KR20150072429A

KR20150072429A - 전자 기기 및 코일 모듈

Info

Publication number: KR20150072429A
Application number: KR1020157012611A
Authority: KR
Inventors: 가쯔히사 오리하라; 노리오 사이또; 아끼히로 후꾸다; 히로유끼 료손; 마사요시 간노
Original assignee: 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2015-06-29
Also published as: TW201417402A; JP6099352B2; US20160013555A1; JP2014082687A; US9711856B2; KR102067549B1; WO2014061702A1; TWI611631B; EP2911242A4; EP2911242A1; CN104737370B; CN104737370A

Abstract

양호한 통신 특성을 발휘하는 코일 모듈이 내장된 전자 기기를 제공한다. 코일 모듈(1)이 내장된 전자 기기에 있어서, 코일 모듈(1)은, 면 형상으로 권회된 루프 코일(5)과, 자성 재료에 의해 형성되고, 루프 코일(5)의 일부와 중첩되는 시트 형상의 자성 시트(4)를 구비하고, 자성 시트(4)는, 적어도 루프 코일(5)의 중심으로부터 일측에 배치되어 있다.

Description

전자 기기 및 코일 모듈{ELECTRONIC DEVICE AND COIL MODULE}

본 발명은 루프 코일과 자성 시트를 구비한 코일 모듈이 내장된 전자 기기에 관한 것이다. 본 출원은, 일본에 있어서 2012년 10월 17일에 출원된 일본 특허 출원 번호 제2012-230267호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 출원을 참조함으로써, 본 출원에 원용된다.

최근의 무선 통신 기기에 있어서는, 전화 통신용 안테나, GPS용 안테나, 무선 LAN/BLUETOOTH(등록 상표)용 안테나, 나아가서는 RFID(Radio Frequency Identification)와 같은 복수의 RF 안테나가 탑재되어 있다. 이들에 더하여, 비접촉 충전의 도입에 수반하여, 전력 전송용의 루프 코일도 탑재되도록 되어 왔다. 비접촉 충전 방식에서 사용되는 전력 전송 방식에는, 전자기 유도 방식, 전파 수신 방식, 자기 공명 방식 등을 들 수 있다. 이들은, 모두 1차측 코일과 2차측 코일간의 전자기 유도나 자기 공명을 이용한 것이며, 예를 들어 비접촉 충전의 Qi 규격이나 RFID의 NFC(Near Field Communication) 규격에서는, 전자기 유도를 이용하고 있다.

안테나 모듈은, 확실하게 통신을 행하기 위해, 리더 라이터 등의 발신기로부터의 어느 값 이상의 자속을 안테나 코일에서 받을 필요가 있다. 이를 위해, 종래예에 따른 안테나 모듈에서는, 휴대 전화기의 하우징에 루프 코일을 설치하고, 이 코일에서 리더 라이터로부터의 자속을 받고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 휴대 단말 장치에 내장하는 루프 안테나의 특성을 향상시키는 방법으로서, 내장 배터리의 주위에 가요성 케이블이나 플랫 케이블을 배치하는 방법이 제안되어 있다.

일본 특허 출원 공개 제2005-303541호 공보

상기 특허문헌 1에 기재된 발명은, 하우징 내의 간극에 안테나를 배치하므로, 그 형상을 일정하게 하는 것이 곤란해지고, 인덕턴스의 변화량이 커지므로, 공진 주파수의 변동이 크다고 하는 문제가 있었다.

특히, 가요성 케이블로 안테나를 형성한 경우에는, 상기 특허문헌 1에 기재된 발명에서는, 배선간의 분포 용량을 조정하는 것이 곤란하므로, 공진 주파수의 조정에 막대한 공정수가 필요해진다고 하는 문제가 있었다.

또한, 루프 코일은, 루프 코일을 통과하는 리더 라이터로부터의 자속이, 코일의 도선이 일방향으로 주회하는 루프 코일의 일측과 코일의 도선이 타방향으로 주회하는 루프 코일의 타측에서, 반대 방향의 전류를 발생시켜, 효율적으로 결합시킬 수 없다고 하는 문제도 발생한다.

본 발명은 이러한 실정에 비추어 제안된 것이며, 양호한 통신 특성을 실현 가능한 코일 모듈이 내장된 전자 기기, 및 코일 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 전자 기기는, 코일 모듈이 내장된 전자 기기에 있어서, 상기 코일 모듈은, 면 형상으로 권회된 루프 코일과, 자성 재료에 의해 형성되고, 상기 루프 코일의 일부와 중첩되는 시트 형상의 자성 시트를 구비하고, 상기 자성 시트는, 상기 루프 코일의 적어도 중심으로부터 일측에 배치되어 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 코일 모듈은, 전자 기기 하우징의 내부에 배치된 내부 구조물에 일부를 중첩시켜 배치되는 코일 모듈로서, 상기 코일 모듈은, 면 형상으로 권회된 루프 코일과, 자성 재료에 의해 형성되고, 상기 루프 코일의 일부와 중첩되는 시트 형상의 자성 시트를 구비하고, 상기 자성 시트는, 상기 루프 코일의 적어도 중심으로부터 일측에 배치되어 있는 것이다.

본 발명에 따르면, 코일 모듈은, 자성 시트가 루프 코일의 중심으로부터 일측에 중첩되어 있으므로, 당해 일측에 있어서 효율적으로 자속을 인입함과 함께, 타측에 있어서의 발전 효율을 낮춰, 당해 일측에서 발생하는 전류와 반대 방향의 전류량을 상대적으로 낮게 할 수 있다. 이에 의해, 코일 모듈은, 양호한 통신 특성을 구비한다.

도 1은 본 발명이 적용된 코일 모듈을 도시하는 사시도이다.
도 2a는 본 발명이 적용된 코일 모듈을 도시하는 평면도이며, 도 2b는 단면도이다.
도 3은 본 발명이 적용된 전자 기기의 내부를 도시하는 사시도이다.
도 4는 본 발명이 적용된 전자 기기의 내부를 도시하는 단면도이다.
도 5는 무선 통신 시스템의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 6은 비교예에 따른 코일 모듈을 도시하는 평면도이다.
도 7은 비교예의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 8은 비교예의 결합 계수와 리더 라이터의 이동 거리의 상관을 나타내는 그래프이다.
도 9는 실시예에 따른 코일 모듈을 도시하는 평면도이다.
도 10은 실시예의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 11은 실시예의 결합 계수와 리더 라이터의 이동 거리의 상관을 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명이 적용된 전자 기기에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태만으로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 변경이 가능한 것은 물론이다. 또한, 도면은 모식적인 것이며, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 다른 경우가 있다. 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작하여 판단해야 할 것이다. 또한, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수의 관계나 비율이 다른 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.

[안테나 장치의 구성]

본 발명이 적용된 전자 기기는, 예를 들어 휴대 전화 등의 휴대형 전자 기기이며, 코일 모듈(1)이 내장되어 있다. 코일 모듈(1)은, 근거리 무선 통신 기능을 실현하는 것이다. 구체적으로, 본 발명이 적용된 코일 모듈(1)은, 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, NFC 등의 RFID용의 모듈이며, 자성 재료에 의해 형성된 시트 형상의 자성 시트(4)와, 자성 시트(4)가 접착되는, 면 형상으로 권회된 스파이럴 코일 형상의 안테나 코일(5)을 구비한다.

자성 시트(4)는, 예를 들어 NiZn계 페라이트의 소결체로 이루어진다. 자성 시트(4)는, 미리 얇게 시트 형상으로 도포한 페라이트 입자를 고온 환경하에서 소결시킴으로써 시트화하고, 그 후, 소정의 형상으로 형 빼기함으로써 형성된다. 혹은, 자성 시트(4)는, 미리 최종 형상과 동일한 형상으로 페라이트 입자를 시트 형상으로 도포하고, 소결함으로써 형성할 수도 있다. 그 밖에, 자성 시트(4)는, 직사각형 단면을 가진 형에, 페라이트 입자를 채우고, 평면에서 볼 때 직사각 형상의 직육면체에 페라이트 입자를 소결하고, 이 소결체를 얇게 슬라이스함으로써, 소정의 형상을 얻을 수도 있다.

