JP2019047723A - ポータブル電子デバイス用の無線充電受信機システム - Google Patents

Abstract

【課題】ポータブル電子デバイス用の無線電力受信機システムを提供する。
【解決手段】ポータブル電子デバイス９００は、第１の周波数において主に、第１の方向に伝播する磁場から電力を受信するように構成された第１のインダクタコイル９２２と、第２の周波数において主に、第２の方向に伝播する磁場から電力を受信するように構成された第２のインダクタコイル９２６ａ、９２６ｂと、を含む。第１の周波数は、第２の周波数とは異なる。
【選択図】図９

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１７年９月６日に出願され、「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｆｏｒ Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する米国仮特許出願第６２／５５４，９４５号の非仮特許出願であり、米国仮特許出願第６２／５５４，９４５号に対する利益を主張し、その開示は全ての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

ポータブル電子デバイス（例えば、携帯電話、メディアプレーヤ、及びスマートウォッチなど）は、それらのバッテリに蓄えられた電荷が存在するときに動作する。一部のポータブル電子デバイスは、充電コードを通じてなど、物理接続を通じてポータブル電子デバイスを電源に結合することによって再充電することができる、再充電可能バッテリを含む。しかしながら、充電コードを使用して電子デバイスにおけるバッテリを充電することは、ポータブル電子デバイスが物理的に電源出力につながれることを必要とする。加えて、充電コードを使用することは、ポータブル電子デバイスが充電コードのコネクタ、典型的にはプラグコネクタと結合するように構成されたコネクタ、典型的にはレセプタクルコネクタを有することを必要とする。レセプタクルコネクタは、典型的には、その中で埃及び水分が侵入することがあり、デバイスを損傷させることがある通りを設ける、キャビティをポータブル電子デバイスに含む。更に、ポータブル電子デバイスのユーザは、バッテリを充電するために、充電ケーブルをレセプタクルコネクタに物理的に接続する必要がある。

そのような欠点を回避するために、ポータブル電子デバイスは、充電コードに対する必要性なしに、無線充電デバイスから電力を受信することができる受信機コイルで構成されてきた。例えば、一部のポータブル電子デバイスは、単に無線充電デバイスの充電面にデバイスを置くことによって再充電されることがある。充電面の下に配置された送信機コイルは、ポータブル電子デバイスにおける対応する受信機コイルにおいて電流を誘導する時間的に変化する磁場を生じさせることがある。誘導された電流は、その内部バッテリを充電するためにポータブル電子デバイスによって使用されることがある。

無線電力を受信するように構成された一部の既存のポータブル電子デバイスは、いくつかの不利益を有する。例えば、一部のポータブル電子デバイスは、電力を受信するために、無線充電デバイスの充電面上の非常に制限された充電領域に置かれることを必要とする。ポータブル電子デバイスが充電領域の外側に置かれる場合、ポータブル電子デバイスは、無線で充電することができず、又は効率よく充電せず、電力を無駄にすることがある。加えて、一部のポータブル電子デバイスは、１つのタイプの無線充電デバイスから充電するように構成される。よって、それらのポータブル電子デバイスは、１つの周波数においてのみ充電することがあり、特定のタイプの無線充電デバイスの使用を必要とすることがある。これは、ポータブル電子デバイスを無線で充電することができる容易性を制限する。

更に、ポータブル電子デバイス、特に、スマートウォッチなどのウェアラブルポータブル電子デバイスは、それらがユーザの日々の活動におけるユーザのモビリティと干渉しないように小型となるように設計される。この小型の設計を有することは、ポータブル電子デバイス内で内部構成要素のサイズの制限を制約する。ポータブル電子デバイスの機能性が増大するにつれて、大多数の電子構成要素は、一部の構成要素が他の電子構成要素よりも多くの空間を必要とするポータブル電子デバイス内に収容される必要がある。各々の内部構成要素のサイズ要件とその適切な動作との間の正しいバランスを見つけることは、そのような小型ポータブル電子デバイスを達成するのに困難である。

開示の一部の実施形態ポータブル電子デバイス用の無線電力受信機システムを提供する。無線電力受信システムは、様々な無線充電デバイスから電荷を受信するように構成されてもよく、無線（例えば、無線波）通信に対して構成されたアンテナと共にポータブル電子デバイスの小型筐体内で適合することができる。一部の実施形態では、ポータブル電子デバイスは、異なる無線充電デバイスから無線電力を受信するための少なくとも２つの異なる受信機コイルを含むように設計された受信機システムを有するスマートウォッチであってもよい。ポータブル電子デバイスは、小型フットプリントを有してもよく、複数の無線充電デバイスから充電する能力を有してもよく、それによって、ポータブル電子デバイスがそのバッテリを充電するために電力を受信することができる方法を容易にする。

一部の実施形態では、開示によるポータブル電子デバイスは、筐体、アンテナ、無線充電受信機システム、及びセンサモジュールを含む。筐体は、ディスプレイを含む上部及びウインドウを含む底部を含んでもよく、底部は、上部と係合して内部キャビティを形成するように構成される。アンテナは、内部キャビティ内に配置されてもよく、アンテナ素子、及びアンテナ素子の底面に結合された導電アンテナ体を含んでもよいアンテナは、アンテナの中心に配置され、アンテナの内縁によって定められた開口を含んでもよい。無線充電受信機システムは、内部キャビティ及びアンテナ開口内に配置されてもよく、内径及び外径外径を有する一次コイル、一次コイルの少なくとも２つの面の一部を覆う強磁性シールド、並びに一次コイル及び強磁性シールドの重なり合う部分の周りで巻かれた二次コイルを含んでもよい。センサモジュールは、内部キャビティ及び一次コイルの内径内に配置されてもよく、ポータブル電子デバイスの外部の環境のパラメータを測定するように構成された少なくとも１つの感知デバイスを含んでもよい。

一部の実施形態によるポータブル電子デバイスは、筐体、スペーサ、無線充電受信機システム、センサモジュール、位置調整モジュール、及び電磁気シールド層を含む。筐体は、ディスプレイを含む上部及びウインドウを含む底部を含んでもよく、底部は、上部と係合して内部キャビティを形成するように構成され、ウインドウは、ウインドウの内面及び外面の部分上で被膜された複数のインク層を含む。スペーサは、内部キャビティ内に配置されてもよく、非導電性材料を含んでもよく、スペーサは、スペーサの中心に配置され、スペーサの内縁によって定められた開口を含んでもよい。無線充電受信機システムは、内部キャビティ及び開口内に配置されてもよく、内径及び外径を有する一次コイル、一次コイルの少なくとも２つの面の一部を覆う強磁性シールド、並びに一次コイル及び強磁性シールドの重なり合う部分の周りで巻かれた二次コイルを含んでもよい。センサモジュールは、内部キャビティ及び一次コイルの内径内に配置されてもよく、ポータブル電子デバイスの外部の環境のパラメータを測定するように構成された少なくとも１つの感知デバイスを含んでもよい。位置調整モジュールは、センサモジュールに結合されてもよく、位置調整磁石、及び位置調整磁石の上面に取り付けられたＤＣシールドを含んでもよく、電磁気シールド層は、無線充電受信機システムと筐体の底部のウインドウとの間に位置付けられてもよい。

一部の実施形態では、無線充電システムが提供される。システムは、第１の無線充電送信機及び無線充電受信機を含んでもよい。無線充電送信機は、第１の充電面を有する第１の筐体と、第１の筐体内に、及び充電面の下に配置された複数巻きのより線から形成された少なくとも１つの第１の送信機コイルであって、少なくとも１つの第１の送信機コイルは、第１の充電面を通じて、及び第１の充電面の上で第１の時間的に変化する磁場を生成するように構成される、少なくとも１つの第１の送信機コイルと、を含んでもよい。無線充電受信機は、ディスプレイを含む上部及びウインドウを含む底部を有する筐体であって、底部は、上部と係合して内部キャビティを形成するように構成される、筐体と、内部キャビティ内に配置され、アンテナ素子及びアンテナ素子の底面に結合された導電アンテナ体を含むアンテナであって、アンテナは、アンテナの中心に配置され、アンテナの内縁によって定められた開口を含む、アンテナと、内部キャビティ及びアンテナ開口内に配置された無線充電受信機システムであって、無線充電受信機システムは、内径及び外径を有する一次受信機コイルを含み、少なくとも１つの第１の送信機コイル、一次受信機コイルの少なくとも２つの面の一部を覆う強磁性シールド、並びに一次受信機コイル及び強磁性シールドの重なり合う部分の周りで巻かれた二次受信機コイルによって生成された第１の時間的に変化する磁場を受信するように構成される、無線充電受信機システムと、内部キャビティ及び一次受信機コイルの内径内に配置されたセンサモジュールであって、センサモジュールは、ポータブル電子デバイスの外部の環境のパラメータを測定するように構成された少なくとも１つの感知デバイスを含む、センサモジュールと、を含んでもよい。

一部の実施形態では、一次コイル、強磁性シールド、及び二次コイルを含む無線充電受信機システムが提供される。一次コイルは、一次軸の周りで巻かれた複数巻きのより線から形成されてもよく、第１の周波数において、及び第１の方向に生成された時間的に変化する磁場から無線電力を受信するように構成されてもよい。強磁性シールドは、一次コイルの溝状区画が強磁性シールドによって覆われなくなるように、一次コイルの少なくとも２つの隣接する面にわたって、及び少なくとも２つの隣接する面の外周全体の一部にわたって配置されてもよく、二次コイルは、一次軸の周りの中心の外周に沿って配置された二次軸の周りで巻かれた複数巻きのより線から形成されてもよく、二次コイルは、強磁性シールド及び一次コイルの重なり合う部分を覆い、第１の周波数とは異なる第２の周波数において、及び第１の方向とは異なる第２の方向に生成された時間的に変化する磁場から無線電力を受信するように構成される。

一部の追加の実施形態は、電子デバイス用のアンテナに関する。アンテナは、底面を有する非導電アンテナ素子、非導電アンテナ素子の底面に取り付けられた導電体、及び少なくとも１つのキャパシタを含んでもよい。非導電アンテナ素子は、外縁を含む第１の平面上部レベルと、アンテナ開口及び内縁を含む第１の平面底部レベルと、第１の上部レベルと第１の底部レベルとの間に配置された第１のステップ領域であって、第１のステップ領域は、第１の上部レベルを第１の底部レベルと結合し、円形輪郭を有する、第１のステップ領域と、を含んでもよい。導電体は、非導電アンテナ素子に従うように取り付けられてもよく、第１の平面上部レベル、及び導電体の区画を２つの部分に分割するスリットの下の第２の平面上部レベルと、第１の平面上部レベルの下の第２の平面底部レベルと、第１のステップ領域の傍に配置された第２のステップ領域と、を含んでもよい。少なくとも１つのキャパシタは、第１の平面上部レベル上に配置されてもよく、導電体の２つの部分の間で電気的に結合されてもよく、導電体が第１の周波数において電気信号に露出されるときに、２つの部分を共に電気的に結合し、導電体が第１の周波数とは異なる第２の周波数において磁場に露出されるときに、２つの部分を相互に電気的に切断するように構成されてもよい。

一部の実施形態は、上部、及び上部と係合して内部キャビティを形成するように構成された底部を有する筐体を含むポータブル電子デバイスに関する。ポータブル電子デバイスは更に、本明細書で説明されるアンテナを含んでもよい。

一部の追加の実施形態では、一次軸の周りで巻かれた複数巻きのより線から形成され、第１の周波数において、及び第１の方向に生成された時間的に変化する磁場から無線電力を受信するように構成された一次コイルと、一次コイルの上面に配置された一次強磁性シールドと、相互に同一平面に配置され、一次強磁性シールドから離れて位置付けられた二次強磁性体構造のペアであって、二次強磁性体構造のペアは、第１の強磁性体構造及び第２の強磁性体構造を含む、二次強磁性体構造のペアと、第１のサブコイル及び第２のサブコイルを含む二次コイルであって、各々のサブコイルは、それぞれの第１及び第２の強磁性体構造の中心部分の周りで巻かれた複数巻きのより線から形成され、第１の周波数とは異なる第２の周波数において、及び第１の方向とは異なる第２の方向に生成された時間的に変化する磁場から無線電力を受信するように構成される、二次コイルと、を含む無線充電受信機システムが提供される。

一部の実施形態は、上部及び底部を有し、内部キャビティを定める筐体、並びに本明細書で説明される無線充電受信機システムを含むポータブル電子デバイスに関する。

以下の詳細な説明及び添付図面を参照して、本発明の実施形態の性質及び利点のより良好な理解を得ることができる。

本開示の一部の実施形態に係る、例示的なポータブル電子デバイスを例示するブロック図である。 本開示の一部の実施形態に係る、無線充電受信機システムの内部構成要素を例示するブロック図である。 本開示の一部の実施形態に係る、ポータブル電子デバイスに無線電力を供給するように特に設計された無線充電デバイスとは反対に置かれたポータブル電子デバイスのブロック図である。 本開示の一部の実施形態に係る、１つよりも多いタイプのポータブル電子デバイスに電力を供給するように構成された無線充電デバイスとは反対に置かれたポータブル電子デバイスのブロック図である。 本開示の一部の実施形態に係る、屈曲コイルとして形成された一次受信機コイルを含む例示的な一次受信素子を例示する斜視図である。 本開示の一部の実施形態に係る、対称巻き線を有する例示的な対称一次受信機コイルの上面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、より線一次受信機コイルを含む例示的な一次受信素子の斜視図である。 本開示の一部の実施形態に係る、図５Ａに例示された一次受信素子を例示する断面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、より線一次受信機コイル及び修正された強磁性シールドを含む例示的な一次受信素子の斜視図である。 本開示の一部の実施形態に係る、図６Ａに例示された一次受信素子を例示する断面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、例示的な二次受信素子を例示する斜視図である。 本開示の一部の実施形態に係る、例示的なコイルサブアセンブリを例示する拡大図である。 本開示の一部の実施形態に係る、例示的なポータブル電子デバイスを例示する拡大図である。 本開示の一部の実施形態に係る、ポータブル電子デバイスにおいて組み立てられるときの二次受信素子とアンテナとの間の異なるサイズ配置を例示する上面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、ポータブル電子デバイスにおいて組み立てられるときの二次受信素子とアンテナとの間の異なるサイズ配置を例示する上面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、ポータブル電子デバイスにおいて組み立てられるときの二次受信素子とアンテナとの間の異なるサイズ配置を例示する上面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、ポータブル電子デバイスの組み立てられた部分を例示する断面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、その一次及び二次受信素子が単一の構造として形成された例示的な無線充電受信機システム１２００を例示する斜視図である。 本開示の一部の実施形態に係る、図１２Ａに示される無線充電受信機システムを例示する上面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、図１２Ａに示される無線充電受信機システムを例示する下面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、図１２Ａ〜１２Ｃに示されるその拡張領域を通じた異なる平面にわたる強磁性体構造を例示する簡易断面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、図１２Ａ〜１２Ｃに示されるその拡張領域を通じた異なる平面にわたる強磁性体構造を例示する簡易断面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、図１２Ａ〜１２Ｃに示される無線充電受信機システムを例示する拡大図である。 本開示の一部の実施形態に係る、その一次及び二次受信素子が単一の構造として形成されるが、そのサイズを最小にするために変更される例示的な無線充電受信機システムを例示する斜視図である。 本開示の一部の実施形態に係る、図１４Ａに示される無線充電受信機システムを例示する上面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、図１４Ａに示される無線充電受信機システムを例示する下面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、図１４Ａ〜１４Ｃに示される直線状区画と通じた異なる平面にわたる強磁性体構造を例示する簡易断面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、図１４Ａ〜１４Ｃに示される直線状区画と通じた異なる平面にわたる強磁性体構造を例示する簡易断面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、図１４Ａ〜１４Ｃに示される無線充電受信機システムを例示する拡大図である。 本開示の一部の実施形態に係る、例示的なポータブル電子デバイスを例示する拡大図である。 本開示の一部の実施形態に係る、位置調整モジュールを例示する下面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、アンテナシステムの拡大図である。 本開示の一部の実施形態に係る、ポータブル電子デバイスの部分的に組み立てられた部分を例示する上面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、接地ブラケットの様々な上面及び断面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、接地ブラケットの様々な上面及び断面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、接地ブラケットの様々な上面及び断面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、接地ブラケットの様々な上面及び断面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、スペーサ及び受信機システムを含む部分的に組み立てられたポータブル電子デバイスの斜視図である。 本開示の一部の実施形態に係る、ポータブル電子デバイスについての底筐体部の拡大図である。 本開示の一部の実施形態に係る、ポータブル電子デバイスの底筐体部上で装着されたセンサモジュールの斜視図を例示する簡易図である。 本開示の一部の実施形態に係る、ポータブル電子デバイスの底筐体部を例示する底部斜視図である。 本開示の一部の実施形態に係る、水平の切れ目にわたって図１９に示される組み立てられた部分を例示する断面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、垂直の切れ目にわたって図１９に示される組み立てられた部分を例示する断面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、底筐体部のウインドウ上で被膜された異なる層を示す図である。 本開示の一部の実施形態に係る、底筐体部のウインドウ上で被膜された異なる層を示す図である。 本開示の一部の実施形態に係る、底筐体部のウインドウ上で被膜された異なる層を示す図である。 本開示の一部の実施形態に係る、底筐体部のウインドウ上で被膜された異なる層を示す図である。 本開示の一部の実施形態に係る、第２の構成においてどのようにウインドウの内面を異なる層で被膜することができるかを示す一連の図である。 本開示の一部の実施形態に係る、第２の構成においてどのようにウインドウの内面を異なる層で被膜することができるかを示す一連の図である。 本開示の一部の実施形態に係る、第２の構成においてどのようにウインドウの内面を異なる層で被膜することができるかを示す一連の図である。 本開示の一部の実施形態に係る、第２の構成においてどのようにウインドウの内面を異なる層で被膜することができるかを示す一連の図である。 本開示の一部の実施形態に係る、第２の構成においてどのようにウインドウの内面を異なる層で被膜することができるかを示す一連の図である。 本開示の一部の実施形態に係る、第２の構成においてどのようにウインドウの内面を異なる層で被膜することができるかを示す一連の図である。 本開示の一部の実施形態に係る、第２の構成においてどのようにウインドウの内面を異なる層で被膜することができるかを示す一連の図である。 本開示の一部の実施形態に係る、第２の構成においてどのようにウインドウの内面を異なる層で被膜することができるかを示す一連の図である。 本開示の一部の実施形態に係る、図２８Ｂ〜２８Ｃにおける断面図についての２つの切れ目を示すように、図２７Ｈに示されるように層の全てがパターン化された後のウインドウの上面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、接点パッドを通じたウインドウの断面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、不透明パッチを通じたウインドウの断面図である。 本開示の一部の実施形態に係る、接点がウインドウの縁の周りを包む例示的な構成を例示する簡易図である。 本開示の一部の実施形態に係る、接点がビアを介して結合された例示的な構成を例示する簡易図である。 本開示の一部の実施形態に係る、ウインドウの外面から内面に信号を経路指定することができるスタンドアロン構造として接点が構成された別の例示的な構成を例示する簡易図である。 本開示の一部の実施形態に係る、第１及び第２の接点を有し、図２９Ａ〜２９Ｃで議論される接点のいずれかとして構成された底筐体部の外部領域の上面図を例示する簡易図である。 本開示の一部の実施形態に係る、中間構造がビアと構造体との間に配置された例示的な構成を例示する簡易図である。 本開示の一部の実施形態に係る、ウインドウの内面が平坦化挿入部を含む例示的な構成を例示する簡易図である。 本開示の一部の実施形態に係る、中間構造、並びに図３１Ａ〜３１Ｂに示されるように構成された第１及び第２の接点を含む底筐体部の外部領域の上面図を例示する簡易図である。 本開示の一部の実施形態に係る、中間構造がウインドウ上の接点と構造体との間に配置された例示的な構成を例示する簡易図である。 本開示の一部の実施形態に係る、中間構造が構造体の一部として形成された例示的な構成を例示する簡易図である。 本開示の一部の実施形態に係る、中間構造、並びに図３３Ａ〜３３Ｂに示されるように構成された第１及び第２の接点を含む底筐体部の外部領域の上面図を例示する簡易図である。 本開示の一部の実施形態に係る、例示的なタッチ感知ダイヤルの拡大図を例示する簡易図である。 本開示の一部の実施形態に係る、ダイヤルを通じた例示的な電気経路を例示する断面図である。

