CN116706512A - 天线模块和具备其的无线电力传输器件 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于抑制匝数的同时扩大规定的方向上的可通信范围。本发明的天线模块(1)具备包含第1～第3匝(T1～T3)的第1线圈图案(CP1)。第1和第2匝(T1，T2)的开口部具有y方向上的开口宽度大于x方向上的开口宽度的形状。第1匝(T1)与第2匝(T2)的x方向上的第1间隔距离(D1)比第2匝(T2)与第3匝(T3)的x方向上的第2间隔距离(D2)。第1匝(T1)与第2匝(T2)的y方向上的第3间隔距离(D3)比第1间隔距离(D1)短，第2匝(T2)与第3匝(T3)的y方向上的第4间隔距离(D4)比第2间隔距离(D2)短。第3匝(T3)的开口部的x方向上的开口宽度大于y方向上的开口宽度。
Description
技术领域
本发明涉及一种天线模块和具备其的无线电力传输器件。
背景技术
在专利文献1中，公开有具有越是位于内周的匝长边与短边之比越大的图案形状的线圈图案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2014/077098号
发明内容
发明想要解决的技术问题
但是，在专利文献1所记载的天线模块中，为了扩大X方向上的可通信范围，需要增加线圈图案的匝数，由此存在伴随着直流电阻增加而阻抗发生变化的问题。
因此，本发明的目的在于，提供一种具有在抑制匝数的同时具有规定的方向上的可通信范围宽的线圈图案的天线模块。
用于解决技术问题的手段
本发明的一个实施方式的天线模块具备至少包含第1、第2和第3匝的第1线圈图案，第1匝位于第2匝的开口部内，第2匝位于第3匝的开口部内，第1和第2匝的开口部具有第1方向上的开口宽度比与第1方向正交的第2方向上的开口宽度大的形状，第1匝与第2匝的第2方向上的第1间隔距离比第2匝与第3匝的第2方向上的第2间隔距离短，第1匝与第2匝的第1方向上的第3间隔距离比第1间隔距离短，第2匝与第3匝的第1方向上的第4间隔距离比第2间隔距离短，第3匝的开口部具有第2方向上的开口宽度比第1方向上的开口宽度大的形状。
发明的效果
根据本公开，能够提供一种具有在抑制匝数的同时具有规定的方向上的可通信范围宽的线圈图案的天线模块。
附图说明
图1是用于说明本发明的一个实施方式的天线模块1的结构的示意图，(a)是简略俯视图，(b)是沿着(a)所示的A-A线的简略截面图。
图2是表示在箱体2的载置面3载置了智能手机S1状态的示意图。
图3是表示在箱体2的载置面3载置了智能手机S2状态的示意图。
图4的(a)、(b)是表示无线通信部4～6的连接关系的电路图。
图5是用于说明无线通信部4的结构的简略截面图。
图6是表示第1线圈图案CP1的图案的形状的简略俯视图。
图7是表示在第2基材20的一个表面21形成的导体图案的形状的简略俯视图。
图8是表示在第2基材20的另一个表面22形成的导体图案的形状的简略俯视图。
图9是用于说明无线通信部5、6的结构的简略截面图。
图10是使用了本实施方式的天线模块1的无线电力传输器件90的框图。
图11是表示第一变形例的第1线圈图案CP1的图案的形状的简略俯视图。
图12是表示第二变形例的第1线圈图案CP1的图案的形状的简略俯视图。
符号说明
1……天线模块
2……箱体
3……载置面
4～6……无线通信部
7、7A、7B……半导体IC
8、8A、8B、9、9A、9B……信号配线
10……第1基材
11……第1基材的一个表面
12……第1基材的另一个表面
20……第2基材
21……第2基材的一个表面
22……第2基材的另一个表面
30……磁片
41～44、51～54、61～64、81～84……区间
71、72……通孔导体
73、75……第3基材
74、76……第3基材的一个表面
90……无线电力传输器件
91……通信电路
92……送电电路
93……控制电路
94……通信线
95……电源
100、200……导体图案
110、120、130、140、150、160、210、220、230、240、250、260……匝
111～114、121～124、131～134、141～144、151～154、161、162、211～214、221～224、231～234、241～244、251～254、261、262……线
301～304……通孔导体
830、831、840、841……直线区间
832、842……第2直线区间
833、843……第3直线区间
834、844……第1直线区间
A1、A2……突出区间
ANT1、ANT2……通信天线
C1、C_EMC、Cs、Cp……电容器
CP1……第1线圈图案
CP2……第2线圈图案
CP3……第3线圈图案
CP4……第4线圈图案
D1～D7、D6a、D6b……距离
E1～E4……端子电极
ID……内部形状
L_EMC……电感器
OD……外部形状
P1～P3……导体图案
T1……第1匝
T2……第2匝
T3……第3匝
T4……第4匝
RX1……天线线圈
RX2……受电线圈
S1、S2……智能手机
X1～X4、Xi、Xo、Y1～Y4……开口宽度
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本公开的优选实施方式。
图1是用于说明本发明的一个实施方式的天线模块1的结构的示意图，(a)是简略俯视图，(b)是沿着(a)所示的A-A线的简略截面图。
如图1所示，本实施方式的天线模块1包括具有用于载置智能手机等的便携式通信设备的载置面3的箱体2和以与载置面3重叠的方式配置于箱体2的内部空间的无线通信部4～6。无线通信部4位于箱体2的x方向上的大致中央部，无线通信部5位于箱体2的x方向上的一侧(-x方向侧)，无线通信部6位于箱体2的x方向上的另一侧(+x方向侧)。从z方向看无线通信部4～6彼此不重叠。无线通信部4具有第1基材10、第2基材20和磁片30层叠的结构。如后所述，在第1基材10形成有NFC(近距离无线通讯)用的天线线圈，在第2基材20形成有无线电力传输用的送电线圈。由此，无线通信部4兼具无线通信功能和无线电力传输功能。与此相对，无线通信部5、6仅具备无线通信功能。在此，智能手机存在从小型的到大型的各种各样的尺寸。天线模块1的载置面3为了能够载置各种各样的尺寸的智能手机而设计得较宽，因此存在载置智能手机时发生载置面3的x方向上的位置偏离的情况。此外，在天线模块1设置于车辆内的控制台等的情况下，存在伴随着车辆的振动，所载置的智能手机在载置面3上发生位置偏离的情况。与此相对，天线模块1以即使在智能手机发生位置偏离的情况下也能够进行无线通信和无线电力传输的方式构成。
图2是表示在箱体2的载置面3载置有智能手机S1状态的示意图，(a)表示智能手机S1载置在载置面3的x方向上的大致中央部的状态，(b)表示智能手机S1向载置面3的x方向上的一侧(-x方向侧)偏移地载置的状态，(c)表示智能手机S1向载置面3的x方向上的另一侧(+x方向侧)偏移地载置的状态。
图2所示的智能手机S1具有以x方向为长边方向，以y方向为短边方向，在x方向上的大致中央部配置有NFC用的天线线圈RX1和无线电力传输用的受电线圈RX2的结构。在将这种类型的智能手机S1载置在箱体2的载置面3的情况下，能够不依赖于载置面3上的智能手机S1的x方向上的位置地使用无线通信部4进行无线通信和无线电力传输。在这种情况下，不使用无线通信部5、6。此处，无线通信部4与天线线圈RX1和受电线圈RX2的x方向上的位置关系根据载置面3上的智能手机S1的x方向上的位置而变化，因此无线通信部4以使得相对于天线线圈RX1和受电线圈RX2的x方向上的结合范围宽的方式设计。
图3是表示在箱体2的载置面3载置有智能手机S2状态的示意图，(a)表示智能手机S2载置在载置面3的x方向上的大致中央部的状态，(b)表示智能手机S2向载置面3的x方向上的一侧(-x方向侧)偏移地载置的状态，(c)表示智能手机S2向载置面3的x方向上的另一侧(+x方向侧)偏移地载置的状态。
图3所示的智能手机S2具有以x方向为长边方向，以y方向为短边方向，在x方向上的一侧配置有NFC用的天线线圈RX1，在x方向上的大致中央部配置有无线电力传输用的受电线圈RX2的结构。在将这样的类型的智能手机S2载置在箱体2的载置面3的情况下，能够不依赖于载置面3上的智能手机S2的x方向上的位置地，使用无线通信部4进行无线电力传输。另一方面，在以天线线圈RX1成为-x方向侧的方式在载置面3载置有智能手机S2的情况下(参照图3的(a)、(b))无线通信使用无线通信部5；在以天线线圈RX1成为+x方向侧的方式在载置面3载置有智能手机S2的情况下(参照图3的(c))无线通信使用无线通信部6。这样，根据智能手机S2的朝向来使用无线通信部5、6中的任一者。
图4的(a)是表示无线通信部4～6的连接关系的一个例子的电路图。
在图4的(a)所示的例子中，本实施方式的天线模块1中包含通信用的半导体IC7，在与半导体IC7连接的一对信号配线8、9上连接无线通信部4～6。在信号配线8、9上，连接有作为EMC噪声滤波器发挥作用的电感器Lemc和电容器Cemc、及作为匹配电路发挥作用的电容器Cs、Cp。而且，由无线通信部4构成的通信天线ANT1与由无线通信部5、6构成的通信天线ANT2并联连接。由此，在箱体2的载置面3载置有图2所示的类型的智能手机S1和图3所示的类型的智能手机S2的任一者的情况下，均能够正确地进行无线通信。此外，因为由无线通信部4构成的通信天线ANT1与由无线通信部5、6构成的通信天线ANT2并联连接，所以能够使两者独立地发挥作用。因此，还可以根据产品规格将一个天线取下。
图4的(b)是表示无线通信部4～6的连接关系的另一个例子的电路图。
在图4的(b)所示的例子中，本实施方式的天线模块1中包含通信用的2个半导体IC7A、7B。而且，在与半导体IC7A连接的一对信号配线8A、9A上，连接作为EMC噪声滤波器发挥作用的电感器Lemc和电容器Cemc、作为匹配电路发挥作用的电容器Cs、Cp和由无线通信部4构成的通信天线ANT1。另一方面，在与半导体IC7B连接的一对信号配线8B、9B上，连接作为EMC噪声滤波器发挥作用的电感器Lemc和电容器Cemc，作为匹配电路发挥作用的电容器Cs、Cp，而且，并联连接由无线通信部5、6构成的通信天线ANT2、ANT3。这样，也可以使无线通信部4和无线通信部5、6与各自不同的半导体IC连接。由此，能够分别独立地设计无线通信部4与无线通信部5、6。此外，因为由无线通信部5、6构成的通信天线ANT2、ANT3并联连接，所以能够使两者独立地发挥作用。因此，还可以根据产品规格将一个天线取下。
在此，无线通信部4中不仅包含NFC用的天线线圈，而且还包含无线电力传输用的送电线圈，因此为了获得高的电力传输效率，在从第2基材20看与载置面3相反侧设置有磁片30。与此相对，无线通信部5、6中不包含无线电力传输用的送电线圈，因此不设置这样的磁片。因此，无线通信部5、6中包含的天线线圈在z方向上的高度位置比无线通信部4中包含的天线线圈在z方向上的高度位置低至少与磁片30的z方向上的厚度相应的量。为了获得高的电力传输效率，需要充分确保磁片30的z方向上的厚度，在图1的(b)所示的例子中，磁片30的z方向上的厚度比无线通信部5、6厚。其结果是，无线通信部5、6中包含的天线线圈在z方向上的高度位置比磁片30的作为与第2基材20中的送电线圈相对的相对面的表面的高度位置低。由此，不易产生无线通信部4与无线通信部5、6的干扰，因此容易进行无线通信部4～6的各自的阻抗匹配。另外，无线通信部5、6也可以具备适合于NFC的磁片。在这种情况下，与无线通信部4中的磁片30相比，无线通信部5、6中的磁片的厚度较薄。因此，即使在无线通信部5、6具备磁片的情况下，无线通信部5、6中包含的天线线圈在z方向上的高度位置也比无线通信部4中包含的天线线圈在z方向上的高度位置低，比磁片30的作为与第2基材20中的送电线圈相对的相对面的表面的高度位置低。
图5是用于说明无线通信部4的结构的简略截面图。
如图5所示，无线通信部4具备：由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜等构成的第1基材10以及第2基材20；设置在第1基材10的一个和另一个表面11、12的由Cu等良导体构成的导体图案即第1线圈图案CP1；设置在第2基材20的一个和另一个表面21、22的由Cu等良导体构成的导体图案即第2线圈图案CP2；和磁片30。第1线圈图案CP1是NFC(近距离无线通讯)用的天线线圈，第2线圈图案CP2是无线电力传输用的送电线圈。第1线圈图案CP1与第2线圈图案CP2在线圈轴方向上有重叠。第1和第2线圈图案CP1、CP2的线圈轴方向为z方向，第1基材10、第2基材20和磁片30以在z方向上重叠的方式依次配置。即，第2基材20配置在第1基材10与磁片30之间，磁片30与第1基材10在z方向上的距离比磁片30与第2基材20在z方向上的距离远。
图6是表示第1线圈图案CP1的图案形状的简略俯视图。
如图6所示，在第1基材10的一个表面11形成有导体图案P1、P2，在第1基材10的另一个表面12形成有导体图案P3。这些导体图案P1～P3构成第1线圈图案CP1。导体图案P1的一端与端子电极E1连接，导体图案P1的另一端经由贯通第1基材10设置的通孔导体(viaconductor)71与导体图案P3的一端连接。此外，导体图案P2的一端与端子电极E2连接，导体图案P2的另一端经由贯通第1基材10设置的通孔导体72与导体图案P3的另一端连接。
由导体图案P1～P3构成的第1线圈图案CP1包含大致矩形地环绕的第1匝T1、第2匝T2和第3匝T3。第1匝T1位于第2匝T2的开口部内，第2匝T2位于第3匝T3的开口部内。第1匝T1是第1线圈图案CP1的最内周匝，其开口部的y方向上的开口宽度为Y1，x方向上的开口宽度为X1。y方向例如是第1方向，x方向例如是第2方向。第2匝T2位于第1匝T1的外周，其开口部的y方向上的开口宽度为Y2，大于第1匝T1的开口宽度Y1(Y2＞Y1)，x方向上的开口宽度为X2，大于第1匝T1的开口宽度X1(X2＞X1)。第3匝T3位于第2匝T2的外周，其开口部的y方向上的开口宽度为Y3，大于第2匝T2的开口宽度Y2(Y3＞Y2)，x方向上的开口宽度为X3，大于第2匝T2的开口宽度X2(X3＞X2)。
此处，第1匝T1的开口部的y方向上的开口宽度Y1大于x方向上的开口宽度X1(Y1＞X1)。同样，第2匝T2的开口部的y方向上的开口宽度Y2大于x方向上的开口宽度X2(Y2＞X2)。与此相对，第3匝T3的开口部的y方向上的开口宽度Y3小于x方向的开口宽度X3(Y3＜X3)。即，在以x方向为横向，以y方向为纵向的情况下，第1匝T1和第2匝T2均为纵向长的矩形形状，与此相对，第3匝T3为横向长的矩形形状。而且，第1线圈图案CP1在以端子电极E1为起点并以端子电极E2为终点的情况下，按第3匝T3的一部分、第2匝T2、第1匝T1和第3匝T3的剩余部分的顺序环绕。第3匝T3包含在第1基材10的另一个表面12形成的导体图案P3。与此相对，第1匝T1和第2匝T2全部由在第1基材10的一个表面11形成的导体图案P1构成。
第1匝T1具有沿x方向延伸的区间41、42和沿y方向延伸的区间43、44。区间41、42沿x方向直线地延伸，区间43、44沿y方向直线地延伸。因此，第1匝T1的平面形状除去弯曲的角部外大致为矩形。第2匝T2具有沿x方向延伸的区间51、52和沿y方向延伸的区间53、54。区间51、52沿x方向直线地延伸，区间53、54沿y方向直线地延伸。因此，第2匝T2的平面形状除去弯曲的角部外大致为矩形。第3匝T3具有沿x方向延伸的区间61、62和沿y方向延伸的区间63、64。区间61、62沿x方向直线地延伸，区间63、64沿y方向直线地延伸。因此，第3匝T3的平面形状除去弯曲的角部外大致为矩形。
此处，在令第1匝T1的区间43、44与第2匝T2的区间53、54的x方向上的第1间隔距离为D1，令第2匝T2的区间53、54与第3匝T3的区间63、64的x方向上的第2间隔距离为D2的情况下，第1间隔距离D1比第2间隔距离D2短(D1＜D2)。这意味着，第1匝T1和第2匝T2均为纵向长的矩形形状，两者的开口部的x方向上的开口宽度X1、X2之差小，而第3匝T3为横向长的矩形形状，其开口部的x方向上的开口宽度X3与第2匝T2的开口部的x方向上的开口宽度X2之差大。
此外，在令第1匝T1的区间41、42与第2匝T2的区间51、52的y方向上的第3间隔距离为D3的情况下，第3间隔距离D3比第1间隔距离D1短(D1＞D3)。这意味着，虽然第1匝T1和第2匝T2均为纵向长的矩形形状，两者的开口部的x方向上的开口宽度X1、X2之差小，但是两者的开口部的y方向上的开口宽度Y1、Y2之差更小。
进一步，在令第2匝T2的区间51、52与第3匝T3的区间61、62的y方向上的第4间隔距离为D4的情况下，第4间隔距离D4比第2间隔距离D2短(D2＞D4)。这意味着，第2匝T2为纵向长的矩形形状，第3匝T3为横向长的矩形形状，与两者的开口部的x方向上的开口宽度X2、X3之差相比，两者的开口部的y方向上的开口宽度Y2、Y3之差更小。另外，第2匝T2的区间52为了避开端子电极E1、E2地环绕而配置在稍内侧，第2匝T2的区间52与第3匝T3的区间62之差大于第2匝T2的区间51与第3匝T3的区间61之差。但是，第4间隔距离D4无论是在为第2匝T2的区间52与第3匝T3的区间62之差的情况下，还是在为第2匝T2的区间51与第3匝T3的区间61之差的情况下，均比第2间隔距离D2短。
这样，作为天线线圈发挥作用的第1线圈图案CP1因为具有作为纵向长的矩形形状的第1匝T1和第2匝T2、以及作为横向长的矩形形状的第3匝T3并且第1间隔距离D1比第2间隔距离D2短，所以能够提高载置面3上的智能手机S1的位置如图2的(a)所示那样为x方向的中央部的情况下的通信特性，同时由于x方向上的可通信范围宽，因此即使在载置面3上的智能手机S1的位置如图2的(b)、(c)所示那样在x方向上偏移了的情况下，也能够进行通信。而且，第1线圈图案CP1由于第3间隔距离D3比第1间隔距离D1短且第4间隔距离D4比第2间隔距离D2短，所以能够充分确保y方向上的开口宽度。由此，即使在智能手机S1在y方向上偏移了的情况下，也能够确保良好的通信。
图7是表示在第2基材20的一个表面21形成的导体图案的形状的简略俯视图。
如图7所示，在第2基材20的一个表面21形成有构成第2线圈图案CP2的螺旋状的导体图案100。
构成第2线圈图案CP2的导体图案100为由匝110、120、130、140、150、160构成的6匝结构，匝110位于最外周，匝160位于最内周。其中，匝110、120、130、140、150被螺旋状的3条狭缝在径向上分割为4份。另一方面，匝160被螺旋状的1条狭缝在径向上分割为2份。由此，匝110被四分为线111～114，匝120被四分为线121～124，匝130被四分为线131～134，匝140被四分为线141～144，匝150被四分为线151～154，匝160被二分为线161、162。
线111、121、131、141、151、161是呈螺旋状卷绕6匝的连续的线，位于各匝的最外周。线112、122、132、142、152、162是呈螺旋状卷绕6匝的连续的线，在各匝位于第2外周。线113、123、133、143、153是呈螺旋状卷绕5匝的连续的线，在各匝位于第2内周。线114、124、134、144、154是呈螺旋状卷绕5匝的连续的线，位于各匝的最内周。
线111～114的外周端与端子电极E3共同连接。另一方面，线161、162、153、154的内周端与贯通第2基材20的通孔导体301～304分别连接。
图8是表示在第2基材20的另一个表面22形成的导体图案的形状的简略俯视图，表示从第2基材20的一个表面21侧观察的状态，即，透视观察第2基材20时的状态。
如图8所示，在第2基材20的另一个表面22，形成有构成第2线圈图案CP2的螺旋状的导体图案200。另外，在本实施方式中，第2基材20的另一个表面22以与磁片30的表面相对的朝向配置，不过也可以第2基材20的一个表面21以与磁片30的表面相对的朝向配置。
构成第2线圈图案CP2的导体图案200的主要部分的图案形状与导体图案100的图案形状相同。导体图案200是由匝210、220、230、240、250、260构成的6匝结构，匝210位于最外周，匝260位于最内周。其中，匝210、220、230、240、250被螺旋状的3条狭缝在径向上分割为4份。另一方面，匝260被螺旋状的1条狭缝在径向上分割为2份。由此，匝210被四分为线211～214，匝220被四分为线221～224，匝230被四分为线231～234，匝240被四分为线241～244，匝250被四分为线251～254，匝260被二分为线261、262。
线211、221、231、241、251、261是呈螺旋状卷绕6匝的连续的线，位于各匝的最外周。线212、222、232、242、252、262是呈螺旋状卷绕6匝的连续的线，在各匝位于第2外周。线213、223、233、243、253是呈螺旋状卷绕5匝的连续的线，在各匝位于第2内周。线214、224、234、244、254是呈螺旋状卷绕5匝的连续的线，位于各匝的最内周。
线211～214的外周端经由通孔导体与端子电极E4共同连接。另一方面，线261、262、253、254的内周端与通孔导体304、303、302、301分别连接。由此，在端子电极E3与端子电极E4之间，并联连接4条11匝的线。
图6表示将第1基材10与第2基材20重叠的情况下的第1线圈图案CP1与第2线圈图案CP2的平面的位置关系。在图6中，以虚线表示由第2线圈图案CP2的最内周匝规定的内部形状ID和由第2线圈图案CP2的最外周匝规定的外部形状OD。内部形状ID与外部形状OD之间的区域是配置有构成第2线圈图案CP2的多条线的线圈区域，其径向上的宽度成为第2线圈图案CP2的绕组宽度。
如图6所示，第2线圈图案CP2以y方向成为短边方向、x方向成为长边方向的方式与第1线圈图案CP1重叠。由此，与使用第1线圈图案CP1的通信一样，即使载置面3上的智能手机S1、S2的位置如图2的(b)、(c)和图3的(b)、(c)所示那样在x方向上偏移了的情况下，也能够高效地进行无线电力传输。
此外，如图6所示，第2线圈图案CP2的内部形状ID的x方向上的开口宽度Xi大于第1线圈图案CP1的第1匝T1的x方向上的开口宽度X1，并且小于第1线圈图案CP1的第2匝T2的x方向上的开口宽度X2。另一方面，第2线圈图案CP2的外部形状OD的x方向上的开口宽度Xo大于第1线圈图案CP1的第2匝T2的x方向的开口宽度X2，并且与第1线圈图案CP1的第3匝T3的x方向上的开口宽度X3相比大致相同或稍小。
图9是用于说明无线通信部5、6的结构的简略截面图。
如图9所示，无线通信部5由第3基材73和设置在第3基材73的一个表面74的第3线圈图案CP3构成，该第3基材73由PET薄膜等构成。无线通信部6由第4基材75和设置在第4基材75的一个表面76的第4线圈图案CP4构成，该第4基材75由PET薄膜等构成。第3和第4线圈图案CP3、CP4是NFC用的天线线圈。第3线圈图案CP3与第4线圈图案CP4也可以具有彼此相同的图案形状。第3和第4线圈图案CP3、CP4是遍及多个匝环绕的平面螺旋状的导体图案，其外部形状和开口部是以x方向为短边方向、以y方向为长边方向的矩形形状。在图9所示的例子中，第3和第4线圈图案CP3、CP4的环绕数为4匝，不过第3和第4线圈图案CP3、CP4的匝数没有特别限定。此外，第3和第4线圈图案CP3、CP4的平面形状不限定于矩形形状，也可以为圆形或椭圆形。
图10是使用了本实施方式的天线模块1的无线电力传输器件90的框图。
图10所示的无线电力传输器件90具备具有第1～第4线圈图案CP1～CP4的天线模块1、与第1、第3和第4线圈图案CP1、CP3、CP4连接的通信电路91和与第2线圈图案CP2连接的送电电路92。在通信电路91与第1、第3和第4线圈图案CP1、CP3、CP4之间连接有电容器C1。通信电路91和送电电路92与控制电路93连接。由此，经由通信线94发送和接收的数据可以经由NFC用的第1、第3和第4线圈图案CP1、CP3、CP4进行通信，并且由电源95供给的电力可以经由无线电力传输用的第2线圈图案CP2无线地送电。
图11是表示第一变形例的第1线圈图案CP1的图案的形状的简略俯视图。
图11所示的第一变形例的第1线圈图案CP1在第1基材10的一个表面11形成的导体图案P1还包含以大致矩形形状环绕的第4匝T4，在这一点上与图6所示的第1线圈图案CP1不同。其它的基本结构与图6所示的第1线圈图案CP1相同，因此对相同的要素标注相同的符号，并省略重复的说明。
第4匝T4位于第2匝T2与第3匝T3之间。因此，在以端子电极E1为起点并以端子电极E2为终点的情况下，按第3匝T3的一部分、第4匝T4、第2匝T2、第1匝T1和第3匝T3的剩余部分的顺序环绕。第4匝T4的开口部的x方向上的开口宽度为X4，y方向上的开口宽度为Y4。开口宽度X4小于第3匝T3的开口宽度X3，大于第2匝T2的开口宽度X2(X3＞X4＞X2)。开口宽度Y4小于第3匝T3的开口宽度Y3，大于第2匝T2的开口宽度Y2(Y3＞Y4＞Y2)。此处，第4匝T4的开口部的y方向上的开口宽度Y4小于x方向上的开口宽度X4(Y4＜X4)。即，在以x方向横向、以y方向为纵向的情况下，与第3匝T3同样，第4匝T4为横向长的矩形形状。
第4匝T4具有沿x方向延伸的区间81、82和沿y方向延伸的区间83、84。区间81、82在x方向上直线地延伸，区间83、84在y方向上直线地延伸。因此，第4匝T4的平面形状除去弯曲的角部以外大致为矩形。此处，在令第4匝T4的区间83、84与第3匝T3的区间63、64的x方向上的第5间隔距离为D5，且令第4匝T4的区间83、84与第2匝T2的区间53、54的x方向上的第6间隔距离为D6的情况下，第5间隔距离D5比第6间隔距离D6短(D5＜D6)。这意味着，第3匝T3和第4匝T4均为横向长的矩形形状，两者的开口部在x方向上的开口宽度X3、X4之差小。
如果使用具有这样的结构的第1线圈图案CP1，则电感增加，因此通信特性提高。此外，因为第4匝T4的区间83、84配置在第3匝T3的区间63、64的附近，因此能够大幅改善载置面3上的智能手机S1的位置如图2的(b)、(c)所示那样在x方向上偏移了的情况下的通信特性。
图12是表示第二变形例的第1线圈图案CP1的图案的形状的简略俯视图。
图12所示的第二变形例的第1线圈图案CP1中，第4匝T4的平面形状与图11所示的第1线圈图案CP1的第4匝T4不同。其它的基本结构与图11所示的第1线圈图案CP1相同，因此对相同的要素标注相同的符号，并省略重复的说明。
在第二变形例中，第4匝T4的区间81、82在x方向上直线地延伸，与此相对，区间83、84具有在x方向上的位置发生改变的区间。具体而言，区间83具有沿y方向直线地延伸的直线区间830、831、以及位于直线区间830、831之间并且向x方向上的外侧突出的突出区间A1。突出区间A1具有：与直线区间830连接且沿x方向直线地延伸的第2直线区间832、与直线区间831连接且沿x方向直线地延伸的第3直线区间833和连接第2直线区间832与第3直线区间833且沿y方向延伸的第1直线区间834。同样，区间84具有沿y方向直线地延伸的直线区间840、841和位于直线区间840、841之间且向x方向上的外侧突出的突出区间A2。突出区间A2具有：与直线区间840连接且沿x方向直线地延伸的第2直线区间842、与直线区间841连接且沿x方向直线地延伸的第3直线区间843、和连接第2直线区间842与第3直线区间843且沿y方向延伸的第1直线区间844。
根据这样的结构，与第2匝T2的区间53、54和第4匝T4的直线区间830、831、840、841在x方向上的距离D6a相比，第2匝T2的区间53、54与第4匝T4的第1直线区间834、844在x方向上的距离D6b更大(D6a＜D6b)。而且，在令突出区间A1、A2的第1直线区间834、844与第3匝T3的沿y方向延伸的区间63、64在x方向上的第7间隔距离为D7的情况下，第7间隔距离D7比第1间隔距离D1短。
如果使用具有这样的结构的第1线圈图案CP1，则即使在成为通信对象的天线线圈的y方向上的位置从中心偏离的情况下也能够正确地进行通信。因此，不仅能够进行在与内置于智能手机S1的天线线圈RX1的通信，而且在箱体2的载置面3与智能手机S1之间存在具有无线通信功能的IC卡等的情况下，也能够检测出这样的IC卡的存在。而且，在检测到IC卡的情况下，能够通过停止使用了第2线圈图案CP2的无线电力传输来预先防止IC卡的破损。并且，由于第7间隔距离D7比第1间隔距离D1短，因此能够进一步改善在载置面3上的智能手机S1的位置如图2的(b)、(c)所示那样在x方向上偏移了的情况下的通信特性。
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，而本发明当然并不限定于上述的实施方式，还可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更，这些变更显然也包含于本发明的范围内。
本发明的技术，包含以下的结构例，不过并不限定于此。
本发明的天线模块具备至少包含第1、第2和第3匝的第1线圈图案，第1匝位于第2匝的开口部内，第2匝位于第3匝的开口部内，第1和第2匝的开口部具有第1方向上的开口宽度比与第1方向正交的第2方向上的开口宽度大的形状，第1匝与第2匝的第2方向上的第1间隔距离比第2匝与第3匝的第2方向上的第2间隔距离短，第1匝与第2匝的第1方向上的第3间隔距离比第1间隔距离短，第2匝与第3匝的第1方向上的第4间隔距离比第2间隔距离短，第3匝的开口部具有第2方向上的开口宽度比第1方向上的开口宽度大的形状。由此，能够在提高第2方向的大致中央部的通信特性的同时以少的匝数在第2方向上扩大可通信范围。
第1线圈图案也可以进一步包含位于第2匝与第3匝之间的第4匝。由此，能够通过电感的增加提高通信特性。在这种情况下，第4匝与第3匝的第2方向上的第5间隔距离也可以比第4匝与第2匝的第2方向上的第6间隔距离短。由此，即使在通信对象设备在第2方向上大幅偏移了的情况下，也能够正确地进行通信。
第4匝的沿第1方向延伸的区间也可以具有突出区间，该突出区间与第2匝的沿第1方向延伸的区间在第2方向上的距离较远。由此，即使在通信对象设备在第1方向上偏移了的情况下，也能够正确地进行通信。在这种情况下，突出区间也可以具有沿第1方向延伸的第1直线区间和沿第2方向延伸的第2直线区间。由此，能够在第2方向上扩大可通信范围，并同时提高第1方向的大致中央部的通信特性。此外，突出区间的第1直线区间与第3匝的沿第1方向延伸的区间在第2方向上的第7间隔距离也可以比第1间隔距离短。由此，能够进一步提高通信对象设备在第2方向上大幅偏移了的情况下的通信特性。
本发明的天线模块也可以进一步包括从第1线圈图案的线圈轴方向看与第1线圈图案重叠的第2线圈图案。由此，能够在利用NFC等的通信之上进行无线电力传输。在这种情况下，第2线圈图案也可以以使得第1方向为短边方向、第2方向为长边方向的方式与第1线圈图案重叠。由此，即使在充电对象设备在第2方向上大幅偏移了的情况下，也能够正确地进行电力传输。
本公开的天线模块也可以进一步具备以从线圈轴方向看与第1线圈图案不重叠的方式配置在第1线圈图案的第2方向上的一侧的第3线圈图案。由此，即使在设置于通信对象设备的天线线圈配置在第2方向上的大致中央部的情况、以及设置于通信对象设备的天线线圈配置在第2方向上的端部的情况中的任一情况下，都能够正确地进行通信。在这种情况下，也可以进一步包括以从线圈轴方向看与第1线圈图案不重叠的方式配置在第1线圈图案的第2方向上的另一侧的第4线圈图案。由此，即使在将天线线圈配置于第2方向上的端部的通信对象设备在第2方向上反转180°地载置的情况下，也能够正确地进行通信。
第1线圈图案与第3线圈图案也可以并联连接。由此，能够使第1线圈图案与第3线圈图案独立地发挥作用。
第3线圈图案在线圈轴方向上的高度位置也可以比第1线圈图案在线圈轴方向上的高度位置低。由此，能够抑制第1线圈图案与第3线圈图案的结合。在这种情况下，也可以进一步具备配置在从第2线圈图案看与第1线圈图案相反侧的磁片，第3线圈图案在线圈轴方向上的高度位置也可以比磁片的与第2线圈图案相对的相对面的高度位置低。由此，能够进一步抑制第1线圈图案与第3线圈图案的结合。
此外，本发明的无线电力传输器件也可以具备上述天线模块、与第1线圈图案连接的通信电路和与第2线圈图案连接的送电电路。由此，能够进行利用无线的电力传输和利用NFC的通信。
Claims (14)
1.一种天线模块，其特征在于：
具备至少包含第1、第2和第3匝的第1线圈图案，
所述第1匝位于所述第2匝的开口部内，
所述第2匝位于所述第3匝的开口部内，
所述第1和第2匝的开口部具有第1方向上的开口宽度比第2方向上的开口宽度大的形状，其中，所述第2方向与所述第1方向正交，
所述第1匝与所述第2匝的所述第2方向上的第1间隔距离比所述第2匝与所述第3匝的所述第2方向上的第2间隔距离短，
所述第1匝与所述第2匝的所述第1方向上的第3间隔距离比所述第1间隔距离短，
所述第2匝与所述第3匝的所述第1方向上的第4间隔距离比所述第2间隔距离短，
所述第3匝的开口部具有所述第2方向上的开口宽度比所述第1方向上的开口宽度大的形状。
2.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于：
所述第1线圈图案还包含位于所述第2匝与所述第3匝之间的第4匝。
3.如权利要求2所述的天线模块，其特征在于：
所述第4匝与所述第3匝的所述第2方向上的第5间隔距离比所述第4匝与所述第2匝的所述第2方向上的第6间隔距离短。
4.如权利要求2或3所述的天线模块，其特征在于：
所述第4匝的沿所述第1方向延伸的区间具有突出区间，所述突出区间与所述第2匝的沿所述第1方向延伸的区间在所述第2方向上的距离较远。
5.如权利要求4所述的天线模块，其特征在于：
所述突出区间具有沿所述第1方向延伸的第1直线区间和沿所述第2方向延伸的第2直线区间。
6.如权利要求5所述的天线模块，其特征在于：
所述突出区间的所述第1直线区间与所述第3匝的沿所述第1方向延伸的区间的所述第2方向上的第7间隔距离比所述第1间隔距离短。
7.如权利要求1～6中的任一项所述的天线模块，其特征在于：
还包括从所述第1线圈图案的线圈轴方向看与所述第1线圈图案重叠的第2线圈图案。
8.如权利要求7所述的天线模块，其特征在于：
所述第2线圈图案以所述第1方向成为短边方向、所述第2方向成为长边方向的方式与所述第1线圈图案重叠。
9.如权利要求7或8所述的天线模块，其特征在于：
还包括以从线圈轴方向看与所述第1线圈图案不重叠的方式配置在所述第1线圈图案的所述第2方向上的一侧的第3线圈图案。
10.如权利要求9所述的天线模块，其特征在于：
还包括以从线圈轴方向看与所述第1线圈图案不重叠的方式配置在所述第1线圈图案的所述第2方向上的另一侧的第4线圈图案。
11.如权利要求9或10所述的天线模块，其特征在于：
所述第1线圈图案与所述第3线圈图案并联连接。
12.如权利要求9～11中的任一项所述的天线模块，其特征在于：
所述第3线圈图案在线圈轴方向上的高度位置比所述第1线圈图案在线圈轴方向上的高度位置低。
13.如权利要求12所述的天线模块，其特征在于：
还包括配置在从所述第2线圈图案看与所述第1线圈图案相反侧的磁片，
所述第3线圈图案在线圈轴方向上的高度位置比所述磁片的与所述第2线圈图案相对的相对面的高度位置低。
14.一种无线电力传输器件，其特征在于，包括：
权利要求7～13中的任一项所述的天线模块；
与所述第1线圈图案连接的通信电路；和
与所述第2线圈图案连接的送电电路。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |