
特開２０１３－９３４２９号公報
　しかしながら、特許文献１の場合、アンテナサイズが相手側と大きく異なる場合、漏れ磁束が多くなることがある。この場合、機器同士の結合が弱くなり、安定した通信を行えないおそれがある。また、相手側のアンテナサイズや位置関係によっては、安定した通信を行えないヌル点が生じる。
　そこで、本発明の目的は、伝送相手との通信状況に応じた最適なコイルアンテナを用いて、安定した通信を行うアンテナ装置及び電子機器を提供することにある。
　本発明は、第１非接触伝送システム及び第２非接触伝送システムで兼用され、平面視でスパイラル状のコイル導体を備えたアンテナ装置において、前記コイル導体は、直列接続された内周コイル部と外周コイル部とを有し、前記コイル導体の一方端は、前記第１非接触伝送システムの回路の第１端に接続され、前記コイル導体の他方端は、前記第１非接触伝送システムの回路の第２端に接続され、前記内周コイル部及び前記外周コイル部の接続部と前記コイル導体の一方端とを前記第２非接触伝送システム用の回路に接続、又は前記内周コイル部及び前記外周コイル部の接続部と前記コイル導体の他方端とを前記第２非接触伝送システム用の回路に接続するスイッチ、を備えることを特徴とする。
　この構成では、伝送相手に応じて、コイルアンテナのコイル径を変えることができる。これにより、相手側のアンテナサイズと大きく異なることにより漏れ磁束が多くなり、安定した通信を行えなくなるといったおそれを回避できる。また、コイルアンテナの大きさを適宜変えることで、ヌル点による通信特性の悪化を回避できる。
　前記内周コイル部及び前記外周コイル部の接続部は、前記第２非接触伝送システム用の回路の第１端に接続され、前記コイル導体の一方端、又は前記コイル導体の他方端を、前記第２非接触伝送システム用の回路の第２端に接続するスイッチを備える構成でもよい。
　本発明は、平面視でスパイラル状のコイル導体を備えるアンテナ装置と、当該アンテナ装置に接続される前記第１非接触伝送システム用の回路と、前記アンテナ装置に接続される前記第２非接触伝送システム用の回路とを備える電子機器において、前記コイル導体は、直列接続された内周コイル部と外周コイル部とを有し、前記コイル導体の一方端は、前記第１非接触伝送システムの回路の第１端に接続され、前記コイル導体の他方端は、前記第１非接触伝送システムの回路の第２端に接続され、前記内周コイル部及び前記外周コイル部の接続部と前記コイル導体の一方端とを前記第２非接触伝送システム用の回路に接続、又は前記内周コイル部及び前記外周コイル部の接続部と前記コイル導体の他方端とを前記第２非接触伝送システム用の回路に接続するスイッチを備えることを特徴とする。
　この構成では、伝送相手に応じて、コイルアンテナのコイル径を変えることができる。これにより、相手側のアンテナサイズと大きく異なることにより漏れ磁束が多くなり、安定した通信を行えなくなるといったおそれを回避できる。また、コイルアンテナの大きさを適宜変えることで、ヌル点による通信特性の悪化を回避できる。
　前記内周コイル部及び前記外周コイル部の接続部は、前記第２非接触伝送システム用の回路の第１端に接続され、前記コイル導体の一方端、又は前記コイル導体の他方端を、前記第２非接触伝送システム用の回路の第２端に接続するスイッチを備えてもよい。
　前記電子機器は、前記コイル導体と伝送相手のコイル導体との伝送度を検出する回路と、前記伝送度に応じて前記スイッチを切り替える回路と、を備えてもよい。
　この構成では、伝送度が強くなるコイルアンテナを用いて通信を行える。
　前記第２非接触伝送システムでの搬送周波数は、前記第１非接触伝送システムでの搬送周波数よりも高いことが好ましい。
　前記第１非接触伝送システムは電力伝送システムであり、前記第２非接触伝送システムは通信システムであることが好ましい。
　前記電力伝送システムは磁界共鳴電力伝送システムであることが好ましい。
　前記通信システムはＮＦＣシステムであることが好ましい。
　本発明によれば、伝送相手との通信状況に応じて最適なコイルアンテナを選択し、安定した通信を行える。
実施形態に係る電子機器が備える構成を示す図 スイッチを切り替えた際に用いられるコイルアンテナを説明するための図 スイッチを切り替えた際に用いられるコイルアンテナを説明するための図 スイッチを切り替えた際に用いられるコイルアンテナを説明するための図 （Ａ）は、実施形態に係る電子機器の平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ－Ａ断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の破線領域内の拡大図
　図１は、本実施形態に係る電子機器が備える構成を示す図である。電子機器は、例えばスマートフォン、タブレット端末、ノートＰＣ、カメラ、ゲーム機又は玩具等である。
　電子機器はコイルアンテナ１０を備えている。コイルアンテナ１０は、内周コイル１１と外周コイル１２とが直列接続されて形成されている。内周コイル１１は、本発明に係る「内周コイル部」の一例である。外周コイル１２は、本発明に係る「外周コイル部」の一例である。
　内周コイル１１は、平面視で矩形スパイラル状のコイル導体パターンである。内周コイル１１の内周端Ｅ１１は、コイルアンテナ１０の一端でもある。
　外周コイル１２は内周コイル１１の外周端を始点として、内周コイル１１の外側に内周コイル１１と同方向に巻回された、平面視で矩形スパイラル状のコイル導体パターンである。外周コイル１２の外周端Ｅ１２は、コイルアンテナ１０の他端でもある。なお、内周コイル１１の外周端と外周コイル１２の内周端との接続点は、接続点Ｅ１３とする。図１では、コイルアンテナ１０は平面状に広がる構成（一層型のスパイラル構造）としているが、多層型のスパイラル構造であってもよい。
　このように形成されたコイルアンテナ１０は、例えば電磁誘導電力伝送システム又は磁界共鳴電力伝送システム等の磁界型非接触電力伝送システムに使用される受電アンテナ、又は送電アンテナである。非接触電力伝送システムは、６．７８ＭＨｚ付近、又は１１０ｋＨｚ～２０５ｋＨｚの周波数で用いられる。また、磁界型非接触電力伝送システムは磁界結合により電力伝送相手と結合して電力伝送を行う。この電力伝送システムは、スマートフォン等の電子機器を充電するために使用される。非接触電力伝送システムは本発明の「第１非接触伝送システム」の一例である。
　内周コイル１１及び外周コイル１２のそれぞれは、例えば近距離無線通信システム等の通信システムに使用されるアンテナである。近距離無線通信システムは、例えば、ＮＦＣ（Near field Communication、近傍界通信）を用いたシステム等である。近距離無線通信システムは、ＨＦ帯、特に１３．５６ＭＨｚ付近の周波数で用いられる。また、近距離無線通信システムは磁界結合により伝送相手と通信を行う。ＮＦＣを用いた通信システムは本発明の「第２非接触伝送システム」の一例である。
　すなわち、本実施形態に係る電子機器は、磁界型非接触電力伝送システム用のコイルアンテナ１０と、通信システム用の内周コイル１１及び外周コイル１２との３つのアンテナを備えている。
　内周コイル１１の内周端Ｅ１１は、キャパシタＣ１を介して第１システム用回路１の入出力端の第１端に接続されている。外周コイル１２の外周端Ｅ１２は、第１システム用回路１の入出力端の第２端に接続されている。キャパシタＣ１とコイルアンテナ１０（内周コイル１１及び外周コイル１２）とで共振回路が構成されている。この共振回路の共振周波数は６．７８ＭＨｚ付近、又は１１０ｋＨｚ～２０５ｋＨｚである。第１システム用回路１は、例えば非接触電力伝送システム用の送電回路、又は受電回路である。第１システム用回路１は半導体集積回路チップとして構成されている。第１システム用回路１は、本発明に係る「第１非接触伝送システム用の回路」の一例である。なお、キャパシタＣ１はコイルアンテナ１０に対して並列に接続されていてもよい。
　また、内周コイル１１の内周端Ｅ１１、及び外周コイル１２の外周端Ｅ１２は、スイッチ３に接続されている。スイッチ３は、第２システム用回路２の入出力端の第１端に接続されている。内周コイル１１と外周コイル１２との接続点Ｅ１３は、第２システム用回路２の入出力端の第２端に接続されている。第２システム用回路２は、例えば平衡入出力型のＨＦ帯ＩＣ等のＮＦＣ用給電回路である。第２システム用回路２は半導体集積回路チップとして構成されている。第２システム用回路２は、本発明に係る「第２非接触伝送システム用の回路」の一例である。
　なお、内周コイル１１の内周端Ｅ１１及び接続点Ｅ１３にはキャパシタＣ２が接続されている。キャパシタＣ２と内周コイル１１とで共振回路が構成されている。この共振回路の共振周波数は１３．５６ＭＨｚ付近である。外周コイル１２の外周端Ｅ１２及び接続点Ｅ１３にはキャパシタＣ３が接続されている。キャパシタＣ３と外周コイル１２とで共振回路が構成されている。この共振回路の共振周波数も１３．５６ＭＨｚ付近である。
　スイッチ３は、後述の制御回路４によりスイッチング制御される。そして、スイッチ３は、内周コイル１１の内周端Ｅ１１又は外周コイル１２の外周端Ｅ１２の一方と、第２システム用回路２とを接続し、又は、第２システム用回路２を内周端Ｅ１１及び外周端Ｅ１２の両方から遮断する。このスイッチ３は第２システム用回路２を構成する半導体集積回路チップに内蔵されていてもよいし、独立して設けられていてもよい。
　図２、図３及び図４は、スイッチ３を切り替えた際の接続を説明するための図である。
　スイッチ３が内周コイル１１の内周端Ｅ１１と第２システム用回路２とを接続する場合、図２に示すように、第２システム用回路２には、内周コイル１１が接続される。そして、内周コイル１１が、通信システムのコイルアンテナとして用いられる。
　スイッチ３が外周コイル１２の外周端Ｅ１２と第２システム用回路２とを接続する場合、図３に示すように、第２システム用回路２には、外周コイル１２が接続される。そして、外周コイル１２が、通信システムのコイルアンテナとして用いられる。
　スイッチ３が第２システム用回路２を内周端Ｅ１１及び外周端Ｅ１２の両方から遮断する場合、図４に示すように、第１システム用回路１にはコイルアンテナ１０が接続される。そして、コイルアンテナ１０が非接触電力伝送システムのコイルアンテナとして用いられる。
　このように、スイッチ３を切り替えることで、通信システムで用いるコイルアンテナを、内周コイル１１又は外周コイル１２の何れにするかが選択できる。内周コイル１１の径は、外周コイル１２の径よりも小さい。すなわち、伝送相手のコイルアンテナの位置又はサイズに応じて、コイルアンテナを内周コイル１１又は外周コイル１２の何れかに切り替えることができる。その結果、伝送相手との最適な通信状態を維持することができる。また、コイルアンテナの大きさを適宜変えることで、ヌル点による通信特性の悪化を回避できる。　なお、コイルアンテナ１０及びスイッチ３からなる構成は、本発明に係る「アンテナ装置」の一例である。
　制御回路４は、電子機器とその伝送相手との通信状況が最適となるように、スイッチ３を切り替えて、内周コイル１１又は外周コイル１２を通信システムのコイルアンテナにする。電子機器及び伝送相手それぞれのコイルアンテナのサイズ、又は、電子機器と伝送相手との距離によっては、漏れ磁束が多くなることがある。この場合、電子機器と伝送相手との結合は弱く、通信が安定しない。
　そこで、制御回路４は、内周コイル１１及び外周コイル１２それぞれをコイルアンテナとした場合の電子機器と、その伝送相手との伝送度（伝送係数や伝達係数）を検出する。伝送度は、伝送時の伝送電圧や伝送電力等により検出できる。そして、制御回路４は、検出した２つの伝送度を比較し、伝送度が強い方の内周コイル１１又は外周コイル１２を、その伝送システムでのコイルアンテナとして用いられるよう、スイッチ３を切り替える。内周コイル１１と外周コイル１２とを切り替えることにより、伝送相手との結合度が変化し、伝送度が変化する。これにより、内周コイル１１又は外周コイル１２のうち、現伝送状況に適したものが選択される。その結果、電子機器は、伝送相手と安定した通信を行える。なお、内周コイル１１又は外周コイル１２との切り替えは、一定期間ごとに常時変更する構成としてもよい。この場合、伝送相手との通信状況の検出及び制御が不要となり、回路構成を簡素化できる。