本開示の実施形態は、様々な無線充電デバイスから電荷を受信するように構成され、無線通信用に構成されたアンテナと共にコンパクトエンクロージャ内に収まるように構成されたポータブル電子デバイスを記載する。ポータブル電子デバイスは、異なる無線充電デバイスから無線電力を受信する少なくとも２つの異なる受信機コイルを含むように設計された受信機システムを有するスマートウォッチなどのウェアラブルポータブル電子デバイスであり得る。ポータブル電子デバイスが各無線充電デバイスから電力を受信する方法は互いに異なっていてもよい。

一例として、各受信機コイルは、電力を受信する無線充電装置の動作周波数に基づいて特定の周波数で動作するように構成することができる。例えば、一方の受信機コイルは、第１の周波数で動作するように構成することができ、他方の受信機コイルは、第１の周波数とは異なる第２の周波数で動作するように構成することができる。別の例として、各受信機コイルは、異なる整列制約にしたがって動作するように構成され得る。例えば、一方の受信機コイルは、ポータブル電子デバイスが無線充電デバイスと実質的に位置合わせされたときに動作することができ、他方の受信機コイルは、ポータブル電子デバイスが広い充電面の任意の領域に置かれた場合に動作することができる。さらに、各受信機コイルは、特定の方向に伝播する磁場を受け取るように構成することができる。例えば、一方の受信機コイルは、垂直方向に伝搬する磁場を受信するように構成され、他方の受信機コイルは、水平方向に伝播する磁場を受信するように構成され得る。

したがって、ポータブル電子デバイスは、様々な無線充電装置から電力を受け取ることができ、それによってポータブル電子デバイスを充電することが容易になる。このようなポータブル電子デバイスの実施形態の態様及び特徴は、本明細書で更に詳細に議論される。

Ｉ．ポータブル電子デバイス
ポータブル電子デバイスは、それ自身のローカルに蓄えられた電力で動作することによって電力網に結合されることなく動作することができる電子デバイスである。図１は、本開示の一部の実施形態に従って例示的なポータブル電子デバイス１００を図示するブロック図である。デバイス１００は、メモリバンク１０４に結合されたコンピューティングシステム１０２を含む。コンピューティングシステム１０２は、デバイス１００を動作させる複数の機能を実行するメモリバンク１０４に記憶された命令を実行することができる。コンピューティングシステム１０２は、マイクロプロセッサ、コンピュータ処理ユニット（ＣＰＵ）、グラフィッス処理ユニット（ＧＰＵ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの１つ以上の好適なコンピューティングデバイスであり得る。

コンピューティングシステム２０１は、電子デバイス１００が１つまたは複数の機能を実行することを可能にするために、ユーザインタフェースシステム１０６、通信システム１０８、およびセンサシステム１１０に結合することもできる。例えば、ユーザインタフェースシステム１０６は、ディスプレイ、スピーカ、マイクロフォン、触知フィードバックを可能にするアクチュエータ、及びディスプレイをタッチ感知可能にするボタン、スイッチ、容量性スクリーンなどの１つ以上の入力デバイスを含むことができる。通信システム１０８は、無線電気通信コンポーネント（例えば、無線周波数通信のためのアンテナコンポーネント）、デバイス１００が電話をかけることを可能にするために、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈコンポーネント、および／または無線忠実度（ＷｉＦｉ）を含むことができ、ワイヤレスアクセサリと相互通信でき、インターネットにアクセスできる。センサシステム１１０は、本明細書でさらに議論されるように、１つ以上のセンサモジュールとすることができ、加速度センサ、ジャイロスコープ、温度センサ、心拍センサ、心電図（ＥＫＧ）センサ、および外部エンティティおよび／または環境のパラメータを測定することができる任意の他のタイプのセンサを含む。

これらの電気コンポーネントはすべて動作のために電源を必要とする。したがって、ポータブル電子デバイス１００は、蓄えられたエネルギーを放電してデバイス１００の電気コンポーネントに電力を提供するバッテリ１１２も含む。放電されて電気コンポーネントに提供された電力のエネルギーを補充するために、ポータブル電子デバイス１００は無線充電受信機システム１１４を含む。本開示の一部の実施形態によれば、無線充電受信機システム１１４は、無線充電デバイスなどの外部ソースから電力を無線で受信するように構成することができる。例えば、無線充電受信機システム１１４は、無線充電デバイス内の１つ以上の送信機コイルから電力を受信するように構成された１つ以上の誘導受信機コイルであってもよい。無線充電デバイスは、無線充電受信機システム１１４において対応する電流と相互作用し、対応する電流を生成する時変磁場を生成することができる。生成された電流は、ポータブル電子デバイス１００が外部電源に接続されていない場合にポータブル電子デバイス１００を動作させるために後にバッテリ１１２を放電できるように、エネルギーをバッテリ１１２に提供してそのエネルギー貯蔵を補充するために用いることができる。

いくつかの実施形態では、ポータブル電子デバイス１００は、ユーザのための１つまたは複数の機能を実行することができる消費者電子デバイスである。例えば、ポータブル電子デバイス１００は、スマートフォン、ウェアラブルデバイス、スマートウォッチ、タブレット、パーソナルコンピュータなどであってよい。

ＩＩ．ポータブル電子デバイスのための無線料金受信システム
本開示のいくつかの実施形態によれば、ポータブル電子デバイス用の無線充電システムは、異なる無線充電デバイスから電力を受け取るための少なくとも２つの受信機コイルを含むことができる。各受信機コイルは、電力を受信する特定の無線充電デバイスによって定義される整列制約及び動作周波数などの異なる充電制約及びパラメータに従って電力を受信するように構成することができる。

図２は、本開示のいくつかの実施形態による、無線充電受信機システム１１４の内部コンポーネントを示すブロック図である。無線充電受信機システム１１４は、異なる無線充電デバイスから電力を受信するプライマリ受信要素２００及びセカンダリ受信要素２１０の２つの要素を含むことができる。各要素は受信機コイルを含むことができ、少なくとも１つの要素は、磁場の流れを再指向するため、および／または漂遊電界を捕捉するためのシールドまたは構造を含むことができる。

いくつかの実施形態では、一次受信要素２００は、一次受信機コイル２０２と、一次強磁性シールド２０４と、ポータブル電子デバイス１００に電力を供給するように特に設計された無線充電デバイスからの電力転送の効率を最大にするように調整されたオプションの電磁シールド２０６とを含む。したがって、プライマリ受信機コイル２０２は、図３Ａに関して本明細書で議論するように、無線充電デバイスによって定義される整列制約及び動作周波数に従って電力を受信するように構成することができる。

図３Ａは、本開示のいくつかの実施形態による、ポータブル電子デバイス１００に無線電力を提供するように特に設計された無線充電デバイス３００に対して配置されたポータブル電子デバイス１００のブロック図である。無線充電デバイス３００は、一次周波数で時変磁界３０４を生成し、受信デバイスが受信デバイス内の受信機コイルと実質的に整列しているときに受信デバイスに電力を供給するように構成された送信コイル３０２を含む。したがって、一部の実施形態では、デバイス１００内のプライマリ受信機コイル２０２は、プライマリ周波数で動作し、送信機コイル３０２と実質的に整列したときに電力を受信するように構成される。一例として、一次受信機コイル２０２は、いくつかの実施形態では、６〜７ＭＨｚ、特に約６．７８ＭＨｚの一次周波数であり、その軸が送信機コイル３０２の軸と整列しているときに時変磁界３０４から電力を受け取ることができる。

送信コイル３０２の動作中、時変磁界３０４は、図３Ａに示すように送信コイル３０２の周りの磁界ループに沿って伝搬することができる。伝播の方向は、時変磁界３０４がフィールドループに沿って伝播するときに、垂直成分３０６および水平成分３０８を含むことができる。送信機コイル３０２と実質的に整列することができることにより、プライマリ受信機コイル２０２は、送信機コイル３０２の垂直成分３０６から電力を受信することができる。したがって、一次受信機コイル２０２は、垂直方向に伝播する磁界を受信するように構成することができる。例えば、一次受信機コイル２０２は、垂直方向に伝播する磁場が一次受信機コイル２０２に対応する電流を誘導できるように、垂直方向に平行な中心軸を有することができる。ある程度の水平移動３０８で伝播する磁界は、一次受信機コイル２０２の内径を実質的に通り抜けず、一次受信機コイル２０２に電力がほとんどまたは全く生じないことがある。

再び図２を参照すると、第１受信要素２００とは異なり、二次受信要素２１０は、いくつかの異なるタイプの電気デバイスに電力を供給するように設計された無線充電デバイスから電力を受け取るように構成された二次受信機コイル２１２および任意の二次強磁性構造２１４を含むことができる。例えば、受信機コイル２１２は、ポータブル電子デバイス１００を含む異なるタイプのデバイスを充電する広い充電面を有する無線充電マットから電力を受信するように構成することができる。したがって、セカンダリ受信機コイル２１２は、無線充電デバイスによって定義される整列制約及び動作周波数に従って電力を受信するように構成することができる。本明細書でさらに説明するように、第１および第２の受容要素２００および２１０が別々の構造として形成される実施形態では、第２の受信要素２１０は強磁性構造２１４を含むことができ、一次および二次受信要素２００および２１０が単一構造として形成される実施形態では、二次受信要素２１０は、強磁性構造２１４を含まなくてもよい。

図３Ｂは、本開示のいくつかの実施形態による、複数のタイプのポータブル電子デバイスに電力を供給するように構成された無線充電デバイス３１０に対して配置されたポータブル電子デバイス１００のブロック図である。無線充電装置３１０は、３１２−１〜３１２−Ｎの範囲のＮ個の送信コイルを含むことができる。送信機コイル３１２−１〜３１２−Ｎは、電子デバイスを充電することができる広い充電面３１６を提供する送信コイル配置として構成することができる。広い充電面は、充電面３１６の任意の場所で電子デバイスを充電することを可能にする。したがって、ポータブル電子デバイス１００は、充電面３１６の任意のエリア３１８に沿って位置決めされ、無線充電デバイス３１０から電力を受信することができる。更に、広い充電面は、無線充電デバイス３１０から同じタイプ又は異なるタイプの２つ以上の電子デバイスを充電することを可能にする。

送信機コイル３１２−１〜３１２−Ｎは、受信機が充電面３１６の任意の領域に載っているときに、受信機に電力を供給する二次周波数で時変磁界３１４を生成するように構成することができる。したがって、いくつかの実施形態では、デバイス１００内の二次受信要素２１０は、二次周波数で動作し、送信コイル３１２−１〜３１２−Ｎとの任意の整列度で充電面３１６に載っているときに電力を受け取るように構成される。いくつかの実施形態によれば、二次受信要素２１０が動作する二次周波数は、一次受信要素２００が動作する一次周波数とは異なることがある。一部の実施形態において、セカンダリ周波数はプライマリ周波数未満である。例えば、二次受信機コイル２１２は、いくつかの実施形態では３００〜４００ｋＨｚ、特に約３２６ｋＨｚの二次周波数で時変磁界３１４から電力を受け取ることができる。セカンダリ周波数はプライマリ周波数とは異なるため、セカンダリ受信素子２１０が充電を受けているときに、プライマリ受信素子２００は実質的に充電を受けることができず、逆もまた同様である。

図３Ｂに示す送信コイル３１２−１のような各送信コイルの動作中、時変磁場３１４は、図３Ｂに示すように送信コイル３１２−１の周りの磁界ループに沿って伝搬することができる。伝播の方向は、時変磁界３１４がフィールドループに沿って伝播するときに、垂直成分３２０および水平成分３２２を含むことができる。図３Ｂに示すように、ポータブル電子デバイス１００は、送信機コイル３１２−１と整列しないように、充電面３１６上に位置することができる。いくつかの実施形態では、二次受信機コイル２１２は、磁場３１４の水平成分３２２を受け取り、したがって送信コイル３１２−１から電力を受け取るように構成することができる。例えば、二次受信機コイル２１２は、水平方向に伝播する磁場が二次受信機コイル２１２に対応する電流を誘導できるように、水平方向に平行な中心軸３２４を有することができる。ある程度の垂直方向の運動３２０を伝播する磁界は、二次受信機コイル２１２の内径を実質的に通り抜けず、従って、二次受信機コイル２１２に電力がほとんどまたは全く生じないことがある。

いくつかの実施形態では、第２の受信機コイル２１２は、第１のサブコイル３２６と第２のサブコイル３２８の２つのサブコイルで形成することができる。第１及び第２のサブコイルの両方は、同じ方向に巻き付けることができる。例えば、第１及び第２のサブコイルの両方は、時計方向又は反時計方向に巻き付けることができる。第１および第２のサブコイルの両方を同じ方向に巻くことによって、両方のサブコイル３２６および３２８は、同じ水平方向に伝搬する磁場から電力を生成することができ、それによって第２の受信機コイル２１２が電力を受け取る効率を高める。一部の実施形態では、第１及び第２のサブコイル３２６及び３２８は、直列配置又は並列配置などで電気的に結合される。電気的に結合されると、両サブコイル３２６及び３２８で生成された電力は、より大きな量の受信電力に集約することができる。一次および二次受信要素２００および２１０の構成に関する詳細は、図４Ａ〜図９に関して本明細書でさらに説明する。いくつかの実施形態では、二次受信機コイル２１２は単一のコイルから形成することができる。このような場合、二次受信機コイル２１２は、別個の強磁性構造の周りに巻かれた別個の構成要素とすることができ、または図１２Ａ〜図１４Ｂに関して本明細書でさらに説明するように、一次受信機コイル２０２の一部の周りに巻き付けることができる。

ＩＩＩ．プライマリ及びセカンダリ受信素子の構造
図３Ａおよび図３Ｂから理解できるように、一次受信機コイル２０２および二次受信機コイル２１２は、異なる無線充電デバイスから電力を受け取るために、異なる周波数および異なる整合制約で動作するように設計されている。この動作の相違は、部分的に、異なる物理的構造および向きを有することによって達成され得る。いくつかの例では、第１および第２の受信要素は、ポータブル電子デバイス内の異なる位置に配置された別々の個別の構成要素とすることができる。代替的には、第１および第２の受信要素は、第２の受信機コイルが第１の受信機コイルの一部の周りに巻き付く単一の構成要素の一部であってもよい。そのような一次および二次受信要素の例示的な構造は、図４Ａ−８および図１２Ａ−１４Ｂに関して本明細書で説明される。

Ａ．個別のコンポーネントとして構成された一次受信要素および二次受信要素
図４Ａは、本開示のいくつかの実施形態による、別個の二次受信要素を有するように構成された受信機システム用の可撓性コイルとして形成された一次受信機コイル４０２を含む例示的な一次受信要素４００を示す。プライマリ受信素子４００は、プライマリ受信機コイル４０２の第１の側に取り付けられた強磁性シールド４０４と、プライマリ受信機コイル４０２の第１の側とは反対側の第２の側に取り付けられた電磁シールド４０６とを含むことができる。

強磁性シールド４０４は、一次受信機コイル４０２の内径４０８を通って磁場を再指向させて、無線電力伝送の効率を高め、漂遊磁場が伝搬するのを緩和して電子デバイス内の他の電気部品を妨害するのを助けることができる。一部の実施形態では、強磁性シールド４０４は、プライマリ受信機コイル４０２の形状に実質的に対応する形状を有する。例えば、強磁性シールド４０４は、円形状のリングの形状とすることができる。強磁性シールド４０４は、磁気特性を有し、第１の周波数で生成された磁場に特に魅力的であり、第２の周波数で生成される磁場にはあまり魅力がない任意の適切な材料で形成することができる。たとえば、強磁性シールド４０４は、６〜７ＭＨｚなどの高い周波数（たとえば、無線充電デバイス３００が動作する周波数）で生成される磁場に対して特に魅力的であり得る。例えば、強磁性シールド４０４は、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）を含む材料で形成することができる。

電磁シールド４０６は、一次受信機コイル４０２から発する電界を捕捉して、送信コイル上に電圧が発生するのを防ぐように構成することができる。電界への暴露から電磁シールド４０６に蓄積された電圧は、アースに放電することができる。一部の実施形態では、電磁シールド４０６は、銀などの導電性材料の薄層で形成される。電磁シールド４０６は、無線電力伝送中に強磁性シールド４０４よりも送信機コイル側に位置することができる。

一次受信機コイル４０２は、フレキシブル回路基板上にパターン化された単一長さの導電性材料の１つ以上の巻線から形成することができる。１つ以上の巻線は、内径４０８と外径４１０との間に巻き付く螺旋状に巻かれたコイルで形成することができる。一部の実施形態では、プライマリ受信機コイル４０２は、外径４１０から内径４０８まで１つの層として巻き付き、隣接層において内径４０８から外径４１０に戻る２層以上の巻線で形成される。他の実施形態では、プライマリ受信機コイル４０２は、図４Ｂに示すように、交差部分を有する巻線で形成された対称コイルである。

図４Ｂは、本開示のいくつかの実施形態による、対称巻線を有する例示的な対称主受信機コイル４０１の上面図である。巻線４２０は、場所４１２で開始し、終了することができ、プライマリ対称受信機コイル４０１が垂直及び水平軸を挟んで対称になるのを許容する交差部４１４及び４１６を有する。対称プロファイルは、無線電力伝送中に電力を受信するプライマリ対称受信機コイル４０１と送信機コイル形態との間の容量性結合の低下をもたらす。一部の実施形態では、プライマリ受信機コイル４０２は、並列構成で接続された２層のコイルを含む。例えば、図４Ｂに示すように各層が配置された２層のコイルは、プライマリ受信機コイル４０１として実装することができる。２つの層は、同じ中心軸４２２を共有するように互いに上下に位置することができる。

一次受信要素２００は、フレックスコイルとして形成された一次受信機コイル２０２を含むことができるが、他の実施形態は、図５Ａ〜図５Ｂに示すような撚り線コイルとして形成された受信機コイル２０２を有することができる。図５Ａは、本開示のいくつかの実施形態によれば、別の二次受信要素を有するように構成された受信機システムのための撚り線の一次受信機コイル５０２、強磁性シールド５０４、電磁シールド５０６およびガイド構造５０８を含む例示的な一次受信要素５００の斜視図である。強磁性シールド５０４は、プライマリ受信機コイル５０２の上方に配置することができ、電磁シールド５０６は、プライマリ受信機コイル５０２の下方に配置することができる。強磁性シールド５０４及び電磁シールド５０６は、図４に関して本明細書で議論した強磁性シールド４０４及び電磁シールド４０６と同様の特性、材料、及び機能を有することができる。

いくつかの実施形態では、主要受信要素５００は、ガイド構造５０８も含むことができる。ガイド構造体５０８は、プライマリ受信要素５００の少なくとも一部分の周りに延在することができる。特定の実施形態では、ガイド構造体５０８は、曲げ又は他の物理的変形に対抗するために、プライマリ受信素子５００の構造上の支持を提供する剛性構造体である。

