JP2012244263A - Wireless device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非接触充電機能を備えた無線装置に関する。 The present invention relates to a wireless device having a contactless charging function.
従来、非接触充電機能を備えた無線装置としては、例えば特許文献1や特許文献2に記載されたものがある。これは、通信用のアンテナと非接触充電用のコイル(電磁誘導のためのコイル)とを共用化したものである。なお、携帯電話機などの無線装置の通信用アンテナとしては、通常の音声通話やデータ通信のためのアンテナの他に、RFID(Radio Frequency Identification)機能のための近距離通信用のアンテナ(例えば、ループ状のアンテナ)や、ローカルエリアネットワーク(LAN)に接続するためのアンテナ、テレビ放送受信用のアンテナなど、各種のアンテナが多数設けられるのが一般的となっている。例えば、特許文献3には、RFID機能のためのアンテナを携帯電話機の電池パックに実装したものが開示されている。
Conventionally, as a wireless device having a non-contact charging function, for example, there are devices described in
ところで、非接触充電用のコイルや通信用アンテナは他のアンテナや金属部品が近くにある場合、必要な性能が確保し難く、特に前述したように多種のアンテナやコイルが搭載される携帯電話機などの無線装置では、アンテナやコイルの各性能を確保しつつ、いかにコンパクトにこれらを配置するかが設計上の課題となっている。特に、RFIDのアンテナと非接触充電のためのコイルは、ある程度の面積が必要であり、通信距離も短い。そのため、搭載位置が限られ、2つのアンテナを干渉がないように十分に離して搭載することが困難となっていた。 By the way, when a non-contact charging coil and a communication antenna are close to other antennas or metal parts, it is difficult to ensure the required performance, and especially as described above, mobile phones equipped with various antennas and coils. In the wireless apparatus, it is a design problem how to arrange these antennas and coils in a compact manner while ensuring the performance of each antenna and coil. In particular, an RFID antenna and a coil for non-contact charging require a certain area and a short communication distance. Therefore, the mounting position is limited, and it has been difficult to mount the two antennas sufficiently apart so as not to interfere.
そこで、前述した特許文献1や特許文献2のように通信用アンテナと非接触充電用コイルを共用化することが考えられるが、これには次のような問題がある。すなわち、通信と非接触充電の電磁誘導で異なる周波数を使う場合、十分な特性が出せない問題がある。例えば、RFIDのアンテナと電磁誘導のコイルを共用する技術はあるが、RFIDと非接触充電の電磁誘導で異なる周波数を使う場合、十分な特性が出せない場合がある。周波数の切替え回路などで対応したとしても、単独のアンテナに対しては性能が劣ってしまう。
Therefore, it is conceivable to share the communication antenna and the non-contact charging coil as in
なお、RFIDも非接触充電もそれぞれ規格があり、標準化のためにも各規格に準じた設計が必要となっている。例えば、RFIDの規格であるFeliCa(登録商標)は周波数が13.5MHzであり、非接触充電の規格であるQi(登録商標)は周波数が100KHz程度で、かつ、コイルのサイズも規定されていている。そのような規格による制約から、RFIDのアンテナと非接触充電のコイルの共用した場合、それぞれの規格を満足し、さらに各機能の十分な無線性能を確保することが困難であった。
そこで本発明は、非接触充電機能を備えた無線装置において、近距離通信などの通信機能と非接触充電機能を、省スペースかつ高性能に実現することを目的とする。
Note that both RFID and non-contact charging have standards, and a design according to each standard is required for standardization. For example, FeliCa (registered trademark), which is an RFID standard, has a frequency of 13.5 MHz, and Qi (registered trademark), which is a standard for non-contact charging, has a frequency of about 100 KHz, and a coil size is also defined. Yes. Because of the restrictions imposed by such standards, when the RFID antenna and the non-contact charging coil are shared, it is difficult to satisfy the respective standards and to secure sufficient wireless performance of each function.
Therefore, an object of the present invention is to realize a communication function such as near field communication and a non-contact charging function in a space-saving and high-performance in a wireless device having a non-contact charging function.
