WO2021131128A1 - 近距離無線通信装置 - Google Patents

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WO2021131128A1
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power receiving
receiving coil
wireless communication
communication antenna
short
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達也 細谷
崇浩 長井
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株式会社村田製作所
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    • H04B5/72—

Definitions

  • the present invention relates to a short-range wireless communication device having a wireless power receiving function.
  • Patent Document 1 discloses a small non-contact charging module that constitutes one module including a non-contact charging coil, an NFC antenna, and a magnetic sheet, and is capable of communication and power transmission.
  • a charging coil, an NFC coil arranged so as to surround the charging coil, a first magnetic sheet supporting the charging coil, and an NFC coil mounted on the first magnetic sheet are used.
  • a non-contact charging module comprising a second magnetic sheet to support is shown.
  • the non-contact charging module described in Patent Document 1 is a portable terminal because the coil for non-contact charging, the magnetic material for non-contact charging, the coil for NFC, and the magnetic material for NFC are integrated. It is easy to miniaturize when incorporating it into the.
  • An object of the present invention is to provide a short-range wireless communication device having improved characteristics of short-range wireless communication by providing a wireless power receiving function.
  • the short-range wireless communication device as an example of the present disclosure includes a communication antenna for short-range wireless communication arranged on a plane, an interface circuit connected to the communication antenna and passing a signal of the short-range wireless communication.
  • a wireless communication IC connected to the interface circuit and processing the signal of the short-range wireless communication, a power receiving coil arranged so as to surround the communication antenna along the plane, and a power receiving resonance circuit are formed together with the power receiving coil. It includes a resonance capacitor and a rectifying and smoothing circuit connected to the power receiving resonance circuit. Then, the power receiving resonance circuit resonates at the frequency of the short-range wireless communication, and the magnetic flux generated in the vicinity of the power receiving coil due to the resonance current flowing through the power receiving resonance circuit interlinks with the communication antenna.
  • the power receiving resonance circuit resonates at the frequency of short-range wireless communication, and the magnetic flux generated in the vicinity of the power receiving coil due to the resonance current flowing through the power receiving resonance circuit interlinks with the communication antenna.
  • the magnetic flux for transmitting the generated short-range wireless communication signal can be received by the power receiving coil and received, or the magnetic flux for transmitting the short-range wireless communication signal can be generated and transmitted in the vicinity of the power receiving coil.
  • a short-range wireless communication device capable of increasing both the communication distance and the power transmission distance can be obtained by the power receiving resonance circuit.
  • FIG. 1 is a plan view showing the structure of a communication antenna and a power receiving coil included in the short-range wireless communication device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a short-range wireless communication system including the short-range wireless communication device 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a short-range wireless communication system including the short-range wireless communication device 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a circuit configuration from the NFC-IC 16 of the short-range wireless communication device 101 to the communication antenna 11.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the power transmission circuit 50 shown in FIG. FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration example of the power conversion circuit 52 and the rectifying smoothing circuit 22 shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing another configuration example of the rectifying smoothing circuit 22.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the coupling coefficients of the other party communication antenna 41, the communication antenna 11, and the power receiving coil 21L.
  • 9 (A) and 9 (B) show the configuration of the power receiving coil 21L and the communication antenna 11 for simulating the positional relationship between the power receiving coil 21L and the communication antenna 11 and the coupling coefficient k12 of both. It is a figure which shows. In FIG. 10, as shown in FIG.
  • FIG. 9A the communication antenna 11 is moved diagonally from the center of the power receiving coil 21L to the corner portion of the power receiving coil 21L as shown in FIG. 9B. It is a figure which shows the change of the coupling coefficient k12 at the time.
  • FIG. 11 is a plan view showing the structure of the communication antenna and the power receiving coil included in the short-range wireless communication device according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a plan view showing the structure of the communication antenna and the power receiving coil included in another short-range wireless communication device according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a perspective view showing the structure of the communication antenna and the power receiving coil included in the short-range wireless communication device according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view showing the structure of the communication antenna and the power receiving coil included in the short-range wireless communication device according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a plan view showing the structure of the communication antenna and the power receiving coil included in another short-range wireless communication device according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing the structure of the communication antenna and the power receiving coil shown in FIG.
  • FIG. 15 is a perspective view showing the structure of a communication antenna and a power receiving coil included in another short-range wireless communication device according to the third embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing the structure of the communication antenna and the power receiving coil shown in FIG.
  • FIG. 1 is a plan view showing the structure of a communication antenna and a power receiving coil included in the short-range wireless communication device according to the first embodiment.
  • the communication antenna 11 is an NFC communication antenna
  • the power receiving coil 21L is a power receiving coil for wireless power receiving.
  • the communication antenna 11 is arranged along a plane. Further, the power receiving coil 21L is arranged so as to surround the communication antenna 11 along a plane.
  • the communication antenna 11 is composed of a square spiral coil conductor wound for a plurality of turns.
  • the power receiving coil 21L is also composed of a square spiral coil conductor wound for a plurality of turns.
  • the short-range wireless communication device may include a magnetic material close to the communication antenna 11 and the power receiving coil 21L.
  • the magnetic material constitutes a part of a magnetic path of magnetic flux interlinking with the communication antenna 11 and the power receiving coil 21L. This magnetic material will be illustrated later.
  • the communication antenna 11 and the power receiving coil 21L shown in FIG. 1 are provided in a card-type electronic device such as a credit card size. That is, a short-range wireless communication device is configured as a card-type electronic device. In that case, the power receiving coil 21L shown in FIG. 1 is provided along the outer shape of the card-type electronic device.
  • NFC communication is performed by holding it over the communication antenna (counterpart communication antenna) of the NFC communication device.
  • wireless power reception is performed by holding it over the power transmission coil of the power transmission device.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a short-range wireless communication system including the short-range wireless communication device 101 according to the first embodiment.
  • the short-range wireless communication system includes a short-range wireless communication device 101, a remote communication antenna 41, and an NFC communication circuit 42.
  • the short-range wireless communication device 101 is connected to a communication antenna 11, an interface circuit 12 connected to the communication antenna 11 to pass NFC communication signals, and an NFC-IC connected to the interface circuit 12 to process NFC communication signals. And.
  • the short-range wireless communication device 101 includes a power receiving coil 21L, a resonance capacitor 21C forming a power receiving resonance circuit 21 together with the power receiving coil 21L, and a rectifying smoothing circuit 22 connected to the power receiving resonance circuit 21.
  • the short-range wireless communication device 101 includes a voltage conversion circuit 23, a charging circuit 24, a secondary battery 30, a charging control circuit 25, and a discharge control circuit 14 connected to the output unit of the rectifying and smoothing circuit 22. , And a voltage conversion circuit 15.