또한, 자성 시트(4)는, 연자성 분말로 이루어지는 자성 입자와 결합재로서의 수지를 포함하고 있어도 된다.

또한, 자성 입자는, 페라이트 등의 산화물 자성체, 센더스트, 퍼멀로이 등의 Fe계, Co계, Ni계, Fe-Ni계, Fe-Co계, Fe-Al계, Fe-Si계, Fe-Si-Al계, Fe-Ni-Si-Al계 등의 결정계, 미결정계 자성체, 혹은 Fe-Si-B계, Fe-Si-B-C계, Co-Si-B계, Co-Zr계, Co-Nb계, Co-Ta계 등의 아몰퍼스 금속 자성체의 입자를 사용할 수 있다.

그 중에서도, NFC 등의 RFID용 안테나 모듈에 사용되는 자성 시트(4)는, 자성 재료로서 상술한 NiZn계 페라이트가 적절하게 사용된다.

결합재는, 열, 자외선 조사 등에 의해 경화되는 수지 등을 사용할 수 있다. 결합재로서는, 예를 들어 에폭시 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 우레아 수지, 불포화 폴리에스테르 등의 수지, 혹은 실리콘 고무, 우레탄 고무, 아크릴 고무, 부틸 고무, 에틸렌프로필렌 고무 등의 주지의 재료를 사용할 수 있다. 또한, 결합재는, 상술한 수지 또는 고무에, 난연제, 반응 조정제, 가교제 또는 실란 커플링제 등의 표면 처리제를 적량 첨가해도 된다.

또한, 자성 시트(4)는, 단일의 자성 재료로 구성하는 경우만으로 한정하지 않고, 2종류 이상의 자성 재료를, 혼합하여 사용해도 되고, 혹은 다층으로 적층하여 형성해도 된다. 또한, 자성 시트(4)는, 동일한 자성 재료여도 되고, 자성 입자의 입경 및／또는 형상을 복수 선택하여 혼합해도 되고, 혹은 다층으로 적층하여 형성해도 된다.

안테나 코일(5)은, 폴리이미드 등에 의한 플렉시블 기판(7)에 Cu박 등으로 이루어지는 도전 패턴이 스파이럴 코일 형상으로 형성되어 이루어진다. 플렉시블 기판(7)은, 대략 직사각 형상으로 형성되고, 외측 테두리를 따라 대략 직사각 형상으로 주회하는 안테나 코일(5)이 형성되어 있다.

자성 시트(4)는, 플렉시블 기판(7)의 일면(7a) 상에, 접착제층(6)을 통해 중첩되어 있다. 접착제층(6)은, 접착제나 접착 테이프 등 공지의 것을 사용할 수 있다. 또한, 자성 시트(4)는, 안테나 코일(5)의 적어도 일부와 중첩된다. 이에 의해, 코일 모듈(1)은, 자속을 안테나 코일(5)에 효율적으로 인입하고, 리더 라이터와 유도 결합에 의해 자기적으로 결합되고, 변조된 전자파를 수신한다. 수신 신호는, 안테나 코일(5)과 연속된 단자부를 통해 메모리에 공급된다.

[본원 구성]

여기서, 자성 시트(4)는, 플렉시블 기판(7)의 형상에 따라 대략 직사각 형상으로 형성되고, 적어도 안테나 코일(5)의 중심으로부터 폭 방향의 일측에 중첩되어 있다. 이에 의해, 코일 모듈(1)은, 자성 시트(4)가 중첩된 폭 방향의 일측에 있어서, 자성 시트(4)가 중첩되어 있지 않은 폭 방향의 타측에 비해, 결합 효율이 향상된다.

여기서, 코일 모듈(1)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 안테나 코일(5)을 통과하는 리더 라이터로부터의 자속 F가, 코일의 도선이 일방향으로 주회하는 안테나 코일(5)의 일측과 코일의 도선이 타방향으로 주회하는 안테나 코일(5)의 타측에서, 반대 방향의 전류를 발생시켜, 효율적으로 결합시킬 수 없다.

그러나, 코일 모듈(1)은, 자성 시트(4)가 안테나 코일(5)의 중심으로부터 폭 방향의 일측에 중첩되어 있으므로, 당해 일측에 있어서 효율적으로 자속을 인입함과 함께, 폭 방향의 타측에 있어서의 발전 효율을 낮춰, 당해 일측에서 발생하는 전류와 반대 방향의 전류량을 상대적으로 낮게 할 수 있다. 이에 의해, 코일 모듈(1)은, 양호한 통신 특성을 구비할 수 있다.

또한, 자성 시트(4)는, 안테나 코일(5)의 권회 중심으로부터 폭 방향의 일측에 일부라도 중첩되어 있으면, 상술한 효과를 발휘할 수 있지만, 당해 일측의 전체 영역과 중첩되어 있는 것이 바람직하다.

이 코일 모듈(1)은, 전자 기기의 하우징 내에 내장될 때에, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 안테나 코일(5)의 일부가 전자 기기 하우징의 내부 구조물(10)과 중첩되는 중첩부(1a)와 내부 구조물(10)의 주면부(10a)로부터 외측으로 돌출되는 돌출부(1b)를 갖는다.

여기서, 내부 구조물(10)은, 통신을 행하는 리더 라이터와 대향하는 주면부(10a)를 갖고, 시트 형상의 코일 모듈(1)은, 이 주면부(10a)에 중첩되어 배치되는 것으로 한다. 즉, 코일 모듈(1)은, 안테나 코일(5)이 형성된 플렉시블 기판(7)이, 전자 기기 하우징 내에 설치된 배터리 캔 등의 내부 구조물(10)과 일부가 중첩됨과 함께, 이 내부 구조물(10)의 외측 테두리부로부터 외측으로 돌출되도록 배치된다. 이에 의해, 코일 모듈(1)은, 안테나 코일(5)도, 일부가 내부 구조물(10)과 중첩됨과 함께, 다른 일부가 내부 구조물(10)과 중첩되지 않게 된다.

이 자성 시트(4)는, 이 안테나 코일(5)의 내부 구조물(10)과 중첩되는 면측의, 안테나 코일(5)의 내부 구조물(10)과 중첩되지 않는 일측에 중첩되는 것이 바람직하다. 특히, 내부 구조물(10)이, 배터리 캔 등의 금속체인 경우, 코일 모듈(1)은, 내부 구조물(10)과 중첩되는 안테나 코일(5)의 폭 방향의 타측에 있어서, 자계 성분이 금속체와 간섭(결합)하고, 안테나 코일(5)의 인덕턴스가 실질적으로 감소하므로, 공진 주파수가 시프트해 버릴 우려나, 또한 인덕턴스의 실질적 감소에 의해, 수신 감도가 저하된다. 한편, 코일 모듈(1)은, 자성 시트(4)가 중첩되는 안테나 코일(5)의 폭 방향의 일측에서는, 금속체와의 간섭도 없고, 또한 상술한 바와 같이 효율적으로 자속을 인입할 수 있다.

이에 의해, 코일 모듈(1)은, 중첩부(1a)에 있어서의 결합을 억제하여, 돌출부(1b)에 있어서 발생하는 전류와 반대 방향의 전류량을 상대적으로 낮게 함과 함께, 자성 시트(4)에 의해 중첩부(1a)로부터 돌출부(1b)로 자속을 유도시키고, 돌출부(1b)에 있어서의 결합을 촉진시켜, 통신 특성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 코일 모듈(1)은, 돌출부(1b)에 설치되어 있는 자성 시트(4)가 배터리 캔 등의 내부 구조물(10)과 중첩되지 않으므로, 이 전자 기기 하우징 내에 있어서, 코일 모듈(1)은, 안테나 코일(5)이 형성된 플렉시블 기판(7)만이 내부 구조물(10)과 중첩되고, 자성 시트(4)는 중첩되지 않는다. 따라서, 전자 기기 하우징은, 내부 구조물(10)의 두께 방향에 있어서, 자성 시트(4) 및 접착제층의 두께만큼, 박형화를 도모할 수 있다.

[다른 구성 1]

또한, 코일 모듈(1)은, 안테나 코일(5)의 중심으로부터 타측의 전체 영역이, 내부 구조물(10)과 중첩되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 코일 모듈(1)은, 안테나 코일(5)의 당해 타측에 있어서의 전류량을 가능한 한 작게 할 수 있다. 즉, 안테나 코일(5)의 일측에 있어서의 전류와 반대 방향의 전류를 가능한 한 작게 할 수 있다.

[다른 구성 2]

또한, 코일 모듈(1)은, 안테나 코일(5)의 중심이, 내부 구조물(10)의 외측 테두리부에 맞추어 설치되고, 자성 시트(4)가, 안테나 코일(5)의 내부 구조물(10)과 중첩되는 면측의 내부 구조물(10)과 중첩되지 않는 위치, 즉, 돌출부(1b)에 설치되는 것이 바람직하다.

이에 의해, 자성 시트(4)가 접착된 안테나 코일(5)의 일측은, 금속체의 영향을 받지 않고, 또한 자성 시트(4)에 의해 효율적으로 자속을 인입할 수 있다.

[근거리 무선 통신 시스템]

다음으로, 코일 모듈(1)에 의한 근거리 무선 통신 기능에 대해 설명한다. 예를 들어 도 5에 도시하는 바와 같이, 코일 모듈(1)은, 예를 들어 휴대 전화기(30)의 하우징(20) 내부에 내장되고, 코일 모듈(1)은, RFID용의 무선 통신 시스템(40)으로서 사용된다.

무선 통신 시스템(40)은, 리더 라이터(41)가, 코일 모듈(1)과 함께 휴대 전화기(30)에 내장된 메모리 모듈(42)에 대해 액세스하는 것이다. 여기서, 코일 모듈(1)과 리더 라이터(41)는, 3차원 직교 좌표계 xyz의 xy 평면에 있어서 서로 대향하도록 배치되어 있는 것으로 한다.

리더 라이터(41)는, xy 평면에 있어서 서로 대향하는 코일 모듈(1)의 안테나 코일(5)에 대해, z축 방향으로 자계를 발신하는 발신기로서 기능하고, 구체적으로는, 안테나 코일(5)을 향해 자계를 발신하는 안테나(43)와, 메모리 모듈(42)과 통신을 행하는 제어 기판(44)을 구비한다.

즉, 리더 라이터(41)는, 안테나(43)와 전기적으로 접속된 제어 기판(44)이 배치되어 있다. 이 제어 기판(44)에는, 하나 또는 복수의 집적 회로 칩 등의 전자 부품을 포함하는 제어 회로가 실장되어 있다. 이 제어 회로는, 안테나 코일(5)을 통해 메모리 모듈(42)로부터 수신된 데이터에 기초하여, 각종 처리를 실행한다. 예를 들어, 제어 회로는, 메모리 모듈(42)에 대해 데이터를 송신하는 경우, 데이터를 부호화하고, 부호화한 데이터에 기초하여, 소정의 주파수(예를 들어, 13.56㎒)의 반송파를 변조하고, 변조한 변조 신호를 증폭하고, 증폭한 변조 신호로 안테나(43)를 구동한다. 또한, 제어 회로는, 메모리 모듈(42)로부터 데이터를 판독하는 경우, 안테나(43)에서 수신된 데이터의 변조 신호를 증폭하고, 증폭한 데이터의 변조 신호를 복조하고, 복조한 데이터를 복호한다. 또한, 제어 회로에서는, 일반적인 리더 라이터에서 사용되는 부호화 방식 및 변조 방식이 사용되고, 예를 들어 맨체스터 부호화 방식이나 ASK(Amplitude Shift Keying) 변조 방식이 사용되고 있다.

코일 모듈(1)은, 안테나 코일(5)이, 리더 라이터(41)로부터 발신되는 자계를 받아 리더 라이터(41)와 유도 결합하여, 휴대 전화기(30)에 내장된 기억 매체인 메모리 모듈(42)에 신호를 공급한다.

안테나 코일(5)은, 리더 라이터(41)로부터 발신되는 자계를 받으면, 리더 라이터(41)와 유도 결합에 의해 자기적으로 결합되고, 변조된 전자파를 수신하여, 단자부(8a, 8b)를 통해 수신 신호를 메모리 모듈(42)에 공급한다.

메모리 모듈(42)은, 안테나 코일(5)에 흐르는 전류에 의해 구동되고, 리더 라이터(41)와의 사이에서 통신을 행한다. 구체적으로, 메모리 모듈(42)은, 수신된 변조 신호를 복조하고, 복조한 데이터를 복호하여, 복호한 데이터를, 당해 메모리 모듈(42)이 갖는 내부 메모리에 기입한다. 또한, 메모리 모듈(42)은, 리더 라이터(41)에 송신하는 데이터를 내부 메모리로부터 판독하고, 판독한 데이터를 부호화하고, 부호화한 데이터에 기초하여 반송파를 변조하고, 유도 결합에 의해 자기적으로 결합된 안테나 코일(5)을 통해 변조된 전파를 리더 라이터(41)에 송신한다.

이상, 본 발명에 따른 코일 모듈(1)로서, RFID용의 안테나 모듈에 적용한 경우를 예로 설명하였지만, 본 발명은 RFID용의 안테나 모듈 외에도, 예를 들어 Qi 등의 비접촉 충전용의 모듈이나 그 밖의 안테나 모듈에 적용해도 된다.

실시예

이어서, 본 발명이 적용된 코일 모듈(1)과 종래의 코일 모듈을 비교한 실시예에 대해 설명한다. 실시예 및 비교예 모두, 도 7 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 코일 모듈을 리더 라이터에 대향시켜 배치하고, 서서히 리더 라이터를 도 7 및 도 10 중 화살표 Y축 방향으로 이동시켰을 때의 k값의 변화를 시뮬레이션으로 구하였다.

<비교예>

비교예에 따른 코일 모듈(50)은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 플렉시블 기판의 외측 테두리를 따라 형성된 안테나 코일(51)과, 안테나 코일(51)에 자속을 인입하는 자성 시트(53)를 갖고, 자성 시트(53)가 안테나 코일(5)의 중심에 삽입되어 있다. 또한, 코일 모듈(50)은, 내부 구조물(10)로 간주한 금속판(55)에, 서로 대향하는 길이 방향의 측부 테두리부의 일측을 인접시켜 배치되고, 금속판(55)과 함께 리더 라이터(41)와 대향된다.

자성 시트(4)는, 안테나 코일(51)과 대략 동일한 폭을 갖고, 안테나 코일(51)의 대략 전체 영역에 걸쳐 중첩되어 있다. 또한, 자성 시트(4)는, 안테나 코일(51)의 중심보다도 금속판(55)측에 있어서, 자성 시트(4)가 리더 라이터(41)측에 배치되고, 안테나 코일(51)의 중심보다도 금속판(55)과 반대측에 있어서, 안테나 코일(51)이 리더 라이터(41)측에 배치된다.

이 코일 모듈(50)과 리더 라이터(41)를 대향시킨 소정의 위치로부터, 리더 라이터(41)와 코일 모듈(50)의 상대적인 위치 관계를 변화시켰을 때의 통신 특성에 대해 평가하였다.

구체적인 평가 조건으로서는, 다음과 같이 하였다. 즉, 리더 라이터(41)의 안테나(43)는, xy축 방향으로 규정되는 외형이 70㎜×70㎜이며 1.5㎜ 피치의 2권취 코일로 하였다. 또한, 코일 모듈(50)의 안테나 코일(51)은, xy축 방향으로 규정되는 외형이 30㎜×10㎜이며 1㎜ 피치의 4권취의 코일이다. 코일 모듈(50)의 자성 시트(53)는, 비투자율 120이며, 두께 0.2㎜의 페라이트 시트를 보호 필름으로 덮은 것을 사용하고, 안테나 코일(51)의 전면에 걸쳐 접착제층을 통해 접착하였다.

금속판은, xy축 방향으로 규정되는 외형이 100㎜×50㎜이며 두께 1.0㎜의 스테인리스이다. 또한, 금속판(55)과 안테나 코일(51)의 거리는 1.0㎜이다.

또한, z축 방향으로 규정되는, 리더 라이터(41)의 안테나(43)로부터 안테나 코일(51)까지의 거리는 40㎜로 하였다.

여기서, 리더 라이터(41)와 안테나 코일(51)의 상대적인 위치 관계를 나타내는 값으로서, 다음의 a를 사용하였다. 즉, a는, 리더 라이터(41)의 안테나(43)의 중심을 지나는 z축 방향의 축선(43a)과 금속판(55)의 중심을 지나는 z축 방향의 축선(55a)을 상정하였을 때에, 양 축선(43a, 55a)이 일치한 위치를 0(㎜)으로 하고, 여기서부터, 도 7 중 화살표 Y 방향 및 화살표 Y 반대 방향으로 리더 라이터(41)를 이동시켰을 때의, 양 축선(43a, 55a)간의 거리이다.

이상과 같은 조건하에서, a의 값을 －30㎜로부터 ＋30㎜까지 변화시켰을 때의, 안테나 코일(51)의 결합 계수를 시뮬레이션으로 구하였다. 결합 계수의 변화를 도 8에 나타낸다.

<실시예>

본 실시예에서는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 안테나 코일(5)의 중심보다도 일측에 자성 시트(4)가 접착된 코일 모듈(1)을 사용하였다. 코일 모듈(1)은, 안테나 코일(5)의 중심보다도 타측이, 금속판(55) 상에 중첩되는 중첩부(1a)로 되고, 안테나 코일(5)의 중심이 금속판(55)의 외측 테두리부에 맞추어 배치되고, 안테나 코일(5)의 중심보다도 일측이 금속판(55)으로부터 돌출되는 돌출부(1b)로 되어 있다. 또한, 자성 시트(4)는, 안테나 코일(5)의 중심보다도 일측의 돌출부(1b)의 전체 영역에 접착되어 있다.

그리고, 본 실시예에 있어서도, 코일 모듈(1)과 리더 라이터(41)를 대향시켜, 리더 라이터(41)와 코일 모듈(1)의 상대적인 위치 관계를 변화시켰을 때의 통신 특성에 대해 평가하였다.

구체적인 평가 조건은, 리더 라이터(41), 금속판(55), 리더 라이터(41)의 안테나(43)로부터 안테나 코일(5)까지의 거리에 대해서는, 상술한 비교예와 동일하다. 코일 모듈(1)의 안테나 코일(5)은, xy축 방향으로 규정되는 외형이 30㎜×20㎜이며 1.5㎜ 피치의 4권취 코일로 하였다. 자성 시트(4)는, 비교예에 따른 자성 시트(52)와 동일한 비투자율 120, 두께 0.2㎜, xy축 방향으로 규정되는 외형이 30㎜×10㎜의 페라이트 시트를 보호 필름으로 덮은 것을 사용하고, 코일 모듈(1)의 돌출부(1b)에 접착제층을 통해 접착하였다.

리더 라이터(41)와 안테나 코일(5)의 상대적인 위치 관계를 나타내는 값으로서는, 비교예와 마찬가지로, 리더 라이터(41)의 안테나(43)의 중심을 지나는 z축 방향의 축선(43a)과 금속판(55)의 중심을 지나는 z축 방향의 축선(55a)을 상정하였을 때에, 양 축선(43a, 55a)이 일치한 위치를 0(㎜)으로 하고, 여기서부터, 도 10 중 화살표 Y축 방향 및 화살표 Y축 반대 방향으로 리더 라이터(41)를 이동시켰을 때의, 양 축선(43a, 55a)간의 거리 a를 사용하였다.

이상과 같은 조건하에서, a의 값을 －30㎜로부터 ＋30㎜까지 변화시켰을 때의, 안테나 코일(5)의 결합 계수를 시뮬레이션으로 구하였다. 결합 계수의 변화를 도 11에 나타낸다. 실시예에 의하면, 비교예에 비해 결합 계수가 향상되어 있는 것을 알 수 있다. 이것은, 안테나 코일(5)의 사이즈가 큰 점에서, 비교예에 비해 실시예는 유리한 것에도 의존하지만, 적어도 실시예는 비교예와 동등 이상의 결합 계수를 갖는다고 할 수 있다.

이것은, 실시예에 따른 코일 모듈(1)에 의하면, 자성 시트(4)가 접착된 안테나 코일(5)의 일측에 있어서의 전류와 반대 방향의 전류량이 억제됨과 함께, 자성 시트(4)에 의해 자속을 효율적으로 인입할 수 있기 때문이다.

즉, 실시예에 따른 구성에 의하면, 양호한 통신 특성을 실현할 수 있다. 또한 실시예에서는, 금속판(55)에 자성 시트(4)가 중첩되지 않고 전자 기기 하우징의 두께 방향으로 박형화를 도모할 수 있어, 협소화된 스페이스에도 탑재 가능한 코일 모듈을 사용한 전자 기기를 제공할 수 있다.

1 : 코일 모듈
1a : 중첩부
1b : 돌출부
4 : 자성 시트
5 : 안테나 코일
6 : 접착제층
7 : 플렉시블 기판
10 : 내부 구조물
10a : 주면부
20 : 전자 기기 하우징
20a : 측벽
30 : 휴대 전화기
40 : 무선 통신 시스템
41 : 리더 라이터
42 : 메모리 모듈
43 : 안테나
44 : 제어 기판
45 : 배터리 캔
45a : 주면부

Claims

코일 모듈이 내장된 전자 기기에 있어서,
상기 코일 모듈은,
면 형상으로 권회된 루프 코일과, 자성 재료에 의해 형성되고, 상기 루프 코일의 일부와 중첩되는 시트 형상의 자성 시트를 구비하고,
상기 자성 시트는, 상기 루프 코일의 적어도 중심으로부터 일측에 배치되어 있는 전자 기기.
제1항에 있어서,
상기 자성 시트는, 상기 루프 코일의 상기 일측의 전체 영역과 중첩되어 있는 전자 기기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 코일 모듈은, 상기 루프 코일이, 하우징의 내부 구조물과 중첩되는 위치로부터 상기 내부 구조물과 중첩되지 않는 위치에 걸쳐 배치되어 있는 전자 기기.
제3항에 있어서,
상기 자성 시트는, 상기 내부 구조물과 중첩되지 않는 전자 기기.
제3항에 있어서,
상기 코일 모듈은, 상기 루프 코일의 중심으로부터 타측이, 상기 내부 구조물과 중첩되어 있는 전자 기기.
제4항에 있어서,
상기 코일 모듈은, 상기 루프 코일의 중심으로부터 타측이, 상기 내부 구조물과 중첩되어 있는 전자 기기.
제5항에 있어서,
상기 코일 모듈은, 상기 루프 코일의 중심이, 상기 내부 구조물의 외측 테두리부에 맞추어 설치되어 있는 전자 기기.
제6항에 있어서,
상기 코일 모듈은, 상기 루프 코일의 중심이, 상기 내부 구조물의 외측 테두리부에 맞추어 설치되어 있는 전자 기기.
제3항에 있어서,
상기 내부 구조물은, 금속체인 전자 기기.
전자 기기 하우징의 내부에 배치된 내부 구조물에 일부를 중첩시켜 배치되는 코일 모듈로서,
상기 코일 모듈은,
면 형상으로 권회된 루프 코일과, 자성 재료에 의해 형성되고, 상기 루프 코일의 일부와 중첩되는 시트 형상의 자성 시트를 구비하고,
상기 자성 시트는, 상기 루프 코일의 적어도 중심으로부터 일측에 배치되어 있는 코일 모듈.
제10항에 있어서,
상기 자성 시트는, 상기 루프 코일의 상기 일측의 전체 영역과 중첩되어 있는 코일 모듈.