KR20150085050A - 복합 코일 모듈 및 전자 기기 - Google Patents

복합 코일 모듈 및 전자 기기 Download PDF

Info

Publication number
KR20150085050A
KR20150085050A KR1020157015851A KR20157015851A KR20150085050A KR 20150085050 A KR20150085050 A KR 20150085050A KR 1020157015851 A KR1020157015851 A KR 1020157015851A KR 20157015851 A KR20157015851 A KR 20157015851A KR 20150085050 A KR20150085050 A KR 20150085050A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coil
module
antenna
loop
magnetic sheet
Prior art date
Application number
KR1020157015851A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101942149B1 (ko
Inventor
노리오 사이토
히로유키 료손
가츠히사 오리하라
Original Assignee
데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 filed Critical 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Publication of KR20150085050A publication Critical patent/KR20150085050A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101942149B1 publication Critical patent/KR101942149B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H01Q7/06Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop with core of ferromagnetic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24Inductive coupling
    • H04B5/26Inductive coupling using coils
    • H04B5/263Multiple coils at either side

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 복합 코일 모듈의 루프 코일끼리 중첩한 경우에도 손실을 저감하는 것이다. 제1 자성 시트(4)와, 제1 자성 시트(4) 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제1 루프 코일(5)을 구비한 제1 코일 모듈(2)과, 제2 자성 시트(6)와, 제2 자성 시트(6) 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제2 루프 코일(7)을 구비한 제2 코일 모듈(3)을 갖고, 제1 코일 모듈(2)과 제2 코일 모듈(3)이 적층됨과 함께, 제1 루프 코일(5)의 적어도 최내주의 코일 패턴과 제2 루프 코일(7)이 중첩되고, 상기 제1 루프 코일의 상기 제2 루프 코일과 중첩되는 상기 최내주의 코일 패턴의 선 폭은 1㎜ 이하이다.

Description

복합 코일 모듈 및 전자 기기 {MULTI-COIL MODULE AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 복수의 코일 모듈을 갖는 복합 코일 모듈에 관한 것으로, 특히 하나의 루프 코일과 다른 루프 코일의 적어도 일부가 중첩된 복합 코일 모듈 및 전자 기기에 관한 것이다. 본 출원은 일본에서 2012년 11월 15일에 출원된 일본 특허 출원 번호 특원 제2012-251543호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이고, 이 출원을 참조함으로써, 본 출원에 원용된다.
근년의 무선 통신 기기에 있어서는, 전화 통신용 안테나, GPS용 안테나, 무선 랜/블루투스(LAN/BLUETOOTH)(등록상표)용 안테나, 또한 RFID(Radio Frequency Identification)라는 복수의 RF 안테나가 탑재되어 있다. 이들 외에, 비접촉 충전의 도입에 수반하여, 전력 전송용 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 코일 사이의 전자기 유도나 자기 공명을 이용한 것이고, 예를 들어 비접촉 충전의 Qi 규격이나 RFID의 NFC(Near Field Communication) 규격에서는 전자기 유도를 이용하고 있다.
일본 특허 공개 제2008-35464호 공보
전자기 유도를 이용한 근거리 무선 통신 시스템에 있어서는, 리더 라이터측의 안테나 모듈과, 리더 라이터로부터 발신된 자계를 받아 발생한 전류에 의해 구동되는 트랜스폰더측의 안테나 모듈 사이에서, 안테나 코일의 크기가 크게 다른 경우, 통신하지 못할 우려가 있다.
예를 들어, IC 태그가 부착된 포스터 등에 리더 라이터가 되는 휴대 전화를 댐으로써, 그 포스터의 정보(쿠폰ㆍ지도ㆍ캠페인 안내 등)를 취득하는 경우, IC 태그에 내장된 안테나 코일은 한변이 2㎝인 사각형 정도의 크기인 것에 비해, 휴대 전화에 내장된 안테나 코일은 한변이 4㎝인 사각형 정도로 크다. 구체적으로, NFC용 안테나 모듈에 있어서, 휴대 전화나 스마트폰에 탑재되는 안테나 코일의 외경은 60㎜×50㎜인 것에 비해, IC 태그 등에 내장되는 소형의 안테나 코일의 외경은 20㎜×25㎜ 정도이다.
여기서, 휴대 전화측의 안테나 모듈로부터 발신되는 자계는 안테나 코일의 근처에서 빽빽하게 되고, 안테나 코일로부터 멀어질수록 자속 밀도가 성기게 된다. IC 태그측의 안테나 모듈로부터 발신되는 자계도 마찬가지이다. 그리고, 근거리 무선 통신에서는, 통신을 행하는 안테나 모듈을 거의 밀착시켜 행한다. 그로 인해, 도 16a에 도시한 바와 같이, 통신을 행하는 상호의 안테나 코일의 내외경 차가 작은 경우에는 문제가 없지만, 도 16b에 도시한 바와 같이, 통신을 행하는 상호의 안테나 코일의 내외경 차가 커지면, 한쪽이 발신한 자속 F가 다른 쪽에 도달하지 않아, 유도 결합을 하지못할 우려가 있다.
그로 인해, 휴대 전화측의 안테나 모듈의 안테나 패턴이 IC 태그측의 안테나 모듈의 안테나 패턴에 근접하도록, 휴대 전화측의 안테나 모듈의 안테나 패턴의 피치나 선 폭을 크게 하여 안테나 코일의 내경을 작게 하는 방법도 제안되어 있다.
한편, 전자 기기의 소형화, 고기능화에 수반하여, 휴대 단말 기기 등의 전자 기기에 상술한 바와 같은 복수의 안테나를 탑재하는 데 할당되는 공간은 극히 작아지고 있다. 따라서, RFID용 안테나 코일과 비접촉 충전용 충전 코일을 동일 공간에 탑재하기 위해, 안테나 모듈의 소형화, 박형화, 나아가 복수의 코일 모듈의 복합화, 집적화의 요구가 강해지고 있다.
예를 들어, 도 17에 도시하는 복합 코일 모듈(100)은 RFID용 안테나 모듈(101)과, 비접촉 충전용 충전 모듈(102)이 적층 일체화되어 있다. RFID용 안테나 모듈(101)은 각각, 자속 집속용 자성 시트(103)와, 도선을 와권상(渦卷狀)으로 권회하여 형성된 나선형 코일상의 안테나 코일(104)을 갖는다. 자성 시트(103)는 한 면에, 나선형 코일상으로 형성된 안테나 코일(104)이 부착되어 있다.
또한 충전 모듈(102)도 마찬가지로, 자속 수렴용 자성 시트(105)와, 도선을 와권상으로 권회하여 형성된 나선형 코일상의 충전 코일(106)을 갖는다. 또한, 자성 시트(105)는 한 면에, 나선형 코일상으로 형성된 충전 코일(106)이 부착되어 있다. 그리고, 복합 코일 모듈(100)은 안테나 모듈(101)의 안테나 코일(104)의 내주측에 충전 모듈(102)이 중첩됨으로써 일체화되어 있다.
여기서, 이와 같은 복합 코일 모듈(100)에 있어서, RFID용 안테나 코일(104)의 피치나 선 폭을 크게 취함으로써 내경을 작게 한 경우, 도 18에 도시한 바와 같이, RFID용 안테나 코일(104)과, 비접촉 충전용 충전 코일(106)끼리 중첩된다. 그로 인해, 예를 들어 비접촉 충전용 충전 코일(106)에 의해 자속을 받으려고 한 경우, RFID용 안테나 코일(104)도 자계를 받음으로써, 와전류가 발생하는 것에 의한 손실이 발생하고, 또한 와전류에 의해 자속을 되튕겨 버린다. 따라서, 충전 코일(106)에 도달하는 자속이 적어져 버리고, 그로 인해 자성 시트의 대형화 등의 대책이 필요해진다. 또한, 안테나 코일(104)도 와전류의 발생에 수반하여 발열하여, 복합 코일 모듈(100)이나 그 주위의 구조물에 열충격을 미칠 우려도 있다.
따라서, 본 발명은 복합 코일 모듈에 있어서, 루프 코일끼리 중첩한 경우에도 양호하게 유도 결합되는 복합 코일 모듈 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 복합 코일 모듈은 제1 자성 시트와, 상기 제1 자성 시트 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제1 루프 코일을 구비한 제1 코일 모듈과, 제2 자성 시트와, 상기 제2 자성 시트 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제2 루프 코일을 구비한 제2 코일 모듈을 갖고, 상기 제1 코일 모듈과 상기 제2 코일 모듈이 적층됨과 함께, 상기 제1 루프 코일의 적어도 최내주의 코일 패턴과 상기 제2 루프 코일이 중첩되고, 상기 제1 루프 코일의 상기 제2 루프 코일과 중첩되는 상기 최내주의 코일 패턴의 선 폭은 1㎜ 이하이다.
또한, 본 발명에 따른 전자 기기는 기기 하우징 내에 복합 코일 모듈이 탑재된 전자 기기이며, 상기 복합 코일 모듈은 제1 자성 시트와, 상기 제1 자성 시트 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제1 루프 코일을 구비한 제1 코일 모듈과, 제2 자성 시트와, 상기 제2 자성 시트 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제2 루프 코일을 구비한 제2 코일 모듈을 갖고, 상기 제1 코일 모듈과 상기 제2 코일 모듈이 적층됨과 함께, 상기 제1 루프 코일의 적어도 최내주의 코일 패턴과 상기 제2 루프 코일이 중첩되고, 상기 제1 루프 코일의 상기 제2 루프 코일과 중첩되는 상기 최내주의 코일 패턴의 선 폭은 1㎜ 이하이다.
또한, 본 발명에 따른 복합 코일 모듈은 제1 자성 시트와, 상기 제1 자성 시트 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제1 루프 코일을 구비한 제1 코일 모듈과, 제2 자성 시트와, 상기 제2 자성 시트 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제2 루프 코일을 구비한 제2 코일 모듈을 갖고, 상기 제1 코일 모듈과 상기 제2 코일 모듈이 적층됨과 함께, 상기 제1 루프 코일의 적어도 최내주의 코일 패턴과 상기 제2 루프 코일이 중첩되고, 상기 제1 루프 코일의 상기 제2 루프 코일과 중첩되는 상기 최내주의 코일 패턴의 선 폭은 당해 최내주보다 외측의 코일 패턴의 선 폭보다 좁다.
또한, 본 발명에 따른 기기 하우징 내에 복합 코일 모듈이 탑재된 전자 기기는, 상기 복합 코일 모듈은 제1 자성 시트와, 상기 제1 자성 시트 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제1 루프 코일을 구비한 제1 코일 모듈과, 제2 자성 시트와, 상기 제2 자성 시트 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제2 루프 코일을 구비한 제2 코일 모듈을 갖고, 상기 제1 코일 모듈과 상기 제2 코일 모듈이 적층됨과 함께, 상기 제1 루프 코일의 적어도 최내주의 코일 패턴과 상기 제2 루프 코일이 중첩되고, 상기 제1 루프 코일의 상기 제2 루프 코일과 중첩되는 상기 최내주의 코일 패턴의 선 폭은 당해 최내주보다 외측의 코일 패턴의 선 폭보다 좁다.
본 발명에 따르면, 제1 루프 코일의 제2 루프 코일과 중첩되는 최내주의 안테나 패턴의 선 폭을 1㎜ 이하로 하고 있으므로, 제2 루프 코일에 의해 자속을 받으려고 한 경우에, 제2 루프 코일과 중첩되는 최내주의 코일 패턴에 있어서 와전류의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 와전류의 발생에 의한 손실을 줄이고, 또한 최내주의 코일 패턴의 와전류에 의해 자속을 되튕겨 효율적으로 충전할 수 없는 사태나, 와전류의 발생에 의한 최내주의 코일 패턴의 발열로 주위에 열충격이 미치는 것을 방지할 수 있다.