  • the voltage conversion circuit 23 is composed of, for example, a DC-DC converter, and converts the output voltage of the rectifying smoothing circuit 22 into a voltage required for the charging circuit 24.
  • the charging circuit 24 charges the secondary battery 30 with the output voltage of the voltage conversion circuit 23.
  • the voltage conversion circuit 15 converts the electromotive voltage of the secondary battery 30 into a predetermined voltage and supplies it to the NFC-IC 16 as a power supply voltage.
  • the charge control circuit 25 controls the validity / invalidity of the operation of the charge circuit 24 according to the control signal output from the NFC-IC16. For example, charging is stopped when NFC communication is being performed, and charging is performed when NFC communication is not being performed.
  • the discharge control circuit 14 controls the validity / invalidity of the operation of the voltage conversion circuit 15 according to the control signal output from the NFC-IC16. For example, the operation of the voltage conversion circuit 15 is enabled when NFC communication is being performed, and the voltage conversion circuit 15 is disabled and discharge is stopped when NFC communication is not being performed.
  • the remote communication antenna 41 for NFC communication and the communication antenna 11 are magnetically coupled, and NFC communication is performed between the NFC communication circuit 42 and the NFC-IC16. Further, the other party communication antenna 41 is also magnetically coupled to the power receiving coil 21L.
  • the resonance frequency of the power receiving resonance circuit 21 is the 13.56 MHz band, which is the frequency of the NFC communication signal. Further, the impedance of the power receiving resonance circuit 21 at the frequency of the NFC communication signal is 1/2 or less of the impedance of the interface circuit 12 at the frequency of the NFC communication signal. Therefore, the power of the NFC communication signal can be received with high efficiency.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a short-range wireless communication system including the short-range wireless communication device 101 according to the first embodiment.
  • the short-range wireless communication system includes a short-range wireless communication device 101, a power transmission circuit 50, and a power transmission resonance circuit 51.
  • the power transmission resonance circuit 51 is composed of a power transmission coil 51L and a resonance capacitor 51C.
  • the configuration of the short-range wireless communication device 101 is the same as that of the short-range wireless communication device 101 shown in FIG. That is, in the example shown in FIG. 3, the short-range wireless communication device 101 is arranged close to the power transmission coil 51L.
  • the power transmission coil 51L is magnetically coupled with the power reception coil 21L.
  • the power receiving resonance circuit 21 is coupled to the power transmission resonance circuit 51 and magnetically resonates, and power is received from the power transmission circuit 50 to the power receiving circuit including the rectifying smoothing circuit 22, the voltage conversion circuit 23, the charging circuit 24, and the like.
  • the power transmission coil 51L is also magnetically coupled to the communication antenna 11, but the NFC-IC16 does not perform NFC communication.
  • the charge control circuit 25 does not receive a control signal from the NFC-IC16, and the charge circuit becomes "effective”.
  • the secondary battery 30 is charged with the electric power wirelessly received from the power transmission circuit 50.
  • the discharge control circuit 14 does not receive a control signal from the NFC-IC 16, and the voltage conversion circuit 15 becomes "invalid". As a result, unnecessary discharge from the secondary battery 30 is suppressed.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a circuit configuration from the NFC-IC 16 of the short-range wireless communication device 101 to the communication antenna 11.
  • the interface circuit 12 includes a matching circuit 12M, a transmission filter 12TF, and a reception filter 12RF.
  • the NFC-IC16 includes transmission signal terminals Tx1, Tx2, reception signal terminals Rx1, Rx2, and a ground terminal TVSS.
  • the NFC-IC16 performs modulation / demodulation between the baseband signal and the high frequency signal.
  • the NFC-IC16 also inputs and outputs data including communication data.
  • the transmission filter 12TF is an EMI removal filter composed of an inductor L0 and a capacitor C0, and suppresses noise emission caused by NFC-IC16 and noise intrusion into NFC-IC16, and has a frequency band of NFC transmission signal. Let it pass.
  • the reception filter 12RF is composed of a capacitor C2b and passes an NFC reception signal.
  • the matching circuit 12M is a matching circuit composed of capacitors C1 and C2a, and matches the impedance of the NFC-IC 16 via the transmission filter 12TF with the impedance of the communication antenna 11.
  • the input impedance is increased to emit noise generated by the NFC-IC16 and to the NFC-IC16. Noise intrusion can be suppressed.
  • the electrical energy converted from the magnetic energy obtained through the communication antenna 11 is consumed as Joule heat by the above-mentioned resistance component.
  • the power receiving resonance circuit connected to the power receiving coil has a sufficiently small resistance component and consumes a small amount of electrical energy and magnetic energy. Therefore, the communication distance can be increased by the power receiving resonance circuit.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the power transmission circuit 50 shown in FIG.
  • the power transmission circuit 50 includes a DC power supply 55, a voltage conversion circuit 53, a power conversion circuit 52, and a power control circuit 54.
  • the voltage conversion circuit 53 converts the voltage of the DC power supply 55 into a voltage suitable for the power conversion circuit 52.
  • the power conversion circuit 52 is controlled by the power control circuit 54 to supply the transmitted power to the transmission resonance circuit 51.
  • the power transmission resonance circuit 51 is composed of a power transmission coil 51L and a resonance adjustment circuit 51A.
  • the resonance adjustment circuit 51A is a resonance capacitor 51C or the like shown in FIG.
  • the resonance adjustment circuit 51A and the transmission coil 51L form a resonance circuit
  • the power receiving coil 21L and the resonance adjustment circuit 21A form a power reception resonance circuit 21.
  • the resonance adjustment circuit 21A is a resonance capacitor 21C or the like shown in FIG.
  • the power transmission resonance circuit 51 and the power reception resonance circuit 21 resonate and resonate with an electromagnetic field. In this way, wireless power transmission is performed by the so-called DC resonance method. Since the resonance adjustment circuit 21A and the power receiving resonance circuit 21 connected to the power receiving coil 21L are not intended for communication, a resistance component that suppresses noise emission and noise intrusion is unnecessary, and the resistance component in the circuit configuration is sufficiently small. The input impedance can be reduced. Therefore, the consumption of electric energy and magnetic energy is small. The electric energy converted from the magnetic energy obtained through the power receiving coil 21L can be stored in the power receiving resonance circuit, and the communication distance can be increased.
  • FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration example of the power conversion circuit 52 and the rectifying smoothing circuit 22 shown in FIG.
  • the power conversion circuit 52 is equivalently a first switch circuit S1 composed of a parallel connection circuit of a switching element Q1, a diode Dds1 and a capacitor Cds1, and a parallel connection circuit of a switching element Q2, a diode Dds2 and a capacitor Cds2. It is provided with a second switch circuit S2 to be configured.
  • the switching elements Q1 and Q2 are switched by the signal from the power control circuit 54 (FIG. 5).
  • the switching element Q1 of the first switch circuit S1 and the switching element Q2 of the second switch circuit S2 are alternately turned on / off.
  • Switching elements Q1 and Q2 are switching elements such as MOSFETs that have a parasitic output capacitance and a parasitic diode, and the switch circuits S1 and S2 are configured by using the parasitic output capacitance and the parasitic diode.
  • the switching control circuit intermittently applies a DC voltage to the power transmission resonance mechanism by switching the first switching element Q1 and the second switching element Q2 at a predetermined operating frequency to generate a resonance current in the power transmission resonance mechanism.
  • the voltage across the first switch circuit S1 and the second switch circuit S2 becomes a half-wave sinusoidal waveform every half cycle.
  • the switching operation is performed at 13.56 MHz used in NFC communication.
  • the power receiving circuit includes a power receiving resonance circuit using a power receiving coil 21L and a resonance capacitor 21C, and a rectifying smoothing circuit 22.
  • the rectifying and smoothing circuit 22 is a third switch circuit S3 which is equivalently composed of a parallel connection circuit of a diode D3 and a capacitor Cds3, and a fourth switch circuit S4 which is equivalently composed of a parallel connection circuit of a diode D4 and a capacitor Cds4. And.
  • the third switch circuit S3 and the fourth switch circuit S4 rectify the voltage generated in the power receiving resonance circuit by the power receiving coil 21L and the resonance capacitor 21C, and the capacitor Co smoothes the voltage.
  • the power receiving coil 21L and the resonance capacitor 21C form a series resonance circuit.
  • FIG. 7 is a diagram showing another configuration example of the rectifying smoothing circuit 22.
  • the input portion of the diode bridge circuit DB may be connected to the power receiving resonance circuit 21, and the smoothing capacitor Co may be connected to the output of the diode bridge circuit DB.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the coupling coefficients of the other party communication antenna 41, the communication antenna 11, and the power receiving coil 21L.
  • the coupling coefficient between the other party communication antenna 41 and the communication antenna 11 is k1
  • the coupling coefficient between the other party communication antenna 41 and the power receiving coil 21L is k2
  • the coupling coefficient between the communication antenna 11 and the power receiving coil 21L is k12.
  • the relationship is k12> k1.
  • the communication antenna 11 not only couples with the other party communication antenna 41, but also strongly couples with the power receiving coil 21L. Since the power receiving coil 21L is also coupled to the other party communication antenna 41, the communication antenna 11 can perform NFC communication via the power receiving coil 21L. Therefore, a large communication signal can be obtained by the power receiving resonance circuit 21. Alternatively, the communication distance can be increased accordingly.
  • the coupling coefficient k12 between the communication antenna 11 and the power receiving coil 21L is improved when the communication antenna 11 is located along the side of the power receiving coil 21L rather than in the center.
  • the communication antenna 11 is close to each other along the two sides of the power receiving coil 21L.
  • the coupling coefficient k12 between the antenna 11 and the power receiving coil 21L sharply improves as it approaches the corner (side).
  • it is preferable that the communication antenna 11 is arranged close to each other along the side of the power receiving coil 21L.
  • the second embodiment shows a short-range wireless communication device including a magnetic material close to the communication antenna 11 and the power receiving coil 21L.
  • FIG. 11 is a plan view showing the structure of the communication antenna and the power receiving coil included in the short-range wireless communication device according to the second embodiment.
  • the communication antenna 11 is an NFC communication antenna
  • the power receiving coil 21L is a power receiving coil for wireless power receiving.
  • the communication antenna 11 is formed along a plane, and the power receiving coil 21L is arranged so as to surround the communication antenna 11 along the plane.
  • the power receiving coil magnetic sheet 62 is provided along the circumferential direction of the power receiving coil 21L.
  • the surface in the + Z direction is the other side communication antenna 41 or the power transmission coil 51L side.
  • the power receiving coil magnetic sheet 62 is formed by forming, for example, magnetic ferrite into a flexible sheet.
  • the power receiving coil magnetic sheet 62 acts as a part of the magnetic path of the magnetic flux interlinking the power receiving coil 21L, the coupling coefficient k2 between the power receiving coil 21L and the other party communication antenna 41 (FIG. 2) (FIG. 8), or the coupling coefficient between the power receiving coil 21L and the transmitting coil 51L (FIG. 3) is improved. Further, since the communication antenna 11 is close to the power receiving coil 21L, the power receiving coil magnetic sheet 62 acts as a part of the magnetic path of the magnetic flux interlinking the power receiving coil 21L and the communication antenna 11, and thus this communication. The coupling coefficient k12 between the antenna 11 and the power receiving coil 21L is also improved.
  • FIG. 12 is a plan view showing the structure of the communication antenna and the power receiving coil included in another short-range wireless communication device according to the second embodiment.
  • the communication antenna 11 is an NFC communication antenna
  • the power receiving coil 21L is a power receiving coil for wireless power receiving.
  • the communication antenna 11 is formed along a plane, and the power receiving coil 21L is arranged so as to surround the communication antenna 11 along the plane.
  • the communication antenna magnetic sheet 61 is provided at a position overlapping the communication antenna 11.
  • the surface in the + Z direction is the other side communication antenna 41 or the power transmission coil 51L side.
  • the communication antenna magnetic sheet 61 is also formed of, for example, magnetic ferrite in a flexible sheet shape.
  • the following effects are exhibited.
  • the communication antenna magnetic sheet 61 acts as a part of the magnetic path of the magnetic flux interlinking the communication antenna 11, the coupling coefficient k1 (FIG. 8) between the communication antenna 11 and the other side communication antenna 41 (FIG. 2) Is improved.
  • the communication antenna magnetic sheet 61 and the power receiving coil magnetic sheet 62 are in close proximity to each other, the communication antenna magnetic sheet 61 and the power receiving coil magnetic sheet 62 are magnetic circuits of magnetic flux interlinking the power receiving coil 21L and the communication antenna 11. Acts as part of. As a result, the coupling coefficient k12 between the communication antenna 11 and the power receiving coil 21L is further improved.
  • the communication antenna magnetic sheet 61 and the power receiving coil magnetic sheet 62 may be molded as an integral body.
  • the third embodiment shows a short-range wireless communication device having a magnetic material configuration different from that of the example shown in the second embodiment.
  • FIG. 13 is a perspective view showing the structure of the communication antenna and the power receiving coil included in the short-range wireless communication device according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing the structure of the communication antenna and the power receiving coil.
  • the power receiving coil board 72 on which the power receiving coil 21L is formed, the magnetic sheet 62, the communication antenna board 71 on which the communication antenna 11 is formed, and the magnetic sheet 61 are provided.
  • the power receiving coil magnetic sheet 62 overlaps almost the entire surface of the power receiving coil substrate 72.
  • the communication antenna magnetic sheet 61 overlaps almost the entire surface of the communication antenna substrate 71.
  • the pair of the communication antenna board 71 and the magnetic sheet 61 overlaps the set of the power receiving coil board 72 and the power receiving coil magnetic sheet 62.
  • the communication antenna 11 is arranged so as to surround the power receiving coil 21L along a plane.
  • the coupling coefficient k2 (FIG. 8) between the power receiving coil 21L and the other party communication antenna 41 (FIG. 2) is present.
  • the coupling coefficient between the power receiving coil 21L and the power transmission coil 51L (FIG. 3) is further improved.
  • the coupling coefficient k12 between the communication antenna 11 and the power receiving coil 21L is further improved. That is, even if the communication antenna 11 is closer to the center from the position along the side or corner of the power receiving coil 21L, the coupling coefficient k12 between the communication antenna 11 and the power receiving coil 21L is effectively improved.
  • FIG. 15 is a perspective view showing the structure of a communication antenna and a power receiving coil included in another short-range wireless communication device according to the third embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing the structure of the communication antenna and the power receiving coil.
  • the substrate 70 on which the power receiving coil 21L and the communication antenna 11 are formed and the magnetic sheet 60 are provided.
  • the magnetic sheet 60 overlaps almost the entire surface of the substrate 70.
  • the communication antenna 11 is formed so as to surround the power receiving coil 21L along a plane.
  • the coupling coefficient k2 (FIG. 8) between the power receiving coil 21L and the other side communication antenna 41 (FIG. 2)
  • the coupling coefficient between the power receiving coil 21L and the power transmitting coil 51L (FIG. 3) is further improved.
  • the coupling coefficient k12 between the communication antenna 11 and the power receiving coil 21L is also effectively improved.
  • the present invention is not limited to card-type electronic devices, but mobile phone terminals such as smartphones and feature phones, wearable terminals such as smart watches and smart glasses, mobile PCs such as notebook PCs and tablet PCs, cameras, game machines, toys, etc. It can be applied to various electronic devices such as information devices, IC tags, and information media such as IC cards.

Abstract

近距離無線通信装置（１０１）は、平面に沿って形成された、近距離無線通信用の通信アンテナ（１１）と、通信アンテナ（１１）に接続され、近距離無線通信の信号を通過させるインターフェイス回路（１２）と、インターフェイス回路（１２）に接続され近距離無線通信の信号を処理する無線通信ＩＣ（ＮＦＣ－ＩＣ（１６））と、通信アンテナ（１１）を平面に沿って囲むように配置された受電コイル（２１Ｌ）と、受電コイル（２１Ｌ）と共に受電共振回路（２１）を構成する共振キャパシタ（２１Ｃ）と、受電共振回路（２１）に接続された整流平滑回路（２２）と、を備える。受電共振回路（２１）は近距離無線通信の周波数で共振し、受電共振回路（２１）に流れる共振電流により受電コイル（２１Ｌ）の近傍に発生する磁束は通信アンテナ（１１）と鎖交する。

Description

近距離無線通信装置
　本発明は、ワイヤレス受電機能を有する近距離無線通信装置に関する。
　非接触充電コイルとＮＦＣアンテナと磁性シートとを備える一つのモジュールを構成し、通信及び電力伝送が可能な、小型の非接触充電モジュールに関して特許文献１が開示されている。この特許文献１には、充電コイルと、この充電コイルを囲むように配置されたＮＦＣコイルと、充電コイルを支持する第１の磁性シートと、第１の磁性シートに載置され、ＮＦＣコイルを支持する第２の磁性シートと、を備える非接触充電モジュールが示されている。
特許第５０１３０１９号公報
　特許文献１に記載の非接触充電モジュールは、非接触充電用のコイル、非接触充電用の磁性体、ＮＦＣ用のコイル、及びＮＦＣ用の磁性体が一体化されたものであるため、携帯端末に組み込む際に小型化が容易である。
　しかし、特許文献１に記載の非接触充電モジュールでは、非接触充電のためのコイル及び磁性体と、ＮＦＣ通信のためのコイル及び磁性体とが実質的に独立していて、構造上の小型化以外に電気的特性上及び磁気的特性上の有機的な関連がない。
　本発明の目的は、ワイヤレス受電機能を備えることに伴って、近距離無線通信の特性を向上させた近距離無線通信装置を提供することにある。
　本開示の一例としての近距離無線通信装置は、平面に配置された、近距離無線通信用の通信アンテナと、前記通信アンテナに接続され、前記近距離無線通信の信号を通過させるインターフェイス回路と、前記インターフェイス回路に接続され前記近距離無線通信の信号を処理する無線通信ＩＣと、前記通信アンテナを前記平面に沿って囲むように配置された受電コイルと、前記受電コイルと共に受電共振回路を構成する共振キャパシタと、前記受電共振回路に接続された整流平滑回路と、を備える。そして、前記受電共振回路は前記近距離無線通信の周波数で共振し、前記受電共振回路に流れる共振電流により前記受電コイルの近傍に発生する磁束は前記通信アンテナと鎖交する。
　上記構成によれば、受電共振回路は近距離無線通信の周波数で共振し、受電共振回路に流れる共振電流により受電コイルの近傍に発生する磁束が通信アンテナと鎖交するので、相手側通信アンテナから発生される近距離無線通信用の信号を伝送する磁束を受電コイルで受けて受信または近距離無線通信用の信号を伝送する磁束を受電コイルの近傍で発生させて送信することができる。
　本発明によれば、受電共振回路により、通信距離及び電力伝送距離の両方を大きくできる近距離無線通信装置が得られる。
図１は、第１の実施形態に係る近距離無線通信装置が備える、通信アンテナ及び受電コイルの構造を示す平面図である。 図２は、第１の実施形態に係る近距離無線通信装置１０１を含む、近距離無線通信システムの構成を示すブロック図である。 図３は、第１の実施形態に係る近距離無線通信装置１０１を含む、近距離無線通信システムの構成を示すブロック図である。 図４は、近距離無線通信装置１０１のＮＦＣ－ＩＣ１６から通信アンテナ１１までの回路構成の例を示す図である。 図５は、図３に示した送電回路５０の構成例を示す図である。 図６は、図５に示した電力変換回路５２及び整流平滑回路２２の回路構成例を示す図である。 図７は整流平滑回路２２の別の構成例を示す図である。 図８は、相手側通信アンテナ４１、通信アンテナ１１及び受電コイル２１Ｌの結合係数の関係を示す図である。 図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、受電コイル２１Ｌと通信アンテナ１１との位置関係と、その両者の結合係数ｋ１２との関係をシミュレーションするための、受電コイル２１Ｌ及び通信アンテナ１１の構成を示す図である。 図１０は、図９（Ａ）に示したように、通信アンテナ１１を受電コイル２１Ｌの中央から、図９（Ｂ）に示したように、受電コイル２１Ｌの角部まで対角線に沿って移動させたときの、結合係数ｋ１２の変化を示す図である。 図１１は、第２の実施形態に係る近距離無線通信装置が備える、通信アンテナ及び受電コイルの構造を示す平面図である。 図１２は、第２の実施形態に係る別の近距離無線通信装置が備える、通信アンテナ及び受電コイルの構造を示す平面図である。 図１３は、第３の実施形態に係る近距離無線通信装置が備える、通信アンテナ及び受電コイルの構造を示す斜視図である。 図１４は、図１３に示す通信アンテナ及び受電コイルの構造を示す断面図である。 図１５は、第３の実施形態に係る別の近距離無線通信装置が備える、通信アンテナ及び受電コイルの構造を示す斜視図である。 図１６は、図１５に示す通信アンテナ及び受電コイルの構造を示す断面図である。
　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。要点の説明又は理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせは可能である。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
《第１の実施形態》
　図１は、第１の実施形態に係る近距離無線通信装置が備える、通信アンテナ及び受電コイルの構造を示す平面図である。図１において、通信アンテナ１１はＮＦＣの通信アンテナであり、受電コイル２１Ｌはワイヤレス受電用の受電コイルである。通信アンテナ１１は平面に沿って配置されている。また、受電コイル２１Ｌは通信アンテナ１１を平面に沿って囲むように配置されている。通信アンテナ１１は複数ターン巻回された方形スパイラル状のコイル導体で構成されている。受電コイル２１Ｌも複数ターン巻回された方形スパイラル状のコイル導体で構成されている。
　近距離無線通信装置は、通信アンテナ１１及び受電コイル２１Ｌに近接する磁性体を備えていてもよい。その磁性体は、通信アンテナ１１及び受電コイル２１Ｌに鎖交する磁束の磁路の一部を構成する。この磁性体については後に例示する。
　図１に示した通信アンテナ１１及び受電コイル２１Ｌは、例えばクレジットカードサイズ等のカード型電子機器に設けられる。つまり、カード型電子機器として近距離無線通信装置が構成される。その場合、図１に示した受電コイル２１Ｌはカード型電子機器の外形に沿って設けられる。このカード型電子機器を利用する場合、後に示すように、ＮＦＣ通信装置の通信アンテナ（相手側通信アンテナ）にかざすことによりＮＦＣ通信を行う。また、送電装置の送電コイルにかざすことによってワイヤレス受電を行う。
　図２は、第１の実施形態に係る近距離無線通信装置１０１を含む、近距離無線通信システムの構成を示すブロック図である。図２に示す状態では、近距離無線通信システムは近距離無線通信装置１０１、相手側通信アンテナ４１及びＮＦＣ通信回路４２で構成される。
　近距離無線通信装置１０１は、通信アンテナ１１と、この通信アンテナ１１に接続され、ＮＦＣ通信の信号を通過させるインターフェイス回路１２と、インターフェイス回路１２に接続され、ＮＦＣ通信の信号を処理するＮＦＣ－ＩＣと、を備える。
　また、近距離無線通信装置１０１は、受電コイル２１Ｌと、受電コイル２１Ｌと共に受電共振回路２１を構成する共振キャパシタ２１Ｃと、受電共振回路２１に接続された整流平滑回路２２と、を備える。
　また、近距離無線通信装置１０１は、上記整流平滑回路２２の出力部に接続された電圧変換回路２３と、充電回路２４と、二次電池３０と、充電制御回路２５と、放電制御回路１４と、電圧変換回路１５と、を備える。
