JP5288653B2 - Non-contact wireless communication coil and portable wireless terminal - Google Patents

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Description

本発明は、非接触無線通信が可能な非接触無線通信用コイル、及びこれを搭載した携帯無線端末に関する。   The present invention relates to a coil for contactless wireless communication capable of contactless wireless communication and a portable wireless terminal equipped with the coil.

例えば携帯電話端末、スマートフォンなどの携帯無線端末では、FeliCa(登録商標)等を含むNFC(Near Field Communication)等の非接触無線通信(いわゆるRFID(Radio Frequency IDentification))の機能を搭載したものが普及している。この種の非接触無線通信によって、電子マネー機能、乗車券機能などを実現している。   For example, portable wireless terminals such as mobile phone terminals and smart phones are equipped with non-contact wireless communication (so-called RFID (Radio Frequency IDentification)) functions such as NFC (Near Field Communication) including FeliCa (registered trademark). doing. This kind of contactless wireless communication realizes an electronic money function, a ticket function, and the like.

また、携帯無線端末において、近年、非接触で電力を伝送することにより、電池の充電(非接触充電)を行う機能を搭載したものが用いられつつある。非接触電力伝送の方式としては、電磁誘導方式、磁界共鳴方式などがあり、給電側のコイルと受電側のコイルを対向させて電力伝送を行うものが主流である。   In recent years, portable wireless terminals equipped with a function of charging a battery (contactless charging) by transmitting power in a contactless manner are being used. Non-contact power transmission methods include an electromagnetic induction method, a magnetic field resonance method, and the like, and a method that performs power transmission with a coil on a power feeding side and a coil on a power receiving side facing each other is the mainstream.

非接触充電機能を搭載した携帯無線端末では、充電用コイルが電池パックと一体化されたものが主流となっている。このため、さらなる端末の薄型化のために電池パックを薄くしようとすると、電池容量が少なくなるという大きな課題がある。一方、充電用コイルを電池パックと別体に構成する場合、上記の非接触無線通信機能を搭載した携帯無線端末では、非接触無線通信用コイルとの共存が課題となる。   In portable wireless terminals equipped with a non-contact charging function, those in which a charging coil is integrated with a battery pack are mainly used. For this reason, when it is going to make a battery pack thin for further thickness reduction of a terminal, there exists a big subject that battery capacity decreases. On the other hand, when the charging coil is configured separately from the battery pack, coexistence with the non-contact wireless communication coil becomes a problem in the portable wireless terminal equipped with the above-described non-contact wireless communication function.

ここで、非接触無線通信用コイルと非接触電力伝送用コイルとを共存させる場合を想定する。2つのコイルを設けた従来例として、例えば特許文献1には、電力波用アンテナを形成する第1のコイルとデータ波用アンテナを形成する第2のコイルとを2重の輪となるように配設した無線カードが開示されている。この構成により、無線カードを保持する手の指などで第1のコイル及び第2のコイルが覆われるおそれが少なく、双方のコイルの受信状況をほぼ同様にすることが可能である。   Here, it is assumed that the contactless wireless communication coil and the contactless power transmission coil coexist. As a conventional example in which two coils are provided, for example, in Patent Document 1, a first coil that forms a power wave antenna and a second coil that forms a data wave antenna form a double ring. An arranged wireless card is disclosed. With this configuration, the first coil and the second coil are less likely to be covered with fingers of a hand holding the wireless card, and the reception status of both coils can be made substantially the same.

特開2004−110854号公報JP 2004-110854 A

上記特許文献1の構成では、2つのコイルを2重の輪となるように配設しているため、コイルの配置面積が大きくなる。また、各コイルの性能を考慮せず、複数のコイルを単純に併設しただけでは、コイル間の電磁結合によって性能劣化が予想される。特に、コイルを搭載する端末を小型化するために、複数のコイルを近接させた場合、コイル間の電磁結合によって電力伝送効率、通信距離などの性能が劣化する。   In the configuration of Patent Document 1, since the two coils are arranged in a double ring, the arrangement area of the coils is increased. In addition, simply considering a plurality of coils without considering the performance of each coil, performance degradation is expected due to electromagnetic coupling between the coils. In particular, when a plurality of coils are brought close to each other in order to reduce the size of a terminal on which the coil is mounted, performance such as power transmission efficiency and communication distance deteriorates due to electromagnetic coupling between the coils.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、非接触無線通信用コイル、非接触電力伝送用コイル等の複数のコイルを共存させる場合に、各コイルの性能劣化を抑制しつつ、省スペースで実現可能にすることにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to suppress the performance deterioration of each coil when a plurality of coils such as a non-contact wireless communication coil and a non-contact power transmission coil coexist. However, it is to be realized in a space-saving manner.

本発明は、第1コイルと、第2コイルと、第1磁性体と、第2磁性体とを備え、コイルの厚さ方向において、前記第1磁性体、前記第1コイル、前記第2磁性体、前記第2コイルの順に積層して配置され、前記第1コイルと前記第2コイルの少なくとも一部が重なった状態である非接触無線通信用コイルを提供する。
上記構成により、複数のコイルを共存させる場合に、コイル間の電磁結合を低減でき、電磁結合による性能劣化が抑制される。また、複数のコイルを積層して配置することで、配置面積を削減でき、性能劣化の少ないコイルを省スペースで実現可能となる。
The present invention includes a first coil, a second coil, a first magnetic body, and a second magnetic body, and in the thickness direction of the coil, the first magnetic body, the first coil, and the second magnetic body. A contactless wireless communication coil is provided in which the body and the second coil are stacked in this order and at least a part of the first coil and the second coil overlap each other.
With the above configuration, when a plurality of coils coexist, electromagnetic coupling between the coils can be reduced, and performance degradation due to electromagnetic coupling is suppressed. Further, by arranging a plurality of coils in a stacked manner, the arrangement area can be reduced, and a coil with little performance deterioration can be realized in a space-saving manner.

また、本発明は、上記の非接触無線通信用コイルであって、前記第1磁性体の透磁率が前記第2磁性体の透磁率よりも高いものを含む。
また、本発明は、上記の非接触無線通信用コイルであって、前記第1コイルの共振周波数が前記第2コイルの共振周波数よりも低いものを含む。
また、本発明は、上記の非接触無線通信用コイルであって、前記第1コイルの外周寄りで前記第2コイルの少なくとも一部が重なった状態であるものを含む。
また、本発明は、上記の非接触無線通信用コイルであって、前記第2コイルの少なくとも一部が前記第1コイルの外側に位置しているものを含む。
また、本発明は、上記の非接触無線通信用コイルであって、前記第1コイルが非接触電力伝送用であり、前記第2コイルが非接触無線通信用であるものを含む。
Further, the present invention includes the above-described coil for non-contact wireless communication, wherein the magnetic permeability of the first magnetic body is higher than the magnetic permeability of the second magnetic body.
The present invention also includes the above-described contactless wireless communication coil, wherein the resonance frequency of the first coil is lower than the resonance frequency of the second coil.
Further, the present invention includes the above-described non-contact wireless communication coil in which at least a part of the second coil is overlapped near the outer periphery of the first coil.
In addition, the present invention includes the above-described non-contact wireless communication coil in which at least a part of the second coil is located outside the first coil.
Further, the present invention includes the above-mentioned contactless wireless communication coil, wherein the first coil is for contactless power transmission and the second coil is for contactless wireless communication.

また、本発明は、上記いずれかの非接触無線通信用コイルを搭載した携帯無線端末を提供する。   The present invention also provides a portable wireless terminal equipped with any one of the above contactless wireless communication coils.

本発明によれば、非接触無線通信用コイル、非接触電力伝送用コイル等の複数のコイルを共存させる場合に、各コイルの性能劣化を抑制しつつ、省スペースで実現可能にすることができる。   According to the present invention, when a plurality of coils such as a non-contact wireless communication coil and a non-contact power transmission coil coexist, it can be realized in a space-saving manner while suppressing performance deterioration of each coil. .