本発明の無線装置は、筐体と、
この筐体に装着される電池パックと、
この電池パックの表面と裏面のうちの一方に設けられた通信用のアンテナと、
前記電池パックの表面と裏面のうちの他方に設けられた非接触充電用のコイルと、
前記筐体に設けられて前記電池パック内の電池セルから電力供給を受けて作動し、少なくとも、前記コイルを介して外部から非接触で供給される電力によって前記電池セルの充電を行う非接触充電機能、及び、前記アンテナを介して外部との通信を行う通信機能を有する無線装置本体と、
を備えることを特徴とする無線装置である。
A wireless device of the present invention includes a housing,
A battery pack attached to the housing;
A communication antenna provided on one of the front and back surfaces of the battery pack;
A coil for non-contact charging provided on the other of the front and back surfaces of the battery pack;
Non-contact charging, which is provided in the casing and operates by receiving power supply from the battery cells in the battery pack, and at least charges the battery cells with electric power supplied from the outside via the coils in a non-contact manner. A wireless device main body having a function and a communication function of performing communication with the outside via the antenna;
A wireless device comprising:
本発明によれば、近距離通信などの通信機能と非接触充電機能を、省スペースかつ高性能に実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a communication function such as near field communication and a non-contact charging function in a space-saving and high-performance manner.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態(本発明を携帯電話機に適用した例)を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る携帯電話機1(RFID機能及び非接触充電機能付き携帯電話機)の外観図である。この図において、携帯電話機1は、筐体2の主面(表面であって主たる操作対象となる面のこと)にタッチパネル3を設けるとともに、そのタッチパネル3の背面に液晶ディスプレイやELパネルなどの表示デバイスからなる表示部4を設けている。また、そのタッチパネル3の上辺近くに受話器としてのスピーカ5aやインカメラ7を設け、さらに、そのタッチパネル3の下辺近くにキー12a,12b,12cを設けている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention (an example in which the present invention is applied to a mobile phone) will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an external view of a mobile phone 1 (a mobile phone with an RFID function and a non-contact charging function) according to the present embodiment. In this figure, a
ここで、「近く」とは、少なくとも筐体2の主面の端からタッチパネル3の端までの間のいわゆる額縁内の任意の位置のことをいう。筐体2は、回路基板等の内蔵部品を収納して携帯電話機1の表面を構成するフレームであり、手持ちに適した形状、この場合、薄い直方体状の箱形となっている。キー12a,12b,12cは、利用者が押下する操作ボタンであり、それぞれ、例えばメニューを表示させるためのメニューキー、デスクトップ(初期画面)を表示させるホームキー、一つ前の画面に戻すための戻るキーである。また、図1における符号6は、筐体2の下端面に設けられた送話器としてのマイクを示す。
Here, “near” means an arbitrary position within a so-called frame between at least the end of the main surface of the
なお、筐体2の任意部分に、電源ボタンやバッテリ充電用端子などが設けられているが、図では省略している。また図示省略しているが、筐体2の任意部分に、着脱可能なカード型メモリを装着する装着部(スロット)が設けられていてもよい。また図3(a)に示しているが、筐体2の裏面(主面と反対側の面)に、着信音やアラーム或いは楽音などを出力するためのスピーカ5bが設けられている。
In addition, although a power button, a battery charging terminal, and the like are provided in an arbitrary portion of the
図2は、携帯電話機1の概念的な内部ブロック図である。この図において、携帯電話機1は、タッチパネル3、表示部4、インカメラ7、無線通信部8、音声入出力部9、中央制御部10、電源・充電回路11、操作部12、アウトカメラ13、RFID回路14、電池パック20を備える。なお、携帯電話機1を構成する実際の回路や機器は、通常、主にベースバンドブロックと無線ブロックとに分けられる。このようにブロック分けされた場合、図2における無線通信部8が無線ブロックに属し、タッチパネル3、表示部4、インカメラ7、中央制御部10、操作部12、及びアウトカメラ13等がベースバンドブロックに属する。
FIG. 2 is a conceptual internal block diagram of the
無線通信部8は、アンテナ8aを介して最寄りの基地局(図示略)等との間で無線によるデジタルデータの送受信を行う。デジタルデータには、電話の着呼や発呼の情報および音声通話の情報が含まれる。この無線通信部8は、中央制御部10からの制御に従って、上記のデジタルデータの送信や受信を行う。例えば、衆網基地局や家庭用親機からの無線信号は、無線通信部8によって復調され出力される。この無線通信部8からの出力信号は、音声信号又は制御信号としてベースバンドブロックの中央制御部10に入力される。このうち、音声信号は、音声処理されてスピーカ5a等から音声として出力される。制御信号は、ベースバンドブロック内の処理に用いられる。なお、アンテナ8aは、公知のダイバーシティ(Diversity)やMIMO(Multiple input output)などのマルチアンテナ技術に対応する場合には、複数設けられる。
The wireless communication unit 8 transmits / receives digital data wirelessly to / from the nearest base station (not shown) via the
音声入出力部9は、中央制御部10からの制御により、マイク6で拾った音声信号をデジタルデータに変換して中央制御部10に出力したり、中央制御部10から出力されたデジタルの音声信号をアナログ信号に変換してスピーカ5aから拡声したりする。マイク6やスピーカ5aは電話の送受話用であるが、スピーカ5aは、さらに電話の着信音等(或いはムービー再生等に伴う音声)の出力に用いられてもよい。なお、前述したように受話用のスピーカ5aとは別に、筐体2の裏面にはスピーカ5bが設けられており、音声入出力部9を介してこのスピーカ5bから着信音等の出力を行ってもよい。
The voice input / output unit 9 converts the voice signal picked up by the
表示部4は、先にも説明したとおり、その前面に、人体の一部(例えば、手の指)の接触又は接近を検知できるタッチパネル3を併設している。タッチパネル3は、例えば、圧電方式のものであってもよいし、静電容量方式のものであってもよい。
As described above, the
電池パック20は、充電可能な二次電池である電池セル21と、非接触充電用のコイル22と、RFIDアンテナ23とを備える。この電池パック20の詳細については、後述する。なお、携帯電話機1(無線装置)の電池パック20を除いた部分を、図6に示すように携帯電話本体1a(無線装置本体)と定義する。
The
電源・充電回路11は、電池パック20の電池セル21の電力から携帯電話機1の動作に必要な各種電源電圧を発生して各部に供給する電源回路としての機能と、コイル22を介して外部から非接触で供給される電力によって電池セル21の充電を行う充電回路としての機能と、を有する。なお後述するように、本実施形態で非接触充電機能を有効にするためには、図6(b)に示す状態(後述する裏面外側状態)で電池パック20を装着する必要がある。図2では、図6(a)に示す状態(後述する正面外側状態)で電池パック20が装着されている状態を図示している。
The power supply /
操作部12は、前述した電源ボタンやキー12a,12b,12cなどの操作の入力処理を行う。なお、タッチパネル3は、ダイヤル入力、文字入力、コマンド入力などを入力するもので、中央制御部10は、操作部12とこのタッチパネル3からの入力操作信号に応じた処理を実行する。
The
中央制御部10は、マイクロコンピュータ(以下、CPUと表記する。)10a、読み出し専用半導体メモリ(以下、ROMと表記する。)10b、高速半導体メモリ(以下、RAMと表記する。)10c、書き換え可能な不揮発性半導体メモリ(フラッシュメモリやEEPROMなど。以下、EPROMと表記する。)10d、ならびに不図示の周辺回路を含むプログラム制御方式の制御要素である。この中央制御部10は、あらかじめROM10bやEPROM10dに格納されている制御プログラムをRAM10cにロードしてCPU10aで実行することにより、各種の処理を逐次に実行して、この携帯電話機1の全体動作を統括制御する。
The
次に、インカメラ7は、筐体2における表示部4と同じ面(すなわち主面)に設けられ、例えば携帯電話機1を持っている利用者自身の顔を含む静止画又は動画を撮像可能である。またアウトカメラ13は、筐体2の裏面(主面と反対側の面)に設けられ、他者や風景などの静止画又は動画を撮像するためのカメラである。利用者は、キー12a,12b,12cやタッチパネル3を操作することによって、インカメラ7やこのアウトカメラ13による静止画や動画の撮影等のアプリケーションを作動させることが可能となっている。また図示省略しているが、筐体2における例えば右側の側面には、利用者が操作してこれらカメラによる撮影のシャッター操作等を容易に実行するためのシャッターボタンが設けられていてもよい。
Next, the in-camera 7 is provided on the same surface (that is, the main surface) as the
そして、撮影された静止画や動画のデータ、及び動画等と同期して記録された音声データは、例えばEPROM10d、或いは前述した装着部に装着されたカード型メモリに記録され、表示部4やスピーカ5a等によって再生可能である。また、表示部4には、この携帯電話機1とは異なる他の機器で撮影された静止画や動画(例えば、EPROM10dや前記カード型メモリに記録されたもの)も再生可能である。
The captured still image and moving image data, and the audio data recorded in synchronization with the moving image or the like are recorded in, for example, the
また、携帯電話機1には、音声データを送受信して通話する音声通話機能のほか、TV(テレビ)電話機能が備えられていてもよい。更に、携帯電話機1には、電子メール機能、インターネット接続機能、TV放送表示機能、スケジュール管理機能、電卓機能、アラーム(目覚まし)機能、音楽データ再生機能、などが備えられていてもよいことは、いうまでもない。
The
次に、電池パック20及びその関連構成について説明する。
電池パック20は、筐体2よりも小さく、薄い直方体状の箱形の電池ケース20aを備える。電池ケース20a内には、二次電池である電池セル21の他に、例えば、過充電や過放電を防止するためのスイッチング素子及びコントロールIC(図示省略)や、外部の回路で電池パック20の温度を検知するための抵抗であるサーミスタ(図示省略)などが内蔵されている。
Next, the
The
図4(a)に示すように、電池ケース20aの正面には、RFIDアンテナ23が形成されている。RFIDアンテナ23は、この場合、電池ケース20aの正面の外周部を略3周分だけ周回するように形成された線状(幅の狭い帯状)の導体よりなる。このRFIDアンテナ23の両端は、電池ケース20aの下面を経て裏面側に形成された電池側RFID端子TM11,12(図4(b)に示す)にそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 4A, an
また図4(b)に示すように、電池ケース20aの裏面には、非接触充電用のコイル22が、正面側のRFIDアンテナ23とは別個に形成されている。コイル22は、この場合、電池ケース20aの裏面の外周部を略1周分だけ周回するように形成された線状の導体よりなる。このコイル22の両端は、電池ケース20aの上面に形成された後述の電池側充電端子TM9,10(図3(b)に示す)にそれぞれ接続されている。また電池ケース20aの裏面の下部には、図4(b)に示すように、電池側RFID端子TM11,12が形成されている。
