JPWO2018139519A1 - Antenna device, non-contact transmission device and non-contact transmission system - Google Patents

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Abstract

アンテナ装置（１０１）は、第１コイルアンテナ（１）と、両端がＮＦＣシステム用回路（２１）に接続される第２非接触伝送システム用の第２コイルアンテナ（２２）と、第１コイルアンテナ（１）の両端に電力伝送システム用回路（１１）を接続する第１状態と、第１コイルアンテナ（１）の両端同士を接続する第２状態とを切り替える切替回路（ＳＷ１，ＳＷ２）と、を有する。第１状態で第１非接触伝送システムでの伝送が行われ、第２状態で第２コイルアンテナ（２２）と第１コイルアンテナ（１）とが磁界結合して第２非接触伝送システムでの伝送が行われる。  The antenna device (101) includes a first coil antenna (1), a second coil antenna (22) for a second contactless transmission system whose both ends are connected to an NFC system circuit (21), and a first coil antenna. A switching circuit (SW1, SW2) for switching between a first state in which the power transmission system circuit (11) is connected to both ends of (1) and a second state in which both ends of the first coil antenna (1) are connected; Have Transmission in the first contactless transmission system is performed in the first state, and in the second state, the second coil antenna (22) and the first coil antenna (1) are magnetically coupled to each other in the second contactless transmission system. Transmission takes place.

Description

本発明は、非接触伝送システムに適用されるアンテナ装置、それを備える非接触伝送装置、および非接触伝送システムに関する。   The present invention relates to an antenna device applied to a contactless transmission system, a contactless transmission apparatus including the antenna device, and a contactless transmission system.

第１コイル導体を非接触通信用のコイルとして利用し、第１コイル導体および第２コイル導体を直列に接続して非接触電力伝送用のコイルとして利用する構造のアンテナ装置が特許文献１に開示されている。   Patent Document 1 discloses an antenna device having a structure in which a first coil conductor is used as a coil for non-contact communication, and a first coil conductor and a second coil conductor are connected in series and used as a coil for non-contact power transmission. Has been.

特開２０１３−９３４２９号公報JP2013-93429A

特許文献１に示されているアンテナ装置においては、非接触電力伝送に用いるために第１コイル導体および第２コイル導体という２つのコイル導体を備えるので、アンテナ装置の占有面積が大きい。また、非接触通信時に第１コイル導体のみを用いるが、この第１コイル導体と第２コイル導体とは相互干渉しやすく、そのことによって、アンテナの特性が劣化するおそれがある。   The antenna device disclosed in Patent Document 1 includes two coil conductors, a first coil conductor and a second coil conductor, for use in non-contact power transmission, so that the area occupied by the antenna device is large. Further, only the first coil conductor is used during non-contact communication. However, the first coil conductor and the second coil conductor are likely to interfere with each other, which may deteriorate the characteristics of the antenna.

上述の課題は非接触通信システムと非接触電力伝送システムとに共用するアンテナ装置に限らず、システムの異なる複数の非接触伝送システムに用いられるアンテナ装置において同様に生じる。   The above-described problems are not limited to the antenna device shared by the contactless communication system and the contactless power transmission system, and similarly occur in antenna devices used for a plurality of contactless transmission systems having different systems.

本発明の目的は、非接触伝送システムに用いられ、小型化しやすくアンテナ特性の劣化を回避したアンテナ装置、それを備える非接触伝送装置および非接触伝送システムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an antenna device that is used in a contactless transmission system and is easy to downsize and avoids deterioration of antenna characteristics, a contactless transmission device including the antenna device, and a contactless transmission system.

（１）本発明のアンテナ装置は、
第１コイルアンテナと、
両端が第２非接触伝送システム用回路に接続される第２コイルアンテナと、
前記第１コイルアンテナの両端に第１非接触伝送システム用回路を電気的に接続する第１状態と、前記第１コイルアンテナの両端同士を電気的に接続する第２状態とを切り替える切替回路と、を有し、
前記第１状態で前記第１非接触伝送システムでの伝送が行われ、第２状態で前記第２コイルアンテナと前記第１コイルアンテナとが磁界結合して前記第２非接触伝送システムでの伝送が行われることを特徴とする。(1) The antenna device of the present invention
A first coil antenna;
A second coil antenna having both ends connected to a circuit for a second contactless transmission system;
A switching circuit for switching between a first state in which a first contactless transmission system circuit is electrically connected to both ends of the first coil antenna and a second state in which both ends of the first coil antenna are electrically connected; Have
Transmission in the first contactless transmission system is performed in the first state, and the second coil antenna and the first coil antenna are magnetically coupled in the second state to transmit in the second contactless transmission system. Is performed.

上記構成により、第１非接触伝送システムにおいて第１コイルアンテナは第１非接触伝送システム用回路に直接的に接続された、第１非接触伝送システム用コイルアンテナとして作用し、第２非接触伝送システムにおいては、第１コイルアンテナは第２コイルアンテナと磁界結合して、第２コイルアンテナと共に第２非接触伝送システム用のアンテナとして作用する。   With the above configuration, in the first contactless transmission system, the first coil antenna acts as a coil antenna for the first contactless transmission system that is directly connected to the circuit for the first contactless transmission system. In the system, the first coil antenna is magnetically coupled to the second coil antenna and acts as an antenna for the second contactless transmission system together with the second coil antenna.

（２）前記第１コイルアンテナは、平面状のコイルアンテナであり、前記第２コイルアンテナの巻回軸は前記第１コイルアンテナの巻回軸と直交し、前記第１コイルアンテナの平面視で、前記第１コイルアンテナの一部は前記第２コイルアンテナと重なることが好ましい。この構造により、第１コイルアンテナと第２コイルアンテナとの結合係数が高まり、第１コイルアンテナのブースターアンテナとしての作用が高まる。 (2) The first coil antenna is a planar coil antenna, and the winding axis of the second coil antenna is orthogonal to the winding axis of the first coil antenna, and is a plan view of the first coil antenna. It is preferable that a part of the first coil antenna overlaps with the second coil antenna. With this structure, the coupling coefficient between the first coil antenna and the second coil antenna is increased, and the action of the first coil antenna as a booster antenna is increased.

（３）前記第２状態で、前記第１コイルアンテナの両端同士はキャパシタを介して接続され、前記第１コイルアンテナと前記キャパシタとで、前記第２非接触伝送システムで使用される第２周波数帯に共振する共振ループが構成されることが好ましい。このことにより、共振ループに流れる電流を高めることができ、第２非接触伝送システムにおいて、高効率、低損失のアンテナとして作用する。 (3) In the second state, both ends of the first coil antenna are connected via a capacitor, and the second frequency used in the second contactless transmission system between the first coil antenna and the capacitor. A resonance loop that resonates in the band is preferably configured. As a result, the current flowing through the resonance loop can be increased, and the second non-contact transmission system functions as a high-efficiency, low-loss antenna.

（４）前記アンテナ装置に前記切替回路を制御する制御部を更に備えれば、制御信号によって、第１非接触伝送システムと第２非接触伝送システムとを容易に切り替えることができる。 (4) If the antenna device further includes a control unit that controls the switching circuit, the first contactless transmission system and the second contactless transmission system can be easily switched by the control signal.

（５）前記第１非接触伝送システムで使用される第１周波数帯が前記第２非接触伝送システムで使用される第２周波数帯よりも低い場合に、前記切替回路を、前記第１非接触伝送システム用回路と前記第１コイルアンテナとの間にシリーズに接続されたインダクタ、および前記第１コイルアンテナの両端間に接続されたキャパシタで構成してもよい。このことにより、スイッチおよびその制御回路が不要となる。 (5) When the first frequency band used in the first contactless transmission system is lower than the second frequency band used in the second contactless transmission system, the switching circuit is connected to the first contactless transmission system. You may comprise with the inductor connected in series between the circuit for transmission systems, and the said 1st coil antenna, and the capacitor connected between the both ends of the said 1st coil antenna. This eliminates the need for the switch and its control circuit.