図５Ｂは、本開示のいくつかの実施形態による、第１の受信要素５００の断面図である。図５Ｂに示すように、ガイド構造体５０８及び強磁性シールド５０４は両方とも、プライマリ受信機コイル５０２の上方に配置することができる。一部の実施形態では、ガイド構造体５０８及び強磁性シールド５０４は、仲介層によってプライマリ受信機コイル５０２に取り付けることができる。例えば、スペーサ層５１０は、プライマリ受信機コイル５０２を強磁性シールド５０４に取り付け、それらの間の区切りの度合いを提供することができる。ある実施形態では、スペーサ層５１０は、感圧接着剤（ＰＳＡ）によって形成される。

図５Ａおよび図５Ｂに示すように、強磁性シールド５０４は、一次受信機コイル５０２の上に配置され、一次受信機コイル５０２を通る磁場を再指向するのを助けるように機能する構造とすることができる。場合によっては、強磁性シールドの構造を変更して、一次受信機コイル５０２に磁界を方向転換させる能力を改善し、それによって無線充電効率を改善することができる。修正された強磁性シールドの例は、図６Ａ及び図６Ｂに関して本明細書で議論される。

図６Ａは、本開示のいくつかの実施形態による、撚られた一次受信機コイル６０２、修正された強磁性シールド６０４、および電磁シールド６０６を含む例示的な一次受信要素６００の斜視図である。強磁性シールド６０４及び電磁シールド６０６は、図４に関して本明細書で議論した強磁性シールド４０４及び電磁シールド４０６と同様の特性、材料、及び機能を有することができる。図６Ａに示すように、強磁性シールド６０４は、修正された強磁性シールド６０４の一部が下方向に延びてプライマリ受信機コイル６０２に対して横方向に位置し得る点で図５Ｂの強磁性シールド５０４と異なり得る。一部の実施形態では、修正された強磁性シールド６０４が横方向に配置されるプライマリ受信機コイル６０２側は、プライマリ受信機コイル６０２の中心軸に最も近い側である。その側に修正された強磁性シールド６０４を配置することにより、一次受信機コイル６０２に磁場を向け直して充電効率を高める助けとなる。

図６Ｂは、本開示のいくつかの実施形態による、第１の受信要素６００の断面図である。図６Ｂに示すように、修正された強磁性シールド６０４は、プライマリ受信機コイル６０２の上方と側方の両方に配置することができる。シールド６０４を受信機コイル６０２の側方の位置まで下方に延ばすことによって、修正された強磁性シールド６０４は、それが磁場を受け取る送信機コイルのより近くに配置することができ、一次受信機コイル６０２を介して受け取った磁場を再指向させるためにより良好に配置することができる。一部の実施形態では、修正された強磁性シールド６０４は、スペーサ層６０６ａ及び６０６ｂなどの少なくとも１つの中間層によってプライマリ受信機コイル６０２に取り付けることができる。スペーサ層６０６ａは、プライマリ受信機コイル６０２の上方に配置された修正された強磁性シールド６０４の一部をプライマリ受信機コイル６０２の上面に取り付けるために位置決めすることができる。スペーサ層６０６ｂは、プライマリ受信機コイル６０２の側方に配置された修正された強磁性シールド６０４の一部をプライマリ受信機コイル６０２の側面に取り付けるために位置決めすることができる。側面は、プライマリ受信機コイル６０２の中心軸に最も近くに位置する内側面とすることができる。スペーサ層５１０と同様に、スペーサ層６１０は、ＰＳＡで形成することができる。

図７は、本開示のいくつかの実施形態による、例示的な二次受信要素７００の斜視図を示す。セカンダリ受信要素７００は、第１のコイルサブアセンブリ７０１及び第２のコイルサブアセンブリ７０３で形成されるセカンダリ受信機コイルを含むことができる。第１及び第２のコイルサブアセンブリ７０１及び７０３は、２つのサブアセンブリ間の結合を最小にし、ポータブル電子デバイス内の他の電子コンポーネントが位置決め可能な空間を提供するために互いに距離Ｄだけ離間して位置決めすることができる。

各コイルサブアセンブリは、複数の部品を含むことができる。例えば、第１のコイルサブアセンブリ７０１は、第１のサブコイル７０２及び第１の強磁性構造体７０６を含むことができ、第２のコイルサブアセンブリ７０３は、第２のサブコイル７０４及び第２の強磁性構造体７０８を含むことができる。第１のサブコイル７０２は、第１の強磁性構造体７０６の中央部に巻き回すことができ、第２のサブコイル７０４は、第２の強磁性構造体７０８の中央部に巻き回すことができる。サブコイル７０２および７０４をそれぞれの強磁性構造７０６および７０８の周りに巻くことによって、第１および第２の強磁性構造体７０６および７０８は、それぞれ、第１および第２の送信機サブコイル７０２および７０４に磁界を向け直し、それによって電力伝達効率を高めることができる。

いくつかの実施形態では、第１および第２のサブコイル７０２および７０４は、直列構成で一緒に結合される。したがって、第１及び第２のサブコイル７０２及び７０４の両方によって受信された電力は、単一の整流器に入力して、交流（ＡＣ）電力を直流（ＤＣ）電力に変換することができる。第１および第２のサブコイル７０２および７０４を共に結合することによって、第２の受取要素は、無線充電デバイスに載置されるとより多くの表面積をカバーすることができ、これにより、ポータブル電子デバイスが無線電力伝送中により多くの磁場を捕捉し、ポータブル電子デバイスが磁場を捕捉していない（例えば、不感帯に座っている）場合を最小にすることが可能になる。第１及び第２のサブコイル７０２及び７０４が単一の整流器を共用することが開示されるが、実施形態はこれに限定されない。他の実施形態は、各サブコイルが自己の整流器に結合されるように第１及び第２のサブコイル７０２及び７０４を切り離すことができる。この場合、各サブコイルは互いに独立して動作することができる。

強磁性構造７０６および７０８は、磁気特性を有し、第２の周波数で生成された磁場に特に魅力的であり、第１の周波数で生成される磁場にはあまり魅力がない任意の適切な材料で形成することができる。一部の実施形態において、セカンダリ周波数はプライマリ周波数よりも低い。例えば、強磁性構造体７０６および７０８は、３００〜４００ｋＨｚ、特に３２６ｋＨｚのような低周波数で生成される磁場に特に魅力的な材料で形成することができる（例えば、図３Ｂの無線充電装置３１０が動作する周波数）。特定の実施形態では、セカンダリ受信素子７００における強磁性構造体７０６及び７０８を形成するために使用される材料の透磁率は、プライマリ受信素子４００、５００、及び６００それぞれにおける強磁性シールド４０４、５０４、及び６０４を形成するために使用される材料の透磁率よりも実質的に大きい。一例として、強磁性構造体７０６及び７０８は、マンガン亜鉛（ＭｎＺｎ）を含む材料などの３０００よりも多い透磁率を有する材料で形成され、強磁性シールド４０４、５０４、及び６０４は、一部の実施形態では２００などの５００未満の透磁率を有する材料で形成することができる。したがって、強磁性構造体７０６は、より高い周波数（例えば６〜７ＭＨｚ）で発生する磁界に対する損失が大きく、より低い周波数（例えば３００〜４００ｋＨｚ）で発生する磁界に対する損失が少ない。強磁性シールド４０４、５０４、及び６０４については逆のことが言える。

各強磁性構造体７０６または７０８は、複数の個別部品から形成することができる。図８は、本開示の一部の実施形態に従った例示的なコイルサブアセンブリ８００の分解組立図である。コイルサブアセンブリ８００は、強磁性構造体８０２及びワイヤ８０４のコイルを含むことができる。強磁性構造８０２は、２つの支持層８０８ａおよび８０８ｂの間に挟まれたフェライト本体８０６を含むことができる。フェライト本体８０６は、強磁性構造８０２の大部分を形成する構造であってもよく、ＭｎＺｎで形成されたフェライト焼結体のような磁場の向きを変えるのに適した材料を含む。支持層８０８ａ及び８０８ｂは、フェライト体８０６にワイヤ８０４のコイルを巻き付ける際に、ワイヤ８０４のコイルからの損傷などの物理的損傷からフェライト体８０６の表面を保護するテープの層とすることができる。したがって、一部の実施形態では、ワイヤ８０４のコイルは、フェライト体８０６と両支持層８０８ａ及び８０８ｂとに巻き回される。一部の実施形態において、支持層８０８ａ及び８０８ｂは、フェライト体８０６の反対面上に配置することができる。一例として、支持層８０８ａは、フェライト体８０６の上面に配置することができ、支持層８０８ｂは、フェライト体８０６の底面に配置することができる。支持層８０８ａ及び８０８ｂは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの物理的応力に耐え得る非導電性材料で形成することができる。

強磁性構造８０２はまた、フェライト本体８０６の表面に取り付けられた保護層８１０ａおよび８１０ｂを含むことができる。例えば、保護層８１０ａ及び８１０ｂは、支持層８０８ａが位置していないフェライト体８０６の上面に取り付けることができる。保護層８１０ａ及び８１０ｂは、組み立て時にフェライト体８０６の上面を損傷から保護することができる。一部の実施形態では、保護層８１０ａ及び８１０ｂもフェライトを含む磁性材料で形成される。

いくつかの実施形態では、フェライト本体８０６の表面上に接着層８１２ａおよび８１２ｂを配置することができる。例えば、接着剤層８１２ａ及び８１２ｂは、支持層８０８ｂが位置していないフェライト体８０６の底面に配置することができる。接着剤層８１２ａ及び８１２ｂは、感圧接着剤（ＰＳＡ）などの２つの構造体を一緒に取り付けることができる任意の好適な材料で形成することができる。接着剤層８１２ａ及び８１２ｂは、ポータブル電子デバイスに組み付けるときにコイルサブアセンブリ８００を所定の位置に固定することができる。図７および図８は、２つのサブコイルで形成された第２の受信要素を示しているが、実施形態はこのような構成に限定されない。他の実施形態は、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、単一の強磁性構造の周りに巻かれた単一のコイルまたは３つ以上のそれぞれの強磁性構造体の周りに巻かれた３つ以上のコイルのような、それぞれの強磁性構造の周りに巻かれた２つより多くのまたは少ないコイルを有することができる。

１．少なくとも２つのサブコイルで形成された第２の受信要素を有するポータブル電子デバイスの構成
第１及び第２の受信機素子のサイズ及び形状は、ポータブル電子デバイス内の他の電気部品によって提供される利用可能なスペースの量に依存する。本明細書の開示から理解できるように、受信機素子のサイズ及び形状は、受信機素子の特性とポータブル電子デバイス内の他の電気コンポーネントの特性との間のトレードオフを均衡させることによって決定することができる。

図９は、本開示のいくつかの実施形態による例示的なポータブル電子デバイス９００の分解図を示す。ポータブル電子デバイス９００は、内部キャビティを画定するために嵌合することができる上部ハウジング部分９０２および下部ハウジング部分９０４を含むことができる。上部ハウジング部分９０２は、デバイスシャーシ９０６および透明パネル９０８を含むことができる。透明パネル９０８は、ユーザが透明パネル９０８を貫通してディスプレイを検視することができる一方で透明パネル９０８がディスプレイを損傷から保護することができるように、ディスプレイのための保護性のある光学的に透明な構造体である。上部ハウジング部分９０２は、ダイヤル９１０、マイクロホン９１２、電源ボタン９１４、および他の任意の適切なユーザインタフェースコンポーネントなどの１つまたは複数のユーザインタフェースコンポーネントを含むことができる。

いくつかの実施形態では、ダイヤル９１０は、ＥＫＧ検知を実行するための接点として作用することができるタッチセンシティブダイヤルであってもよい。ダイヤル９１０は、共に連結されたときにダイヤル９１０の外面から内側タッチコンポーネントまで導電性経路を形成する様々な構成要素を含むことができ、これは図３５及び図３６に関して本明細書で更に議論される。

ポータブル電子デバイス９００は、内部キャビティ内に収容されたシステムインパッケージ（ＳＩＰ）９１６をさらに含むことができる。ＳＩＰ９１６は、ポータブル電子デバイス９００のいくつかの機能を実行するように動作することができる単一モジュールに封入された、いくつかの集積回路（ＩＣ）であってもよい。ＳＩＰ９１６内の各ＩＣは、心拍数監視の実行、タッチスクリーンディスプレイの操作、１つ以上のスピーカからの音の出力、マイクロフォン９１２によって受信した音の処理、無線電力伝送の管理などの１つ以上の異なる機能を実行することができる。

本開示のいくつかの実施形態によれば、ポータブル電子デバイス９００は、第１受信要素９１８および第２受信要素９２０を含むことができる。プライマリ及びセカンダリ受信素子９１８及び９２０は、内部空洞内及びＳＩＰ９１６の下方に位置することができる。本明細書で論じるように、図３Ａおよび４Ａ〜６Ｂに関して本明細書で論じられるように、一次受信要素９１８は、第１の周波数で発生し、垂直方向に伝搬する磁界を受けるように構成された一次受信機コイル９２２（強磁性シールドで示される）および電磁シールド９２４を含むことができる。第２の受信要素９２０は、図３Ｂ、図７及び図８に関して本明細書で説明するように、第１の周波数よりも低い第２の周波数で生成され、水平方向に伝播する磁界を受信するように構成された第１および第２のコイルサブアセンブリ９２６ａおよび９２６ｂを含むことができる。第１及び第２のサブアセンブリ９２６ａ及び９２６ｂは、それぞれ、第１及び第２の強磁性構造体９２８ａ及び９２８ｂと、第１及び第２のサブコイル９２５ａ及び９２５ｂとを含むことができる。

いくつかの実施形態では、ポータブル電子デバイス９００は、アンテナ９２９を内部キャビティ内およびＳＩＰ９１６の下に含むこともできる。アンテナ９２９は、ポータブル電子デバイス９００の１つ以上の他の電子コンポーネントをその中に位置決めすることができる開口部９３０を含むことができる。例えば、プライマリ受信素子９１８は、開口部９３０内でかつアンテナ９２９の少なくとも一部分の下方に配置することができ、セカンダリ受信素子９２０は、アンテナ９２９の少なくとも一部分の上方に位置することができる。一部の実施形態では、第１及び第２のサブアセンブリ９２６ａ及び９２６ｂは、アンテナ９２９の両端に位置する。図７に関して本明細書で述べたように、第１および第２のサブアセンブリ９２６ａおよび９２６ｂは、距離Ｄだけ分離することができる。したがって、アンテナ９２９は、距離Ｄによって提供される空間内に配置することができる。それらの位置決めのさらなる詳細は、図１１に関して本明細書で説明する。アンテナ９２９は、電波を介してデータを受信及び／又は送信するように構成された構造体であってもよい。一例として、アンテナ９２９は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）無線通信のために構成されたアンテナであってもよい。このようなアンテナは、そのサイズが最大である場合、及び導電性電子コンポーネントが離れた位置にある場合に、より良く機能する。

図７に関して本明細書で論じるように、強磁性構造体９２８ａおよび９２８ｂのサイズは、第２の受信要素９２０が無線電力を受信する効率に影響を及ぼす。より大きい強磁性構造９２８ａおよび９２８ｂは、より大きな構造がより多くの磁場を方向転換することができるため、無線電力伝送の効率を高めることができる。しかしながら、強磁性構造体を大きくすると、ポータブル電子デバイス内で占める空間が増え、アンテナ９２９用の空間が残らなくなる。アンテナ９２９のための空間の量を減らすと、アンテナ９２９の特性に悪影響を与え得る。したがって、アンテナ９２９とセカンダリ受信素子９２０とは互いに近接しているので、コンポーネントのサイズに関する対象の衝突がアンテナ９２９とセカンダリ受信素子９２０との間に存在し得る。この関係の詳細は、図１０Ａ〜Ｃに関連して更に本明細書で議論される。

図１０Ａ〜図１０Ｃは、開示のいくつかの実施形態による、ポータブル電子デバイス内に組み立てられたときの、二次受信要素９２０とアンテナ９２９との間の異なるサイジング構成の上面図を示す。具体的には、図１０Ａは、アンテナ９２９にとってより有益なサイジング装置１０００の上面図を示し、図１０Ｂは、二次受取要素９２０にとってより有益であるサイジング装置１００２の上面図を示し、図１０Ｃは、アンテナ９２９と第２の受信要素９２０の両方の動作効率のバランスをとるサイジング装置１００４の上面図を示す。

図１０Ａのサイジング構成１０００によって示されるように、アンテナ９２９のサイズを拡大し、アンテナ９２９を取り囲むスペース１００１を拡大して、アンテナ９２９の動作を向上させる。しかしながら、これにより強磁性構造体９２８ａ及び９２８ｂの収縮が生じる。強磁性構造体９２８ａおよび９２８ｂは、磁場を方向転換する際により小さくなり、それゆえ、有効性が低くなるため、強磁性構造体９２８ａおよび９２８ｂのサイズを縮小することは、無線充電効率を低下させる。

一方、充電効率を最大にするために強磁性構造体９２８ａおよび９２８ｂを拡大することは、アンテナ９２９の動作を妨げる可能性がある。図１０Ｂのサイジング構成１００２によって示されるように、強磁性構造体９２８ａおよび９２８ｂのサイズは、第２の受取要素９２０の充填効率を高めるために拡大することができる。強磁性構造体９２８ａ及び９２８ｂを拡張する１つの方法は、アンテナ９２９用の空間に侵入する突出部１００６を設けることである。これらの突出部は、サブコイル９２５ａ及び９２５ｂの縁部を越えてアンテナ９２９に向かって延びていてもよい。しかしながら、強磁性構造体９２８ａ及び９２８ｂのサイズを拡張すると、アンテナ９２９及びその周辺空間１００１のサイズが対応して縮小する。このサイズ及び空間の縮小は、アンテナ９２９の動作を妨げる。

したがって、本開示のいくつかの実施形態によれば、図１０Ｃのサイジング構成１００４に示すように、強磁性構造体９２８ａおよび９２８ｂ、アンテナ９２９、およびアンテナ９２９を取り囲む空間１００１のサイズは、アンテナ動作および充電効率の両方の許容レベルを達成するように最適化することができる。得られる強磁性構造体９２８ａ及び９２８ｂは、突出部１００６を依然として有し得るが、突出部１００６がサブコイル９２５ａ及び９２５ｂの縁部を超える程度は小さくすることができる。

図９を再び参照すると、ポータブル電子デバイス９００は、ＤＣシールド９３４とセンサモジュール９３６との間に配置された位置合わせ機構９３２を含むこともできる。位置合わせモジュール９３２は、図３Ａの無線充電デバイス３００のような無線充電デバイスと整列させるための無線充電デバイス内の別の整列磁石を引き付けるように設計された永久磁石とすることができる。センサモジュール９３６は、１つまたは複数の機能を実行するための１つまたは複数のセンサを収容および操作する電気部品であってもよい。例えば、センサモジュール９３６は、心拍数などを感知するための１つ以上のセンサを有する回路基板（例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ））であってもよい。ＤＣシールド９３４は、位置調整モジュール９３２の上に配置されて、位置調整モジュール９３２からの磁場がＳＩＰ９１６および第２受信要素９２０のようなポータブル電子デバイス９００内の他の電気部品に曝されるのを防止する。センサモジュール９３６は、図１１に示すように、底部ホース９０４の表面に取り付けることができる。

２．少なくとも２つのサブコイルで形成された第２の受信要素を有するポータブル電子デバイスの組み立てられたボトムハウジング部分
図１１は、本開示のいくつかの実施形態による、ポータブル電子デバイス９００の組み立てられた部分１１００の断面図を示し、組み立てられたときのポータブル電子デバイス９００の構造をよりよく説明する。図１１に示された断面は、図１０Ｃに示す線に沿ってとることができる。図１１に示す組立部分１１００は、説明を簡単にするために、上部ハウジング部分９０２を含まない。

図１１に示すように、センサモジュール９３６は、下部構造体１１０１の窓１１０３の内面に取り付けることができる。センサモジュール９３６は、センシング機能を実行するための薄い心拍センサ１１０２および１つまたは複数のフォトダイオード１１０４を含むことができる。位置調整モジュール９３２は、センサモジュール９３６に結合され、センサモジュール９３２とＤＣシールド９３４との間に配置される永久磁石とすることができる。第２の接点１１０６は、窓１１０３の外面上に配置され、窓１１０３の内面の一部に配置されるように窓１１０３の縁を包囲することができる。第２のコンタクト１１０６は、センサモジュール９３６が第２のコンタクト１１０６からの測定値を受け取ることができるように、センサモジュール９３６と結合することができる。

いくつかの実施形態では、センサモジュール９３６、位置合わせモジュール９３２、およびＤＣシールド９３４はすべて、アンテナ９２９の開口部９３０内に配置される。図１１に示すように、アンテナ９２９は、アンテナ体１１０６及び導電層１１０８で形成することができる。アンテナ体１１０６は、導電層１１０８を配置可能な支持構造体であってもよく、導電層１１０８は、電波を介して無線通信を送受信する機能を実行する構造体であってもよい。

本開示のいくつかの実施形態によれば、第１の受信要素９１８は、開口部９３０内であり、アンテナ９２９の少なくとも一部の下に配置することができる。更に、セカンダリ受信素子９２０は、アンテナ９２９の少なくとも一部の上方に配置することができる。プライマリ及びセカンダリ受信素子９１８及び９２０の両方は、アンテナ９２９の少なくとも一部の側方に配置することができる。プライマリ及びセカンダリ受信素子９１８及び９２０は、図３Ａ及び図３Ｂに関連して本明細書で議論したように、無線充電を実行するために用いることができる。

Ｂ．単一構造として構成された一次受信要素および二次受信要素
第２の受信要素は、図７〜９に関して本明細書で説明したように、第１の要素と物理的に別個の構造である２つのサブコイルで形成することができるが、実施形態はこのような構成に限定されない。いくつかの実施形態では、図１２Ａ〜図１２Ｃおよび図１３Ａ〜図１３Ｃに関して本明細書で説明するように、二次受信要素は、一次コイルの一部の周りに巻かれたコイルから形成され、一次受信要素と二次受信要素の構造が絡み合っている。

図１２Ａは、本開示のいくつかの実施形態による、一次および二次受信要素が単一の構造として形成される例示的な無線充電受信機システム１２００の斜視図である。一次受信要素は、一次コイル１２０２および一次強磁性シールド１２０４を含むことができ、二次受信要素は、一次コイル１２０２および一次強磁性シールド１２０４の一部の周りに巻かれた二次コイル１２０６で形成することができる。すなわち、二次コイル１２０６の軸は、一次コイル１２０２の巻線の長さに沿って延びる湾曲した軸とすることができる。図１２Ｂ〜図１２Ｅを参照すると、第１の受信要素と第２の受信要素の構成および関係に関する詳細がよりよく理解できる。

本開示のいくつかの実施形態によると、図１２Ｂは、例示的な無線充電受信機システム１２００のトップダウンイラスト１２０１であり、図１２Ｃは、無線充電受信機システム１２００のボトムアップ図１２１１である。一次コイル１２０２は、中心軸１２０８を中心とする円形の輪郭を有する撚り線のコイルとすることができる。強磁性シールド１２０４は、一次コイル１２０２の円形輪郭全体の一部に重なるように構成することができる。いくつかの実施形態では、強磁性シールド１２０４は、第１のコイル１２０２の第１の半径方向位置１２１０と第２の半径方向位置１２１２との間に延在し、第１および第２の半径方向位置１２１０および１２１２は、重なり合わない半径方向の異なる位置である。すなわち、強磁性シールド１２０４は、一次コイル１２０２の上面および２つの側面の全周の一部のみを覆うように構成することができる。したがって、強磁性シールド１２０４は、一次コイル１２０２の第１の環状セグメント１２１４のいかなる表面も覆わなくてもよい。第１の環状セグメント１２１４の覆われていない領域は、終端１２１６および１２１８は、一次コイル１２０２の内径内に配置することができ、フレックス回路などの相互接続構造のためのスペースは、全体のｚ高さに大きな影響を与えることなく配置することができるように、一次コイル１２０２のワイヤがそれ自身の上に折り重なるための空間を提供する。第１および第２の半径方向位置１２１０および１２１２は、強磁性シールド１２０４が少なくとも２７０度の一次コイル１２０２の環状部分を覆うように、９０度未満の角度を形成することができる。終端部１２１６および１２１８は、ワイヤのモノリシック構造が物理的に終わる一次コイル１２０２を形成する撚り線の反対側の端部である。

いくつかの実施形態では、二次コイル１２０６は、一次コイル１２０２および強磁性シールド１２０４の一部の周りに巻かれる。例えば、二次コイル１２０６は、二次コイル１２０６が、第３の半径方向位置１２２２と第４の半径方向位置１２２４との間に延在するように、一次コイル１２０２と強磁性シールド１２０４の両方の重なり合ったセグメントを含む第２の環状セグメント１２２０を包むことができる。強磁性シールド１２０４が存在しない場合よりも、強磁性シールド１２０４が、より多くの量の磁場を二次コイル１２０６の内径に向け直すのを助けるため、強磁性シールド１２０４の周りに巻き付けることにより、水平方向に伝播する磁場の捕捉が改善される。特定の実施形態では、第１の環状セグメント１２１４および第２の環状セグメント１２２０は、重複しない配置で配置される。すなわち、二次コイル１２０６は、強磁性シールド１２０４が配置されていない第１の環状セグメント１２１４の一部の周りに巻かれない。いくつかの実施形態では、第１の環状セグメント１２１４および第２の環状セグメント１２２０は、一次コイル１２０２の中心軸１２０８を横切って線（図示せず）を引くとき、受信機システム１２００の対向する半分に配置される。図１２Ｂおよび図１２Ｃに示すように、第１および第２の環状セグメント１２１４および１２２０は、それぞれ受信機システム１２００の上部および下部に配置される。いくつかの実施形態では、二次コイル１２０６の終端部１２１９および１２２１は、一次コイル１２０２の内径内に配置される。終端部１２１６および１２１８と同様に、終端部１２１９および１２２１は、ワイヤのモノリシック構造が物理的に終わる二次コイル１２０６を形成するより線の反対側の端部である。特定の実施形態では、一次コイル１２０２の終端部１２１６および１２１８は、第１の環状セグメント１２１４に沿った位置で互いに隣接して配置され、二次コイル１２０６の終端部１２１９および１２２１は、第２の環状セグメント１２２０の対向する端部に配置される。

本開示のいくつかの実施形態によれば、一次コイル１２０２は、垂直方向に伝播する磁場、すなわちページの内外への無線電力を受信するように構成され、二次受信機コイルは、水平方向、すなわちページの平面内を伝搬する磁場から無線電力を受信するように構成される。さらに、一次コイル１２０２は、第１の周波数で時変磁界から電力を受け取るように同調されてもよく、二次コイル１２０６は、第１の周波数とは異なる第２の周波数で時変磁界から電力を受け取るように同調させることができる。例えば、一次コイル１２０２は、いくつかの実施形態では、６〜７ＭＨｚ、特に約６．７８ＭＨｚの一次周波数の磁場から電力を受け取るように構成され、二次コイル１２０６は、いくつかの実施形態において、３００〜４００ｋＨｚ、特に約３２６ｋＨｚの二次周波数で磁場から電力を受け取るように構成される。

強磁性シールド１２０４は、一次コイル１２０２および二次コイル１２０６が無線電力を受信する効率を改善するように配置および構成することができる。一例として、強磁性シールド１２０４は、図１２Ｂおよび図１２Ｃに示すように、上から下の視点１２０１および下から上の視点１２０３から見たときに外縁１２２６および内縁１２２８を有することができる。外側エッジ１２２６は、実質的に円形であり得るが、内側エッジ１２２８は、湾曲した平坦なエッジを含むことができる。例えば、内側エッジ１２２８は、レシーバシステム１２００の対向する半分に配置される平坦な縁部１２３０および１２３２、平坦な縁部１２３０および１２３２の間に延びる湾曲したエッジ１２２９、平坦な縁部１２３０と１２３２との間の途中に延びる湾曲した縁部１２３１を含む。図１２Ｂおよび図１２Ｃに示すように、平坦な縁部１２３０および１２３２は、受信機システム１２００の左右の半分に配置される。平坦な縁部１２３０および１２３２は、図１２Ｃに示すように、強磁性シールド１２０４のそれぞれの拡張領域１２３４および１２３６のエッジ面とすることができる。拡張領域１２３４および１２３６は、一次コイル１２０２および／または二次コイル１２０６を介して送信コイルによって生成された時間変化磁界を相互作用させ、方向を変えるためにシールド１２０４をより多くの領域に設けることによって、受信機システム１２００の性能を改善する。したがって、いくつかの実施形態によれば、強磁性シールド１２０４は、一次コイル１２０２および二次コイル１２０６の両方に対する無線充電の効率を改善する。

図１２Ｃに示すように、拡張領域１２３４および１２３６は、強磁性シールド１２０４のＤ字形延長部である。したがって、強磁性シールド１２０４の側壁の厚さは、拡張領域の一方の端部から中間部まで徐々に増加し、図１２Ｄおよび図１２Ｅに示すように、中点から中点の反対側に向かって徐々に減少する。図１２Ｄおよび１２Ｅは、本開示のいくつかの実施形態による、拡張領域１２３６を通る異なる平面にわたる強磁性シールド１２０４の単純化した断面図である。図１２Ｄは、拡張領域１２３６の中点を横切る強磁性シールド１２０４および一次コイル１２０２の簡略断面図であり、図１２Ｅは、拡張領域１２３６の一端を横切る強磁性シールド１２０４および一次コイル１２０２の簡略断面図である。

図１２Ｄに示すように、強磁性シールド１２０４は、後壁１２４０と、２つの側壁、すなわち内側側壁１２４２（すなわち、拡張領域１２３６）および外側側壁１２４４を含むモノリシック構造であってもよい。両方の側壁１２４２および１２４４は、背面壁１２４０から送信コイル（図示せず）に向かって伸びていてもよい。図１２Ｄにさらに示されるように、一次コイル１２０２は、上面１２０３、底面１２０５、内側側面１２０７、および外側側面１２０９を含むことができ、両側面１２０７および１２０９は、上面１２０３と底面１２０５との間に垂直に配置される。いくつかの実施形態では、強磁性シールド１２０４は、一次コイル１２０２の３つの側面を覆う。すなわち、後壁１２４０は上面１２０３を覆い、内側側壁１２４２は内側面１２０７を覆い、外側側壁１２４４は外側面１２０７を覆うことができる。したがって、一次コイル１２０２の底面１２０５は、強磁性シールド１２０４によって覆われていなくてもよく、一次コイル１２０２と送信コイルとの間の磁界の伝搬を改善するために、背面壁１２４０から送信コイルに向かって配向されてもよい。内側側壁１２４２は、強磁性シールド１２０４の内側エッジ１２２８（平坦エッジ１２３２を含む）を形成することができ、外側側壁１２４４は、外側エッジ１２２６を形成することができる。図１２Ｂおよび図１２Ｃに関して本明細書で論じるように、内側エッジ１２２８は、拡張領域１２３６の一部として形成される平坦なエッジ１２３２を含むことができる。したがって、図１２Ｄに示されるように、内側側壁１２４２は、外側側壁１２４４の厚さＴ１よりも大きい厚さＴ２を有することができ、内側側壁１２４２の左側表面は、平坦縁１２３２の一部とすることができる。図１２Ｅを参照すると、拡張領域１２３６の端部（すなわち、湾曲縁部１２２９の開始部）に向かって移動すると、内側側壁１２４２の厚さＴ２は、徐々に厚さＴ３まで減少する。いくつかの実施形態では、拡張領域１２３６の端部における内側側壁１２４２の厚さＴ３は、湾曲した縁部１２２９を含むことができる拡張領域１２３６および１２３４の外側の領域全体にわたって、外側側壁１２２４の厚さＴ１と実質的に等しくすることができる。当業者が図１２Ｂ〜図１２Ｅを参照して推論することができるように、図１２Ｄおよび図１２Ｅに示す断面は、円形の受信機システム１２００の他の点に存在し得ることが理解されるべきである。

図１３は、本開示のいくつかの実施形態による、無線充電受信機システム１２００の分解図解図１３００である。無線充電受信機システム１２００は、強磁性シールド１２０４に取り付けられた一次コイル１２０２を含むことができる。一次コイル１２０２は、撚り線のような撚り線で形成された実質的に円形のコイルとすることができる。一次コイル１２０２を強磁性シールド１２０４に取り付けるために、接着層１３０２を一次コイル１２０２と強磁性シールド１２０４との間に配置することができる。いくつかの実施形態では、接着剤層１３０２は、一次コイル１２０２の上面と強磁性シールド１２０４の一部、すなわち後壁１２４０との間に直接配置される。接着剤層１３０２は、一次コイル１２０２の円形輪郭のように実質的に円形であってもよく、強磁性シールド１２０４が配置されている一次コイル１２０２の上面の一部に沿って延在していてもよい。すなわち、接着剤層１３０２は、一次コイル１２０２の上面の全周よりも小さく位置決めされてもよい。接着剤層１３０２は、ホットメルトグルーなどの任意の適切な接着剤材料で形成することができる。

二次コイル１２０６は、強磁性シールド１２０４および一次コイル１２０２の一部に巻き付けることができる。いくつかの実施形態では、二次コイル１２０６は、撚り銅線のようなより線コイルで形成される。二次コイル１２０６によって覆われていない強磁性シールド１２０４の後壁１２４０の部分は、一対のフェライトシート１３０４に取り付けることができる。フェライトシート１３０４は、強磁性材料１２０４を形成する強磁性材料とは異なる強磁性材料から形成されている強磁性構造とすることができる。例えば、フェライトシート１３０４はＥＭＦＳ−Ｃで形成することができ、強磁性シールド１２０４はＭｎ−Ｚｎで形成することができる。フェライトシート１３０４を利用することにより、強磁性構造の透磁率を高めることができ、したがって、強磁性シールド１２０４が二次コイル１２０６を介して磁場を方向転換する能力を向上させることができる。いくつかの実施形態では、受信機システム１２００はまた、一次コイル１２０２の底面に取り付けられたシム１３０６を含むことができる。シム１３０６は、二次コイル１２０６が配置されていない一次コイル１２０２の底面の一部に沿ってのみ延在することができる。シム１３０６は、一次コイル１２０２のための構造的支持を提供することができ、したがって任意の適切な剛性および非導電性材料で形成することができる。

受信機システム１２００の各層の構造および位置の特定の構成は、最小限のフットプリントで最大限の機能を達成するように設計することができる。しかしながら、場合によっては、ポータブル電子デバイス（例えば、アンテナ）内の他の構成要素が、受信機システムに利用可能なスペースを制約する可能性がある。したがって、図１４Ａ〜図１４Ｃに関して本明細書でさらに説明するように、無線充電受信システム１２００の１つまたは複数の構成要素の構成は、最小フットプリントを有するように変更されて、他の内部構成要素の適切な動作を可能にする。

図１４Ａは、本開示のいくつかの実施形態による、一次および二次受信要素が単一構造として形成されるが、そのサイズを最小限にするように変更された例示的な無線充電受信機システム１４００の斜視図である。一次受信要素は、一次コイル１４０２および強磁性シールド１４０４を含むことができ、二次受信要素は、一次コイル１４０２および強磁性シールド１４０４の両方の一部の周りに巻かれた二次コイル１４０６で形成することができる。すなわち、一次コイル１４０２を主軸に巻き付けることができ、二次コイル１４０６は、主軸の周りの中心に配置された副軸に巻き付けることができる。いくつかの実施形態では、第２の軸は、第１のコイル１４０２の巻き線の長さに沿って延びる湾曲した軸であってもよい。図１２Ａ〜図１２Ｅの受信機システム１２００と比較すると、受信機システム１４００は対応する構成要素を有することができるが、その一部は異なる構成および寸法を有することができる。受信機システム１４００のための第１および第２の受信素子の構成および関係、ならびに受信機システム１２００と比較した場合の受信機システム１４００の違いに関する詳細は、図１４Ｂ〜図１４Ｅを参照することにより、よりよく理解することができる。

本開示のいくつかの実施形態によると、図１４Ｂは、例示的な無線充電受信機システム１４００のトップダウンイラスト１４０１であり、図１４Ｃは、無線充電受信機システム１４００のボトムアップ図１４１３である。一次コイル１２０２と同様に、一次コイル１４０２は、銅などの導電性材料で形成された、中心軸１４０８の周りに巻かれた撚り線のコイルであってもよい。しかしながら、円形の輪郭を有する一次コイル１２０２と異なり、一次コイル１４０２は長方形の輪郭を有することができる。例えば、図１４Ｃに示すように、一次コイル１４０２は、２つの直線セグメント１４０３，１４０５と、直線セグメント１４０３，１４０５の間に位置する２つの曲線セグメント１４０７，１４０９とを含む輪郭を形成するワイヤのコイルとすることができる。一次コイル１４０２を長方形の形状にするように構成することにより、本明細書でさらに議論するように、アンテナなどの別の構成要素を配置するためのコイル１４０２の横に、より多くのスペースが提供される。

強磁性シールド１４０４は、一次コイル１４０２の長方形の輪郭全体の一部に重なるように構成することができる。強磁性シールド１４０４は、第１のコイル１４０２の第１の半径方向位置１４１０と第２の半径方向位置１４１２との間に延在するように構成され、第１および第２の半径方向位置１４１０および１４１２は、重なり合わない。すなわち、強磁性シールド１４０４は、一次コイル１４０２の上面および２つの内面の全周の一部のみを覆うように構成することができる。したがって、一次コイル１４０２の第１の環状セグメント１４１４は、強磁性シールド１４０４によって覆われていなくてもよい。第１の環状セグメント１４１４の覆われていない領域は、終端１４１６および１４１８は、一次コイル１４０２の内径内に配置することができ、フレックス回路などの相互接続構造のためのスペースは、全体のｚ高さに大きな影響を与えることなく配置することができるように、一次コイル１４０２のワイヤがそれ自身の上に折り重なるための空間を提供する。第１および第２の半径方向位置１４１０および１４１２は、強磁性シールド１４０４が少なくとも２７０度の一次コイル１４０２の環状領域を覆うように、９０度未満の角度を形成することができる。いくつかの実施形態では、強磁性シールド１４０４は、直線セグメント１４０３と１４０５との間で一次コイル１４０２の底部に位置する平坦な外側底部エッジ１４１１を含むことができる。平らな外側底縁部１４１１は、平らな外側底縁部１４１１の中心における強磁性シールド１４０４の外面が、一次コイル１４０２の最底端と実質的に同一平面にあり、それによって、一次コイル１４０２に対する強磁性シールド１４０４のオーバーハングの量を低減するように、一次コイル１４０２の輪郭に沿う湾曲縁部を有さなくてもよいが、代わりに、一次コイル１４０２の下縁部をまっすぐにして整列してもよい。

二次コイル１４０６は、二次コイル１２０６と同様の構造及び機能を有することができる。すなわち、二次コイル１４０６は、二次コイル１４０６が、第３の半径方向位置１４２２と第４の半径方向位置１４２４との間に延在するように、一次コイル１４０２と強磁性シールド１４０４の両方の重なり合ったセグメントを含む第２の環状セグメント１４２０を巻くことができる。さらに、いくつかの実施形態では、第１の環状セグメント１４１４および第２の環状セグメント１４２０は、レシーバシステム１４００の対向する半分（例えば、上半分および下半分）に配置することができ、二次コイル１４０６は、一次コイル１４０２の内径内に位置する終端部１４１９および１４２１を有することができる。強磁性シールド１４０４の周りに巻くことによって、二次コイル１４０６は、シールド１４０４が二次コイル１４０６の内径を通る磁束の方向を変えて増加させるのを助けることができるので、改善された電力伝達効率を有することができる。

しかしながら、図１２の受信機システム１２００用の二次コイル１２０６とは異なり、受信機システム１４００用の二次コイル１４０６は、強磁性シールド１４０４の平らな外側底端部１４１１に重なり、かつ従う平らな領域を含むこともできる。強磁性シールド１４０４と一次コイル１４０２と巻線二次コイル１４０６との間のオーバーハングの量を平らな外側底部エッジ１４１１の周りに減少させることによって、二次コイル１４０６の底部とアンテナなどの別の構成要素との間に、より多くの空きスペースを設けることができ、二次コイル１４０６とアンテナとの間のより多くの電気的絶縁を提供して、本明細書でさらに議論されるように、アンテナの動作との電気的干渉を最小にする。

強磁性シールド１４０４は、一次コイル１４０２および二次コイル１４０６が無線電力を受信する効率を改善するように配置および構成することができ、ポータブル電子デバイスの他の構成要素のためのスペースを最大にするように構成することもできる。一例として、強磁性シールド１４０４は、図１４Ｂおよび図１４Ｃに示すように、上から下の視点１４０１および下から上の視点１４０３から見たときに外縁１４２６および内縁１４２８を有することができる。強磁性シールド１２０４の外側エッジ１２２６および内側エッジ１２２８とは異なり、強磁性シールド１４０４の外側エッジ１４２６および内側エッジ１４２８は、実質的に長方形の輪郭を有することができる。例えば、外側エッジ１４２６は、レシーバシステム１４００の対向する半分に配置された平坦な外側サイドエッジ１４５０および１４５２と、レシーバシステム１４００の底部領域上に配置された平らな外側底端部１４１１と、平らな外側底端縁１４１１と平らな外側縁端１４５０および１４５２との間に延びる湾曲縁部１４５６および１４５８と、平坦な外側の側縁１４５０と１４５２との間の途中に延びる湾曲した縁部１４６０とを含むことができる。そして、内側エッジ１４２８は、レシーバシステム１４００の対向する半分に配置される平坦な縁部１４３０および１４３２、平坦な縁部１４３０および１４３２の間に延びる湾曲したエッジ１４２９、平坦な縁部１４３０と１４３２との間の途中に延びる湾曲した縁部１４３１を含む。強磁性シールド１４０４の外面を平らにすることにより、他の電気部品に対してより多くのスペースを設けることができ、他の電気部品と二次コイル１４０６との間のより大きな電気的絶縁を提供することができる。

いくつかの実施形態では、平坦な外側の側縁１４５０および１４５２は、直線部分１４０３および１４０５のそれぞれの縁と同一平面上にある縁を有することができる。例えば、平らな外側エッジ１４５０は、一次コイル１４０２の直線セグメント１４０３の最も外側の左エッジと同一平面上にあり得、平坦エッジ１４５２は、一次コイル１４０２の直線セグメント１４０５の最も外側の右エッジと同一平面上にあり得る。平坦な外側の側縁部１４５０および１４５２を直線状のセグメント１４０３および１４０５のそれぞれの縁部と同一平面上に配置することによって、一次コイル１４０２に対する強磁性シールド１４０４のオーバーハングを最小限に抑えることができ、それによって他の構成要素、例えばアンテナを配置するスペースをより大きくすることができる。さらに、平らな外側底縁部１４１１は、一次コイル１４０２の一番下の縁部と同一面にすることができる。平らな外側底端部１４１１を一次コイル１４０２の最底端部と同一平面上に配置することにより、一次コイル１４０２に対する強磁性シールド１４０４のオーバーハングを最小限に抑えることができ、これにより、二次コイル１４０６と、ポータブル電子デバイス内のアンテナなどの他の構成要素との間のより多くの電気的絶縁が提供される。強磁性シールド１４０４と一次コイル１４０２との間のこのような関係のより良好な図を、図１４Ｄおよび１４Ｅに見ることができる。

図１４Ｄおよび１４Ｅは、本開示のいくつかの実施形態による、直線セグメント１４０５を通る異なる平面にわたる強磁性シールド１４０４の単純化した断面図である。図１４Ｄは、直線セグメント１４０５の中点を横切る強磁性シールド１４０４および一次コイル１４０２の簡略断面図であり、図１４Ｅは、直線セグメント１４０５の一端を横切る強磁性シールド１４０４および一次コイル１４０２の簡略断面図である。

図１４Ｄに示すように、強磁性シールド１４０４は、一次コイル１４０２の２つの側面を覆う背面壁１４４０および内側側壁１４４２を含むモノリシック構造であってもよい。具体的には、後壁１４４０は一次コイル１４０２の背面１４４１を覆い、内壁１４４２は一次コイル１４０２の内面１４４３を覆うことができる。一次コイル１４０２の２つの側面は、強磁性シールド１４０４によって覆われていなくてもよいが、内側壁１４４２は、背面壁１４４０から送信コイル（図示せず）に向かって伸びて一次コイル１４０２と送信コイルの間の磁場の伝搬を改善する。図１４Ｂおよび図１４Ｃに関して本明細書で論じられるように、外縁１４２６は、一次コイル１４０２の直線セグメント１４０５の右端縁と同一平面である平坦な縁部１４５２を含むことができる。したがって、図１４Ｄに示されるように、平坦なエッジ１４５２は、一次コイル１４０２の直線セグメント１４０５の右端のエッジ１４６２と同一平面にあり得る。図１４Ｅを参照すると、直線セグメント１４０５の端部（すなわち、湾曲縁部１４５８の始端部）に向かって移動すると、湾曲縁部１４５８は、一次コイル１４０２の縁部１４６４から徐々に伸び、それによって突出部１４６６が生じる。当業者が図１４Ｂ〜図１４Ｅを参照して推論することができるように、図１４Ｄおよび図１４Ｅに示す断面は、円形の受信機システム１４００の他の点に存在し得ることが理解されるべきである。平坦な縁部１４５０，１４５２、および１４１１はすべて、後壁１４４０の一部であり得る。

図１５は、本開示のいくつかの実施形態による、無線充電受信機システム１４００の分解図解図１５００である。無線充電受信機システム１４００は、強磁性シールド１４０４に取り付けられた一次コイル１４０２を含むことができる。一次コイル１４０２は、撚り線のような撚り線で形成された実質的に長円形のコイルとすることができ、直線セグメント１４０３，１４０５と、直線セグメント１４０３，１４０５の間に位置する湾曲セグメント１４０７，１４０９とを含む。一次コイル１４０２を強磁性シールド１４０４に取り付けるために、接着層１５０２を一次コイル１４０２と強磁性シールド１４０４との間に配置することができる。いくつかの実施形態では、接着剤層１５０２は、一次コイル１４０２の上面と強磁性シールド１４０４の一部、すなわち後壁１４４０との間に直接配置される。接着剤層１５０２は、一次コイル１４０２のように実質的に長方形であり、強磁性シールド１４０４が配置される一次コイル１４０２の上面の一部に沿って延在していてもよい。すなわち、接着剤層１５０２は、一次コイル１４０２の上面の全周よりも小さく位置決めされてもよい。接着剤層１５０２は、ホットメルトグルーなどの任意の適切な接着剤材料で形成することができる。

二次コイル１４０６は、強磁性シールド１４０４および一次コイル１４０２の一部に巻き付けることができる。いくつかの実施形態では、二次コイル１４０６は、より銅線のようなより線コイルで形成される。二次コイル１４０６によって覆われていない強磁性シールド１４０４の後壁１４４０の部分は、一対のフェライトシート１５０４に取り付けられ、これは強磁性材料１４０４を形成する強磁性材料とは異なる強磁性材料から形成された強磁性構造とすることができる。例えば、フェライトシート１５０４はＥＭＦＳ−Ｃで形成することができ、強磁性シールド１４０４はＭｎ−Ｚｎで形成することができる。フェライトシート１５０４を利用することにより、強磁性構造の透磁率を高めることができ、したがって、強磁性シールド１４０４が二次コイル１４０６を介して磁場を方向転換する能力を向上させることができる。いくつかの実施形態では、受信機システム１４００はまた、一次コイル１４０２の底面に取り付けられたシム１５０６を含むことができる。シム１５０６は、二次コイル１４０６が配置されていない一次コイル１４０２の底面の一部に沿ってのみ延在することができる。シム１５０６は、一次コイル１４０２のための構造的支持を提供することができ、したがって任意の適切な剛性および非導電性材料で形成することができる。

１．一次コイルの一部の周りに巻線を形成した二次受電素子を有するポータブル電子デバイスの構成
本明細書で述べるように、一次および二次受信要素のサイズおよび形状は、ポータブル電子機器内の他の電気部品の利用可能なスペースの量に影響を及ぼす可能性があり、ポータブルデバイスが小型で高機能を実現することを可能にする。本明細書の開示から理解できるように、受信機素子のサイズ及び形状は、受信機素子の特性とポータブル電子デバイス内の他の電気コンポーネントの特性との間のトレードオフを均衡させることによって決定することができる。

ａ）上部ハウジング部分
図１６は、本開示のいくつかの実施形態による例示的なポータブル電子デバイス１６００の分解図を示す。ポータブル電子デバイス１６００は、内部キャビティを画定するために嵌合することができる上部ハウジング部分１６０２および下部ハウジング部分１６０４を含むことができる。封止構成要素１６０３を、上部ハウジング部分１６０２と下部ハウジング部分１６０４との間の境界面に配置して、内部キャビティを外部環境から密封することができる。封止構成要素１６０３は、シリコーンから形成されるＯ−リングのような２つの構造の間の界面を気密に封止することができる任意の適切な構成要素であり得る。上部ハウジング部分１６０２は、デバイスシャーシ１６０６および透明パネル１６０８を含むことができる。透明パネル１６０８は、ユーザが透明パネル１６０８を貫通してディスプレイを検視することができる一方で透明パネル１６０８がディスプレイを損傷から保護することができるように、ディスプレイのための保護性のある光学的に透明な構造体である。上部ハウジング部分１６０２は、ダイヤル１６１０、マイクロホン１６１２、電源ボタン１６１４、および他の任意の適切なユーザインタフェースコンポーネントなどの１つまたは複数のユーザインタフェースコンポーネントを含むことができる。ポータブル電子デバイス１６００の内部構成要素の小型でユニークな構成により、マイクロフォン１６１２をデバイスシャーシ１６０６の同じ側にダイヤル１６１０として配置することができる。

いくつかの実施形態では、ダイヤル１６１０は、ＥＫＧ検知を実行するための接点として作用することができるタッチセンシティブダイヤルであってもよい。ダイヤル１６１０は、共に連結されたときにダイヤル１６１０の外面から内側タッチコンポーネントまで導電性経路を形成する様々な構成要素を含むことができ、これは図３５及び図３６に関して本明細書で更に議論される。ポータブル電子デバイス１６００は、内部キャビティ内に収容されたシステムインパッケージ（ＳＩＰ）１６１６をさらに含むことができる。ＳＩＰ１６１６は、ポータブル電子デバイス１６００のいくつかの機能を実行するように動作することができる単一のモジュールに封入された多数の集積回路（ＩＣ）とすることができる。ＳＩＰ１６１６内の各ＩＣは、心拍数をモニタリングすること、タッチスクリーンディスプレイを操作すること、１つ以上のスピーカを介して音声を出力すること、マイクロフォン１６１２によって受信された音を処理すること、無線電力伝送の管理することなどの１つまたは複数の異なる機能を実行することができる。

ポータブル電子デバイス１６００はまた、位置合わせモジュール１６３２およびセンサモジュール１６３６を含むことができる。センサモジュール１６３６は、１つまたは複数の機能を実行するための１つまたは複数のセンサを収容および操作する電気部品であってもよい。例えば、センサモジュール１６３６は、心拍数などを感知するための１つ以上のセンサを有する回路基板（例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ））であってもよい。センサモジュール１６３６は、ＰＳＡから形成することができる接着層１６４７を介して底部ハウジング部分１６０４の表面に取り付けることができる。

ｂ）位置調整モジュール
整合モジュール１６３２は、図１６に示すように、ＳＩＰ１６１６とセンサモジュール１６３６との間に配置することができる。位置調整モジュール１６３２は、磁石接着剤１６４０を介して共に結合された磁石１６４２の上に配置された永久磁石１６４２およびＤＣシールド１６３８を含むことができる。磁石１６４２は、図３Ａの無線充電デバイス３００のような無線充電デバイスと整列させるための無線充電デバイス内の別の整列磁石を引き付けるように設計することができる。ＤＣシールド１６３８は、位置調整モジュール１６３２の上に配置されて、位置調整モジュール１６３２によって生成された磁場がＳＩＰ１６１６のようなポータブル電子デバイス１６００内の他の電気部品に曝されるのを防ぐ。位置調整モジュール１６３２はまた位置調整モジュール１６３２をセンサモジュール１６３６に結合するためのモジュール接着層１６４４を含むことができる。いくつかの実施形態では、モジュール接着層１６４４は、図１７に一層良く示されているように、複数の部品で形成することができる。

図１７は、本開示のいくつかの実施形態による、位置合わせモジュール１６３２の底面図である。図１７に示すように、モジュール接着層１６４４は、第２の接着剤１７０４ａと第３の接着剤１７０４ｂとの間に横方向に配置された第１の接着剤１７０２で形成することができる。第１、第２及び第３の接着剤１７０２，１７０４ａ及び１７０４ｂは全て、永久磁石１６４２の底面の全長に亘って接着されて延在している。第１の接着剤１７０２は、第２および第３の接着剤１７０４ａ−ｂを形成するために使用される材料と異なる材料で形成することができる。例えば、第１の接着剤１７０２はホットメルト接着剤で形成することができ、第２および第３の接着剤１７０４ａ−ｂはＰＳＡで形成することができる。

図１７にさらに示すように、永久磁石１６４２の上端１７０６は、ＤＣシールド１６３８の上端１７０８と同一平面にあり、ＤＣシールド１６３８の他の縁は、磁石１６４２の対応する縁から張り出している。両方の上端１７０６と１７０８を同一平面にすることにより、図１８に示すような可撓性回路と結合するためのコネクタのような、センサモジュール１６３６上の他の構成要素に対してより多くの空間を設けることができ、より多くの構成要素をポータブル電子デバイス内に組み立てることが可能になり、その全体的なサイズを減少させるのを助ける。

ｃ）無線充電受信機システム
図１６を再び参照すると、ポータブル電子デバイス１６００は、本開示のいくつかの実施形態による、第１受信要素および第２受信要素を有する単一構造から形成される無線充電受信機システム１６１８を含むことができる。第１の受信要素は、第１のコイルおよび強磁性構造を含むことができ、第２の受信要素は、第１の受信要素の一部の周りに巻かれた第２のコイルを含むことができる。受信機システム１６１８の特定の構成は、図１４Ａ〜図１４Ｅおよび図１５に関して本明細書でよりよく説明される。ポータブル電子デバイス１６００はまた、受信機システム１６１８と底部ハウジング部１６０４との間に配置された電磁シールド１６２４を含むことができる。電磁シールド１６２４は、無線電力伝送中に生成された電界を遮断し、蓄積された電圧を電界から地面に放出することができる。電磁シールド１６２４および受信機システム１６１８は、ＰＳＡなどの任意の適切な接着剤で形成することができる接着層１６４９によって、底部ハウジング部分１６０４に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、無線充電受信機システム１６１８は、無線充電デバイス、例えば、図３Ａおよび図３Ｂのデバイス３００または３１０内の１つまたは複数の送信コイルから生成された時変磁界から無線電力を受信することができる。具体的には、図３Ａの送信コイル３０２によって生成された時変磁束は、第１の周波数で底部ハウジング部分１６０４を通って伝搬することができ、無線充電受信機システム１６１８の一次コイル、例えば図１２の一次コイル１２０２または図１４の一次コイル１４０２と相互作用することができ、無線充電受信機システム１６１８は、第１の周波数で動作し、垂直方向に伝搬するフィールドを受信するように特に調整することができる。さらに、図３Ｂの送信コイル３１２−１によって生成された時変磁束は、第２の周波数で底部ハウジング部分１６０４を通って伝搬することができ、無線充電受信機システム１６１８の二次コイル、例えば図１２の二次コイル１２０６または図１４の二次コイル１４０６と相互作用することができ、無線充電受信機システム１６１８は、第２の周波数で動作し、水平方向に伝搬するフィールドを受信するように特に調整することができる。

ｄ）アンテナ
ポータブル電子デバイス１６００は、ＬＴＥ、ＧＳＭ、ＣＤＭＡなどの電波を介して無線通信を実行するように構成することができ、ポータブル電子デバイス１６００の他の変形形態は、この機能を持たないように構成することができる。無線通信機能を可能にするために、ポータブル電子デバイス１６００は、図１６に示すように、内部キャビティ内およびＳＩＰ１６１６の下にアンテナ１６２９を含むことができる。アンテナ１６２９は、ポータブル電子デバイス１６００の１つ以上の他の電子コンポーネントをその中に位置決めすることができる開口部１６３０を含むことができる。例えば、無線充電受信機システム１６１８および位置合わせモジュール１６３４は、開口部１６３０内に配置することができる。アンテナ１６２９は、図１８に関してさらに後述するように、電波を介してデータを受信および／または送信するように構成された構造とすることができる。

図１８は、本開示のいくつかの実施形態による、アンテナ１６２９を含むアンテナシステム１８００の分解図である。アンテナ１６２９に加えて、アンテナシステム１８００は、アンテナ１６２９を、図１の通信システム１０８のプロセッサなどのコントローラに結合するためのアンテナ相互接続構造１８０１と、アンテナ１６２９を底部ハウジング部分１６０４に取り付けるための接着層１８０３とを含む。相互接続構造１８０１は、フレキシブル印刷ＰＣＢなどの任意の適切な可撓性相互接続構造で形成することができ、接着層１８０３は、ＰＳＡなどの任意の適切な接着材料で形成することができる。

図１８にさらに示すように、アンテナ１６２９は、アンテナ素子１８０２と、アンテナ素子１８０２の底面に取り付けられた導電性アンテナ本体１８０４とで形成することができる。アンテナ素子１８０２は、導電性アンテナ本体１８０４のための構造的支持を提供する非導電性構造とすることができ、導電性アンテナ本体１８０４は、電波を送受信可能な薄い導電性材料で形成することができるアンテナ素子１８０２は、ガラス充填ＬＣＰ樹脂などの任意の適切な非導電性材料で形成することができ、導電性アンテナ本体１８０４は、銅などの任意の適切な導電性材料で形成することができる。いくつかの実施形態では、導電性アンテナ本体１８０４は、１つ以上の接地ブラケット１８０５ａ〜１８０５ｃを介して接地することができる。接地ブラケット１８０４ａ〜１８０４ｃの構成および機能の詳細は、図１９Ａ〜図１９Ｄに関して本明細書でさらに論じる。アンテナ素子１８０２はまた、アンテナ素子１８０２の底部領域にスリット（図示せず）を含み、スリットによって生成されるギャップを橋渡しする１つ以上のコンデンサ１８１３を含むことができる。

図１８に示すように、アンテナ素子１８０２は、頂部レベル１８０６、底部レベル１８０８、および頂部レベル１８０６と底部レベル１８０８との間のステップ領域１８１０を含むことができる。頂部および底部レベル１８０６および１８０８は、異なるが平行ではない平面に配置された実質的に平面の構造であり得、ステップ領域１８１０は、頂部レベル１８０６と底部レベル１８０８との間の垂直橋渡し部分とすることができる。頂部レベル１８０６、底部レベル１８０８、およびステップ領域１８１０は共に、アンテナ素子１８０２を形成するモノリシック構造を形成することができる。いくつかの実施形態では、頂部レベル１８０６は、１つ以上のフォームパッドがその中に配置され得る複数の凹部領域１８０７を含むことができる。例えば、発泡体パッド１８０９は、アンテナ素子１８０２の上端に近い凹んだ領域１８１１内に配置することができる。発泡パッド１８０９は、開口部１６３０内の電気部品（図示せず）と結合する可撓性ＰＣＢ（図示せず）を押し上げることができる。

いくつかの実施形態では、ステップ領域１８１０は、図１６の無線充電受信機システム１６１８、アラインメントモジュール１６３４、およびセンサモジュール１６３６のようなポータブル電子デバイスの他の電気部品の少なくとも一部が、ｚ高さを最小にするように配置され得るオープンスペースを生成する。開放空間内に配置されると、無線充電受信機システム１６１８および位置合わせモジュール１６３４は、アンテナ１６２９と実質的に同一平面上にあり得る。特定の実施形態では、アンテナ素子１８０２の内側エッジ１８１２は、受信機システム１６１８の外側輪郭に適合する底部レベル１８０８の一部とすることができる。したがって、内側エッジ１８１２は、無線充電受信機システム１６１８の外縁に適合する長方形の輪郭を有することができる。いくつかの実施形態では、アンテナ素子１８０２の外縁１８１４は、底部ハウジング部分１６０４の内側輪郭に一致する頂部レベル１８０６の一部とすることができる。したがって、外縁１８１４は、図１８に示すように、面取りされた角部を有する実質的に長方形の輪郭を有することができる。内側エッジ１８１２は長方形の輪郭を有し、外側エッジ１８１４は斜めエッジを有する長方形輪郭を有するが、アンテナ１６２９と開口部１６３０内に配置された任意の電気部品との間の分離を提供するために、ステップ領域１８１０は、内側エッジ１８１２および外側エッジ１８１４の両方とは異なる、実質的に円形の輪郭のような輪郭を有することができる。

図１８に示すように、導電性アンテナ本体１８０４は、アンテナ素子１８０２の底面に適合することができ、アンテナ素子１８０２の対応する部分と構造が実質的に同様である頂部レベル１８１６、底部レベル１８１８、ステップ領域１８２０、内側エッジ１８２２、および外側エッジ１８２４も含む。すなわち、頂部レベル１８１６は頂部レベル１８０６の下に配置することができ、底部レベル１８１８を底部レベル１８０８の下に配置することができ、ステップ領域１８２０をステップ領域１８１０の横に配置することができ、内側エッジ１８２２は、無線充電受信システム１６１８の外側エッジに適合する長方形の輪郭を有することができ、外側エッジ１８２４は、面取りされた角部を有する実質的に長方形の輪郭を有することができる。

いくつかの実施形態では、導電性アンテナ本体１８０４は、導電性アンテナ本体１８０４の部分を切断して、第１の部分１８２７と第２の部分１８２９の２つの部分に分離するスリット１８２５を含むことができる。断面が第１および第２の部分１８２７および１８２９に分割されているが、スリット１８２５が存在しない場合には、連続した長方形の構造の代わりに、導電性アンテナ本体１８０４は依然として不連続な長方形の構造を有する単一のモノリシック構造であってもよい。いくつかの実施形態では、アンテナ素子１８０２の頂部レベル１８０６に配置されたコンデンサ１８１３は、導電性アンテナ本体１７０４の２つの部分を電気的に一緒に結合するために、頂部レベル１８０６を通って延び、スリット１８２５を横切ってブリッジすることができる。コンデンサ１８１３の静電容量は、導電アンテナ本体１８０４を、アンテナの動作周波数で単一の連続体として電気的に見えるが、アンテナの動作周波数とは異なる可能性がある受信機システムの動作周波数では電気的に切断されているように見えるように構成することができる。このような実施形態では、導電性アンテナ本体１７０４が第１の周波数の電気信号に曝されたときに第１の部分１８２７と第２の部分１８２９とを電気的に結合し、導電性アンテナ本体１７０４が第１の周波数とは異なる第２の周波数の経時的な磁場に曝されたときに、第１および第２の部分１８２７および１８２９を互いに電気的に切断して、導電性アンテナ本体１７０４内の渦電流の発生を最小にするようにコンデンサを構成することができる。スリット１８２５がなければ、導電アンテナ本体１８０４に大きな渦電流が発生し、受信システム１６１８の電力伝送効率に悪影響を及ぼし得る熱を生成することができる。このようにして、アンテナ１６２９と受信機システム１６１８の両方が、互いの性能に著しい影響を与えることなく共存することができる。

受信機システムのより大きなコイルおよび強磁性構造は、図１２Ａ〜１２Ｅに関して本明細書で述べたように、ポータブル電子デバイスが電荷を受け取る効率を改善することができることを理解されたい。しかし、これらの構造のサイズを大きくすると、アンテナのスペースが減少し、アンテナの性能に悪影響を及ぼします。したがって、アンテナ１６２９と受信機システム１６１８との間には、互いに近接しているため、コンポーネントサイズに関する利益相反が存在する可能性がある。したがって、受信機システムおよびアンテナの構造は、アンテナ動作および充電効率の両方の許容レベルを達成するように最適化することができる。この関係の詳細は、図１９に関してさらに説明する。

図１９は、本開示のいくつかの実施形態による、ポータブル電子デバイス１６００の部分的に組み立てられた部分の上面図である。具体的には、図１９は、受信機システム１６１８、アンテナ１６２９、および底部ハウジング部分１６０４を含むデバイス１６００の一部を示す。受信機システム１６１８は、アンテナ１６２９の開口部（受信機システム１６１８によって占有されているため図示せず）内に配置されて示されているが、両方とも底部ハウジング部分１６０４内に組み立てられる。アンテナ１６２９（したがって、導電性アンテナ本体１８０４）の表面積は、ある程度のアンテナ性能を達成するように調整することができる。例えば、より大きな表面積は、アンテナ１６２９の信号受信及び送信性能を改善することができる。このように、受信機システム１６１８は、アンテナ１６２９がより多くの表面積を有することができるように、平らな外側の側縁部、たとえば図１４に関して本明細書で説明した平坦な外側の側縁部１４５０および１４５２を含むことができる。導電性アンテナ本体１８０４の構造は、受信機システム１６１８と底部ハウジング部分１６０４との間に利用可能なスペースを取り付けることによって、受信機システム１６１８と底部ハウジング部分１６０４との間に提供されるスペースの使用を最大限にするように構成することができる。

いくつかの実施形態では、アンテナ１６２９のアンテナ素子、例えばアンテナ素子１８０２は、複数の凹部領域、例えば凹部領域１８０７を含むことができる。これらの窪んだ領域は、構成要素が配置され得る領域であり得る。例えば、アンテナ１６２９を物理的損傷から保護するために、凹部領域内に複数のフォーム構造１９０６を配置することができる。さらに、１つまたは複数の電気部品１９０８は、窪んだ領域に配置することができる。電気構成要素１９０８は、アンテナ１６２９を動作させるように構成され、フレックス回路であり得る相互接続１９１０を介して通信システムに結合され得る。窪んだ領域によって提供される空間を利用することは、ポータブル電子デバイスのサイズを増大させることなく、ポータブル電子デバイス内の限られたスペースの使用を最大限にする。

本明細書で簡単に説明するように、アンテナ１６２９は、導電性アンテナ本体１８０４の底部が長手方向の半分に分割されるように、アンテナ１６２９の内径から外径まで及び導電性アンテナ本体１８０４を通って延びるスリット１９０２を有することができる。受信機システム１６１８の二次コイルは、スリット１９０２の少なくとも一部と重なり合うことができる。アンテナ１６２９の連続性を分離することにより、受信機システム１６１８（より詳細には受信機システム１６１の二次コイル）が動作しているときに渦電流の発生を最小限に抑えることができ、これにより、受信機システム１６１８の性能に悪影響を及ぼし得る過剰な熱の発生を最小にする。しかしながら、アンテナ１６２９の連続性を分離することは、アンテナ１６２９の性能を妨げる可能性がある。したがって、いくつかの実施形態では、１つまたは複数のコンデンサ１８１３をアンテナ１６２９に実装して、アンテナ１６２９の底部セクションの２つの半分を電気的にブリッジすることができる。コンデンサ１８１３の容量は、アンテナ１６２９は、アンテナ１６２９の動作周波数において単一の連続体として電気的に見えるが、アンテナ１６２９の動作周波数とは異なることができる受信機システム１６１８の動作周波数で分離しているように見えるように調整することができる。このようにして、アンテナ１６２９と受信機システム１６１８の両方が、互いの性能に著しい影響を与えることなく共存することができる。

図１９から明らかなように、無線充電受信機システム１６１８の下端は、距離１９０４だけアンテナ１６２９のステップ領域から分離することができる。受信機システム１６１８の二次コイルとアンテナ１６２９の導電アンテナ本体の両方が導電性材料で形成されているので、２つのコンポーネントは、お互いに近づくにつれて互いの性能を干渉する可能性がある。したがって、より大きな距離１９０４は、２つの構成要素間の電気的分離を改善し、したがって両方の構成要素が適切に動作することを保証するのに役立つ。いくつかの実施形態では、受信機システム１６１８の平らなボトムエッジ（例えば、図１４に関して本明細書で説明したように、強磁性シールド１４０４の平らな外側底端１４１１の周りに巻くことによって生成された二次コイル１４０６の平坦な底面）は、距離１９０４を増加させることができ、それにより、受信機システム１６１８とアンテナ１６２９との間の電気的分離が改善される。

本開示のいくつかの実施形態によれば、アンテナ１６２９は、任意の１つ以上の接地ブラケット１８０５ａ〜１８０５ｃを介して接地に結合することができる。図１８を再び簡単に参照すると、各接地ブラケット１８０５ａ〜ｃは、アンカー１８１５、インタフェース１８１７、およびアンカー１８１５をインタフェース１８１７に結合する接続部１８１９で形成されたモノリシック構造であってもよい。アンカー１８１５は、１つ以上の機械的締結具、例えばボルト、ねじなどがトンネルして接地ブラケット１８０５ａを底部ハウジング部分１６０４に締め付けるための穴を含むことができる。締め付けられたとき、アンカー１８１５は、図１６のＳＩＰ１６１６および上部ハウジング部分１６０２の両方に結合することができ、これにより、地面が上部および下部ハウジング部分１６０２および１６０４によって形成される実施形態では、アンテナ１６２９のような、インタフェース１８１７に接触する任意のデバイスを地面に結合することができる。アンカー１８１５が頂部および底部ハウジング部分１６０２および１６０４にどのように結合するかをより良く理解することは、図２０Ａ〜図２０Ｄを参照して確認することができる。

図２０Ａ〜図２０Ｄは、本開示のいくつかの実施形態による接地ブラケット、例えば接地ブラケット１８０５ａ〜ｃのいずれかの様々な上面図および断面図である。具体的には、図２０Ａは、底部ハウジング１６０４に対して配置された接地ブラケット１８０５ｂのアンカー２００４の上から見た拡大図２０００であり、図２０Ｂは、アースブラケット１８０５ｂおよびＳＩＰ１６１６のアンカー２００４に対して締め付けながら下ハウジング部分１６０４に頂部ハウジング部分１６０２を締結するボルト２０１２の上面図２００１であり、図２０Ｃは、アンカー２００４が頂部ハウジング部分１６０２にどのように結合されているかを示すアンカー２００４の横断面図２００２であり、図２０Ｄは、アンカー２００４が底部ハウジング部分１６０４およびＳＩＰ１６１６にどのように結合されているかを示すアンカー２００４の横断面図２００３である。図２０Ａ〜図２０Ｄの接地ブラケット１８０５ｂに関する開示は、他のすべての接地ブラケット１８０５ａおよび１５０８ｃに適用することができることを理解されたい。

図２０Ａに示すように、アンカー２００４は、穴２００６と、ハウジングディンプル２００８および２つのＳＩＰディンプル２０１０ａ〜ｂを含む複数のディンプルとを含む導電性プレートとすることができる。穴２００６は、図２０Ｂに示すように、接地用ブラケット１８０５ｂのアンカー２００４に締め付けながらボルト２０１２がネジ山で上部ハウジング部分１６０２およびＳＩＰ１６１６を下部ハウジング部分１６０４に固定するための空きスペースとすることができる。各ディンプルは、他の構造との接触のための頂点を形成するアーチ構造を有するアンカー２００４の部分のたわみであり得る（図１８の接地ブラケット１８０５ｂを参照）。例えば、図２０Ｃに示すように、ハウジングディンプル２００８は、頂部ハウジング部分１６０２と接触する山を有することができ、図２０Ｄに示すように、ＳＩＰディンプル２０１０ａ−ｂは、ＳＩＰ１６１６およびボトムハウジング部１６０４と接触するそれぞれの頂点を有することができる。したがって、アンカー２００４は、複数の物理的に別個の構造、すなわち上部ハウジング部分１６０２、下部ハウジング部分１６０４、およびＳＩＰ１６１６に同時に接触する単一の構造であり得る。さらに、ディンプル２００８および２０１０ａ〜ｂの設計により、接地ブラケット１８０５ｂのアンカー２００４は、アンカー２００４の全表面領域にわたる広い境界面の代わりに、個別の接触位置を介して構造体に接触することができる。アンカー２００４のディンプル２００８および２０１０ａ−ｂは、設計／製造可能性が単純であり、ディンプル２００８および２０１０ａ−ｂの湾曲した構造のために、頂部および底部ハウジング部分１６０２および１６０４およびＳＩＰ１６１６に対して一定の接触圧を加えることによって、接地ブラケット１８０５が上部ハウジング部分１６０２およびＳＩＰ１６１６とのより強固で信頼性の高い接続を提供することを可能にする。

ｅ）スペーサおよび無線充電受信機システム
いくつかの実施形態では、ポータブル電子デバイスは、異なるアーキテクチャ構成を有することができる。例えば、図１６を再び参照すると、ポータブル電子デバイス１６００の１つ以上のコンポーネントは、異なる機能を提供するように変更することができる。ある例では、アンテナ１６２９はスペーサ１６４６で置き換えることができ、受信機システム１６１８は異なる受信機システム１６４８と置き換えることができ、そのため、ポータブル電子デバイス１６００は、電波を介した無線通信を行うことができないが、わずかに改善された誘導電力転送効率を有することができる。スペーサ１６４６は、スペーサ１６４６は、導電性本体または接地ブラケットを含まなくてもよく、スペーサ１６４６の内側エッジ１６５０は、長方形でなくてもよいことを除いて、アンテナ１６２９の構造と実質的に同様の構造を有することができる。代わりに、スペーサ１６４６は、ＰＳＡなどの絶縁材料で完全に形成することができ、内側エッジ１６５０は、図１２Ａ〜図１２Ｅに関して本明細書で論じられる受信機システム１２００に従って構成され得る受信機システム１６４８の外側輪郭に一致する実質的に円形の輪郭を有することができる。いくつかの実施形態では、スペーサ１６４６と受信機システム１６４８の両方が、ポータブル電子デバイス１６００に実装されており、他のものがないだけではない。

図２１は、本開示のいくつかの実施形態による、スペーサ１６４６および受信機システム１６４８を含む、部分的に組み立てられた携帯型電子デバイス２１００の斜視図である。図１６のアンテナ１６２９と同様に、スペーサ１６４６の構造は、受信機システム１６４８と底部ハウジング部分１６０４との間に利用可能なスペースを取り付けることによって、受信機システム１６４８と底部ハウジング部分１６０４との間に提供されるスペースの使用を最大限にするように構成することができる。従って、スペーサ１６４６は、底部ハウジング１６０４の内縁に適合する外縁２１０２と、受取システム１６４８の外円形に適合する内縁１６５０とを有することができる。このように、内側エッジ１６５０およびステップ領域２１０８の両方は、図１８および図１９に関して本明細書で説明する円形プロファイルを有するようにステップ領域２１０８を構成するだけではなく、円形輪郭を有することができる。いくつかの実施形態では、スペーサ１６４６は、頂部レベル２１０４、底部レベル２１０６、および頂部レベル２１０４と底部レベル２１０６との間に結合されたステップ領域２１０８を含むことができる。図２１に見られるように、スペーサ１６４６はまた、複数の凹部領域２１１０を含むことができ、そのうちのいくつかは発泡体構造２１１２で充填される。アンテナ１６２９のそれぞれの構成要素に対応するスペーサ１６４６の構成要素は、構造および材料が実質的に同様であり得るため、そのような構成要素の詳細は、図１８および１９に関して開示されている。

本開示のいくつかの実施形態によれば、非導電性要素およびこの要素に取り付けられた導電性本体を含むアンテナ１６２９とは異なり、スペーサ１６４６は、非導電性材料で完全に形成されてもよく、それに取り付けられた導電性本体を含まなくてもよい。したがって、スペーサ１６４６は、受信機システム１６１８をポータブル電子デバイス内の定位置に閉じ込め、受信機システム１６１８を定位置に保持するのを助けるために、底部ハウジング１６０４と受信機システム１６１８との間の空間を占めるように構成することができる。電波により無線通信を行うために携帯型電子機器がアンテナを必要としない場合にはスペーサ１６４６を用いることで、携帯型電子デバイスのアーキテクチャを完全に変更する必要はなく、これにより、他の電気部品の大部分の構成として製造時間およびコストを節約し、例えば、受信機システム１６１８以外のコンポーネントは、それらの構造／サイズを変更することなく、両方の実施形態に使用することができる。

ｆ）底部ハウジング部分
図１６に関してここで簡単に述べるように、底部ハウジング部分は、上部ハウジング部分と嵌合して内部キャビティを形成することができ、その内部に電子部品を配置することができる。底部ハウジング部分は、ポータブル電子デバイスの特定の機能性を可能にするために１つ以上の電気信号を送信することができるウィンドウを含むことができる。底部ハウジング部分の構造のより良い理解は、図２２を参照して確認することができる。

図２２は、本開示のいくつかの実施形態によるポータブル電子デバイス、例えば、図１６のポータブル電子デバイス１６００用の底部ハウジング部分１６０４の分解図２２００である。底部ハウジング部分１６０４はまた、構造体２２０２の角に配置された複数の固定機構２２１２を含むことができる。固定機構２２１２は、ボルトが頂部ハウジング部分、例えば図１６の頂部ハウジング部分１６０２を底部ハウジング部分１６０４に固定することを可能にすることができる。締結機構は、底部構造体２２０２内の対応するアンダーカット領域に摺動するフランジを有するＴナットであってもよい。アンダーカット領域は、Ｔナットが接着材料なしで上部ハウジング部分１６０２を下部ハウジング部分１６０４に固定することを可能にし、２つのハウジングの分離を実質的に防止する機械的インターロック機構を提供する。

いくつかの実施形態では、底部ハウジング部分１６０４は、構造体２２０２と、接着剤層２２０６を介して底部ハウジング部分１６０４の底部に結合されたウィンドウ２２０４とを含むことができる。構造体２２０２は、黒色ジルコニアで形成された結晶構造のような絶縁性電気特性を有する剛性材料で形成することができる。構造体２２０２は、中央に１つ以上の電気装置を配置することができる円形開口部２２０３を含むことができる。いくつかの実施形態では、ウィンドウ２２０４は、ウィンドウ２２０４の円形の縁が開口２２０３の円形の縁に沿って接着されるように、底部ハウジング部分１６０４の底に接着される円形のドーム形構造である。ウィンドウ２２０４は、サファイアクリスタルなどの任意の適切な透明で耐久性のある材料で形成することができる。図１６のセンサモジュール１６３６のようなポータブル電子デバイス内の１つ以上のセンサ構成要素の機能を可能にするために、フレネルレンズ２２０８およびホイール２２１０のような１つまたは複数の構成要素をウィンドウ２２０４に接着することができ、その配置は図２３に示されている。