　電圧変換回路２３は、例えばＤＣ－ＤＣコンバータで構成され、整流平滑回路２２の出力電圧を、充電回路２４に必要な電圧に変換する。充電回路２４は電圧変換回路２３の出力電圧で二次電池３０を充電する。電圧変換回路１５は二次電池３０の起電圧を所定電圧に変換して、ＮＦＣ－ＩＣ１６へ電源電圧として供給する。
　上記充電制御回路２５は、ＮＦＣ－ＩＣ１６から出力される制御信号に応じて、充電回路２４の動作の有効／無効を制御する。例えば、ＮＦＣ通信を行っている状態では充電を停止し、ＮＦＣ通信を行っていない状態では充電を行う。
　上記放電制御回路１４は、ＮＦＣ－ＩＣ１６から出力される制御信号に応じて、電圧変換回路１５の動作の有効／無効を制御する。例えば、ＮＦＣ通信を行っている状態では電圧変換回路１５の動作を有効にし、ＮＦＣ通信を行っていない状態では電圧変換回路１５を無効にして放電を停止させる。
　図２に示す状態では、ＮＦＣ通信用の相手側通信アンテナ４１と通信アンテナ１１とが磁界結合し、ＮＦＣ通信回路４２とＮＦＣ－ＩＣ１６とでＮＦＣ通信が行われる。また、相手側通信アンテナ４１は受電コイル２１Ｌとも磁界結合する。受電共振回路２１の共振周波数はＮＦＣ通信信号の周波数である13.56MHz帯である。また、ＮＦＣ通信信号の周波数での受電共振回路２１のインピーダンスは、ＮＦＣ通信信号の周波数でのインターフェイス回路１２のインピーダンスに比べて１／２以下である。したがって、ＮＦＣ通信信号の電力を高効率で受電できる。
　図３は、第１の実施形態に係る近距離無線通信装置１０１を含む、近距離無線通信システムの構成を示すブロック図である。図３に示す状態では、近距離無線通信システムは近距離無線通信装置１０１、送電回路５０及び送電共振回路５１で構成される。送電共振回路５１は送電コイル５１Ｌと共振キャパシタ５１Ｃとで構成される。近距離無線通信装置１０１の構成は図２に示した近距離無線通信装置１０１と同じである。つまり、図３に示す例は、近距離無線通信装置１０１を送電コイル５１Ｌに近接配置している状態である。この状態で、送電コイル５１Ｌは受電コイル２１Ｌと磁界結合する。受電共振回路２１は送電共振回路５１と結合して磁気共鳴し、送電回路５０から整流平滑回路２２、電圧変換回路２３及び充電回路２４等で構成される受電回路へ電力が受電される。
　図３に示す状態で、送電コイル５１Ｌは通信アンテナ１１とも磁界結合するが、ＮＦＣ－ＩＣ１６はＮＦＣ通信を行わない。また、この状態で、充電制御回路２５はＮＦＣ－ＩＣ１６から制御信号を受けず、充電回路が「有効」となる。これにより、送電回路５０からワイヤレス受電した電力で二次電池３０は充電される。さらに、放電制御回路１４は、ＮＦＣ－ＩＣ１６から制御信号を受けず、電圧変換回路１５が「無効」となる。これにより、二次電池３０からの無駄な放電が抑制される。
　図４は、近距離無線通信装置１０１のＮＦＣ－ＩＣ１６から通信アンテナ１１までの回路構成の例を示す図である。図４において、インターフェイス回路１２は整合回路１２Ｍ、送信フィルタ１２ＴＦ及び受信フィルタ１２ＲＦで構成されている。ＮＦＣ－ＩＣ１６は、送信信号端子Ｔｘ１，Ｔｘ２、受信信号端子Ｒｘ１，Ｒｘ２及びグランド端子ＴＶＳＳを備えている。ＮＦＣ－ＩＣ１６はベースバンド信号と高周波信号との間の変復調を行う。また、このＮＦＣ－ＩＣ１６は通信データを含むデータの入出力も行う。
　送信フィルタ１２ＴＦは、インダクタＬ０及びキャパシタＣ０で構成されるＥＭＩ除去用フィルタであり、ＮＦＣ－ＩＣ１６により生じるノイズの放出及びＮＦＣ－ＩＣ１６へのノイズの侵入を抑制するとともに、ＮＦＣ送信信号の周波数帯は通過させる。受信フィルタ１２ＲＦはキャパシタＣ２ｂで構成され、ＮＦＣ受信信号を通過させる。整合回路１２Ｍは、キャパシタＣ１，Ｃ２ａで構成される整合回路であり、送信フィルタ１２ＴＦを介するＮＦＣ－ＩＣ１６のインピーダンスと通信アンテナ１１のインピーダンスと、を整合させる。
　図４では図示していないが、ＮＦＣ－ＩＣ１６から通信アンテナ１１までの回路構成において、抵抗成分を設ければ、入力インピーダンスを大きくして、ＮＦＣ－ＩＣ１６により生じるノイズの放出及びＮＦＣ－ＩＣ１６へのノイズの侵入を抑制できる。一方、通信アンテナ１１を通して得た磁気エネルギーから変換された電気エネルギーは、前述の抵抗成分によりジュール熱として消費されてしまう。これに対し、受電コイルに接続される受電共振回路は、抵抗成分が十分に小さく、電気エネルギーや磁気エネルギーの消費は小さい。そのため、受電共振回路により、通信距離を大きくすることができる。
　図５は、図３に示した送電回路５０の構成例を示す図である。送電回路５０は、直流電源５５、電圧変換回路５３、電力変換回路５２、電力制御回路５４を備える。電圧変換回路５３は、直流電源５５の電圧を、電力変換回路５２に適した電圧に変換する。電力変換回路５２は電力制御回路５４に制御されて、送電共振回路５１へ送電電力を供給する。
　図５において、送電共振回路５１は送電コイル５１Ｌと共鳴調整回路５１Ａとで構成される。共鳴調整回路５１Ａは図３に示した共振キャパシタ５１Ｃ等である。この共鳴調整回路５１Ａと送電コイル５１Ｌとで共振回路が構成され、受電コイル２１Ｌと共鳴調整回路２１Ａとで受電共振回路２１が構成される。共鳴調整回路２１Ａは図３に示した共振キャパシタ２１Ｃ等である。
　上記送電共振回路５１と受電共振回路２１とは共鳴して、電磁界共鳴する。このようにしていわゆる直流共鳴方式によってワイヤレス電力伝送がなされる。受電コイル２１Ｌに接続された共鳴調整回路２１Ａ及び受電共振回路２１は通信を目的としないので、ノイズの放出やノイズの侵入を抑制する抵抗成分は不要であり、回路構成における抵抗成分を十分に小さくして入力インピーダンスを小さくできる。このため、電気エネルギーや磁気エネルギーの消費は小さい。受電コイル２１Ｌを通して得た磁気エネルギーから変換された電気エネルギーは、受電共振回路において保存することができ、通信距離を大きくすることができる。
　図６は、図５に示した電力変換回路５２及び整流平滑回路２２の回路構成例を示す図である。電力変換回路５２は、等価的にスイッチング素子Q1、ダイオードDds1及びキャパシタCds1の並列接続回路で構成される第１スイッチ回路S1と、等価的にスイッチング素子Q2、ダイオードDds2及びキャパシタCds2の並列接続回路で構成される第２スイッチ回路S2とを備える。
　スイッチング素子Q1，Q2は電力制御回路５４（図５）からの信号によってスイッチングされる。第１スイッチ回路S1のスイッチング素子Q1及び第２スイッチ回路S2のスイッチング素子Q2は交互にオン／オフされる。
　スイッチング素子Q1，Q2はＭＯＳＦＥＴなどの、寄生出力容量や寄生ダイオードを有するスイッチング素子であり、この寄生出力容量や寄生ダイオードを利用してスイッチ回路S1、S2を構成している。
　上記スイッチング制御回路は第１スイッチング素子Q1及び第２スイッチング素子Q2を所定の動作周波数でスイッチングすることで、直流電圧を送電共振機構に断続的に与えて送電共振機構に共振電流を発生させる。これにより、第１スイッチ回路S1及び第２スイッチ回路S2の両端電圧を半周期毎の半波の正弦波状の波形とする。具体的には、ＮＦＣ通信で用いられる13.56MHzでスイッチング動作させる。
　受電回路は、受電コイル２１Ｌと共振キャパシタ２１Ｃによる受電共振回路と整流平滑回路２２を備える。整流平滑回路２２は、等価的にダイオードD3及びキャパシタCds3の並列接続回路で構成される第３スイッチ回路S3と、等価的にダイオードD4及びキャパシタCds4の並列接続回路で構成される第４スイッチ回路S4とを備える。
　第３スイッチ回路S3及び第４スイッチ回路S4は、受電コイル２１Ｌと共振キャパシタ２１Ｃによる受電共振回路に発生する電圧を整流し、キャパシタＣｏはその電圧を平滑する。この例では、受電コイル２１Ｌと共振キャパシタ２１Ｃとは直列共振回路を構成している。
　図７は整流平滑回路２２の別の構成例を示す図である。このように、受電共振回路２１にダイオードブリッジ回路ＤＢの入力部を接続し、ダイオードブリッジ回路ＤＢの出力に平滑用のキャパシタＣｏを接続してもよい。
　図８は、相手側通信アンテナ４１、通信アンテナ１１及び受電コイル２１Ｌの結合係数の関係を示す図である。ここで、相手側通信アンテナ４１と通信アンテナ１１との結合係数をｋ１、相手側通信アンテナ４１と受電コイル２１Ｌとの結合係数をｋ２、通信アンテナ１１と受電コイル２１Ｌとの結合係数をｋ１２、でそれぞれ表すと、ｋ１２＞ｋ１の関係である。
　上記関係により、通信アンテナ１１は相手側通信アンテナ４１と結合するだけでなく、受電コイル２１Ｌとも強く結合する。受電コイル２１Ｌは相手側通信アンテナ４１とも結合するので、通信アンテナ１１は、受電コイル２１Ｌを経由してＮＦＣ通信を行うことができる。したがって、受電共振回路２１により大きな通信信号が得られる。または、そのことにより通信距離を大きくできる。
　図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、受電コイル２１Ｌと通信アンテナ１１との位置関係と、その両者の結合係数ｋ１２との関係をシミュレーションするための、受電コイル２１Ｌ及び通信アンテナ１１の構成を示す図である。ここで、通信アンテナ１１と受電コイル２１Ｌの仕様は次のとおりである。
　［通信アンテナ１１］
　外形：８．４ｍｍ×８．４ｍｍ
　配線幅：０．１５ｍｍ
　配線ピッチ：０．２ｍｍ
　ターン数：１３
　［受電コイル２１Ｌ］
　外形：４６ｍｍ×７７ｍｍ
　配線幅：０．８ｍｍ
　配線ピッチ：１．２ｍｍ
　ターン数：２
　図１０は、図９（Ａ）に示したように、通信アンテナ１１を受電コイル２１Ｌの中央から、図９（Ｂ）に示したように、受電コイル２１Ｌの角部まで対角線に沿って移動させたときの、結合係数ｋ１２の変化を示す図である。
　通信アンテナ１１と受電コイル２１Ｌとの結合係数ｋ１２は、通信アンテナ１１が受電コイル２１Ｌの中央にあるよりも、辺に沿った位置にある方が、向上する。特に、通信アンテナ１１が受電コイル２１Ｌの角部に沿った位置にあると、通信アンテナ１１は受電コイル２１Ｌの２辺に沿って近接することになるので、図１０に現れているように、通信アンテナ１１と受電コイル２１Ｌとの結合係数ｋ１２は、角部（辺）に近接するほど急激に向上する。上記ｋ１２＞ｋ１の関係を満足するためには、通信アンテナ１１は受電コイル２１Ｌの辺に沿って近接配置することが好ましい。
《第２の実施形態》
　第２の実施形態では、通信アンテナ１１及び受電コイル２１Ｌに近接する磁性体を備える近距離無線通信装置について示す。
　図１１は、第２の実施形態に係る近距離無線通信装置が備える、通信アンテナ及び受電コイルの構造を示す平面図である。図１１において、通信アンテナ１１はＮＦＣの通信アンテナであり、受電コイル２１Ｌはワイヤレス受電用の受電コイルである。通信アンテナ１１は平面に沿って形成されていて、受電コイル２１Ｌは通信アンテナ１１を平面に沿って囲むように配置されている。図１に示した例とは異なり、この例では、受電コイル２１Ｌの周回方向に沿って受電コイル磁性シート６２が設けられている。図１１において、＋Ｚ方向の面が相手側通信アンテナ４１又は送電コイル５１Ｌ側である。受電コイル磁性シート６２は、例えば磁性フェライトをフレキシブルなシート状に形成したものである。
　この構成によれば、受電コイル磁性シート６２が、受電コイル２１Ｌを鎖交する磁束の磁路の一部として作用するので、受電コイル２１Ｌと相手側通信アンテナ４１（図２）との結合係数ｋ２（図８）、または受電コイル２１Ｌと送電コイル５１Ｌ（図３）との結合係数が向上する。また、通信アンテナ１１が受電コイル２１Ｌに近接していることにより、受電コイル磁性シート６２は、受電コイル２１Ｌと通信アンテナ１１とを鎖交する磁束の磁路の一部として作用するので、この通信アンテナ１１と受電コイル２１Ｌとの結合係数ｋ１２も向上する。
　図１２は、第２の実施形態に係る別の近距離無線通信装置が備える、通信アンテナ及び受電コイルの構造を示す平面図である。図１２において、通信アンテナ１１はＮＦＣの通信アンテナであり、受電コイル２１Ｌはワイヤレス受電用の受電コイルである。通信アンテナ１１は平面に沿って形成されていて、受電コイル２１Ｌは通信アンテナ１１を平面に沿って囲むように配置されている。図１１に示した例とはさらに異なり、この例では、通信アンテナ１１に重なる位置に通信アンテナ磁性シート６１が設けられている。図１１において、＋Ｚ方向の面が相手側通信アンテナ４１又は送電コイル５１Ｌ側である。通信アンテナ磁性シート６１も、受電コイル磁性シート６２と同様に、例えば磁性フェライトをフレキシブルなシート状に形成したものである。
　この構成によれば、図１１に示した構成による作用効果以外に、次のような効果を奏する。まず、通信アンテナ磁性シート６１が、通信アンテナ１１を鎖交する磁束の磁路の一部として作用するので、通信アンテナ１１と相手側通信アンテナ４１（図２）との結合係数ｋ１（図８）が向上する。また、通信アンテナ磁性シート６１と受電コイル磁性シート６２とが近接しているので、通信アンテナ磁性シート６１及び受電コイル磁性シート６２は、受電コイル２１Ｌと通信アンテナ１１とを鎖交する磁束の磁路の一部として作用する。これにより、通信アンテナ１１と受電コイル２１Ｌとの結合係数ｋ１２がさらに向上する。
　なお、通信アンテナ磁性シート６１と受電コイル磁性シート６２とは一体物として成形してもよい。
《第３の実施形態》
　第３の実施形態では、第２の実施形態で示した例とは磁性体の構成が異なる近距離無線通信装置について示す。
　図１３は、第３の実施形態に係る近距離無線通信装置が備える、通信アンテナ及び受電コイルの構造を示す斜視図である。また、図１４は、この通信アンテナ及び受電コイルの構造を示す断面図である。この例では、受電コイル２１Ｌが形成された受電コイル基板７２、磁性シート６２、通信アンテナ１１が形成された通信アンテナ基板７１及び磁性シート６１を備える。受電コイル磁性シート６２は受電コイル基板７２のほぼ全面に重なっている。また、通信アンテナ磁性シート６１は通信アンテナ基板７１のほぼ全面に重なっている。そして、通信アンテナ基板７１と磁性シート６１の組が、受電コイル基板７２と受電コイル磁性シート６２との組に重なっている。通信アンテナ１１は受電コイル２１Ｌを平面に沿って囲むように配置されている。
　図１３、図１４に示す例では、受電コイル２１Ｌのコイル開口の全面に受電コイル磁性シート６２が存在するので、受電コイル２１Ｌと相手側通信アンテナ４１（図２）との結合係数ｋ２（図８）、または受電コイル２１Ｌと送電コイル５１Ｌ（図３）との結合係数がより向上する。また、受電コイル２１Ｌと通信アンテナ１１との間に存在する磁性体が多くなるので、通信アンテナ１１と受電コイル２１Ｌとの結合係数ｋ１２も、より向上する。つまり、通信アンテナ１１が受電コイル２１Ｌの辺や角に沿った位置から中央寄りにあっても、通信アンテナ１１と受電コイル２１Ｌとの結合係数ｋ１２は効果的に向上する。
　図１５は、第３の実施形態に係る別の近距離無線通信装置が備える、通信アンテナ及び受電コイルの構造を示す斜視図である。また、図１６は、この通信アンテナ及び受電コイルの構造を示す断面図である。この例では、受電コイル２１Ｌ及び通信アンテナ１１が形成された基板７０と磁性シート６０とを備える。磁性シート６０は基板７０のほぼ全面に重なっている。通信アンテナ１１は受電コイル２１Ｌを平面に沿って囲むように形成されている。
　図１５、図１６に示す例では、受電コイル２１Ｌのコイル開口の全面に磁性シート６０が存在するので、受電コイル２１Ｌと相手側通信アンテナ４１（図２）との結合係数ｋ２（図８）、または受電コイル２１Ｌと送電コイル５１Ｌ（図３）との結合係数がより向上する。また、受電コイル２１Ｌと通信アンテナ１１との間に存在する磁性体が多くなるので、通信アンテナ１１と受電コイル２１Ｌとの結合係数ｋ１２も、効果的に向上する。
　最後に、上述の実施形態の説明は、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及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。
　例えば、本発明はカード型電子機器に限らず、スマートフォンや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、ノートＰＣやタブレットＰＣ等の携帯ＰＣ、カメラ、ゲーム機、玩具等の情報機器、ＩＣタグ、ＩＣカード等の情報媒体等、様々な電子機器に適用可能である。
Cds1，Cds2，Cds3，Cds4，Ｃｏ…キャパシタ
D3，D4，Dds1，Dds2…ダイオード
ＤＢ…ダイオードブリッジ回路
Q1…第１スイッチング素子
Q2…第２スイッチング素子
Ｒｘ１，Ｒｘ２…受信信号端子
S1…第１スイッチ回路
S2…第２スイッチ回路
S3…第３スイッチ回路
S4…第４スイッチ回路
ＴＶＳＳ…グランド端子
Ｔｘ１，Ｔｘ２…送信信号端子
１１…通信アンテナ
１２…インターフェイス回路
１２Ｍ…整合回路
１２ＲＦ…受信フィルタ
１２ＴＦ…送信フィルタ
１４…放電制御回路
１５…電圧変換回路
１６…ＮＦＣ－ＩＣ（無線通信ＩＣ）
２１…受電共振回路
２１Ａ…共鳴調整回路
２１Ｃ…共振キャパシタ
２１Ｌ…受電コイル
２２…整流平滑回路
２３…電圧変換回路
２４…充電回路
２５…充電制御回路
３０…二次電池
４１…相手側通信アンテナ
４２…ＮＦＣ通信回路
５０…送電回路
５１…送電共振回路
５１Ａ…共鳴調整回路
５１Ｃ…共振キャパシタ
５１Ｌ…送電コイル
５２…電力変換回路
５３…電圧変換回路
５４…電力制御回路
５５…直流電源
６０…磁性シート
６１…通信アンテナ磁性シート
６２…受電コイル磁性シート
７０…基板
７１…通信アンテナ基板
７２…受電コイル基板
１０１…近距離無線通信装置

Claims (12)

  1. 　平面に配置された、近距離無線通信用の通信アンテナと、
    　前記通信アンテナに接続され、前記近距離無線通信の信号を通過させるインターフェイス回路と、
    　前記インターフェイス回路に接続され前記近距離無線通信の信号を処理する無線通信ＩＣと、
    　前記通信アンテナを前記平面に沿って囲むように配置された受電コイルと、
    　前記受電コイルと共に受電共振回路を構成する共振キャパシタと、
    　前記受電共振回路に接続された整流平滑回路と、
    　を備え、
    　前記受電共振回路は前記近距離無線通信の周波数で共振し、
    　前記受電共振回路に流れる共振電流により前記受電コイルの近傍に発生する磁束は前記通信アンテナと鎖交する、
    　ことを特徴とする、近距離無線通信装置。
  2. 　前記近距離無線通信の周波数での前記受電共振回路のインピーダンスは、前記近距離無線通信の周波数での前記インターフェイス回路のインピーダンスの１／２以下である、
    　請求項１に記載の近距離無線通信装置。
  3. 　前記通信アンテナ及び前記受電コイルは、それぞれ複数の辺を有し、前記通信アンテナは前記受電コイルに対して辺が並行する関係に配置された、
    　請求項１又は２に記載の近距離無線通信装置。
  4. 　前記通信アンテナ及び前記受電コイルは同一平面上に配置された、
    　請求項１から３のいずれかに記載の近距離無線通信装置。
  5. 　前記通信アンテナ及び前記受電コイルは異なる平面上に積層して配置された、
    　請求項１から３のいずれかに記載の近距離無線通信装置。
  6. 　前記通信アンテナは通信アンテナ基板に形成され、前記受電コイルは受電コイル基板に形成され、
    　前記通信アンテナ基板と前記受電コイル基板とが積層された、
    　請求項５に記載の近距離無線通信装置。
  7. 　前記通信アンテナ基板及び前記受電コイル基板に積層され、前記通信アンテナと前記受電コイルとに鎖交する磁路の一部を形成する磁性シートを備える、
    　請求項６に記載の近距離無線通信装置。
  8. 　前記磁性シートは前記通信アンテナ基板と前記受電コイル基板との間に積層される、
    　請求項７に記載の近距離無線通信装置。
  9. 　前記通信アンテナに近接して配置され、前記受電コイルに流れる電流により発生する磁束を前記通信アンテナに鎖交する磁路の一部を形成する通信アンテナ磁性シートを備える、
    　請求項１から６のいずれかに記載の近距離無線通信装置。
  10. 　前記受電コイルに近接して配置され、外部の相手側通信アンテナから発生される磁束を前記受電コイルに鎖交する磁路の一部を形成する受電コイル磁性シートを備える、
    　請求項１から６のいずれかに記載の近距離無線通信装置。
  11. 　前記無線通信ＩＣに対する電源として作用する二次電池と、
    　前記整流平滑回路の電圧により前記二次電池を充電する充電回路と、を備える、
    　請求項１から１０のいずれかに記載の近距離無線通信装置。
  12. 　前記受電コイルと前記通信アンテナとの結合係数は、前記受電コイルと当該受電コイルに結合する送電コイルとの結合係数より大きい、
    　請求項１から１１のいずれかに記載の近距離無線通信装置。
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