（６）前記第１コイルアンテナに対する前記第２コイルアンテナと同じ側に配置された導電部材を更に備え、前記第１コイルアンテナは第１のコイル開口を有し、前記第２コイルアンテナは第２のコイル開口を有し、前記導電部材の少なくとも一部は前記第１コイルアンテナの平面視で前記第１のコイル開口に重なり、前記導電部材は、前記第２のコイル開口の平面視で、前記第２のコイル開口の少なくとも一部に重なる、ことが好ましい。この構造により、第２コイルアンテナと第１非接触伝送システムの相手側アンテナとの不要結合が効果的に低減される。 (6) A conductive member disposed on the same side as the second coil antenna with respect to the first coil antenna is further provided, the first coil antenna has a first coil opening, and the second coil antenna is a second coil antenna. A coil opening, and at least a part of the conductive member overlaps the first coil opening in a plan view of the first coil antenna, and the conductive member is a plan view of the second coil opening. It preferably overlaps at least part of the second coil opening. With this structure, unnecessary coupling between the second coil antenna and the counterpart antenna of the first contactless transmission system is effectively reduced.

（７）前記導電部材は、前記第２コイルアンテナの巻回軸が交差する位置に配置されていることが好ましい。このことにより、第２コイルアンテナと第１非接触伝送システムの相手側アンテナとの不要結合が更に効果的に低減される。 (7) It is preferable that the conductive member is disposed at a position where winding axes of the second coil antenna intersect. This further effectively reduces unnecessary coupling between the second coil antenna and the counterpart antenna of the first contactless transmission system.

（８）本発明の非接触伝送装置は、上記（１）〜（７）に記載のアンテナ装置と、当該アンテナ装置に接続される前記第１非接触伝送システム用回路および前記第２非接触伝送システム用回路と、を備える。 (8) A contactless transmission device according to the present invention includes the antenna device according to the above (1) to (7), the circuit for the first contactless transmission system connected to the antenna device, and the second contactless transmission. A system circuit.

（９）前記第１非接触伝送システムが電力伝送システムであり、前記第２非接触伝送システムが近距離通信システムであれば、電力伝送システムと近距離通信システムの両方に適用される、例えば携帯電子機器が小型化できる。 (9) If the first contactless transmission system is a power transmission system and the second contactless transmission system is a short-range communication system, it is applied to both the power transmission system and the short-range communication system. Electronic equipment can be miniaturized.

（１０）前記第１非接触伝送システム用回路が電力伝送システムの受電用回路であり、前記第２非接触伝送システム用回路が近距離通信システムの送受信用回路であれば、電力伝送システムにより充電され、近距離通信システムで通信（送受信）が行われる、小型の電子機器が構成できる。 (10) If the first contactless transmission system circuit is a power receiving circuit for a power transmission system and the second contactless transmission system circuit is a transmission / reception circuit for a short-range communication system, charging is performed by the power transmission system. Thus, a small electronic device that performs communication (transmission / reception) in a short-range communication system can be configured.

（１１）本発明の非接触伝送システムは、
上記（９）または（１０）に記載の非接触伝送装置と、
前記第１コイルアンテナと磁界結合する、前記電力伝送システムの相手側アンテナを備える前記電力伝送システムの相手側装置と、
前記第１コイルアンテナと磁界結合する、前記近距離通信システムの相手側アンテナを備える前記近距離通信システムの相手側装置と、
を備える。(11) The contactless transmission system of the present invention includes:
The non-contact transmission device according to (9) or (10),
A counterpart device of the power transmission system comprising a counterpart antenna of the power transmission system that is magnetically coupled to the first coil antenna;
A counterpart device of the short-range communication system comprising a counterpart antenna of the short-range communication system that is magnetically coupled to the first coil antenna;
Is provided.

本発明によれば、非接触伝送システムに用いられ、小型化しやすくアンテナ特性の劣化を回避したアンテナ装置、非接触伝送装置およびそれを備える非接触伝送システムが構成される。   According to the present invention, an antenna device, a non-contact transmission device, and a non-contact transmission system including the antenna device that are used in a non-contact transmission system and are easy to miniaturize and avoid deterioration of antenna characteristics are configured.

図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１および非接触伝送装置２０１の回路図である。1A and 1B are circuit diagrams of the antenna device 101 and the non-contact transmission device 201 according to the first embodiment. 図２は第１コイルアンテナ１および第２コイルアンテナ２２の形状および位置関係を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the shapes and positional relationships of the first coil antenna 1 and the second coil antenna 22. 図３は第２コイルアンテナ２２の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the second coil antenna 22. 図４は第２コイルアンテナ２２の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the second coil antenna 22. 図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、本実施形態に係るアンテナ装置と相手側アンテナとの結合の様子を示す図である。FIG. 5A and FIG. 5B are diagrams illustrating how the antenna device according to the present embodiment is coupled to the counterpart antenna. 図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２および非接触伝送装置２０２の回路図である。6A and 6B are circuit diagrams of the antenna device 102 and the non-contact transmission device 202 according to the second embodiment. 図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３および非接触伝送装置２０３の回路図である。7A and 7B are circuit diagrams of the antenna device 103 and the non-contact transmission device 203 according to the third embodiment. 図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４および非接触伝送装置２０４の回路図である。8A and 8B are circuit diagrams of the antenna device 104 and the non-contact transmission device 204 according to the fourth embodiment. 図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、第４の実施形態に係る別のアンテナ装置１０４Ａおよび非接触伝送装置２０４Ａの回路図である。FIG. 9A and FIG. 9B are circuit diagrams of another antenna device 104A and a non-contact transmission device 204A according to the fourth embodiment. 図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、第５の実施形態に係るアンテナ装置と相手側アンテナとの結合の様子を示す図である。FIG. 10A and FIG. 10B are diagrams illustrating how the antenna device according to the fifth embodiment is coupled to the counterpart antenna. 図１１は第６の実施形態に係る非接触伝送システム３０１の構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a contactless transmission system 301 according to the sixth 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、便宜上複数の実施形態に分けて示すが、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は可能である。各実施形態の説明において、共通の事柄についての重複する記述は省略し、特に異なる点について説明する。また、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 understanding or understanding of the main points, the embodiments are divided into a plurality of embodiments for convenience. However, partial replacement or combination of the configurations shown in different embodiments is possible. In the description of each embodiment, overlapping descriptions of common matters are omitted, and particularly different points will be described. In addition, the same function and effect by the same configuration will not be sequentially described for each embodiment.

《第１の実施形態》
図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１および非接触伝送装置２０１の回路図である。<< First Embodiment >>
1A and 1B are circuit diagrams of the antenna device 101 and the non-contact transmission device 201 according to the first embodiment.

非接触伝送装置２０１は電力伝送システム用回路１１、ＮＦＣ（近距離通信）システム用回路２１およびアンテナ装置１０１を備える。アンテナ装置１０１は、第１コイルアンテナ１、第２非接触伝送システム用の第２コイルアンテナ２２、スイッチＳＷ１，ＳＷ２、キャパシタ２３、切替回路２および制御部３を備える。以降、本明細書の回路図において、第１コイルアンテナ１はインダクタ成分を有する素子であるが、インダクタ記号では表現せず、平面コイル形状で表現する。第２非接触伝送システム用の第２コイルアンテナ２２の両端にはＮＦＣシステム用回路２１が接続される。   The non-contact transmission device 201 includes a power transmission system circuit 11, an NFC (near field communication) system circuit 21, and an antenna device 101. The antenna device 101 includes a first coil antenna 1, a second coil antenna 22 for a second contactless transmission system, switches SW 1 and SW 2, a capacitor 23, a switching circuit 2, and a control unit 3. Hereinafter, in the circuit diagrams of the present specification, the first coil antenna 1 is an element having an inductor component, but is not represented by an inductor symbol but is represented by a planar coil shape. The NFC system circuit 21 is connected to both ends of the second coil antenna 22 for the second contactless transmission system.

電力伝送システム用回路１１は、例えば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回路である。例えば、電磁誘導型伝送システムは、ＬＦ帯、特に１００ｋＨｚから２００ｋＨｚの付近の周波数で用いられる。また、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結合して電力伝送を行う。この電力伝送システムは、本発明の「第１非接触伝送システム用回路」に相当する。   The power transmission system circuit 11 is a circuit 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 electromagnetic induction transmission system is used in the LF band, particularly at a frequency in the vicinity of 100 kHz to 200 kHz. The magnetic resonance power transmission system is used in the HF band, particularly in the vicinity of 6.78 MHz. The magnetic field type non-contact power transmission system performs power transmission by coupling with a power transmission partner by magnetic field coupling. This power transmission system corresponds to a “first contactless transmission system circuit” of the present invention.

ＮＦＣシステム用回路２１は、例えば近距離無線通信システムに使用される回路である。近距離無線通信システムは、例えば、ＮＦＣ（Near field Communication、近傍界通信）を用いたシステム等である。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。このＮＦＣシステムは、本発明の「第２非接触伝送システム用回路」に相当する。   The NFC system circuit 21 is, for example, a circuit used in 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. This NFC system corresponds to a “second contactless transmission system circuit” of the present invention.

本実施形態では、スイッチＳＷ１，ＳＷ２はそれぞれＳＰＤＴ型のスイッチであり、本発明に係る「切替回路」の例である。図１（Ａ）は第１状態、図１（Ｂ）は第２状態である。制御部３はスイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態を制御する。すなわち、制御部３は、図１（Ａ）に示す第１状態または図１（Ｂ）に示す第２状態のいずれかに定める。   In this embodiment, the switches SW1 and SW2 are SPDT type switches, and are examples of the “switching circuit” according to the present invention. 1A shows the first state, and FIG. 1B shows the second state. The control unit 3 controls the states of the switches SW1 and SW2. That is, the control unit 3 determines either the first state shown in FIG. 1 (A) or the second state shown in FIG. 1 (B).

第１状態で、第１コイルアンテナ１は電力伝送システム用回路１１に電気的に接続され、電力伝送システムでの伝送が行われる。第２状態で、第１コイルアンテナ１はＮＦＣシステム用回路２１に電気的に接続され、ＮＦＣシステムでの伝送が行われる。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は例えばＭＯＳ−ＦＥＴで構成される。ここで、「電気的に接続される」とは、電流経路として接続されている状態を指し、キャパシタ等の電子部品等を介して接続される状態を含む。   In the first state, the first coil antenna 1 is electrically connected to the power transmission system circuit 11 to perform transmission in the power transmission system. In the second state, the first coil antenna 1 is electrically connected to the NFC system circuit 21 to perform transmission in the NFC system. The switches SW1 and SW2 are composed of, for example, MOS-FETs. Here, “electrically connected” refers to a state of being connected as a current path, and includes a state of being connected via an electronic component such as a capacitor.

例えば電力伝送システム用回路１１が受電側の回路である場合は、第１コイルアンテナ１を電力伝送システム用のコイルアンテナとして利用し、この電力伝送システム用のコイルアンテナを介して受電した電力で二次電池を充電する。また、電力伝送システム用回路１１が送電側の回路である場合は、電力伝送システム用のコイルアンテナを介して相手側装置へ電力を送電する。   For example, when the power transmission system circuit 11 is a circuit on the power receiving side, the first coil antenna 1 is used as a coil antenna for the power transmission system, and the power received via the coil antenna for the power transmission system is two. Charge the next battery. When the power transmission system circuit 11 is a circuit on the power transmission side, power is transmitted to the counterpart device via a coil antenna for the power transmission system.

図１（Ａ）に示す第１状態で、電力伝送システム用回路１１は第１コイルアンテナ１を電力伝送システム用のアンテナとして用いる。第１コイルアンテナ１は、電力伝送システムの相手側アンテナと電磁界結合（磁界結合および電界結合）し、電磁誘導方式や磁界共鳴方式等で電力を受電する。   In the first state shown in FIG. 1A, the power transmission system circuit 11 uses the first coil antenna 1 as an antenna for the power transmission system. The first coil antenna 1 is electromagnetically coupled (magnetic field coupling and electric field coupling) with the counterpart antenna of the power transmission system, and receives power by an electromagnetic induction method, a magnetic field resonance method, or the like.

図１（Ｂ）に示す第２状態で、第２コイルアンテナ２２は第１コイルアンテナ１と磁界結合する。ＮＦＣシステム用回路２１からみて、第２コイルアンテナ２２は結合用コイルとして作用し、第１コイルアンテナ１はブースターアンテナとして作用する。   In the second state shown in FIG. 1B, the second coil antenna 22 is magnetically coupled to the first coil antenna 1. From the viewpoint of the NFC system circuit 21, the second coil antenna 22 functions as a coupling coil, and the first coil antenna 1 functions as a booster antenna.

第１コイルアンテナ１は、電力伝送状態（第１状態）、ＮＦＣ通信状態（第２状態）のいずれにおいてもアンテナして利用されるため、アンテナ装置のサイズ（占有面積）が有効に利用され、その分、小型化できる。また、第１状態と第２状態を切り替えて動作するため、各システムの相互干渉によるアンテナ特性の劣化を回避できる。   Since the first coil antenna 1 is used as an antenna in both the power transmission state (first state) and the NFC communication state (second state), the size (occupied area) of the antenna device is effectively used. The size can be reduced accordingly. Further, since the operation is performed by switching between the first state and the second state, it is possible to avoid the deterioration of the antenna characteristics due to the mutual interference of each system.

図１（Ｂ）に示す第２状態で、第１コイルアンテナ１とキャパシタ２３とで共振ループが構成されている。この共振ループの共振周波数を、ＮＦＣシステムの通信周波数帯に合わせることで、共振ループに流れる電流が高まり、ＮＦＣ通信（第２非接触伝送）システムにおけるアンテナ特性が向上する。   In the second state shown in FIG. 1B, the first coil antenna 1 and the capacitor 23 form a resonance loop. By adjusting the resonance frequency of the resonance loop to the communication frequency band of the NFC system, the current flowing through the resonance loop is increased, and the antenna characteristics in the NFC communication (second non-contact transmission) system are improved.

なお、ＮＦＣシステム用回路２１には、例えばＮＦＣシステムの周波数で、第２コイルアンテナ２２とインピーダンス整合するためのキャパシタが設けられている。   The NFC system circuit 21 is provided with a capacitor for impedance matching with the second coil antenna 22 at, for example, the frequency of the NFC system.

制御部３は、電力伝送システム用回路１１またはＮＦＣシステム用回路２１を制御する制御部であってもよい。また、その一部であってもよい。   The control unit 3 may be a control unit that controls the power transmission system circuit 11 or the NFC system circuit 21. Moreover, the one part may be sufficient.

制御部３は、別途設けられるインターフェース上でのユーザーの操作や外部からの信号入力により、切替回路２の状態が設定されるように構成されていてもよい。また、第１コイルアンテナ１に近接する相手側アンテナが電力伝送システムのアンテナであるか、ＮＦＣシステムのアンテナであるかを検知する手段を備え、その検知結果に応じて切替回路の状態を設定するように構成されていてもよい。また、切替回路の状態を時分割的に切り替え、伝送可能となった状態で、電力伝送システムでの電力受電やＮＦＣシステムでの通信を行うように構成されていてもよい。   The control unit 3 may be configured such that the state of the switching circuit 2 is set by a user operation or an external signal input on an interface provided separately. In addition, there is provided means for detecting whether the counterpart antenna close to the first coil antenna 1 is an antenna of a power transmission system or an antenna of an NFC system, and the state of the switching circuit is set according to the detection result. It may be configured as follows. Further, the state of the switching circuit may be switched in a time-sharing manner, and power transmission in the power transmission system or communication in the NFC system may be performed in a state where transmission is possible.

図２は第１コイルアンテナ１および第２コイルアンテナ２２の形状および位置関係を示す平面図である。第１コイルアンテナ１は基材１０に形成された導体パターンであり、例えば液晶ポリマーシートやポリイミドシートにラミネートされた銅箔がフォトリソグラフィにより形成されたものである。第２コイルアンテナ２２は回路基板に実装されている。   FIG. 2 is a plan view showing the shapes and positional relationships of the first coil antenna 1 and the second coil antenna 22. The first coil antenna 1 is a conductor pattern formed on a base material 10, for example, a copper foil laminated on a liquid crystal polymer sheet or a polyimide sheet is formed by photolithography. The second coil antenna 22 is mounted on the circuit board.

