JP2015211248A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】利便性の向上を図ることができる電子機器を提供する。【解決手段】一つの実施形態によれば、電子機器は、カバーと、少なくとも一部が前記カバーに覆われたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に設けられ、柔軟性を有したカプラと、前記カプラを使用して近接無線通信を実行する通信モジュールと、前記カプラが受信したデータの少なくとも一部を出力する出力装置とを備える。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、電子機器に関する。

近接無線通信用のカプラを備えた電子機器が提供されている。

特表２００５−５１９５５７号公報

電子機器は、利便性の向上が望まれている。

本発明の目的は、利便性の向上を図ることができる電子機器を提供することである。

実施形態によれば、電子機器は、カバーと、少なくとも一部が前記カバーに覆われたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に設けられ、柔軟性を有したカプラと、前記カプラを使用して近接無線通信を実行する通信モジュールと、前記カプラが受信したデータの少なくとも一部を出力する出力装置とを備える。

第１実施形態に係る電子機器を例示した斜視図。 図１中に示された電子機器を一部分解して例示した斜視図。 図１中に示された電子機器のフレキシブル基板を例示した平面図。 図１中に示されたカプラを模式的に例示した図。 図１中に示されたカプラの共振を模式的に例示した図。 図１中に示されたカプラの原理を模式的に例示した図。 第２実施形態に係る電子機器のフレキシブル基板を例示した平面図。 図７中に示されたカプラの第１測定条件を示す図。 図７中に示されたカプラの第２測定条件を示す図。 図７中に示されたカプラの特性の測定結果を示す図。 第３実施形態に係る電子機器のフレキシブル基板を例示した平面図。 第４実施形態に係る電子機器のフレキシブル基板を例示した平面図。 図１２中に示されたカプラを模式的に例示した図。 第５実施形態に係る電子機器のフレキシブル基板を例示した平面図。 図１４中に示されたカプラを模式的に例示した図。 図１４中に示されたカプラの変形例を示す図。 第６実施形態に係る電子機器のフレキシブル基板を例示した平面図。 第７実施形態に係る電子機器のフレキシブル基板を例示した平面図。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
本明細書では、いくつかの要素に複数の表現の例を付している。なおこれら表現の例はあくまで例示であり、上記要素が他の表現で表現されることを否定するものではない。また、複数の表現が付されていない要素についても、別の表現で表現されてもよい。

また、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係や各層の厚みの比率などは現実のものと異なることがある。また、図面相互間において互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることもある。

（第１実施形態）
図１乃至図６は、第１実施形態に係る電子機器１を示す。図１は、電子機器１の外観を示す。電子機器１は、例えばリストバンド型のモバイルデバイスであり、ユーザの腕に装着されて使用可能である。なお本実施形態が適用可能な電子機器は、上記例に限られない。本実施形態の構成は、種々の電子機器に広く適用可能である。

図１に示すように、電子機器１は、表示部２と、一対のバンド部３ａ，３ｂとを有する。表示部２は、例えば後述する表示装置５を含み、電子機器１に入力されたまたは電子機器１が記憶している種々の情報が表示される。表示部２は、電子機器１がユーザの腕に取り付けられた状態で、例えばユーザの手の甲と略平行に位置する。本実施形態の表示部２は、屈曲性を有しないが、屈曲性を有してもよい。

一対のバンド部３ａ，３ｂは、表示部２の両側に分かれて設けられ、略直線状に延びている。バンド部３ａ，３ｂの各々は、柔軟性（屈曲性、可撓性）を有し、表示部２に対して例えば曲線状に曲げることができる。バンド部３ａ，３ｂは、ユーザの腕の外周に沿うように曲げられ、ユーザの腕に巻かれる。一対のバンド部３ａ，３ｂは、互いに連結される係合部を有し、互いに連結可能である。

図２は、電子機器１の一部を分解して示す。電子機器１は、カバー１１（アウターカバー、外装部材）と、装置本体１２とを有する。カバー１１は、装置本体１２を覆うとともに、一対のバンド部３ａ，３ｂの主部を形成する。カバー１１は、表示部２が露出する第１開口部１４を有する。カバー１１は、例えば種々の素材のもの（例えばゴム、プラスチック、ナイロン、または皮など）が用意され、ユーザの好みに合わせて選択可能（着せ替え可能）である。

一方で、装置本体１２は、種々の電子部品を含むモジュールである。装置本体１２は、第１部分２１、第２部分２２、及び第３部分２３を有する。第１部分２１は、表示部２に対応する部分であり、カバー１１の第１開口部１４に挿入される。第１部分２１は、例えば剛性を有したケース２５と、このケース２５に収容された表示装置５とを含む。表示装置５は、外部に露出する表示画面５ａを有する。表示装置５は、「出力装置」の一例であり、後述のカプラ３１（第１アンテナ）が受信したデータの少なくとも一部を表示画面５ａに出力する。

装置本体１２は、フレキシブル基板３２（図３参照）を有する。フレキシブル基板３２は、柔軟性（屈曲性、可撓性）を有する。フレキシブル基板３２は、例えば絶縁樹脂３３（モールド樹脂）で覆われるとともに、カバー１１の内面に面して少なくとも一部がカバー１１に覆われる。なおここで「フレキシブル基板がカバーに覆われる」とは、フレキシブル基板がカバーに直接に覆われる場合に加えて、例えばフレキシブル基板が絶縁樹脂（モールド樹脂）などで覆われた状態でカバーに覆われる場合も含む。

図３は、装置本体１２に含まれるフレキシブル基板３２を模式的に示す。なお図３及び後述の同様の図では、説明の便宜上、フレキシブル基板３２の裏面に形成された配線パターンを実線にて示す。フレキシブル基板３２は、例えば装置本体１２の第１部分２１、第２部分２２、及び第３部分２３に亘ってひと繋がりに延びている。

図３に示すように、装置本体１２の第１部分２１は、制御部３５、記憶部３６、アンテナ３７（第２アンテナ）、及び通信モジュール３８を有する。制御部３５、記憶部３６、アンテナ３７、及び通信モジュール３８は、例えばフレキシブル基板３２の第１面３２ａ（例えばオモテ面、図９参照）に実装されるとともに、電子機器１の厚さ方向において表示装置５に重なる。

制御部３５は、電子機器１の動作を統括的に制御するＩＣチップであり、例えばＣＰＵである。記憶部３６は、電子機器１に入力された情報を記憶するＩＣチップである。記憶部３６は、例えばＮＡＮＤ型メモリチップであるが、これに限られるものではない。

アンテナ３７は、例えばBluetooth（登録商標）用のアンテナであるが、これに限られるものではない。アンテナ３７は、例えば電波を放射して（放射電磁界を利用して）無線通信を行う。アンテナ３７の通信可能距離は、後述のカプラ３１の通信可能距離よりも大きい。アンテナ３７は、「出力装置」の他の一例であり、カプラ３１が受信したデータの少なくとも一部を外部に出力する（無線で送る）ことができる。通信モジュール３８は、アンテナ３７を使用して無線通信を実行する。

図２及び図３に示すように、装置本体１２の第２部分２２及び第３部分２３は、第１部分２１の両側に分かれて位置し、カバー１１に覆われる。すなわち、第２部分２２及び第３部分２３は、カバー１１の内面に面する。上述したように、フレキシブル基板３２を覆う絶縁樹脂３３は、柔軟性を有する。このため、第２部分２２及び第３部分２３の各々は、柔軟性（屈曲性、可撓性）を有し、カバー１１の変形（曲げ）に追従可能である。第２部分２２及び第３部分２３は、カバー１１の内面に取り付けられ、カバー１１と一体に上記バンド部３ａ，３ｂを形成する。

図１及び図２に示すように、装置本体１２の第２部分２２は、カプラ３１が搭載されるカプラ実装領域１５を有する。図２及び図３に示すように、第２部分２２は、カプラ３１（アンテナ）と、通信モジュール３９とを有する。すなわち、カプラ３１及び通信モジュール３９は、バンド部３ａに設けられている。なお、通信モジュール３９は、装置本体１２の第１部分２１に設けられてもよい。

なお、上記構成を別の表現で表すと、カバー１１は、表示部２が取り付けられるフレーム部４１（主部）と、このフレーム部４１の両側に分かれた一対のバンド部４２ａ，４２ｂとを有する。カプラ３１及び通信モジュール３９は、カバー１１のバンド部４２ａに覆われる領域に配置されたとも言える。

次に、本実施形態のカプラ３１について詳しく説明する。
カプラ３１は、該カプラ３１と他のカプラ（他のアンテナ）との間の電磁的結合（静電界（準静電界）または誘導電界でのカップリング）でデータを送受信する。カプラ３１は、近接無線通信で使用されるアンテナである。近接無線通信は、互いに近接されたデバイス間のデータ転送を実行する。近接無線通信の方式は、例えばTransferJet（登録商標）であるが、これに限定されるものではない。TransferJetは、UWB（Ultra Wide Band）を利用した近接無線通信方式である。２つのデバイスが通信範囲（例えば３ｃｍ）内に接近した場合、それらデバイス其々に設けられたカプラ間が電磁気的に結合される。この結合により、それらデバイスはピア・ツー・ピアで無線通信することができる。

本実施形態に係る電子機器１は、例えば各種サービスを提供するデジタル端末（ボックス）の通信面に当接させるまたは近付けることで使用されてもよい。カプラ３１は、該カプラ３１が搭載されるデバイスが他のデバイス（以下、外部デバイス）に対して複数の異なる姿勢（例えば外部デバイスに対してカプラ３１が垂直な姿勢、及び外部デバイスに対してカプラ３１が水平な姿勢）で近接させた場合、そのいずれの姿勢でも外部デバイスと電磁的結合ができるように構成されている。

以下、カプラ３１の構造について説明する。
図４は、カプラ３１の構成例を模式的に示す図である。図４に示すように、カプラ３１は、アンテナパターン４４（エレメント）と、グランド４５とを備える。アンテナパターン４４は、結合素子５１、給電素子５２、及び短絡素子５３を含む。これら素子５１，５２，５３の各々は線状である。

本実施形態に係るカプラ３１は、フレキシブル基板３２上に平面型のカプラとして形成され、柔軟性を有する。カプラ３１は、例えばフレキシブル基板３２の表面に設けられた配線パターンによって形成されている。カプラ３１は、バンド部３ａがユーザの腕に取り付けられたとき、バンド部３ａの外形に沿う曲面状に曲げられた状態で使用可能である。

結合素子５１（第１導体素子、第１導体部）は、該カプラ３１と他のカプラとの間を電磁的に結合する素子である。この結合素子５１は、例えば第１方向Ｘに直線状に延びた細長い素子であり、第１開放端Ｅ１と、第２開放端Ｅ２とを有する。第１開放端Ｅ１は、結合素子５１の一端であり、どの導電体も接続されない。第２開放端Ｅ２は、結合素子５１の他端であり、どの導電体も接続されない。

結合素子５１は、第１開放端Ｅ１と第２開放端Ｅ２との間に位置した中点Ａ１を有する。中点Ａ１は、結合素子５１の２つの開放端Ｅ１，Ｅ２間の中点である。つまり、結合素子５１の中点Ａ１は、結合素子５１の長手方向の中間点に位置する。第１開放端Ｅ１と中点Ａ１との間の距離は、第２開放端Ｅ２と中点Ａ１との間の距離に等しい。中点Ａ１は、「接続点」の一例である。

図４に示すように、給電素子５２とグランド４５との間には、給電端子５５が設けられている。給電端子５５は、正側給電点５５ａと、グランド側給電点５５ｂとを有する。給電端子５５は、信号を伝送する同軸ケーブルが接続されるコネクタであってもよい。このコネクタは、同軸ケーブルの内部導体に接続される正側端子と、同軸ケーブルの外部導体に接続されるグランド側端子とを含む。給電端子５５の正側給電点５５ａは、例えば上述のコネクタの正側端子である。給電端子５５のグランド側給電点５５ｂは、例えば上述のコネクタのグランド側端子であり、グランド４５に接続される。なお以下では、正側給電点５５ａを「給電点５５ａ」と称する。

給電素子５２（第２導体素子、第２導体部）は、「第１接続素子」の一例である。給電素子５２は、結合素子５１への給電のために結合素子５１の中点Ａ１に電気的に接続され、給電点５５ａからの電流が流れる。給電素子５２は、給電点５５ａと結合素子５１の中点Ａ１との間を接続する。詳しく述べると、給電素子５２の一端は、給電点５５ａに接続される。給電素子５２の他端は、結合素子５１の中点Ａ１に接続される。本実施形態では、給電素子５２は、結合素子５１の中点Ａ１に直接に接続されている。

図４に示すように、給電素子５２は、第１部分５２ａと、第２部分５２ｂとを有するとともに、これら第１部分５２ａと第２部分５２ｂの間で折れ曲がっている。第１部分５２ａは、給電点５５ａに接続される。第１部分５２ａは、上述の第１方向Ｘとは略直交した第２方向Ｙに直線状に延びている。第２部分５２ｂは、第１部分５２ａと結合素子５１の中点Ａ１との間を直線状に延びている。第２部分５２ｂは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙとは斜めに交差した方向（つまり、結合素子５１と斜めに交差した方向）に延びている。

図４に示すように、短絡素子５３とグランド４５との間には、短絡点Ｐが位置する。短絡点Ｐは、アンテナパターン４４がグランド４５に接続する接続位置である。カプラ３１は、第２方向Ｙで結合素子５１の中点Ａ１を通る中心線Ｃを有する。給電端子５５及び短絡点Ｐは、カプラ３１の中心線Ｃの両側に分かれて位置する。給電端子５５と短絡点Ｐとの間の第１方向Ｘの距離は、特に限定されるものでは無く、給電素子５２及び短絡素子５３の長さに適した距離に設定されてよい。

短絡素子５３（第３導体素子、第３導体部）は、「第２接続素子」の一例である。なお、短絡素子５３は、「第１接続素子」の一例を構成してもよい。この場合、給電素子５２が「第２接続素子」の一例を構成する。

短絡素子５３は、結合素子５１の中点Ａ１に電気的に接続され、給電点５５ａからの電流が流れる。短絡素子５３は、結合素子５１の中点Ａ１と短絡点Ｐとの間を接続する。詳しく述べると、短絡素子５３の一端は、結合素子５１の中点Ａ１に接続される。短絡素子５３の他端は、短絡点Ｐに接続される。本実施形態では、短絡素子５３は、結合素子５１の中点Ａ１に直接に接続されている。

図４に示すように、短絡素子５３は、第１部分５３ａと、第２部分５３ｂとを有するとともに、これら第１部分５３ａと第２部分５３ｂとの間で折れ曲がっている。第１部分５３ａは、短絡点Ｐに接続される。第１部分５３ａは、第２方向Ｙに直線状に延びている。第２部分５３ｂは、第１部分５３ａと結合素子５１の中点Ａ１との間を直線状に延びている。第２部分５３ｂは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙとは斜めに交差した方向（つまり、結合素子５１と斜めに交差した方向）に延びている。

以上の構成により、結合素子５１、給電素子５２、短絡素子５３を含むアンテナパターン４４は、結合素子５１の中点Ａ１に関して（つまり中心線Ｃに関して）左右対称の形状を有している。

次に、結合素子５１の電気長について説明する。
結合素子５１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の電気長は、Ｌ１（第１電気長）である。このＬ１は、ｎ×λ／４に設定される。λは上述の近接無線通信で使用される周波数に対応する波長である。より詳しくは、近接無線通信で使用される周波数帯域内の中心周波数に対応する波長がλである。ｎは１以上の奇数であればよい。換言すれば、結合素子５１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の電気長は、波長λの１／４の奇数倍である。なお、本実施形態では、Ｌ１＝λ／４に設定される場合が例示されている。同様に、結合素子５１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の電気長も、結合素子５１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の電気長と同じＬ１である。

上述したように、結合素子５１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の電気長はｎ×λ／４であるので、結合素子５１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の素子部分は一つの共振アンテナ部（共振部）として機能する。同様に、結合素子５１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の電気長もｎ×λ／４であるので、結合素子５１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の素子部分は別の一つの共振アンテナ部（共振部）として機能する。このように、結合素子５１自体が共振部として機能する。

したがって、カプラ３１においては、結合素子５１の他に、共振スタブのような専用の共振回路を設けることなく、所望周波数帯域の信号に対応する多くの電流を結合素子５１に流すことができる。この結果、カプラ３１の上面においては、結合素子５１の長手方向に沿った部分、つまり結合素子５１を囲む領域（カプラ３１の上部領域）は、他のカプラとの結合が可能な結合部分として機能する。

上述したように、給電素子５２が結合素子５１の中点Ａ１に接続されているので、結合素子５１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の素子部分における電荷分布（電流分布）は、結合素子５１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の素子部分における電荷分布（電流分布）と対称となる。よって、結合素子５１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の素子部分、または結合素子５１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の素子部分のどちらに相手のカプラが近接された場合でも、これらカプラ間の電磁気的な結合の強さを同等にすることができる。

このような結合素子５１は、例えば第２方向Ｙ（カプラ水平方向）で、該カプラ３１と相手デバイスとを電磁的に結合し易い結合素子として機能することができる。

ここで図２及び図３に示すように、本実施形態のバンド部３ａは、ユーザの腕の周方向に延びる第１縁部５７ａ及び第２縁部５７ｂを有する。第１縁部５７ａは、電子機器１がユーザの腕に取り付けられた状態で、例えばユーザの手に近い側に位置する。第２縁部５７ｂは、第１縁部５７ａとは反対側に位置する。結合素子５１は、バンド部３ａの第１縁部５７ａに配置され、第１縁部５７ａと略平行に配置されている。このため、結合素子５１は、バンド部３ａがユーザの腕に取り付けられた状態で、例えばユーザの腕から手に向かう方向で通信相手とカップリング可能である。

次に、給電素子５２及び短絡素子５３の各々の電気長について説明する。
本実施形態では、結合素子５１を囲む領域とグランド４５との間の領域（中央領域）も結合部として利用できるようにするために、給電素子５２及び短絡素子５３の各々の電気長Ｌ２（第２の電気長）は、波長λの１／４の奇数倍に設定されている。すなわち、Ｌ２＝ｍ×λ／４である。ｍは１以上の奇数であればよい。換言すれば、給電素子５２及び短絡素子５３の各々の電気長Ｌ２は、波長λの１／４の奇数倍である。なお、給電素子５２の電気長と短絡素子５３の電気長は、異なってもよい。本実施形態では、Ｌ１＝λ／４、Ｌ２＝λ／４、に設定される場合が例示されている。

このように給電素子５２及び短絡素子５３の各々の電気長Ｌ２が波長λの１／４の奇数倍に設定されている場合には、給電素子５２及び短絡素子５３の各々も、一つの共振アンテナ部（共振部）として機能する。この結果、給電素子５２及び短絡素子５３の各々に多くの電流が流れる。したがって、カプラ３１の上面においては、給電素子５２及び短絡素子５３の長手方向に其々沿った２つの領域も、他のカプラとの結合が可能な結合部分として機能する。したがって、結合素子５１の長手方向に沿った部分とグランド４５との間の領域（中央領域）も結合部として利用可能となる。

上述したように、結合素子５１は、例えば第２方向Ｙ（カプラ水平方向）で、該カプラ３１と相手デバイスとを電磁的に結合し易い結合部として機能することができる。一方で、給電素子５２及び短絡素子５３の各々は、例えば第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに略直交した第３方向Ｚ（グランド４５に垂直な方向、図３中で紙面に垂直な方向）で、該カプラ３１と相手デバイスとを電磁的に結合し易い結合部として機能することができる。これにより、カプラ３１は、第２方向Ｙと第３方向Ｚのいずれの方向においても相手デバイスのカプラと電磁的に結合することができる。本実施形態では、給電素子５２及び短絡素子５３の各々は、バンド部３ａがユーザの腕に取り付けられた状態で、ユーザの腕の径方向で通信相手とカップリング可能である。

次に、図５を参照して、本実施形態のカプラ３１の電荷分布について説明する。
上述したように、給電素子５２が結合素子５１の中点Ａ１に接続されているので、結合素子５１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の素子部分には、符号Ｒ１で示す共振が生じ、第１開放端Ｅ１に近付くに従い大きくなる電荷分布が生じる。同様に、結合素子５１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の素子部分には、符号Ｒ２で示す共振が生じ、第２開放端Ｅ２に近付くに従い大きくなる電荷分布が生じる。このため、結合素子５１に基づく電荷分布だけを見た場合、結合素子５１の中点はいわゆるヌル点になる。

一方で、給電素子５２及び短絡素子５３には、符号Ｒ３で示す共振が生じる。このため、給電素子５２及び短絡素子５３の共振に基づく電荷は、結合素子５１の中点付近に多く溜まり、上記ヌル点を補完する。このような構成によれば、結合素子５１の複数の箇所に電荷が分布するので、カプラ３１が曲面状に曲げられた場合でも、通信相手と結合しやすい。

給電素子５２及び短絡素子５３の各々は、第２方向Ｙに延びた第１部分５２ａ，５３ａや、結合素子５１とは斜めに交差する方向に延びる第２部分５３ａ，５３ｂを有する。これにより、例えば、相手デバイスのカプラの結合素子の長手方向の向きが、カプラ３１の結合素子５１の長手方向（第１方向Ｘ）に対してずれた場合でも、これらカプラ間を結合しやすくすることができる。

また本実施形態では、給電素子５２及び短絡素子５３の各々は、互いに異なる方向に延びた第１部分５２ａ，５３ａと第２部分５２ｂ，５３ｂとを含む。このような構成によれば、カプラ３１の上面に対向される他のデバイスのカプラの結合素子の様々な向きをサポートすることが可能となる。

給電端子５５の第１方向Ｘの位置は、結合素子５１の中点Ａ１の直下ではなく、中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の位置に設定してもよい。このように、給電端子５５の第１方向Ｘの位置は、結合素子５１の中点Ａ１の直下の位置からオフセットされた位置に設定可能である。同様に、短絡点Ｐの第１方向Ｘの位置は、結合素子５１の中点Ａ１の直下ではなく、中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の位置に設定してもよい。このように、短絡点Ｐの第１方向Ｘの位置は、結合素子５１の中点Ａ１の直下の位置からオフセットされた位置に設定可能である。これにより、たとえ給電素子５２及び短絡素子５３の各々の電気長Ｌ２を長くしても、カプラ３１の幅方向のサイズの過度の増加を防止することが出来る。