本発明の第1の実施形態に係るコイルユニットの構成を示す平面図The top view which shows the structure of the coil unit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 第1の実施形態のコイルユニットの断面図であり、(A)は図1のA−A′線断面図、(B)は図1のB−B′線断面図It is sectional drawing of the coil unit of 1st Embodiment, (A) is the sectional view on the AA 'line of FIG. 1, (B) is the sectional view on the BB' line of FIG. (A)、(B)は図1のA−A′線断面の位置(図2(A)の位置)におけるコイルユニットの磁界分布を示す図(A), (B) is a figure which shows the magnetic field distribution of the coil unit in the position (position of FIG. 2 (A)) of the AA 'line cross section of FIG. (A)、(B)は図1のB−B′線断面の位置(図2(B)の位置)におけるコイルユニットの磁界分布を示す図(A), (B) is a figure which shows the magnetic field distribution of the coil unit in the position (position of FIG. 2 (B)) of the BB 'sectional view of FIG. 本実施形態のコイルユニットを搭載した携帯無線端末と外部機器としての充電器及びリーダ/ライタ装置の構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration of a portable wireless terminal equipped with a coil unit of the present embodiment, a charger as an external device, and a reader / writer device. (A)〜(D)は本発明に係る実施例のコイルユニットの寸法を示す図(A)-(D) are the figures which show the dimension of the coil unit of the Example which concerns on this invention. (A)、(B)は本発明に係る実施例のコイルユニットの性能として、非接触電力伝送時の電力伝送効率と非接触無線通信時の最大通信距離を測定した結果を示す図(A), (B) is a figure which shows the result of having measured the power transmission efficiency at the time of non-contact power transmission, and the maximum communication distance at the time of non-contact wireless communication as a performance of the coil unit of the Example which concerns on this invention. 本発明の第2の実施形態に係るコイルユニットの構成を示す図であり、図8(A)はコイルユニットの平面図、図8(B)は図8(A)のA−A′線断面図、図8(C)は図8(A)のB−B′線断面図It is a figure which shows the structure of the coil unit which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, FIG. 8 (A) is a top view of a coil unit, FIG.8 (B) is the sectional view on the AA 'line of FIG. 8 (A). Fig. 8 (C) is a cross-sectional view taken along line BB 'of Fig. 8 (A). 本発明の第3の実施形態に係るコイルユニットの構成を示す図であり、図9(A)はコイルユニットの平面図、図9(B)は図9(A)のA−A′線断面図、図9(C)は図9(A)のB−B′線断面図It is a figure which shows the structure of the coil unit which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, FIG. 9 (A) is a top view of a coil unit, FIG.9 (B) is the sectional view on the AA 'line of FIG. 9 (A). Fig. 9 (C) is a cross-sectional view taken along line BB 'of Fig. 9 (A). (A)、(B)は第1コイルと第2コイルの内径及び外形を同じにした変形例(A) and (B) are modifications in which the inner diameter and the outer shape of the first coil and the second coil are the same. (A)〜(E)は第1コイルを楕円環状、第2コイルを方形環状とした場合に、両コイルの配置を変更した変形例(A) to (E) are modifications in which the arrangement of both coils is changed when the first coil is an elliptical ring and the second coil is a square ring. (A)〜(E)は第1コイルを方形角丸の環状、第2コイルを方形環状とした場合に、両コイルの配置を変更した変形例(A)-(E) are modified examples in which the arrangement of both coils is changed when the first coil is a square round ring and the second coil is a square ring. 比較例のコイルユニットの構成を示す図であり、図13(A)はコイルユニットの平面図、図13(B)は図13(A)のA−A′線断面図FIGS. 13A and 13B are diagrams illustrating a configuration of a coil unit of a comparative example, in which FIG. 13A is a plan view of the coil unit, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.

以下の実施形態では、非接触無線通信用コイル及びこれを搭載した携帯無線端末の一例として、非接触無線通信用コイルと非接触電力伝送用コイルとを有するコイルユニットと、このコイルユニットを搭載した携帯無線端末の構成例を示す。   In the following embodiments, as an example of a contactless wireless communication coil and a portable wireless terminal equipped with the coil, a coil unit having a contactless wireless communication coil and a contactless power transmission coil, and the coil unit are mounted. The structural example of a portable radio | wireless terminal is shown.

(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係るコイルユニットの構成を示す平面図である。図2は第1の実施形態のコイルユニットの断面図であり、図2(A)は図1のA−A′線断面図、図2(B)は図1のB−B′線断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the coil unit according to the first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view of the coil unit according to the first embodiment. FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. It is.

本実施形態のコイルユニットは、第1磁性体11と、非接触電力伝送用コイルとして機能する第1コイル12と、第2磁性体21と、非接触無線通信用コイルとして機能する第2コイル22とを備える。第1磁性体11は第1コイル12に対応して設けられ、第2磁性体21は第2コイル22に対応して設けられる。   The coil unit of the present embodiment includes a first magnetic body 11, a first coil 12 that functions as a contactless power transmission coil, a second magnetic body 21, and a second coil 22 that functions as a contactless wireless communication coil. With. The first magnetic body 11 is provided corresponding to the first coil 12, and the second magnetic body 21 is provided corresponding to the second coil 22.

第1磁性体11は、方形の板状に形成され、板面の一方の面上に第1コイル12が配置される。第1磁性体11は、例えばフェライトなどの透磁率が1よりも高い材料で構成される。第1磁性体11の比透磁率μr1は、例えばμr1=200〜2000のものを用いる。第1コイル12は、導体の巻線が楕円環状に巻回されてなるコイルで構成され、充電用のコイルとして、外部の充電器から供給される電力を受電するものである。第1コイル12の共振周波数f1は、第1コイル12の共振周波数を、第1コイル12に並列若しくは直列に接続したコンデンサ等を用いて調整した周波数であり、例えばf1≒100kHz程度である。   The first magnetic body 11 is formed in a square plate shape, and the first coil 12 is disposed on one surface of the plate surface. The first magnetic body 11 is made of a material having a magnetic permeability higher than 1, such as ferrite. As the relative permeability μr1 of the first magnetic body 11, for example, μr1 = 200 to 2000 is used. The first coil 12 is constituted by a coil in which a conductor winding is wound in an elliptical ring shape, and receives power supplied from an external charger as a charging coil. The resonance frequency f1 of the first coil 12 is a frequency obtained by adjusting the resonance frequency of the first coil 12 using a capacitor or the like connected in parallel or in series with the first coil 12, and is, for example, about f1≈100 kHz.

第2磁性体21は、方形の環状の板状に形成され、板面の一方の面上に第2コイル22を搭載した基板30が配置される。第2磁性体21は、例えばフェライトなどの透磁率が1よりも高い材料で構成される。第2磁性体21の比透磁率μr2は、例えばμr2=10〜300のものを用いる。第2コイル22は、ガラスエポキシ基板等で構成される基板30上に形成された導体の配線パターンにより、方形環状に巻回されてなるコイルで構成される。第2コイル22は、非接触無線通信用のコイルとして、リーダ/ライタ装置等の外部機器との間でデータを送受信するものである。第2コイル22の共振周波数f2は、第2コイル22の共振周波数を、第2コイル22に並列若しくは直列に接続したコンデンサ等を用いて調整した周波数であり、例えばf2≒13.56MHz程度である。   The second magnetic body 21 is formed in a square annular plate shape, and the substrate 30 on which the second coil 22 is mounted is disposed on one surface of the plate surface. The second magnetic body 21 is made of a material having a magnetic permeability higher than 1, such as ferrite. As the relative permeability μr2 of the second magnetic body 21, for example, μr2 = 10 to 300 is used. The second coil 22 is formed of a coil that is wound in a square ring shape with a conductor wiring pattern formed on a substrate 30 formed of a glass epoxy substrate or the like. The second coil 22 is a coil for non-contact wireless communication and transmits / receives data to / from an external device such as a reader / writer device. The resonance frequency f2 of the second coil 22 is a frequency obtained by adjusting the resonance frequency of the second coil 22 using a capacitor or the like connected in parallel or in series with the second coil 22, for example, about f2≈13.56 MHz. .