第１コイルアンテナ１は矩形スパイラル状の導体パターンで構成された平面状のコイルである。第２コイルアンテナ２２はヘリカル状の導体パターンを有するチップ部品である。第２コイルアンテナ２２の巻回軸は第１コイルアンテナ１の巻回軸と直交し、第１コイルアンテナ１の平面視で第１コイルアンテナ１の一部は第２コイルアンテナ２２の一部に重なる。   The first coil antenna 1 is a planar coil configured with a rectangular spiral conductor pattern. The second coil antenna 22 is a chip component having a helical conductor pattern. The winding axis of the second coil antenna 22 is orthogonal to the winding axis of the first coil antenna 1, and a part of the first coil antenna 1 is part of the second coil antenna 22 in plan view of the first coil antenna 1. Overlap.

上記構造により、第１コイルアンテナ１とコイルアンテナ２２との結合係数は高くなる。そのため、コイルアンテナ２２に接続された回路から視て、第１コイルアンテナ１のブースターアンテナとしての磁界放射効率は高くなる。   With the above structure, the coupling coefficient between the first coil antenna 1 and the coil antenna 22 is increased. Therefore, when viewed from a circuit connected to the coil antenna 22, the magnetic field radiation efficiency of the first coil antenna 1 as a booster antenna is increased.

図３は第２コイルアンテナ２２の分解斜視図、図４はその断面図である。第２コイルアンテナ２２は、複数のシート２０ａ〜２０ｉが積層された多層基板２０と、この多層基板２０に形成されたコイル導体とを備えている。図３では上下の非磁性体シート２０ａ，２０ｉは図示を省略している。磁性体シート２０ｂの下面にはコイル導体の複数の第１線条部２２Ｌが形成されている。磁性体シート２０ｈの上面にはコイル導体の複数の第２線条部２２Ｕが形成されている。磁性体シート２０ｂ〜２０ｈにはコイル導体の複数のビア導体（層間接続導体）２２Ｖが形成されている。これらの線条部２２Ｌ，２２Ｕおよびビア導体２２Ｖによって、横置きの扁平角筒に沿ったヘリカル状のコイル導体を備えた第２コイルアンテナ２２が構成されている。   3 is an exploded perspective view of the second coil antenna 22, and FIG. 4 is a sectional view thereof. The second coil antenna 22 includes a multilayer substrate 20 in which a plurality of sheets 20 a to 20 i are laminated, and a coil conductor formed on the multilayer substrate 20. In FIG. 3, the upper and lower nonmagnetic sheets 20a and 20i are not shown. A plurality of first linear portions 22L of coil conductors are formed on the lower surface of the magnetic sheet 20b. A plurality of second linear portions 22U of the coil conductor are formed on the upper surface of the magnetic sheet 20h. A plurality of via conductors (interlayer connection conductors) 22V of coil conductors are formed on the magnetic sheets 20b to 20h. The linear portions 22L and 22U and the via conductors 22V constitute a second coil antenna 22 having a helical coil conductor along a horizontally installed flat rectangular tube.

図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、本実施形態に係るアンテナ装置と相手側アンテナとの結合の様子を示す図であり、筐体４０内にアンテナ装置１０１が設けられている。第２コイルアンテナ２２は回路基板３０に実装されている。第１コイルアンテナ１が形成された基材１０は筐体４０の内面に貼付されている。   FIG. 5A and FIG. 5B are diagrams showing a state of coupling of the antenna device according to the present embodiment and the counterpart antenna, and the antenna device 101 is provided in the housing 40. The second coil antenna 22 is mounted on the circuit board 30. The base material 10 on which the first coil antenna 1 is formed is attached to the inner surface of the housing 40.

図５（Ａ）は電力伝送状態（第１状態）でのアンテナ装置１０１と電力伝送システムの相手側アンテナとの結合の様子を示す図である。図５（Ｂ）はＮＦＣ通信状態（第２状態）でのアンテナ装置１０１とＮＦＣ通信相手側アンテナとの結合の様子を示す図である。第１コイルアンテナ１は、巻回軸が平面に対して垂直方向を向く平面状のコイルであり、第２コイルアンテナ２２の巻回軸は第１コイルアンテナ１の巻回軸と直交し、第１コイルアンテナ１の平面視で、第１コイルアンテナ１の一部は第２コイルアンテナ２２と重なる。   FIG. 5A is a diagram illustrating a state of coupling between the antenna device 101 and the counterpart antenna of the power transmission system in the power transmission state (first state). FIG. 5B is a diagram showing a state of coupling between the antenna apparatus 101 and the NFC communication partner antenna in the NFC communication state (second state). The first coil antenna 1 is a planar coil whose winding axis is perpendicular to the plane, and the winding axis of the second coil antenna 22 is orthogonal to the winding axis of the first coil antenna 1. A part of the first coil antenna 1 overlaps the second coil antenna 22 in a plan view of the one-coil antenna 1.

図５（Ａ）（Ｂ）に示したアンテナ装置１０１を含む電子機器は例えば所謂スマートフォン、ノートＰＣ、タブレット端末等の携帯電子機器である。   An electronic device including the antenna device 101 illustrated in FIGS. 5A and 5B is a portable electronic device such as a so-called smartphone, notebook PC, or tablet terminal.

図５（Ａ）に示す電力伝送システムの相手側アンテナ２１１にはループ状のコイルアンテナが設けられている。電力伝送状態（第１状態）において、電力伝送システムの相手側アンテナ２１１と第１コイルアンテナ１とは磁束φ１で示すように磁界結合する。この状態で、第２コイルアンテナ２２は、電力伝送システムの相手側アンテナ２１１と第１コイルアンテナ１との結合を阻害しない。   The counterpart antenna 211 of the power transmission system shown in FIG. 5A is provided with a looped coil antenna. In the power transmission state (first state), the counterpart antenna 211 and the first coil antenna 1 of the power transmission system are magnetically coupled as indicated by a magnetic flux φ1. In this state, the second coil antenna 22 does not inhibit the coupling between the counterpart antenna 211 and the first coil antenna 1 of the power transmission system.

図５（Ｂ）に示すＮＦＣ通信システムの相手側アンテナ２２１には例えばループ状のコイルアンテナが設けられている。ＮＦＣ通信状態（第２状態）において、ＮＦＣ通信システムの相手側アンテナ２２１と第１コイルアンテナ１とは磁束φ２で示すように磁界結合する。また、第１コイルアンテナ１と第２コイルアンテナ２２とは、磁束φ３で示すように磁界結合する。つまり、第２コイルアンテナ２２に接続されたＮＦＣシステム用回路２１と、ＮＦＣ通信システムの相手側アンテナ２２１に接続されたＮＦＣ通信相手側回路とは、第２コイルアンテナ２２および第１コイルアンテナ１を介して通信される。その際、第１コイルアンテナ１はブースターアンテナとして作用する。   The counterpart antenna 221 of the NFC communication system shown in FIG. 5B is provided with, for example, a loop-shaped coil antenna. In the NFC communication state (second state), the counterpart antenna 221 and the first coil antenna 1 of the NFC communication system are magnetically coupled as indicated by a magnetic flux φ2. The first coil antenna 1 and the second coil antenna 22 are magnetically coupled as indicated by a magnetic flux φ3. That is, the NFC system circuit 21 connected to the second coil antenna 22 and the NFC communication counterpart circuit connected to the counterpart antenna 221 of the NFC communication system include the second coil antenna 22 and the first coil antenna 1. Communicated through. In that case, the 1st coil antenna 1 acts as a booster antenna.

本実施形態のアンテナ装置１０１の特徴的な作用効果を列挙すると、次のとおりである。   It is as follows when the characteristic effect of the antenna apparatus 101 of this embodiment is enumerated.

（ａ）第１コイルアンテナ１は、電力伝送状態（第１状態）、ＮＦＣ通信状態（第２状態）のいずれにおいても利用されるため、アンテナ装置のサイズ（占有面積）が有効に利用され、その分、小型化できる。また、第１状態と第２状態とを切り替えて動作させるため、各システムの相互干渉によるアンテナ特性の劣化が回避できる。 (A) Since the first coil antenna 1 is used in both the power transmission state (first state) and the NFC communication state (second state), the size (occupied area) of the antenna device is effectively used. The size can be reduced accordingly. In addition, since the operation is switched between the first state and the second state, it is possible to avoid deterioration of antenna characteristics due to mutual interference among the systems.

