(57)【要約】【課題】コイル状アンテナを用いた無線回路であって、サイズ及びコストの増加を抑えるとともに、アンテナ間での電磁干渉を抑えることが可能な無線回路を提供する。【解決手段】本発明の無線回路は、コイルを用いて第１周波数帯域により電気信号または電力を無線伝送する第１無線回路と、コイルを用いて第２周波数帯域により電気信号または電力を無線伝送する第２無線回路とを有する。第１周波数帯域は第２周波数帯域より低い帯域である。第１無線回路は、コイルの終端にローパスフィルタ回路を介して接続されており、第２無線回路は、コイルの終端または途中点にハイパスフィルタ回路を介して接続されている。ローパスフィルタ回路は、コイルを接続するための入力端に、直列キャパシタンス素子を有している。ハイパスフィルタ回路は、コイルを接続するための入力端に、直列インダクタンス素子を有している。【選択図】図２
2013090172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線伝送に用いられるコイルと、
前記コイルを用いて第１周波数帯域により電気信号または電力を無線伝送する第１無線回路と、
前記コイルを用いて第２周波数帯域により電気信号または電力を無線伝送する第２無線回路とを有する無線回路であって、
前記第１周波数帯域は前記第２周波数帯域より低い帯域であり、
前記第１無線回路は、前記コイルの終端にローパスフィルタ回路を介して接続されており、
前記第２無線回路は、前記コイルの終端または途中点にハイパスフィルタ回路を介して接続されていること
を特徴とする無線回路。
【請求項２】
前記ローパスフィルタ回路は、前記コイルを接続するための入力端に、直列キャパシタンス素子を有しており、
前記ハイパスフィルタ回路は、前記コイルを接続するための入力端に、直列インダクタンス素子を有していること、
を特徴とする請求項１に記載の無線回路。
【請求項３】
前記第１周波数帯域は、１１０ｋＨｚ帯から２０５ｋＨｚ帯までの幅を持つ帯域であり、
前記第１無線回路は、非接触電力伝送を行うワイヤレス給電回路であり、
前記第２周波数帯域は、１３.５６ＭＨｚ帯であり、
前記第２無線回路は、近距離無線通信回路であること
を特徴とする請求項２に記載の無線回路。
【請求項４】
前記第２無線回路は、Ｆｅｌｉｃａ（登録商標）方式、またはＮＦＣ（Near Field Communication）方式により近距離無線通信を行うこと
を特徴とする請求項３に記載の無線回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線回路に関するものであり、特にコイル状のアンテナを用いて電気信号や電力を無線伝送する無線回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の電子装置の内部に搭載される無線回路の種類は、増加の一途にある。例えば、ワンセグ放送受信回路、ＧＰＳ（Global Positioning System）回路、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）回路等が、搭載されるようになりつつある。
【０００３】
本発明はその中でも、コイルをアンテナとして用いる無線回路に関するものである。具体的には、非接触電力伝送を行うワイヤレス給電回路と、近距離無線通信回路との両方を有する無線回路に関するものである。
【０００４】
ワイヤレス給電回路は例えば、おくだけケータイと呼ばれる、充電器に置くだけで充電が可能な携帯電話に搭載されている。また近距離無線通信回路は例えば、おサイフケータイ（登録商標）と呼ばれる、リーダライタ装置に置くだけで電子マネーの支払いが可能な携帯電話に搭載されている。
【０００５】
上記に関連して特許文献１には、ワイヤレス給電回路と近距離無線通信回路との両方を有する携帯電話に対して、バッテリが枯渇しているか否かを自動的に判定し、判定結果に従って、携帯電話のバッテリへの充電を制御することができるバッテリ充電システムが開示されている。
【０００６】
図３及び図４は、特許文献１に開示されている携帯電話の構成（特に特許文献１の図１、及び図２）を、本発明の趣旨に沿うように簡略化したものである。図３は、携帯電話の筐体に対するコイルサイズがイメージできるように描いた、内部レイアウトの模式図である。図４は、携帯電話の回路構成を示す模式図である。
【０００７】
図３及び図４において、２００は携帯電話の筐体、２１１はワイヤレス給電回路、２０１はワイヤレス給電回路に用いられる大型コイル、２１２は近距離無線通信回路、２０２は近距離無線通信回路に用いられる大型コイル、２０３は接地端である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−３０２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に示されているような従来技術の無線回路では、比較的スペースの少ない携帯電話筐体内に複数のアンテナが混在することになる。このため、スペースの確保が難しく、コストの増加に繋がる傾向があるという問題があった。また、アンテナ間で電磁干渉が起きてしまうという問題があった。
【００１０】
より具体的には図３に示すように、従来技術では、筐体２００内に大型コイル２０１、２０２が２個も並ぶため、合計占有面積が大きい。また図３に示すように、２個の大型コイル２０１、２０２が近接して設けられているため、寄生的な相互誘導磁界結合が不可避である。
【００１１】
ワイヤレス給電回路２１１と近距離無線通信回路２１２とは、通常は同時に動作しないので、寄生結合があっても混信の問題は起きない。しかしながら、寄生結合の影響は例えば、２個の大型コイル２０１、２０２のインダクタンス値が設計値からずれるという形で現れ、そのため性能の劣化を引き起こすという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、携帯電話等の電子装置に搭載される、コイル状アンテナを用いた無線回路であって、サイズ及びコストの増加を抑えるとともに、アンテナ間での電磁干渉を抑えることが可能な無線回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る無線回路は、無線伝送に用いられるコイルと、前記コイルを用いて第１周波数帯域により電気信号または電力を無線伝送する第１無線回路と、前記コイルを用いて第２周波数帯域により電気信号または電力を無線伝送する第２無線回路とを有する無線回路であって、前記第１周波数帯域は前記第２周波数帯域より低い帯域であり、前記第１無線回路は、前記コイルの終端にローパスフィルタ回路を介して接続されており、前記第２無線回路は、前記コイルの終端または途中点にハイパスフィルタ回路を介して接続されていることを特徴とする構成（第１の構成）とされている。
【００１４】
なお、上記第１の構成から成る無線回路は、前記ローパスフィルタ回路が、前記コイルを接続するための入力端に、直列キャパシタンス素子を有しており、前記ハイパスフィルタ回路は、前記コイルを接続するための入力端に、直列インダクタンス素子を有していることを特徴とする構成（第２の構成）にするとよい。
【００１５】
なお、上記第２の構成から成る無線回路は、前記第１周波数帯域が、１１０ｋＨｚ帯から２０５ｋＨｚ帯までの幅を持つ帯域であり前記第１無線回路は、非接触電力伝送を行うワイヤレス給電回路であり、前記第２周波数帯域は、１３.５６ＭＨｚ帯であり、前記第２無線回路は、近距離無線通信回路であることを特徴とする構成（第３の構成）にするとよい。
【００１６】
なお、上記第３の構成から成る無線回路は、前記第２無線回路が、Ｆｅｌｉｃａ（登録商標）方式、またはＮＦＣ（Near Field Communication）方式により近距離無線通信を行うことを特徴とする構成（第４の構成）にするとよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電子装置に搭載されて用いられる無線回路において、１個のコイルを複数の無線回路間で共用する。特に、低周波数帯域で非接触電力伝送を行う第１無線回路と、高周波数帯域で近距離無線通信を行う第２無線回路との間で共用する。これにより、コイルの占有面積やコストを削減できる。また、コイルが１個しか存在しないため、無線回路間の電磁干渉を抑えることができる。
【００１８】
また本発明によれば、第１無線回路とコイルとの間に、直列キャパシタンス素子を有するローパスフィルタ回路を設けている。また、第２無線回路とコイルとの間に、直列インダクタンス素子を有するハイパスフィルタ回路を設けている。これにより、第１無線回路と第２無線回路とが、互いの影響を受けることなく、単独で正常に動作することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線回路を備えた電子装置の内部レイアウトを示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る無線回路の回路構成を示す模式図である。
【図３】従来の無線回路を備えた電子装置の内部レイアウトを示す模式図である。
【図４】従来の無線回路の回路構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の一実施形態に係る無線回路について、図面を参照しつつ説明する。なお、ここで示す実施形態は一例であり、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではない。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係る無線回路が搭載された電子装置の、内部レイアウトを示す模式図である。また図２は、本発明の一実施形態に係る無線回路の回路構成を示す模式図である。なお本実施形態では、上記の電子装置として、携帯電話を例示して説明を行うものとする。
【００２２】
図１において、１００は携帯電話の筐体、１１１はワイヤレス給電回路、１１２は近距離無線通信回路、１０１はワイヤレス給電回路及び近距離無線通信回路に用いられる大型コイルである。
【００２３】
また図２において、１０２ａ及び１０２ｂはローパスフィルタ回路、１０３は直列インダクタンス素子、１０４ａ及び１０４ｂはハイパスフィルタ回路、１０５は直列キャパシタンス素子、１０６は接地端、１０７は大型コイル１０１の終端、１０８は大型コイル１０１の途中点である。
【００２４】
図２を用いて、本発明の一実施形態に係る無線回路を構成する構成要素の、接続関係を説明する。ワイヤレス給電回路１１１は、ローパスフィルタ回路１０２ａ及び１０２ｂを介して大型コイル１０１に接続されている。ローパスフィルタ回路１０２ａ及び１０２ｂの大型コイル１０１側の入力端には、直列インダクタンス素子１０３が設けられている。
【００２５】
近距離無線通信回路１１２は、ハイパスフィルタ回路１０４ａ及び１０４ｂを介して、大型コイル１０１に接続されている。ハイパスフィルタ回路１０４ａ及び１０４ｂの大型コイル１０１側の入力端には、直列キャパシタンス素子１０５が設けられている。
【００２６】
ハイパスフィルタ回路１０４ａは、その一端が近距離無線通信回路１１２に接続され、もう一端が大型コイル１０１の終端１０７に接続されている。ハイパスフィルタ回路１０４ｂは、その一端が接地端１０６に接続され、もう一端が大型コイル１０１の途中点１０８に接続されている。
【００２７】
次に、各構成要素について説明する。ワイヤレス給電回路１１１は、１１０ｋ〜２０５ｋＨｚの周波数帯域で動作する。ワイヤレス給電回路１１１は、非接触電力伝送が可能な充電器（不図示）より上記の周波数帯域の電波を受信することにより、筐体１００の内部に設けられたバッテリ（不図示）に充電を行う。
【００２８】
近距離無線通信回路１１２は、ワイヤレス給電回路１１１の周波数帯域の６６〜１２３倍にあたる、１３．５６ＭＨｚの周波数帯域で動作する。近距離無線通信回路１１２は、不図示のリーダライタ装置等と近距離無線通信を行う。
【００２９】
近距離無線通信回路１１２は、例えば、Ｆｅｌｉｃａ（登録商標）回路、ＮＦＣ（Near Field Communication）回路、またはＲＦＩＤ回路等がこれに相当する。近距離無線通信回路１１２は近距離無線通信により、例えば電子マネーの支払いに必要な個人情報や課金情報等の送受信を行う。
【００３０】
上記のように、２つの無線回路で用いられる周波数帯域が異なる。このため、直列インダクタンス素子１０３と直列キャパシタンス素子１０５とには、異なる値を設定する。
【００３１】
直列インダクタンス素子１０３の値は、直列キャパシタンス素子１０５よりも大きな値に設定しておく。これにより高い周波数帯域、例えば１３．５６ＭＨｚ帯において、ローパスフィルタ回路１０２の効果により、近距離無線通信回路１１２はワイヤレス給電回路１１１が見えなくなる。このため、近距離無線通信回路１１２が単独で正常に動作することが可能である。
【００３２】
逆に直列キャパシタンス素子１０５の値は、直列インダクタンス素子１０３よりも小さな値に設定しておく。これにより低い周波数帯域、例えば１１０ｋ〜２０５ｋＨｚ帯において、ハイパスフィルタ回路１０４の効果により、ワイヤレス給電回路１１１は近距離無線通信回路１１２が見えなくなる。このため、ワイヤレス給電回路１１１が単独で正常に動作することが可能である。
【００３３】
なお、近距離無線通信回路１１２と大型コイル１０１との接続点のうち、一方は大型コイル１０１の終端１０７に設けているが、もう一方は大型コイル１０１の終端ではなく、途中点１０８に設けている。これは、巻き数或いはインダクタンス値を最適値に下げるためである。
【００３４】
近距離無線通信回路１１２は、ワイヤレス給電回路１１１と比較して、６６〜１２３倍の高い周波数で動作する。このため近距離無線通信回路１１２にとっては、大型コイル１０１の最適な巻き数或いはインダクタンス値が、ワイヤレス給電回路１１１よりも小さくなる傾向がある。この傾向に対応するため、一方を途中点１０８に接続している。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態の無線回路は、１個の大型コイル１０１を複数の無線回路で共用する。その中でも特に、ワイヤレス給電回路１１１と近距離無線通信回路１１２とで、１個の大型コイル１０１を共用する。これにより、図１と図３とを比較しても明らかのように、大型コイル１０１の総占有面積を削減できる。また、大型コイル１０１が１個しか存在しないため、コイル間の寄生的な相互誘導磁界結合の問題が発生することもない。
［その他の実施の形態］
【００３６】
以上、好ましい実施の形態及び実施例を挙げて本発明を説明したが、今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び特許請求の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００３７】
従って本発明は、以下の形態にも適用可能である。
【００３８】
（Ａ）上記実施形態では、本発明の一実施形態として、無線回路を備えた携帯電話を例示しているが、本発明はこの形態に限定されるものではなく、これ以外の電子装置においても応用可能である。例えばＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、タブレット端末等に適用可能である。
【００３９】
（Ｂ）上記実施形態では、高周波数帯域を用いて無線通信を行う近距離無線通信回路としてＦｅｌｉｃａ回路、ＮＦＣ回路、ＲＦＩＤ回路を例示しているが、これ以外の近距離無線通信回路においても、本発明の構成を適用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１００    筐体
１０１    大型コイル（コイル）
１０２    ローパスフィルタ回路
１０３    直列インダクタンス素子
１０４    ハイパスフィルタ回路
１０５    直列キャパシタンス素子
１０６    接地端
１０７    終端
１０８    途中点
１１１    ワイヤレス給電回路（第１無線回路）
１１２    近距離無線通信回路（第２無線回路）
２００    筐体
２０１    大型コイル
２０２    大型コイル
２１１    ワイヤレス給電回路
２１２    近距離無線通信回路
【図１】
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【図２】
2013090172.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013090172.tif 000006