JPWO2017094466A1 - ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE - Google Patents

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Abstract

アンテナ装置（１０）は、第１非接触伝送システムのコイルアンテナ（１１）および第２非接触伝送システムのコイルアンテナ（１２）を備える。コイルアンテナ（１１）はコイル（１３）を有する。コイルアンテナ（１２）は、コイル（１３）に結合するコイル（１４）と、コイル（１４）と互いのインダクタンスを高める方向に結合するコイル（１５）とを有する。コイル（１５）は、コイル（１３）とコイル（１４）との結合を正方向の結合と定義したときに、コイル（１３）と負方向に結合し、かつ、コイル（１４）と非対称な形状を有する。The antenna device (10) includes a coil antenna (11) of the first contactless transmission system and a coil antenna (12) of the second contactless transmission system. The coil antenna (11) has a coil (13). The coil antenna (12) includes a coil (14) coupled to the coil (13) and a coil (15) coupled to the coil (14) in a direction in which mutual inductance is increased. The coil (15) is coupled to the coil (13) in the negative direction when the coupling between the coil (13) and the coil (14) is defined as a positive coupling, and is asymmetric with the coil (14). Have

Description

本発明は、複数の非接触伝送システムに使用されるアンテナ装置およびそれを備えた電子機器に関するものである。   The present invention relates to an antenna device used in a plurality of non-contact transmission systems and an electronic apparatus including the antenna device.

従来のアンテナ装置として特許文献１に記載のものがある。このアンテナ装置は、近接通信用コイル、電力伝送用コイルおよび金属板を備える。金属板の主面を平面視して、金属板の長手方向の第１端に近接通信用コイルが配置され、金属板の長手方向の第２端に電力伝送用コイルが配置されている。近接通信用コイルおよび電力伝送用コイルは金属板に磁界結合している。金属板は、近接通信システムおよび電力伝送システムの放射素子として機能する。   There exists a thing of patent document 1 as a conventional antenna apparatus. The antenna device includes a proximity communication coil, a power transmission coil, and a metal plate. When the main surface of the metal plate is viewed in plan, the proximity communication coil is disposed at the first end in the longitudinal direction of the metal plate, and the power transmission coil is disposed at the second end in the longitudinal direction of the metal plate. The proximity communication coil and the power transmission coil are magnetically coupled to the metal plate. The metal plate functions as a radiating element for the proximity communication system and the power transmission system.

国際公開第２０１４／１６７８８１号International Publication No. 2014/167881

特許文献１に記載のアンテナ装置では、近接通信用コイルと電力伝送用コイルとの距離が離れている。このため、近接通信用コイルと電力伝送用コイルとが磁界結合しにくい一方、アンテナ装置のサイズが大きくなる。   In the antenna device described in Patent Literature 1, the distance between the proximity communication coil and the power transmission coil is large. For this reason, the proximity communication coil and the power transmission coil are hardly magnetically coupled, but the size of the antenna device is increased.

本発明の目的は、各非接触伝送に使用されるアンテナ間の相互作用が抑制された小型および薄型のアンテナ装置ならびにそれを備える電子機器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a small and thin antenna device in which an interaction between antennas used for each contactless transmission is suppressed, and an electronic apparatus including the same.

（１）本発明のアンテナ装置は、第１非接触伝送システムの第１アンテナおよび第２非接触伝送システムの第２アンテナを備える。第１アンテナは第１コイルを有する。第２アンテナは、第１コイルに結合する第２コイルと、第２コイルと互いのインダクタンスを高める方向に結合する第３コイルとを有する。第３コイルは、第１コイルと第２コイルとの結合を正方向の結合と定義したときに、第１コイルと負方向に結合し、かつ、第２コイルと非対称な形状を有する。 (1) An antenna device of the present invention includes a first antenna of a first contactless transmission system and a second antenna of a second contactless transmission system. The first antenna has a first coil. The second antenna includes a second coil coupled to the first coil, and a third coil coupled to the second coil in a direction of increasing mutual inductance. When the coupling between the first coil and the second coil is defined as the coupling in the positive direction, the third coil is coupled with the first coil in the negative direction and has an asymmetric shape with the second coil.

この構成では、第１コイルと第２コイルとの結合が第１コイルと第３コイルとの結合で打ち消されるので、第１アンテナと第２アンテナとが近接配置されても、第１アンテナのコイルと第２アンテナのコイルとの結合が抑制される。このため、第１アンテナと第２アンテナとの相互作用（干渉）を抑制しつつ、アンテナ装置を小型化および薄型化できる。また、第２コイルの形状と第３コイルの形状とを非対称にすることで、第２アンテナのコイルと相手側のコイルとの結合を調整できる。   In this configuration, since the coupling between the first coil and the second coil is canceled by the coupling between the first coil and the third coil, even if the first antenna and the second antenna are arranged close to each other, the coil of the first antenna And the coupling of the coil of the second antenna are suppressed. For this reason, the antenna device can be reduced in size and thickness while suppressing the interaction (interference) between the first antenna and the second antenna. Further, by making the shape of the second coil and the shape of the third coil asymmetric, the coupling between the coil of the second antenna and the coil on the other side can be adjusted.

（２）第１コイルは第１コイル開口を有し、第１コイル開口を平面視したとき、第２コイルは第１コイル開口と重なる第２コイル開口を有することが好ましい。この構成では、第１アンテナと第２アンテナとの相互作用を抑制しつつ、アンテナ装置を効果的に小型化できる。 (2) It is preferable that the first coil has a first coil opening, and the second coil has a second coil opening overlapping the first coil opening when the first coil opening is viewed in plan. With this configuration, the antenna device can be effectively downsized while suppressing the interaction between the first antenna and the second antenna.

（３）第１コイル開口を平面視したとき、第３コイルは第２コイル開口よりも面積が小さい第３コイル開口を有することが好ましい。この構成によれば、第３コイルは第２非接触伝送の相手側のコイルと結合しにくい。このため、第３コイルは第２アンテナのコイルと相手側のコイルとの結合を妨げないので、第２アンテナのコイルと相手側のコイルとを強く結合させることができる。 (3) When the first coil opening is viewed in plan, the third coil preferably has a third coil opening having a smaller area than the second coil opening. According to this configuration, the third coil is unlikely to be coupled to the counterpart coil for the second non-contact transmission. For this reason, since the third coil does not hinder the coupling between the coil of the second antenna and the coil on the other side, the coil of the second antenna and the coil on the other side can be strongly coupled.

（４）第２コイルと第３コイルとは直列接続されていることが好ましい。この構成では、電流の分散による第２非接触伝送の相手側との結合の変化を抑制できる。 (4) The second coil and the third coil are preferably connected in series. In this configuration, it is possible to suppress a change in coupling with the counterpart of the second contactless transmission due to current dispersion.

（５）第１コイル開口を平面視したとき、第２コイルの形成領域は第１コイルの形成領域の内側に位置してもよい。この構成では、アンテナ装置を効果的に小型化できる。 (5) When the first coil opening is viewed in plan, the formation region of the second coil may be located inside the formation region of the first coil. With this configuration, the antenna device can be effectively downsized.

（６）第１コイル開口を平面視したとき、第３コイルの形成領域は第１コイルの形成領域の内側に位置してもよい。この構成では、アンテナ装置を効果的に小型化できる。また、第１コイルの第１コイル開口を大きくすることで、第１非接触伝送において相手側との結合範囲や結合度を高めることができる。 (6) When the first coil opening is viewed in plan, the formation region of the third coil may be located inside the formation region of the first coil. With this configuration, the antenna device can be effectively downsized. Further, by increasing the first coil opening of the first coil, it is possible to increase the coupling range and coupling degree with the counterpart in the first non-contact transmission.

（７）第１コイル開口を平面視したとき、第３コイルの形成領域は第２コイルの形成領域の外側に位置し、第２コイルと第３コイルとは第２コイルと第３コイルとに流れる電流の周回方向が逆向きとなるように接続されてもよい。この構成では、アンテナ装置を効果的に小型化できる。また、第１コイル開口を平面視したとき、第１コイル、第２コイルおよび第３コイルの導体が互いに重ならないので、アンテナ装置を効果的に薄型化できる。 (7) When the first coil opening is viewed in plan, the formation region of the third coil is located outside the formation region of the second coil, and the second coil and the third coil are the second coil and the third coil. You may connect so that the circulation direction of the flowing electric current may become reverse direction. With this configuration, the antenna device can be effectively downsized. Further, when the first coil opening is viewed in plan, the conductors of the first coil, the second coil, and the third coil do not overlap with each other, so that the antenna device can be effectively thinned.

（８）第２コイル開口を平面視したとき、第１コイルの形成領域は第２コイルの形成領域の内側に位置してもよい。この構成では、アンテナ装置を効果的に小型化できる。 (8) When the second coil opening is viewed in plan, the formation region of the first coil may be located inside the formation region of the second coil. With this configuration, the antenna device can be effectively downsized.

（９）第２コイル開口を平面視したとき、第３コイルの形成領域は、第２コイルの形成領域の内側に位置してもよい。この構成では、アンテナ装置を効果的に小型化できる。また、第２コイルの第２コイル開口を大きくすることで、第２非接触伝送において相手側との結合範囲や結合度を高めることができる。 (9) When the second coil opening is viewed in plan, the formation region of the third coil may be located inside the formation region of the second coil. With this configuration, the antenna device can be effectively downsized. Further, by increasing the second coil opening of the second coil, the coupling range and coupling degree with the counterpart can be increased in the second non-contact transmission.

（１０）第２コイル開口を平面視したとき、第３コイルの形成領域は第１コイルの形成領域の外側に位置し、第２コイルと第３コイルとは第２コイルと第３コイルとに流れる電流の周回方向が同じ向きとなるように接続されてもよい。この構成では、アンテナ装置を効果的に小型化できる。また、第１コイル、第２コイルおよび第３コイルの導体が互いに重ならないので、アンテナ装置を効果的に薄型化できる。 (10) When the second coil opening is viewed in plan, the formation area of the third coil is located outside the formation area of the first coil, and the second coil and the third coil are the second coil and the third coil. It may be connected so that the circulation direction of the flowing current is the same. With this configuration, the antenna device can be effectively downsized. Moreover, since the conductors of the first coil, the second coil, and the third coil do not overlap each other, the antenna device can be effectively thinned.

（１１）本発明のアンテナ装置は、第１コイル開口を平面視したとき、第３コイルと重なる磁性体を備えてもよい。この構成では、第２アンテナのインダクタンスを調整できる。また、第１コイルと第３コイルとの結合を高めることで、第１アンテナと第２アンテナとの相互作用を調整できる。 (11) The antenna device of the present invention may include a magnetic body that overlaps the third coil when the first coil opening is viewed in plan. In this configuration, the inductance of the second antenna can be adjusted. Moreover, the interaction between the first antenna and the second antenna can be adjusted by increasing the coupling between the first coil and the third coil.

（１２）第１コイル開口を平面視したとき、磁性体は第１コイルと重なってもよい。この構成では、第２アンテナのインダクタンスを調整できる。また、第１コイルと第３コイルとの結合をさらに高めることで、第１アンテナと第２アンテナとの相互作用を調整できる。 (12) When the first coil opening is viewed in plan, the magnetic body may overlap the first coil. In this configuration, the inductance of the second antenna can be adjusted. Further, the interaction between the first antenna and the second antenna can be adjusted by further increasing the coupling between the first coil and the third coil.

（１３）本発明のアンテナ装置は、巻回軸が互いに異なる第３コイルを複数備えてもよい。この構成では、第２アンテナのインダクタンスを調整できる。また、第１コイルと第３コイルとの結合を高めることで、第１アンテナと第２アンテナとの相互作用を調整できる。 (13) The antenna device of the present invention may include a plurality of third coils having different winding axes. In this configuration, the inductance of the second antenna can be adjusted. Moreover, the interaction between the first antenna and the second antenna can be adjusted by increasing the coupling between the first coil and the third coil.

（１４）例えば、第１非接触伝送システムは電力伝送システムであり、第２非接触伝送システムは通信システムである。この構成では、例えば、非接触充電およびＮＦＣ（Near field Communication、近傍界通信）を行うことができる。 (14) For example, the first contactless transmission system is a power transmission system, and the second contactless transmission system is a communication system. In this configuration, for example, contactless charging and NFC (Near field Communication) can be performed.

（１５）例えば、第１非接触伝送システムは通信システムであり、第２非接触伝送システムは電力伝送システムである。 (15) For example, the first contactless transmission system is a communication system, and the second contactless transmission system is a power transmission system.

（１６）電力伝送システムは、例えば、磁界共鳴電力伝送システムである。 (16) The power transmission system is, for example, a magnetic field resonance power transmission system.

（１７）通信システムは、例えば、近距離無線通信システムである。 (17) The communication system is, for example, a short-range wireless communication system.

（１８）本発明の電子機器はアンテナ装置を備える。アンテナ装置は、第１非接触伝送システムの第１アンテナおよび第２非接触伝送システムの第２アンテナを備える。第１アンテナは第１コイルを有する。第２アンテナは、第１コイルに結合する第２コイルと、第２コイルと互いのインダクタンスを高める方向に結合する第３コイルとを有する。第３コイルは、第１コイルと第２コイルとの結合を正方向の結合と定義したときに、第１コイルと負方向に結合し、かつ、第２コイルと非対称な形状を有する。この構成により、上述と同様の効果を有する電子機器を実現できる。 (18) The electronic device of the present invention includes an antenna device. The antenna device includes a first antenna of the first contactless transmission system and a second antenna of the second contactless transmission system. The first antenna has a first coil. The second antenna includes a second coil coupled to the first coil, and a third coil coupled to the second coil in a direction of increasing mutual inductance. When the coupling between the first coil and the second coil is defined as the coupling in the positive direction, the third coil is coupled with the first coil in the negative direction and has an asymmetric shape with the second coil. With this configuration, an electronic device having the same effects as described above can be realized.

本発明によれば、各非接触伝送に使用されるアンテナ間の相互作用を抑制しつつ、アンテナ装置を小型化および薄型化できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, an antenna apparatus can be reduced in size and thickness, suppressing the interaction between the antennas used for each non-contact transmission.

第１の実施形態に係るアンテナ装置の模式的平面図である。1 is a schematic plan view of an antenna device according to a first embodiment. コイルアンテナ１１とコイルアンテナ１２との磁界結合を説明する模式的平面図である。3 is a schematic plan view for explaining magnetic field coupling between a coil antenna 11 and a coil antenna 12. FIG. 第２の実施形態に係るアンテナ装置の模式的平面図である。It is a typical top view of the antenna device concerning a 2nd embodiment. 第３の実施形態に係るアンテナ装置の模式的平面図である。It is a typical top view of the antenna device concerning a 3rd embodiment. 第４の実施形態に係るアンテナ装置の模式的平面図である。It is a typical top view of the antenna device concerning a 4th embodiment. コイルアンテナ４１とコイルアンテナ４２との磁界結合を説明する模式的平面図である。4 is a schematic plan view for explaining magnetic field coupling between a coil antenna 41 and a coil antenna 42. FIG. 第５の実施形態に係る電子機器のブロック図である。It is a block diagram of the electronic device which concerns on 5th Embodiment.

以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。   Hereinafter, several specific examples will be given with reference to the drawings to show a plurality of modes for carrying out the present invention. In each figure, the same reference numerals are assigned to the same portions. In consideration of ease of explanation or understanding of the main points, the embodiments are shown separately for convenience, but the components shown in different embodiments can be partially replaced or combined. In the second and subsequent embodiments, description of matters common to the first embodiment is omitted, and only different points will be described. In particular, the same operation effect by the same configuration will not be sequentially described for each embodiment.

《第１の実施形態》
図１は、第１の実施形態に係るアンテナ装置１０の模式的平面図である。アンテナ装置１０はスマートフォン等の電子機器に実装される。アンテナ装置１０はコイルアンテナ１１，１２を備える。コイルアンテナ１１は、受電アンテナであり、電磁誘導電力伝送システムや磁界共鳴電力伝送システム等の磁界型非接触電力伝送システムに使用される。例えば、磁界共鳴電力伝送システムは、ＨＦ帯、特に６．７８ＭＨｚ付近の周波数で用いられる。また、磁界型非接触電力伝送システムは磁界結合により電力伝送相手と電力伝送を行う。電力伝送システムは、例えば、スマートフォン等の電子機器を充電するために使用される。コイルアンテナ１２は近距離無線通信システム等の通信システムに使用される。近距離無線通信システムは、例えば、ＮＦＣ（Near field Communication、近傍界通信）を用いたシステム等である。例えば、近距離無線通信システムは、ＨＦ帯、特に１３．５６ＭＨｚ付近の周波数で用いられる。また、近距離無線通信システムは磁界結合により通信相手と通信を行う。コイルアンテナ１１は本発明の「第１アンテナ」の一例である。コイルアンテナ１２は本発明の「第２アンテナ」の一例である。ＮＦＣを用いたシステムは本発明の「第１非接触伝送システム」の一例である。電力伝送システムは本発明の「第２非接触伝送システム」の一例である。<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a schematic plan view of an antenna device 10 according to the first embodiment. The antenna device 10 is mounted on an electronic device such as a smartphone. The antenna device 10 includes coil antennas 11 and 12. The coil antenna 11 is a power receiving antenna and is used in a magnetic field type non-contact power transmission system such as an electromagnetic induction power transmission system or a magnetic resonance power transmission system. For example, the magnetic field resonance power transmission system is used in the HF band, particularly in the vicinity of 6.78 MHz. In addition, the magnetic field type non-contact power transmission system performs power transmission with a power transmission partner by magnetic field coupling. An electric power transmission system is used in order to charge electronic devices, such as a smart phone, for example. The coil antenna 12 is used in a communication system such as a short-range wireless communication system. The short-range wireless communication system is, for example, a system using NFC (Near field Communication). For example, short-range wireless communication systems are used in the HF band, particularly in the vicinity of 13.56 MHz. The short-range wireless communication system communicates with a communication partner by magnetic field coupling. The coil antenna 11 is an example of the “first antenna” in the present invention. The coil antenna 12 is an example of the “second antenna” in the present invention. A system using NFC is an example of the “first contactless transmission system” of the present invention. The power transmission system is an example of the “second contactless transmission system” in the present invention.

なお、アンテナ装置１０が実装される電子機器は、例えば、フィーチャーフォン等の携帯電話やPDA、スマートグラスやスマートウォッチ等のウェアラブル端末、ノートPC、タブレット端末、カメラ、ゲーム機、玩具等でもよい。また、コイルアンテナ１１は送電アンテナでもよい。コイルアンテナ１１は通信システムに使用され、コイルアンテナ１２は電力伝送システムに使用されてもよい。コイルアンテナ１１とコイルアンテナ１２がともに互いに異なる通信システムに使用されてもよいし、ともに互いに異なる電力伝送システムに使用されてもよい。また、コイルアンテナ１１，１２は通信システムおよび電力伝送システム以外のシステムに使用されてもよい。   The electronic device on which the antenna device 10 is mounted may be, for example, a mobile phone such as a feature phone or a PDA, a wearable terminal such as a smart glass or a smart watch, a notebook PC, a tablet terminal, a camera, a game machine, or a toy. The coil antenna 11 may be a power transmission antenna. The coil antenna 11 may be used in a communication system, and the coil antenna 12 may be used in a power transmission system. The coil antenna 11 and the coil antenna 12 may both be used in different communication systems, or may be used in different power transmission systems. Moreover, the coil antennas 11 and 12 may be used for systems other than the communication system and the power transmission system.

コイルアンテナ１１はコイル１３を有する。コイルアンテナ１２はコイル１４，１５を有する。コイル１３は本発明の「第１コイル」の一例である。コイル１４は本発明の「第２コイル」の一例である。コイル１５は本発明の「第３コイル」の一例である。コイル１５はコイル１４と非対称な形状を有する。コイル１４はコイル１３に磁界結合する。コイル１５はコイル１３およびコイル１４に磁界結合する。コイル１５は、後述するように、コイル１３とコイル１４との結合を正方向の結合と定義したときに、コイル１３と負方向に結合し、かつ、コイル１４と互いのインダクタンスを高める方向に結合する。   The coil antenna 11 has a coil 13. The coil antenna 12 has coils 14 and 15. The coil 13 is an example of the “first coil” in the present invention. The coil 14 is an example of the “second coil” in the present invention. The coil 15 is an example of the “third coil” in the present invention. The coil 15 has an asymmetric shape with the coil 14. Coil 14 is magnetically coupled to coil 13. Coil 15 is magnetically coupled to coils 13 and 14. As will be described later, when the coupling between the coil 13 and the coil 14 is defined as a positive coupling, the coil 15 is coupled with the coil 13 in the negative direction and coupled with the coil 14 in a direction that increases the mutual inductance. To do.

コイルアンテナ１１，１２は、コイル基板に形成された導体パターンおよび層間接続導体で構成される。コイル基板は面状のフレキシブル基板である。コイル１３〜１５はコイル基板の同じ主面上に形成される。コイル１３〜１５の巻回軸は互いに平行である。コイルアンテナ１１，１２は、コイルアンテナ１１，１２を収納する電子機器の筐体と、電子機器の制御回路部品等が実装された回路基板やバッテリーパック等との間に配置される。電力伝送時または通信時において、相手側のアンテナ装置は、筐体に対してコイルアンテナ１１，１２側とは反対側に配置される。なお、コイルアンテナ１１，１２と回路基板やバッテリーパック等との間に磁性体シートが配置されてもよい。これにより、コイルアンテナ１１，１２と回路基板やバッテリーパック等の近接によるコイルアンテナ１１，１２のインダクタンス低下、及び回路基板が有する導体での不要損失を低減することができる。また、回路基板から放射される不要電磁界による電力伝送または通信への影響を抑制できる。   The coil antennas 11 and 12 are composed of a conductor pattern and an interlayer connection conductor formed on a coil substrate. The coil substrate is a planar flexible substrate. The coils 13 to 15 are formed on the same main surface of the coil substrate. The winding axes of the coils 13 to 15 are parallel to each other. The coil antennas 11 and 12 are arranged between a casing of an electronic device that houses the coil antennas 11 and 12 and a circuit board or a battery pack on which a control circuit component of the electronic device is mounted. At the time of power transmission or communication, the counterpart antenna device is disposed on the opposite side of the casing from the coil antennas 11 and 12 side. A magnetic sheet may be disposed between the coil antennas 11 and 12 and the circuit board, battery pack, or the like. Thereby, it is possible to reduce the inductance reduction of the coil antennas 11 and 12 due to the proximity of the coil antennas 11 and 12 to the circuit board, the battery pack, and the like, and unnecessary loss in the conductors of the circuit board. Moreover, the influence on the power transmission or communication by the unnecessary electromagnetic field radiated | emitted from a circuit board can be suppressed.

コイル１３〜１５のコイル開口はそれぞれ矩形状である。コイル１３のコイル開口は本発明の「第１コイル開口」の一例である。コイル１４のコイル開口は本発明の「第２コイル開口」の一例である。コイル１５のコイル開口は本発明の「第３コイル開口」の一例である。コイル１４のコイル開口面の面積はコイル１５のコイル開口面の面積より大きい。コイル１５のコイル開口の形状または大きさはコイル１４のものと異なる。コイル１３のコイル開口面の面積は、送電側のコイルアンテナのコイル開口面の面積とほぼ同じ大きさである。コイル１４のコイル開口面の面積は、通信相手側のコイルアンテナのコイル開口面の面積とほぼ同じ大きさである。コイル１５のコイル開口面の面積は、通信相手側のコイルアンテナのコイル開口面の面積より十分小さい。   The coil openings of the coils 13 to 15 are each rectangular. The coil opening of the coil 13 is an example of the “first coil opening” in the present invention. The coil opening of the coil 14 is an example of the “second coil opening” in the present invention. The coil opening of the coil 15 is an example of the “third coil opening” in the present invention. The area of the coil opening surface of the coil 14 is larger than the area of the coil opening surface of the coil 15. The shape or size of the coil opening of the coil 15 is different from that of the coil 14. The area of the coil opening surface of the coil 13 is substantially the same as the area of the coil opening surface of the coil antenna on the power transmission side. The area of the coil opening surface of the coil 14 is approximately the same as the area of the coil opening surface of the coil antenna on the communication partner side. The area of the coil opening surface of the coil 15 is sufficiently smaller than the area of the coil opening surface of the coil antenna on the communication partner side.

コイル１４とコイル１５とは直列接続されている。コイル１４とコイル１５とは平面視で（コイルのコイル開口を平面視して）８の字型に接続されている。コイル１４とコイル１５に流れる電流の周回方向は逆向きである。平面視で配線が互いに交差する個所では、コイル基板の主面の法線方向に一方の配線が他方の配線を迂回するように、層間接続導体を用いて配線が形成される。コイル１５のターン数はコイル１４のターン数より多い。なお、図１では、コイル１３〜１５の巻回構造を省略して図示している。コイル１３の端部は整合回路を介して受電回路に接続される。コイル１４およびコイル１５から構成される８の字型コイルの端部は整合回路を介して送受信回路に接続される。   The coil 14 and the coil 15 are connected in series. The coil 14 and the coil 15 are connected in a figure 8 shape in plan view (when the coil opening of the coil is seen in plan view). The circulation direction of the current flowing through the coil 14 and the coil 15 is opposite. In places where the wirings intersect with each other in plan view, the wiring is formed using the interlayer connection conductor so that one wiring bypasses the other wiring in the normal direction of the main surface of the coil substrate. The number of turns of the coil 15 is greater than the number of turns of the coil 14. In FIG. 1, the winding structure of the coils 13 to 15 is omitted. The end of the coil 13 is connected to the power receiving circuit via a matching circuit. An end portion of the 8-shaped coil composed of the coil 14 and the coil 15 is connected to a transmission / reception circuit through a matching circuit.

コイル１４，１５の形成領域は平面視でコイル１３の形成領域の内側に位置する。コイル１４，１５のコイル開口は平面視でコイル１３のコイル開口に重なる。コイル１４，１５は平面視でコイル１３のコイル開口内に形成されている。コイル１３の導体とコイル１４，１５の導体とは平面視で重ならない。コイル１５はコイル１３の導体の一部に近接して配置される。コイル１５はコイル１３のコイル開口の縁に配置される。コイル１３とコイル１５とが最も近接する個所の距離は、コイル１３とコイル１４とが最も近接する個所の距離より短い。コイル１５の形成領域は平面視でコイル１４の形成領域の外側に位置する。コイル１５のコイル開口は平面視でコイル１４のコイル開口に重ならない。   The formation region of the coils 14 and 15 is located inside the formation region of the coil 13 in plan view. The coil openings of the coils 14 and 15 overlap the coil opening of the coil 13 in plan view. The coils 14 and 15 are formed in the coil opening of the coil 13 in plan view. The conductor of the coil 13 and the conductors of the coils 14 and 15 do not overlap in plan view. The coil 15 is disposed close to a part of the conductor of the coil 13. The coil 15 is disposed at the edge of the coil opening of the coil 13. The distance between the coil 13 and the coil 15 closest to each other is shorter than the distance between the coil 13 and the coil 14 closest to each other. The formation region of the coil 15 is located outside the formation region of the coil 14 in plan view. The coil opening of the coil 15 does not overlap the coil opening of the coil 14 in plan view.

図２は、コイルアンテナ１１とコイルアンテナ１２との磁界結合を説明する模式的平面図である。コイル１３を第１周回方向に流れる電流をｉ1とし、コイル１４を第１周回方向に流れる電流をｉ2とし、コイル１５を第２周回方向（第１周回方向とは逆方向）に流れる電流をｉ3とする。また、図６には、電流ｉ2により生成される磁界が図示されている。FIG. 2 is a schematic plan view for explaining magnetic field coupling between the coil antenna 11 and the coil antenna 12. The current flowing through the coil 13 in the first circulation direction is i 1 , the current flowing through the coil 14 in the first circulation direction is i 2, and the current flowing through the coil 15 in the second circulation direction (the direction opposite to the first circulation direction). Is i 3 . FIG. 6 shows a magnetic field generated by the current i 2 .

電流ｉ2が流れると、電流ｉ2と同じ大きさの電流ｉ3が流れる。電流ｉ1および電流ｉ2による磁束が互いに加わり合うようにコイル１３とコイル１４が結合している場合には、電流ｉ1および電流ｉ3による磁束は互いに打ち消し合う。このため、コイル１３とコイル１４との間の相互インダクタンスＭ12と、コイル１３とコイル１５との間の相互インダクタンスＭ13とは、互いに逆の符号を有する。また、電流ｉ2および電流ｉ3による磁束は互いに加わり合う。このため、コイル１４とコイル１５との間の相互インダクタンスＭ23が正であるとし、コイル１４の自己インダクタンスをＬ2、コイル１５の自己インダクタンスをＬ3とすると、コイル１４とコイル１５との合成インダクタンスはＬ2＋Ｌ3＋２Ｍ23となる。よって、コイル１４とコイル１５とは、コイルアンテナ１２のインダクタンスを高めるように磁界結合する。When the current i 2 flows, a current i 3 having the same magnitude as the current i 2 flows. When the coil 13 and the coil 14 are coupled so that the magnetic fluxes due to the current i 1 and the current i 2 are added to each other, the magnetic fluxes due to the current i 1 and the current i 3 cancel each other. Therefore, a mutual inductance M 12 between the coil 13 and the coil 14, the mutual inductance M 13 is opposite to each other symbols between the coil 13 and the coil 15. Further, the magnetic flux due to the current i 2 and current i 3 is mutually joined to each other. Therefore, assuming that the mutual inductance M 23 between the coil 14 and the coil 15 is positive, the self-inductance of the coil 14 is L 2 , and the self-inductance of the coil 15 is L 3 , the synthesis of the coil 14 and the coil 15. The inductance is L 2 + L 3 + 2M 23 . Therefore, the coil 14 and the coil 15 are magnetically coupled so as to increase the inductance of the coil antenna 12.

コイルアンテナ１１とコイルアンテナ１２との間の相互インダクタンスＭは、相互インダクタンスＭ12と相互インダクタンスＭ13との和である。相互インダクタンスＭ12と相互インダクタンスＭ13とは、上述のように、互いに逆の符号を有する。このため、相互インダクタンスＭの大きさは、相互インダクタンスＭ12が相互インダクタンスＭ13で打ち消されることで小さくなる。従って、コイルアンテナ１１とコイルアンテナ１２との間の磁界結合度が低くなる。Mutual inductance M between the coil antenna 11 and the coil antenna 12 is the sum of the mutual inductance M 12 and mutual inductance M 13. The mutual inductance M 12 and the mutual inductance M 13 have opposite signs as described above. Therefore, the magnitude of the mutual inductance M becomes smaller by mutual inductance M 12 is canceled by the mutual inductance M 13. Accordingly, the magnetic field coupling between the coil antenna 11 and the coil antenna 12 is lowered.

この結果は、コイルアンテナ１２によりコイル１３〜１５に生成される磁界を考えても説明できる。即ち、コイルアンテナ１２により生成される磁界に関して、コイル１４のコイル開口に生成されるＺ軸方向（コイルのコイル開口面の法線方向）の磁界と、コイル１５のコイル開口に生成されるＺ軸方向の磁界とは逆向きになる。このため、コイル１４のコイル開口に生成される磁界のＺ軸成分とコイル１５のコイル開口に生成される磁界のＺ軸成分とが打ち消し合うので、コイル１３のコイル開口面を通る磁束の大きさは小さくなる。この結果、コイルアンテナ１１とコイルアンテナ１２との間の磁界結合度が低くなる。   This result can be explained by considering the magnetic field generated in the coils 13 to 15 by the coil antenna 12. That is, regarding the magnetic field generated by the coil antenna 12, the magnetic field in the Z-axis direction (normal direction of the coil opening surface of the coil) generated in the coil opening of the coil 14 and the Z-axis generated in the coil opening of the coil 15. The direction is opposite to the direction of the magnetic field. For this reason, since the Z-axis component of the magnetic field generated at the coil opening of the coil 14 and the Z-axis component of the magnetic field generated at the coil opening of the coil 15 cancel each other, the magnitude of the magnetic flux passing through the coil opening surface of the coil 13. Becomes smaller. As a result, the magnetic field coupling degree between the coil antenna 11 and the coil antenna 12 is lowered.

第１の実施形態では、平面視でコイルアンテナ１２がコイルアンテナ１１の内側に配置されるので、アンテナ装置を小型化できる。また、コイル１３の導体とコイル１４，１５の導体とは平面視で重ならない。このため、コイルアンテナ１１とコイルアンテナ１２とを互いに別の層に配置する必要がないので、アンテナ装置を薄型化できる。また、上述のように、コイルアンテナ１１とコイルアンテナ１２との間の磁界結合度が低くなるので、電力伝送システムと通信システムとの間の相互作用を抑制できる。   In the first embodiment, since the coil antenna 12 is disposed inside the coil antenna 11 in a plan view, the antenna device can be downsized. Further, the conductor of the coil 13 and the conductors of the coils 14 and 15 do not overlap in plan view. For this reason, since it is not necessary to arrange | position the coil antenna 11 and the coil antenna 12 in a mutually different layer, an antenna apparatus can be reduced in thickness. Moreover, since the magnetic coupling degree between the coil antenna 11 and the coil antenna 12 becomes low as described above, the interaction between the power transmission system and the communication system can be suppressed.

また、一般的に、互いに磁界結合する各コイルのコイル開口面の面積が大きいほど、相互インダクタンスは大きくなる。互いに磁界結合する各コイルのターン数が多いほど、相互インダクタンスは大きくなる。互いに磁界結合するコイル間の距離が短いほど、相互インダクタンスは大きくなる。第１の実施形態では、上述のように、コイル１４のコイル開口面の面積はコイル１５のコイル開口面の面積より大きい。一方、コイル１５のターン数はコイル１４のターン数より多い。コイル１３とコイル１５とが最も近接する個所の距離は、コイル１３とコイル１４とが最も近接する個所の距離より短い。これにより、相互インダクタンスＭ12と相互インダクタンスＭ13とは、互いの大きさが略等しくなるように定められる。このため、コイルアンテナ１１とコイルアンテナ１２との間の相互インダクタンスの大きさを効果的に小さくできる。なお、各コイルのターン数や配置は、上記に限定されず、相互インダクタンスＭ12，Ｍ13の大きさが互いに釣り合うように適宜定められる。In general, the larger the area of the coil opening surface of the coils that are magnetically coupled to each other, the greater the mutual inductance. The greater the number of turns of the coils that are magnetically coupled to each other, the greater the mutual inductance. The shorter the distance between the coils that are magnetically coupled to each other, the greater the mutual inductance. In the first embodiment, as described above, the area of the coil opening surface of the coil 14 is larger than the area of the coil opening surface of the coil 15. On the other hand, the number of turns of the coil 15 is larger than the number of turns of the coil 14. The distance between the coil 13 and the coil 15 closest to each other is shorter than the distance between the coil 13 and the coil 14 closest to each other. As a result, the mutual inductance M 12 and the mutual inductance M 13 are determined so that their sizes are substantially equal to each other. For this reason, the magnitude | size of the mutual inductance between the coil antenna 11 and the coil antenna 12 can be made small effectively. Note that the number of turns and the arrangement of the coils are not limited to the above, and are appropriately determined so that the mutual inductances M 12 and M 13 are balanced with each other.

また、コイル１４のコイル開口面の面積は、上述のように、通信相手側のコイルアンテナのコイル開口面の面積とほぼ同じ大きさである。このため、通信時において、コイル１４のコイル開口と通信相手側のコイルアンテナのコイル開口との対向面積が大きくなるので、コイル１４と通信相手側のコイルアンテナとは強く磁界結合する。一方、コイル１５のコイル開口面の面積は、上述のように、相手側のコイルアンテナのコイル開口面の面積より十分小さい。このため、通信時において、コイル１５のコイル開口と通信相手側のコイルアンテナのコイル開口との対向面積が小さいので、コイル１５と通信相手側のコイルアンテナとは殆ど磁界結合しない。この結果、第３コイルはコイルアンテナ１２と通信相手側のコイルアンテナとの磁界結合を殆ど妨げない。従って、アンテナ装置の受信範囲が低下することを抑制できる。   Further, as described above, the area of the coil opening surface of the coil 14 is substantially the same as the area of the coil opening surface of the coil antenna on the communication partner side. For this reason, at the time of communication, since the opposing area of the coil opening of the coil 14 and the coil opening of the coil antenna on the communication counterpart side becomes large, the coil 14 and the coil antenna on the communication counterpart side are strongly magnetically coupled. On the other hand, the area of the coil opening surface of the coil 15 is sufficiently smaller than the area of the coil opening surface of the counterpart coil antenna as described above. For this reason, at the time of communication, since the opposing area of the coil opening of the coil 15 and the coil opening of the coil antenna on the communication partner side is small, the coil 15 and the coil antenna on the communication partner side are hardly magnetically coupled. As a result, the third coil hardly interferes with magnetic field coupling between the coil antenna 12 and the coil antenna on the communication counterpart side. Therefore, it can suppress that the receiving range of an antenna apparatus falls.

《第２の実施形態》
第２の実施形態では、平面視で第１コイルおよび第３コイルに重なるように磁性体シートが設けられる。図３は、第２の実施形態に係るアンテナ装置の模式的平面図である。磁性体シート２６は、平面視で、コイル１５のコイル開口と、コイル１５に近接するコイル１３の導体とを覆うように配置される。磁性体シート２６は、平面視で、コイル１５とコイル１３の導体とが近接する領域を覆うように配置される。磁性体シート２６は平面視でコイル１４のコイル開口に重ならない。磁性体シート２６は、通信時にコイルアンテナ１１，１２と通信相手側のコイルアンテナとの間に位置するように配置される。コイルアンテナ１１，１２は、コイルアンテナ１１，１２を収納する電子機器の筐体と、電子機器の制御回路部品等が実装された回路基板やバッテリーパック等との間に配置される。なお、磁性体シートを配置する代わりに、導体シート等のコイル１３とコイル１５との磁界結合を制御できる別の部材（磁性部材、導電性部材）を用いてもよい。筐体とコイル１５との間に導体シートが配置されることで、コイル１５が相手側のアンテナ装置と直接結合することを抑制する。<< Second Embodiment >>
In the second embodiment, the magnetic material sheet is provided so as to overlap the first coil and the third coil in plan view. FIG. 3 is a schematic plan view of the antenna device according to the second embodiment. The magnetic material sheet 26 is disposed so as to cover the coil opening of the coil 15 and the conductor of the coil 13 adjacent to the coil 15 in plan view. The magnetic sheet 26 is disposed so as to cover a region where the coil 15 and the conductor of the coil 13 are close to each other in plan view. The magnetic sheet 26 does not overlap the coil opening of the coil 14 in plan view. The magnetic sheet 26 is disposed so as to be positioned between the coil antennas 11 and 12 and the coil antenna on the communication partner side during communication. The coil antennas 11 and 12 are arranged between a casing of an electronic device that houses the coil antennas 11 and 12 and a circuit board or a battery pack on which a control circuit component of the electronic device is mounted. Instead of arranging the magnetic sheet, another member (magnetic member, conductive member) that can control the magnetic field coupling between the coil 13 and the coil 15 such as a conductor sheet may be used. By arranging the conductor sheet between the casing and the coil 15, the coil 15 is prevented from being directly coupled to the counterpart antenna device.

第２の実施形態において、磁性体シート２６は、コイル１５により生成される磁界をコイル１５の周辺領域に閉じ込める。このため、コイル１３とコイル１５との磁界結合度が強まる。このことを利用して、コイルアンテナ１１とコイルアンテナ１２との磁界結合度を調整できる。   In the second embodiment, the magnetic sheet 26 confines the magnetic field generated by the coil 15 in the peripheral region of the coil 15. For this reason, the magnetic field coupling degree between the coil 13 and the coil 15 is increased. By utilizing this fact, the magnetic field coupling degree between the coil antenna 11 and the coil antenna 12 can be adjusted.

また、磁性体シート２６は、通信時に通信相手側のコイルアンテナが配置される方向に、コイル１５により生成される磁界が広がることを抑制する。このため、コイル１５と通信相手側のコイルアンテナとの磁界結合度が低くなるので、通信に対するコイル１５の影響を低減できる。   Moreover, the magnetic material sheet 26 suppresses that the magnetic field produced | generated by the coil 15 spreads in the direction where the coil antenna of the communicating party side is arrange | positioned at the time of communication. For this reason, since the magnetic field coupling degree between the coil 15 and the coil antenna on the communication partner side is lowered, the influence of the coil 15 on communication can be reduced.

また、磁性体シート２６を配置することで、コイル１３とコイル１５との磁界結合度を維持しつつ、コイル１５の形状を小さくできる。このことを利用して、コイル１５と通信相手側のコイルアンテナとの磁界結合度をさらに低くできる。また、同一の領域内で、コイル１５の形状を小さくできる分、コイル１４の形状を大きくすることができ、コイル１４と通信相手側のコイルアンテナとの磁界結合度をさらに高くできる。これにより、コイルアンテナ１２と通信相手側のコイルアンテナとの磁界結合度をさらに高くすることができる。   In addition, by arranging the magnetic material sheet 26, the shape of the coil 15 can be reduced while maintaining the degree of magnetic field coupling between the coil 13 and the coil 15. By utilizing this fact, the magnetic field coupling degree between the coil 15 and the coil antenna on the communication partner side can be further reduced. In addition, within the same region, the shape of the coil 15 can be reduced, so that the shape of the coil 14 can be increased, and the degree of magnetic field coupling between the coil 14 and the coil antenna on the communication partner side can be further increased. Thereby, the magnetic field coupling degree between the coil antenna 12 and the coil antenna on the communication partner side can be further increased.

《第３の実施形態》
第３の実施形態では、巻回軸が互いに異なる第３コイルが複数設けられる。図４は、第３の実施形態に係るアンテナ装置の模式的平面図である。コイルアンテナ３２はコイル１５，３５（第３コイル）および磁性体シート２６，３６を有する。コイル３５はコイル１５と同様に構成される。磁性体シート３６は磁性体シート２６と同様に構成される。コイル３５は、コイル１５と同様に、コイル１４に直列接続される。コイル３５の巻回軸はコイル１５の巻回軸と異なる。コイル３５および磁性体シート３６は、平面視で、コイル１４の重心の周りにコイル１５および磁性体シート２６を１８０°回転させたものに一致するように配置されている。コイルアンテナ３２のコイル開口は、平面視で、その重心の周りの回転に対して２回対称である。また、平面視で、コイル１４の重心を通る軸に関して線対称となるように配置されている。コイルアンテナ３２のコイル開口は、平面視で線対称である。なお、ここでいう重心とは、幾何学における重心である。<< Third Embodiment >>
In the third embodiment, a plurality of third coils having different winding axes are provided. FIG. 4 is a schematic plan view of the antenna device according to the third embodiment. The coil antenna 32 includes coils 15 and 35 (third coil) and magnetic sheets 26 and 36. The coil 35 is configured similarly to the coil 15. The magnetic sheet 36 is configured in the same manner as the magnetic sheet 26. Similarly to the coil 15, the coil 35 is connected in series to the coil 14. The winding axis of the coil 35 is different from the winding axis of the coil 15. The coil 35 and the magnetic sheet 36 are arranged so as to coincide with the coil 15 and the magnetic sheet 26 rotated by 180 ° around the center of gravity of the coil 14 in plan view. The coil opening of the coil antenna 32 is two-fold symmetric with respect to rotation about its center of gravity in plan view. Moreover, it arrange | positions so that it may become line symmetrical about the axis | shaft which passes along the gravity center of the coil 14 by planar view. The coil opening of the coil antenna 32 is line symmetric in plan view. The center of gravity referred to here is the center of gravity in geometry.

第３の実施形態では、コイル３５を設けることにより、相互インダクタンスＭ13（図２参照）の大きさを等価的に大きくすることができる。これを利用して、コイルアンテナ１１とコイルアンテナ１２との磁界結合度を調整できる。また、コイルアンテナ３２のコイル開口は平面視で対称性良く設けられている。このため、コイルアンテナ３２により生成される磁界は対称性良く広がる。In the third embodiment, by providing the coil 35, the size of the mutual inductance M 13 (see FIG. 2) can be increased equivalently. By utilizing this, the magnetic field coupling degree between the coil antenna 11 and the coil antenna 12 can be adjusted. The coil opening of the coil antenna 32 is provided with good symmetry in plan view. For this reason, the magnetic field generated by the coil antenna 32 spreads with good symmetry.

《第４の実施形態》
第４の実施形態では、平面視で、第１コイルおよび第３コイルの形成領域が第２コイルの形成領域の内側に位置する。また、第３コイルの形成領域は第１コイルの形成領域の外側に位置し、第２コイルと第３コイルに流れる電流の周回方向は同じ向きである。図５は、第４の実施形態に係るアンテナ装置の模式的平面図である。コイルアンテナ４１はコイル４３（第１コイル）を有する。コイルアンテナ４２はコイル４４（第２コイル）およびコイル４５（第３コイル）を有する。コイル４３，４５の形成領域は平面視でコイル４４の形成領域の内側に位置する。コイル４５の形成領域はコイル４３の形成領域の外側に位置する。コイル４４とコイル４５とは直列接続されている。コイル４４とコイル４５とに流れる電流の周回方向は同じ向きである。なお、第４の実施形態でも、第２の実施形態と同様に、磁性体シートが設けられてもよい。<< Fourth Embodiment >>
In 4th Embodiment, the formation area of a 1st coil and a 3rd coil is located inside the formation area of a 2nd coil by planar view. The formation region of the third coil is located outside the formation region of the first coil, and the circulation directions of the currents flowing through the second coil and the third coil are the same direction. FIG. 5 is a schematic plan view of the antenna device according to the fourth embodiment. The coil antenna 41 has a coil 43 (first coil). The coil antenna 42 includes a coil 44 (second coil) and a coil 45 (third coil). The formation region of the coils 43 and 45 is located inside the formation region of the coil 44 in plan view. The formation region of the coil 45 is located outside the formation region of the coil 43. The coil 44 and the coil 45 are connected in series. The circulation direction of the current flowing through the coil 44 and the coil 45 is the same direction. In the fourth embodiment, a magnetic sheet may be provided as in the second embodiment.

図６は、コイルアンテナ４１とコイルアンテナ４２との磁界結合を説明する模式的平面図である。コイル４３を第１周回方向に流れる電流をｉ1とし、コイル４４を第１周回方向に流れる電流をｉ2とし、コイル４５を第１周回方向に流れる電流をｉ3とする。また、図６には、電流ｉ1により生成される磁界が図示されている。FIG. 6 is a schematic plan view for explaining magnetic field coupling between the coil antenna 41 and the coil antenna 42. The current flowing through the coil 43 in the first circulation direction is i 1 , the current flowing through the coil 44 in the first circulation direction is i 2, and the current flowing through the coil 45 in the first circulation direction is i 3 . FIG. 6 shows a magnetic field generated by the current i 1 .

電流ｉ2が流れると、電流ｉ2と同じ大きさの電流ｉ3が流れる。電流ｉ1および電流ｉ2による磁束が互いに加わり合うようにコイル４３とコイル４４が結合している場合には、電流ｉ1および電流ｉ3による磁束は互いに打ち消し合う。このため、コイル４３とコイル４４との間の相互インダクタンスＭ12と、コイル４３とコイル４５との間の相互インダクタンスＭ13とは、互いに逆の符号を有する。また、電流ｉ2および電流ｉ3による磁束は互いに加わり合う。このため、コイル４４とコイル４５との間の相互インダクタンスＭ23が正であるとし、コイル４４の自己インダクタンスをＬ2、コイル４５の自己インダクタンスをＬ3とすると、コイル４４とコイル４５との合成インダクタンスはＬ2＋Ｌ3＋２Ｍ23となる。よって、コイル４４とコイル４５とは、コイルアンテナ４２のインダクタンスを高めるように磁界結合する。コイルアンテナ４１とコイルアンテナ４２との間の相互インダクタンスの大きさは、相互インダクタンスＭ12と相互インダクタンスＭ13とが互いに打ち消し合うことで小さくなる。この結果、コイルアンテナ４１とコイルアンテナ４２との間の磁界結合度が低くなる。When the current i 2 flows, a current i 3 having the same magnitude as the current i 2 flows. When the coil 43 and the coil 44 are coupled so that the magnetic fluxes due to the current i 1 and the current i 2 are added to each other, the magnetic fluxes due to the current i 1 and the current i 3 cancel each other. For this reason, the mutual inductance M 12 between the coil 43 and the coil 44 and the mutual inductance M 13 between the coil 43 and the coil 45 have opposite signs. Further, the magnetic flux due to the current i 2 and current i 3 is mutually joined to each other. Therefore, if the mutual inductance M 23 between the coil 44 and the coil 45 is positive, the self-inductance of the coil 44 is L 2 , and the self-inductance of the coil 45 is L 3 , the composition of the coil 44 and the coil 45 is combined. The inductance is L 2 + L 3 + 2M 23 . Therefore, the coil 44 and the coil 45 are magnetically coupled so as to increase the inductance of the coil antenna 42. The magnitude of the mutual inductance between the coil antenna 41 and the coil antenna 42 decreases as the mutual inductance M 12 and the mutual inductance M 13 cancel each other. As a result, the degree of magnetic field coupling between the coil antenna 41 and the coil antenna 42 is lowered.

この結果は、コイルアンテナ４１によりコイル４３〜４５に生成される磁界を考えても説明できる。即ち、コイルアンテナ４１により生成される磁界に関して、コイル４３のコイル開口に生成されるＺ軸方向（コイルのコイル開口面の法線方向）の磁界と、コイル４５のコイル開口に生成されるＺ軸方向の磁界とは逆向きになる。このため、コイル４３のコイル開口に生成される磁界のＺ軸成分とコイル４５のコイル開口に生成される磁界のＺ軸成分とが打ち消し合うので、コイル４４，４５のコイル開口面を通る全磁束の大きさは小さくなる。この結果、コイルアンテナ４１とコイルアンテナ４２との間の磁界結合度が低くなる。   This result can be explained by considering the magnetic field generated in the coils 43 to 45 by the coil antenna 41. That is, regarding the magnetic field generated by the coil antenna 41, the magnetic field in the Z-axis direction (normal direction of the coil opening surface of the coil) generated in the coil opening of the coil 43 and the Z-axis generated in the coil opening of the coil 45. The direction is opposite to the direction of the magnetic field. For this reason, since the Z-axis component of the magnetic field generated at the coil opening of the coil 43 and the Z-axis component of the magnetic field generated at the coil opening of the coil 45 cancel each other, the total magnetic flux passing through the coil opening surfaces of the coils 44 and 45 The size of becomes smaller. As a result, the degree of magnetic field coupling between the coil antenna 41 and the coil antenna 42 is lowered.

《第５の実施形態》
図７は第５の実施形態に係る電子機器のブロック図である。電子機器５０は受電装置Rxpおよび通信装置Comm1を備える。受電装置Rxpは、送電装置Txpとともに磁気共鳴電力伝送システムを構成する。通信装置Comm1は、通信装置Comm2とともにＮＦＣを用いた近距離無線通信システムを構成する。<< Fifth Embodiment >>
FIG. 7 is a block diagram of an electronic apparatus according to the fifth embodiment. The electronic device 50 includes a power receiving device Rxp and a communication device Comm1. The power receiving device Rxp forms a magnetic resonance power transmission system together with the power transmission device Txp. The communication device Comm1 constitutes a short-range wireless communication system using NFC together with the communication device Comm2.

受電装置Rxpは、受電コイルＬ１と、受電コイルＬ１とともに受電共振機構５１を構成する受電共振キャパシタＣｒ１と、受電共振機構５１に電気的に接続されて、負荷に電力を供給する受電回路５２と、を備える。受電回路５２は、例えば、ＨＦ帯の６．７８ＭＨｚの電力を扱う。受電コイルＬ１はコイルとして電気的に機能する両端が受電回路５２に接続される。送電装置Txpは、送電コイルＬ３と、送電コイルＬ３とともに送電共振機構６１を構成する送電共振キャパシタＣｒ３と、送電共振機構６１に電気的に接続されて、直流入力電圧を送電共振機構６１に断続的に与え、送電コイルＬ３に交流電圧を発生させる送電回路６２と、を備える。送電回路６２は、例えば、ＨＦ帯の６．７８ＭＨｚの電力を扱う。送電コイルＬ３はコイルとして電気的に機能する両端が送電回路６２に接続される。送電装置Txpには入力電源６３が接続され、受電装置Rxpには負荷５３が接続されて、送電装置Txpから受電装置Rxpへ電力が供給される。受電回路５２は整流平滑回路５２１を備える。送電回路６２は入力電源電圧を交番電圧に変換する制御回路部６２１と、その交番電圧を電力変換する電力回路部６２２とを備える。   The power receiving device Rxp includes a power receiving coil L1, a power receiving resonance capacitor Cr1 that constitutes a power receiving resonance mechanism 51 together with the power receiving coil L1, a power receiving circuit 52 that is electrically connected to the power receiving resonance mechanism 51, and supplies power to a load. Is provided. The power receiving circuit 52 handles, for example, power of 6.78 MHz in the HF band. The power receiving coil L1 has both ends electrically functioning as a coil connected to the power receiving circuit 52. The power transmission device Txp is electrically connected to the power transmission resonance mechanism 61 and the power transmission resonance mechanism 61, which is electrically connected to the power transmission resonance mechanism 61 together with the power transmission coil L3. And a power transmission circuit 62 for generating an AC voltage in the power transmission coil L3. The power transmission circuit 62 handles, for example, power of 6.78 MHz in the HF band. The power transmission coil L3 is connected to the power transmission circuit 62 at both ends that function electrically as a coil. An input power source 63 is connected to the power transmission device Txp, and a load 53 is connected to the power reception device Rxp, and power is supplied from the power transmission device Txp to the power reception device Rxp. The power receiving circuit 52 includes a rectifying / smoothing circuit 521. The power transmission circuit 62 includes a control circuit unit 621 that converts an input power supply voltage into an alternating voltage, and a power circuit unit 622 that converts the alternating voltage into power.

通信装置Comm1は、通信コイルＬ２と、通信コイルＬ２とともにＬＣ共振回路５４を構成するキャパシタＣｒ２と、ＬＣ共振回路５４に電気的に接続されて、少なくとも通信コイルＬ２に信号を出力または通信コイルＬ２から信号を入力する機能を有する送受信回路５５と、を備える。送受信回路５５は、例えば、ＨＦ帯の１３．５６ＭＨｚの信号を扱う。通信コイルＬ２はコイルとして電気的に機能する両端が送受信回路５５に接続される。通信装置Comm2は、通信コイルＬ４と、通信コイルＬ４とともにＬＣ共振回路６４を構成するキャパシタＣｒ４と、ＬＣ共振回路６４に電気的に接続されて、少なくとも通信コイルＬ４に信号を出力または通信コイルＬ４から信号を入力する機能を有する送受信回路６５と、を備える。送受信回路６５は、例えば、ＨＦ帯の１３．５６ＭＨｚの信号を扱う。通信コイルＬ４はコイルとして電気的に機能する両端が送受信回路６５に接続される。受電コイルＬ１は受電用のコイルアンテナである。通信コイルＬ２は通信用のコイルアンテナである。受電コイルＬ１および通信コイルＬ２は、例えば、上述の実施形態に従って設けられる。   The communication device Comm1 is electrically connected to the communication coil L2, the capacitor Cr2 that constitutes the LC resonance circuit 54 together with the communication coil L2, and the LC resonance circuit 54, and outputs a signal to at least the communication coil L2 or from the communication coil L2. And a transmission / reception circuit 55 having a function of inputting a signal. The transmission / reception circuit 55 handles, for example, a 13.56 MHz signal in the HF band. The communication coil L2 is connected to the transmission / reception circuit 55 at both ends that function electrically as a coil. The communication device Comm2 is electrically connected to the communication coil L4, the capacitor Cr4 constituting the LC resonance circuit 64 together with the communication coil L4, and the LC resonance circuit 64, and outputs a signal to at least the communication coil L4 or from the communication coil L4. And a transmission / reception circuit 65 having a function of inputting a signal. The transmission / reception circuit 65 handles, for example, a 13.56 MHz signal in the HF band. The communication coil L4 is connected to the transmission / reception circuit 65 at both ends that function electrically as a coil. The power receiving coil L1 is a power receiving coil antenna. The communication coil L2 is a coil antenna for communication. The power receiving coil L1 and the communication coil L2 are provided according to the above-described embodiment, for example.

なお、上記の実施形態では、第２コイルと第３コイルとが配線のみを介して接続される例を示したが、第２コイルと第３コイルとが所定の回路を介して接続されてもよい。   In the above-described embodiment, an example in which the second coil and the third coil are connected only via the wiring has been described. However, even if the second coil and the third coil are connected via a predetermined circuit. Good.

また、上記の実施形態では、第３コイルがコイル基板上の導体パターンで構成される例を示したが、第３コイルがチップ部品等の一体の部品で構成されてもよい。例えば、チップ部品内に形成されたトランスの一次コイルで第３コイルが構成され、トランスの二次コイルが第１コイルに接続されることで、第１コイルと第３コイルとが磁界結合しても良い。   In the above-described embodiment, an example in which the third coil is configured by a conductor pattern on the coil substrate has been described. However, the third coil may be configured by an integral component such as a chip component. For example, the third coil is formed by the primary coil of the transformer formed in the chip component, and the secondary coil of the transformer is connected to the first coil, so that the first coil and the third coil are magnetically coupled. Also good.

また、上記の実施形態では、第１コイル、第２コイル、および第３コイルが略１ターンのループ形状である例を示したが、各コイルの周回数は１に限らず複数回でもよい。   In the above embodiment, an example in which the first coil, the second coil, and the third coil have a loop shape of approximately one turn is shown. However, the number of turns of each coil is not limited to 1, and may be a plurality of times.

また、上記の実施形態では、平面視で一方のコイルアンテナの全体が他方のコイルアンテナの内側に配置される例を示したが、平面視で一方のコイルアンテナの一部が他方のコイルアンテナの外側に配置されてもよい。   In the above-described embodiment, an example in which one coil antenna is entirely disposed inside the other coil antenna in a plan view is shown. However, a part of one coil antenna in the plan view is a part of the other coil antenna. It may be arranged outside.

また、上記の実施形態では、コイルアンテナが導体パターンや層間接続導体で構成される例を示したが、コイルアンテナが導線で構成されてもよい。   In the above embodiment, an example in which the coil antenna is configured by a conductor pattern or an interlayer connection conductor has been described. However, the coil antenna may be configured by a conductive wire.

Comm1，Comm2…通信装置
Ｃｒ１…受電共振キャパシタ
Ｃｒ２，Ｃｒ４…キャパシタ
Ｃｒ３…送電共振キャパシタ
Ｌ１…受電コイル
Ｌ２，Ｌ４…通信コイル
Ｌ３…送電コイル
Rxp…受電装置
Txp…送電装置
１０…アンテナ装置
１１…コイルアンテナ（第１アンテナ）
１２…コイルアンテナ（第２アンテナ）
３２，４１，４２…コイルアンテナ
１３…コイル（第１コイル）
１４…コイル（第２コイル）
１５…コイル（第３コイル）
３５，４３，４４，４５…コイル
２６，３６…磁性体シート
５０…電子機器
５１…受電共振機構
５２…受電回路
５３…負荷
５４，６４…ＬＣ共振回路
５５，６５…送受信回路
６１…送電共振機構
６２…送電回路
６３…入力電源
５２１…整流平滑回路
６２１…制御回路部
６２２…電力回路部Comm1, Comm2 ... Communication device Cr1 ... Receiving resonance capacitors Cr2, Cr4 ... Capacitor Cr3 ... Transmission resonance capacitor L1 ... Receiving coils L2, L4 ... Communication coil L3 ... Transmission coil
Rxp ... Power receiving device
Txp: power transmission device 10: antenna device 11: coil antenna (first antenna)
12 ... Coil antenna (second antenna)
32, 41, 42 ... Coil antenna 13 ... Coil (first coil)
14 ... Coil (second coil)
15 ... Coil (third coil)
35, 43, 44, 45 ... coil 26, 36 ... magnetic material sheet 50 ... electronic device 51 ... power receiving resonance mechanism 52 ... power receiving circuit 53 ... load 54, 64 ... LC resonance circuit 55, 65 ... transmission / reception circuit 61 ... power transmission resonance mechanism 62 ... Power transmission circuit 63 ... Input power source 521 ... Rectification smoothing circuit 621 ... Control circuit unit 622 ... Power circuit unit

Claims (18)

第１コイルを有する第１非接触伝送システムの第１アンテナと、
前記第１コイルに結合する第２コイルと、前記第２コイルと互いのインダクタンスを高める方向に結合する第３コイルとを有する第２非接触伝送システムの第２アンテナとを備え、
前記第３コイルは、前記第１コイルと前記第２コイルとの結合を正方向の結合と定義したときに、前記第１コイルと負方向に結合し、かつ、前記第２コイルと非対称な形状を有するアンテナ装置。A first antenna of a first contactless transmission system having a first coil;
A second coil of the second non-contact transmission system having a second coil coupled to the first coil and a third coil coupled to the second coil in a direction to increase the mutual inductance;
When the coupling between the first coil and the second coil is defined as coupling in the positive direction, the third coil is coupled with the first coil in the negative direction and is asymmetric with the second coil. An antenna device. 前記第１コイルは第１コイル開口を有し、
前記第１コイル開口を平面視したとき、前記第２コイルは前記第１コイル開口と重なる第２コイル開口を有する、請求項１に記載のアンテナ装置。The first coil has a first coil opening;
The antenna device according to claim 1, wherein the second coil has a second coil opening overlapping the first coil opening when the first coil opening is viewed in plan. 前記第１コイル開口を平面視したとき、前記第３コイルは前記第２コイル開口よりも面積が小さい第３コイル開口を有する、請求項２に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 2, wherein the third coil has a third coil opening having an area smaller than that of the second coil opening when the first coil opening is viewed in plan. 前記第２コイルと前記第３コイルとは直列接続されている、請求項２または３に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 2 or 3, wherein the second coil and the third coil are connected in series. 前記第１コイル開口を平面視したとき、前記第２コイルの形成領域は前記第１コイルの形成領域の内側に位置する、請求項２から４のいずれかに記載のアンテナ装置。   The antenna device according to any one of claims 2 to 4, wherein when the first coil opening is viewed in plan, the formation region of the second coil is located inside the formation region of the first coil. 前記第１コイル開口を平面視したとき、前記第３コイルの形成領域は前記第１コイルの形成領域の内側に位置する、請求項５に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 5, wherein when the first coil opening is viewed in plan, the formation region of the third coil is located inside the formation region of the first coil. 前記第１コイル開口を平面視したとき、前記第３コイルの形成領域は前記第２コイルの形成領域の外側に位置し、前記第２コイルと前記第３コイルとは前記第２コイルと前記第３コイルとに流れる電流の周回方向が逆向きとなるように接続されている、請求項６に記載のアンテナ装置。   When the first coil opening is viewed in plan, the formation region of the third coil is located outside the formation region of the second coil, and the second coil and the third coil are the second coil and the first coil. The antenna device according to claim 6, wherein the antenna device is connected so that a circulation direction of a current flowing through the three coils is opposite. 前記第２コイル開口を平面視したとき、前記第１コイルの形成領域は前記第２コイルの形成領域の内側に位置する、請求項２から４のいずれかに記載のアンテナ装置。   The antenna device according to any one of claims 2 to 4, wherein when the second coil opening is viewed in plan, the formation region of the first coil is located inside the formation region of the second coil. 前記第２コイル開口を平面視したとき、前記第３コイルの形成領域は前記第２コイルの形成領域の内側に位置する、請求項８に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 8, wherein when the second coil opening is viewed in plan, the formation region of the third coil is located inside the formation region of the second coil. 前記第２コイル開口を平面視したとき、前記第３コイルの形成領域は前記第１コイルの形成領域の外側に位置し、前記第２コイルと前記第３コイルとは第２コイルと第３コイルとに流れる電流の周回方向が同じ向きとなるように接続されている、請求項９に記載のアンテナ装置。   When the second coil opening is viewed in plan, the formation region of the third coil is located outside the formation region of the first coil, and the second coil and the third coil are the second coil and the third coil. The antenna device according to claim 9, wherein the antenna devices are connected so that the circulation directions of the currents flowing in the same direction are the same. 前記第１コイル開口を平面視したとき、前記第３コイルと重なる磁性体を備えた、請求項２から１０のいずれかに記載のアンテナ装置。   The antenna device according to any one of claims 2 to 10, further comprising a magnetic body that overlaps the third coil when the first coil opening is viewed in plan. 前記第１コイル開口を平面視したとき、前記磁性体は前記第１コイルと重なる、請求項１１に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 11, wherein the magnetic body overlaps the first coil when the first coil opening is viewed in plan. 巻回軸が互いに異なる前記第３コイルを複数備える、請求項１から１２のいずれかに記載のアンテナ装置。   The antenna device according to any one of claims 1 to 12, comprising a plurality of the third coils having different winding axes. 前記第１非接触伝送システムは電力伝送システムであり、前記第２非接触伝送システムは通信システムである、請求項１から１３のいずれかに記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, wherein the first contactless transmission system is a power transmission system, and the second contactless transmission system is a communication system. 前記第１非接触伝送システムは通信システムであり、前記第２非接触伝送システムは電力伝送システムである、請求項１から１３のいずれかに記載のアンテナ装置。   The antenna device according to any one of claims 1 to 13, wherein the first contactless transmission system is a communication system, and the second contactless transmission system is a power transmission system. 前記電力伝送システムは磁界共鳴電力伝送システムである、請求項１４または１５に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 14 or 15, wherein the power transmission system is a magnetic resonance power transmission system. 前記通信システムは近距離無線通信システムである、請求項１４から１６のいずれかに記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 14, wherein the communication system is a short-range wireless communication system. 第１コイルを有する第１非接触伝送システムのアンテナと、
前記第１コイルに結合する第２コイルと、前記第２コイルと互いのインダクタンスを高める方向に結合する第３コイルとを有する第２非接触伝送システムのアンテナとを有し、
前記第３コイルは、前記第１コイルと前記第２コイルとの結合を正方向の結合と定義したときに、前記第１コイルと負方向に結合し、かつ、前記第２コイルと非対称な形状を有するアンテナ装置を備えた、電子機器。An antenna of a first contactless transmission system having a first coil;
An antenna of a second non-contact transmission system having a second coil coupled to the first coil, and a third coil coupled to the second coil in a direction of increasing mutual inductance;
When the coupling between the first coil and the second coil is defined as coupling in the positive direction, the third coil is coupled with the first coil in the negative direction and is asymmetric with the second coil. An electronic device comprising an antenna device having
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