（ｂ）第１コイルアンテナ１は、巻回軸が平面に対して垂直方向を向く平面状のコイルであり、第２コイルアンテナ２２の巻回軸は第１コイルアンテナ１の巻回軸と直交または実質的に直交し、第１コイルアンテナ１の平面視で、第１コイルアンテナ１の一部は第２コイルアンテナ２２と重なるので、第１コイルアンテナ１と第２コイルアンテナ２２との結合係数は高い。そのため、第２コイルアンテナ２２に接続された回路から視て、第１コイルアンテナ１のブースターアンテナとしての磁界放射効率が高い。 (B) The first coil antenna 1 is a planar coil whose winding axis is perpendicular to the plane, and the winding axis of the second coil antenna 22 is orthogonal to the winding axis of the first coil antenna 1. Alternatively, since the first coil antenna 1 overlaps with the second coil antenna 22 in a plan view of the first coil antenna 1, the coupling coefficient between the first coil antenna 1 and the second coil antenna 22 is substantially equal. Is expensive. Therefore, when viewed from the circuit connected to the second coil antenna 22, the magnetic field radiation efficiency of the first coil antenna 1 as a booster antenna is high.

（ｃ）ＮＦＣ通信状態（第２状態）で、第１コイルアンテナ１の両端同士はキャパシタ２３を介して接続され、第１コイルアンテナ１とキャパシタ２３とでＮＦＣシステムの通信周波数の共振ループが構成されることにより、共振ループに流れる電流を高めることができ、ＮＦＣ通信（第２非接触伝送）システムにおいて、アンテナ特性が向上する。 (C) In the NFC communication state (second state), both ends of the first coil antenna 1 are connected via the capacitor 23, and the first coil antenna 1 and the capacitor 23 constitute a resonance loop of the communication frequency of the NFC system. Thus, the current flowing through the resonance loop can be increased, and the antenna characteristics are improved in the NFC communication (second non-contact transmission) system.

《第２の実施形態》
図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２および非接触伝送装置２０２の回路図である。<< Second Embodiment >>
6A and 6B are circuit diagrams of the antenna device 102 and the non-contact transmission device 202 according to the second embodiment.

アンテナ装置１０２は、第１コイルアンテナ１、第２コイルアンテナ２２、切替回路２、キャパシタ２３および制御部３を備える。本実施形態においては、切替回路２はスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１を備える。制御部３はスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１の状態を制御する。第１コイルアンテナ１、第２コイルアンテナ２２、キャパシタ２３およびその他の基本構成は図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示したアンテナ装置１０１および非接触伝送装置２０１と同じである。   The antenna device 102 includes a first coil antenna 1, a second coil antenna 22, a switching circuit 2, a capacitor 23, and a control unit 3. In the present embodiment, the switching circuit 2 includes switches SW11, SW12, and SW21. The control unit 3 controls the states of the switches SW11, SW12, and SW21. The first coil antenna 1, the second coil antenna 22, the capacitor 23, and other basic configurations are the same as those of the antenna device 101 and the non-contact transmission device 201 shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B).

図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示したスイッチＳＷ１，ＳＷ２はそれぞれＳＰＤＴ型のスイッチであったが、本実施形態のスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１はそれぞれＳＰＳＴ型のスイッチである。このように、切替回路２のスイッチ回路構成は幾つかの構成を採り得る。スイッチは、スイッチの回路構成に合わせて適切な数だけ配置すればよい。   Although the switches SW1 and SW2 shown in FIGS. 1A and 1B are SPDT type switches, the switches SW11, SW12, and SW21 of the present embodiment are SPST type switches, respectively. Thus, the switch circuit configuration of the switching circuit 2 can take several configurations. An appropriate number of switches may be arranged according to the circuit configuration of the switch.

また、電力伝送システムが、ＬＦ帯、特に１００ｋＨｚから２００ｋＨｚの付近の周波数で用いられ、ＮＦＣシステムが、ＨＦ帯、特に１３．５６ＭＨｚ付近の周波数で用いられる場合には、キャパシタ２３と第１コイルアンテナ１とにより構成される共振ループによる電力伝送システムの影響が小さいため、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１は省略してもよい。   When the power transmission system is used in the LF band, particularly in the vicinity of 100 kHz to 200 kHz, and the NFC system is used in the HF band, particularly in the vicinity of 13.56 MHz, the capacitor 23 and the first coil antenna are used. The switches SW11, SW12, and SW21 may be omitted because the influence of the power transmission system by the resonance loop constituted by 1 is small.

《第３の実施形態》
図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３および非接触伝送装置２０３の回路図である。<< Third Embodiment >>
7A and 7B are circuit diagrams of the antenna device 103 and the non-contact transmission device 203 according to the third embodiment.

アンテナ装置１０３は、第１コイルアンテナ１、第２コイルアンテナ２２、および切替回路２を備える。切替回路２はインダクタ１３Ａ，１３Ｂおよびキャパシタ２３で構成されている。インダクタ１３Ａ，１３Ｂは、電力伝送システム用回路１１と第１コイルアンテナ１との間にシリーズに接続されていて、キャパシタ２３は第１コイルアンテナ１の両端間に接続されている。図１（Ａ）（Ｂ）、図６（Ａ）（Ｂ）に示した例とは異なり、本実施形態におけるキャパシタ２３は切替回路２の構成要素である。その他の基本構成は図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示したアンテナ装置１０１および非接触伝送装置２０１と同じである。   The antenna device 103 includes a first coil antenna 1, a second coil antenna 22, and a switching circuit 2. The switching circuit 2 includes inductors 13A and 13B and a capacitor 23. The inductors 13 </ b> A and 13 </ b> B are connected in series between the power transmission system circuit 11 and the first coil antenna 1, and the capacitor 23 is connected between both ends of the first coil antenna 1. Unlike the examples shown in FIGS. 1A and 1B and FIGS. 6A and 6B, the capacitor 23 in the present embodiment is a component of the switching circuit 2. Other basic configurations are the same as those of the antenna device 101 and the non-contact transmission device 201 shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B).

本実施形態においては、電力伝送システム（第１非接触伝送システム）で使用される第１周波数帯の中心周波数は６．７８ＭＨｚであり、ＮＦＣシステム（第２非接触伝送システム）で使用される第２周波数帯の中心周波数は１３．５６ＭＨｚである。つまり、第１周波数帯は第２周波数帯よりも低い。したがって、インダクタ１３Ａ，１３Ｂのインピーダンスは第１周波数帯よりも第２周波数帯で大きくなる。また、キャパシタ２３のインピーダンスは第２周波数帯よりも第１周波数帯で大きくなる。   In the present embodiment, the center frequency of the first frequency band used in the power transmission system (first contactless transmission system) is 6.78 MHz, and the first frequency band used in the NFC system (second contactless transmission system). The center frequency of the two frequency bands is 13.56 MHz. That is, the first frequency band is lower than the second frequency band. Therefore, the impedances of the inductors 13A and 13B are larger in the second frequency band than in the first frequency band. Further, the impedance of the capacitor 23 is larger in the first frequency band than in the second frequency band.

図７（Ａ）は、電力伝送システム（第１非接触伝送システム）における回路の動作を示している。電力伝送システム用回路には、インダクタ１３Ａ，１３Ｂおよび第１コイルアンテナ１に介して６．７８ＭＨｚ帯の電流が流れる。この状態で、インダクタ１３Ａ，１３Ｂは低インピーダンスであるので、電力伝送システム用回路１１から視て、アンテナ装置１０３が不必要に高インピーダンスにならず、第１コイルアンテナ１は電力伝送システム用アンテナコイルとして用いられる。また、この状態で、キャパシタ２３は高インピーダンスであるので、第１コイルアンテナ１に接続されたキャパシタ２３は電力伝送システムに悪影響を与えない。   FIG. 7A shows the operation of the circuit in the power transmission system (first contactless transmission system). A current in the 6.78 MHz band flows through the inductors 13A and 13B and the first coil antenna 1 in the power transmission system circuit. In this state, since the inductors 13A and 13B have low impedance, the antenna device 103 does not become unnecessarily high impedance when viewed from the power transmission system circuit 11, and the first coil antenna 1 is the power transmission system antenna coil Used as In this state, since the capacitor 23 has a high impedance, the capacitor 23 connected to the first coil antenna 1 does not adversely affect the power transmission system.