As shown in FIG. 4B, a
次に図3(a)に示すように、筐体2の裏面には、電池パック20を装着できる収納凹部2a(電池装着部)が形成されている。この収納凹部2a及び電池パック20は、電池パック20の表裏を反転させて収納凹部2a内に対して電池パック20を着脱できる構造となっている。すなわち、図5(a)に示すように、電池パック20の正面を筐体2の裏面の表面側に位置させて電池パック20を収納凹部2a内に装着することもできるし、また図5(b)に示すように、電池パック20の裏面を筐体2の裏面の表面側に位置させて電池パック20を収納凹部2a内に装着することもできる構成となっている。以下では、図5(a)に示す向きに電池パック20を装着した状態を正面外側状態といい、図5(b)に示す向きに電池パック20を装着した状態を裏面外側状態という。
Next, as shown in FIG. 3A, a
ここで、収納凹部2aの表面(開口)は、電池パック20を装着した状態で、図示省略したカバー(蓋部材)を取り付けることによって閉じられる。また、このように取り付けられたカバーによって装着された電池パック20が覆われ保護される。図3(a)や図5は、このカバーを取り外した状態を図示している。また図3(a)は、さらに電池パック20を取り外した状態を図示している。なお、図3(a)と図4において一点鎖線で示すのは、電池パック20の反転の中心となる軸線A1と軸線A2である。軸線A1は電池パック20に対して固定された線であり、軸線A2は筐体2に対して固定された線である。電池パック20を反転させて装着の向きを変更しても、これら軸線A1と軸線A2が常に一致する構成となっている。逆にいうと、電池パック20を反転させて装着の向きを変更しても、筐体2と電池パック20の間で相対的に変わらない位置が、軸線A1と軸線A2の位置である。
Here, the surface (opening) of the
図3(b)に示すように、電池ケース20aの上端面には、端子TM4〜10が設けられている。端子TM4〜10のうち、端子TM4〜8は、電池側電池端子である。これら端子TM4〜8のうち、端子TM4と端子TM8は電池セル21の負極側に接続されたマイナス端子(−)であり、端子TM5と端子TM7は前述したサーミスタ(温度測定用の抵抗)の一方の端子に接続されたサーミスタ端子(T)であり、端子TM6は電池セル21の正極側に接続されたプラス端子(+)である。
As shown in FIG.3 (b), terminal TM4-10 is provided in the upper end surface of the
ここで、これら電池側電池端子TM4〜8は、電池パック20の反転の中心となる軸線A1に対して対称に設けられている。本実施形態の場合、プラス端子TM6が軸線A1上に配置され、その両側同距離の位置にサーミスタ端子TM5,7が配置され、さらにその両側同距離の位置にマイナス端子TM4,8が配置されている。
Here, the battery side battery terminals TM4 to TM8 are provided symmetrically with respect to the axis A1 that is the center of inversion of the
なお、電池パック20に内蔵された前述のサーミスタの一方の端子はサーミスタ端子TM5,7に接続されているが、このサーミスタの他方の端子は、電池パック20内において電池セル21の負極側に接続されている。携帯電話本体1aの例えば電源・充電回路11では、マイナス端子TM4,8とサーミスタ端子TM5,7との間の抵抗値(すなわち、前記サーミスタの抵抗値)に基づいて電池パック20内の温度に相当する信号を生成する。この信号(温度データ)は、携帯電話本体1aにおいて例えば充電制御機能(電池パック20の温度が規定値を超えていると充電を停止するといった機能)に利用される。
Note that one terminal of the thermistor built in the
また、端子TM4〜10のうち、端子TM9,10は、電池側充電端子である。この電池側充電端子TM9,10は、既述したように、電池ケース20aの裏面に形成された非接触充電用のコイル22の両端に接続された端子である。
Of the terminals TM4 to TM10, the terminals TM9 and TM10 are battery side charging terminals. As described above, the battery side charging terminals TM9 and TM10 are terminals connected to both ends of the
一方、図3(a)に示すように、筐体2の収納凹部2aにおける上部には、本体側電池端子TM1〜3と本体側充電端子TM15,16が設けられている。本体側電池端子TM1〜3のうち、端子TM1はプラス端子、端子TM2はサーミスタ端子、端子TM3はグランド端子(マイナス端子)である。またプラス端子TM1は、前述した軸線A2上に配置されている。また、筐体2の収納凹部2aにおける下部には、本体側RFID端子TM13,14が設けられている。
On the other hand, as shown in FIG. 3A, main body side battery terminals TM <b> 1 to 3 and main body side charging terminals TM <b> 15 and 16 are provided in the upper part of the
以上の筐体2に設けられた本体側の端子のうち、まず、本体側電池端子TM1〜3は、前述した電池側電池端子TM4〜8と対をなす端子であり、これら本体側電池端子TM1〜3と電池側電池端子TM4〜8は、電池用コネクタ31(図6に示す)を構成している。すなわち、これら本体側電池端子TM1〜3と電池側電池端子TM4〜8は、電池パック20の着脱にともなって接離(接触したり離れたりすること)して、電池セル21と携帯電話本体1a(電源・充電回路11)との間の電気的接続及び離脱を行う電池用コネクタ31として機能する。
Of the terminals on the main body side provided in the
この電池用コネクタ31は、前述の正面外側状態(図5(a))で電池パック20が装着されると、プラス端子TM1とプラス端子TM6が、サーミスタ端子TM2とサーミスタ端子TM5が、さらにグランド端子TM3とマイナス端子TM4が、それぞれ接触して導通することによって接続状態となる。また電池用コネクタ31は、前述の裏面外側状態(図5(b))で電池パック20が装着されている場合には、プラス端子TM1とプラス端子TM6が、サーミスタ端子TM2とサーミスタ端子TM7が、さらにグランド端子TM3とマイナス端子TM8が、それぞれ接触して導通することによって接続状態となる。
The
また、本体側充電端子TM15,16は、前述した電池側充電端子TM9,10と対をなす端子であり、これら本体側充電端子TM15,16と電池側充電端子TM9,10は、充電用コネクタ32(図6(b)に示す)を構成している。すなわち、これら本体側充電端子TM15,16と電池側充電端子TM9,10は、電池パック20の着脱にともなって接離して、非接触充電用のコイル22と携帯電話本体1a(電源・充電回路11)との間の電気的接続及び離脱を行う充電用コネクタ32として機能する。
Further, the main body side charging terminals TM15 and 16 are terminals that make a pair with the battery side charging terminals TM9 and 10 described above. The main body side charging terminals TM15 and 16 and the battery side charging terminals TM9 and 10 are connected to the charging
この充電用コネクタ32は、前述の正面外側状態(図5(a))で電池パック20が装着されると、電池側充電端子TM9,10が軸線A2を中心に本体側充電端子TM15,16と対称の位置(図3(a)において左右方向反対側の位置)に離れるため、それぞれの端子が非接触となり非接続状態となる。また充電用コネクタ32は、前述の裏面外側状態(図5(b))で電池パック20が装着されている場合には、端子TM15と端子TM9が、さらに端子TM16と端子TM10が、それぞれ接触して導通することによって接続状態となる。
When the
また、本体側RFID端子TM13,14は、前述した電池側RFID端子TM11,12と対をなす端子であり、これら本体側RFID端子TM13,14と電池側RFID端子TM11,12は、RFID用コネクタ33(図6(a)に示す)を構成している。すなわち、これら本体側RFID端子TM13,14と電池側RFID端子TM11,12は、電池パック20の着脱にともなって接離して、RFIDアンテナ23と携帯電話本体1a(RFID回路14)との間の電気的接続及び離脱を行うRFID用コネクタ33として機能する。
The body-side RFID terminals TM13 and 14 are terminals that make a pair with the battery-side RFID terminals TM11 and 12 described above. The body-side RFID terminals TM13 and 14 and the battery-side RFID terminals TM11 and 12 are connected to the
このRFID用コネクタ33は、前述の裏面外側状態(図5(b))で電池パック20が装着されると、電池側RFID端子TM11,12が図5(b)に示すように表面側にきて本体側RFID端子TM13,14から離れるため、それぞれの端子が非接触となり非接続状態となる。またRFID用コネクタ33は、前述の正面外側状態(図5(a))で電池パック20が装着されている場合には、端子TM13と端子TM11が、さらに端子TM14と端子TM12が、それぞれ接触して導通することによって接続状態となる。
When the
以上説明した充電用コネクタ32とRFID用コネクタ33の接続状態の変化によって、本実施形態では、前述の正面外側状態(RFIDアンテナ23が収納凹部2aの表面側に位置する電池パック20の装着状態)では、RFID機能(近距離通信機能)が実行可能で、非接触充電機能が実行不可能となり、前述の裏面外側状態(非接触充電用のコイル22が収納凹部2aの表面側に位置する電池パック20の装着状態)では、RFID機能(近距離通信機能)が実行不可能であり、非接触充電機能が実行可能となる。
Due to the change in the connection state between the charging
次に、携帯電話機1の電池パック20の装着及びそれによる作用について説明する。
携帯電話機1に電池パック20を取り付ける際、RFID機能を使う場合には、RFIDアンテナ23を手前にして前述の正面外側状態で収納凹部2aに取り付け(図5(a))、非接触充電機能を使う場合には、コイル22を手前にして前述の裏面外側状態で収納凹部2aに取り付ければよい(図5(b))。
Next, the mounting of the
When the
前記正面外側状態で電池パック20を取り付ければ、電池パック20を覆う前述のカバーを収納凹部2aに取り付けた場合、RFIDアンテナ23はこのカバーの近くに位置し、コイル22や電池セル21と適正なクリアランスを持つことで、アンテナとして適切な性能を持たせることが可能となる。これにより、携帯電話機1の裏面の前記カバー付近を通信相手となるRFIDの端末に近づけることで、RFID機能の通信を良好に行うことができる。
If the
一方、前記裏面外側状態で電池パック20を取り付ければ、電池パック20を覆う前述のカバーを収納凹部2aに取り付けた場合、コイル22はこのカバーの近くに位置し、RFIDアンテナ23や電池セル21と適正なクリアランスを持つことで、非接触充電用のコイルとして適切な性能を持たせることが可能となる。これにより、携帯電話機1の裏面の前記カバー付近を非接触充電の充電台に近づけることで、良好に非接触充電を行うことができる。
On the other hand, if the
ここで、RFID機能を使う場合の電池パック20と携帯電話本体1aの接続は、既述したように、電池セル21と電源・充電回路11が電池用コネクタ31における所定の端子(電池側電池端子TM6,5,4と本体側電池端子TM1,2,3)によって接続され、RFIDアンテナ23とRFID回路14がRFID用コネクタ33によって接続される(図6(a))。一方、非接触充電機能を使う場合は、電池セル21と電源・充電回路11は電池用コネクタ31における一部異なる端子(電池側電池端子TM6,7,8と本体側電池端子TM1,2,3)によって接続され、非接触充電用のコイル22と電源・充電回路11が充電用コネクタ32によって接続される(図6(b))。
Here, when the RFID function is used, the connection between the
以上のとおり、本実施形態によれば、通信機能(この場合、RFID機能)と非接触充電機能を、省スペースかつ高性能に実現できる。すなわち、RFIDアンテナ23とコイル22が電池パック20の裏表に別個に離れて搭載されているので、これらアンテナとコイルの干渉が無くなり、それぞれの無線性能を高く確保することが容易となる。また、これらアンテナとコイルは、これらアンテナとコイルを構成する導体の僅かな厚さ分だけ電池パック20の厚さを僅かに厚くするだけで配置できることになるため、携帯電話機1(無線装置)内の限られたスペースに高密度に配置することができ、これらアンテナとコイルを設けても携帯電話機1の外径はほとんど大きくならない。
As described above, according to the present embodiment, the communication function (in this case, the RFID function) and the non-contact charging function can be realized with space saving and high performance. That is, since the
また本実施形態は、電池パック20が収納凹部2a(電池装着部)に対して表裏を反転させて着脱可能である。これにより、電池パック20の装着の向きの変更によって、RFIDアンテナ23とコイル22のうち、使用する方を、携帯電話機1(無線装置)の裏面におけるより表面側に配置することができる。したがって、アンテナによる通信機能(この場合、RFID機能)と非接触充電機能のそれぞれを、より高性能に実現できる。
In the present embodiment, the
また本実施形態は、電池パック20の着脱の際にコイル22と携帯電話本体1a(無線装置本体)との間の電気的接続及び離脱を行う充電用コネクタ32と、電池パック20の着脱の際にRFIDアンテナ23と携帯電話本体1aとの間の電気的接続及び離脱を行うRFID用コネクタ33(通信用コネクタ)とは、収納凹部2aと電池パック20とに設けられて電池パック20の着脱にともなって接離する端子(電池側充電端子TM9,10と本体側充電端子TM15,16、電池側RFID端子TM11,12と本体側RFID端子TM13,14)により構成されている。このため、これらアンテナとコイルに関して、電池パック20の脱着に伴う配線作業(コネクタの脱着作業)が不要であり、電池パック20の着脱作業が容易である。
Further, in the present embodiment, when the
また本実施形態は、コイル22が収納凹部2aの表面側に位置する電池パック20の装着状態(裏面外側状態)では、充電用コネクタ32が接続状態となる一方で、RFID用コネクタ33が非接続状態となり、RFIDアンテナ23が収納凹部2aの表面側に位置する電池パック20の装着状態(正面外側状態)では、RFID用コネクタ33が接続状態となる一方で、充電用コネクタ32が非接続状態となる。このため、非接触充電機能とRFID機能(近距離通信機能)は、電池パック20の装着の向きの切り替えによって、いずれか一方のみが実行可能となる。したがって、例えば子供が利用する携帯電話機1についてRFID機能を禁止したい場合などに、電池パック20を所定の向きに装着しておくことでRFID機能が確実に働かないようにすることができるなどの利点がある。
In the present embodiment, when the
また本実施形態は、電池パック20の着脱の際に電池セル21と携帯電話本体1aとの間の電気的接続及び離脱を行う電池用コネクタ31が、収納凹部2aと電池パック20とに設けられて電池パック20の着脱にともなって接離する端子(電池側電池端子TM4〜8と本体側電池端子TM1〜3)により構成されている。このため、この電池セル21に関して、電池パック20の脱着に伴う配線作業(コネクタの脱着作業)が不要であり、電池パック20の着脱作業が容易である。
Further, in this embodiment, a
特に本実施形態は、電池用コネクタ31を構成する前記端子の一方側(この場合、電池側電池端子TM4〜8)が、電池パック20の反転の中心となる軸線A1に対して対称に設けられていることにより、電池パック20の装着の向きにかかわらず、電池用コネクタ31が接続状態となる。このため、電池パック20の装着の向きにかかわらず、電池パック20を収納凹部2aにはめ込んで装着するだけで、電池セル21と携帯電話本体1aとの接続が確保される。したがって、電池パック20を外して表裏を反転させて再度装着する際にも、配線作業(コネクタの脱着作業)等は不要であり、この点でも電池パック20の着脱作業や反転作業が容易である。
In particular, in the present embodiment, one side of the terminals constituting the battery connector 31 (in this case, the battery side battery terminals TM4 to TM8) is provided symmetrically with respect to the axis A1 that is the center of reversal of the
(他の実施形態)
次に本発明の他の実施形態について説明する。
まず、前述の第1実施形態では、電池パックにRFID機能用のアンテナを設けたが、RFID機能以外の通信機能のためのアンテナを設けてもよい。但し、RFID機能のアンテナは、既述したように、ある程度の面積が必要であり、通信距離も短いので、本発明を適用する効果(電池パックの一面に設けることによる高性能化及び省スペース効果)が著しい。
(Other embodiments)
Next, another embodiment of the present invention will be described.
First, in the first embodiment described above, an antenna for an RFID function is provided in the battery pack, but an antenna for a communication function other than the RFID function may be provided. However, as described above, the antenna having the RFID function requires a certain area and has a short communication distance. Therefore, the effect of applying the present invention (high performance and space saving effect by being provided on one surface of the battery pack). ) Is remarkable.
また本発明は、電池パックの表裏を反転することができない態様でもよい。無線装置によっては、電池パックの両面が無線装置の筐体の表面近くに配置される可能性があり、このような場合には、電池パックを反転させる必要がないからである。 Moreover, the aspect which cannot reverse the front and back of a battery pack may be sufficient as this invention. This is because depending on the wireless device, both surfaces of the battery pack may be disposed near the surface of the housing of the wireless device, and in such a case, it is not necessary to invert the battery pack.