　この制御回路４は、スイッチ３及び第２システム用回路２と共に１チップＩＣとして構成されていてもよい。さらに、第１システム用回路１を含む１チップＩＣとして構成されていてもよい。
　なお、非接触電力伝送システムとして動作させる場合、スイッチ３により、第２システム用回路２との内周コイル１１及び外周コイル１２との接続を遮断させているが、同様に、コイルアンテナ１０と第１システム用回路１との間にスイッチを設けるようにしてもよい。この場合、通信システムとして動作させる場合にスイッチをオフにすることで、第１システム用回路１側を遮断されることができる。
　また、非接触電力伝送システムで用いられるコイルアンテナ１０、通信システムで用いられる内周コイル１１又は外周コイル１２に対して、共振回路を形成するためのキャパシタが並列接続又は直列接続されていてもよい。
　図５（Ａ）は、本実施形態に係る電子機器２００の平面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）におけるＡ－Ａ断面図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）の破線領域内の拡大図である。
　図５（Ａ）～図５（Ｃ）で示す電子機器２００は、筐体２０１、コイルアンテナ１０、表示デバイス２０２、バッテリーパック２０３、回路基板２０４、第１システム用回路１及び第２システム用回路２などを備える。
　筐体２０１は平面形状が矩形の直方体状である。図５（Ｂ）に示すように、筐体２０１の内部には、コイルアンテナ１０、表示デバイス２０２、バッテリーパック２０３、回路基板２０４、第１システム用回路１及び第２システム用回路２などが収納されている。筐体２０１は例えば樹脂製ケースであり、回路基板２０４は例えばプリント配線板であり、表示デバイス２０２は例えばＬＣＤパネルである。
　筐体２０１の内側上面にはコイルアンテナ１０が貼付されている。コイルアンテナ１０は磁性体板２０５をさらに有している。磁性体板２０５は平面形状が矩形の薄板である。図５（Ｂ）に示すように、磁性体板２０５の表面に内周コイル１１及び外周コイル１２が形成されている。磁性体板２０５は、例えば磁性体フェライトセラミックのようなセラミック体の平板、又は、磁性体フェライト粉末が樹脂中に分散されたフェライト粉末入り樹脂平板である。なお、磁性体板２０５の平面形状は矩形に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
　筐体２０１の下面には表示デバイス２０２が嵌め込まれている。表示デバイス２０２の表面にはバッテリーパック２０３及び回路基板２０４などが設けられている。回路基板２０４の主面には、ＩＣチップ、コンデンサチップ等が実装されて第１システム用回路１及び第２システム用回路２が構成されている。第１システム用回路１は、図示しない可動式プローブピン又はフレキシブルケーブルなどを介して内周コイル１１に接続され、第２システム用回路２は、図示しない可動式プローブピン又はフレキシブルケーブルなどを介して外周コイル１２に接続される。
　この構成により、内周コイル１１と外周コイル１２との相互作用（干渉）を抑制したコイルアンテナ１０を備えた電子機器を実現できる。なお、コイルアンテナ１０が多層型のスパイラル構造の場合、内周コイル１１や外周コイル１２の端部は、必ずしも最内周寄りや最外周寄りになるとは限らない。
　また、本実施形態では携帯端末として説明しているが、据え置き型の電子機器であってもよい。この場合、非接触電力伝送システムにおいては、その電子機器は送電側となる。
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…キャパシタ
Ｅ１１…内周端
Ｅ１２…外周端
Ｅ１３…接続点
１…第１システム用回路
２…第２システム用回路
３…スイッチ
４…制御回路
１０…コイルアンテナ
１１…内周コイル
１２…外周コイル
２００…電子機器
２０１…筐体
２０２…表示デバイス
２０３…バッテリーパック
２０４…回路基板
２０５…磁性体板