図７（Ｂ）はＮＦＣシステム（第２非接触伝送システム）における回路の動作を示している。第１コイルアンテナ１およびキャパシタ２３による共振ループはＮＦＣシステムの１３．５６ＭＨｚで共振し、この共振ループと第２コイルアンテナ２２とが磁界結合する。この状態で、インダクタ１３Ａ，１３Ｂは高インピーダンスであるので、電力伝送システム用回路１１は実質的に切り離された状態なって、電力伝送システム用回路１１が悪影響を与えることはない。   FIG. 7B shows the circuit operation in the NFC system (second contactless transmission system). A resonance loop formed by the first coil antenna 1 and the capacitor 23 resonates at 13.56 MHz of the NFC system, and the resonance loop and the second coil antenna 22 are magnetically coupled. In this state, since the inductors 13A and 13B have high impedance, the power transmission system circuit 11 is substantially disconnected, and the power transmission system circuit 11 does not have an adverse effect.

本実施形態によれば、図１（Ａ）、図１（Ｂ）等に示したスイッチＳＷ１，ＳＷ２等のスイッチおよびそれを制御する制御部３が不要となり、回路構成が簡素化される。   According to the present embodiment, the switches such as the switches SW1 and SW2 and the control unit 3 for controlling the switches shown in FIGS. 1A and 1B are unnecessary, and the circuit configuration is simplified.

《第４の実施形態》
図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４および非接触伝送装置２０４の回路図である。図１に示したアンテナ装置１０１とは、キャパシタ２３が無い点で異なる。<< Fourth Embodiment >>
8A and 8B are circuit diagrams of the antenna device 104 and the non-contact transmission device 204 according to the fourth embodiment. The antenna device 101 differs from the antenna device 101 shown in FIG.

アンテナ装置１０４は、第１コイルアンテナ１、第２コイルアンテナ２２、切替回路２、および制御部３を備える。切替回路２はスイッチＳＷ１，ＳＷ２を備える。   The antenna device 104 includes a first coil antenna 1, a second coil antenna 22, a switching circuit 2, and a control unit 3. The switching circuit 2 includes switches SW1 and SW2.

図８（Ａ）に示す電力伝送状態（第１状態）のとき、電力伝送システム用回路１１は第１コイルアンテナ１を第１非接触伝送システム用コイルアンテナとして用いる。   In the power transmission state (first state) shown in FIG. 8A, the power transmission system circuit 11 uses the first coil antenna 1 as the first non-contact transmission system coil antenna.

図８（Ｂ）に示すＮＦＣ通信状態（第２状態）のとき、第１コイルアンテナ１は複数ターンの閉ループを構成し、第２非接触伝送システム用の第２コイルアンテナ２２は第１コイルアンテナ１と磁界結合する。   In the NFC communication state (second state) shown in FIG. 8B, the first coil antenna 1 forms a closed loop of a plurality of turns, and the second coil antenna 22 for the second contactless transmission system is the first coil antenna. 1 and magnetic field coupling.

本実施形態のように、共振ループ形成用のキャパシタは必須ではなく、キャパシタがなくても、第１コイルアンテナ１はＮＦＣシステム用のブースターアンテナとして作用する。   As in this embodiment, the capacitor for forming the resonance loop is not essential, and the first coil antenna 1 functions as a booster antenna for the NFC system even without the capacitor.

図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、第４の実施形態に係る別のアンテナ装置１０４Ａおよび非接触伝送装置２０４Ａの回路図である。図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示したアンテナ装置１０４とは、切替回路２の構成が異なる。この切替回路２には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が無く、キャパシタ２３で構成されている。   FIG. 9A and FIG. 9B are circuit diagrams of another antenna device 104A and a non-contact transmission device 204A according to the fourth embodiment. The configuration of the switching circuit 2 is different from the antenna device 104 illustrated in FIGS. 8A and 8B. The switching circuit 2 does not have the switches SW1 and SW2 and is constituted by the capacitor 23.

図９（Ａ）に示すように、電力伝送システム動作時には、キャパシタ２３は電力伝送システムの使用周波数で高インピーダンスとなり、電力伝送システム用回路１１から第１コイルアンテナ１に電流が流れる。   As shown in FIG. 9A, during operation of the power transmission system, the capacitor 23 has a high impedance at the operating frequency of the power transmission system, and a current flows from the power transmission system circuit 11 to the first coil antenna 1.

一方、図９（Ｂ）に示すように、ＮＦＣ動作時には、キャパシタ２３はＮＦＣシステムの使用周波数で低インピーダンスとなる。そのため、第１コイルアンテナ１はＮＦＣシステム用回路２１の第２コイルアンテナ２２と結合して、第１コイルアンテナ１およびキャパシタ２３に電流が流れる。そのため、ＮＦＣシステムで動作する場合に、電力伝送システム用回路から悪影響を受けない。   On the other hand, as shown in FIG. 9B, during NFC operation, the capacitor 23 has a low impedance at the operating frequency of the NFC system. Therefore, the first coil antenna 1 is coupled to the second coil antenna 22 of the NFC system circuit 21, and a current flows through the first coil antenna 1 and the capacitor 23. Therefore, when operating in the NFC system, there is no adverse effect from the power transmission system circuit.

なお、ＮＦＣシステムの使用周波数において、キャパシタ２３と第１コイルアンテナ１とは共振ループを構成してもよいし、共振ループを構成しなくてもよい。   Note that, at the operating frequency of the NFC system, the capacitor 23 and the first coil antenna 1 may form a resonance loop or may not form a resonance loop.

《第５の実施形態》
図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、第５の実施形態に係るアンテナ装置と相手側アンテナとの結合の様子を示す図であり、筐体４０内にアンテナ装置１０５が設けられている。第２コイルアンテナ２２は回路基板３０に実装されている。第１コイルアンテナ１が形成された基材１０は筐体４０の内面に貼付されている。また、筐体４０内には金属フレームやバッテリーパックなどの導電部４が設けられている。<< Fifth Embodiment >>
FIGS. 10A and 10B are views showing a state of coupling between the antenna device according to the fifth embodiment and the counterpart antenna, and the antenna device 105 is provided in the housing 40. . The second coil antenna 22 is mounted on the circuit board 30. The base material 10 on which the first coil antenna 1 is formed is attached to the inner surface of the housing 40. In addition, a conductive portion 4 such as a metal frame or a battery pack is provided in the housing 40.

図１０（Ａ）は、電力伝送状態（第１状態）でのアンテナ装置１０５と電力伝送システムの相手側アンテナとの結合の様子を示す図である。図１０（Ｂ）は、ＮＦＣ通信状態（第２状態）でのアンテナ装置１０５とＮＦＣシステムの相手側アンテナとの結合の様子を示す図である。   FIG. 10A is a diagram illustrating a state of coupling between the antenna device 105 and the counterpart antenna of the power transmission system in the power transmission state (first state). FIG. 10B is a diagram showing a state of coupling between the antenna device 105 and the counterpart antenna of the NFC system in the NFC communication state (second state).

第５の実施形態のアンテナ装置１０５においては、導電部４は第１コイルアンテナ１に対する第２コイルアンテナ２２と同じ側に配置され、第１コイルアンテナ１の平面視で、第１コイルアンテナ１のコイル開口ＣＡに導電部４が重なる。   In the antenna device 105 of the fifth embodiment, the conductive portion 4 is disposed on the same side as the second coil antenna 22 with respect to the first coil antenna 1, and the first coil antenna 1 is seen in plan view of the first coil antenna 1. The conductive portion 4 overlaps the coil opening CA.

本実施形態によれば、導電部４は、図１０（Ａ）に示す磁束φ１に対する第２コイルアンテナ２２のコイル開口を遮蔽する。そのため、導電部４は、磁束φ１が第２コイルアンテナ２２と鎖交しないように作用する。このことにより、第２コイルアンテナ２２と電力伝送システムの相手側アンテナ２１１との不要結合が効果的に低減される。特に、本実施形態では、導電部４の平面の一部である端面ＥＦは第２コイルアンテナ２２の巻回軸と直交している。このことにより、磁束φ１に対する第２コイルアンテナ２２のコイル開口の遮蔽効果が高まり、第２コイルアンテナ２２と電力伝送システムの相手側アンテナ２１１との不要結合が更に効果的に低減される。   According to this embodiment, the conductive part 4 shields the coil opening of the second coil antenna 22 with respect to the magnetic flux φ1 shown in FIG. Therefore, the conductive portion 4 acts so that the magnetic flux φ1 does not interlink with the second coil antenna 22. This effectively reduces unnecessary coupling between the second coil antenna 22 and the counterpart antenna 211 of the power transmission system. In particular, in the present embodiment, the end surface EF that is a part of the plane of the conductive portion 4 is orthogonal to the winding axis of the second coil antenna 22. As a result, the shielding effect of the coil opening of the second coil antenna 22 against the magnetic flux φ1 is enhanced, and unnecessary coupling between the second coil antenna 22 and the counterpart antenna 211 of the power transmission system is further effectively reduced.

一方、ＮＦＣシステムでは、図１０（Ｂ）に示すように、導電部４は第２コイルアンテナ２２と第１コイルアンテナ１との磁界結合を妨害することなく、その結合係数が低下することはない。   On the other hand, in the NFC system, as shown in FIG. 10B, the conductive portion 4 does not interfere with the magnetic field coupling between the second coil antenna 22 and the first coil antenna 1, and the coupling coefficient does not decrease. .

《第６の実施形態》
図１１は第６の実施形態に係る非接触伝送システム３０１の構成を示す図である。この非接触伝送システム３０１は、電力伝送システムの充電台２１０と、ＮＦＣシステムの相手側装置２２０と、非接触伝送装置２０１とで構成される。電力伝送システムの充電台２１０は本発明に係る「電力伝送システムの相手側装置」に相当し、ＮＦＣシステムの相手側装置２２０は本発明に係る「近距離通信システムの相手側装置」に相当する。<< Sixth Embodiment >>
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a contactless transmission system 301 according to the sixth embodiment. The non-contact transmission system 301 includes a charging stand 210 of the power transmission system, a counterpart device 220 of the NFC system, and a non-contact transmission device 201. The charging stand 210 of the power transmission system corresponds to the “partner device of the power transmission system” according to the present invention, and the partner device 220 of the NFC system corresponds to the “partner device of the short-range communication system” according to the present invention. .

非接触伝送装置２０１の構成は第１の実施形態で示した非接触伝送装置２０１と同じである。電力伝送システムの充電台２１０は、電力伝送システム用回路２１２とそれに接続された電力伝送システムの相手側アンテナ２１１とを備える。ＮＦＣシステムの相手側装置２２０は、ＮＦＣシステム用回路２２２と、それに接続されたＮＦＣ通信システムの相手側アンテナ２２１とを備える。   The configuration of the non-contact transmission apparatus 201 is the same as that of the non-contact transmission apparatus 201 shown in the first embodiment. The power transmission system charging stand 210 includes a power transmission system circuit 212 and a counterpart antenna 211 of the power transmission system connected thereto. The counterpart device 220 of the NFC system includes an NFC system circuit 222 and a counterpart antenna 221 of the NFC communication system connected thereto.

非接触伝送装置２０１の第１コイルアンテナ１が充電台２１０の相手側アンテナ２１１に近接する状態で、第１コイルアンテナ１と相手側アンテナ２１１とは磁界結合し、電磁誘導方式または磁界共鳴方式で電力伝送がなされる。この状態で、電力伝送システム用回路１１に接続されている二次電池が充電される。   In a state where the first coil antenna 1 of the non-contact transmission device 201 is close to the counterpart antenna 211 of the charging base 210, the first coil antenna 1 and the counterpart antenna 211 are magnetically coupled to each other by an electromagnetic induction method or a magnetic resonance method. Electric power is transmitted. In this state, the secondary battery connected to the power transmission system circuit 11 is charged.

非接触伝送装置２０１の第１コイルアンテナ１がＮＦＣ通信システムの相手側アンテナ２２１に近接する状態で、第１コイルアンテナ１とＮＦＣ通信システムの相手側アンテナ２２１とは磁界結合し、近距離通信（送受信）がなされる。   In a state where the first coil antenna 1 of the non-contact transmission apparatus 201 is close to the counterpart antenna 221 of the NFC communication system, the first coil antenna 1 and the counterpart antenna 221 of the NFC communication system are magnetically coupled to each other to perform short-range communication ( Send / receive).

なお、相手側装置が電力伝送システムおよびＮＦＣシステムの両方に対応する装置であって、電力伝送システムの相手側アンテナ２１１とＮＦＣ通信システムの相手側アンテナ２２１とが実質的に同じ位置にあってもよい。その場合は、非接触伝送装置２０１の制御部３の制御による切替回路２の切り替えによって、電力伝送システムまたはＮＦＣシステムを選択的に利用できる。   Note that the counterpart device is a device that supports both the power transmission system and the NFC system, and the counterpart antenna 211 of the power transmission system and the counterpart antenna 221 of the NFC communication system are substantially at the same position. Good. In that case, the power transmission system or the NFC system can be selectively used by switching the switching circuit 2 under the control of the control unit 3 of the non-contact transmission apparatus 201.

《他の実施形態》
以上に示した各実施形態では、第１コイルアンテナ１を平面状の基材１０に形成する例を示した第１コイルアンテナ１の形状は平面状に限らず、曲面状であってもよいし、一部が曲面状であってもよい。<< Other embodiments >>
In each of the embodiments described above, the shape of the first coil antenna 1 showing an example in which the first coil antenna 1 is formed on the planar substrate 10 is not limited to a planar shape, and may be a curved surface shape. , A part may be curved.

また、第１コイルアンテナ１は矩形スパイラル状のコイルに限らず、円形スパイラル状、楕円形スパイラル状であってもよい。さらに、コイル導体のパターンは単層に限らず、多層に亘って形成されていてもよい。   The first coil antenna 1 is not limited to a rectangular spiral coil, but may be a circular spiral shape or an elliptical spiral shape. Furthermore, the pattern of the coil conductor is not limited to a single layer, and may be formed over multiple layers.

また、積層体に形成される第２コイルアンテナ２２はヘリカル状に限らず、平面状に形成されたコイルまたは磁性体コアに導線を巻いて構成する巻線型であってもよい。また、チップ部品として形成されていなくてもよい。   Further, the second coil antenna 22 formed in the laminated body is not limited to a helical shape, and may be a winding type configured by winding a conducting wire around a planar coil or magnetic core. Moreover, it does not need to be formed as a chip component.

キャパシタ２３は個別部品として設けることに限らず、導体パターンに生じる容量であってもよい。   The capacitor 23 is not limited to being provided as an individual component, and may be a capacitance generated in a conductor pattern.

本発明の非接触伝送装置は、スマートフォン、ノートＰＣ、タブレット端末などの携帯電子機器以外に、フィーチャーフォン等の携帯電話端末、スマートウォッチやスマートグラス等のウェアラブル端末、カメラ、ゲーム機、玩具等の様々な電子機器に適用できる。   The non-contact transmission device of the present invention is not limited to portable electronic devices such as smartphones, notebook PCs, and tablet terminals, but also includes mobile phone terminals such as feature phones, wearable terminals such as smart watches and smart glasses, cameras, game machines, and toys. Applicable to various electronic devices.

以上に示した各実施形態では、電力伝送システム用回路およびＮＦＣシステム用回路を備えた非接触伝送装置を例示したが、通信規格の異なる２つの近距離通信システムに適用される非接触伝送装置であってもよい。   In each of the embodiments described above, the non-contact transmission apparatus provided with the power transmission system circuit and the NFC system circuit is exemplified, but the non-contact transmission apparatus applied to two short-range communication systems with different communication standards. There may be.

また、２つの非接触伝送システムに限らず、３つ以上の非接触伝送システムに適用されるアンテナ装置、それを備える非接触伝送装置、および非接触伝送システムも同様に構成できる。   In addition to the two contactless transmission systems, an antenna device applied to three or more contactless transmission systems, a contactless transmission apparatus including the antenna device, and a contactless transmission system can be configured in the same manner.

最後に、上述の実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。   Finally, the above embodiment is illustrative in all respects and not restrictive. Modifications and changes can be made as appropriate by those skilled in the art. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the claims. Furthermore, the scope of the present invention includes modifications from the embodiments within the scope equivalent to the claims.

ＣＡ…コイル開口
ＥＦ…端面
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１…スイッチ
１…第１コイルアンテナ
２…切替回路
３…制御部
４…導電部
１０…基材
１１…電力伝送システム用回路（第１非接触伝送システム用回路）
１３Ａ，１３Ｂ…インダクタ
２０…多層基板
２０ａ，２０ｉ…非磁性体シート
２０ｂ〜２０ｈ…磁性体シート
２１…ＮＦＣシステム用回路（第２非接触伝送システム用回路）
２２…第２コイルアンテナ
２２Ｌ…第１線条部
２２Ｕ…第２線条部
２２Ｖ…ビア導体
２３…キャパシタ
３０…回路基板
４０…筐体
１０１〜１０５，１０４Ａ…アンテナ装置
２０１〜２０４，２０４Ａ…非接触伝送装置
２１０…充電台
２１１…電力伝送システムの相手側アンテナ
２１２…電力伝送システム用回路
２２０…ＮＦＣシステムの相手側装置
２２１…ＮＦＣシステムの相手側アンテナ
２２２…ＮＦＣシステム用回路
３０１…非接触伝送システムCA ... Coil opening EF ... End face SW1, SW2, SW11, SW12, SW21 ... Switch 1 ... First coil antenna 2 ... Switching circuit 3 ... Control part 4 ... Conductive part 10 ... Base material 11 ... Circuit for power transmission system (first Circuit for contactless transmission system)
13A, 13B ... inductor 20 ... multilayer substrate 20a, 20i ... nonmagnetic sheet 20b-20h ... magnetic sheet 21 ... circuit for NFC system (second non-contact transmission system circuit)
22 ... 2nd coil antenna 22L ... 1st wire | line part 22U ... 2nd wire | line part 22V ... Via conductor 23 ... Capacitor 30 ... Circuit board 40 ... Housing | casing 101-105,104A ... Antenna apparatus 201-204, 204A ... Non Contact transmission device 210 ... charging stand 211 ... counterpart antenna 212 for power transmission system ... circuit 220 for power transmission system ... counterpart device 221 for NFC system ... counterpart antenna 222 for NFC system ... circuit 301 for NFC system ... contactless transmission system

Claims (11)

第１コイルアンテナと、
両端が第２非接触伝送システム用回路に接続される第２コイルアンテナと、
前記第１コイルアンテナの両端に第１非接触伝送システム用回路を電気的に接続する第１状態と、前記第１コイルアンテナの両端同士を電気的に接続する第２状態とを切り替える切替回路と、を有し、
前記第１状態で前記第１非接触伝送システムでの伝送が行われ、第２状態で前記第２コイルアンテナと前記第１コイルアンテナとが磁界結合して前記第２非接触伝送システムでの伝送が行われることを特徴とする、
アンテナ装置。A first coil antenna;
A second coil antenna having both ends connected to a circuit for a second contactless transmission system;
A switching circuit for switching between a first state in which a first contactless transmission system circuit is electrically connected to both ends of the first coil antenna and a second state in which both ends of the first coil antenna are electrically connected; Have
Transmission in the first contactless transmission system is performed in the first state, and the second coil antenna and the first coil antenna are magnetically coupled in the second state to transmit in the second contactless transmission system. Is performed,
Antenna device. 前記第１コイルアンテナは、平面状のコイルアンテナであり、
前記第２コイルアンテナの巻回軸は前記第１コイルアンテナの巻回軸と直交し、
前記第１コイルアンテナの平面視で、前記第１コイルアンテナの一部は前記第２コイルアンテナと重なる、請求項１に記載のアンテナ装置。The first coil antenna is a planar coil antenna,
A winding axis of the second coil antenna is orthogonal to a winding axis of the first coil antenna;
The antenna device according to claim 1, wherein a part of the first coil antenna overlaps with the second coil antenna in a plan view of the first coil antenna. 前記第２状態で、前記第１コイルアンテナの両端同士はキャパシタを介して接続され、前記第１コイルアンテナと前記キャパシタとで、前記第２非接触伝送システムで使用される第２周波数帯に共振する共振ループが構成される、請求項１または２に記載のアンテナ装置。   In the second state, both ends of the first coil antenna are connected via a capacitor, and the first coil antenna and the capacitor resonate with a second frequency band used in the second contactless transmission system. The antenna device according to claim 1, wherein a resonant loop is configured. 前記切替回路を制御する制御部を備える、請求項１から３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 3, further comprising a control unit that controls the switching circuit. 前記第１非接触伝送システムで使用される第１周波数帯は、前記第２非接触伝送システムで使用される第２周波数帯よりも低く、
前記切替回路は、前記第１非接触伝送システム用回路と前記第１コイルアンテナとの間にシリーズに接続されたインダクタ、および前記第１コイルアンテナの両端間に接続されたキャパシタを有する、請求項１から４のいずれかに記載のアンテナ装置。The first frequency band used in the first contactless transmission system is lower than the second frequency band used in the second contactless transmission system,
The switching circuit includes an inductor connected in series between the first contactless transmission system circuit and the first coil antenna, and a capacitor connected between both ends of the first coil antenna. The antenna device according to any one of 1 to 4. 前記第１コイルアンテナに対する前記第２コイルアンテナと同じ側に配置された導電部材を更に備え、
前記第１コイルアンテナは第１のコイル開口を有し、
前記第２コイルアンテナは第２のコイル開口を有し、
前記導電部材の少なくとも一部は前記第１コイルアンテナの平面視で前記第１のコイル開口に重なり、
前記導電部材は、前記第２のコイル開口の平面視で、前記第２のコイル開口の少なくとも一部に重なる、
請求項１から５のいずれかに記載のアンテナ装置。A conductive member disposed on the same side as the second coil antenna with respect to the first coil antenna;
The first coil antenna has a first coil opening;
The second coil antenna has a second coil opening;
At least a part of the conductive member overlaps the first coil opening in a plan view of the first coil antenna,
The conductive member overlaps at least a part of the second coil opening in a plan view of the second coil opening;
The antenna device according to claim 1. 前記導電部材は、前記第２コイルアンテナの巻回軸が交差する位置に配置されている、請求項６に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 6, wherein the conductive member is disposed at a position where winding axes of the second coil antenna intersect. 請求項１から７のいずれかに記載のアンテナ装置と、当該アンテナ装置に接続される前記第１非接触伝送システム用回路および前記第２非接触伝送システム用回路と、を備えた非接触伝送装置。   A contactless transmission device comprising: the antenna device according to claim 1; and the first contactless transmission system circuit and the second contactless transmission system circuit connected to the antenna device. . 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近距離通信システムである、請求項８に記載の非接触伝送装置。   The contactless transmission apparatus according to claim 8, wherein the first contactless transmission system is a power transmission system, and the second contactless transmission system is a short-range communication system. 前記第１非接触伝送システム用回路は電力伝送システムの受電用回路であり、前記第２非接触伝送システム用回路は近距離通信システムの送受信用回路である、請求項９に記載の非接触伝送装置。   The contactless transmission according to claim 9, wherein the first contactless transmission system circuit is a power receiving circuit of a power transmission system, and the second contactless transmission system circuit is a transmission / reception circuit of a short-range communication system. apparatus. 請求項９または１０に記載の非接触伝送装置と、
前記第１コイルアンテナと磁界結合する、前記電力伝送システムの相手側アンテナを備える前記電力伝送システムの相手側装置と、
前記第１コイルアンテナと磁界結合する、前記近距離通信システムの相手側アンテナを備える前記近距離通信システムの相手側装置と、
を備える非接触伝送システム。The contactless transmission device according to claim 9 or 10,
A counterpart device of the power transmission system comprising a counterpart antenna of the power transmission system that is magnetically coupled to the first coil antenna;
A counterpart device of the short-range communication system comprising a counterpart antenna of the short-range communication system that is magnetically coupled to the first coil antenna;
A contactless transmission system comprising:
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