基板30の一端部には、第1コイル12用の第1端子31と、第2コイル22用の第2端子32とが導体の配線パターンにより形成されている。第1端子31は配線を介して第1コイル12と接続され、第2端子32は基板30の配線パターンによって第2コイル22と接続されている。   A first terminal 31 for the first coil 12 and a second terminal 32 for the second coil 22 are formed at one end of the substrate 30 by a conductor wiring pattern. The first terminal 31 is connected to the first coil 12 via a wiring, and the second terminal 32 is connected to the second coil 22 by a wiring pattern of the substrate 30.

本実施形態のコイルユニットは、コイルの厚さ方向(図2の上下方向)において、図2の下側から矢印H方向に、第1磁性体11、第1コイル12、第2磁性体21、基板30、第2コイル22の順に積層して配置される。コイルユニットを携帯無線端末に搭載する場合、第2コイル22よりさらに矢印H方向に筐体が位置し、筐体内にコイルユニットが収納されて設けられる。よって、外部機器側、すなわち携帯無線端末の筐体内壁からみた場合、第2コイル22、基板30、第2磁性体21、第1コイル12、第1磁性体11の順に積層して配置される。このように複数の磁性体と複数のコイルを積層した構成とすることで、両コイルの電磁結合による性能劣化を抑制でき、各コイルの性能を確保しつつ、コイルの配置面積を小さくでき、小型化を図れる。   In the coil unit of the present embodiment, the first magnetic body 11, the first coil 12, the second magnetic body 21, in the arrow H direction from the lower side of FIG. The substrate 30 and the second coil 22 are stacked in this order. When the coil unit is mounted on the portable wireless terminal, the housing is positioned further in the direction of arrow H than the second coil 22, and the coil unit is housed and provided in the housing. Therefore, when viewed from the external device side, that is, from the inner wall of the casing of the portable wireless terminal, the second coil 22, the substrate 30, the second magnetic body 21, the first coil 12, and the first magnetic body 11 are stacked in this order. . In this way, a configuration in which a plurality of magnetic bodies and a plurality of coils are laminated can suppress performance deterioration due to electromagnetic coupling between the two coils, and can secure the performance of each coil while reducing the coil layout area. Can be realized.

このとき、第1コイル12と第2コイル22とは、全部を重ねるようにしてもよいが、少なくとも一部が重ならない領域を有するものが好ましい。すなわち、全部ではなく第1コイル12と第2コイル22の少なくとも一部が重なった状態で配置するのが好ましい。図示例では、両コイルが重ならない領域を有するように、第1コイル12の外周の一部と第2コイル22の内周の一部が重なるように配置されている。また、第1コイル12は楕円形、第2コイル22は方形であるので、第2コイル22の四隅部分が重ならない領域となっており、この四隅部分で第2コイル22が第1コイル12の外側に位置している。このような構成により、両コイルの電磁結合を低減できる。   At this time, the first coil 12 and the second coil 22 may be overlapped all over, but preferably have a region where at least a part thereof does not overlap. That is, it is preferable to arrange the first coil 12 and the second coil 22 in a state where at least a part of the first coil 12 and the second coil 22 overlap with each other. In the example of illustration, it arrange | positions so that a part of outer periphery of the 1st coil 12 and a part of inner periphery of the 2nd coil 22 may overlap so that it may have the area | region where both coils do not overlap. In addition, since the first coil 12 has an oval shape and the second coil 22 has a rectangular shape, the four coil portions of the second coil 22 are non-overlapping regions. Located on the outside. With such a configuration, electromagnetic coupling between both coils can be reduced.

また、本実施形態では、第1コイル12と第2コイル22の共振周波数の関係は、第1コイル12の共振周波数が第2コイル22の共振周波数よりも低い(f1<f2)ようにする。そして、第1磁性体11と第2磁性体21の透磁率の関係は、第1磁性体11の透磁率が第2磁性体21の透磁率よりも高い(比透磁率μr1>μr2)ようにするのが好ましい。上記のようにコイル及び磁性体の特性を設定することにより、両コイルの電磁結合による性能劣化をより効果的に低減できる。   In the present embodiment, the relationship between the resonance frequencies of the first coil 12 and the second coil 22 is such that the resonance frequency of the first coil 12 is lower than the resonance frequency of the second coil 22 (f1 <f2). The relationship between the permeability of the first magnetic body 11 and the second magnetic body 21 is such that the permeability of the first magnetic body 11 is higher than the permeability of the second magnetic body 21 (relative permeability μr1> μr2). It is preferable to do this. By setting the characteristics of the coil and the magnetic body as described above, it is possible to more effectively reduce the performance deterioration due to the electromagnetic coupling between the two coils.

次に、本実施形態のコイルユニットの動作時の作用を説明する。図3は図1のA−A′線断面の位置(図2(A)の位置)におけるコイルユニットの磁界分布を示す図であり、図3(A)は第1コイル12の動作時、図3(B)は第2コイル22の動作時をそれぞれ示したものである。図4は図1のB−B′線断面の位置(図2(B)の位置)におけるコイルユニットの磁界分布を示す図であり、図4(A)は第1コイル12の動作時、図4(B)は第2コイル22の動作時をそれぞれ示したものである。   Next, the operation during operation of the coil unit of the present embodiment will be described. 3 is a diagram showing the magnetic field distribution of the coil unit at the position of the cross section along the line AA ′ of FIG. 1 (position of FIG. 2A). FIG. 3A is a diagram when the first coil 12 is in operation. 3 (B) shows the operation time of the second coil 22, respectively. 4 is a diagram showing the magnetic field distribution of the coil unit at the position of the cross section along line BB ′ of FIG. 1 (position of FIG. 2B). FIG. 4A is a diagram when the first coil 12 is in operation. 4 (B) shows the operation time of the second coil 22, respectively.

第1コイル12の動作時、すなわち電力伝送時には、図3(A)、図4(A)に示すように、第1コイル12の近傍において、磁力線が第1磁性体11の中を通過して空間に出るように磁界が発生する。この場合、第1コイル12から第2コイル22への磁界の影響は少ない。また、第2コイル22の動作時、すなわち非接触無線通信のデータ伝送時には、図3(B)、図4(B)に示すように、第2コイル22の近傍において、磁力線が第2磁性体21の中を通過して空間に出るように磁界が発生する。この場合、第2コイル22から第1コイル12への磁界の影響は少ない。   During operation of the first coil 12, that is, during power transmission, as shown in FIGS. 3A and 4A, the magnetic lines of force pass through the first magnetic body 11 in the vicinity of the first coil 12. A magnetic field is generated so as to enter the space. In this case, the influence of the magnetic field from the first coil 12 to the second coil 22 is small. Further, when the second coil 22 is operated, that is, during data transmission of non-contact wireless communication, as shown in FIGS. 3 (B) and 4 (B), the magnetic lines of force are generated near the second coil 22 in the second magnetic body. A magnetic field is generated so as to pass through 21 and exit into space. In this case, the influence of the magnetic field from the second coil 22 to the first coil 12 is small.

本実施形態では、積層された第1コイル12と第2コイル22において、重ならない領域を有するため、コイル間の電磁結合が小さくなる。特に、図4(A)、(B)のように両コイルが重なっていないコイルの四隅の領域では、電磁結合を十分小さくできる。   In the present embodiment, the laminated first coil 12 and second coil 22 have non-overlapping regions, so that electromagnetic coupling between the coils is reduced. In particular, electromagnetic coupling can be made sufficiently small in the four corner regions of the coil where the coils do not overlap as shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B).

図5は本実施形態のコイルユニットを搭載した携帯無線端末と外部機器としての充電器及びリーダ/ライタ装置の構成を示すブロック図である。   FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a portable wireless terminal equipped with the coil unit of the present embodiment, a charger as an external device, and a reader / writer device.

携帯無線端末50は、充電用の第1コイル12と、非接触無線通信用の第2コイル22とを備える。第1コイル12は非接触充電部51と接続され、第2コイル22は非接触無線通信部52と接続される。ここで、第1コイル12には、コンデンサ54が並列に接続され、さらに非接触充電部51の整流回路55と接続されている。第2コイル22には、コンデンサ56が並列に接続され、さらに非接触無線通信部52の変復調回路57と接続される。非接触充電部51及び非接触無線通信部52は、制御回路53と接続され、制御回路53によって各部の動作が制御される。   The portable wireless terminal 50 includes a first coil 12 for charging and a second coil 22 for non-contact wireless communication. The first coil 12 is connected to the contactless charging unit 51, and the second coil 22 is connected to the contactless wireless communication unit 52. Here, a capacitor 54 is connected in parallel to the first coil 12, and further connected to a rectifier circuit 55 of the non-contact charging unit 51. A capacitor 56 is connected in parallel to the second coil 22, and further connected to the modulation / demodulation circuit 57 of the non-contact wireless communication unit 52. The non-contact charging unit 51 and the non-contact wireless communication unit 52 are connected to the control circuit 53, and the operation of each unit is controlled by the control circuit 53.

充電器60は、非接触電力伝送用コイル63を備える。非接触電力伝送用コイル63には、コンデンサ64が並列に接続され、さらに交流電源回路61と接続されている。交流電源回路61は、制御回路62と接続され、制御回路62によって充電用の交流電力の出力が制御される。   The charger 60 includes a non-contact power transmission coil 63. A capacitor 64 is connected in parallel to the non-contact power transmission coil 63, and is further connected to an AC power supply circuit 61. The AC power supply circuit 61 is connected to the control circuit 62, and the output of AC power for charging is controlled by the control circuit 62.

リーダ/ライタ装置70は、非接触無線通信用コイル73を備える。非接触無線通信用コイル73には、コンデンサ74が並列に接続され、さらに変復調回路71と接続されている。変復調回路71は、制御回路72と接続され、制御回路72によって非接触無線通信によるデータの変調、復調の動作が制御される。   The reader / writer device 70 includes a non-contact wireless communication coil 73. A capacitor 74 is connected in parallel to the non-contact wireless communication coil 73 and further connected to the modulation / demodulation circuit 71. The modulation / demodulation circuit 71 is connected to the control circuit 72, and the control circuit 72 controls the data modulation and demodulation operations by non-contact wireless communication.

上記構成において、携帯無線端末50の充電を行う場合は、充電器60の非接触電力伝送用コイル63と携帯無線端末50の第1コイル12とを近接させて対向して配置し、充電器60から携帯無線端末50へ給電する。このとき、非接触電力伝送用コイル63と第1コイル12とが電磁結合し、両コイルを介して非接触で充電用の電力が伝送される。非接触電力伝送用コイル63から第1コイル12へ給電するための共振周波数f1は、第1コイル12に並列に接続したコンデンサ54及び、非接触電力伝送用コイル63に並列に接続したコンデンサ64によって調整され、ここではf1=100kHzである。交流電源回路61で発生し出力した交流電力は、非接触電力伝送用コイル63から第1コイル12に伝送され、携帯無線端末50にて受電される。伝送された交流電力は、整流回路55にて整流されて直流電力に変換され、その直流出力が電池部58に供給されることにより充電が行われる。なお、直流出力を携帯無線端末50内の回路に供給し、各部の動作電源とすることも可能である。   In the above configuration, when charging the portable wireless terminal 50, the non-contact power transmission coil 63 of the charger 60 and the first coil 12 of the portable wireless terminal 50 are arranged close to each other and faced to each other. To the portable wireless terminal 50. At this time, the non-contact power transmission coil 63 and the first coil 12 are electromagnetically coupled, and charging power is transmitted in a non-contact manner through both coils. The resonance frequency f1 for feeding power from the non-contact power transmission coil 63 to the first coil 12 is determined by the capacitor 54 connected in parallel to the first coil 12 and the capacitor 64 connected in parallel to the non-contact power transmission coil 63. Adjusted, where f1 = 100 kHz. The AC power generated and output by the AC power supply circuit 61 is transmitted from the non-contact power transmission coil 63 to the first coil 12 and is received by the portable radio terminal 50. The transmitted AC power is rectified by the rectifier circuit 55 and converted into DC power, and the DC output is supplied to the battery unit 58 for charging. Note that it is also possible to supply a direct current output to a circuit in the portable wireless terminal 50 to serve as an operating power source for each unit.

非接触無線通信を行う場合は、リーダ/ライタ装置70の非接触無線通信用コイル73と携帯無線端末50の第2コイル22とを近接させて対向して配置し、リーダ/ライタ装置70と携帯無線端末50との間でデータの送受信を行う。このとき、非接触無線通信用コイル73と第2コイル22が電磁結合し、両コイルを介して非接触無線通信のデータ伝送が行われる。非接触無線通信用コイル73と第2コイル22との間で通信するための共振周波数f2は、第2コイル22に並列に接続したコンデンサ56及び、非接触無線通信用コイル73に並列に接続したコンデンサ74によって調整され、ここではf2=13.56MHzである。リーダ/ライタ装置70から携帯無線端末50へ伝送するデータは、変復調回路71で変調され、非接触無線通信用コイル73から第2コイル22に伝送され、携帯無線端末50にて受信される。伝送されたデータは、携帯無線端末50の変復調回路57で復調される。携帯無線端末50からリーダ/ライタ装置70へ伝送するデータは、変復調回路57で変調され、第2コイル22から非接触無線通信用コイル73に伝送され、リーダ/ライタ装置70にて受信される。伝送されたデータは、リーダ/ライタ装置70の変復調回路71で復調される。このように、携帯無線端末50の非接触無線通信機能を用いて、リーダ/ライタ装置70から携帯無線端末50に対して非接触無線通信によるデータの書き込み、読み出しが可能である。   When performing non-contact wireless communication, the non-contact wireless communication coil 73 of the reader / writer device 70 and the second coil 22 of the portable wireless terminal 50 are arranged close to each other so as to face each other. Data is transmitted / received to / from the wireless terminal 50. At this time, the non-contact wireless communication coil 73 and the second coil 22 are electromagnetically coupled, and data transmission of non-contact wireless communication is performed via both coils. The resonance frequency f2 for communication between the non-contact wireless communication coil 73 and the second coil 22 is connected in parallel to the capacitor 56 connected in parallel to the second coil 22 and the non-contact wireless communication coil 73. Adjusted by capacitor 74, where f2 = 13.56 MHz. Data transmitted from the reader / writer device 70 to the portable wireless terminal 50 is modulated by the modulation / demodulation circuit 71, transmitted from the non-contact wireless communication coil 73 to the second coil 22, and received by the portable wireless terminal 50. The transmitted data is demodulated by the modem circuit 57 of the portable radio terminal 50. Data transmitted from the portable wireless terminal 50 to the reader / writer device 70 is modulated by the modulation / demodulation circuit 57, transmitted from the second coil 22 to the non-contact wireless communication coil 73, and received by the reader / writer device 70. The transmitted data is demodulated by the modulation / demodulation circuit 71 of the reader / writer device 70. In this way, using the contactless wireless communication function of the portable wireless terminal 50, data can be written to and read from the reader / writer device 70 to the portable wireless terminal 50 by contactless wireless communication.

次に、本実施形態のコイルユニットの性能について、実際に作製した評価サンプルを用いて測定した実施例を示す。図6は実施例のコイルユニットの寸法を示す図である。図6(A)は第1コイル12のみ、図6(B)は第2コイル22のみ、図6(C)は第1コイル12と第2コイル22とを積層して組み合わせたコイルユニット(図1の構成)、図6(D)は図6(C)で示したコイルユニットの断面をそれぞれ示している。   Next, the Example which measured about the performance of the coil unit of this embodiment using the actually produced evaluation sample is shown. FIG. 6 is a diagram showing dimensions of the coil unit of the embodiment. 6A shows only the first coil 12, FIG. 6B shows only the second coil 22, and FIG. 6C shows a coil unit in which the first coil 12 and the second coil 22 are stacked and combined (see FIG. 6). 1) and FIG. 6D each show a cross section of the coil unit shown in FIG.

実施例では、第1磁性体11の長辺a=48mm、短辺b=32mm、第1コイル12の長手方向の外径c=41mm、短手方向の外径d=30mm、第2磁性体21及び第2コイル22の長辺e=41mm、短辺f=31mm、これらを積層したコイルユニットの厚さg=1.5mmとした。この場合、第1コイル12と第2コイル22を積層した状態において、両コイルの外周寸法は略一致して重なっており、内周側に両コイルが重ならない領域が存在している。また、第1コイル12は楕円形、第2コイル22は方形であるので、第2コイル22の四隅部分が重ならない領域となっている。   In the embodiment, the long side a = 48 mm, the short side b = 32 mm of the first magnetic body 11, the outer diameter c = 41 mm in the longitudinal direction of the first coil 12, the outer diameter d = 30 mm in the short direction, the second magnetic body The long side e of the 21 and the second coil 22 is 41 mm, the short side f is 31 mm, and the thickness g of the coil unit in which these are laminated is 1.5 mm. In this case, in the state where the first coil 12 and the second coil 22 are laminated, the outer peripheral dimensions of the two coils are substantially the same and overlap, and there is a region where the two coils do not overlap on the inner peripheral side. Further, since the first coil 12 is elliptical and the second coil 22 is rectangular, the four corners of the second coil 22 are regions that do not overlap.

図7は図6に示した実施例のコイルユニットの性能として、非接触電力伝送時の電力伝送効率と非接触無線通信時の最大通信距離を測定した結果を示す図である。図7(A)は電力伝送効率の測定結果、図7(B)は最大通信距離の測定結果をそれぞれ示している。ここでは、電力伝送効率は、コイルのみの伝送効率ではなく、図5に示したような充電器の交流電源回路から携帯無線端末の直流出力までを含めた充電システム全体の効率を測定した。   FIG. 7 is a diagram showing the results of measuring the power transmission efficiency during contactless power transmission and the maximum communication distance during contactless wireless communication as the performance of the coil unit of the embodiment shown in FIG. FIG. 7A shows the measurement result of the power transmission efficiency, and FIG. 7B shows the measurement result of the maximum communication distance. Here, the power transmission efficiency is not the transmission efficiency of only the coil, but the efficiency of the entire charging system including the AC power supply circuit of the charger as shown in FIG. 5 to the DC output of the portable wireless terminal.

図6(A)に示した第1コイル12単体の状態では、電力伝送効率が40.3[%]であった。また、図6(C)に示した第1コイル12と第2コイル22とを共存させた状態では、電力伝送効率が40.4[%]であった。この場合、2つのコイルを積層して共存させた状態であり、第1コイル12の外部機器側に第2コイル22が配置されていても、非接触電力伝送において電磁結合による性能劣化が生じない。   In the state of the first coil 12 alone shown in FIG. 6A, the power transmission efficiency was 40.3 [%]. In the state where the first coil 12 and the second coil 22 shown in FIG. 6C coexist, the power transmission efficiency was 40.4 [%]. In this case, two coils are stacked and coexisted, and even if the second coil 22 is disposed on the external device side of the first coil 12, performance degradation due to electromagnetic coupling does not occur in non-contact power transmission. .

図6(B)に示した第2コイル22単体の状態では、最大通信距離が126[mm]、不感領域(Null領域)は生じなかった。また、図6(C)に示した第1コイル12と第2コイル22とを共存させた状態では、最大通信距離が127[mm]、不感領域(Null領域)は生じなかった。この場合、2つのコイルを積層して共存させた状態であり、第2コイル22の近傍に第1コイル12が配置されていても、非接触無線通信において電磁結合による性能劣化が生じない。
なお、図6(C)の状態から、第2磁性体21を取り除いた状態では、コイル間の電磁結合により最大通信距離が120[mm]に劣化することを確認しており、第2コイルに対応する第2磁性体21を第1コイルとの間に設けることにより、非接触無線通信において電磁結合の発生を抑制でき、最大通信距離を向上できる。
In the state of the second coil 22 alone shown in FIG. 6B, the maximum communication distance was 126 [mm], and the insensitive area (Null area) did not occur. Further, in the state where the first coil 12 and the second coil 22 shown in FIG. 6C coexist, the maximum communication distance is 127 [mm], and no dead area (Null area) is generated. In this case, two coils are stacked and coexisted, and even if the first coil 12 is disposed in the vicinity of the second coil 22, performance degradation due to electromagnetic coupling does not occur in non-contact wireless communication.
In addition, in the state which removed the 2nd magnetic body 21 from the state of FIG.6 (C), it has confirmed that the maximum communication distance deteriorates to 120 [mm] by the electromagnetic coupling between coils, By providing the corresponding second magnetic body 21 between the first coil and the first coil, generation of electromagnetic coupling can be suppressed in non-contact wireless communication, and the maximum communication distance can be improved.

このように、本実施形態によれば、第1コイル12及び第2コイル22の複数のコイルを共存させる場合に、コイル間の電磁結合を低減でき、電磁結合による性能劣化を抑制できる。また、複数のコイルを積層して配置することで、配置面積を削減でき、性能劣化の少ないコイルを省スペースで実現できる。このため、本実施形態の非接触無線通信用コイルを含むコイルユニットを搭載した携帯無線端末において、小型化を図りつつ、非接触電力伝送時と非接触無線通信時の双方の性能劣化を抑制でき、省スペースのコイルユニットで所望の性能を得ることが可能となる。   Thus, according to the present embodiment, when a plurality of coils of the first coil 12 and the second coil 22 coexist, electromagnetic coupling between the coils can be reduced, and performance degradation due to electromagnetic coupling can be suppressed. Further, by arranging a plurality of coils in a stacked manner, the arrangement area can be reduced, and a coil with little performance deterioration can be realized in a space-saving manner. For this reason, in the portable wireless terminal equipped with the coil unit including the coil for contactless wireless communication according to the present embodiment, it is possible to suppress performance degradation during both contactless power transmission and contactless wireless communication while achieving downsizing. The desired performance can be obtained with a space-saving coil unit.

(第2の実施形態)
図8は本発明の第2の実施形態に係るコイルユニットの構成を示す図であり、図8(A)はコイルユニットの平面図、図8(B)は図8(A)のA−A′線断面図、図8(C)は図8(A)のB−B′線断面図である。なお、図1及び図2に示した第1の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
8A and 8B are diagrams showing the configuration of the coil unit according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8A is a plan view of the coil unit, and FIG. 8B is AA in FIG. FIG. 8C is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 8A. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component similar to 1st Embodiment shown in FIG.1 and FIG.2, and description is abbreviate | omitted.

第2の実施形態は、第1の実施形態における第1コイルの形状を変更した例である。第1磁性体11Aは、第1の実施形態と同様、方形の板状に形成されている。第1コイル12Aは、導体の巻線が方形角丸の環状に巻回されてなるコイルで構成される。第2磁性体21A及び第2コイル22Aは第1の実施形態と略同様の構成である。すなわち、第2磁性体21Aは方形の環状の板状に形成され、第2コイル22Aは、ガラスエポキシ基板等の基板30A上に形成された導体の配線パターンにより、方形環状に巻回されてなるコイルで構成される。   The second embodiment is an example in which the shape of the first coil in the first embodiment is changed. 11 A of 1st magnetic bodies are formed in the square plate shape similarly to 1st Embodiment. The first coil 12 </ b> A is configured by a coil in which a conductor winding is wound in an annular shape with a square round shape. The second magnetic body 21A and the second coil 22A have substantially the same configuration as that of the first embodiment. That is, the second magnetic body 21A is formed in a square annular plate shape, and the second coil 22A is wound in a square annular shape by a conductor wiring pattern formed on a substrate 30A such as a glass epoxy substrate. Consists of coils.

そして、第1の実施形態と同様に、コイルの厚さ方向(図8(B)、図8(C)の上下方向)において、下側から矢印H方向に、第1磁性体11A、第1コイル12A、第2磁性体21A、基板30A、第2コイル22Aの順に積層して配置される。外部機器側、すなわち携帯無線端末の筐体内壁からみた場合、第2コイル22A、基板30A、第2磁性体21A、第1コイル12A、第1磁性体11Aの順に積層して配置される。   As in the first embodiment, the first magnetic body 11A and the first magnetic body 11A are arranged in the arrow H direction from the lower side in the coil thickness direction (vertical direction in FIGS. 8B and 8C). The coil 12A, the second magnetic body 21A, the substrate 30A, and the second coil 22A are stacked in this order. When viewed from the external device side, that is, from the inner wall of the casing of the portable wireless terminal, the second coil 22A, the substrate 30A, the second magnetic body 21A, the first coil 12A, and the first magnetic body 11A are stacked in this order.

第1コイル12Aと第2コイル22Aとは、一部に重ならない領域を有するように、第1コイル12Aと第2コイル22Aの少なくとも一部が重なった状態で配置される。このとき、コイルの内周側に両コイルが重ならない領域を有するように、第1コイル12Aと第2コイル22Aの外側が重なるように配置されている。また、第1コイル12Aは方形角丸形状、第2コイル22Aは方形であるので、第2コイル22Aの四隅部分が重ならない領域となっている。   The first coil 12A and the second coil 22A are arranged in a state in which at least a part of the first coil 12A and the second coil 22A are overlapped so as to have a region that does not overlap the part. At this time, it arrange | positions so that the outer side of 1st coil 12A and 2nd coil 22A may overlap so that it may have the area | region where both coils do not overlap on the inner peripheral side of a coil. Further, since the first coil 12A has a square round shape and the second coil 22A has a square shape, the four corners of the second coil 22A are regions that do not overlap.

このような構成により、第1の実施形態と同様、2つのコイルを積層して共存させた状態であっても、両コイルの電磁結合を低減でき、電磁結合による性能劣化を抑制できる。また、2つのコイルを積層して配置することで、小型化を図れる。   With such a configuration, similarly to the first embodiment, even when two coils are stacked and coexisted, the electromagnetic coupling between both coils can be reduced, and performance degradation due to the electromagnetic coupling can be suppressed. In addition, the two coils can be stacked and arranged to reduce the size.

(第3の実施形態)
図9は本発明の第3の実施形態に係るコイルユニットの構成を示す図であり、図9(A)はコイルユニットの平面図、図9(B)は図9(A)のA−A′線断面図、図9(C)は図9(A)のB−B′線断面図である。なお、図1及び図2に示した第1の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
9A and 9B are diagrams showing the configuration of a coil unit according to the third embodiment of the present invention. FIG. 9A is a plan view of the coil unit, and FIG. 9B is an AA view of FIG. 9A. FIG. 9C is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 9A. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component similar to 1st Embodiment shown in FIG.1 and FIG.2, and description is abbreviate | omitted.

第3の実施形態は、第1の実施形態における第2コイルの形状を変更した例である。第1磁性体11B及び第1コイル12Bは第1の実施形態と略同様の構成である。すなわち、第1磁性体11Bは方形の板状に形成され、第1コイル12Bは、導体の巻線が楕円環状に巻回されてなるコイルで構成される。第2磁性体21Bは、楕円環状の板状に形成され、第2コイル22Bは、ガラスエポキシ基板等の基板30B上に形成された導体の配線パターンにより、楕円環状に巻回されてなるコイルで構成される。   The third embodiment is an example in which the shape of the second coil in the first embodiment is changed. The first magnetic body 11B and the first coil 12B have substantially the same configuration as in the first embodiment. That is, the first magnetic body 11B is formed in a rectangular plate shape, and the first coil 12B is configured by a coil formed by winding a conductor winding in an elliptical ring shape. The second magnetic body 21B is formed in an elliptical annular plate shape, and the second coil 22B is a coil that is wound in an elliptical shape by a conductor wiring pattern formed on a substrate 30B such as a glass epoxy substrate. Composed.

そして、第1の実施形態と同様に、コイルの厚さ方向(図9(B)、図9(C)の上下方向)において、下側から矢印H方向に、第1磁性体11B、第1コイル12B、第2磁性体21B、基板30B、第2コイル22Bの順に積層して配置される。外部機器側、すなわち携帯無線端末の筐体内壁からみた場合、第2コイル22B、基板30B、第2磁性体21B、第1コイル12B、第1磁性体11Bの順に積層して配置される。   Similarly to the first embodiment, the first magnetic body 11B and the first magnetic body 11B are arranged in the arrow H direction from the lower side in the coil thickness direction (vertical direction in FIGS. 9B and 9C). The coil 12B, the second magnetic body 21B, the substrate 30B, and the second coil 22B are stacked in this order. When viewed from the external device side, that is, from the inner wall of the casing of the portable wireless terminal, the second coil 22B, the substrate 30B, the second magnetic body 21B, the first coil 12B, and the first magnetic body 11B are stacked in this order.

第1コイル12Bと第2コイル22Bとは、一部に重ならない領域を有するように、第1コイル12Bと第2コイル22Bの少なくとも一部が重なった状態で配置される。このとき、コイルの内周側に両コイルが重ならない領域を有するように、第1コイル12Bと第2コイル22Bの外側が重なるように配置されている。すなわち、第1コイル12Bの外周寄りで第1コイル12Bと第2コイル22Bの少なくとも一部が重なった構造となっている。   The first coil 12B and the second coil 22B are arranged in a state in which at least a part of the first coil 12B and the second coil 22B overlap so as to have a region that does not overlap the part. At this time, it arrange | positions so that the outer side of the 1st coil 12B and the 2nd coil 22B may overlap so that it may have the area | region where both coils do not overlap on the inner peripheral side of a coil. That is, at least a part of the first coil 12B and the second coil 22B overlap each other near the outer periphery of the first coil 12B.

このような構成により、第1の実施形態と同様、2つのコイルを積層して共存させた状態であっても、両コイルの電磁結合を低減でき、電磁結合による性能劣化を抑制できる。また、2つのコイルを積層して配置することで、小型化を図れる。   With such a configuration, similarly to the first embodiment, even when two coils are stacked and coexisted, the electromagnetic coupling between both coils can be reduced, and performance degradation due to the electromagnetic coupling can be suppressed. In addition, the two coils can be stacked and arranged to reduce the size.

(変形例)
以下に、第1コイルと第2コイルの配置を変更した変形例をいくつか示す。
(Modification)
Below, some modifications which changed arrangement of the 1st coil and the 2nd coil are shown.

図10は第1コイルと第2コイルの内径及び外形を同じにした例である。図10(A)の例は、楕円環状の第1コイル12Cと、方形環状の第2コイル22Cとを積層して配置したものである。図10(B)の例は、方形角丸の環状の第1コイル12Dと、方形環状の第2コイル22Dとを積層して配置したものである。   FIG. 10 shows an example in which the inner diameter and the outer shape of the first coil and the second coil are the same. In the example of FIG. 10A, an elliptical annular first coil 12C and a square annular second coil 22C are stacked. In the example of FIG. 10B, a rectangular first round coil 12D and a rectangular second coil 22D are stacked and arranged.

この場合、第1コイルと第2コイルとはほぼ全部が重なった状態であるが、図2に示したように第2コイルに対応する第2磁性体を第1コイルとの間に設けることで、電磁結合による性能劣化を低減できる。   In this case, the first coil and the second coil are almost completely overlapped. However, as shown in FIG. 2, by providing a second magnetic body corresponding to the second coil between the first coil and the second coil. , Performance degradation due to electromagnetic coupling can be reduced.

図11は、図1と同様に第1コイルを楕円環状、第2コイルを方形環状とした場合に、両コイルの配置を変更した例である。図11(A)の例は、楕円環状の第1コイル12Eと方形環状の第2コイル22Eとをコイル長手方向の両端2辺の外周側で重ねて配置したものである。図11(B)の例は、楕円環状の第1コイル12Fと方形環状の第2コイル22Fとをコイル短手方向の両端2辺の外周側で重ねて配置したものである。   FIG. 11 shows an example in which the arrangement of both coils is changed when the first coil is an elliptical ring and the second coil is a square ring as in FIG. In the example of FIG. 11A, an elliptical annular first coil 12E and a rectangular annular second coil 22E are arranged so as to overlap each other on the outer peripheral sides of both sides in the coil longitudinal direction. In the example of FIG. 11B, an elliptical annular first coil 12F and a rectangular annular second coil 22F are arranged so as to overlap each other on the outer peripheral side of both sides in the coil lateral direction.

図11(C)の例は、楕円環状の第1コイル12Gと方形環状の第2コイル22Gとを隣り合う2辺の外周側で重ねて配置したものである。図11(D)の例は、楕円環状の第1コイル12Hと方形環状の第2コイル22Hとを1辺の外周側で重ねて配置したものである。図11(E)の例は、楕円環状の第1コイル12Iと方形環状の第2コイル22Iとを3辺の外周側で重ねて配置したものである。   In the example of FIG. 11C, an elliptical annular first coil 12G and a rectangular annular second coil 22G are arranged on the outer peripheral side of two adjacent sides. In the example of FIG. 11D, an elliptical annular first coil 12H and a rectangular annular second coil 22H are arranged on the outer peripheral side of one side. In the example of FIG. 11E, an elliptical annular first coil 12I and a rectangular annular second coil 22I are arranged on the outer peripheral side of three sides.

この場合も第1の実施形態と同様、第1コイルの外周側の一部で第2コイルと重なった状態であるが、図2に示したように第2コイルに対応する第2磁性体を第1コイルとの間に設けることで、電磁結合による性能劣化を低減できる。
また、第1コイルと第2コイルとが重ならない辺が多いほど、コイル全体の配置面積が大きくなる一方で、コイル間の電磁結合による特性劣化をより軽減できる。
In this case as well, as in the first embodiment, a part of the outer periphery of the first coil overlaps with the second coil, but the second magnetic body corresponding to the second coil as shown in FIG. By providing between the first coil and the first coil, performance degradation due to electromagnetic coupling can be reduced.
In addition, the more the sides where the first coil and the second coil do not overlap, the larger the arrangement area of the entire coil, while the characteristic deterioration due to electromagnetic coupling between the coils can be further reduced.

図12は、図8と同様に第1コイルを方形角丸の環状、第2コイルを方形環状とした場合に、両コイルの配置を変更した例である。図12(A)の例は、方形角丸の環状の第1コイル12Jと方形環状の第2コイル22Jとをコイル長手方向の両端2辺の外周側で重ねて配置したものである。図12(B)の例は、方形角丸の環状の第1コイル12Kと方形環状の第2コイル22Kとをコイル短手方向の両端2辺の外周側で重ねて配置したものである。   FIG. 12 shows an example in which the arrangement of the two coils is changed when the first coil is formed in a square rounded annular shape and the second coil is formed in a rectangular annular shape as in FIG. In the example of FIG. 12A, a square-rounded annular first coil 12J and a rectangular-annular second coil 22J are arranged so as to overlap each other on the outer peripheral sides of both ends in the coil longitudinal direction. In the example of FIG. 12B, a square-rounded annular first coil 12K and a square-annular second coil 22K are arranged so as to overlap each other on the outer peripheral sides of both ends in the coil lateral direction.

図12(C)の例は、方形角丸の環状の第1コイル12Lと方形環状の第2コイル22Lとを隣り合う2辺の外周側で重ねて配置したものである。図12(D)の例は、方形角丸の環状の第1コイル12Mと方形環状の第2コイル22Mとを1辺の外周側で重ねて配置したものである。図12(E)の例は、方形角丸の環状の第1コイル12Nと方形環状の第2コイル22Nとを3辺の外周側で重ねて配置したものである。   In the example of FIG. 12C, a square-shaped rounded first coil 12L and a square-shaped second coil 22L are arranged so as to overlap each other on the outer peripheral side of two adjacent sides. In the example of FIG. 12D, an annular first coil 12M having a rounded rectangular shape and a square annular second coil 22M are arranged so as to overlap each other on the outer peripheral side of one side. In the example of FIG. 12 (E), a rectangular square-round annular first coil 12N and a rectangular annular second coil 22N are arranged on the outer peripheral side of three sides.

この場合も第1、第2の実施形態と同様、第1コイルの外周側の一部で第2コイルと重なった状態であるが、図2および図8に示したように第2コイルに対応する第2磁性体を第1コイルとの間に設けることで、電磁結合による性能劣化を低減できる。
また、第1コイルと第2コイルとが重ならない辺が多いほど、コイル全体の配置面積が大きくなる一方で、コイル間の電磁結合による特性劣化をより軽減できる。
Also in this case, as in the first and second embodiments, a part of the outer periphery of the first coil overlaps the second coil, but corresponds to the second coil as shown in FIGS. By providing the second magnetic body to be interposed between the first coil and the first coil, it is possible to reduce performance deterioration due to electromagnetic coupling.
In addition, the more the sides where the first coil and the second coil do not overlap, the larger the arrangement area of the entire coil, while the characteristic deterioration due to electromagnetic coupling between the coils can be further reduced.

(比較例)
図13は比較例のコイルユニットの構成を示す図であり、図13(A)はコイルユニットの平面図、図13(B)は図13(A)のA−A′線断面図である。
(Comparative example)
13A and 13B are diagrams showing a configuration of a coil unit according to a comparative example. FIG. 13A is a plan view of the coil unit, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.

比較例のコイルユニットは、第1磁性体511と、非接触電力伝送用コイルとして機能する第1コイル512と、非接触無線通信用コイルとして機能する第2コイル522とを備える。   The coil unit of the comparative example includes a first magnetic body 511, a first coil 512 that functions as a contactless power transmission coil, and a second coil 522 that functions as a contactless wireless communication coil.

第1磁性体511は、方形の板状に形成され、板面の一方の面上に第1コイル512及び第2コイル522が配置される。第1コイル512は、導体の巻線が楕円環状に巻回されてなるコイルで構成され、充電用のコイルとして、外部の充電器から供給される電力を受電するものである。第2コイル522は、ガラスエポキシ基板等で構成される基板530上に形成された導体の配線パターンにより、楕円環状に巻回されてなるコイルで構成される。第2コイル522は、非接触無線通信用のコイルとして、リーダ/ライタ装置等の外部機器との間でデータを送受信するものである。第2コイル522は、第1コイル512の外周側に配置され、第1コイル512と第2コイル522とが重ならずに略同一平面上に位置している。   The first magnetic body 511 is formed in a rectangular plate shape, and the first coil 512 and the second coil 522 are disposed on one surface of the plate surface. The first coil 512 is constituted by a coil in which a conductor winding is wound in an elliptical ring shape, and receives power supplied from an external charger as a charging coil. The second coil 522 is formed of a coil that is wound in an elliptical ring shape by a conductor wiring pattern formed on a substrate 530 formed of a glass epoxy substrate or the like. The second coil 522 is a coil for non-contact wireless communication and transmits / receives data to / from an external device such as a reader / writer device. The second coil 522 is disposed on the outer peripheral side of the first coil 512, and the first coil 512 and the second coil 522 are positioned on substantially the same plane without overlapping.

基板530の一端部には、第1コイル512用の第1端子531と、第2コイル522用の第2端子532とが導体の配線パターンにより形成されている。第1端子531は配線を介して第1コイル512と接続され、第2端子532は基板530の配線パターンによって第2コイル522と接続されている。   At one end of the substrate 530, a first terminal 531 for the first coil 512 and a second terminal 532 for the second coil 522 are formed by a conductor wiring pattern. The first terminal 531 is connected to the first coil 512 through wiring, and the second terminal 532 is connected to the second coil 522 through a wiring pattern of the substrate 530.

この比較例では、第1コイル512と第2コイル522とを積層せずに配置し、また、第2磁性体を設けない構成となっているので、第1コイル512と第2コイル522とが近接すると、両コイル間の電磁結合が大きくなり、その影響によって性能劣化が生じ、例えば非接触無線通信の最大通信距離が117[mm]に劣化することを確認しており、本発明の実施形態のコイルユニットによる非接触無線通信の最大通信距離の向上を実現することが困難となる。また、第1コイル512の外側に第2コイル522を配置して、2つのコイルを重ならないように併設することで、コイルの配置面積が大きくなり、コイルユニットを搭載する無線通信端末が大型になる。   In this comparative example, the first coil 512 and the second coil 522 are arranged without being stacked, and the second magnetic body is not provided. Therefore, the first coil 512 and the second coil 522 When close to each other, the electromagnetic coupling between both coils increases, and the performance is deteriorated due to the influence. For example, it has been confirmed that the maximum communication distance of non-contact wireless communication is deteriorated to 117 [mm]. It is difficult to improve the maximum communication distance of non-contact wireless communication using the coil unit. In addition, by arranging the second coil 522 outside the first coil 512 and arranging the two coils so as not to overlap, the arrangement area of the coil increases, and the radio communication terminal mounting the coil unit becomes large. Become.

一方、本発明に係る実施形態では、上述した構成によって、複数のコイルを共存させる場合に、構成の小型化と各コイルの性能劣化の抑制とを両立することができる。   On the other hand, in embodiment which concerns on this invention, when a some coil is made to coexist with the structure mentioned above, both size reduction of a structure and suppression of the performance deterioration of each coil can be made compatible.

なお、本発明は、本発明の趣旨ならびに範囲を逸脱することなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が様々な変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。   The present invention is intended to be variously modified and applied by those skilled in the art based on the description in the specification and well-known techniques without departing from the spirit and scope of the present invention. Included in the scope for protection. In addition, the constituent elements in the above-described embodiment may be arbitrarily combined without departing from the spirit of the invention.

本発明は、非接触無線通信用コイル、非接触電力伝送用コイル等の複数のコイルを共存させる場合に、各コイルの性能劣化を抑制しつつ、省スペースで実現可能にできるという効果を有し、例えば携帯電話端末、スマートフォン等の非接触無線通信が可能な非接触無線通信用コイル、及びこれを搭載した携帯無線端末等として有用である。   The present invention has an effect that when a plurality of coils such as a non-contact wireless communication coil and a non-contact power transmission coil coexist, it can be realized in a space-saving manner while suppressing performance deterioration of each coil. For example, it is useful as a non-contact wireless communication coil capable of non-contact wireless communication such as a mobile phone terminal and a smartphone, and a mobile wireless terminal equipped with the coil.

11、11A、11B 第1磁性体
12、12A〜12N 第1コイル
21、21A、21B 第2磁性体
22、22A〜22N 第2コイル
30、30A、30B 基板
31 第1端子
32 第2端子
50 携帯無線端末
51 非接触充電部
52 非接触無線通信部
53 制御回路
55 整流回路
57 変復調回路
58 電池
60 充電器
61 交流電源回路
62 制御回路
63 非接触電力伝送用コイル
70 リーダ/ライタ装置
71 変復調回路
72 制御回路
73 非接触無線通信用コイル
11, 11A, 11B 1st magnetic body 12, 12A-12N 1st coil 21, 21A, 21B 2nd magnetic body 22, 22A-22N 2nd coil 30, 30A, 30B Board | substrate 31 1st terminal 32 2nd terminal 50 Carrying Wireless terminal 51 Non-contact charging unit 52 Non-contact wireless communication unit 53 Control circuit 55 Rectifier circuit 57 Modulation / demodulation circuit 58 Battery 60 Charger 61 AC power supply circuit 62 Control circuit 63 Coil for non-contact power transmission 70 Reader / writer device 71 Modulation / demodulation circuit 72 Control circuit 73 Non-contact wireless communication coil

Claims (7)

第1コイルと、
第2コイルと、
第1磁性体と、
第2磁性体とを備え、
コイルの厚さ方向において、
前記第1磁性体、前記第1コイル、前記第2磁性体、前記第2コイルの順に積層して配置され、
前記第1コイルと前記第2コイルの少なくとも一部が重なった状態である非接触無線通信用コイル。
A first coil;
A second coil;
A first magnetic body;
A second magnetic body,
In the thickness direction of the coil,
The first magnetic body, the first coil, the second magnetic body, and the second coil are stacked in this order,
A coil for non-contact wireless communication in which at least a part of the first coil and the second coil overlap each other.
請求項1に記載の非接触無線通信用コイルであって、
前記第1磁性体の透磁率が前記第2磁性体の透磁率よりも高い非接触無線通信用コイル。
The coil for contactless wireless communication according to claim 1,
The coil for non-contact radio | wireless communication whose magnetic permeability of a said 1st magnetic body is higher than the magnetic permeability of a said 2nd magnetic body.
請求項1または2に記載の非接触無線通信用コイルであって、
前記第1コイルの共振周波数が前記第2コイルの共振周波数よりも低い非接触無線通信用コイル。
The coil for contactless wireless communication according to claim 1 or 2,
The non-contact wireless communication coil, wherein the resonance frequency of the first coil is lower than the resonance frequency of the second coil.
請求項1から3のいずれか一項に記載の非接触無線通信用コイルであって、
前記第1コイルの外周寄りで前記第2コイルの少なくとも一部が重なった状態である非接触無線通信用コイル。
The contactless wireless communication coil according to any one of claims 1 to 3,
A coil for non-contact wireless communication in which at least a part of the second coil overlaps near the outer periphery of the first coil.
請求項1から4のいずれか一項に記載の非接触無線通信用コイルであって、
前記第2コイルの少なくとも一部が前記第1コイルの外側に位置している非接触無線通信用コイル。
The contactless wireless communication coil according to any one of claims 1 to 4,
A coil for non-contact wireless communication, wherein at least a part of the second coil is located outside the first coil.
請求項1から5のいずれか一項に記載の非接触無線通信用コイルであって、
前記第1コイルが非接触電力伝送用であり、前記第2コイルが非接触無線通信用である非接触無線通信用コイル。
The contactless wireless communication coil according to any one of claims 1 to 5,
The contactless wireless communication coil, wherein the first coil is for contactless power transmission and the second coil is for contactless wireless communication.
請求項1から6のいずれか一項に記載の非接触無線通信用コイルを搭載した携帯無線端末。   A portable wireless terminal equipped with the non-contact wireless communication coil according to any one of claims 1 to 6.
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