Claims (9)

  1. 　第１非接触伝送システム及び第２非接触伝送システムで兼用され、平面視でスパイラル状のコイル導体を備えたアンテナ装置において、
    　前記コイル導体は、直列接続された内周コイル部と外周コイル部とを有し、
    　前記コイル導体の一方端は、前記第１非接触伝送システムの回路の第１端に接続され、
    　前記コイル導体の他方端は、前記第１非接触伝送システムの回路の第２端に接続され、
    　前記内周コイル部及び前記外周コイル部の接続部と前記コイル導体の一方端とを前記第２非接触伝送システム用の回路に接続、又は前記内周コイル部及び前記外周コイル部の接続部と前記コイル導体の他方端とを前記第２非接触伝送システム用の回路に接続するスイッチ、
    　を備えるアンテナ装置。
  2. 　前記内周コイル部及び前記外周コイル部の接続部は、前記第２非接触伝送システム用の回路の第１端に接続され、
    　前記コイル導体の一方端、又は前記コイル導体の他方端を、前記第２非接触伝送システム用の回路の第２端に接続するスイッチ、
    　を備える請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 　平面視でスパイラル状のコイル導体を備えるアンテナ装置と、当該アンテナ装置に接続される前記第１非接触伝送システム用の回路と、前記アンテナ装置に接続される前記第２非接触伝送システム用の回路とを備える電子機器において、
    　前記コイル導体は、直列接続された内周コイル部と外周コイル部とを有し、
    　前記コイル導体の一方端は、前記第１非接触伝送システムの回路の第１端に接続され、
    　前記コイル導体の他方端は、前記第１非接触伝送システムの回路の第２端に接続され、
    　前記内周コイル部及び前記外周コイル部の接続部と前記コイル導体の一方端とを前記第２非接触伝送システム用の回路に接続、又は前記内周コイル部及び前記外周コイル部の接続部と前記コイル導体の他方端とを前記第２非接触伝送システム用の回路に接続するスイッチ、
    　を備える電子機器。
  4. 　前記内周コイル部及び前記外周コイル部の接続部は、前記第２非接触伝送システム用の回路の第１端に接続され、
    　前記コイル導体の一方端、又は前記コイル導体の他方端を、前記第２非接触伝送システム用の回路の第２端に接続するスイッチ、
    　を備える請求項３に記載の電子機器。
  5. 　前記コイル導体と伝送相手のコイル導体との伝送度を検出する回路と、
    　前記伝送度に応じて前記スイッチを切り替える回路と、を備える、請求項３又は４に記載の電子機器。
  6. 　前記第２非接触伝送システムでの搬送周波数は、前記第１非接触伝送システムでの搬送周波数よりも高い、
    　請求項３から５のいずれかに記載の電子機器。
  7. 　前記第１非接触伝送システムは電力伝送システムであり、前記第２非接触伝送システムは通信システムである、
    　請求項３から６のいずれかに記載の電子機器。
  8. 　前記電力伝送システムは磁界共鳴電力伝送システムである、
    　請求項７に記載の電子機器。
  9. 　前記通信システムはＮＦＣシステムである
    　請求項７又は８に記載の電子機器。
PCT/JP2016/086969 2016-01-13 2016-12-13 アンテナ装置及び電子機器 WO2017122480A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201690001351.7U CN208589547U (zh) 2016-01-13 2016-12-13 天线装置以及电子设备

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-004209 2016-01-13
JP2016004209 2016-01-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017122480A1 true WO2017122480A1 (ja) 2017-07-20

Family

ID=59311197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/086969 WO2017122480A1 (ja) 2016-01-13 2016-12-13 アンテナ装置及び電子機器

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN208589547U (ja)
WO (1) WO2017122480A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190067798A1 (en) * 2017-08-29 2019-02-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Housing of electronic device and electronic device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7021657B2 (ja) * 2019-03-22 2022-02-17 オムロン株式会社 Ｒｆタグ

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012070529A (ja) * 2010-09-24 2012-04-05 Nec Tokin Corp 非接触電力伝送および通信システム
US20150318710A1 (en) * 2012-12-13 2015-11-05 Lg Innotek Co., Ltd. Wireless power receiver and method of controlling the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012070529A (ja) * 2010-09-24 2012-04-05 Nec Tokin Corp 非接触電力伝送および通信システム
US20150318710A1 (en) * 2012-12-13 2015-11-05 Lg Innotek Co., Ltd. Wireless power receiver and method of controlling the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190067798A1 (en) * 2017-08-29 2019-02-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Housing of electronic device and electronic device
US10790574B2 (en) * 2017-08-29 2020-09-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Housing of electronic device and electronic device

Also Published As

Publication number Publication date
CN208589547U (zh) 2019-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10511089B2 (en) Antenna device and electronic apparatus
KR102017621B1 (ko) 무선 충전용 코일 기판 및 이를 구비하는 전자 기기
US20140349572A1 (en) Integrated inductive power receiver and near field communicator
TW201401708A (zh) 非接觸充電裝置用天線薄片及使用該薄片之充電裝置
KR20170005670A (ko) 무선 충전과 nfc 통신을 위한 무선 안테나 및 이를 적용한 무선 단말기
CN103125082A (zh) 具有无线电连接的电子设备、尤其是移动电话与机动车的设施的耦合
EP2741366A1 (en) Antenna device, and communication terminal device
WO2013191896A1 (en) Edge-emitting antennas for ultra slim wireless mobile devices
JP2013223300A (ja) 無線電力伝送システム、無線電力伝送装置、無線電力伝送方法、無線電力伝送装置の制御方法、プログラム。
WO2017138296A1 (ja) アンテナ装置および電子機器
KR20140091362A (ko) 무선충전용 수신코일과 엔에프씨 안테나가 배터리에 함께 설치된 무선충전 배터리 모듈
JP6583599B1 (ja) アンテナ装置、通信システム、及び電子機器
GB2538447A (en) Antenna equipment and electronic device
US11025100B2 (en) Wireless power transmission/reception device
US10700413B2 (en) Antenna device and electronic apparatus
WO2017122480A1 (ja) アンテナ装置及び電子機器
US11936198B2 (en) Coil module
KR101926615B1 (ko) 콤보 안테나모듈 및 이를 포함하는 휴대용 전자장치
JP2018153024A (ja) 送電装置
KR20160050445A (ko) 무선충전장치
WO2018139519A1 (ja) アンテナ装置、非接触伝送装置および非接触伝送システム
US20180269719A1 (en) Power transmission device
KR20160043900A (ko) 코일 구조체 및 그를 이용한 무선 전력 수신 장치
US20190123584A1 (en) Power transmission device
KR20170010595A (ko) 콤보 안테나모듈 및 이를 포함하는 휴대용 전자장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16885083

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16885083

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP