JP2014183193A - Antenna device and electronic equipment - Google Patents

Antenna device and electronic equipment Download PDF

Info

Publication number
JP2014183193A
JP2014183193A JP2013056777A JP2013056777A JP2014183193A JP 2014183193 A JP2014183193 A JP 2014183193A JP 2013056777 A JP2013056777 A JP 2013056777A JP 2013056777 A JP2013056777 A JP 2013056777A JP 2014183193 A JP2014183193 A JP 2014183193A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
antenna
resin layer
magnetic resin
loop antenna
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2013056777A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuo Hisamura
達雄 久村
Yusuke Kubo
佑介 久保
Hiroyuki Yoshitaka
弘幸 良尊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dexerials Corp
Original Assignee
Dexerials Corp
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 Dexerials Corp filed Critical Dexerials Corp
Priority to JP2013056777A priority Critical patent/JP2014183193A/en
Priority to PCT/JP2014/056313 priority patent/WO2014148312A1/en
Priority to TW103109564A priority patent/TW201445816A/en
Publication of JP2014183193A publication Critical patent/JP2014183193A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01Q7/06—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 with core of ferromagnetic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02—Casings
    • H01F27/022—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2871—Pancake coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • 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
    • H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/40—Radiating elements coated with or embedded in protective material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H01F2038/143—Inductive couplings for signals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/255—Magnetic cores made from particles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna device capable of improving an antenna performance while arranging a plurality of antennas efficiently in a limited space.SOLUTION: An antenna device 10 comprises a loop antenna part 3 and an antenna part 13 arranged inside the loop antenna part 3. The loop antenna part 3 and the antenna part 13 have magnetic resin layers 4a and 4b containing magnetic particles. At least a part of at least one of the loop antenna part 3 and the antenna part 13 is buried in the magnetic resin layers 4a and 4b.

Description

本発明は、複数のアンテナを有するアンテナ装置に関し、特にループアンテナの内径に他のアンテナを配置したアンテナ装置、及びこのアンテナ装置を用いた電子機器に関する。   The present invention relates to an antenna device having a plurality of antennas, and more particularly to an antenna device in which another antenna is arranged on the inner diameter of a loop antenna, and an electronic apparatus using the antenna device.

近年の無線通信機器においては、電話通信用アンテナ、ＧＰＳ用アンテナ、無線ＬＡＮ／ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）用アンテナ、さらにはＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）といった複数のＲＦアンテナが搭載されている。これらに加えて、非接触充電の導入に伴って、電力伝送用のアンテナコイルも搭載されるようになってきた。非接触充電方式で用いられる電力伝送方式には、電磁誘導方式、電波受信方式、磁気共鳴方式等が挙げられる。これらは、いずれも１次側コイルと２次側コイル間の電磁誘導や磁気共鳴によって電力を伝送する。   In recent wireless communication devices, a plurality of RF antennas such as a telephone communication antenna, a GPS antenna, a wireless LAN / BLUETOOTH (registered trademark) antenna, and an RFID (Radio Frequency Identification) are mounted. In addition to these, with the introduction of non-contact charging, antenna coils for power transmission have also been mounted. Examples of the power transmission method used in the non-contact charging method include an electromagnetic induction method, a radio wave reception method, and a magnetic resonance method. All of these transmit power by electromagnetic induction or magnetic resonance between the primary side coil and the secondary side coil.

これらのアンテナは、アンテナ単体で目的の周波数において最大の特性が得られるように設計されていても、実際に電子機器に実装されると、目的の特性を得ることは困難である。これは、アンテナ周辺の磁界成分が周辺に位置する金属等と干渉（結合）し、アンテナコイルのインダクタンスが実質的に減少するために、共振周波数がシフトしてしまうことによる。また、インダクタンスの実質的減少によって、受信感度が低下してしまう。これらの対策として、アンテナコイルとその周辺に存在する金属との間に磁気シールド材を挿入することによって、アンテナコイルから発生した磁束を磁気シールド材に集めることによって、金属による干渉を低減させ、インダクタンスを増加させることができるので受信感度が向上する。   Even if these antennas are designed so that the maximum characteristics can be obtained at a target frequency with a single antenna, it is difficult to obtain the target characteristics when actually mounted on an electronic device. This is because the magnetic field component around the antenna interferes (couples) with the surrounding metal and the like, and the inductance of the antenna coil is substantially reduced, so that the resonance frequency is shifted. In addition, the reception sensitivity is lowered due to a substantial decrease in inductance. As countermeasures for this, by inserting a magnetic shield material between the antenna coil and the metal existing around it, the magnetic flux generated from the antenna coil is collected in the magnetic shield material, thereby reducing the interference caused by the metal and increasing the inductance. Therefore, the reception sensitivity is improved.

伊志嶺、渡辺、上野、前田、徳岡、「高周波対応低ロス圧粉磁心材料の開発」、ＳＥＩテクニカルレビュー、２０１１年１月、第１７８号、Ｐ１２１〜１２７Ishibuchi, Watanabe, Ueno, Maeda, Tokuoka, "Development of high-loss-compatible low-loss powder magnetic core materials", SEI Technical Review, January 2011, No. 178, P121-127 Wireless Power Consortium， 「System Description Wireless Power Transfer」， Volume I: Low Power, Part 1: Interface definition， Version 1.1.1，July 2012.Wireless Power Consortium, “System Description Wireless Power Transfer”, Volume I: Low Power, Part 1: Interface definition, Version 1.1.1, July 2012.

電子機器の小型化、高機能化の動向に伴い、携帯端末機器等の電子機器に上述のような複数のアンテナを搭載するのに割り当てられるスペースは極めて小さい。一般的なアンテナは、図１６に示すように、スパイラルコイル状のループアンテナ素子２に磁束集束用の防磁シート４２を、接着剤を塗布した接着剤層４１によって貼付した構成となっている。しかしながら、このようなループアンテナでは、アンテナごとに、アンテナが搭載される電子機器内の実装スペースを占有してしまうので、搭載するアンテナの種類・数量の増大とともに実装面積も増大してしまう。このため、これらのアンテナの小型化、薄型化、さらには、複合化、集積化の要求が強まっている。   With the trend toward downsizing and higher functionality of electronic devices, the space allocated for mounting a plurality of antennas as described above on electronic devices such as portable terminal devices is extremely small. As shown in FIG. 16, a general antenna has a configuration in which a magnetic flux focusing magnetic shielding sheet 42 is attached to a spiral coil-shaped loop antenna element 2 with an adhesive layer 41 coated with an adhesive. However, in such a loop antenna, each antenna occupies a mounting space in an electronic device in which the antenna is mounted, so that the mounting area increases with an increase in the type and quantity of antennas to be mounted. For this reason, there is an increasing demand for downsizing and thinning of these antennas, as well as integration and integration.

ところで、非接触通信や非接触充電に用いられる磁気シールド材は、一般に透磁率が高いとシールド性能が良好となることから、高透磁率のフェライトや金属磁性箔が主に用いられている。しかしながら強い直流磁場の印加された環境下で、これらの磁気シールド材を使用する場合には、磁性体が磁気飽和を起こし実効的な透磁率が低下する。たとえば、非特許文献１には、フェライトコアでは磁気飽和による直流重畳特性の低下が著しいことが報告されている。また、高飽和磁束密度の金属磁性箔においては、一般的に厚みが数１０ミクロンと薄いため数１０枚重ねて用いるようにしないと同様に磁気飽和の問題が生じてしまう。   By the way, since the magnetic shielding material used for non-contact communication and non-contact charging generally has good shielding performance when the magnetic permeability is high, high magnetic permeability ferrite and metal magnetic foil are mainly used. However, when these magnetic shield materials are used in an environment where a strong DC magnetic field is applied, the magnetic material undergoes magnetic saturation and the effective magnetic permeability decreases. For example, Non-Patent Document 1 reports that the ferrite core has a significant decrease in DC superposition characteristics due to magnetic saturation. In addition, since a metal magnetic foil having a high saturation magnetic flux density is generally as thin as several tens of microns, the problem of magnetic saturation occurs similarly if it is not used by overlapping several tens of sheets.

電磁誘導型の非接触充電について、ワイヤレスパワーコンソーシアム（Wireless Power Consortium、ＷＰＣ）において、マグネット装着送信コイルユニットが規定されており（非特許文献２記載のデザインＡ１）、すでに市販されている。薄型のコイルユニットを作製しようとする場合には、磁気シールドの厚みを薄くする必要があり、上述した磁気飽和が顕著となりコイルのインダクタンスが大きく低下する。このため受電コイル側の共振周波数が大きくずれることとなり、１次側から２次側への伝送電力の伝送効率が低下し、また受電コイルの発熱が増加するとの問題を生ずる。さらに共振周波数のずれが著しい場合には伝送自体ができなくなるとの問題がある。   Regarding electromagnetic induction-type non-contact charging, a wireless power consortium (WPC) defines a magnet-mounted transmission coil unit (design A1 described in Non-Patent Document 2), which is already on the market. In order to produce a thin coil unit, it is necessary to reduce the thickness of the magnetic shield, so that the above-described magnetic saturation becomes significant and the inductance of the coil is greatly reduced. For this reason, the resonance frequency on the power receiving coil side is greatly deviated, resulting in a problem that the transmission efficiency of the transmission power from the primary side to the secondary side is lowered and the heat generation of the power receiving coil is increased. Furthermore, there is a problem that transmission itself cannot be performed if the resonance frequency shift is significant.

そこで、本発明は、複数のアンテナを効率よく省スペースに配置しつつ、アンテナ性能を向上させたアンテナ装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an antenna device having improved antenna performance while efficiently arranging a plurality of antennas in a space-saving manner.

上述した課題を解決するための手段として、本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置は、ループアンテナと、ループアンテナの内径に配置された１つ以上の他のアンテナとを備える。そして、ループアンテナ及び他のアンテナは、磁性粒子を含有する１つ以上の磁性樹脂層を有する。ループアンテナ又は１つ以上の他のアンテナのうちの少なくとも１つは、少なくともその一部が磁性樹脂層に埋設される。   As means for solving the above-described problems, an antenna device according to an embodiment of the present invention includes a loop antenna and one or more other antennas arranged on the inner diameter of the loop antenna. The loop antenna and other antennas have one or more magnetic resin layers containing magnetic particles. At least one of the loop antenna or one or more other antennas is at least partially embedded in the magnetic resin layer.

上述した課題を解決するための手段として、本発明に係る電子機器は、ループアンテナと、ループアンテナの内径に配置された１つ以上の他のアンテナとを有するアンテナ装置を備える。そして、ループアンテナ及び他のアンテナは、磁性粒子を含有する１つ以上の磁性樹脂層を有する。ループアンテナ又は１つ以上の他のアンテナのうちの少なくとも１つは、少なくともその一部が磁性樹脂層に埋設される。   As means for solving the above-described problems, an electronic apparatus according to the present invention includes an antenna device having a loop antenna and one or more other antennas arranged on the inner diameter of the loop antenna. The loop antenna and other antennas have one or more magnetic resin layers containing magnetic particles. At least one of the loop antenna or one or more other antennas is at least partially embedded in the magnetic resin layer.

好ましくは、アンテナ装置及びこれを用いた電子機器では、１つ以上の磁性樹脂層のうち、少なくとも１つの磁性樹脂層は、球状、又は長径と短径との比で表される寸法比６以下の回転楕円体状の磁性粒子を含む。   Preferably, in the antenna device and the electronic device using the antenna device, at least one of the one or more magnetic resin layers is spherical or has a dimension ratio of 6 or less expressed by a ratio of a major axis to a minor axis. Spheroid magnetic particles.

本発明に係るアンテナ装置及び電子機器では、ループアンテナの内径に他のアンテナが１つ以上配置されるので、アンテナ装置の実装面積は、ループアンテナの占有面積となり、実装スペースの低減が可能になる。   In the antenna device and the electronic apparatus according to the present invention, one or more other antennas are arranged on the inner diameter of the loop antenna, so that the mounting area of the antenna device becomes the occupied area of the loop antenna, and the mounting space can be reduced. .

また、磁気シールド層の全部あるいは一部に磁気飽和による磁気特性の劣化が少ない磁性樹脂層を有しているので、強い磁場が印加されている環境下においてもコイルインダクタンスの変化が少なく安定した通信ができる。   In addition, because all or part of the magnetic shield layer has a magnetic resin layer with little deterioration of magnetic properties due to magnetic saturation, there is little change in coil inductance and stable communication even in environments where a strong magnetic field is applied. Can do.

（Ａ）は、本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置の構成例を示す平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）図のＡＡ’線における断面図である。(A) is a top view which shows the structural example of the antenna apparatus which concerns on one embodiment of this invention. (B) is a sectional view taken along line AA ′ in FIG. （Ａ）は、本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置の変形例を示す平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）図のＡＡ’線における断面図である。(A) is a top view which shows the modification of the antenna device which concerns on one embodiment of this invention. (B) is a sectional view taken along line AA ′ in FIG. （Ａ）は、本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置の変形例を示す平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）図のＡＡ’線における断面図である。(A) is a top view which shows the modification of the antenna device which concerns on one embodiment of this invention. (B) is a sectional view taken along line AA ′ in FIG. （Ａ）は、本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置の変形例を示す平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）図のＡＡ’線における断面図である。(A) is a top view which shows the modification of the antenna device which concerns on one embodiment of this invention. (B) is a sectional view taken along line AA ′ in FIG. （Ａ）は、本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置の変形例を示す平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）図のＡＡ’線における断面図である。(A) is a top view which shows the modification of the antenna device which concerns on one embodiment of this invention. (B) is a sectional view taken along line AA ′ in FIG. （Ａ）は、本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置の変形例を示す平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）図のＡＡ’線における断面図である。(A) is a top view which shows the modification of the antenna device which concerns on one embodiment of this invention. (B) is a sectional view taken along line AA ′ in FIG. （Ａ）は、本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置の変形例を示す平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）図のＡＡ’線における断面図である。(A) is a top view which shows the modification of the antenna device which concerns on one embodiment of this invention. (B) is a sectional view taken along line AA ′ in FIG. アンテナ装置を用いた非接触通信システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the non-contact communication system using an antenna apparatus. 共振回路の主要部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part of a resonance circuit. アンテナ装置を用いた非接触充電システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the non-contact charge system using an antenna apparatus. 磁性樹脂層及び磁性層が磁気特性に与える影響を測定するための測定用のアンテナ装置の構成を示す図である。（Ａ）は、平面図であり、（Ｂ）は、Ａ図のＡＡ’線における断面図であって、磁性シールド層が磁性樹脂層のみの場合の断面図であり、（Ｃ）は、Ａ図のＡＡ’線における断面図であって、磁性シールド層が磁性樹脂層と磁性層からなる場合の断面図である。It is a figure which shows the structure of the antenna apparatus for a measurement for measuring the influence which a magnetic resin layer and a magnetic layer have on a magnetic characteristic. (A) is a plan view, (B) is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. A, and is a cross-sectional view when the magnetic shield layer is only a magnetic resin layer. It is sectional drawing in the AA 'line of a figure, Comprising: It is sectional drawing in case a magnetic shield layer consists of a magnetic resin layer and a magnetic layer. 本発明の特性評価のためのコイルモジュールの構成を示す側面図である。（Ａ）は、単一のコイルモジュールの構成を示す側面図であり、（Ｂ）は、直流磁場を発生するマグネットを備えた送信コイルユニットとともに示すコイルモジュールの側面図である。It is a side view which shows the structure of the coil module for the characteristic evaluation of this invention. (A) is a side view which shows the structure of a single coil module, (B) is a side view of the coil module shown with the transmission coil unit provided with the magnet which generate | occur | produces a DC magnetic field. 直流磁場印加のない場合のコイルのインダクタンス値に対する、直流磁場印加の場合のインダクタンスの変化値をインダクタンスの相対値ΔＬとして、ΔＬを磁気シールド層の厚さを変化させてプロットしたグラフである。（Ａ）は、球状アモルファス合金を磁性樹脂層に用いて比透磁率を２０程度とした場合、（Ｂ）は、球状センダストを磁性樹脂層に用いて比透磁率を１５程度とした場合のΔＬを示す。FIG. 5 is a graph in which ΔL is plotted by changing the thickness of the magnetic shield layer, with the inductance change value when a DC magnetic field is applied relative to the inductance value of the coil when no DC magnetic field is applied, being the relative value ΔL of the inductance. (A) shows a case in which a spherical amorphous alloy is used for the magnetic resin layer and the relative magnetic permeability is about 20, and (B) shows a ΔL when the spherical magnetic field is used for the magnetic resin layer and the relative magnetic permeability is about 15. Indicates. インダクタンスの相対値ΔＬを、磁気シールド層の厚さを変化させてプロットした比較例のグラフである。（Ａ）は、長径／短径が約５０のセンダストを用いた磁気シールド層に用いて比透磁率を１００程度とした場合、（Ｂ）は、ＭｎＺｎフェライトを磁気シールド層に用いて比透磁率を１５００程度とした場合のΔＬを示す。It is a graph of the comparative example which plotted relative value (DELTA) L of the inductance by changing the thickness of a magnetic-shielding layer. When (A) is used for a magnetic shield layer using Sendust having a major axis / minor axis of about 50 and the relative permeability is about 100, (B) is a relative permeability using MnZn ferrite for the magnetic shield layer. ΔL in the case where is about 1500. 磁性樹脂層に磁性層を加えた場合のインダクタンス値の差異を測定したグラフである。（Ａ）は、直流磁場がない場合、（Ｂ）は直流磁場がある場合のインダクタンスの測定値を磁気シールド層の厚さに対してプロットした図である。It is the graph which measured the difference of the inductance value at the time of adding a magnetic layer to a magnetic resin layer. (A) is the figure which plotted the measured value of the inductance in the case where there is no DC magnetic field, and the case where there is a DC magnetic field with respect to the thickness of a magnetic shield layer. （Ａ）は、従来の単一のアンテナ装置の平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）図のＡＡ’線における断面図である。(A) is a top view of the conventional single antenna apparatus. (B) is a sectional view taken along line AA ′ in FIG.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることはもちろんである。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

［アンテナ装置の構成］
まず、ループアンテナ素子２として通信用のアンテナ、他のアンテナ素子１２として非接触充電用アンテナを適用したアンテナ装置１０について説明する。 [Configuration of antenna device]
First, an antenna apparatus 10 to which a communication antenna is applied as the loop antenna element 2 and a non-contact charging antenna is applied as the other antenna element 12 will be described.

図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置１０は、導線１を渦巻状に巻回して形成されたスパイラルコイル状のループアンテナ素子２と、ループアンテナ素子２を載置する磁性シート４ｄと、ループアンテナ素子２の全体を埋設するように形成された磁性樹脂層４ａと、磁性樹脂層４ａの下面に配置された磁性樹脂層４ｂとを有するループアンテナ部３を備える。そして、ループアンテナ部３の内径側にアンテナ部１３が配置される。アンテナ部１３は、導線１１を渦巻状に巻回して形成されたスパイラルコイル状のアンテナ素子１２と、アンテナ素子１２を載置する磁性樹脂層４ｂと、アンテナ素子１２の全体を埋設するように形成された磁性樹脂層４ａとを有する。ループアンテナ部３の内径にアンテナ部１３を配置する場合には、それぞれのアンテナの中心軸がほぼ一致するように配置するのが好ましい。   As shown in FIG. 1, an antenna device 10 according to an embodiment of the present invention has a spiral coil-shaped loop antenna element 2 formed by winding a conducting wire 1 in a spiral shape, and a loop antenna element 2 mounted thereon. A loop antenna portion 3 having a magnetic sheet 4d to be formed, a magnetic resin layer 4a formed so as to embed the entire loop antenna element 2, and a magnetic resin layer 4b disposed on the lower surface of the magnetic resin layer 4a. The antenna unit 13 is disposed on the inner diameter side of the loop antenna unit 3. The antenna portion 13 is formed so as to embed the entire antenna element 12, the spiral coil-shaped antenna element 12 formed by winding the conducting wire 11 in a spiral shape, the magnetic resin layer 4 b on which the antenna element 12 is placed, and the antenna element 12. Magnetic resin layer 4a. When the antenna unit 13 is arranged on the inner diameter of the loop antenna unit 3, it is preferable to arrange the antenna units so that the central axes of the respective antennas substantially coincide with each other.

アンテナ素子１２は、図１のようなループアンテナに限らず、平面アンテナや誘電体アンテナといった携帯電話の通信用等の他のアンテナ素子であってもよい。アンテナへの給電、及びアンテナからの出力は、磁性樹脂層４ａ，４ｂに埋設された導線１，１１からの引出線を介して外部回路に接続することによって行うことができる。磁性樹脂層４ａ，４ｂは、未硬化の状態では変形させることができるので後で述べる作製時のプレス工程にて、上記引出線を磁性樹脂層４ａ，４ｂの中に埋設させることができる。なお、ループアンテナ素子２やアンテナ素子１２は、図１（Ａ）等に示すように、長方形状を呈するように形成されているが、円形や楕円形、その他任意の形状に形成されるのは言うまでもなく、磁性樹脂層４ａ等からなる磁気シールド層４の平面形状も任意のものとすることができる。   The antenna element 12 is not limited to the loop antenna as shown in FIG. 1, but may be another antenna element such as a planar antenna or a dielectric antenna for cellular phone communication. Power feeding to the antenna and output from the antenna can be performed by connecting to an external circuit via lead wires from the conductive wires 1 and 11 embedded in the magnetic resin layers 4a and 4b. Since the magnetic resin layers 4a and 4b can be deformed in an uncured state, the lead wires can be embedded in the magnetic resin layers 4a and 4b in a pressing step during production described later. The loop antenna element 2 and the antenna element 12 are formed to have a rectangular shape as shown in FIG. 1 (A), etc. Needless to say, the planar shape of the magnetic shield layer 4 made of the magnetic resin layer 4a or the like may be arbitrary.

磁性樹脂層４ａに用いる磁性粒子には、粒径が数μｍ〜数１０μｍの球形、扁平、あるいは粉砕された粉末を用いることができ、単体の磁性粉のみならず粉径、材質、形状の異なる粉末を混合して用いてもよい。上述した磁性粒子のうち、特に金属磁性粒子を用いる場合には、複素透磁率が周波数特性を有しており、動作周波数が高くなると表皮効果により損失が生じるので、使用する周波数の帯域に応じて粒径及び形状を調整する。   As the magnetic particles used for the magnetic resin layer 4a, spherical, flat, or pulverized powder having a particle diameter of several μm to several tens of μm can be used, and not only a single magnetic powder but also different powder diameter, material, and shape. You may mix and use powder. Among the magnetic particles described above, particularly when metal magnetic particles are used, the complex permeability has frequency characteristics, and loss occurs due to the skin effect when the operating frequency is high. Adjust particle size and shape.

磁性樹脂層４ｂに用いる磁性粒子には、粒径が数μｍ〜１００μｍの球状、あるいは細長（葉巻型）、あるいは扁平（円盤型）な回転楕円体形状で、その寸法比（長径／短径）が６以下の粉末を用いる。この場合も単体の磁性粉のみならず粉径、材質、寸法比の異なる粉末を混合して用いてもよい。   The magnetic particles used for the magnetic resin layer 4b are spherical, slender (cigar type), or flat (disc type) spheroids having a particle size of several to 100 μm, and their dimensional ratio (major axis / minor axis). Is 6 or less. Also in this case, not only a single magnetic powder but also powders having different powder diameters, materials, and dimensional ratios may be mixed and used.

磁性樹脂層４ａは、導線１，１１が埋め込まれる層であるため、未硬化状態で流動性、変形性を確保するために磁性粉の充填率を少なくしているのに対し、磁性樹脂層４ｂは、磁気シールド特性が高くなるように、磁性粉の充填率を磁性樹脂層４ａよりも大きく設定している。特に充填性を上げて磁気特性を改善する目的で、磁性樹脂層４ｂとして、金属磁性粉、樹脂及び潤滑剤等を混合し圧縮成型した圧粉磁心を用いることもできる。また、磁性樹脂層４ｂの粒子形状は、球形から寸法比の小さい回転楕円体としており、反磁界係数が大きく外部からの磁場に対して飽和しにくい形状としている。反磁界係数の大きい粒子が樹脂を介して磁性樹脂層４ｂを形成しているので、大きな直流磁場環境下においても磁気飽和の影響が少ない磁気特性を示す。   Since the magnetic resin layer 4a is a layer in which the conducting wires 1 and 11 are embedded, the filling rate of the magnetic powder is reduced to ensure fluidity and deformability in an uncured state, whereas the magnetic resin layer 4b The magnetic powder filling rate is set to be larger than that of the magnetic resin layer 4a so that the magnetic shield characteristics are improved. In particular, for the purpose of improving the magnetic properties by increasing the filling property, a powder magnetic core obtained by mixing and molding metal magnetic powder, resin, lubricant, and the like can also be used as the magnetic resin layer 4b. Further, the particle shape of the magnetic resin layer 4b is a spheroid having a small dimensional ratio from a spherical shape, and has a large demagnetizing field coefficient and is not easily saturated with an external magnetic field. Since the particles having a large demagnetizing field coefficient form the magnetic resin layer 4b through the resin, the magnetic characteristics exhibit little influence of magnetic saturation even in a large DC magnetic field environment.

磁性樹脂層４ａ，４ｂは、軟磁性粉末からなる磁性粒子と結合剤としての樹脂とを含んでいる。磁性粒子は、フェライト等の酸化物磁性体、Ｆｅ系、Ｃｏ系、Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ａｌ系等の結晶系、微結晶系金属磁性体、あるいはＦｅ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃ系、Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｃｏ−Ｚｒ系、Ｃｏ−Ｎｂ系、Ｃｏ−Ｔａ系等のアモルファス金属磁性体の粒子である。また、アンテナ装置１０のインダクタンス値は、磁性体の実部透磁率（以下、単に透磁率という。）によって決定されるが、透磁率は、磁性粒子と樹脂との混合比率により調整することができる。磁性樹脂層４ａ，４ｂの平均透磁率と、配合する磁性粒子の透磁率の関係は、配合量に対して一般的に対数混合則にしたがうので、粒子間の相互作用が増していく体積充填率４０ｖｏｌ％以上とすることが好ましい。なお、磁性樹脂層４ａ，４ｂの熱伝導特性も磁性粒子の充填率の増大とともに向上する。   The magnetic resin layers 4a and 4b contain magnetic particles made of soft magnetic powder and a resin as a binder. The magnetic particles include oxide magnetic materials such as ferrite, Fe-based, Co-based, Ni-based, Fe-Ni-based, Fe-Co-based, Fe-Al-based, Fe-Si-based, Fe-Si-Al-based, Fe- Ni-Si-Al-based crystal system, microcrystalline metal magnetic material, or Fe-Si-B system, Fe-Si-BC system, Co-Si-B system, Co-Zr system, Co-Nb And Co—Ta based amorphous metal magnetic particles. Further, the inductance value of the antenna device 10 is determined by the real part magnetic permeability (hereinafter simply referred to as magnetic permeability) of the magnetic material, but the magnetic permeability can be adjusted by the mixing ratio of the magnetic particles and the resin. . Since the relationship between the average magnetic permeability of the magnetic resin layers 4a and 4b and the magnetic permeability of the magnetic particles to be blended generally follows the logarithmic mixing rule with respect to the blending amount, the volume filling rate at which the interaction between the particles increases. It is preferable to set it to 40 vol% or more. The heat conduction characteristics of the magnetic resin layers 4a and 4b are also improved as the filling rate of the magnetic particles is increased.

磁性樹脂層４ａ，４ｂは、単一の磁性材料で構成する場合のみに限らない。２種類以上の磁性材料を混合して用いてもよく、多層に積層して磁性樹脂層を形成してもよい。また、同一の磁性材料であっても、磁性粒子の粒径及び／又は形状を複数選択して混合してもよく、多層に積層してもよい。また、アンテナごとに磁性材料あるいは組成を変えてもよい。また、磁性樹脂層４ａ，４ｂには上記磁性粒子の他に、熱伝導性や粒子充填性等を向上させるためのフィラーを含むことができる。   The magnetic resin layers 4a and 4b are not limited to the case of being composed of a single magnetic material. Two or more kinds of magnetic materials may be mixed and used, and a magnetic resin layer may be formed by laminating in multiple layers. Moreover, even if it is the same magnetic material, the particle size and / or shape of magnetic particles may be selected and mixed, or may be laminated in multiple layers. Further, the magnetic material or composition may be changed for each antenna. In addition to the magnetic particles, the magnetic resin layers 4a and 4b can contain a filler for improving thermal conductivity, particle filling property, and the like.

磁性シート４ｄは、ループアンテナ素子２の磁気シールドのために用いるもので、フェライト等の酸化物磁性体、Ｆｅ系、Ｃｏ系、Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ａｌ系等の結晶系又は微結晶系金属磁性体、あるいはＦｅ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃ系、Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｃｏ−Ｚｒ系、Ｃｏ−Ｎｂ系、Ｃｏ−Ｔａ系等のアモルファス金属磁性体を用いることができる。また、これらの磁性体の粒子を結合剤で圧縮成型あるいは焼成して作製したシートを使うこともできる。アンテナの性能が十分な場合や、後述する直流磁場の影響を受けるような場合には磁性シート４ｄを省略してもよい。   The magnetic sheet 4d is used for magnetic shielding of the loop antenna element 2, and is made of an oxide magnetic material such as ferrite, Fe-based, Co-based, Ni-based, Fe-Ni-based, Fe-Co-based, Fe-Al-based. Fe-Si-based, Fe-Si-Al-based, Fe-Ni-Si-Al-based crystalline or microcrystalline metal magnetic materials, or Fe-Si-B-based, Fe-Si-B-C-based, Amorphous metal magnetic materials such as Co—Si—B, Co—Zr, Co—Nb, and Co—Ta can be used. In addition, a sheet prepared by compression molding or baking these magnetic particles with a binder may be used. The magnetic sheet 4d may be omitted when the performance of the antenna is sufficient or when it is affected by a DC magnetic field described later.

結合剤は、熱、紫外線照射等により硬化する樹脂等を用いる。結合剤としては、たとえばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル等の樹脂、あるいはシリコーンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、エチレンブロピレンゴム等のゴム等周知の材料を用いることができるが、これらに限られず他の周知の材質を用いることができる。なお、上述の樹脂又はゴムに、難燃剤、反応調整材、架橋剤又はシランカップリング剤等の表面処理剤を適量加えてもよい。   As the binder, a resin that is cured by heat, ultraviolet irradiation, or the like is used. As the binder, for example, a known material such as a resin such as an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, a urea resin, or an unsaturated polyester, or a rubber such as silicone rubber, urethane rubber, acrylic rubber, butyl rubber, or ethylene propylene rubber is used. However, the present invention is not limited to these, and other known materials can be used. An appropriate amount of a surface treatment agent such as a flame retardant, a reaction modifier, a crosslinking agent, or a silane coupling agent may be added to the above-described resin or rubber.

アンテナ素子１２を形成する導線１１は、アンテナ部１３を、５Ｗ程度の充電出力容量を有する非接触充電用の２次側充電コイルとして用いる場合であって、１２０ｋＨｚ程度の周波数で用いられるときには、０．２０ｍｍ〜０．４５ｍｍの径のＣｕ又はＣｕを主成分とする合金からなる単線を用いることが好ましい。あるいは、導線１１の表皮効果を低減するために、上述の単線よりも細い細線を複数本束ねた並行線、編線を用いてもよく、厚みの薄い平角線又は扁平線を用いて１層、又は２層のα巻としてもよい。ループアンテナ部３についても、用いられる周波数、電流容量を考慮して任意に決定することができる。   The conductive wire 11 forming the antenna element 12 is a case where the antenna unit 13 is used as a secondary charging coil for non-contact charging having a charging output capacity of about 5 W, and is used when the frequency is about 120 kHz. It is preferable to use a single wire made of Cu having a diameter of 20 mm to 0.45 mm or an alloy containing Cu as a main component. Alternatively, in order to reduce the skin effect of the conductive wire 11, a parallel line formed by bundling a plurality of fine wires thinner than the above-mentioned single wire, a knitted wire may be used, and one layer using a thin rectangular wire or a flat wire, Or it is good also as alpha winding of 2 layers. The loop antenna unit 3 can also be arbitrarily determined in consideration of the frequency and current capacity used.

ループアンテナ素子２及びアンテナ素子１２には、フェノール基板等によるサブ基板やポリイミド等によるフレキシブル基板の片面あるいは両面に導電体をパターニングしてコイルを形成した基板を用いることもできる。このような基材の片面あるいは両面に導電体をパターニングして作製したコイルを使った構成では、アンテナ素子の厚みを薄くできるので、アンテナ装置１０の厚みをさらに薄くすることができる。非接触充電用途では比較的大きな電流が流れるので、アンテナ素子１２は、たとえば単線あるいは複線を使ったコイルで構成し、通信用途のループアンテナ素子２を、基材の片面あるいは両面に金属をパターニングして作製したコイル、いわゆるＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）コイルで構成する等が可能である。基板の両面に導線１をパターン形成して、それぞれのパターンをスルーホールを介して直列に接続することにより、巻数を増やすことができる。また、基板の両面にパターン配線した導線１をスルーホールを介して並列に接続することによって、電流容量を増大させることもできる。基板として積層基板を用いることにより、さらに多層化をすることもでき、多層配線によって、さらなる巻回数や電流容量の増大が可能である。   As the loop antenna element 2 and the antenna element 12, a substrate in which a coil is formed by patterning a conductor on one side or both sides of a sub-substrate such as a phenol substrate or a flexible substrate such as polyimide can also be used. In such a configuration using a coil produced by patterning a conductor on one or both sides of the base material, the thickness of the antenna element can be reduced, so that the thickness of the antenna device 10 can be further reduced. Since a relatively large current flows in non-contact charging applications, the antenna element 12 is constituted by a coil using, for example, a single line or a double line, and the loop antenna element 2 for communication is patterned on one or both sides of a base material. For example, it can be configured by a so-called FPC (Flexible Printed Circuit) coil. The number of turns can be increased by patterning the conductive wires 1 on both sides of the substrate and connecting the respective patterns in series via through holes. Further, the current capacity can be increased by connecting the conductive wires 1 patterned on both surfaces of the substrate in parallel through the through holes. By using a multilayer substrate as a substrate, it is possible to further increase the number of layers, and the multilayer wiring can further increase the number of turns and the current capacity.

このようにして構成された本発明のアンテナ装置１０は、ループアンテナ部３の内径にアンテナ部１３が配置されているので、ループアンテナ部３の内径側がデッドスペースにならずに、省スペース化されたアンテナ装置１０が実現できる。   In the antenna device 10 of the present invention configured as described above, the antenna portion 13 is disposed on the inner diameter of the loop antenna portion 3, so that the inner diameter side of the loop antenna portion 3 does not become a dead space and is saved in space. The antenna device 10 can be realized.

さらに、本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置１０は、ループアンテナ素子２及びアンテナ素子１２が磁性樹脂層４ａに埋設されているので、アンテナ近傍の磁束密度を高くすることができ、少ないターン数であっても所望のインダクタンス値を得ることができる。これにより所望のインダクタンス値を得るためにターン数を減らすことができるので、導線１，１１の直流抵抗を減らすことができ、低損失化が可能になる。また、磁性樹脂層４ａの熱伝導特性により、より効率よく放熱することができ、発熱の低下による電子機器内の放熱スペースを削減することも可能になる。また、アンテナ部１３の磁気シールド層となる磁性樹脂層４ｂを広くとることができ、さらに磁性樹脂層４ｂは、磁気飽和しにくい構成となっているので、近傍に強い磁界が存在する、しないにかかわらず良好な磁気シールド性能を発揮することができる。   Furthermore, in the antenna device 10 according to an embodiment of the present invention, since the loop antenna element 2 and the antenna element 12 are embedded in the magnetic resin layer 4a, the magnetic flux density near the antenna can be increased, and the number of turns is reduced. Even if it is a number, a desired inductance value can be obtained. As a result, the number of turns can be reduced in order to obtain a desired inductance value, so that the direct current resistance of the conducting wires 1 and 11 can be reduced, and the loss can be reduced. In addition, the heat conduction characteristics of the magnetic resin layer 4a can radiate heat more efficiently, and it is also possible to reduce the heat radiation space in the electronic device due to a decrease in heat generation. In addition, the magnetic resin layer 4b serving as the magnetic shield layer of the antenna unit 13 can be widened, and the magnetic resin layer 4b is configured to be hard to be magnetically saturated, so there is no strong magnetic field in the vicinity. Regardless, good magnetic shielding performance can be exhibited.

［アンテナ装置の製造方法］
次にこのアンテナ装置１０の作製方法の一例について説明する。 [Manufacturing method of antenna device]
Next, an example of a method for manufacturing the antenna device 10 will be described.

まず磁性樹脂層４ａ，４ｂに用いるシートを作製する。磁性樹脂層４ａの場合には、平均粒径５μｍの球状金属磁性粒子を、アクリル系の樹脂に希釈剤とともに加えて混練する。これをシート成型機を用いて加工し、乾燥させて所定の厚みのシートを形成する。磁性樹脂層４ｂでは、磁性樹脂層４ａの場合と同様にしてシートを形成する。磁性樹脂層４ｂは、磁気シールド性能を高めるために、磁性樹脂層４ａの場合よりも磁性粒子を高充填させる。このため平均粒径が２５μｍ、５μｍの２種類の球状アモルファス金属磁性粒子を用いて、粒径の大きな粒子の間に粒径の小さい粒子を入れ込むようにして充填率を上げるようにする。このようにして形成したそれぞれのシートを所定の形状に加工して、磁性樹脂層４ａ，４ｂとする。   First, sheets used for the magnetic resin layers 4a and 4b are prepared. In the case of the magnetic resin layer 4a, spherical metal magnetic particles having an average particle diameter of 5 μm are added to an acrylic resin together with a diluent and kneaded. This is processed using a sheet molding machine and dried to form a sheet having a predetermined thickness. In the magnetic resin layer 4b, a sheet is formed in the same manner as the magnetic resin layer 4a. The magnetic resin layer 4b is more highly filled with magnetic particles than the magnetic resin layer 4a in order to improve the magnetic shielding performance. For this reason, two types of spherical amorphous metal magnetic particles having an average particle size of 25 μm and 5 μm are used, and the filling rate is increased by inserting particles having a small particle size between particles having a large particle size. Each sheet formed in this manner is processed into a predetermined shape to form magnetic resin layers 4a and 4b.

この後、磁性樹脂層４ｂを型枠に配設して、加熱プレスして所定の形状の硬化した磁性樹脂層４ｂとする。磁性樹脂層４ｂとして圧粉成型した材料を用いてもよく、上述した方法で作製した場合には、硬化処理前でも圧縮強度が高い場合には、上記加熱プレスを省略し、後に続く磁性樹脂層４ａの硬化処理のときにあわせて硬化させてもよい。   Thereafter, the magnetic resin layer 4b is disposed in a mold and heated and pressed to obtain a hardened magnetic resin layer 4b having a predetermined shape. As the magnetic resin layer 4b, a powder-molded material may be used. When the magnetic resin layer 4b is produced by the above-described method, if the compressive strength is high even before the curing process, the heating press is omitted, and the magnetic resin layer that follows. You may make it harden | cure together with the hardening process of 4a.

次に、磁性樹脂層４ｂ上に磁性樹脂層４ａを載置する。そして、渦巻状に巻回された導線１に磁性シート４ｄを貼り付けたループアンテナ素子２と、アンテナ素子１２とを、所定の厚みの磁性樹脂層４ａに埋設するように載置する。この際に、導線１，１１の引出線を磁性樹脂層４ｂの側にして、導線１，１１の端部が型の外枠の一部に設けた溝に沿って、外側に出るように設置する。この後、加熱プレスして磁性樹脂層４ａを硬化させて型枠から取出すことでアンテナ装置１０を完成する。このようにして作製されたアンテナ装置１０は、導線１，１１の引出線は磁性樹脂層４ａ，４ｂに埋設され、外部回路と接続するためのコイル端部が引き出されたものとなる。   Next, the magnetic resin layer 4a is placed on the magnetic resin layer 4b. Then, the loop antenna element 2 in which the magnetic sheet 4d is attached to the conductive wire 1 wound in a spiral shape and the antenna element 12 are placed so as to be embedded in the magnetic resin layer 4a having a predetermined thickness. At this time, the lead wires of the lead wires 1 and 11 are placed on the magnetic resin layer 4b side, and the end portions of the lead wires 1 and 11 are placed outside along a groove provided in a part of the outer frame of the mold. To do. Thereafter, the antenna device 10 is completed by heating and pressing to cure the magnetic resin layer 4a and removing it from the mold. In the antenna device 10 manufactured as described above, the lead wires of the conducting wires 1 and 11 are embedded in the magnetic resin layers 4a and 4b, and coil end portions for connection to an external circuit are drawn out.

磁性樹脂層４ａの量は、図１に示すようにループアンテナ素子２及びアンテナ素子１２を完全に埋設させる量であってもよく、ループアンテナ素子２及びアンテナ素子１２の一部が露出する量であってもよい。また、磁性樹脂層４ａの位置は、後述の変形例で説明するようにループアンテナ素子２及び／又はアンテナ素子１２の外径部分又は内径部分の全部あるいは一部を充填するように埋設する位置であってもよい。   The amount of the magnetic resin layer 4a may be an amount that completely embeds the loop antenna element 2 and the antenna element 12 as shown in FIG. 1, or an amount that part of the loop antenna element 2 and the antenna element 12 is exposed. There may be. Further, the position of the magnetic resin layer 4a is a position where it is embedded so as to fill all or part of the outer diameter portion or the inner diameter portion of the loop antenna element 2 and / or the antenna element 12, as will be described in a later-described modification. There may be.

上述したような製造方法によって、ループアンテナ素子２及びアンテナ素子１２と磁性樹脂層４ａ，４ｂとを固定する場合に、接着剤を用いる必要がない。したがって、接着剤を塗布する工程が削減され、さらに接着剤塗布により形成される接着剤層がない分だけアンテナ装置１０の薄型化が可能になる。また磁性樹脂層４ａ，４ｂは、上述のような樹脂が混錬されているために、外部からの衝撃に対して、割れ等の破損を生じることがないので、表面に保護シートを貼付する必要がない。したがって、保護シート貼付工程を削減でき、保護シートにかかるアンテナ装置の厚さの増大を抑えることができる。   When the loop antenna element 2 and the antenna element 12 and the magnetic resin layers 4a and 4b are fixed by the manufacturing method as described above, it is not necessary to use an adhesive. Accordingly, the number of steps for applying the adhesive is reduced, and the antenna device 10 can be made thinner by the amount of the adhesive layer formed by applying the adhesive. In addition, since the magnetic resin layers 4a and 4b are kneaded with the resin as described above, they do not cause breakage such as cracking against an external impact, so it is necessary to stick a protective sheet on the surface. There is no. Therefore, the protective sheet sticking process can be reduced, and an increase in the thickness of the antenna device over the protective sheet can be suppressed.

また、磁性樹脂層４ａ，４ｂは、磁性粒子と樹脂を混練して形成され、硬化後も適度な柔軟性を有しているため、電子機器の筐体内部の形状に合わせて搭載することができる。   In addition, the magnetic resin layers 4a and 4b are formed by kneading magnetic particles and a resin, and have an appropriate flexibility even after curing, so that the magnetic resin layers 4a and 4b can be mounted according to the shape inside the casing of the electronic device. it can.

［変形例１］
図２は、ループアンテナ素子２の内径部分と、アンテナ素子１２の内径及び外径部分に磁性樹脂層４ａを配置した例である。 [Modification 1]
FIG. 2 shows an example in which a magnetic resin layer 4 a is disposed on the inner diameter portion of the loop antenna element 2 and the inner diameter and outer diameter portions of the antenna element 12.

アンテナ装置１０ａは、導線１を渦巻状に巻回して形成されたスパイラルコイル状のループアンテナ素子２と、ループアンテナ素子２を載置する磁性シート４ｄと、磁性シート４ｄの下面に配置された磁性樹脂層４ａと、磁性樹脂層４ａの下面に配置される磁性樹脂層４ｂとを有するループアンテナ部３を備える。そして、ループアンテナ部３の内径側にアンテナ部１３が配置される。アンテナ部１３は、導線１１を渦巻状に巻回して形成されたスパイラルコイル状のアンテナ素子１２と、アンテナ素子１２を載置する磁性樹脂層４ｂと、アンテナ素子１２の全体を埋設するように形成された磁性樹脂層４ａとを有する。   The antenna device 10a includes a spiral coil-shaped loop antenna element 2 formed by winding a conducting wire 1 in a spiral shape, a magnetic sheet 4d on which the loop antenna element 2 is placed, and a magnetic element disposed on the lower surface of the magnetic sheet 4d. A loop antenna unit 3 having a resin layer 4a and a magnetic resin layer 4b disposed on the lower surface of the magnetic resin layer 4a is provided. The antenna unit 13 is disposed on the inner diameter side of the loop antenna unit 3. The antenna portion 13 is formed so as to embed the entire antenna element 12, the spiral coil-shaped antenna element 12 formed by winding the conducting wire 11 in a spiral shape, the magnetic resin layer 4 b on which the antenna element 12 is placed, and the antenna element 12. Magnetic resin layer 4a.

［変形例２］
図３は、磁性樹脂層４ｂの断面構造を凸型にしている例である。アンテナ素子１２の内径側に透磁率の高い磁性体を配することによって、アンテナのインダクタンス及び送受信アンテナ間の結合係数を高くすることができ、通信特性を向上させることができる。 [Modification 2]
FIG. 3 shows an example in which the sectional structure of the magnetic resin layer 4b is convex. By arranging a magnetic material having high permeability on the inner diameter side of the antenna element 12, the inductance of the antenna and the coupling coefficient between the transmitting and receiving antennas can be increased, and the communication characteristics can be improved.

アンテナ装置１０ｂは、導線１を渦巻状に巻回して形成されたスパイラルコイル状のループアンテナ素子２と、ループアンテナ素子２を載置する磁性シート４ｄと、磁性シート４ｄの下面に配置され、ループアンテナ素子２の内径側を充填するように配置された磁性樹脂層４ａと、ループアンテナ素子２の内径側であって、磁性樹脂層４ａの下面に配置され、ループアンテナ素子２の内径の中心部付近を表面が露出するまで充填するように配置された磁性樹脂層４ｂとを有するループアンテナ部３を備える。そして、ループアンテナ部３の内径側に、磁性樹脂層４ｂを取り囲むようにアンテナ部１３が配置される。アンテナ部１３は、導線１１を渦巻状に巻回して形成されたスパイラルコイル状のアンテナ素子１２と、アンテナ素子１２を載置する磁性樹脂層４ｂと、アンテナ素子１２の全体を埋設するように形成された磁性樹脂層４ａとを有する。   The antenna device 10b is disposed on a spiral coil-shaped loop antenna element 2 formed by winding the conducting wire 1 in a spiral shape, a magnetic sheet 4d on which the loop antenna element 2 is placed, and a lower surface of the magnetic sheet 4d. A magnetic resin layer 4a disposed so as to fill the inner diameter side of the antenna element 2, and an inner diameter side of the loop antenna element 2 and disposed on the lower surface of the magnetic resin layer 4a, and a central portion of the inner diameter of the loop antenna element 2 A loop antenna portion 3 having a magnetic resin layer 4b disposed so as to fill the vicinity until the surface is exposed is provided. The antenna unit 13 is disposed on the inner diameter side of the loop antenna unit 3 so as to surround the magnetic resin layer 4b. The antenna portion 13 is formed so as to embed the entire antenna element 12, the spiral coil-shaped antenna element 12 formed by winding the conducting wire 11 in a spiral shape, the magnetic resin layer 4 b on which the antenna element 12 is placed, and the antenna element 12. Magnetic resin layer 4a.

磁性樹脂層４ａの量は、図２に示すように、ループアンテナ素子２の最も内径側の導線１に接する程度まで増量してもよく、図３に示すようにアンテナ素子１２の最外周の導線１を埋設させる程度の量としてもよい。また、磁性樹脂層４ｂの形状は、特に、平板状や、図３に示すような凸型に限らない。アンテナ装置のサイズや通信特性といった要求仕様に合わせて、磁性樹脂層４ｂの大きさ、形状を任意に設定することができる。また、磁性樹脂層４ａは、プレスにより流動するので、形状や厚み等を制御することができ、磁性樹脂層４ａを充填させる位置を、たとえばアンテナ素子１２の内径側近傍のみとすることや、ループアンテナ素子２とアンテナ素子１２の間まで延長するなど任意に制御することが可能である。   As shown in FIG. 2, the amount of the magnetic resin layer 4a may be increased to the extent that it is in contact with the innermost conductor 1 of the loop antenna element 2, and the outermost conductor of the antenna element 12 as shown in FIG. It is good also as the quantity of the grade which embeds 1. Further, the shape of the magnetic resin layer 4b is not particularly limited to a flat plate shape or a convex shape as shown in FIG. The size and shape of the magnetic resin layer 4b can be arbitrarily set according to the required specifications such as the size and communication characteristics of the antenna device. Further, since the magnetic resin layer 4a flows by pressing, the shape, thickness and the like can be controlled, and the position where the magnetic resin layer 4a is filled is, for example, only near the inner diameter side of the antenna element 12, Arbitrary control such as extending between the antenna element 2 and the antenna element 12 is possible.

［変形例３］
図４には、磁性樹脂層４ｂがアンテナ部１３にのみ配置され、ループアンテナ素子２の下方には、ループアンテナ素子２を支持するためのスペーサ７が配置される変形例を示す。 [Modification 3]
FIG. 4 shows a modification in which the magnetic resin layer 4 b is disposed only on the antenna portion 13, and a spacer 7 for supporting the loop antenna element 2 is disposed below the loop antenna element 2.

アンテナ装置１０ｃは、導線１を渦巻状に巻回して形成されたスパイラルコイル状のループアンテナ素子２と、ループアンテナ素子２を載置する磁性シート４ｄと、磁性樹脂層４ａを介して磁性シート４ｄの下方に配置されたスペーサ７とを有するループアンテナ部３を備える。そして、ループアンテナ部３の内径側にアンテナ部１３が配置される。アンテナ部１３は、導線１１を渦巻状に巻回して形成されたスパイラルコイル状のアンテナ素子１２と、アンテナ素子１２を載置する磁性樹脂層４ｂと、アンテナ素子１２の全体を埋設するように形成された磁性樹脂層４ａとを有する。ループアンテナ素子２と磁性シート４ｄは、磁性樹脂層４ａによって少なくとも一部がスペーサ７に固着される。磁性シート４ｄは、磁性樹脂層４ａ，４ｂの両方に固着されるようにしてもよく、磁性樹脂層４ｂに固着されるようにしてもよい。   The antenna device 10c includes a spiral coil-shaped loop antenna element 2 formed by winding a conducting wire 1 in a spiral shape, a magnetic sheet 4d on which the loop antenna element 2 is placed, and a magnetic sheet 4d via a magnetic resin layer 4a. And a loop antenna portion 3 having a spacer 7 disposed below. The antenna unit 13 is disposed on the inner diameter side of the loop antenna unit 3. The antenna portion 13 is formed so as to embed the entire antenna element 12, the spiral coil-shaped antenna element 12 formed by winding the conducting wire 11 in a spiral shape, the magnetic resin layer 4 b on which the antenna element 12 is placed, and the antenna element 12. Magnetic resin layer 4a. At least a part of the loop antenna element 2 and the magnetic sheet 4d are fixed to the spacer 7 by the magnetic resin layer 4a. The magnetic sheet 4d may be fixed to both the magnetic resin layers 4a and 4b, or may be fixed to the magnetic resin layer 4b.

スペーサ７として非磁性材料を用いる場合には、ループアンテナ部３とアンテナ部１３との磁気的な干渉を軽減することができる。また、スペーサ７に、熱伝導性の優れた材料を用いると、非接触充電用途に用いるアンテナ部１３で発生した熱を効果的に放熱することができる。図４に示す例では、ループアンテナ素子２が載置された磁性シート４ｄは、磁性樹脂層４ａによって接着剤を用いることなしに固着することができるが、ループアンテナ素子２をあらかじめ接着剤等で接合してループアンテナ部３を構成し、その後、アンテナ部１３と磁性樹脂層４ａ，４ｂの一方、あるいは両方により固着するようにしてもよい。また、スペーサ７と磁性樹脂層４ｂはあらかじめ固着させた状態で用いることができる。なお、スペーサ７は厚い磁性シート４ｄを用いることで代用でき、また省略することもできる。   When a nonmagnetic material is used as the spacer 7, magnetic interference between the loop antenna unit 3 and the antenna unit 13 can be reduced. Further, when a material having excellent thermal conductivity is used for the spacer 7, heat generated in the antenna unit 13 used for non-contact charging can be effectively radiated. In the example shown in FIG. 4, the magnetic sheet 4d on which the loop antenna element 2 is placed can be fixed by the magnetic resin layer 4a without using an adhesive, but the loop antenna element 2 is previously bonded with an adhesive or the like. The loop antenna unit 3 may be formed by bonding, and then fixed by one or both of the antenna unit 13 and the magnetic resin layers 4a and 4b. The spacer 7 and the magnetic resin layer 4b can be used in a state where they are fixed in advance. The spacer 7 can be replaced by using a thick magnetic sheet 4d, or can be omitted.

［変形例４］
図５には、ループアンテナ素子２と磁性シート４ｄとを有するループアンテナ部３と、磁性樹脂層４ａに埋設されたアンテナ素子１２と磁性樹脂層４ａの下面に配設された磁性樹脂層４ｂとを有するアンテナ部１３を別々に作製し、製造工程の最終工程においてループアンテナ部３を磁性樹脂層４ｂに接着層５によって接続する場合の構成例を示す。この変形例では、磁性樹脂層４ｂをアンテナ部１３の占有面積よりも広くとることによって、磁性樹脂層４ｂの外周側の一部をループアンテナ部３との接着のためのスペースとして利用している。この場合でも、ループアンテナ部３の支持基板として変形例３（図４）で用いたスペーサ７を用いてもよく、スペーサ７と磁性樹脂層４ｂはあらかじめ固着させた状態で準備しておき、接着層５によって磁性樹脂層４ｂに接続するようにしてもよい。 [Modification 4]
FIG. 5 shows a loop antenna portion 3 having a loop antenna element 2 and a magnetic sheet 4d, an antenna element 12 embedded in the magnetic resin layer 4a, and a magnetic resin layer 4b disposed on the lower surface of the magnetic resin layer 4a. An example of a configuration in which the antenna portion 13 having the above is manufactured separately and the loop antenna portion 3 is connected to the magnetic resin layer 4b by the adhesive layer 5 in the final step of the manufacturing process is shown. In this modification, by taking the magnetic resin layer 4 b wider than the area occupied by the antenna portion 13, a part of the outer peripheral side of the magnetic resin layer 4 b is used as a space for bonding to the loop antenna portion 3. . Even in this case, the spacer 7 used in Modification 3 (FIG. 4) may be used as the support substrate of the loop antenna unit 3, and the spacer 7 and the magnetic resin layer 4b are prepared in a state where they are fixed in advance and bonded. The layer 5 may be connected to the magnetic resin layer 4b.

すなわち、アンテナ装置１０ｄは、導線１を渦巻状に巻回して形成されたスパイラルコイル状のループアンテナ素子２と、ループアンテナ素子２を載置する磁性シート４ｄと、磁性シート４ｄの下面に配置される磁性樹脂層４ｂと、磁性樹脂層４ｂに磁性シート４ｄを接続するための接着層５とを有するループアンテナ部３を備える。そして、ループアンテナ部３の内径側にアンテナ部１３が配置される。アンテナ部１３は、導線１１を渦巻状に巻回して形成されたスパイラルコイル状のアンテナ素子１２と、アンテナ素子１２の全体を埋設するように形成された磁性樹脂層４ａとを有しており、磁性樹脂層４ａの下面に磁性樹脂層４ｂを固着させる。   That is, the antenna device 10d is arranged on a spiral coil-shaped loop antenna element 2 formed by winding the conducting wire 1 in a spiral shape, a magnetic sheet 4d on which the loop antenna element 2 is placed, and a lower surface of the magnetic sheet 4d. A loop antenna portion 3 having a magnetic resin layer 4b and an adhesive layer 5 for connecting the magnetic sheet 4d to the magnetic resin layer 4b. The antenna unit 13 is disposed on the inner diameter side of the loop antenna unit 3. The antenna unit 13 includes a spiral coil-shaped antenna element 12 formed by winding the conducting wire 11 in a spiral shape, and a magnetic resin layer 4a formed so as to embed the entire antenna element 12. The magnetic resin layer 4b is fixed to the lower surface of the magnetic resin layer 4a.

［変形例５］
図６は、図１のアンテナ装置１０の磁性樹脂層４ｂの下に、さらに磁性層４ｃを配置したものである。アンテナ装置１０ｅに用いる磁性樹脂層４ｂは、磁性粒子を樹脂中に配合したものであるため、高透磁率構成のバルク材料に比べると透磁率が低い。このため透磁率の高い磁性材料からなる磁性層４ｃを磁性樹脂層４ｂにさらに加えることで磁気シールド効果を高めることができる。なお、磁性層４ｃは、透磁率の高い磁性体であり、後述するような磁性材料を用いるが、このような高透磁率磁性材料は一般的に磁気飽和しやすい。したがって、アンテナ装置を直流磁場の存在する環境下で用いる場合には、主として磁性樹脂層４ｂを用い、磁性層４ｃを補助的に加えるような構成とすることが好ましい。 [Modification 5]
FIG. 6 shows a configuration in which a magnetic layer 4c is further disposed under the magnetic resin layer 4b of the antenna device 10 of FIG. Since the magnetic resin layer 4b used in the antenna device 10e is obtained by blending magnetic particles in a resin, the magnetic permeability is lower than that of a bulk material having a high magnetic permeability configuration. For this reason, the magnetic shielding effect can be enhanced by further adding a magnetic layer 4c made of a magnetic material having a high magnetic permeability to the magnetic resin layer 4b. The magnetic layer 4c is a magnetic material having a high magnetic permeability and uses a magnetic material as will be described later, but such a high magnetic permeability magnetic material is generally easily magnetically saturated. Therefore, when the antenna device is used in an environment where a DC magnetic field exists, it is preferable to use a configuration in which the magnetic resin layer 4b is mainly used and the magnetic layer 4c is supplementarily added.

この磁性層４ｃは、図６に示すように、磁性樹脂層４ｂの下面側に配置しているが、磁性樹脂層４ｂの上面あるいは磁性樹脂層４ｂの内部に埋め込むようにして配置してもよく、また磁性樹脂層４ｂよりも小さな形状、あるいは大きな形状にして用いてもよい。変形例１〜４の構成と組合せて用いてもよいのはもちろんである。   As shown in FIG. 6, the magnetic layer 4c is disposed on the lower surface side of the magnetic resin layer 4b. However, the magnetic layer 4c may be disposed so as to be embedded in the upper surface of the magnetic resin layer 4b or inside the magnetic resin layer 4b. Alternatively, the shape may be smaller or larger than the magnetic resin layer 4b. Of course, you may use in combination with the structure of the modifications 1-4.

磁性層４ｃは、透磁率の高い材料であって、フェライト等の酸化物磁性体、Ｆｅ系、Ｃｏ系、Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ａｌ系等の結晶系、微結晶系金属磁性体、あるいはＦｅ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃ系、Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｃｏ−Ｚｒ系、Ｃｏ−Ｎｂ系、Ｃｏ−Ｔａ系等のアモルファス金属磁性体を使うことができる。また、これらの磁性体の粒子を結合剤で圧縮成型あるいは焼成して作製したシートや、これらの磁性体を扁平処理等を施して扁平形状にした磁性粉を樹脂等と混練して作製したシートを使うこともできる。   The magnetic layer 4c is a material having high magnetic permeability, and is a magnetic oxide such as ferrite, Fe-based, Co-based, Ni-based, Fe-Ni-based, Fe-Co-based, Fe-Al-based, Fe-Si-based. , Fe-Si-Al-based, Fe-Ni-Si-Al-based crystal system, microcrystalline metal magnetic material, or Fe-Si-B system, Fe-Si-BC system, Co-Si-B system Amorphous metal magnetic materials such as those based on Co, Zr, Co—Nb, and Co—Ta can be used. In addition, a sheet prepared by compression molding or firing these magnetic particles with a binder, or a sheet prepared by kneading these magnetic materials with a flattening process, etc., into a flat shape with a resin or the like Can also be used.

図６に示すように、アンテナ装置１０ｅでは、導線１，１１の引出線を収納するための引出部６を磁性樹脂層４ｂと磁性層４ｃに設けている。作製時の熱プレスにより上記引出線が、磁性樹脂層４ｂあるいは磁性層４ｃ、又はその両方に埋設できない場合、磁性樹脂層４ｂあるいは磁性層４ｃ、又はその両方に引出部６を設けて、導線１，１１の引出線を収納することでアンテナ装置１０の低背化を図ることができる。   As shown in FIG. 6, in the antenna device 10e, a lead portion 6 for storing lead wires of the conducting wires 1 and 11 is provided in the magnetic resin layer 4b and the magnetic layer 4c. When the lead wire cannot be embedded in the magnetic resin layer 4b and / or the magnetic layer 4c by hot pressing at the time of manufacture, the lead portion 6 is provided in the magnetic resin layer 4b and / or the magnetic layer 4c, and the conductor 1 , 11 can be housed to reduce the height of the antenna device 10.

［変形例６］
図７には、アンテナ素子１２の内径側に、さらに別のループアンテナ素子２２を設け、すべてのアンテナ素子を磁性樹脂層４ａに全体を埋設させる例を示す。アンテナ部１３の内径側にループアンテナ部２３が構成される。この構成では、たとえばアンテナ部１３を非接触充電用に、ループアンテナ部３をＮＦＣアンテナ用に、ループアンテナ部２３を異物検知コイル用に用いることができるが、特に限定されることはない。たとえばループアンテナ部３を非接触充電用としたり、ループアンテナ部２３を別の通信アンテナに用いる等、自由に割り振ることができる。ループアンテナ素子２２を、基材の片面あるいは両面に金属導体をパターニングして作製したコイル、いわゆるＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）コイルで構成することができ、ループアンテナ素子２２の下面には、ループアンテナ素子２で用いた磁性シート４ｄに類する磁性シートを設けることができる。各アンテナがループアンテナの場合には、各アンテナの特性を維持するために、各アンテナの中心軸をそろえて同心円状に配置するのが好ましい。 [Modification 6]
FIG. 7 shows an example in which another loop antenna element 22 is provided on the inner diameter side of the antenna element 12 and all the antenna elements are embedded in the magnetic resin layer 4a. A loop antenna portion 23 is formed on the inner diameter side of the antenna portion 13. In this configuration, for example, the antenna unit 13 can be used for non-contact charging, the loop antenna unit 3 can be used for an NFC antenna, and the loop antenna unit 23 can be used for a foreign object detection coil, but there is no particular limitation. For example, the loop antenna unit 3 can be assigned freely, for example, for non-contact charging, or the loop antenna unit 23 can be used for another communication antenna. The loop antenna element 22 can be constituted by a coil produced by patterning a metal conductor on one side or both sides of a base material, a so-called FPC (Flexible Printed Circuit) coil. A magnetic sheet similar to the magnetic sheet 4d used in 2 can be provided. When each antenna is a loop antenna, in order to maintain the characteristics of each antenna, it is preferable to arrange them concentrically with the central axes of the antennas aligned.

この変形例６では、アンテナ素子１２がループアンテナであり、その内径にループアンテナ素子２２を配置するものである。アンテナ素子１２，２２を任意のアンテナ構造として、互いに重畳することのないように、ループアンテナ素子２の内径に配列させる等任意の配置、構成をとることができるのは言うまでもない。   In the sixth modification, the antenna element 12 is a loop antenna, and the loop antenna element 22 is disposed on the inner diameter thereof. Needless to say, the antenna elements 12 and 22 can be arbitrarily arranged and configured such that the antenna elements 12 and 22 are arranged on the inner diameter of the loop antenna element 2 so as not to overlap each other.

以上説明したように、本発明のアンテナ装置では、１つのループアンテナの内径に他のアンテナが配置されているので、ループアンテナの内径側がデッドスペースにならずに、省スペース化されたアンテナ装置が実現できる。   As described above, in the antenna device of the present invention, since the other antenna is arranged on the inner diameter of one loop antenna, the inner diameter side of the loop antenna does not become a dead space, and a space-saving antenna device is provided. realizable.

さらに、本発明のアンテナ装置は、主たる磁気シールドとして磁気飽和しにくい磁性樹脂層を用いているので、直流磁場の印加されている環境下でもコイルのインダクタンス値の変化が小さく安定した通信を行うことができる。また、本発明のアンテナ装置では、コイルの周囲が磁性及び熱伝導性を有する磁性樹脂層でおおわれているので、コイルのインダクタンスを高めると同時に、コイルで発生した熱を逃がすことができる。特に大電力を送受する場合は発熱が問題となるが、効率よく熱を逃がすことができるので、発熱の低下による電子機器内の放熱スペースを削減することも可能になり、実質的機器の小型化・薄型化に貢献することができる。   Furthermore, since the antenna device of the present invention uses a magnetic resin layer that is hard to be magnetically saturated as the main magnetic shield, it can perform stable communication with little change in the inductance value of the coil even in an environment where a DC magnetic field is applied. Can do. Further, in the antenna device of the present invention, since the periphery of the coil is covered with a magnetic resin layer having magnetism and thermal conductivity, it is possible to increase the inductance of the coil and to release the heat generated in the coil. Heat generation is a problem especially when sending and receiving large electric power, but since heat can be released efficiently, it is possible to reduce the heat dissipation space in the electronic equipment due to the decrease in heat generation, which effectively reduces the size of the equipment.・ Contributes to thinning.

さらに、磁性樹脂層４ａ，４ｂは、磁性粒子に樹脂を混錬して形成するため、硬化後も柔軟性を有しており、電子機器の内部の形状に合わせて、搭載し、実装することが可能である。   Furthermore, since the magnetic resin layers 4a and 4b are formed by kneading the resin with the magnetic particles, the magnetic resin layers 4a and 4b have flexibility even after curing, and are mounted and mounted according to the internal shape of the electronic device. Is possible.

［非接触通信システム及び非接触充電システムを構成する場合の具体例］
＜非接触通信装置の構成例＞
本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置１０は、共振コイル（アンテナ）として、共振コンデンサとともに共振回路を構成する。そして、構成された共振回路を非接触通信装置に搭載して、これと他の非接触通信装置と非接触で通信を行う。非接触通信装置は、たとえば携帯電話に搭載されたＮＦＣ（Near Field Communication）等の非接触通信モジュール１５０である。また、他の非接触通信装置は、たとえば非接触通信システムにおけるリーダライタ１４０である。 [Specific examples of configuring a non-contact communication system and a non-contact charging system]
<Configuration example of non-contact communication device>
An antenna device 10 according to an embodiment of the present invention forms a resonance circuit as a resonance coil (antenna) together with a resonance capacitor. And the comprised resonant circuit is mounted in a non-contact communication apparatus, and it communicates non-contact with this and another non-contact communication apparatus. The non-contact communication device is a non-contact communication module 150 such as NFC (Near Field Communication) mounted on a mobile phone. Another non-contact communication apparatus is, for example, a reader / writer 140 in a non-contact communication system.

図８に示すように、非接触通信モジュール１５０は、共振コンデンサと、共振コイルとして機能するアンテナ装置１０とからなる共振回路を含む２次側アンテナ部１６０を備える。非接触通信モジュール１５０は、リーダライタ１４０から送信されてきた交流信号を、各ブロックの電源として用いるために、整流して直流電力に変換する整流部１６６と、各ブロックに対応する電圧を生成する定電圧部１６７とを備える。非接触通信モジュール１５０は、定電圧部１６７により供給される直流電力によって動作する復調部１６４と変調部１６３と受信制御部１６５とを備えており、また、全体の動作を制御するシステム制御部１６１を備えている。２次側アンテナ部１６０によって受信された信号は、整流部１６６による直流電力変換とともに、復調器で復調され、システム制御部１６１によって、リーダライタ１４０からの送信データが解析される。また、システム制御部１６１によって、非接触通信モジュール１５０の送信データが生成され、送信データは、変調部１６３によってリーダライタ１４０に送信するための信号に変調されて２次側アンテナ部１６０を介して送信される。受信制御部１６５では、システム制御部１６１の制御に基づいて、２次側アンテナ部１６０の共振周波数の調整を行うための信号を生成して、通信の状態に合わせて共振周波数の調整を行うことができる。   As shown in FIG. 8, the non-contact communication module 150 includes a secondary antenna unit 160 including a resonance circuit including a resonance capacitor and the antenna device 10 functioning as a resonance coil. In order to use the AC signal transmitted from the reader / writer 140 as a power source for each block, the non-contact communication module 150 generates a voltage corresponding to each block, and a rectification unit 166 that rectifies and converts the AC signal into DC power. A constant voltage unit 167. The non-contact communication module 150 includes a demodulation unit 164, a modulation unit 163, and a reception control unit 165 that operate by DC power supplied from the constant voltage unit 167, and a system control unit 161 that controls the overall operation. It has. The signal received by the secondary antenna unit 160 is demodulated by the demodulator together with the DC power conversion by the rectification unit 166, and the transmission data from the reader / writer 140 is analyzed by the system control unit 161. Further, transmission data of the non-contact communication module 150 is generated by the system control unit 161, and the transmission data is modulated into a signal to be transmitted to the reader / writer 140 by the modulation unit 163 and is transmitted via the secondary antenna unit 160. Sent. The reception control unit 165 generates a signal for adjusting the resonance frequency of the secondary antenna unit 160 based on the control of the system control unit 161 and adjusts the resonance frequency according to the communication state. Can do.

また、非接触通信システムのリーダライタ１４０は、共振コンデンサからなる可変容量回路とアンテナ装置１０とを有する共振回路を含む１次側アンテナ部１２０を備える。リーダライタ１４０は、リーダライタ１４０の動作を制御するシステム制御部１２１と、システム制御部１２１の指令に基づいて、送信信号の変調を行う変調部１２４と、変調部１２４からの送信信号により変調されたキャリア信号を１次側アンテナ部１２０に送出する送信信号部１２５とを備える。さらに、リーダライタ１４０は、送信信号部１２５によって送出される変調されたキャリア信号を復調する復調部１２３を備える。   In addition, the reader / writer 140 of the non-contact communication system includes a primary side antenna unit 120 including a resonance circuit having a variable capacitance circuit including a resonance capacitor and the antenna device 10. The reader / writer 140 is modulated by a system control unit 121 that controls the operation of the reader / writer 140, a modulation unit 124 that modulates a transmission signal based on a command from the system control unit 121, and a transmission signal from the modulation unit 124. And a transmission signal unit 125 for transmitting the carrier signal to the primary antenna unit 120. The reader / writer 140 further includes a demodulator 123 that demodulates the modulated carrier signal transmitted by the transmission signal unit 125.

図９に２次側アンテナ部１６０の構成例を示す。２次側アンテナ部１６０は、共振容量を構成する可変容量コンデンサＣＳ１，ＣＰ１，ＣＳ２，ＣＰ２と、インダクタンスを形成するアンテナ装置１０とからなる直並列共振回路を含む。１次側アンテナ部１２０についても同様の構成を備える。   FIG. 9 shows a configuration example of the secondary antenna unit 160. The secondary side antenna unit 160 includes a series-parallel resonant circuit including variable capacitance capacitors CS1, CP1, CS2, and CP2 that form a resonance capacitor and an antenna device 10 that forms an inductance. The primary antenna unit 120 has the same configuration.

可変容量回路の各コンデンサＣＳ１，ＣＰ１，ＣＳ２，ＣＰ２は、受信制御部１６５（リーダライタ１４０の場合には、送受信制御部１２２）によって直流バイアス電圧を制御され、適切な容量値に設定され、アンテナ装置１０（Ｌａｎｔ）とともに共振周波数が調整される。   Each capacitor CS1, CP1, CS2, CP2 of the variable capacitance circuit is controlled to have a DC bias voltage by the reception control unit 165 (in the case of the reader / writer 140, the transmission / reception control unit 122), set to an appropriate capacitance value, and the antenna. The resonance frequency is adjusted together with the device 10 (Lant).

＜非接触通信装置の動作＞
次に、アンテナ装置１０を含む共振回路からなる１次側アンテナ部１２０及び２次側アンテナ部１６０をそれぞれ備えるリーダライタ１４０及び非接触通信モジュール１５０の動作について説明する。 <Operation of non-contact communication device>
Next, operations of the reader / writer 140 and the non-contact communication module 150 each including the primary side antenna unit 120 and the secondary side antenna unit 160 formed of a resonance circuit including the antenna device 10 will be described.

リーダライタ１４０は、送信信号部１２５によって送出されるキャリア信号に基づいて、１次側アンテナ部１２０とのインピーダンスマッチングを行い、受信側である非接触通信モジュール１５０の受信状態に基づいて、共振回路の共振周波数の調整を行う。変調部１２４では、一般的なリーダライタで用いられる変調方式、符号化方式は、マンチェスタ符号化方式やＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調方式等である。キャリア周波数は、典型的には１３．５６ＭＨｚである。   The reader / writer 140 performs impedance matching with the primary antenna unit 120 based on the carrier signal transmitted by the transmission signal unit 125, and based on the reception state of the non-contact communication module 150 on the reception side, Adjust the resonance frequency. In the modulation unit 124, a modulation method and a coding method used in a general reader / writer are a Manchester coding method, an ASK (Amplitude Shift Keying) modulation method, and the like. The carrier frequency is typically 13.56 MHz.

送信されるキャリア信号は、送受信制御部１２２が、送信電圧、送信電流をモニタすることによって、インピーダンスマッチングが得られるよう１次側アンテナ部１２０の可変電圧Ｖｃを制御して、インピーダンス調整を行う。   The transmission / reception control unit 122 monitors the transmission voltage and transmission current to control the variable voltage Vc of the primary-side antenna unit 120 so that impedance matching is obtained, and adjusts the impedance of the carrier signal to be transmitted.

リーダライタ１４０から送信された信号は、非接触通信モジュール１５０の２次側アンテナ部１６０で受信され、復調部１６４によって信号が復調される。復調された信号の内容がシステム制御部１６１によって判断され、システム制御部１６１は、その結果に基づいて応答信号を生成する。なお、受信制御部１６５は、受信信号の振幅や電圧・電流位相に基づいて、２次側アンテナ部１６０の共振パラメータ等を調整して、受信状態が最適になるように、共振周波数の調整をすることができる。   The signal transmitted from the reader / writer 140 is received by the secondary antenna unit 160 of the non-contact communication module 150, and the signal is demodulated by the demodulation unit 164. The content of the demodulated signal is determined by the system control unit 161, and the system control unit 161 generates a response signal based on the result. The reception control unit 165 adjusts the resonance frequency and the like of the secondary antenna unit 160 based on the amplitude and voltage / current phase of the received signal so as to optimize the reception state. can do.

非接触通信モジュール１５０は、応答信号を変調部１６３によって変調し、２次側アンテナ部１６０によってリーダライタ１４０に送信する。リーダライタ１４０は、１次側アンテナ部１２０で受信した応答信号を復調部１２３で復調し、復調された内容に基づいて、システム制御部１２１によって必要な処理を実行する。   The non-contact communication module 150 modulates the response signal by the modulation unit 163 and transmits the response signal to the reader / writer 140 by the secondary side antenna unit 160. The reader / writer 140 demodulates the response signal received by the primary antenna unit 120 by the demodulation unit 123, and executes necessary processing by the system control unit 121 based on the demodulated contents.

＜非接触充電装置及び受電装置の構成例＞
本発明に係るアンテナ装置１０を用いた共振回路は、非接触充電装置１８０によって、非接触で携帯電話等の携帯端末に内蔵される２次電池を充電する受電装置１９０を構成することができる。非接触充電の方式としては、電磁誘導方式や磁気共鳴等が適応可能である。 <Configuration example of non-contact charging device and power receiving device>
A resonance circuit using the antenna device 10 according to the present invention can constitute a power receiving device 190 that charges a secondary battery built in a mobile terminal such as a mobile phone in a contactless manner by the contactless charging device 180. As a non-contact charging method, an electromagnetic induction method, magnetic resonance, or the like can be applied.

図１０には、本発明が適用された携帯端末等の受電装置１９０と、受電装置１９０を非接触で充電する非接触充電装置１８０とからなる非接触充電システムの構成例を示す。   FIG. 10 shows a configuration example of a non-contact charging system including a power receiving device 190 such as a portable terminal to which the present invention is applied and a non-contact charging device 180 that charges the power receiving device 190 in a non-contact manner.

受電装置１９０は、上述した非接触通信モジュール１５０とほぼ同じ構成を備える。また、非接触充電装置１８０の構成は、上述したリーダライタ１４０の構成とほぼ同じである。したがって、リーダライタ１４０、非接触通信モジュール１５０として図８に記載されたブロックと同じ機能を有するものについては、同じ符号で示す。ここで、リーダライタ１４０では、送受信するキャリア周波数が多くの場合に１３．５６ＭＨｚであるのに対して、非接触充電装置１８０では、１００ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの場合がある。   The power receiving device 190 has substantially the same configuration as the non-contact communication module 150 described above. The configuration of the non-contact charging device 180 is almost the same as the configuration of the reader / writer 140 described above. Accordingly, the reader / writer 140 and the non-contact communication module 150 having the same functions as the blocks described in FIG. Here, in the reader / writer 140, the carrier frequency to be transmitted / received is 13.56 MHz in many cases, whereas in the non-contact charging device 180, the frequency may be 100 kHz to several hundred kHz.

非接触充電装置１８０は、送信信号部１２５によって送出されるキャリア信号に基づいて、１次側アンテナ部１２０とのインピーダンスマッチングを行い、受信側である非接触通信モジュールの受信状態に基づいて、共振回路の共振周波数の調整を行う。   The non-contact charging device 180 performs impedance matching with the primary antenna unit 120 based on the carrier signal transmitted by the transmission signal unit 125, and resonates based on the reception state of the non-contact communication module on the receiving side. Adjust the resonant frequency of the circuit.

送信されるキャリア信号は、送受信制御部１２２が、送信電圧、送信電流をモニタすることによって、インピーダンスマッチングが得られるよう１次側アンテナ部１２０の可変電圧Ｖｃを制御して、インピーダンス調整を行う。   The transmission / reception control unit 122 monitors the transmission voltage and transmission current to control the variable voltage Vc of the primary-side antenna unit 120 so that impedance matching is obtained, and adjusts the impedance of the carrier signal to be transmitted.

受電装置１９０は、２次側アンテナ部１６０で受信された信号を整流部１６６で整流し、整流された直流電圧を充電制御部１７０の制御にしたがって、バッテリ１６９を充電する。２次側アンテナ部１６０による信号の受信がない場合であっても、ＡＣアダプタ等の外部電源１６８によって充電制御部１７０を駆動してバッテリ１６９を充電することができる。   The power receiving device 190 rectifies the signal received by the secondary antenna unit 160 by the rectification unit 166 and charges the battery 169 with the rectified DC voltage according to the control of the charge control unit 170. Even when no signal is received by the secondary antenna unit 160, the battery 169 can be charged by driving the charging control unit 170 by an external power source 168 such as an AC adapter.

非接触充電装置１８０から送信された信号は、２次側アンテナ部１６０で受信され、復調部１６４によって信号は復調される。復調された信号の内容がシステム制御部１６１によって判断され、システム制御部１６１は、その結果に基づいて応答信号を生成する。なお、受信制御部１６５は、受信信号の振幅や電圧・電流位相に基づいて、２次側アンテナ部１６０の共振パラメータ等を調整して、受信状態が最適になるように、共振周波数の調整をすることができる。   The signal transmitted from the non-contact charging device 180 is received by the secondary side antenna unit 160, and the signal is demodulated by the demodulation unit 164. The content of the demodulated signal is determined by the system control unit 161, and the system control unit 161 generates a response signal based on the result. The reception control unit 165 adjusts the resonance frequency and the like of the secondary antenna unit 160 based on the amplitude and voltage / current phase of the received signal so as to optimize the reception state. can do.

［磁性粒子の形状を設定した場合のアンテナ装置の特性評価］
非接触充電システムでは、１次側アンテナと２次側アンテナの相対位置が電力伝送効率に影響する。このため、充電装置（１次側）と受電装置（２次側）の位置を近接して配置できるように、充電装置に強力なマグネットを配して、充電装置の１次側アンテナに、受電装置の２次側アンテナを引き寄せるように工夫されたものがある（非特許文献２記載のデザインＡ１）。このような強力なマグネットによる直流磁場に対する磁性樹脂層の効果を定量化するために以下のような特性評価を行った。 [Characteristic evaluation of antenna device when magnetic particle shape is set]
In the non-contact charging system, the relative position between the primary antenna and the secondary antenna affects the power transmission efficiency. For this reason, a powerful magnet is arranged in the charging device so that the charging device (primary side) and the power receiving device (secondary side) can be placed close to each other, and the primary antenna of the charging device receives power. Some have been devised to draw the secondary antenna of the device (design A1 described in Non-Patent Document 2). In order to quantify the effect of the magnetic resin layer on the DC magnetic field generated by such a strong magnet, the following characteristic evaluation was performed.

本発明の実施の形態に係るアンテナ装置１０に関して、磁性樹脂層４ｂを用いた場合の特性を、コイルのインダクタンス値に与える磁気飽和の影響として評価した。具体的には、図１１（Ａ）に示す単一のコイルのインダクタンス値を測定することによって特性評価を行った。図１１（Ｂ）には、特性評価用のアンテナ装置１０ｇの断面を示す。アンテナ装置１０ｇは、長方形状に巻回された導線１によって形成されるループアンテナ素子２と、ループアンテナ素子２に接着層５を介して接続された所定の厚さを有する磁性樹脂層４ｂとを備える。また、ループアンテナ素子２と外部回路との電気的接続のための引出線３ａ，３ｂを有している。ループアンテナ素子２の内径側の引出線３ａは、磁性樹脂層４ｂに形成された切欠部２６を通って外部に引き出される。なお、図１１（Ｃ）は、後述する磁性層４ｃをさらに付加した場合の磁気特性への影響を測定するための特性評価用のアンテナ装置１０ｈの構成である。   Regarding the antenna device 10 according to the embodiment of the present invention, the characteristics when the magnetic resin layer 4b was used were evaluated as the influence of magnetic saturation on the inductance value of the coil. Specifically, the characteristics were evaluated by measuring the inductance value of a single coil shown in FIG. FIG. 11B shows a cross section of the antenna device 10g for characteristic evaluation. The antenna device 10g includes a loop antenna element 2 formed by a conductive wire 1 wound in a rectangular shape, and a magnetic resin layer 4b having a predetermined thickness connected to the loop antenna element 2 via an adhesive layer 5. Prepare. Moreover, it has the leader lines 3a and 3b for electrical connection with the loop antenna element 2 and an external circuit. The lead wire 3a on the inner diameter side of the loop antenna element 2 is drawn to the outside through a notch 26 formed in the magnetic resin layer 4b. FIG. 11C shows the configuration of the antenna device 10h for characteristic evaluation for measuring the influence on the magnetic characteristics when a magnetic layer 4c described later is further added.

測定環境を図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示す。   The measurement environment is shown in FIGS. 12 (A) and 12 (B).

図１２（Ａ）では、外部直流磁界のない状態を評価する受電コイルユニットの構成を示す。受電コイルユニットは、特性評価用のアンテナ装置１０ｇであり、ループアンテナ素子２と磁性樹脂層４ｂとを備える。磁性樹脂層４ｂのループアンテナ素子２が搭載されている面とは反対側の面には、バッテリパックを模した金属板３１を配置した。受電コイルユニットは、１４Ｔの長方形コイル（外径３１×４３ｍｍ）である。   FIG. 12A shows a configuration of a power receiving coil unit that evaluates a state without an external DC magnetic field. The power receiving coil unit is an antenna device 10g for characteristic evaluation, and includes a loop antenna element 2 and a magnetic resin layer 4b. A metal plate 31 simulating a battery pack was disposed on the surface of the magnetic resin layer 4b opposite to the surface on which the loop antenna element 2 is mounted. The power receiving coil unit is a 14T rectangular coil (outer diameter 31 × 43 mm).

図１２（Ｂ）では、マグネットによる外部直流磁界がある状態を評価する受電コイルユニットの構成を示す。図１２（Ａ）の場合と同じく、受電コイルユニットは評価用のアンテナ装置１０ｈであり、ループアンテナ素子２と磁性樹脂層４ｂとを備えている。磁性樹脂層４ｂのループアンテナ素子２が搭載されている面とは反対側の面には、バッテリパックを模した金属板３１を配置した。受電コイルユニットに対向するように送電コイルユニットを配置した。送電コイルユニットは、スパイラルコイル３０ａと磁性シールド材３０ｂとを備えており、受電コイルユニットの中心と中心軸を合わせるように配置した。送電コイルユニット３０の中心に、直流磁界発生のためのマグネット４０を配置した。このマグネットを装着した送信コイルユニットは、非特許文献２に記載されるデザインＡ１に基づいて作成されたものである。受電コイルユニットと送電コイルユニットとは、２．５ミリのアクリル板を介して離間して対向配置した。アジレント社のインピーダンスアナライザ４２９４Ａを用いて、それぞれの場合に対して、磁性樹脂層４ｂの構成を変えて、コイルのインダクタンス値を測定した。   FIG. 12B shows a configuration of a receiving coil unit that evaluates a state where there is an external DC magnetic field by a magnet. As in the case of FIG. 12A, the power receiving coil unit is an antenna device 10h for evaluation, and includes a loop antenna element 2 and a magnetic resin layer 4b. A metal plate 31 simulating a battery pack was disposed on the surface of the magnetic resin layer 4b opposite to the surface on which the loop antenna element 2 is mounted. The power transmission coil unit was disposed so as to face the power reception coil unit. The power transmission coil unit includes a spiral coil 30a and a magnetic shield material 30b, and is arranged so that the center and the central axis of the power reception coil unit are aligned. A magnet 40 for generating a DC magnetic field is arranged at the center of the power transmission coil unit 30. The transmission coil unit to which this magnet is attached is created based on the design A1 described in Non-Patent Document 2. The power receiving coil unit and the power transmitting coil unit were arranged to face each other with a 2.5 mm acrylic plate therebetween. Using an impedance analyzer 4294A manufactured by Agilent, the inductance value of the coil was measured by changing the configuration of the magnetic resin layer 4b in each case.

最初に、図１１（Ｂ）に示すような磁性樹脂層４ｂのみからなる磁性シールド層を有するアンテナ装置１０ｇのインダクタンス値の測定を行った。   First, the inductance value of the antenna device 10g having a magnetic shield layer composed only of the magnetic resin layer 4b as shown in FIG. 11B was measured.

図１３及び図１４には、各種磁性材料を用いた磁気シールド層を搭載した受電コイルユニットのインダクタンス値を測定したグラフを示す。直流磁界がない状態におけるインダクタンスの測定値に対する直流磁界がある状態におけるインダクタンスの測定値の変化量をパーセントで表し、インダクタンスの相対値ΔＬと称する。磁性樹脂層４ｂの厚さｔｍを変えて、インダクタンスの相対値ΔＬをプロットした。マイナスのインダクタンスの相対値ΔＬは、インダクタンス値が低下したことを表し、プラスの場合には、インダクタンス値が増加したことを示す。   FIG. 13 and FIG. 14 show graphs in which the inductance value of the power receiving coil unit equipped with a magnetic shield layer using various magnetic materials is measured. The amount of change in the measured inductance value in the presence of a DC magnetic field with respect to the measured inductance value in the absence of a DC magnetic field is expressed as a percentage and is referred to as a relative inductance value ΔL. The relative value ΔL of the inductance was plotted while changing the thickness tm of the magnetic resin layer 4b. A negative inductance relative value ΔL indicates that the inductance value has decreased, and a positive value indicates that the inductance value has increased.

＜実施例１＞
図１３（Ａ）には、磁性樹脂層４ｂとして、寸法比（長径／短径）が６以下の球状アモルファス粉を配合した平均透磁率２０程度を有する磁性樹脂層４ｂを用いた場合のインダクタンスの相対値ΔＬを示す。 <Example 1>
In FIG. 13 (A), the inductance of the magnetic resin layer 4b when the magnetic resin layer 4b having an average permeability of about 20 in which a spherical amorphous powder having a dimensional ratio (major axis / minor axis) of 6 or less is blended is used. Relative value ΔL is shown.

＜実施例２＞
図１３（Ｂ）には、磁性樹脂層４ｂとして、寸法比（長径／短径）が６以下の球状センダスト粉を配合した平均透磁率１６程度を有する磁性樹脂層４ｂを用いた場合のインダクタンスの相対値ΔＬを示す。 <Example 2>
In FIG. 13B, the inductance of the magnetic resin layer 4b when the magnetic resin layer 4b having an average magnetic permeability of about 16 in which spherical sendust powder having a dimensional ratio (major axis / minor axis) of 6 or less is blended is used. Relative value ΔL is shown.

＜比較例１＞
図１４（Ａ）には、磁気シールド層として、センダスト系の寸法比（長径／短径）が５０程度の扁平粉を結合剤と混合して作製した平均透磁率１００程度を有する磁性シートを用いた場合のインダクタンスの相対値を示す。 <Comparative Example 1>
In FIG. 14A, a magnetic sheet having an average magnetic permeability of about 100 prepared by mixing flat powder having a sendust-based dimensional ratio (major axis / minor axis) of about 50 with a binder is used as the magnetic shield layer. Shows the relative value of the inductance.

＜比較例２＞
図１４（Ｂ）には、磁気シールド層として、透磁率１５００程度のＭｎＺｎ系のバルクフェライトを用いた場合のインタクタンスの相対値を示す。 <Comparative example 2>
FIG. 14B shows the relative value of the inductance when a MnZn-based bulk ferrite having a magnetic permeability of about 1500 is used as the magnetic shield layer.

＜結果＞
図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すように、球状の磁性粉を用いた磁性樹脂層４ｂを磁性シールド層とした本発明の実施の形態の構成例では、コイルのインダクタンス値は、直流磁場が印加されてもほとんど低下していない。なお、インダクタンスの相対値ΔＬがプラスになるのは送電コイルユニットを構成する磁気シールド層が大きいために、磁束が受電コイルユニット近傍に集束したことによる。 <Result>
As shown in FIGS. 13A and 13B, in the configuration example of the embodiment of the present invention in which the magnetic resin layer 4b using the spherical magnetic powder is used as the magnetic shield layer, the inductance value of the coil is Even when a DC magnetic field is applied, it hardly decreases. The reason why the relative value ΔL of the inductance is positive is that the magnetic shield layer constituting the power transmission coil unit is large, so that the magnetic flux is concentrated in the vicinity of the power reception coil unit.

一方、図１４（Ａ）に示すように、磁性シールド層として扁平形状の磁性粉からなる磁性シートを用いた場合には、送信コイルユニットに装着されたマグネットの直流磁場の影響によって、磁気シールド層に磁気飽和が生じ、インダクタンス値が大きく低下している。シールド層が薄くなるほど磁気飽和しやすくなるので、この傾向はさらに顕著であることが示される。   On the other hand, as shown in FIG. 14A, when a magnetic sheet made of flat magnetic powder is used as the magnetic shield layer, the magnetic shield layer is affected by the influence of the DC magnetic field of the magnet mounted on the transmission coil unit. Magnetic saturation occurs, and the inductance value is greatly reduced. This shows that this tendency is more remarkable because the thinner the shield layer, the more likely it is to become magnetically saturated.

図１４（Ｂ）に示すように、磁性シールド層としてフェライトを用いた場合には、図１４（Ａ）の場合と同様に、インダクタンス値が大きく低下することが示される。   As shown in FIG. 14B, it is shown that when ferrite is used as the magnetic shield layer, the inductance value is greatly reduced as in the case of FIG.

このように本発明の構成にすることで、マグネット装着の送信コイルユニットに対しても、あるいは大きな直流磁場のある環境においてもコイルインダクタンスの変化が少なく、したがって受電モジュールの共振周波数の変化が少なく安定した電力伝送が可能となる。   By adopting the configuration of the present invention as described above, the change in coil inductance is small even in a magnet-mounted transmission coil unit or in an environment with a large DC magnetic field, and thus the change in the resonance frequency of the power receiving module is small and stable. Power transmission is possible.

［磁性層を付加した場合のアンテナ装置の特性評価］
上述のアンテナ装置の評価で用いた図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すものと同じ受電コイルユニットを使用した。受電コイルユニットは、１４Ｔの長方形コイル（外径３１ｍｍ×４３ｍｍ）である。 [Evaluation of antenna device characteristics when a magnetic layer is added]
The same receiving coil unit as that shown in FIGS. 12A and 12B used in the evaluation of the antenna device described above was used. The power receiving coil unit is a 14T rectangular coil (outer diameter 31 mm × 43 mm).

特性評価の方法としては、図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）に示すように、磁気シールド層として、磁性樹脂層４ｂのみの場合（図１１（Ｂ））と、磁性樹脂層４ｂの下面に、５０μｍ厚の磁性層４ｃを貼り付けた場合（図１１（Ｃ））について、それぞれのコイルのインダクタンス値を測定した。また、これらの場合において、磁性樹脂層４ｂの厚さを変えてインダクタンス値を測定した。したがって、磁性シールド層の全体の厚さは、磁性樹脂層４ｂに、磁性層４ｃの厚さ５０μｍを加えたものとなる。   As a characteristic evaluation method, as shown in FIGS. 11 (B) and 11 (C), when only the magnetic resin layer 4b is used as the magnetic shield layer (FIG. 11 (B)), the bottom surface of the magnetic resin layer 4b is used. Further, when the magnetic layer 4c having a thickness of 50 μm was attached (FIG. 11C), the inductance value of each coil was measured. In these cases, the inductance value was measured by changing the thickness of the magnetic resin layer 4b. Therefore, the total thickness of the magnetic shield layer is the magnetic resin layer 4b plus the thickness of the magnetic layer 4c of 50 μm.

受電コイルユニット（評価用のアンテナ装置１０ｈ）の磁性樹脂層４ｂには、寸法比６以下の球状のアモルファス粉を配合した平均透磁率３０程度のものを用い、磁性層４ｃには、センダスト系の寸法比５０程度の扁平粉を結合剤と混合して作製した透磁率１００程度のものを用いた。   For the magnetic resin layer 4b of the power receiving coil unit (evaluation antenna apparatus 10h), one having an average magnetic permeability of about 30 blended with spherical amorphous powder having a size ratio of 6 or less is used, and for the magnetic layer 4c, a sendust-based one is used. A powder having a magnetic permeability of about 100 was prepared by mixing flat powder having a size ratio of about 50 with a binder.

図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に、磁気シールド層４の厚さｔｍに対するインダクタンス値Ｌをプロットしたグラフを示す。なお、インダクタンス値は、アジレント社のインピーダンスアナライザ４２９４Ａを用いて測定し、非接触充電システムで一般に用いられる周波数１２０ｋＨｚにおけるインダクタンス値Ｌとしてプロットした。   FIGS. 15A and 15B are graphs plotting the inductance value L with respect to the thickness tm of the magnetic shield layer 4. The inductance value was measured using an impedance analyzer 4294A manufactured by Agilent, and plotted as an inductance value L at a frequency of 120 kHz generally used in a non-contact charging system.

＜実施例３＞
図１５（Ａ）には、直流磁場の印加がない場合、すなわち、図１２（Ａ）の受電コイルユニットの構成の場合のコイルのインダクタンス値Ｌの測定結果を示す。図１５（Ｂ）には、マグネットにより直流磁場が印加されている図１２（Ｂ）の受電コイルユニットの構成の場合のインダクタンス値Ｌの測定結果を示す。 <Example 3>
FIG. 15A shows the measurement result of the inductance value L of the coil when no DC magnetic field is applied, that is, in the case of the configuration of the power receiving coil unit of FIG. FIG. 15B shows a measurement result of the inductance value L in the case of the configuration of the receiving coil unit of FIG. 12B in which a DC magnetic field is applied by a magnet.

図１５（Ａ）に示すように、直流磁場のない場合では、磁性樹脂層４ｂの一部を薄い磁性層４ｃで置き換えることによって、コイルのインダクタンス値を向上させることができる。   As shown in FIG. 15A, when there is no DC magnetic field, the inductance value of the coil can be improved by replacing a part of the magnetic resin layer 4b with the thin magnetic layer 4c.

一方、図１５（Ｂ）で示すように、マグネットによる直流磁場が印加されると、磁気飽和の影響が大きいために、いずれのコイルについてもインダクタンス値が下がっている。磁性層４ｃは、磁性樹脂層４ｂよりもインダクタンスを増加させる効果が高いが、逆に強い磁場が印加された状態では磁性樹脂層４ｂの方がインダクタンスを向上させる効果が高いので、上記２つの層の割合を調整することで、磁気シールド性や回路の共振条件に強く影響するコイルインダクタンスとその磁気飽和特性を所望の性能に調整することができる。   On the other hand, as shown in FIG. 15B, when a DC magnetic field is applied by a magnet, the influence of magnetic saturation is large, so that the inductance value is reduced for any of the coils. The magnetic layer 4c has a higher effect of increasing the inductance than the magnetic resin layer 4b. On the contrary, the magnetic resin layer 4b has a higher effect of improving the inductance when a strong magnetic field is applied. By adjusting the ratio, the coil inductance that strongly influences the magnetic shielding properties and the circuit resonance conditions and the magnetic saturation characteristics thereof can be adjusted to the desired performance.

このように、本発明のアンテナ装置では磁気飽和に強い磁性樹脂層を有しているので、強い磁場が印加されている環境下においてもコイルインダクタンスの変化が少なく安定した電力供給が可能である。さらにまた、磁性樹脂層と磁性層の厚みを調整することでコイルインダクタンスの大きさと強い磁場環境下でのコイルインダクタンスの変化率のバランスを調整することができる。非接触通信用はもちろん、非接触電力伝送（非接触充電）用にも用いることができ、また、それぞれのループアンテナ部、アンテナ部を用途や搭載する電子機器に応じて最適に設計することができる。   As described above, since the antenna device of the present invention has the magnetic resin layer that is strong against magnetic saturation, the change in coil inductance is small and stable power supply is possible even in an environment where a strong magnetic field is applied. Furthermore, by adjusting the thicknesses of the magnetic resin layer and the magnetic layer, the balance between the magnitude of the coil inductance and the rate of change of the coil inductance under a strong magnetic field environment can be adjusted. It can be used not only for non-contact communication but also for non-contact power transmission (non-contact charging), and each loop antenna part and antenna part can be optimally designed according to the application and the electronic equipment installed. it can.

１，１１，２１ 導線、２ ループアンテナ素子、１２，２２ アンテナ素子、３ ループアンテナ部、１３，２３ アンテナ部、３ａ，３ｂ 引出線、４ 磁気シールド層、４ａ，４ｂ 磁性樹脂層、４ｃ 磁性層、４ｄ 磁性シート、５ 接着層、６ 引出部、７ スペーサ、１０，１０ａ〜１０ｆ アンテナ装置、１０ｇ，１０ｈ 特性評価用アンテナ装置、２６ 切欠部、３０ 送信コイルユニット、３０ａ スパイラルコイル、３０ｂ 磁性シールド、３１ 金属板、４０ マグネット、１２０ １次側アンテナ部、１２１ システム制御部、１２２ 送受信制御部、１２３ 復調部、１２４ 変調部、１２５ 送信信号部、１４０ 非接触通信装置、１５０ 非接触通信モジュール、１６０ ２次側アンテナ部、１６１ システム制御部、１６３ 変調部、１６４ 復調部、１６５ 受信制御部、１６６ 整流部、１６７ 定電圧部、１６８ 外部電源、１６９ バッテリ、１７０ 充電制御部、１８０ 非接触充電装置、１９０ 受電装置 1,11,21 Conductor, 2 Loop antenna element, 12, 22 Antenna element, 3 Loop antenna part, 13, 23 Antenna part, 3a, 3b Lead line, 4 Magnetic shield layer, 4a, 4b Magnetic resin layer, 4c Magnetic layer 4d magnetic sheet, 5 adhesive layer, 6 lead-out part, 7 spacer, 10, 10a to 10f antenna device, 10g, 10h characteristic evaluation antenna device, 26 notch, 30 transmission coil unit, 30a spiral coil, 30b magnetic shield, 31 Metal plate, 40 Magnet, 120 Primary antenna unit, 121 System control unit, 122 Transmission / reception control unit, 123 Demodulation unit, 124 Modulation unit, 125 Transmission signal unit, 140 Non-contact communication device, 150 Non-contact communication module, 160 Secondary antenna unit, 161 system control unit, 163 modulation Unit, 164 demodulation unit, 165 reception control unit, 166 rectification unit, 167 constant voltage unit, 168 external power source, 169 battery, 170 charge control unit, 180 contactless charging device, 190 power receiving device

＜結果＞
図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すように、球状の磁性粉を用いた磁性樹脂層４ｂを
磁性シールド層とした本発明の実施の形態の構成例では、コイルのインダクタンス値は、
直流磁場が印加されてもあまり低下していない。なお、インダクタンスの相対値ΔＬが
プラスになるのは送電コイルユニットを構成する磁気シールド層が大きいために、磁束が
受電コイルユニット近傍に集束したことによる。 <Result>
As shown in FIGS. 13A and 13B, in the configuration example of the embodiment of the present invention in which the magnetic resin layer 4b using the spherical magnetic powder is used as the magnetic shield layer, the inductance value of the coil is
Even if a DC magnetic field is applied, it does not decrease so much . The reason why the relative value ΔL of the inductance is positive is that the magnetic shield layer constituting the power transmission coil unit is large, so that the magnetic flux is concentrated in the vicinity of the power reception coil unit.

Claims (15)

ループアンテナと、
上記ループアンテナの内径に配置された１つ以上の他のアンテナとを備え、
上記ループアンテナ及び上記他のアンテナは、磁性粒子及び樹脂を含有する１つ以上の磁性樹脂層を有し、
上記ループアンテナ又は１つ以上の上記他のアンテナのうちの少なくとも１つは、少なくともその一部が上記磁性樹脂層に埋設されることを特徴とするアンテナ装置。 A loop antenna,
One or more other antennas arranged on the inner diameter of the loop antenna,
The loop antenna and the other antenna have one or more magnetic resin layers containing magnetic particles and a resin,
At least one of the loop antenna or the one or more other antennas is at least partially embedded in the magnetic resin layer. 上記磁性樹脂層は、上記磁性粒子及び樹脂を混錬して形成することによって柔軟性を有することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。   2. The antenna device according to claim 1, wherein the magnetic resin layer has flexibility by being formed by kneading the magnetic particles and resin. 上記ループアンテナ又は他のアンテナのうちの少なくとも１つは、非磁性材料を含む支持部材により支持されることを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。   3. The antenna device according to claim 1, wherein at least one of the loop antenna and the other antenna is supported by a support member including a nonmagnetic material. 上記ループアンテナ又は他のアンテナのうちの少なくとも１つは、高熱伝導性材料を含む支持部材により支持されることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のアンテナ装置。   The antenna device according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of the loop antenna and the other antenna is supported by a support member including a high thermal conductivity material. 上記ループアンテナは、接着層を介して上記磁性樹脂層と接続されることを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, wherein the loop antenna is connected to the magnetic resin layer through an adhesive layer. 上記ループアンテナ又は他のアンテナのうちの少なくとも１つは、上記磁性樹脂層とは磁気特性が異なる磁性材料を含む磁性層を更に有することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載のアンテナ装置。   6. The loop antenna or at least one of the other antennas further includes a magnetic layer containing a magnetic material having a magnetic characteristic different from that of the magnetic resin layer. Antenna device. 上記ループアンテナ又は１つ以上の上記他のアンテナのうちの少なくとも１つは、その全部が上記磁性樹脂層に埋設されることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載のアンテナ装置。   The antenna device according to any one of claims 1 to 6, wherein at least one of the loop antenna or one or more other antennas is embedded in the magnetic resin layer. 上記１つ以上の磁性樹脂層のうち、少なくとも１つの磁性樹脂層は、球状、又は長径と短径との比で表される寸法比６以下の回転楕円体状の磁性粒子を含むことを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載のアンテナ装置。   Of the one or more magnetic resin layers, at least one of the magnetic resin layers includes spherical or spheroidal magnetic particles having a dimensional ratio of 6 or less expressed by a ratio of a major axis to a minor axis. The antenna device according to claim 1. 上記１つ以上の磁性樹脂層のうち、少なくとも１つの磁性樹脂層は、球状又は長径と短径との比で表される寸法比６以下の回転楕円体状の磁性粒子、樹脂及び潤滑剤を含み、これらを混合して圧縮成型した圧粉磁心であることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載のアンテナ装置。   Among the one or more magnetic resin layers, at least one magnetic resin layer is made of spherical or spheroidal magnetic particles, a resin and a lubricant having a dimensional ratio of 6 or less represented by the ratio of the major axis to the minor axis. The antenna device according to claim 1, wherein the antenna device is a dust core formed by mixing and compressing these. 上記他のアンテナは、２つ以上であることを特徴とする請求項１〜９いずれか１項記載のアンテナ装置。   The antenna apparatus according to claim 1, wherein the number of the other antennas is two or more. ２つ以上の上記他のアンテナは、上記ループアンテナの内径に、互いに重複することなく配列されることを特徴とする請求項１０記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 10, wherein the two or more other antennas are arranged on the inner diameter of the loop antenna without overlapping each other. ２つ以上の上記他のアンテナは、いずれもループ状であり、
上記他のアンテナのうちの１つのアンテナは、残りのアンテナの内径に配置されることを特徴とする請求項１０記載のアンテナ装置。 Two or more of the other antennas are both loop-shaped,
11. The antenna device according to claim 10, wherein one of the other antennas is disposed on an inner diameter of the remaining antenna. ２つ以上の上記他のアンテナは、上記残りのアンテナの内径にそれぞれ同心円状に配置されることを特徴とする請求項１１記載のアンテナ装置。   12. The antenna device according to claim 11, wherein the two or more other antennas are concentrically arranged on an inner diameter of the remaining antenna. 上記ループアンテナ又は１つ以上の上記他のアンテナのうちの１つが非接触電力伝送用アンテナであることを特徴とする請求項１〜１３いずれか１項記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, wherein one of the loop antenna or one or more of the other antennas is a non-contact power transmission antenna. 請求項１〜１３いずれか１項記載のアンテナ装置を備える電子機器。   An electronic device comprising the antenna device according to claim 1.
JP2013056777A 2013-03-19 2013-03-19 Antenna device and electronic equipment Pending JP2014183193A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013056777A JP2014183193A (en) 2013-03-19 2013-03-19 Antenna device and electronic equipment
PCT/JP2014/056313 WO2014148312A1 (en) 2013-03-19 2014-03-11 Antenna apparatus and electronic device
TW103109564A TW201445816A (en) 2013-03-19 2014-03-14 Antenna apparatus and electronic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013056777A JP2014183193A (en) 2013-03-19 2013-03-19 Antenna device and electronic equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014183193A true JP2014183193A (en) 2014-09-29

Family

ID=51579999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013056777A Pending JP2014183193A (en) 2013-03-19 2013-03-19 Antenna device and electronic equipment

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2014183193A (en)
TW (1) TW201445816A (en)
WO (1) WO2014148312A1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016080841A1 (en) * 2014-11-19 2016-05-26 Geir Olav Gyland Device and method for wireless transmission of power and communication
US20180114629A1 (en) * 2015-04-08 2018-04-26 Nissan Motor Co., Ltd. Coil unit for contactless power transmission
WO2018180355A1 (en) * 2017-03-30 2018-10-04 パナソニック株式会社 Transmission coil and power transmission apparatus
US10275616B2 (en) 2015-01-28 2019-04-30 Smart Co., Ltd. Transmission/reception sensor system, multi-function card, and wearable device
JP2019169531A (en) * 2018-03-22 2019-10-03 Tdk株式会社 Coil unit, wireless power transmission device, wireless power reception device, and wireless power transmission system
WO2020183996A1 (en) * 2019-03-12 2020-09-17 日東電工株式会社 Method for manufacturing inductor
US20220165473A1 (en) * 2019-03-12 2022-05-26 Nitto Denko Corporation Inductor
US20220165482A1 (en) * 2019-03-12 2022-05-26 Nitto Denko Corporation Inductor

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10068704B2 (en) 2016-06-23 2018-09-04 Qualcomm Incorporated Shielded antenna to reduce electromagnetic interference (EMI) and radio frequency (RF) interference in a wireless power transfer system
JP7450607B2 (en) * 2018-08-31 2024-03-15 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Coil and its manufacturing method
EP3713045A1 (en) * 2019-03-19 2020-09-23 Koninklijke Philips N.V. Device and method for wireless power transfer and improved foreign object detecion

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006093416A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Shin Etsu Polymer Co Ltd Electromagnetic wave noise suppression sheet, and its manufacturing method and usage
JP2006126901A (en) * 2004-10-26 2006-05-18 Mitsubishi Materials Corp Tag and rfid system
JP2007116347A (en) * 2005-10-19 2007-05-10 Mitsubishi Materials Corp Tag antenna and mobile radio equipment
JP2008076325A (en) * 2006-09-25 2008-04-03 Citizen Holdings Co Ltd Radio-controlled timepiece
JP2010219652A (en) * 2009-03-13 2010-09-30 Nec Tokin Corp Antenna device
JP2011086846A (en) * 2009-10-19 2011-04-28 Mitsumi Electric Co Ltd Magnetic material for high frequency and high frequency device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5988146B2 (en) * 2011-11-15 2016-09-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Transmission coil and portable radio terminal

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006093416A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Shin Etsu Polymer Co Ltd Electromagnetic wave noise suppression sheet, and its manufacturing method and usage
JP2006126901A (en) * 2004-10-26 2006-05-18 Mitsubishi Materials Corp Tag and rfid system
JP2007116347A (en) * 2005-10-19 2007-05-10 Mitsubishi Materials Corp Tag antenna and mobile radio equipment
JP2008076325A (en) * 2006-09-25 2008-04-03 Citizen Holdings Co Ltd Radio-controlled timepiece
JP2010219652A (en) * 2009-03-13 2010-09-30 Nec Tokin Corp Antenna device
JP2011086846A (en) * 2009-10-19 2011-04-28 Mitsumi Electric Co Ltd Magnetic material for high frequency and high frequency device

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO338395B1 (en) * 2014-11-19 2016-08-15 Geir Olav Gyland Device and method for wireless transmission of power and communication
WO2016080841A1 (en) * 2014-11-19 2016-05-26 Geir Olav Gyland Device and method for wireless transmission of power and communication
US10275616B2 (en) 2015-01-28 2019-04-30 Smart Co., Ltd. Transmission/reception sensor system, multi-function card, and wearable device
US20180114629A1 (en) * 2015-04-08 2018-04-26 Nissan Motor Co., Ltd. Coil unit for contactless power transmission
US10950379B2 (en) 2017-03-30 2021-03-16 Panasonic Corporation Transmission coil and power transmission apparatus
WO2018180355A1 (en) * 2017-03-30 2018-10-04 パナソニック株式会社 Transmission coil and power transmission apparatus
JP7069912B2 (en) 2018-03-22 2022-05-18 Tdk株式会社 Coil unit, wireless power transmission device, wireless power receiving device, and wireless power transmission system
JP2019169531A (en) * 2018-03-22 2019-10-03 Tdk株式会社 Coil unit, wireless power transmission device, wireless power reception device, and wireless power transmission system
JP2020150063A (en) * 2019-03-12 2020-09-17 日東電工株式会社 Manufacturing method of inductor
WO2020183996A1 (en) * 2019-03-12 2020-09-17 日東電工株式会社 Method for manufacturing inductor
US20220165473A1 (en) * 2019-03-12 2022-05-26 Nitto Denko Corporation Inductor
US20220165482A1 (en) * 2019-03-12 2022-05-26 Nitto Denko Corporation Inductor
JP7398197B2 (en) 2019-03-12 2023-12-14 日東電工株式会社 Inductor manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
TW201445816A (en) 2014-12-01
WO2014148312A1 (en) 2014-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014148313A1 (en) Antenna apparatus and electronic device
WO2014148312A1 (en) Antenna apparatus and electronic device
WO2014148311A1 (en) Coil module, antenna device, and electronic device
JP5985366B2 (en) Composite coil module and electronic device
JP6034644B2 (en) Composite coil module and portable device
CN104823324B (en) Coil module
KR101890326B1 (en) Wireless power transfer module and portable auxiliary battery including the same
US9460847B2 (en) Soft magnetic layer, receiving antenna, and wireless power receiving apparatus comprising the same
WO2014017351A1 (en) Coil module and power receiver
US20190214180A1 (en) Magnetic sheet and wireless power receiving device comprising same
KR102348411B1 (en) Shielding unit for complex-antenna unit and complex-transmission module comprising the same
JP2014207366A (en) Manufacturing method of coil unit, coil unit and electronic apparatus
WO2014017352A1 (en) Antenna device and communication device
KR102348412B1 (en) Shielding unit for complex-antenna unit and complex-transmission module comprising the same
KR102348413B1 (en) Shielding unit for complex-antenna unit and complex-transmission module comprising the same
KR102323182B1 (en) Shielding unit for complex-antenna unit and complex-transmission module comprising the same
KR20210051335A (en) Wireless charging pad, wireless charging device, and electric vehicle comprising same
KR20210070759A (en) Magnetic pad, prepration method thereof, and wireless charging device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160307

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170207

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170801