次に、図６を参照して、カプラ３１の原理を説明する。
図６の（ａ）は、ある平面型小型カプラを示す。この小型カプラの結合素子５１’の全長はλ／２である。給電素子５２’の長さは波長λに対して無視しうる程度短い。この給電素子５２’は、給電点５５ａ（正側給電点）と結合素子５１’の中点Ａ１とを接続する。短絡素子５３’は、結合素子５１’の中点Ａ１とグランド４５とを接続する。この小型カプラにおいては、結合素子５１’だけが結合部分として機能する。

図６の（ｂ）は、本実施形態に係るカプラ３１に対応したカプラ構造を示す。このカプラ構造においては、給電素子５２’は、λ／４の長さを有する給電素子５２に置き換えられている。短絡素子５３’は、λ／４の長さを有する短絡素子５３に置き換えられている。λ／４の長さを有する給電素子５２及び短絡素子５３の各々は、上述したように共振部及び結合部として機能することができる。よって、このカプラ構造においては、３つの結合部分を有する。よって、カプラが搭載されるデバイスと他のデバイスとの間を結合し易くすることができる。

次に、図３を参照して、カプラ３１の実装構造例を説明する。
フレキシブル基板３２は、第１面３２ａ（例えばオモテ面、図９参照）と、該第１面３２ａとは反対側に位置した第２面３２ｂ（例えば裏面、図８参照）とを有する。結合素子５１、給電素子５２、短絡素子５３、給電端子５５（コネクタ）、及びグランド４５は、例えば第２面３２ｂに設けられた配線パターンで形成され、略同一平面上に位置する。

なお、「略同一平面上に位置する」とは、フレキシブル基板３２の表面から離れて設けられていないことを意味する。すなわち、「略同一平面上に位置する」とは、結合素子５１、給電素子５２、短絡素子５３、給電端子５５（コネクタ）、及びグランド４５がフレキシブル基板３２の第１面３２ａ及び第２面３２ｂに分かれて設けられた場合も含む。

図３に示すように、本実施形態では、給電素子５２の太さ（幅）及び短絡素子５３の太さ（幅）の各々は、結合素子５１の太さ（幅）と略同じである。このため、給電素子５２及び短絡素子５３は、相手デバイスのカプラと安定した結合を行うことができる。

本実施形態では、グランド４５（グランド板）は、第１方向Ｘに延びて板状に形成されている。グランド４５は、第２方向Ｙに幅Ｗを有する。ここで、グランド４５の幅Ｗ（電気長）は、波長λの１／４に設定されている。グランド４５の幅Ｗ（電気長）が波長λの１／４に設定されていると、カプラ３１の共振を強めることができる。なお、グランド４５の幅Ｗは、例えば波長λの１／４よりも小さくてもよい。

グランド４５は、バンド部３ａの長手方向（第１方向Ｘ）において、表示部２から見て、結合素子５１、給電素子５２、及び短絡素子５３を超えて延びている。なお、装置本体１２の第１部分２１及び第３部分２３において、フレキシブル基板３２の第２面３２ｂにはベタのグランド４５が設けられている。すなわち、グランド４５は、第１部分２１、第２部分２２、及び第３部分２３に亘りひと続きである。

図３に示すように、グランド４５は、バンド部３ａの端部に近い端部４５ａを有する。本実施形態では、短絡素子５３及び短絡点Ｐは、給電素子５２及び給電点５５ａと比べて、グランド４５の端部４５ａに近い。このような構成によれば、カプラ３１の共振に影響するグランド４５が見かけ上小さくなり、カプラ３１の共振が減衰しにくくなる。

フレキシブル基板３２の第１面３２ａには、例えば近接無線通信モジュール３９が搭載されてもよい。通信モジュール３９は、例えば高周波回路（ＲＦ回路）のような電子部品３９ａを含む。通信モジュール３９は、カプラ３１を使用して近接無線通信を実行する。

なお、給電端子５５は、フレキシブル基板３２の第１面３２ａに設けられてもよい。この場合、給電端子５５の給電点５５ａは、ビア（スルーホール）を介して給電素子５２に接続されてもよく、給電端子５５のグランド側給電点５５ｂは、ビアを介してグランド４５に接続されてもよい。

次に、電子機器１の使用例について説明する。
電子機器１の一例は、音楽プレーヤである。電子機器１は、例えば各種サービスを提供するデジタル端末（ボックス）の通信面に当接させるまたは近付けることで、上記デジタル端末から音楽データを受信することができる。電子機器１は、該音楽データに係る情報（例えば曲名や再生時間）を表示装置５に表示させるとともに、音楽情報をアンテナ３７で無線型のイヤホンに送ることができる。なお、電子機器１の使用方法は、これに限られず、種々の方法で使用されることができる。

以上の構成によれば、利便性の向上を図った電子機器１を提供することができる。すなわち、本実施形態の電子機器１は、カバー１１と、少なくとも一部がカバー１１に覆われたフレキシブル基板３２と、フレキシブル基板３２に設けられて柔軟性を有したカプラ３１と、カプラ３１を使用して近接無線通信を実行する通信モジュール３９と、カプラ３１が受信したデータの少なくとも一部を出力する出力装置（例えば表示装置５またはアンテナ３７）とを備える。このような構成によれば、柔軟性を有したカプラ３１を種々のデバイスに組み込むことができるとともに、そのカプラ３１が受信したデータの少なくとも一部を出力装置で出力可能であるため、電子機器１を様々な場面で利用することができるようになる。このため、電子機器１の利便性の向上を図ることができる。

本実施形態では、電子機器１は、前記出力装置を含む表示部２と、表示部２に対して曲げられてユーザの腕に巻かれるバンド部３ａとを有し、カプラ３１は、バンド部３ａに設けられている。このような構成によれば、柔軟性を有するカプラ３１をバンド部３ａに搭載するため、表示部２の設計自由度が高まる。このため、利便性の向上をさらに図ることができる電子機器１を提供することができる。

本実施形態では、カプラ３１は、平面状に形成されるとともに、バンド部３ａの外形に沿う曲面状に曲げられた状態で使用可能である。このような構成によれば、電子機器１を腕に装着したままでもカプラ３１が使用可能であり、電子機器１の利便性の向上をさらに図ることができる。

本実施形態では、カプラ３１の結合素子５１、給電素子５２、短絡素子５３、及びグランド４５の全ては、フレキシブル基板３２の表面上に設けられて略同一平面上に位置する。このような構成によれば、カプラ３１の柔軟性（屈曲性、可撓性）がさらに高まるので、例えば大きく曲げられる部分にカプラ３１を搭載可能になる。これにより、電子機器１の設計自由度がさらに高まり、利便性の向上をさらに図ることができる。

本実施形態では、バンド部３ａは、ユーザの腕の周方向に延びる縁部５７ａを有する。結合素子５１は、バンド部３ａの縁部５７ａと略平行に配置されている。このような構成によれば、結合素子５１を比較的大きく形成しやすく、カプラ３１の大型化を図ることができる。カプラ３１の大型化を図ることができると、通信相手との位置合わせが容易になり、これにより電子機器１の利便性をさらに高めることができる。

本実施形態では、結合素子５１は、バンド部３ａがユーザの腕に取り付けられた状態で、ユーザの腕から手に向かう方向で通信相手とカップリング可能である。このような構成によれば、電子機器１を多様な利用形態で使用可能になり、これにより電子機器１の利便性をさらに高めることができる。

本実施形態では、給電素子５２及び短絡素子５３の少なくとも一方は、電気長Ｌ２が近接無線通信で使用される周波数に対応する波長λの１／４の奇数倍に設定される。このような構成によれば、カプラ３１は、ユーザの腕の径方向で通信相手とカップリング可能であり、結合素子５１と合わせて複数の方向で通信可能になる。これにより電子機器１の利便性をさらに高めることができる。

すなわち、例えば水平方向（第２方向Ｙ）に結合しやすい結合部として結合素子５１が機能することができる。また、垂直方向（第３方向Ｚ）に結合しやすい結合部として給電素子５２及び短絡素子５３の少なくとも一方が機能することができる。これにより、水平方向及び垂直方向の２方向において結合しやすいカプラ３１を提供することができる。このようなカプラ３１は、多様な使い方が可能になるので利便性が高く、例えばリストバンド型のモバイルデバイスに搭載されるカプラ３１として適している。

本実施形態では、給電素子５２及び短絡素子５３の両方は、其々電気長Ｌ２が前記波長λの１／４の奇数倍に設定されている。このような構成によれば、給電素子５２及び短絡素子５３の両方が共振部として機能するので、通信相手とさらに結合しやすくなる。これにより電子機器１の利便性をさらに高めることができる。

本実施形態では、グランド４５は、バンド部３ａの長手方向に、表示部２から見て、結合素子５１、給電素子５２、及び短絡素子５３を超えて延びている。このような構成によれば、グランド４５を適切な大きさに設定しやすくなる。

本実施形態では、前記出力装置は、カプラ３１よりも通信可能距離が大きく、カプラ３１が受信したデータの少なくとも一部を外部に無線で送るアンテナ３７である。このような構成によれば、カプラ３１が受信したデータをさらに無線で送ることができる。これにより、電子機器１をさらに多様な利用形態で使用可能になり、これにより電子機器１の利便性をさらに高めることができる。

以下に、第２乃至第７の実施形態に係る電子機器１について説明する。なお、第１実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。また、下記に説明する以外の構成は、第１実施形態と同じである。

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係る電子機器１のフレキシブル基板３２を示す。本実施形態では、装置本体１２（表示部２）の外形が第１実施形態とは異なる。その他の構成は、第１実施形態と同じである。

ここで、図８乃至図１０を参照して、カプラ３１の特性測定の結果について説明する。図８及び図９は測定条件を示している。

図８の測定条件においては、カプラ３１と基準カプラ６１（基準アンテナ）とが垂直方向（第３方向Ｚ）に１５ｍｍ離されている。つまり、基準カプラ６１（基準アンテナ）の上面から距離１５ｍｍ離れたところにカプラ３１が位置する。

なお、基準カプラ６１（基準アンテナ）としてはこの分野で広く知られているアンテナを用いればよい。図８の例では、基準カプラ６１（基準アンテナ）は、共振回路６２、結合素子６３、及びグランド６４を備える。

図９の測定条件においては、カプラ３１と基準カプラ６１（基準アンテナ）とが水平方向（第２方向Ｙ）に１５ｍｍ離されている。つまり、基準カプラ６１（基準アンテナ）から１５ｍｍ離れたところにカプラ３１が位置する。

図１０は、図８及び図９の測定条件下におけるカプラ３１のＳ２１特性を示している。図１０の横軸は周波数を表し、縦軸はＳ２１［ｄＢ］を表している。図１０において、７１は、図９の測定条件（水平対向）下におけるカプラ３１のＳ２１特性を表す。７２は、図８の測定条件（垂直対向）下におけるカプラ３１のＳ２１特性を表す。図８及び図９のどちらの測定条件においても、所望周波数４．４８ＧＨｚ近傍の周波数領域において、十分な特性が得られることが分かる。すなわち、カプラ３１は、水平方向（第２方向Ｙ）及び垂直方向（第３方向Ｚ）のいずれの方向においても電磁的に結合しやすいといえる。

以上の構成によれば、第１実施形態と同様に、利便性の向上を図った電子機器１を提供することができる。

（第３実施形態）
図１１は、第３実施形態に係る電子機器１のフレキシブル基板３２を示す。本実施形態では、カプラ３１の形状が第２実施形態とは異なる。その他の構成は、第２実施形態と同じである。

図１１に示すように、カプラ３１は、第１アンテナパターン４４と、第２アンテナパターン８１とを有する。第１アンテナパターン４４及び第２アンテナパターン８１の各々は、第２実施形態のアンテナパターン４４と同様に、結合素子５１、給電素子５２、及び短絡素子５３を有する。第２アンテナパターン８１の給電素子５２は、給電端子５５のグランド側給電点５５ｂに接続されている。第１アンテナパターン４４の短絡素子５３は、第２アンテナパターン８１の短絡素子５３に接続点Ｐで接続されている。

第２アンテナパターン８１において、結合素子５１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の電気長Ｌ１は、波長λの１／４の奇数倍であり、結合素子５１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の電気長Ｌ１は、波長λの１／４の奇数倍である。また、第２アンテナパターン８１において、給電素子５２及び短絡素子５３の各々の電気長Ｌ２は、波長λの１／４の奇数倍に設定されている。

このような構成によれば、第１実施形態と同様に、利便性の向上を図った電子機器１を提供することができる。さらに本実施形態の構成によれば、第２アンテナパターン８１の結合素子５１、給電素子５２、及び短絡素子５３も結合部として機能することができる。これにより、さらに結合しやすいカプラ３１を提供することができ、電子機器１の利便性を向上させることができる。

（第４実施形態）
図１２は、第４実施形態に係る電子機器１のフレキシブル基板３２を示す。図１３は、本実施形態に係るカプラ３１を模式的に示す。本実施形態では、カプラ３１の形状が第２実施形態とは異なる。その他の構成は、第２実施形態と同じである。

本実施形態では、給電素子５２及び短絡素子５３は、結合素子５１の中点Ａ１に直接には接続されていない。給電素子５２及び短絡素子５３は、接続素子８５を介して結合素子５１の中点Ａ１に電気的に接続されている。

詳しく述べると、給電素子５２の第２部分５２ｂ及び短絡素子５３の第２部分５３ｂの各々は、第１方向Ｘに延びている。給電素子５２と短絡素子５３は、接続点Ａ２で互いに接続されている。接続素子８５は、接続点Ａ２と結合素子５１の中点Ａ１との間に延びて、接続点Ａ２と結合素子５１の中点Ａ１とを接続している。

本実施形態では、第１実施形態と同様に、結合素子５１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の電気長Ｌ１は、波長λの１／４の奇数倍である。また、結合素子５１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の電気長Ｌ１は、波長λの１／４の奇数倍である。さらに、給電素子５２及び短絡素子５３の各々の電気長Ｌ２は、波長λの１／４の奇数倍に設定されている。

このような構成によれば、第１実施形態と同様に、電子機器１の利便性を向上させることができる。例えば、結合素子５１に加えて給電素子５２及び短絡素子５３が結合部として機能するため、水平方向（第２方向Ｙ）及び垂直方向（第３方向Ｚ）のいずれの方向においても結合しやすいカプラ３１を提供することができ、電子機器１の利便性を向上させることができる。

（第５実施形態）
図１４は、第５実施形態に係る電子機器１のフレキシブル基板３２を示す。図１５は、本実施形態に係るカプラ３１を模式的に示す。本実施形態では、カプラ３１の形状が第２実施形態とは異なる。その他の構成は、第２実施形態と同じである。

本実施形態では、給電点５５ａ（給電端子５５）は、カプラ３１の中心線Ｃ上に設けられている。給電素子５２は、給電点５５ａから結合素子５１の中点Ａ１に向いて直線状に延び、結合素子５１の中点Ａ１に直接に接続されている。本実施形態では、給電素子５２は、波長λの１／４の奇数倍の長さではない。

一方で、短絡点Ｐは、グランド４５の端部４５ａに設けられている。短絡素子５３は、結合素子５１の中点Ａ１に直接に接続されるとともに、給電素子５２及びグランド４５の縁部に沿って延び、結合素子５１の中点Ａ１と短絡点Ｐとを接続する。

本実施形態では、第１実施形態と同様に、結合素子５１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の電気長Ｌ１は、波長λの１／４の奇数倍である。また、結合素子５１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の電気長Ｌ１は、波長λの１／４の奇数倍である。さらに、短絡素子５３の電気長Ｌ２は、波長λの１／４の奇数倍に設定されている。

このような構成によれば、第１実施形態と同様に、電子機器１の利便性を向上させることができる。例えば、結合素子５１に加えて短絡素子５３が結合部として機能するため、水平方向（第２方向Ｙ）及び垂直方向（第３方向Ｚ）のいずれの方向においても電磁的に結合しやすいカプラ３１を提供することができ、電子機器１の利便性を向上させることができる。

図１６は、第５実施形態に係るフレキシブル基板３２の変形例を示す。カプラ３１は、フレキシブル基板３２の第１面３２ａ及び第２面３２ｂの２つの面を用いて実現される。すなわち、フレキシブル基板３２の例えば第２面３２ｂには、結合素子５１、給電素子５２、グランド４５、及び給電端子５５（コネクタ）が設けられている。結合素子５１、給電素子５２、グランド４５、及び給電端子５５の構成は、上記第５実施形態の構成と同じである。

フレキシブル基板３２の例えば第１面３２ａには、短絡素子５３が設けられている。短絡素子５３の一端は、ビア９１（スルーホール）を介して第２面３２ｂ上の結合素子５１の中点Ａ１に接続される。また、短絡素子５３の他端は、ビア９２（スルーホール）を介して第１面上のグランド４５に接続される。このような構成によっても、上記第５実施形態と同様の機能を有した電子機器１を提供することができる。

（第６実施形態）
図１７は、第６実施形態に係る電子機器１のフレキシブル基板３２を示す。本実施形態では、カプラ３１の形状が第２実施形態とは異なる。その他の構成は、第２実施形態と同じである。

本実施形態では、第２実施形態に対して、カプラ３１の向きが略９０度異なる。すなわち、結合素子５１は、第２方向Ｙに延びている。本実施形態で、第１実施形態と同様に、結合素子５１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の電気長Ｌ１は、波長λの１／４の奇数倍である。また、結合素子５１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の電気長Ｌ１は、波長λの１／４の奇数倍である。さらに、短絡素子５３の電気長Ｌ２は、波長λの１／４の奇数倍に設定されている。

このような構成によれば、第１実施形態と同様に、電子機器１の利便性を向上させることができる。例えば、結合素子５１に加えて給電素子５２及び短絡素子５３が結合部として機能するため、水平方向（第１方向Ｘ）及び垂直方向（第３方向Ｚ）のいずれの方向においても結合しやすいカプラ３１を提供することができ、電子機器１の利便性を向上させることができる。

（第７実施形態）
図１８は、第７実施形態に係る電子機器１のフレキシブル基板３２を示す。本実施形態では、カプラ３１の形状が第２実施形態とは異なる。その他の構成は、第２実施形態と同じである。

本実施形態では、第２実施形態に対して、カプラ３１の向きが略９０度異なる。すなわち、結合素子５１は、第２方向Ｙに延びている。なお、カプラ３１の形状は、例えば第５実施形態と略同じである。本実施形態で、第１実施形態と同様に、結合素子５１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の電気長Ｌ１は、波長λの１／４の奇数倍である。また、結合素子５１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の電気長Ｌ１は、波長λの１／４の奇数倍である。さらに、短絡素子５３の電気長Ｌ２は、波長λの１／４の奇数倍に設定されている。

このような構成によれば、第１実施形態と同様に、電子機器１の利便性を向上させることができる。例えば、結合素子５１に加えて短絡素子５３が結合部として機能するため、水平方向（第１方向Ｘ）及び垂直方向（第３方向Ｚ）のいずれの方向においても結合しやすいカプラ３１を提供することができ、電子機器１の利便性を向上させることができる。

以上、第１乃至第７の実施形態及び変形例について説明したが、電子機器１の実施形態はこれらに限られない。電子機器１は、例えば腕時計やヘルスケア用のリストバンドでもよい。また、給電素子５２及び短絡素子５３の両方が結合部として機能する必要はなく、いずれか一方のみが機能してもよい。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１…電子機器、２…表示部、３ａ，３ｂ…バンド部、５…表示装置、１１…カバー、１２…装置本体、３１…カプラ、３２…フレキシブル基板、３９…通信モジュール、４５…グランド、５１…結合素子、５２…給電素子、５３…短絡素子、５７ａ…バンド部の縁部

Claims (10)

1. カバーと、
   少なくとも一部が前記カバーに覆われたフレキシブル基板と、
   前記フレキシブル基板に設けられ、柔軟性を有したカプラと、
   前記カプラを使用して近接無線通信を実行する通信モジュールと、
   前記カプラが受信したデータの少なくとも一部を出力する出力装置と、
   を備え、
   前記出力装置を含む表示部と、前記カバーの少なくとも一部を含み前記表示部に対して曲げられてユーザの腕に巻かれるバンド部とを有し、前記カプラは、前記バンド部に設けられた電子機器。
2. 請求項１の記載において、
   前記カプラは、平面状に形成されるとともに、前記バンド部の外形に沿う曲面状に曲げられた状態で使用可能である電子機器。
3. 請求項１または請求項２の記載において、
   前記カプラは、結合素子、給電素子、短絡素子、及びグランドを有し、
   前記結合素子、前記給電素子、前記短絡素子、及び前記グランドの全ては、前記フレキシブル基板の表面上に設けられて略同一平面上に位置した電子機器。
4. 請求項３の記載において、
   前記バンド部は、ユーザの腕の周方向に延びる縁部を有し、
   前記結合素子は、前記バンド部の縁部と略平行に配置された電子機器。
5. 請求項４の記載において、
   前記結合素子は、前記バンド部がユーザの腕に取り付けられた状態で、ユーザの腕から手に向かう方向で通信相手とカップリング可能である電子機器。
6. 請求項３乃至請求項５のいずれかの記載において、
   前記給電素子及び前記短絡素子の少なくとも一方は、電気長が前記近接無線通信で使用される周波数に対応する波長λの１／４の奇数倍に設定され、ユーザの腕の径方向で通信相手とカップリング可能である電子機器。
7. 請求項６の記載において、
   前記給電素子及び前記短絡素子の両方の電気長が其々前記波長λの１／４の奇数倍に設定された電子機器。
8. 請求項３乃至請求項７のいずれかの記載において、
   前記グランドは、前記バンド部の長手方向に、前記表示部から見て、前記結合素子、前記給電素子、及び前記短絡素子を超えて延びた電子機器。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれかの記載において、
   前記出力装置は、前記カプラよりも通信可能距離が大きく、前記カプラが受信したデータの少なくとも一部を外部に無線で送るアンテナである電子機器。
10. カバーと、
    少なくとも一部が前記カバーに覆われたフレキシブル基板と、
    前記フレキシブル基板に設けられ、柔軟性を有したカプラと、
    前記カプラを使用して近接無線通信を実行する通信モジュールと、
    前記カプラが受信したデータの少なくとも一部を出力する出力装置と、
    を備えた電子機器。

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