図２３は、本開示のいくつかの実施形態による、底部ハウジング部分１６０４に取り付けられたセンサモジュール１６３６の斜視図を示す簡略図である。センサモジュール１６３６は、底部ハウジング部分１６０４の中心に、ウィンドウ２２０４に取り付けられ、そのセンサも底部ハウジング部分１６０４の中心に配置される。いくつかの例では、プラチナの薄層を含む心拍センサ（例えば、図１１の心拍センサ１１０２）を、底部ハウジング部分１６０４の中心に配置することができる。センサモジュール１６３６のセンサは、ウィンドウ２２０４を介して検知を行うことができる。いくつかの実施形態では、締結機構２２１２を底部ハウジング部分１６０４の各隅部に配置して、底部ハウジング部分１６０４を頂部ハウジング部分１６０２に固定することができる。

図２４は、本開示のいくつかの実施形態による、底部ハウジング部分１６０４の底面斜視図を示す。底部ハウジング部分１６０４は、センサモジュール１６３６に結合されたセンサによって外部環境の１つ以上のパラメータを監視することができる手段を提供するウィンドウ２２０４を含むことができる。さらに、底部ハウジング部分１６０４は、ユーザの手首または腕などの外部表面と接触するための１つまたは複数の接点を含むことができる。例えば、底部ハウジング部分１６０４は、第１の外部接点２４０２および第２の外部接点２４０４を含むことができる。本開示のいくつかの実施形態によれば、第１および第２の外部接点２４０２および２４０４を利用して、ユーザの心臓のＥＫＧ検知を行うことができる。この感知は、ユーザの人体などの外部構造体を介して閉ループ回路を形成することによって実行することができる。例えば、図１６のダイヤル１６１０のように、ユーザがダイヤルに触れると、閉ループ回路が形成される。閉ループ回路は、ポータブル電子デバイス１６００で始まり、次いで、第１および第２の外部接点２４０２および２４０４のうちの少なくとも１つを介してユーザの腕の中に続くことができる。回路は、ユーザがダイヤル１６１０に接触すると、ユーザの人体を通り、他方の腕の指から出てダイヤル１６１０に流れることができる。この閉ループ回路を形成することによって、ポータブル電子デバイス１６００における１つ以上の処理デバイスは、ユーザの人体のＥＫＧ測定機能を実行することができる。いくつかの実施形態では、第１の外部接点２４０２は、ノイズを最小限にするためにグランド基準に使用され、第２の外部接点２４０４は、ユーザの身体を通して信号を送信するための接点として使用される。

２．一次コイルの一部の周りに巻線を形成した二次受電素子を有するポータブル電子デバイスの組み立てられた底部ハウジング部
図２５Ａ〜２５Ｂは、本開示のいくつかの実施形態によれる、ポータブル電子デバイス内のコンポーネント間の位置関係を示すための、ポータブル電子デバイスの組み立てられた部分の断面図である。具体的には、図２５Ａは、水平カットラインを横切って、図１９に示される組み立てられた部分の断面図２５００であり、図２５Ｂは、垂直カットラインを横切って、図１９に示される組立部分の断面図解図２５０１である。説明を容易にするために、組み立てられた部分は、上部ハウジング部分１６０２の大部分を含まない。

図２５Ａの水平断面図に示すように、頂部ハウジング部分１６０２および底部ハウジング部分１６０４は、複数の内部構成要素が収容されることができる内部空洞を形成するために嵌合することができる。いくつかの実施形態では、ＳＩＰ１６１６は、底部ハウジング部分１６０４の頂部近くに配置することができ、受信機システム１６１８、アンテナ１６２９、センサモジュール１６３６、および位置合わせモジュール１６３４のような、底部ハウジング部分１６０４内の複数の他の内部構成要素の上方に配置することができる。受信機システム１６１８は、アンテナ１６２９の開口部１６３０内に配置することができ、受信機システム１６１８は、アンテナ１６２９と同一平面上に配置することができ、これは、受信機システム１６１８は、アンテナ１６２９が配置されるのと同じ水平面に沿って配置され得ることを意味する。いくつかの実施形態では、センサモジュール１６３６は、ウィンドウ２２０４の内面に取り付けられ、受信機システム１６１８の内径内に配置され得る。センサモジュール１６３６は、センシング機能を実行するための薄い心拍センサ２５０２および１つまたは複数のフォトダイオード２５０４を含むことができる。位置調整モジュール１６３４は、センサモジュール１６３６の上面に結合することができ、また受信機システム１６１８の内径内に配置することもできる。ＤＣシールド１６３８は、磁石１６４２の側縁から突き出てもよい。

本開示のいくつかの実施形態によれば、受信機システム１６１８、センサモジュール１６３６、および位置合わせモジュール１６３４はすべて、アンテナ１６２９の開口１６３０内に配置される。図２５Ａには示されていないが、アンテナ素子１８０２の底面に導電性アンテナ本体１１０８を配置することができる。図２５Ａに示すように、アンテナ１６２９は、底部ハウジング部分１６０４およびウィンドウ２２０４の一部の上に垂直に配置することができる。具体的には、頂部レベル１８０６は、底部ハウジング部分１６０４の一部の上に垂直に配置することができ、底部レベル１８０８はウィンドウ２２０４の一部の上に垂直に配置することができ、ステップ領域１８１０は、底部ハウジング部分１６０４およびウィンドウ２２０４の両方の横に横方向に配置することができる。底部ハウジング部分１６０４およびウィンドウ２２０４の両方の部分にわたって延びるようにアンテナ１６２９を構成することによって、アンテナ１６２９のサイズは、ポータブル電子デバイス内の空間の限られた量を考慮して最大にすることができ、それによってアンテナ１６２９の操作性を改善する。

装置の頂部が右側にあり、装置の底部が左側にある図２５Ｂの垂直断面図に示すように、強磁性シールド１４０４は、デバイスの底部近くの一次コイル１４０２の部分の上に配置することができ、強磁性シールド１４０４は、図１４Ａ〜図１４Ｅに関して本明細書で説明したように、デバイスの上部付近の一次コイル１４０２の部分の上に配置されない。さらに、二次コイル１４０６は、装置の底部付近に配置され、装置の上部では配置されず、強磁性シールド１４０４および一次コイル１４０２の両方の部分の周りに巻かれてもよい。アンテナ１６２９の左右の部分とは異なり、アンテナ１６２９の少なくともいくつかの頂部および底部は、図２５Ｂに示すように、底部レベルおよび／またはステップ領域を有さなくてもよい。底部レベルおよび／またはステップ領域を有さないことにより、アンテナ１６２９と受信機システム１６１８との間の電気的分離が大きくなる。図２５Ａにさらに示されているように、コンデンサ１８１３は、アンテナ１６２９の頂部レベル１８０６の窪んだ領域に配置されて、コンデンサ１８１３が実質的に装置のｚ高さに加わらないようにすることができる。

ＩＶ．ポータブル電子機器のためのウィンドウのコーティング
いくつかの実施形態では、背面ハウジングのウィンドウは、センサ装置が外部環境を測定することを可能にするために、赤外線（ＩＲ）放射に対して透明または不透明のインク層を含む複数の被覆層を含むことができる。図２６Ａ〜２６Ｄおよび図２７Ａ〜２７Ｈは、本開示のいくつかの実施形態による、ウィンドウの異なるコーティング構成を示す。具体的には、図２６Ａ〜図２６Ｄは、第１の構成においてウィンドウ２２０４の内面が異なる層でどのように被覆され得るかを示す一連の図解であり、図２７Ａ〜図２７Ｈは、第２の構成において、ウィンドウ２２０４の内面を異なる層でどのように被覆することができるかを示す一連の図である。多層コーティングとして組み合わされると、異なる層は、ウィンドウ２２０４の特定の領域でＩＲ放射を遮断することができ、一方でウィンドウの他の領域でＩＲ放射の伝播を可能にして、ポータブル電子デバイス１６００の１つまたは複数のセンサの動作を可能にし、一方で底部ハウジング部分１６０４からの赤外線放射漏れ及び外部環境からの測定ノイズを最小にする。

ウィンドウ２２０４上のインクコーティングの第１の構成を示す図２６Ａを参照すると、ＩＲ不透明層２６０２および２６０４は、ウィンドウ２２０４の選択された領域にコーティングすることができる。ＩＲ不透明層２６０２および２６０４は、ＩＲ放射がＩＲ不透明インクを実質的に透過しないように、ＩＲ放射の透過に実質的に耐えることができるＩＲ不透明インクで形成することができる。図２６Ａに示すように、ＩＲ不透明層２６０２はウィンドウ２２０４の外側領域に配置することができ、ＩＲ不透明層２６０４はウィンドウ２２０４の内側領域に配置することができる。両方のＩＲ不透過層２６０２及び２６０４は、第１の未被覆領域２６０６がＩＲ不透過層２６０２及び２６０４によってカバーされないように、環状であり、離間して位置することができる。さらに、ＩＲ不透明層２６０４は、ウィンドウ２２０４の中心に位置する第２の未コーティング領域２６０８もＩＲ不透明層２６０２および２６０４によって覆われないように、環状であってもよい。

いくつかの実施形態では、ＩＲ透明層２６１２は、第１の未コーティング領域２６０６の表面上にコーティングすることができる。ＩＲ透過層２６１２は、ＩＲ放射が顕著な抵抗なくＩＲ透過インクを透過できるようにＩＲ放射の透過を実質的に可能にするＩＲ透過インクで形成することができる。ＩＲ透明層２６１２は、１つ以上の開口２６１４がＩＲ透明層２６１２に残るように配置することができる。１つ以上の開口部２６１４は、窓２２０４がＩＲ透明層２６１２によって覆われていない領域であってもよく、ポータブル電子デバイス１６００内の１つ以上のセンサがウィンドウ２２０４を介して入力を受信するか、または出力を送信することができる。いくつかの実施形態では、ＩＲ透過層２６１２は、ＩＲ透過層２６１２がＩＲ不透過層２６０２および２６０４と合致する領域で、ＩＲ不透過層２６０２および２６０４の一部とわずかに重って、ＩＲ透過層２６１２とＩＲ不透明層２６０２および２６０４との間の界面におけるウィンドウ２２０４の完全な被覆を保証することがある。

ＩＲ不透明層およびＩＲ透明層が窓２２０４上にコーティングされると、次に、図２６Ｃに示すように、接触層をＩＲ不透明層２６０２の一部にコーティングすることができる。いくつかの実施形態では、コンタクト層は、第１のコンタクト２６２２および第２のコンタクト２６２４を含む。第１および第２の接点２６２２および２６２４の両方は、ウィンドウ２２０４の非常に外側の縁部に配置することができ、ギャップ２６３０ａおよび２６３０ｂによって電気的に分離することができる。第１および第２の接点２６２２および２６２４は、窓２２０４の外縁を包み込むことができ、第１および第２の接点２６２２および２６２４もウィンドウ２２０４の外面に存在する（図２４の外部接点２４０２および２４０４によって示される）。接点パッド２６２６及び２６２８は、それぞれ、第１及び第２の接点２６２２及び２６２４からの入力信号を受信するためにセンサデバイスが接触することができる接触面を提供する第１及び第２の接点２６２２及び２６２４の延長部とすることができる。コンタクト層は、ＡｌＴｉＮまたはＣｒＳｉＣＮから形成された金属合金のような導電性材料の薄い層であってもよい。

図２６Ｄに示すように、１つ以上の接着剤層をＩＲ不透過性およびＩＲ透過性コーティング上にコーティングすることができる。例えば、第１の接着剤層２６３２をＩＲ不透明層２６０４上にコーティングし、第２の接着剤層２６３４をＩＲ透明層２６１２上にコーティングすることができる。第１および第２の接着剤層２６３２および２６３４は、センサモジュール１６３６などの１つまたは複数のセンサ構成要素をウィンドウ２２０４に固定することができる。一部の実施形態では、第１及び第２の接着層２６３２及び２６３４は、２つの構造体を共に取り付けるための感圧接着剤（ＰＳＡ）などの任意の好適な材料で形成することができる。

次にウィンドウ２２０４上のインクコーティングの第２の構成を示す図２７Ａを参照すると、外部接触層をウィンドウ２２０４の外面に直接コーティングすることができる。コンタクト層は、間隙２７０６ａおよび２７０６ｂによって電気的および物理的に分離された第１外部接点２７０２および第２外部接点２７０４を含むことができる。いくつかの実施形態では、外部接点２７０２および２７０４は、ウィンドウ２２０４の外面およびウィンドウ２２０４の外縁のみにコーティングされ、ウィンドウ２２０４の内面には延びない導電性インク層である。

いくつかの実施形態では、ＩＲ透過層２７０８は、図２７Ｂに示されるように、外面の反対側のウィンドウ２２０４の内面にコーティングされ得る。ＩＲ透過層２７０８は、ＩＲ放射が顕著な抵抗なくＩＲ透過インクを透過できるようにＩＲ放射の透過を実質的に可能にするＩＲ透過インクで形成することができる。ＩＲ透過性層２７０８は、環状プロファイルを有し、１つ以上の開口部２７１０を含むように配置され得る。開口部２７１０は、窓２２０４がＩＲ透明層２７０８によって覆われていない領域であってもよく、ポータブル電子デバイス１６００内のセンサモジュール１６３６の１つ以上のセンサがウィンドウ２２０４を介して入力を受信するか、または出力を送信することができる。ＩＲ透過性層２７０８は、ＩＲ透過層２７０８の位置は、ＩＲ透過層２７０８の外径を取り囲む第１の覆われていない領域２７０９と、ＩＲ透過層２７０８の内径内の第２の覆われていない領域２７１１とをもたらすように、ウィンドウ２２０４の直径よりも小さい直径を有することができる。

図２７Ｃに示すように、次いで、第１の部分２７１２および第２の部分２７１４を含むＩＲ不透明層を、ウィンドウ２２０４の選択領域上にコーティングすることができる。第１の部分２７１２は、赤外線透過層２７０８の外径を取り囲むように、第１の覆われていない領域２７０９上にコーティングすることができ、第２の部分２７１４は、ＩＲ透明層２７０８の内径内の第２の覆われていない領域２７１１上にコーティングすることができる。第１の部分２７１２および第２の部分２７１４の両方は、図２７Ｃに示すような環状の輪郭を有することができる。第１の部分２７１２はＩＲ透過性層２７０８の外径に当接することができ、ウィンドウ２２０４の外縁から離れて配置することができ、これにより、ウィンドウ２２０４の覆われていない領域２７２０がウィンドウ２２０４の外縁の近くに存在する。第２の部分２７１４はＩＲ透明層２７０８の内径に当接し、窓２２０４の中心から離れて配置することができ、これにより、覆われていない領域２７２２がウィンドウ２２０４の中央に存在する。いくつかの実施形態では、第１の部分２７１２は、図２７Ｃに示すように、同心円のＩＲ不透明リングの交互のパターンと窓２２０４の覆われていない表面とで形成された断続的に覆われた領域２７１６を含む。断続的に覆われた領域２７１６は、ＩＲ透明層２７０８に隣接することができる。さらに図２７Ｃに示すように、ＩＲ不透明層はまた、ウィンドウ２２０４の外面上に配置されたギャップ２７０６ａ−ｂから直接横切ってウィンドウ２２０４の内面上に配置されたＩＲ不透明パッチ２７１８および２７１９を含むことができる。いくつかの実施形態では、ウィンドウ２２０４のいくつかの部分は、ＩＲ不透明パッチ２７１８および２７１９の横の領域２７１７ａ−ｂで露光されてもよい。ＩＲ不透明層は、ＩＲ放射がＩＲ不透明インクを実質的に透過しないように、ＩＲ放射の透過に実質的に耐えることができるＩＲ不透明インクで形成することができる。

ＩＲ不透明層が形成されると、間欠領域２７１６内の窓２２０４の覆われていない表面上に充填層２７２４を形成することができる。充填剤層２７２４は、グレーのハイライトインクのようなＩＲ不透明層の第１の部分２７１２の顔料よりも軽い顔料を有する材料で形成された化粧層であってもよい。任意の適切な化粧用インクを使用して、ＩＲ不透明層の第１の部分２７１２の顔料よりも濃い顔料を有する材料のような充填剤層２７２４を形成することができることを理解されたい。次に、図２７Ｅに示すように、間欠領域２７１６上に、充填層２７２４の露出した表面を覆うようにカプセル化層２７２６を形成し、間欠領域２７１６よりもＩＲ耐性機能を提供することができる。カプセル化層２７２６は、ＩＲ不透明層と同じ材料で形成することができる。

いくつかの実施形態では、図２７Ｆに示すように、ＩＲ不透明パッチ２７１８および２７１９の横の露出領域２７１７ａ−ｂの上にＩＲ透明パッチ２７２８ａ−ｂを形成することができ、図２７Ｇに示すように、コンタクト延長部２７３２および２７３４をウィンドウ２２０４の内面上にパターニングすることができる。接触延長部２７３２および２７３４は、ウィンドウ２２０４の外縁からウィンドウ２２０４の中心に向かって延び、封入層２７２６の一部を覆うことができる。次に、図２７Ｈに示すように、コンタクトパッド２７３６および２７３８を、それぞれのコンタクト延長部２７３２および２７３４の部分にわたってパターニングすることができる。例えば、コンタクトパッド２７３６は、ウィンドウ２２０４の中心に最も近いコンタクト延長部２７３２の端部を覆い、同様にコンタクト延長部２７３４に対してコンタクトパッド２７３６を覆うように、コンタクト延長部２７３２の一部の上にパターニングすることができる。接触パッド２７３６および２７３８は、センサモジュール１６３６内の１つ以上の検知部品のような１つ以上の電気部品が結合することができる接触面を提供できる。接触パッド２７３６および２７３８は、接触延長部２７３２および２７３４を介して図２７Ａに示す外部接触子２７０２および２７０４と電気的に結合することができる。したがって、接触パッド２７３６および２７３８に結合することによって、１つまたは複数の検知構成要素は、外部環境を感知するために外部接点２７０２および２７０４を利用することができる。

図２７Ａ〜図２７Ｈに示す様々な層が互いに当接して示されているが、当接層が互いに重なり合って、それらの間に隙間が存在しないことを確実にし、界面での窓２２０４の完全な被覆を確保することができることを理解されたい。この概念のより良い見通しは、図２８Ａ〜図２８Ｃに関して理解することができる。図２８Ａは、図２８Ｂ〜図２８Ｃの断面図の２つの切断線を示すために、図２７Ｈに示すように、すべての層がパターン化された後のウィンドウ２２０４の上面図である。具体的には、図２８Ｂは、コンタクトパッド２７３８を通るウィンドウ２２０４の断面図２８００であり、図２８Ｃは、不透明パッチ２７１８を通るウィンドウ２２０４の断面図２８０１である。

図２８Ｂに示すように、窓２２０４は、組み立てられたとき携帯型電子デバイスの内部に配置されるように構成された内面２８０２と、組み立てられたとき携帯型電子デバイスの外側に配置される外面２８０４と、外縁２８０６とを有することができる。開口部２７１０を有する赤外線透過層２７０８は、内面２８０２上に直接パターン形成することができ、ＩＲ不透明層の第１および第２の部分２７１２および２７１４は、内面２８０２上に直接的にパターン化することができ、一方で、ＩＲ透過層２７０８の上面の一部を、図２８ＢのＩＲ透過層２７０８の左端および右端として示される、その内径および外径に重ね合わせる。充填材層２７２４は、ＩＲ不透過層の第１の部分２７１２の断続的に覆われた領域２７１６の部分を重ね合わせながら、内面２８０２上に直接パターニングすることができ、封止層２７２６は、充填材層２７２４の上および充填材層２７２４に隣接する第１の部分２７１２の一部の上にパターン化することができる。図２８Ｂにさらに示されているように、外部接点２７０４は、外面２８０４上でパターン化され、ウィンドウ２２０４の外縁２８０６にわたって延在することができる。縁部２８０６は、縁部２８０６から窓２２０４上に直接的に、ＩＲ不透明層の第１の部分２７１２の一部の上に、および封止層２７２６の上に終端することができるコンタクト延長部２７３４によって覆うこともできる。そして、コンタクトパッド２７３８は、コンタクト延長部２７３４の一部にわたってパターニングされて、コンタクトパッド７２３８がウィンドウ２２０４の中心２８０８に最も近いコンタクト延長部２７３４の部分を覆うようにすることができる。

図２８Ｃを参照すると、カットラインは両方の外部コンタクト２７０２と２７０４との間を直接通過することができるので、外部コンタクトは断面図２８０１で見ることができず、カットラインはコンタクトパッドを通過しないので、コンタクト延長部２７３４コンタクトパッド２７３８が見える。しかしながら、ＩＲ不透明パッチ２７１８およびＩＲ透明パッチ２７２８ａが見られる。図示されているように、ＩＲ不透明パッチ２７１８は、ウィンドウ２２０４の縁部２８０６に全くでなくても非常に近くに延在し、ＩＲ不透過層の第１の部分２７１２の上面の一部をその内外径でオーバーラップさせることができる。ＩＲ透過性パッチ２７２８ａは、ＩＲ不透過性層の第１の部分２７１２の上面の一部と重なる一方で、内面２８０２上に直接的にパターン形成することができる。したがって、図２８Ｂおよび図２８Ｃを参照して分かるように、ＩＲ不透明インクおよびＩＲ透明インクの隣接層間には隙間が存在しないことがある。

図２４で述べたように、第１および第２の外部接点２４０２および２４０４は、ＥＫＧ検知機能を実行するために物理的接触を介してユーザの腕などの外部表面のパラメータを検知するための接点として使用することができる。第１および第２の外部接点２４０２および２４０４が外部環境を感知し、感知されたデータをポータブル電子デバイス内の構成要素に供給するために、第１および第２の外部接点２４０２および２４０４は、ウィンドウ２２０４の外面に配置することができ、図２９Ａ〜図３４に関してさらに後述するように、センサデバイスと結合するためにウィンドウ２２０４の内面に界面面を提供する。

図２９Ａ−２１は、本開示のいくつかの実施形態による、外部コンタクト、ウィンドウ、及び底部ハウジング部分（例えば、底部ハウジング部分１６０４）のための構造体の一部を横切る断面図を示し、底部ハウジング部分の外部領域の上面図を示す。図２９Ａ−２１は、外部表面のパラメータを感知するために接点が窓の外面に伸びることができる一方で、ポータブル電子デバイスの内部のセンサ装置と結合する接触面も提供するいくつかの異なる方法を示す。

図２９Ａは、本開示のいくつかの実施形態による、外部接点２９０２がウィンドウ２２０４のエッジ２８１０の周りを包む例示的な構成２９００を示す。図示されるように、接点２９０２は、ウィンドウ２２０４の外面２８０２、内面２８０４、および縁部２８１０に配置される部分を有することができる。したがって、外面２８０２上の外部接点２９０２に接触する外面は、内面２８０４上の外部接点２９０２の領域と接触することによって測定することができる信号を生成することができる。

図２９Ｂは、本開示のいくつかの実施形態による、コンタクト２９０９がビア２９１０に結合される例示的な構成２９０１を示す。接点２９０９は、ウィンドウ２２０４の外面２８０２に配置された導電性材料の層とすることができる。コンタクト２９０９は、信号をコンタクト２９０９から内面２８０４の領域に送るためにウィンドウ２２０４を通って延びるビア２９１０に結合することができる。

図２９Ｃは、本開示のいくつかの実施形態による、接点２９１２が、外面２９１４から接点２９１２の内面２９１６に信号を送ることができるスタンドアロン構造として構成された別の例示的な構成２９０３を示す。接点２９１２は構造体２２０２とウィンドウ２２０４の両方に直接取り付けることができ、ウィンドウ２２０４は構造体２２０２と構造的に結合される。いくつかの実施形態では、接点２９１２の底面は構造体２２０２に取り付けることができ、接点２９１２の上面はウィンドウ２２０４の底面に取り付けることができる。接点２９１２の構造体は、その内面２９１６に接触することによって測定可能な信号を生成するために、外部面が接点２９１２の外面２９１４と接触することを可能にする。

図３０は、図２９Ａ〜図２９Ｃで説明した接点のいずれかとして構成された第１接点３００２および第２接点３００４を有するボトムハウジング部３０００の外部領域の上面図を示す。示されるように、第１および第２の接点３００２および３００４は、それらが底部ハウジング部分３０００の構造体２２０２に当接するように、ウィンドウ２２０４のすべての外縁に配置することができる。図２９Ａ〜３０に記載された実施形態は、構造体２２０２に隣接する第１および第２のコンタクト３００２および３００４を示しているが、実施形態はこれに限定されない。一部の実施形態では、中間構造体は、第１及び第２の接点３００２及び３００４と構造体２２０２との間に配置することができる。

図３１Ａは、本開示のいくつかの実施形態による、中間構造３１０２がビア２９１０と構造体２２０２との間に配置される例示的な構成３１００を示す。中間構造体３１０２は、１つ以上のセンサが中間構造体３１０２を介して外部環境を測定することができるように、接点２９０９及びビア２９１０を構造体２２０２から遠くに位置させることができる。コンタクト２９０９およびビア２９１０の詳細は、図２９Ｂに関する開示から参照することができる。図１６に関して本明細書で述べたように、１つまたは複数のセンサを含むセンサモジュール１６３６をウィンドウ２２０４に取り付けることができる。したがって、いくつかの実施形態では、図３１Ｂに示すように、底部ハウジング部分の内面を平坦化するために、追加の透明構造（例えば、平坦化インサート）をウィンドウ２２０４に取り付けることができる。

図３１Ｂは、本開示のいくつかの実施形態による、ウィンドウ２２０４の内面が平坦化インサート３１０４を含む例示的な構成３１０１を示す。平坦化インサート３１０４は、ウィンドウ２２０４と結合するための湾曲した上面と、センサモジュール（図示せず）が取り付けられる湾曲した上面の反対側の平坦な底面とを有することができる。いくつかの実施形態では、平坦化インサート３１０４は、ウィンドウ２２０４のものと同様の透明な構造とすることができる。

図３２は、図３１Ａ−３１Ｃに示すように構成された中間構造３１０２および第１および第２のコンタクト３２０２および３２０４を含む底部ハウジング部分３２００の外部領域の上面図を示す。中間構造体３１０２は、第１及び第２の接点３２０２及び３２０４が構造体２２０２と隣接しないように第１及び第２の接点３２０２及び３２０４と構造体２２０２との間に位置する環状の構造体であってもよい。いくつかの実施形態では、中間構造３１０２は、ウィンドウ２２０４のような透明な構造で形成される必要はない。代わりに、中間構造体３１０２は、構造体２２０２と同様の非透明な構造体で形成することができる。

図３３Ａは、本開示のいくつかの実施形態による、中間構造３３０２が窓２２０４上の接点２９０２と構造体２２０２との間に配置される例示的な構成３３００を示す。接点２９０２の詳細は、図２８Ｂおよび図２９Ａに関する開示から参照することができる。中間構造体３３０２は、構造体２２０２から離れた位置に接点２９０２を位置決めすることができる。一部の実施形態では、中間構造体３３０２は、接点２９０２及び構造体２２０２に取り付けられた個別の構造体である。中間構造３３０２は、窓２２０４を接点２９０２と共に遠方に広げるように設計することができ、これにより、外部表面と接点２９０２の外部表面との間の良好な接触を行うことができ、またこれにより、外部表面と構造体２２０２との間の断続的接触が最小限に抑えられる（これは、外部表面が構造体２２０２、すなわち底部ハウジング部分１６０４と接触するときにシステムの地面にノイズが発生する可能性があるため望ましいことがある）。いくつかの実施形態では、中間構造３３０２は、ジルコニアなどの構造体２２０２と同じ材料で形成することができる。

図３３Ａは、中間構造３３０２を別個の構造として示しているが、実施形態はそれに限定されない。図３３Ｂは、本開示のいくつかの実施形態による、中間構造３３０４が構造体２２０２の一部として形成される例示的な構成３３０１を示す。このような実施形態では、中間構造体３３０２及び構造体２２０２は、モノリシック構造体を形成することができ、同じ材料で形成することができる。

図３４は、図３３Ａ−３３Ｃに示されるように構成された中間構造３３０２および第１および第２の接点３４０２および３４０４を含む底部ハウジング部分３４００の外部領域の上面図を示す。中間構造体３３０２は、第１及び第２の接点３４０２及び３４０４が外部面と良好に接触するように外側へ延びるように第１及び第２の接点３４０２及び３４０４と構造体２２０２との間に位置する環状の構造体であってもよい。

Ｖ．ポータブル電子デバイスのためのタッチセンシティブダイヤル
図１６に関して本明細書で説明するように、頂部ハウジング部分はダイヤルを含むことができる。ダイヤルは、ＥＫＧ検知を実行するための接点として機能することができるタッチセンシティブダイヤルであってもよい。ダイヤルは、図３５および図３６に関して本明細書で説明するように、一緒に結合されたときに、ダイヤルの外面から内側タッチ構成要素への導電経路を形成する様々な構成要素を含むことができる。

図３５は、本開示のいくつかの実施形態による、例示的なタッチセンシティブダイヤル３５００の分解図を示す簡略図である。ダイヤル３５００は、ねじ付きシート３５０４に結合されたクラウンダイヤル３５０２を含むことができる。クラウンダイヤル３５０２は、ユーザの指などの外部物体と接触することによって１つ以上の入力を受けるフェースコンタクト３５２０及び周辺コンタクト３５２２と、ねじ付きインサート３５２４とを含むことができる。ねじ付きインサート３５２４は、クラウンカラー３５０６、インサートプレート３５０８、及びスイッチブラケット３５１２の開口部を貫通してねじ付きシート３５０４に結合することができる。スイッチブラケット３５１２は、ねじ付きシート３５０４と、ねじ付きシート３５０４が取り付けられるシアプレート３５１０とを収容することができる。せん断板３５１０は、容量性タッチ構成要素３５１８に結合することができ、これは、ダイヤル３５００から電気信号を携帯型電子デバイスの内部構成要素に送るための複数の電気配線構成要素を含むことができる。ダイヤル３５００を貫通する例示的な電気経路が図３６に示される。

図３６は、本開示のいくつかの実施形態による、ダイヤル３５００の例示的な電気経路３６０２を示すダイヤル３５００の断面図３６００である。一部の例では、電気経路３６０２は、ユーザの指がフェースコンタクト３５２０に接触する場合などにクラウンダイヤル３５０２のフェースコンタクト３５２０から始まってもよい。次いで、電気経路３６０２は、ねじ付きインサート３５２４を貫通してねじ付きシート３５０４に連続することができる。ネジ式シート３５０４に一旦配置されると、電気経路３６０２は、せん断プレート３５１０を通って続き、容量性タッチ構成要素３５１８で終わることができる。したがって、電気入力信号は、ポータブル電子デバイスがＥＫＧ検知などの１つまたは複数の機能を実行することを可能にするために、ダイヤル３５００を介して経路指定することができる。

本発明を特定の実施形態に関して説明してきたが、本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内のすべての改変および均等物をカバーすることが意図されていることが理解されよう。

Claims (20)

1. ポータブル電子デバイスであって、
   ディスプレイを含んでいる上部及びウィンドウを含んでいる下部を備える筐体であって、前記下部が、前記上部と結合して内部空洞を形成するように構成されている、筐体と、
   前記内部空洞内に配置され、アンテナ素子、及び前記アンテナ素子の底面に結合された導電性アンテナ体を備えたアンテナであって、前記アンテナの中心に配置され、前記アンテナの内縁によって規定される開口部を有する、アンテナと、
   前記内部空洞及び前記アンテナ開口部内に配置されたワイヤレス充電受電システムであって、内径及び外径を有する一次コイル、前記一次コイルの少なくとも２つの表面の一部を覆う強磁性シールド、並びに前記一次コイル及び前記強磁性シールドの重複している部分の周囲に巻き付けられた二次コイルを備える、ワイヤレス充電受電システムと、
   前記内部空洞及び前記一次コイルの前記内径内に配置されたセンサモジュールであって、前記ポータブル電子デバイスの外部の環境のパラメータを測定するように構成された少なくとも１つの検知デバイスを備える、センサモジュールと、
   を有するポータブル電子デバイス。
2. 前記一次コイルが、第１の方向に第１の周波数で伝搬する時変磁束を受信するように構成され、前記二次コイルが、前記第１の方向と異なる第２の方向に前記第１の周波数と異なる第２の周波数で伝搬する時変磁束を受信するように構成された、請求項１に記載のポータブル電子デバイス。
3. 前記導電性アンテナ体が、前記アンテナ素子の前記底面に適合する導電材料の層であり、電波を介して通信信号を送受信するように構成されている、請求項１に記載のポータブル電子デバイス。
4. 前記強磁性シールドが、第１の半径方向の位置から、前記第１の半径方向の位置と異なる第２の半径方向の位置に広がる、請求項１に記載のポータブル電子デバイス。
5. 前記アンテナの前記内縁が前記ワイヤレス充電受電システムの外形に適合する、請求項１に記載のポータブル電子デバイス。
6. 前記センサモジュールが、前記筐体の前記下部の前記ウィンドウを介して前記環境の前記パラメータを測定するように構成されている、請求項１に記載のポータブル電子デバイス。
7. 前記アンテナが、
   前記アンテナの外縁を形成するトップレベルと、
   前記アンテナ開口部及び前記アンテナの前記内縁を形成するボトムレベルと、
   前記トップレベルと前記ボトムレベルとの間に配置された段差領域とを有する、請求項１に記載のポータブル電子デバイス。
8. 前記トップレベル及び前記ボトムレベルがそれぞれ、別個かつ平行な平面に沿って配置された平面構造体であり、前記段差領域が、円形形状を有して前記トップレベルを前記ボトムレベルに結合する前記アンテナの垂直部分である、請求項７に記載のポータブル電子デバイス。
9. ポータブル電子デバイスであって、
   ディスプレイを含んでいる上部及びウィンドウを含んでいる下部を備える筐体であって、前記下部が、前記上部と結合して内部空洞を形成するように構成されており、前記ウィンドウが、前記ウィンドウの内面及び外面の一部に塗られた複数のインク層を含んでいる、筐体と、
   前記内部空洞内に配置され、非導電材料を含んだスペーサであって、前記スペーサが、前記スペーサの中心で開口部を形成する、スペーサと、
   前記内部空洞及び前記開口部内に配置されたワイヤレス充電受電システムであって、内径及び外径を有する一次コイル、前記一次コイルの少なくとも２つの表面の一部を覆う強磁性シールド、並びに前記一次コイル及び前記強磁性シールドの重複している部分の周囲に巻き付けられた二次コイルを備える、ワイヤレス充電受電システムと、
   前記内部空洞及び前記一次コイルの前記内径内に配置されたセンサモジュールであって、前記ポータブル電子デバイスの外部の環境のパラメータを測定するように構成された少なくとも１つの検知デバイスを備える、センサモジュールと、
   前記センサモジュールに結合された位置調整モジュールであって、位置調整磁石、及び前記位置調整磁石の上面に取り付けられたＤＣシールドを備える、位置調整モジュールと、
   前記ワイヤレス充電受電システムと前記筐体の前記下部の前記ウィンドウとの間に配置された電磁シールド層と、
   を有する、ポータブル電子デバイス。
10. 前記ウィンドウの中心が前記複数のインク層によって覆われないように、少なくとも１つのＩＲ透明層及び少なくとも１つのＩＲ不透明層が前記ウィンドウの前記内面の一部に塗られている、請求項９に記載のポータブル電子デバイス。
11. 前記ウィンドウの中心が少なくとも１つの導電性インク層によって覆われないように、前記少なくとも１つの導電性インク層が前記ウィンドウの前記外面の一部に塗られている、請求項９に記載のポータブル電子デバイス。
12. 前記筐体の前記上部と前記スペーサとの間に配置されたシステムインパッケージを更に備える、請求項９に記載のポータブル電子デバイス。
13. 前記スペーサが、
    前記スペーサの外縁を形成するトップレベルと、
    前記開口部及び前記スペーサの内縁を形成するボトムレベルと、
    前記トップレベルと前記ボトムレベルとの間に配置された段差領域とを備える、請求項９に記載のポータブル電子デバイス。
14. 前記スペーサの前記内縁及び前記段差領域が、両方とも円形形状を有する、請求項１３に記載のポータブル電子デバイス。
15. 第１のワイヤレス充電送電器であって、
    第１の充電面を有する第１の筐体と、
    複数回巻いたより線から形成され、前記第１の筐体内かつ前記第１の充電面の下に配置された少なくとも１つの第１の送電コイルであって、前記第１の充電面を通って上方に第１の時変磁場を生成するように構成された、少なくとも１つの第１の送電コイルと、
    を有する第１のワイヤレス充電送電器と、
    ワイヤレス充電受電器であって、
    ディスプレイを含んでいる上部及びウィンドウを含んでいる下部を備える筐体であって、前記下部が、前記上部と結合して内部空洞を形成するように構成されている、筐体と、
    前記内部空洞内に配置され、アンテナ素子、及び前記アンテナ素子の底面に結合された導電性アンテナ体を備えるアンテナであって、前記アンテナの中心に配置され、前記アンテナの内縁によって規定される開口部を有する、アンテナと、
    前記内部空洞及び前記アンテナ開口部内に配置されたワイヤレス充電受電システムであって、内径及び外径を有し、前記少なくとも１つの第１の送電コイルによって生成された前記第１の時変磁場を受信するように構成された一次受電コイル、前記一次受電コイルの少なくとも２つの表面の一部を覆う強磁性シールド、並びに前記一次受電コイル及び前記強磁性シールドの重複している部分の周囲に巻き付けられた二次受電コイルを備える、ワイヤレス充電受電システムと、
    前記内部空洞及び前記一次受電コイルの前記内径内に配置されたセンサモジュールであって、前記ポータブル電子デバイスの外部の環境のパラメータを測定するように構成された少なくとも１つの検知デバイスを備える、センサモジュールと、
    を有するワイヤレス充電受電器と、
    を有する、ワイヤレス充電システム。
16. 前記少なくとも１つの送電コイルが、第１の方向に第１の周波数で前記時変磁場を生成するように構成された、請求項１５に記載のワイヤレス充電システム。
17. 第２の充電面を有する第２の筐体と、
    複数回巻いたより線から形成され、前記第２の筐体内かつ前記第２の充電面の下に配置された少なくとも１つの第２の送電コイルであって、前記第１の方向と異なる第２の方向に前記第１の周波数と異なる第２の周波数で、前記第２の充電面を通って上方に第２の時変磁場を生成するように構成された、少なくとも１つの第２の送電コイルと、
    を有する第２のワイヤレス充電送電器を更に有する、請求項１５に記載のワイヤレス充電システム。
18. 前記二次受電コイルが、前記第２のワイヤレス充電送電器の前記少なくとも１つの第２の送電コイルによって生成された前記第２の時変磁場を受信するように構成された、請求項１７に記載のワイヤレス充電システム。
19. 前記アンテナが、
    前記アンテナの前記外縁を形成するトップレベルと、
    前記アンテナ開口部及び前記アンテナの前記内縁を形成するボトムレベルと、
    前記トップレベルと前記ボトムレベルとの間に配置された段差領域とを備える、請求項１５に記載のワイヤレス充電システム。
20. 前記導電性アンテナ体が、前記アンテナ素子の前記底面に適合する導電材料の層であり、電波を介して通信信号を送受信するように構成されている、請求項１５に記載のワイヤレス充電システム。