[도 1] 도 1은 본 발명이 적용된 복합 코일 모듈을 도시하는 도면이고, 편의상, 비접촉 충전 모듈을 투과하여 나타내고 있다.
[도 2] 도 2는 무선 통신 시스템을 도시하는 개념도이다.
[도 3] 도 3은 안테나 코일의 내경과, IC 태그측의 소형 안테나 코일의 외경의 차를 도시하는 평면도이다.
[도 4] 도 4는 안테나 패턴의 선 폭과, 안테나 패턴에 흐르는 와전류의 값의 관계를 나타내는 그래프이다.
[도 5] 도 5는 좌우변의 안테나 패턴의 선 폭 및 피치를 고정하고, 상하변의 안테나 패턴의 선 폭 및 피치를 가변으로 하는 복합 코일 모듈을 도시하는 평면도이고, 비접촉 충전 모듈을 투과하여 나타낸다.
[도 6] 도 6은 상하좌우의 전체 변의 안테나 패턴의 선 폭 및 피치를 동등하게 가변으로 하는 경우의 복합 코일 모듈을 도시하는 평면도이고, 비접촉 충전 모듈을 투과하여 나타낸다.
[도 7] 도 7은 최내주의 안테나 패턴의 선 폭을 고정하고, 그 외측의 안테나 패턴의 선 폭을 가변으로 하는 복합 코일 모듈을 도시하는 평면도이고, 비접촉 충전 모듈을 투과하여 나타낸다.
[도 8] 도 8은 최내주의 안테나 패턴만 폭을 1㎜로 고정하고 외주 패턴의 폭을 가변으로 한 안테나 모듈과, 내외주에 걸쳐서 동등하게 폭을 가변으로 한 안테나 모듈에 있어서의 와전류와 패턴 폭의 관계를 나타내는 그래프이다.
[도 9] 도 9는 최내주의 안테나 패턴의 폭을 1㎜로 고정하고 외주 패턴의 폭을 동등하게 가변으로 한 복합 코일 모듈을 도시하는 평면도이고, 비접촉 충전 모듈을 투과하여 나타낸다.
[도 10] 도 10은 최내주의 안테나 패턴의 폭을 1㎜로 고정하고 외주 패턴의 폭을 동등하게 가변으로 한 안테나 모듈과, 전체 둘레에 걸쳐서 패턴 폭을 동등하게 가변으로 한 안테나 모듈에 있어서의 와전류와 패턴 폭의 관계를 나타내는 그래프이다.
[도 11] 도 11은 안테나 코일의 비접촉 충전 코일과 중첩하는 변에 있어서의 안테나 패턴에 슬릿을 형성한 복합 코일 모듈을 도시하는 평면도이고, 비접촉 충전 모듈을 투과하여 나타낸다.
[도 12] 도 12는 슬릿을 복수 형성한 복합 코일 모듈을 도시하는 평면도이고, 비접촉 충전 모듈을 투과하여 나타낸다.
[도 13] 도 13은 슬릿의 개수와 와전류와의 관계를 나타내는 그래프이다.
[도 14] 도 14는 각 동일 직경의 1매의 자성 시트와 안테나 코일과 비접촉 충전 코일을 구비하는 복합 코일 모듈을 도시하는 평면도이다.
[도 15] 도 15는 비접촉 충전 시스템을 도시하는 개념도이다.
[도 16] 도 16은 안테나 코일의 내외경의 차이에 의한 통신 성능을 설명하기 위한 도면으로, 도 16a는 내외경 차가 작아 통신 가능한 상태를 나타내며, 도 16b는 내외경 차가 커 통신 불가능한 상태를 나타낸다.
[도 17] 도 17은 안테나 모듈과 비접촉 충전 모듈이 적층된 복합 코일 모듈을 도시하는 도면이다.
[도 18] 도 18은 안테나 모듈과 비접촉 충전 모듈이 적층된 복합 코일 모듈에 있어서, 안테나 코일의 내경을 작게 하고, 비접촉 충전 코일과 중첩한 상태를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명이 적용된 복합 코일 모듈 및 전자 기기에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태만으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 변경이 가능한 것은 물론이다. 또한, 도면은 모식적인 것으로, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 다른 경우가 있다. 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작하여 판단해야 하는 것이다. 또한, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수 관계나 비율이 다른 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.
본 발명이 적용된 복합 코일 모듈(1)은 휴대형의 전자 기기에 조립되는 것이며, 근거리 무선 통신 기능과 비접촉 충전 기능의 양쪽을 실현하는 것이다. 구체적으로, 본 발명이 적용된 복합 코일 모듈(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이 제1 코일 모듈이 되는 안테나 모듈(2)과, 안테나 모듈(2)의 내측에 설치되어 제2 코일 모듈이 되는 비접촉 충전 모듈(3)을 갖는다. 안테나 모듈(2)은 NFC 등의 RFID용 모듈이고, 자성 재료에 의해 형성된 시트상의 제1 자성 시트(4)와, 제1 자성 시트(4) 위에 설치되며, 면상으로 권회된 나선형 코일상의 안테나 코일(5)을 구비한다. 또한, 비접촉 충전 모듈(3)은 Qi 등의 비접촉 충전용 모듈이고, 자성 재료에 의해 형성된 시트상의 제2 자성 시트(6)와, 제2 자성 시트(6) 위에 설치되며, 면상으로 권회된 나선형 코일상의 비접촉 충전 코일(7)을 구비한다.
[안테나 모듈]
제1 자성 시트(4)는, 예를 들어 NiZn계 페라이트의 소결체를 포함한다. 제1 자성 시트(4)는 미리 얇게 시트상으로 도포한 페라이트 입자를 고온 환경 하에서 소결시킴으로써 시트화하고, 그 후, 소정의 형상으로 탈형함으로써 형성된다. 또는, 제1 자성 시트(4)는, 미리 최종 형상과 동일 형상으로 페라이트 입자를 시트상으로 도포하고, 소결함으로써 형성할 수도 있다. 그 밖에, 제1 자성 시트(4)는 직사각형 단면을 가진 형틀에, 페라이트 입자를 채워 넣고, 평면에서 볼 때 직사각형상의 직육면체에 페라이트 입자를 소결하고, 이 소결체를 얇게 슬라이스함으로써, 소정의 형상을 얻을 수도 있다.
또한, 제1 자성 시트(4)는 연자성 분말을 포함하는 자성 입자와 결합재로서의 수지를 포함하고 있을 수도 있다.
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, 미세 결정계 자성체, 또는 Fe-Si-B계, Fe-Si-B-C계, Co-Si-B계, Co-Zr계, Co-Nb계, Co-Ta계 등의 비정질 금속 자성체의 입자를 사용할 수 있다.
그 중에서도, NFC 등의 RFID용 안테나 모듈(2)에 사용되는 제1 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, 또는 실리콘 고무, 우레탄 고무, 아크릴 고무, 부틸 고무, 에틸렌프로필렌 고무 등의 주지의 재료를 사용할 수 있다. 또한, 결합재에는 상술한 수지 또는 고무에, 난연제, 반응 조정제, 가교제 또는 실란 커플링제 등의 표면 처리제를 적당량 첨가할 수도 있다.
또한, 제1 자성 시트(4)는 단일의 자성 재료로 구성되는 경우로만 한정되지 않고, 2종류 이상의 자성 재료를 혼합하여 사용할 수도 있고, 또는 다층으로 적층하여 형성할 수도 있다. 또한, 제1 자성 시트(4)는 동일한 자성 재료일 수도 있고, 자성 입자의 입경 및/또는 형상을 복수 선택하여 혼합할 수도 있으며, 또는 다층으로 적층하여 형성할 수도 있다.
안테나 코일(5)은 폴리이미드 등에 의한 플렉시블 기판에 Cu박 등을 포함하는 도전 패턴이 나선형 코일상으로 형성되어 이루어진다. 또한, 안테나 코일(5)은 대략 직사각형상의 외경을 갖고, 서로 대향하는 한쪽의 2변(5a, 5b)에 있어서의 패턴간의 피치는 좁고, 한쪽의 2변과 직교하는 다른 쪽의 2변(5c, 5d)에 있어서의 패턴간의 피치가 넓게 형성되어 있다. 또한, 이하의 설명에서는 서로 대향하는 한쪽의 2변(5a, 5b)을 좌변(5a), 우변(5b)으로 하고, 서로 대향하는 다른 쪽의 2변(5c, 5d)을 상변(5c), 하변(5d)으로 한다.
이에 의해, 안테나 코일(5)은 상변(5c), 하변(5d)을 따라 형성된 안테나 패턴 중 적어도 최내주의 안테나 패턴이, 후술하는 비접촉 충전 모듈(3)의 비접촉 충전 코일(7)과 중첩되어 있다. 또한, 좌변(5a), 우변(5b)을 따라 형성된 안테나 패턴도 마찬가지로 최내주의 안테나 패턴이 비접촉 충전 코일(7)과 중첩되어 있지만, 반드시 중첩되어 있을 필요는 없다.
자성 시트(4)는 안테나 코일(5)의 외경 이상의 외경을 갖고, 또한 개구부(2a)를 갖고 있다. 이 개구부(2a)에는 후술하는 비접촉 충전 모듈(3)을 배치할 수 있다. 개구부(2a)에 비접촉 충전 모듈(3)이 배치됨으로써, 복합 코일 모듈(1)은 제1 자성 시트(4)의 두께에 상당하는 두께만큼 박형화를 도모할 수 있다. 또한, 안테나 모듈(2)은 자성 시트(4)를, 좌변(5a), 우변(5b)을 따라 형성된 안테나 패턴과만 중첩시킬 수도 있다. 이에 의해, 안테나 모듈(2)은 한 쌍의 자성 시트(4) 사이에, 자성 시트(4)가 설치되어 있지 않은 공극부가 형성되고, 이 공극부에 비접촉 충전 모듈(3)을 배치할 수 있다.
[근거리 무선 통신 시스템]
다음에, 안테나 모듈(2)에 의한 근거리 무선 통신 기능에 대해 설명한다. 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같이, 복합 코일 모듈(1)은, 예를 들어 휴대 전화(60)의 하우징(61) 내부에 조립되고, 안테나 모듈(2)은 RFID용 무선 통신 시스템(70)으로서 사용된다.
무선 통신 시스템(70)은 리더 라이터(71)가, 안테나 모듈(2)과 함께 휴대 전화(60)에 조립된 메모리 모듈(73)에 대해 액세스하는 것이다. 여기서, 안테나 모듈(2)과 리더 라이터(71)는 3차원 직교 좌표계 xyz의 xy 평면에 있어서 서로 대향하도록 배치되어 있는 것으로 한다.
리더 라이터(71)는 xy 평면에 있어서 서로 대향하는 안테나 모듈(2)의 안테나 코일(5)에 대해, z축 방향으로 자계를 발신하는 발신기로서 기능하고, 구체적으로는 안테나 코일(5)을 향해 자계를 발신하는 안테나(72)와, 메모리 모듈(73)과 통신을 행하는 제어 기판(74)을 구비한다.
즉, 리더 라이터(71)는 안테나(72)와 전기적으로 접속된 제어 기판(74)이 배치되어 있다. 이 제어 기판(74)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(73)로부터 수신된 데이터에 기초하여, 각종 처리를 실행한다. 예를 들어, 제어 회로는 메모리 모듈(73)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(72)를 구동한다. 또한, 제어 회로는 메모리 모듈(73)로부터 데이터를 판독하는 경우, 안테나(72)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.
안테나 모듈(2)은 안테나 코일(5)이 리더 라이터(71)로부터 발신되는 자계를 받아 리더 라이터(71)와 유도 결합하고, 휴대 전화(60)에 조립된 기억 매체인 메모리 모듈(73)에 신호를 공급한다.
안테나 코일(5)은 리더 라이터(71)로부터 발신되는 자계를 받으면, 리더 라이터(71)와 유도 결합에 의해 자기적으로 결합되어, 변조된 전자파를 수신하고, 단자부(8a, 8b)를 통해 수신 신호를 메모리 모듈(73)에 공급한다.
메모리 모듈(73)은 안테나 코일(5)에 흐르는 전류에 의해 구동되고, 리더 라이터(71) 사이에서 통신을 행한다. 구체적으로, 메모리 모듈(73)은 수신된 변조 신호를 복조하고, 복조한 데이터를 복호하고, 복호한 데이터를, 당해 메모리 모듈(73)이 갖는 내부 메모리에 기입한다. 또한, 메모리 모듈(73)은 리더 라이터(71)에서 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(71)로 송신한다.
[리더 라이터 기능]
또한, 안테나 모듈(2)은 리더 라이터로서도 기능하고, 예를 들어 IC 태그를 구비한 포스터나 전기 제품에 휴대 전화(60)를 댐으로써, 그 포스터의 정보(쿠폰ㆍ지도ㆍ캠페인 안내 등)를 취득하거나, 전기 제품의 정보(소비 전력이나 각종 설정 상태 등)를 취득하거나, 또는 설정의 변경 등을 행한다. 이 경우, 안테나 모듈(2)은 휴대 전화(60)에 조립된 배터리 팩(81)으로부터 전력이 공급됨으로써 리더 라이터로서 기능한다. 리더 라이터인 안테나 모듈(2)과 IC 태그의 근거리 무선 통신은 상술한 리더 라이터(71)와 안테나 모듈(2)의 통신과 마찬가지이다.
여기서, IC 태그에 설치된 안테나 코일은 휴대 전화(60)에 조립된 안테나 모듈(2)의 안테나 코일(5)보다 작다. 예를 들어, 안테나 코일(5)의 외경이 60㎜×50㎜인 것에 비해, NFC 규격에 있어서의 IC 태그 등에 조립되는 소형의 안테나 코일의 외경은 20㎜×25㎜이다.
상술한 바와 같이, 휴대 전화측의 안테나 모듈로부터 발신되는 자계는 안테나 코일의 근처에서 빽빽하게 되고, 안테나 코일로부터 멀어질수록 자속 밀도가 성기게 된다. IC 태그측의 안테나 모듈로부터 발신되는 자계도 마찬가지이다. 그리고, 근거리 무선 통신에서는 휴대 전화(60)를 IC 태그에 댐으로써, 안테나 모듈(2)과 IC 태그측의 안테나 코일의 거리를 수㎜까지 밀착시켜 행한다. 그로 인해, 통신을 행하는 안테나 코일(5)의 내경과, IC 태그측의 소형 안테나 코일의 외경의 내외경 차가 커지면, 한쪽이 발신한 자속이 다른 쪽에 도달하지 않아, 유도 결합을 하지못할 우려가 있다(도 16 참조).
그로 인해, 휴대 전화(60)측의 안테나 모듈(2)은 도 3에 도시한 바와 같이, 안테나 코일(5)의 내경이 IC 태그측의 안테나 모듈의 소형 안테나 코일(20)의 외경에 근접하도록, 상변(5c), 하변(5d)에 형성된 안테나 패턴 중 적어도 최내주의 안테나 패턴이 좌변(5a), 우변(5b)에 형성된 안테나 패턴보다 안테나 코일(5)의 중심측에 형성되어 있다. 이에 의해, 안테나 코일(5)을 IC 태그측의 안테나 코일의 패턴에 근접시킬 수 있어, 소형의 안테나 코일(20)과도 통신을 행할 수 있다.
[안테나 코일의 폭]
또한, 이에 의해 안테나 코일(5)은 상변(5c), 하변(5d)에 형성된 안테나 패턴 중 적어도 최내주의 안테나 패턴이 비접촉 충전 모듈(3)의 비접촉 충전 코일(7)과 중첩된다. 이때, 도 1에 도시한 바와 같이, 안테나 코일(5)은 비접촉 충전 코일(7)과 중첩되는 최내주의 안테나 패턴의 선 폭 W를, 최내주보다 외측의 안테나 패턴의 선 폭 이하로 한다. 구체적으로, 안테나 코일(5)은 최내주의 안테나 패턴의 선 폭 W를 1㎜ 이하로 한다.
이에 의해, 비접촉 충전 코일(7)에 의해 자속을 받으려고 한 경우에, 비접촉 충전 코일(7)과 중첩되는 최내주의 안테나 패턴에 있어서 와전류의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 와전류의 발생에 의한 손실을 줄이고, 또한 최내주의 안테나 패턴의 와전류에 의해 자속을 되튕겨 효율적으로 충전할 수 없는 사태나, 와전류의 발생에 의한 최내주의 안테나 패턴의 발열로 주위에 열충격이 미치는 것을 방지할 수 있다.
와전류를 작게 하는 데에는, 표피 두께와 동일 정도까지 코일의 선 폭을 좁히는 것이 유효해진다. 이 폭이 되면, 전류가 구리 속을 돌아 흐를 때에 저항이 커져 와전류가 흐르기 어려워지기 때문이다.
도 4는 안테나 코일(5)의 상변(5c), 하변(5d)에 있어서의 안테나 패턴의 선 폭과, 당해 상하변(5c, 5d)에 있어서의 안테나 패턴에 흐르는 와전류의 값의 관계를 나타내는 그래프이다. 구체적인 조건은 120㎑로 송전측의 코일로부터 자계를 발생시키고, 그때의 안테나 코일(5)에 발생하는 와전류를 구하였다.
안테나 코일(5)로서, 도 5에 도시한 바와 같이, 좌변(5a), 우변(5b)의 안테나 패턴의 선 폭을 1㎜로 고정하고, 비접촉 충전 코일(7)과 중첩되는 상변(5c), 하변(5d)의 안테나 패턴의 선 폭 및 피치를 변경하는 타입 1과, 도 6에 도시한 바와 같이, 안테나 패턴이 전체 둘레에 걸쳐서 동일한 선 폭으로 형성되고, 전체 변(5a∼5d)의 안테나 패턴의 선 폭 및 피치를 동등하게 변경하는 타입 2를 준비하였다. 도 4에 도시한 바와 같이, 안테나 패턴의 선 폭을 좁힘에 따라서 와전류의 발생이 억제되어 가고, 선 폭이 1㎜ 이하인 경우, 그 효과가 현저하게 나타나는 것을 알 수 있다.
또한, 안테나 코일(5)은 최내주의 안테나 패턴의 선 폭만을 협폭(1㎜ 이하)으로 할 수도 있다. 최내주의 안테나 패턴의 선 폭을 1㎜로 고정했을 때의, 그 외측에 있어서의 안테나 패턴의 선 폭과 와전류의 관계를 조사하였다. 구체적인 측정 조건은 120㎑로 송전측의 코일로부터 자계를 발생시키고, 그때의 안테나 코일(5)에 발생하는 와전류를 구하였다.
안테나 코일로서, 도 7에 도시한 바와 같이, 좌변(5a), 우변(5b)의 안테나 패턴의 선 폭을 1㎜로 고정하고, 비접촉 충전 코일(7)과 중첩되는 상변(5c), 하변(5d)의 안테나 패턴 중, 최내주의 안테나 패턴의 선 폭을 1㎜로 고정하고, 그 외측의 안테나 패턴의 선 폭을 변경하는 타입 3을 준비하였다. 그리고, 이 타입 3을, 마찬가지로 좌변(5a), 우변(5b)의 안테나 패턴의 선 폭을 1㎜로 고정하고, 비접촉 충전 코일(7)과 중첩되는 상변(5c), 하변(5d)의 안테나 패턴의 선 폭 및 피치를 동등하게 변경하는 타입 1과 대비하였다.
도 8에 도시한 바와 같이, 최내주의 안테나 패턴의 선 폭을 1㎜로 고정하고 외측의 안테나 패턴의 선 폭을 바꾼 타입 3은 상변(5c), 하변(5d)에 있어서의 안테나 패턴의 선 폭을 동등하게 바꾼 타입 1에 비해, 와전류의 억제에 있어서 동등한 효과를 발휘한다. 이는, 안테나 코일(5)의 외주측을 지나는 자속 밀도는 작기 때문에, 와전류의 발생도 약간이 되는 것에 의한다. 즉, 최내주의 안테나 패턴의 선 폭만을 협폭(1㎜ 이하)으로 함으로써도 효과를 발휘하는 것을 알 수 있다.
또한 도 9에 도시한 바와 같이, 비접촉 충전 코일(7)과 중첩되는 최내주의 안테나 패턴의 선 폭을 1㎜로 고정하고, 그 외측의 안테나 패턴이 전체 둘레에 걸쳐서 동일한 선 폭으로 형성되어 있는 타입 4를 준비하고, 이 타입 4를, 안테나 패턴이 전체 둘레에 걸쳐서 동일한 선 폭으로 형성되어 있는 타입 2에 대해, 외측의 안테나 패턴의 선 폭을 바꾸었을 때의 와전류를 조사하였다. 도 10에 도시한 바와 같이, 타입 4는 안테나 패턴이 전체 둘레에 걸쳐서 동일한 선 폭으로 형성되어 있는 타입 2에 비해, 와전류의 억제에 있어서 동등한 효과를 발휘한다. 이는, 안테나 코일(5)의 외주측을 지나는 자속 밀도는 작기 때문에, 와전류의 발생도 약간이 되는 것에 의한다. 이것에 의해서도, 최내주의 안테나 패턴의 선 폭만을 협폭(1㎜ 이하)으로 함으로써도 효과를 발휘하는 것을 알 수 있다.
[슬릿]
또한 안테나 코일(5)은, 도 11에 도시한 바와 같이 상변(5c), 하변(5d)에 있어서의 안테나 패턴의 길이 방향을 따라서 슬릿(10)을 형성할 수도 있다. 슬릿(10)을 형성함으로써도, 폭을 좁혔을 때와 마찬가지로, 슬릿(10)의 형성 영역에 있어서 실질적으로 안테나 패턴의 선 폭을 좁혀 와전류의 발생을 억제할 수 있다. 이로 인해, 안테나 패턴으로서는, 슬릿(10)에 의해 분할된 패턴 폭이 1㎜ 이하가 되는 것이 바람직하다.
슬릿(10)은, 도 11에 도시한 바와 같이 1개의 안테나 패턴에 1개 형성할 수도 있고, 또한 도 12에 도시한 바와 같이 1개의 안테나 패턴에 복수 형성할 수도 있다. 또한, 슬릿(10)은 상변(5c), 하변(5d)에 있어서의 안테나 패턴의 전부에 형성할 수도 있지만, 최내주의 안테나 패턴에만 형성해도 동등한 효과를 발휘한다.
또한, 슬릿(10)은 안테나 코일(5)의 다른 쪽 2변(5c, 5d)에 있어서의 안테나 패턴의 전부에 있어서 동일 폭으로 형성할 수도 있고, 또는 내주측으로부터 외주측에 걸쳐서 점차 폭을 넓힐 수도 있다.
도 13은 안테나 코일(5)의 상변(5c), 하변(5d)에 있어서의 안테나 패턴의 선 폭을, 좌변(5a), 우변(5b)에 있어서의 안테나 패턴의 선 폭보다 굵게 함과 함께, 패턴간의 피치도 크게 한 복합 코일 모듈(1)에 있어서, 상변(5c), 하변(5d)의 안테나 패턴에 형성하는 슬릿(10)의 개수를 바꾸었을 때의, 와전류의 발생 상태를 나타내는 그래프이다.
구체적인 조건은 120㎑로 송전측의 코일로부터 자계를 발생시키고, 그때의 안테나 코일(5)에 발생하는 와전류 밀도를 계산하고, 그 값의 절댓값을 코일 부피로 적분하였다. 이 값을 Ieddy로 한다. 이 값이 크면 코일 내의 열이 커지게 된다. 도 13에 도시한 바와 같이, 슬릿(10)을 형성함으로써 와전류의 발생이 억제되고, 슬릿(10)의 개수가 증가하면, 와전류의 억제 효과가 높아지는 것을 알 수 있다.
또한, 복합 코일 모듈(1)은 도 14에 도시한 바와 같이 1매의 자성 시트(11)와, 이 자성 시트(11)와 중첩되는 안테나 코일(5) 및 비접촉 충전 코일(7)에 의해 형성할 수도 있다. 자성 시트(11)와 안테나 코일(5)은 대략 동일한 형상으로 형성되고, 또한 비접촉 충전 코일(7)은 안테나 코일(5) 및 자성 시트(11)의 외측 테두리에 내접하도록, 대략 동일 직경으로 형성되어 있다.
자성 시트(11)는 안테나 코일(5)과 비접촉 충전 코일(7)의 각각에 자계를 끌어 들인다. 자성 시트(11)의 구성은 상술한 제1 자성 시트(4)나 제2 자성 시트(6)와 마찬가지이다. 또한, 도 14에 도시하는 구성에 있어서도, 안테나 코일(5)은 비접촉 충전 코일(7)과 중첩되는 최내주의 안테나 패턴의 선 폭 W를, 최내주보다 외측의 안테나 패턴의 선 폭 이하로 한다. 구체적으로, 안테나 코일(5)은 최내주의 안테나 패턴의 선 폭 W를 1㎜ 이하로 한다.
도 14에 도시하는 구성에 있어서는, 안테나 코일(5)과 비접촉 충전 코일(7)을 동일 직경으로 형성함과 함께 자성 시트(11)를 공용시킴으로써, 복합 코일 모듈(1)의 전유 면적을 작게 할 수 있다. 또한, 도 14에 도시하는 구성에 있어서도, 비접촉 충전 코일(7)에 의해 자속을 받으려고 한 경우에, 비접촉 충전 코일(7)과 중첩되는 최내주의 안테나 패턴에 있어서 와전류의 발생을 억제할 수 있다.
[비접촉 충전 모듈]
비접촉 충전 모듈(3)은 제1 자성 시트(4)와 다른 자성 재료에 의해 형성된 시트상의 제2 자성 시트(6)와, 제2 자성 시트(6) 위에 설치되며, 면상으로 권회된 나선형 코일상의 비접촉 충전 코일(7)을 구비한다.
제2 자성 시트(6)는 안테나 코일 모듈(2)의 개구부(2a)의 내측에 수용되는 크기로 형성되어 있다. 또한, 제2 자성 시트(6)는 상술한 제1 자성 시트(4)와 마찬가지로, 시트상으로 형성된 자성 입자의 소결체를 포함하고, 예를 들어 MnZn계 페라이트를 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 제2 자성 시트(6)는 NiZn계 페라이트로 형성할 수도 있다. 이 제2 자성 시트(6)는 제1 자성 시트(4)와 마찬가지로 제조할 수 있다.
또한, 제2 자성 시트(6)도 제1 자성 시트(4)와 마찬가지로, 연자성 분말을 포함하는 자성 입자와 결합재로서의 수지를 포함하여 시트상으로 형성할 수도 있다. 또한, 제2 자성 시트(6)는 자성 입자나 결합재도 제1 자성 시트(4)에 사용할 수 있는 상술한 재료를 사용할 수 있다.
또한, 제2 자성 시트(6)는 제1 자성 시트(4)와 마찬가지로, 단일의 자성 재료로 구성하는 경우만으로 한정되지 않고, 2종류 이상의 자성 재료를 혼합하여 사용할 수도 있고, 또는 다층으로 적층하여 형성할 수도 있다. 또한, 제2 자성 시트(6)는 동일한 자성 재료일 수도 있고, 자성 입자의 입경 및/또는 형상을 복수 선택하여 혼합할 수도 있고, 또는 다층으로 적층하여 형성할 수도 있다.
비접촉 충전 코일(7)은 송전 코일로부터 발신되는 자계를 받아 송전 코일과 유도 결합함으로써, 복합 코일 모듈(1)이 조립된 휴대 기기의 배터리에 충전 전류를 공급한다. 비접촉 충전 코일(7)은, 예를 들어 나선형 코일상으로 권회된 도선을 포함한다.
비접촉 충전 코일(7)을 구성하는 도선은 비접촉 충전 모듈(3)을, 예를 들어 5W 정도의 충전 출력 용량을 갖는 비접촉 충전용의 2차측 충전 코일로서 사용하는 경우이며, 120㎑ 정도의 주파수에서 사용될 때에는 0.20∼0.45㎜ 직경의 Cu 또는 Cu를 주성분으로 하는 합금을 포함하는 단선을 사용하는 것이 바람직하다. 또는, 도선은 표피 효과를 저감시키기 위해, 상술한 단선보다 가는 세선을 복수개 묶은 평행선, 편선을 사용할 수도 있고, 두께가 얇은 평각선 또는 편평선을 사용하여 1층 또는 2층의 α권(卷)으로 할 수도 있다. 또한, 비접촉 충전 코일(7)은 전류 용량에 따라, 플렉시블 기판 등의 기판 위에 패턴 형성된 Cu박 등을 사용할 수도 있다.
[비접촉 충전 시스템]
다음에, 비접촉 충전 코일(7)에 의한 비접촉 충전 기능에 대해 설명한다. 예를 들어 도 15에 도시한 바와 같이, 비접촉 충전 코일(7)은, 예를 들어 Qi 규격의 비접촉 충전 시스템(80)으로서 사용된다.
비접촉 충전 시스템(80)은 비접촉 충전 모듈(3)의 비접촉 충전 코일(7)과 접속된 배터리 팩(81)에 대해, 충전 장치(82)에 의해 충전을 행하는 것이다. 여기서, 비접촉 충전 모듈(3)의 비접촉 충전 코일(7)과 충전 장치(82)의 송전 코일(83)은 상술한 안테나 코일(5)과 리더 라이터(71)의 위치 관계와 마찬가지로, 3차원 직교 좌표계 xyz의 xy 평면에 있어서 서로 대향하도록 배치되어 있는 것으로 한다.
충전 장치(82)는 xy 평면에 있어서 서로 대향하는 비접촉 충전 모듈(3)의 비접촉 충전 코일(7)에 대해, z축 방향으로 자계를 발신하는 송전 수단으로서 기능하고, 구체적으로는 비접촉 충전 코일(7)을 향해 자계를 발신하는 송전 코일(83)과, 송전 코일(83)을 통해 유도 결합된 비접촉 충전 코일(7)로의 전력의 공급을 제어하는 송전 제어 기판(84)을 구비한다.
즉, 충전 장치(82)는 송전 코일(83)과 전기적으로 접속된 송전 제어 기판(84)이 배치되어 있다. 이 송전 제어 기판(84)에는 하나 또는 복수의 집적 회로 칩 등의 전자 부품을 포함하는 제어 회로가 실장되어 있다. 이 제어 회로는 송전 코일(83)과 유도 결합된 비접촉 충전 코일(7)에 충전 전류를 공급한다. 구체적으로, 송전 제어 기판(84)은 소정의 주파수, 예를 들어 110㎑의 비교적 저주파수의 송전 전류에 의해 송전 코일(83)을 구동한다.
비접촉 충전 모듈(3)은, 상술한 바와 같이 휴대 전화(60)의 하우징(61) 내부에 조립되고, 비접촉 충전 코일(7)이 송전 코일(83)로부터 발신되는 자계를 받아 송전 코일(83)과 유도 결합하고, 휴대 전화(60)에 조립된 배터리 팩(81)에 수전된 전류를 공급한다.
비접촉 충전 코일(7)은 충전 장치(82)로부터 발신되는 자계를 받으면, 충전 장치(82)와 유도 결합에 의해 자기적으로 결합되어, 변조된 전자파를 수전하고, 단자부(9a, 9b)를 통해 충전 전류를 배터리 팩(81)에 공급한다.
배터리 팩(81)은 비접촉 충전 코일(7)에 흐르는 충전 전류에 따른 충전 전압을 당해 배터리 팩(81) 내부의 배터리 셀에 인가한다.
이상과 같은 복합 코일 모듈(1)에 의하면, 근거리 무선 통신 기능을 실현하는 안테나 코일(5)과, 비접촉 충전 기능을 실현하는 비접촉 충전 코일(7)이 형성되어 있으므로, 전자 기기인 휴대 전화(60)에 조립했을 때에 하우징(61)의 소형화를 도모하면서, 근거리 무선 통신 기능과 비접촉 충전 기능의 양립을 실현할 수 있다.
이때, 복합 코일 모듈(1)에 의하면, 안테나 코일(5)의 비접촉 충전 코일(7)과 중첩되는 최내주의 안테나 패턴의 선 폭 W를 1㎜ 이하로 하고 있으므로, 비접촉 충전 코일(7)에 의해 자속을 받으려고 한 경우에, 비접촉 충전 코일(7)과 중첩되는 최내주의 안테나 패턴에 있어서 와전류의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 와전류의 발생에 의한 손실을 줄이고, 또한 최내주의 안테나 패턴의 와전류에 의해 자속을 되튕겨 효율적으로 충전할 수 없는 사태나, 와전류의 발생에 의한 최내주의 안테나 패턴의 발열로 주위에 열충격이 미치는 것을 방지할 수 있다.
1 : 복합 코일 모듈
2 : 안테나 모듈
2a : 개구부
3 : 비접촉 충전 모듈
4 : 제1 자성 시트
5 : 안테나 코일
6 : 제2 자성 시트
7 : 비접촉 충전 코일
8 : 단자부
9 : 단자부
10 : 슬릿
20 : 소형 안테나 코일
60 : 휴대 전화
61 : 하우징
70 : 무선 통신 시스템
71 : 리더 라이터
72 : 안테나
73 : 메모리 모듈
74 : 제어판
80 : 비접촉 충전 시스템
81 : 배터리 팩, 충전 장치
83 : 송전 코일
84 : 송전 제어판

Claims (10)

  1. 제1 자성 시트와, 상기 제1 자성 시트 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제1 루프 코일을 구비한 제1 코일 모듈과,
    제2 자성 시트와, 상기 제2 자성 시트 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제2 루프 코일을 구비한 제2 코일 모듈을 갖고,
    상기 제1 코일 모듈과 상기 제2 코일 모듈이 적층됨과 함께, 상기 제1 루프 코일의 적어도 최내주의 코일 패턴과 상기 제2 루프 코일이 중첩되고,
    상기 제1 루프 코일의 상기 제2 루프 코일과 중첩되는 상기 최내주의 코일 패턴의 선 폭은 1㎜ 이하인, 복합 코일 모듈.
  2. 제1 자성 시트와, 상기 제1 자성 시트 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제1 루프 코일을 구비한 제1 코일 모듈과,
    제2 자성 시트와, 상기 제2 자성 시트 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제2 루프 코일을 구비한 제2 코일 모듈을 갖고,
    상기 제1 코일 모듈과 상기 제2 코일 모듈이 적층됨과 함께, 상기 제1 루프 코일의 적어도 최내주의 코일 패턴과 상기 제2 루프 코일이 중첩되고,
    상기 제1 루프 코일의 상기 제2 루프 코일과 중첩되는 상기 최내주의 코일 패턴의 선 폭은, 당해 최내주보다 외측의 코일 패턴의 선 폭보다 좁은, 복합 코일 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 루프 코일은 상기 최내주의 코일 패턴 이외의, 외주측의 코일 패턴의 선 폭이 상기 최내주의 코일 패턴의 선 폭보다 넓은, 복합 코일 모듈.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 루프 코일은 전체 둘레에 걸쳐서 동일 폭으로 형성되어 있는, 복합 코일 모듈.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 루프 코일은 상기 제2 루프 코일과 중첩되는 상기 코일 패턴에, 당해 코일 패턴을 따라서 슬릿이 형성되어 있는, 복합 코일 모듈.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 루프 코일은 외주측의 코일 패턴간의 피치가 내주측의 코일 패턴간의 피치보다 작은, 복합 코일 모듈.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 루프 코일은 상기 제2 루프 코일과 중첩되지 않는 코일 패턴과, 상기 제2 루프 코일과 중첩되는 코일 패턴의 선 폭 및/또는 코일 패턴간의 피치가 상이한, 복합 코일 모듈.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 코일 모듈은 상기 제1 자성 시트에 형성된 개구부에 배치되어 있는, 복합 코일 모듈.
  9. 기기 하우징 내에 복합 코일 모듈이 탑재된 전자 기기이며,
    상기 복합 코일 모듈은,
    제1 자성 시트와, 상기 제1 자성 시트 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제1 루프 코일을 구비한 제1 코일 모듈과,
    제2 자성 시트와, 상기 제2 자성 시트 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제2 루프 코일을 구비한 제2 코일 모듈을 갖고,
    상기 제1 코일 모듈과 상기 제2 코일 모듈이 적층됨과 함께, 상기 제1 루프 코일의 적어도 최내주의 코일 패턴과 상기 제2 루프 코일이 중첩되고,
    상기 제1 루프 코일의 상기 제2 루프 코일과 중첩되는 상기 최내주의 코일 패턴의 선 폭은 1㎜ 이하인, 전자 기기.
  10. 기기 하우징 내에 복합 코일 모듈이 탑재된 전자 기기이며,
    상기 복합 코일 모듈은,
    제1 자성 시트와, 상기 제1 자성 시트 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제1 루프 코일을 구비한 제1 코일 모듈과,
    제2 자성 시트와, 상기 제2 자성 시트 위에 설치되며, 면상으로 권회된 제2 루프 코일을 구비한 제2 코일 모듈을 갖고,
    상기 제1 코일 모듈과 상기 제2 코일 모듈이 적층됨과 함께, 상기 제1 루프 코일의 적어도 최내주의 코일 패턴과 상기 제2 루프 코일이 중첩되고,
    상기 제1 루프 코일의 상기 제2 루프 코일과 중첩되는 상기 최내주의 코일 패턴의 선 폭은 당해 최내주보다 외측의 코일 패턴의 선 폭보다 좁은, 전자 기기.
KR1020157015851A 2012-11-15 2013-10-24 복합 코일 모듈 및 전자 기기 KR101942149B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2012-251543 2012-11-15
JP2012251543A JP5985366B2 (ja) 2012-11-15 2012-11-15 複合コイルモジュール及び電子機器
PCT/JP2013/078775 WO2014077098A1 (ja) 2012-11-15 2013-10-24 複合コイルモジュール及び電子機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150085050A true KR20150085050A (ko) 2015-07-22
KR101942149B1 KR101942149B1 (ko) 2019-01-24

Family

ID=50731016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157015851A KR101942149B1 (ko) 2012-11-15 2013-10-24 복합 코일 모듈 및 전자 기기

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9634392B2 (ko)
EP (1) EP2922142B1 (ko)
JP (1) JP5985366B2 (ko)
KR (1) KR101942149B1 (ko)
CN (1) CN104781985B (ko)
TW (1) TWI618298B (ko)
WO (1) WO2014077098A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020009539A1 (ko) * 2018-07-06 2020-01-09 주식회사 아모텍 콤보 안테나 모듈
US10796299B2 (en) 2015-01-21 2020-10-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device and transaction method using the same

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11476566B2 (en) 2009-03-09 2022-10-18 Nucurrent, Inc. Multi-layer-multi-turn structure for high efficiency wireless communication
CN102668241B (zh) * 2010-03-24 2015-01-28 株式会社村田制作所 Rfid系统
KR20150014696A (ko) * 2013-07-30 2015-02-09 삼성전기주식회사 무선통신 단말기 및 무선통신 방법
US9369185B2 (en) * 2013-10-28 2016-06-14 Stmicroelectronics, Inc. Method and apparatus for inductive coupling utilizing an amorphous metal barrier
KR101649259B1 (ko) * 2014-12-24 2016-08-19 주식회사 아이엠텍 무선통신용 플렉시블 회로기판
KR101554133B1 (ko) * 2015-01-23 2015-09-21 주식회사 아이엠텍 무선통신용 플렉시블 회로기판
KR101554129B1 (ko) 2015-01-23 2015-09-21 주식회사 아이엠텍 무선통신용 플렉시블 회로기판
KR101807604B1 (ko) 2015-05-28 2017-12-11 주식회사 아모센스 무선전력 전송용 안테나유닛 및 이를 포함하는 무선전력 송신모듈
US9960629B2 (en) 2015-08-07 2018-05-01 Nucurrent, Inc. Method of operating a single structure multi mode antenna for wireless power transmission using magnetic field coupling
US9941590B2 (en) 2015-08-07 2018-04-10 Nucurrent, Inc. Single structure multi mode antenna for wireless power transmission using magnetic field coupling having magnetic shielding
US9941729B2 (en) 2015-08-07 2018-04-10 Nucurrent, Inc. Single layer multi mode antenna for wireless power transmission using magnetic field coupling
US10063100B2 (en) 2015-08-07 2018-08-28 Nucurrent, Inc. Electrical system incorporating a single structure multimode antenna for wireless power transmission using magnetic field coupling
US9941743B2 (en) 2015-08-07 2018-04-10 Nucurrent, Inc. Single structure multi mode antenna having a unitary body construction for wireless power transmission using magnetic field coupling
US9960628B2 (en) 2015-08-07 2018-05-01 Nucurrent, Inc. Single structure multi mode antenna having a single layer structure with coils on opposing sides for wireless power transmission using magnetic field coupling
US11205848B2 (en) 2015-08-07 2021-12-21 Nucurrent, Inc. Method of providing a single structure multi mode antenna having a unitary body construction for wireless power transmission using magnetic field coupling
US9948129B2 (en) 2015-08-07 2018-04-17 Nucurrent, Inc. Single structure multi mode antenna for wireless power transmission using magnetic field coupling having an internal switch circuit
US10658847B2 (en) 2015-08-07 2020-05-19 Nucurrent, Inc. Method of providing a single structure multi mode antenna for wireless power transmission using magnetic field coupling
US10636563B2 (en) 2015-08-07 2020-04-28 Nucurrent, Inc. Method of fabricating a single structure multi mode antenna for wireless power transmission using magnetic field coupling
US10985465B2 (en) * 2015-08-19 2021-04-20 Nucurrent, Inc. Multi-mode wireless antenna configurations
KR20190038587A (ko) 2016-08-26 2019-04-08 누커런트, 인코포레이티드 무선 커넥터 시스템
US10644754B2 (en) * 2016-09-06 2020-05-05 Apple Inc. Wirelessly charged devices
US10892646B2 (en) 2016-12-09 2021-01-12 Nucurrent, Inc. Method of fabricating an antenna having a substrate configured to facilitate through-metal energy transfer via near field magnetic coupling
US11223234B2 (en) 2017-02-13 2022-01-11 Nucurrent, Inc. Method of operating a wireless electrical energy transmission base
CN110383404B (zh) * 2017-03-10 2022-05-17 三菱电机工程技术株式会社 谐振型电力传输用线圈
US11283296B2 (en) 2017-05-26 2022-03-22 Nucurrent, Inc. Crossover inductor coil and assembly for wireless transmission
KR102091611B1 (ko) * 2018-06-11 2020-03-20 엘지전자 주식회사 이동단말기
KR102178575B1 (ko) * 2018-08-31 2020-11-13 주식회사 아모텍 콤보 안테나 모듈
US11146891B1 (en) 2019-05-30 2021-10-12 Facebook Technologies, Llc Microelectromechanical system coil assembly for reproducing audio signals
US11271430B2 (en) 2019-07-19 2022-03-08 Nucurrent, Inc. Wireless power transfer system with extended wireless charging range
US11227712B2 (en) 2019-07-19 2022-01-18 Nucurrent, Inc. Preemptive thermal mitigation for wireless power systems
US11967450B2 (en) * 2019-09-23 2024-04-23 Apple Inc. Plastic back crystal window with insert-molded planar coil
WO2021131128A1 (ja) 2019-12-23 2021-07-01 株式会社村田製作所 近距離無線通信装置
US11056922B1 (en) 2020-01-03 2021-07-06 Nucurrent, Inc. Wireless power transfer system for simultaneous transfer to multiple devices
KR102611822B1 (ko) * 2020-02-13 2023-12-08 주식회사 아모센스 무선 전력 송수신용 안테나 모듈
US11495996B2 (en) * 2020-05-06 2022-11-08 Renesas Electronics America Inc. Multi-coil PTX/PRX operation and control
US11283303B2 (en) 2020-07-24 2022-03-22 Nucurrent, Inc. Area-apportioned wireless power antenna for maximized charging volume
US11876386B2 (en) 2020-12-22 2024-01-16 Nucurrent, Inc. Detection of foreign objects in large charging volume applications
US11881716B2 (en) 2020-12-22 2024-01-23 Nucurrent, Inc. Ruggedized communication for wireless power systems in multi-device environments
US11695302B2 (en) 2021-02-01 2023-07-04 Nucurrent, Inc. Segmented shielding for wide area wireless power transmitter
JP2022179866A (ja) * 2021-05-24 2022-12-06 Tdk株式会社 アンテナ装置及びこれを備えるワイヤレス電力伝送デバイス
WO2023283509A1 (en) * 2021-07-07 2023-01-12 Google Llc Nfc antenna structure for radiation enhancement
JP2023127322A (ja) 2022-03-01 2023-09-13 Tdk株式会社 アンテナモジュール及びこれを備えるワイヤレス電力伝送デバイス
US11831174B2 (en) 2022-03-01 2023-11-28 Nucurrent, Inc. Cross talk and interference mitigation in dual wireless power transmitter
US12003116B2 (en) 2022-03-01 2024-06-04 Nucurrent, Inc. Wireless power transfer system for simultaneous transfer to multiple devices with cross talk and interference mitigation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005277607A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Sony Corp アンテナモジュール用磁芯部材の製造方法およびその製造用金型
JP2008035464A (ja) 2006-03-13 2008-02-14 Murata Mfg Co Ltd 携帯電子機器
JP2009182902A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Nec Corp Rfidアンテナ装置、rfidタグ及びrfidタグ機能付きの携帯電子端末