また、各コネクタは、電池パックの表裏を反転させる際に接続したままとすることができる態様でもよい。例えば、電池パックから電線を伸ばし、この電線の端末を無線装置本体側に接続するコネクタを設け、電池パックの表裏を反転させても前記電線が捻じれることによって、コネクタの接続状態を維持できる態様があり得る。 Moreover, the aspect which can remain connected when each connector reverses the front and back of a battery pack may be sufficient. For example, it is possible to maintain a connection state of the connector by extending a wire from the battery pack and providing a connector for connecting the end of the wire to the wireless device body side, and twisting the wire even when the front and back of the battery pack are reversed. There can be.
また、電池パックの表裏を反転させても(すなわち、電池パックの装着の向きを変更しても)、アンテナとコイルの両方の接続が維持されて、近距離通信などの通信機能と非接触充電機能の両方が同時に使用できる態様もあり得る。 In addition, even if the battery pack is turned upside down (that is, even if the orientation of the battery pack is changed), the connection between both the antenna and the coil is maintained, and communication functions such as near field communication and non-contact charging are maintained. There may also be embodiments in which both functions can be used simultaneously.
また、電池用コネクタ31において対称に設ける端子は、電池側ではなく、本体側の端子(前述の第1実施形態では、本体側電池端子TM1〜3)であってもよい。すなわち、例えば図3(a)において、プラス端子TM1の左側に、サーミスタ端子とグランド端子を、右側のサーミスタ端子TM2やグランド端子TM3と対称に(軸線A2を中心に対称に)設けた態様でもよい。この場合、電池側電池端子TM4〜8では、例えば一方のサーミスタ端子TM7とマイナス端子TM8を削除することができる。
Further, the symmetrically provided terminals in the
また無線装置は、電池パック以外にもバッテリ(例えば一次電池)を内蔵し、無線装置本体がこのバッテリからも電源供給を受ける態様でもよい。 The wireless device may include a battery (for example, a primary battery) in addition to the battery pack, and the wireless device main body may receive power supply from this battery.
また、以上説明した実施形態では携帯電話機を例に挙げて説明したが、本発明は携帯電話機以外の装置、例えば、PDA(携帯情報端末)、パーソナルコンピュータ(例えば、ノートPC、タブレットPC)、音楽プレイヤ、ゲーム機、携帯ラジオ等、二次電池を搭載し非接触充電機能と通信機能を備える各種の電子機器等に適用可能である。 In the above-described embodiment, a mobile phone has been described as an example. However, the present invention is not limited to a mobile phone, such as a PDA (personal digital assistant), a personal computer (for example, a notebook PC, a tablet PC), music, and the like. The present invention can be applied to various electronic devices equipped with a secondary battery and equipped with a non-contact charging function and a communication function, such as players, game machines, and portable radios.
以下、本発明の特徴を付記する。
前記の各実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
(付記1)
筐体と、
この筐体に装着される電池パックと、
この電池パックの表面と裏面のうちの一方に設けられた通信用のアンテナと、
前記電池パックの表面と裏面のうちの他方に設けられた非接触充電用のコイルと、
前記筐体に設けられて前記電池パック内の電池セルから電力供給を受けて作動し、少なくとも、前記コイルを介して外部から非接触で供給される電力によって前記電池セルの充電を行う非接触充電機能、及び、前記アンテナを介して外部との通信を行う通信機能を有する無線装置本体と、
を備えることを特徴とする無線装置。
The features of the present invention will be described below.
A part or all of each of the embodiments described above can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
(Appendix 1)
A housing,
A battery pack attached to the housing;
A communication antenna provided on one of the front and back surfaces of the battery pack;
A coil for non-contact charging provided on the other of the front and back surfaces of the battery pack;
Non-contact charging, which is provided in the casing and operates by receiving power supply from the battery cells in the battery pack, and at least charges the battery cells with electric power supplied from the outside via the coils in a non-contact manner. A wireless device main body having a function and a communication function of performing communication with the outside via the antenna;
A wireless device comprising:
(付記2)
前記筐体は、一面に電池装着部を有し、
前記電池パックは、前記電池装着部に対して表裏を反転させて着脱可能であることを特徴とする付記1に記載の無線装置。
(Appendix 2)
The housing has a battery mounting portion on one side,
The wireless device according to
(付記3)
前記電池パックの着脱の際に前記コイルと前記無線装置本体との間の電気的接続及び離脱を行う充電用コネクタと、前記電池パックの着脱の際に前記アンテナと前記無線装置本体との間の電気的接続及び離脱を行う通信用コネクタとは、前記電池装着部と前記電池パックとに設けられて前記電池パックの着脱にともなって接離する端子により構成されていることを特徴とする付記2に記載の無線装置。
(Appendix 3)
A charging connector that performs electrical connection and disconnection between the coil and the wireless device main body when the battery pack is attached / detached, and between the antenna and the wireless device main body when the battery pack is attached / detached The communication connector that performs electrical connection and disconnection is configured by a terminal that is provided in the battery mounting portion and the battery pack and contacts and disconnects as the battery pack is attached and detached. A wireless device according to 1.
(付記4)
前記コイルが前記電池装着部の表面側に位置する前記電池パックの装着状態では、前記充電用コネクタが接続状態となる一方で、前記通信用コネクタが非接続状態となり、
前記アンテナが前記電池装着部の表面側に位置する前記電池パックの装着状態では、前記通信用コネクタが接続状態となる一方で、前記充電用コネクタが非接続状態となることを特徴とする付記3に記載の無線装置。
(Appendix 4)
In the mounted state of the battery pack where the coil is located on the surface side of the battery mounting portion, the charging connector is in a connected state, while the communication connector is in a disconnected state,
(付記5)
前記電池パックの着脱の際に前記電池セルと前記無線装置本体との間の電気的接続及び離脱を行う電池用コネクタは、前記電池装着部と前記電池パックとに設けられて前記電池パックの着脱にともなって接離する端子により構成されていることを特徴とする付記2ないし付記4のいずれかに記載の無線装置。
(Appendix 5)
A battery connector for performing electrical connection and disconnection between the battery cell and the wireless device main body when the battery pack is attached / detached is provided on the battery attachment portion and the battery pack, and the battery pack is attached / detached. The wireless device according to any one of
(付記6)
前記電池用コネクタを構成する前記端子の一方側が、前記電池パックの反転の中心となる軸線に対して対称に設けられていることにより、前記コイルが前記電池装着部の表面側に位置する前記電池パックの装着状態においても、前記アンテナが前記電池装着部の表面側に位置する前記電池パックの装着状態においても、前記電池用コネクタが接続状態となることを特徴とする付記5に記載の無線装置。
(Appendix 6)
The one side of the terminal constituting the battery connector is provided symmetrically with respect to an axis that is the center of reversal of the battery pack, whereby the battery is positioned on the surface side of the battery mounting portion. 6. The wireless device according to appendix 5, wherein the battery connector is in a connected state even when the battery is in a state where the antenna is located on a surface side of the battery attachment part even when the pack is attached. .
(付記7)
前記アンテナを介して外部と行う通信は、RFID機能のための近距離通信であることを特徴とする付記1ないし付記6のいずれかに記載の無線装置。
(Appendix 7)
The wireless device according to any one of
1 携帯電話機(無線装置)
1a 携帯電話本体(無線装置本体)
2 筐体
2a 収納凹部(電池装着部)
10 中央制御部
20 電池パック
21 電池セル
22 コイル(非接触充電用のコイル)
23 RFIDアンテナ(通信用のアンテナ)
31 電池用コネクタ
32 充電用コネクタ
33 RFID用コネクタ(通信用コネクタ)
TM1〜3 本体側電池端子
TM4〜8 電池側電池端子
TM9,10 電池側充電端子
TM11,12 電池側RFID端子
TM13,14 本体側RFID端子
TM15,16 本体側充電端子
1 Mobile phone (wireless device)
1a Mobile phone body (wireless device body)
2
10
23 RFID antenna (communication antenna)
31
TM1-3 Body side battery terminal TM4-8 Battery side battery terminal TM9,10 Battery side charging terminal TM11,12 Battery side RFID terminal TM13,14 Body side RFID terminal TM15,16 Body side charging terminal
Claims (7)
この筐体に装着される電池パックと、
この電池パックの表面と裏面のうちの一方に設けられた通信用のアンテナと、
前記電池パックの表面と裏面のうちの他方に設けられた非接触充電用のコイルと、
前記筐体に設けられて前記電池パック内の電池セルから電力供給を受けて作動し、少なくとも、前記コイルを介して外部から非接触で供給される電力によって前記電池セルの充電を行う非接触充電機能、及び、前記アンテナを介して外部との通信を行う通信機能を有する無線装置本体と、
を備えることを特徴とする無線装置。 A housing,
A battery pack attached to the housing;
A communication antenna provided on one of the front and back surfaces of the battery pack;
A coil for non-contact charging provided on the other of the front and back surfaces of the battery pack;
Non-contact charging, which is provided in the casing and operates by receiving power supply from the battery cells in the battery pack, and at least charges the battery cells with electric power supplied from the outside via the coils in a non-contact manner. A wireless device main body having a function and a communication function of performing communication with the outside via the antenna;
A wireless device comprising:
前記電池パックは、前記電池装着部に対して表裏を反転させて着脱可能であることを特徴とする請求項1に記載の無線装置。 The housing has a battery mounting portion on one side,
The wireless device according to claim 1, wherein the battery pack is detachable with the front and back reversed with respect to the battery mounting portion.
前記アンテナが前記電池装着部の表面側に位置する前記電池パックの装着状態では、前記通信用コネクタが接続状態となる一方で、前記充電用コネクタが非接続状態となることを特徴とする請求項3に記載の無線装置。 In the mounted state of the battery pack where the coil is located on the surface side of the battery mounting portion, the charging connector is in a connected state, while the communication connector is in a disconnected state,
The charging connector is in a disconnected state while the communication connector is in a connected state in the mounted state of the battery pack in which the antenna is positioned on the surface side of the battery mounting portion. 3. The wireless device according to 3.
The wireless device according to any one of claims 1 to 6, wherein communication performed outside via the antenna is short-range communication for an RFID function.
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- 2011-05-17 JP JP2011109974A patent/JP2012244263A/en not_active Withdrawn
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