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200826366A (en) * 2006-11-02 2008-06-16 Murata Manufacturing Co Antenna coil and antenna unit
FR2914800B1 (fr) * 2007-04-04 2010-09-17 Jacek Kowalski Module nfc, notamment pour telephone mobile
JP5118394B2 (ja) * 2007-06-20 2013-01-16 パナソニック株式会社 非接触電力伝送機器
JP5398160B2 (ja) * 2008-03-31 2014-01-29 パナソニック株式会社 電子機器、充電器、及び電子機器充電システム
JP5424459B2 (ja) * 2009-03-05 2014-02-26 パナソニック株式会社 電子機器
JP5131260B2 (ja) * 2009-09-29 2013-01-30 株式会社村田製作所 積層型コイル装置
US8624545B2 (en) * 2009-10-09 2014-01-07 Convenientpower Hk Ltd Portable electronic device with antenna and power transfer coil
JP5471283B2 (ja) * 2009-10-19 2014-04-16 Tdk株式会社 ワイヤレス給電装置、ワイヤレス受電装置およびワイヤレス電力伝送システム
KR101228556B1 (ko) * 2010-11-04 2013-02-07 주식회사 한림포스텍 무선 전력 전송 장치에서의 전력 전송 코일 선택 제어 방법, 이를 적용한 무선 전력 전송 장치, 및 이를 적용하는 무선 전력 전송 시스템
TW201225419A (en) * 2010-12-14 2012-06-16 Trade Van Information Services Co Multi-band antenna and multi-band RFID reader
JP5848120B2 (ja) * 2010-12-28 2016-01-27 デクセリアルズ株式会社 アンテナモジュール、通信装置及びアンテナモジュールの製造方法
JP4835800B1 (ja) * 2011-03-09 2011-12-14 パナソニック株式会社 非接触充電モジュール及び非接触充電機器
EP2775632A4 (en) * 2011-11-02 2015-07-01 Panasonic Corp COIL FOR CONTACTLESS WIRELESS COMMUNICATION, TRANSMISSION COIL, MOBILE WIRELESS TERMINAL
JP5013019B1 (ja) 2011-12-07 2012-08-29 パナソニック株式会社 非接触充電モジュール及びそれを備えた携帯端末
JP2013169122A (ja) * 2012-02-17 2013-08-29 Panasonic Corp 非接触充電モジュール及びそれを備えた携帯端末
CN102709686A (zh) * 2012-05-14 2012-10-03 中兴通讯股份有限公司 一种天线模块和移动终端设备
JP6099352B2 (ja) * 2012-10-17 2017-03-22 デクセリアルズ株式会社 電子機器及びコイルモジュール
US9166276B2 (en) * 2012-10-30 2015-10-20 Texas Instruments Incorporated Multifunction single antenna for contactless systems
KR102015496B1 (ko) * 2013-03-04 2019-08-28 엘지전자 주식회사 전자 기기, 전기 차량 및 무선 전력 전송장치
JP2014183428A (ja) * 2013-03-19 2014-09-29 Dexerials Corp コイルモジュール、アンテナ装置及び電子機器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005277607A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Sony Corp アンテナモジュール用磁芯部材の製造方法およびその製造用金型
JP2008035464A (ja) 2006-03-13 2008-02-14 Murata Mfg Co Ltd 携帯電子機器
JP2009182902A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Nec Corp Rfidアンテナ装置、rfidタグ及びrfidタグ機能付きの携帯電子端末

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10796299B2 (en) 2015-01-21 2020-10-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device and transaction method using the same
WO2020009539A1 (ko) * 2018-07-06 2020-01-09 주식회사 아모텍 콤보 안테나 모듈
US11605889B2 (en) 2018-07-06 2023-03-14 Amotech Co., Ltd. Combo antenna module

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014077098A1 (ja) 2014-05-22
US20150280322A1 (en) 2015-10-01
EP2922142B1 (en) 2019-12-04
JP5985366B2 (ja) 2016-09-06
JP2014099805A (ja) 2014-05-29
US9634392B2 (en) 2017-04-25
TWI618298B (zh) 2018-03-11
KR101942149B1 (ko) 2019-01-24
CN104781985A (zh) 2015-07-15
EP2922142A4 (en) 2016-07-20
EP2922142A1 (en) 2015-09-23
TW201440320A (zh) 2014-10-16
CN104781985B (zh) 2017-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101942149B1 (ko) 복합 코일 모듈 및 전자 기기
KR102091132B1 (ko) 무선 통신 시스템, 안테나 모듈 및 전자 기기
JP6034644B2 (ja) 複合コイルモジュール、及び携帯機器
KR102067549B1 (ko) 전자 기기 및 코일 모듈
TWI646733B (zh) Electronic machine
CN104737371B (zh) 电子设备及天线装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right