JP4659596B2

JP4659596B2 - 通信装置

Info

Publication number: JP4659596B2
Application number: JP2005330475A
Authority: JP
Inventors: 博志浦江
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2025-11-15
Also published as: JP2007142567A

Description

本発明は、本体部と表示部の間で光信号の交換を行う電子機器において、該信号交換が通信部内の光反射を利用した光通信により行われる通信装置に関する。

従来から、携帯型電話機あるいはノート型パーソナルコンピュータなどの携帯型電子機器において、携帯時の持ち運びの容易性を考慮して折りたたみ可能な構成が採用されている。このような場合、電子機器は、一般にＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）や各種記憶装置などの端末主要部（本体部）と液晶式ディスプレイなどの画像表示部とを分けて、折りたたみ式の構成を採っている。

従来例に係る折り畳み式電子機器の断面図を図５に示す。この従来例において、信号が本体部２１からヒンジ部２３を経由して表示部２２へ送受信される。かかる折り畳み式電子機器においては、信号の伝送のため一般的にはメタル線２４が使用される。例えば、携帯電話の場合メタル線が使用されているため、開閉を繰り返すことによって、メタル線に材料疲労がたまると言う問題が発生し、この状態が長く続くと、いつかは疲労限度を超えてメタル線が切れ、断線という結果になってしまう。

またメタル線２４がＥＭＩ（ｅｌｅｃｔｏｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒ−ｆｅｒｅｎｃｅ電磁波妨害）により、高周波の信号にノイズが発生しやすくなるという問題もあり、通信容量が日々増大傾向にある現状において、最近では光ファイバーを用いた光通信が注目されている。しかし、光ファイバが使用される場合でも、開閉の形状変化により光ファイバに疲労がたまり同様の問題が発生する。

また、光ファイバを用いた場合、発光素子と光ファイバの結合（光結合）をするときの不良により、伝送量の損失が発生することが考えられる。損失を減らす、すなわち光結合の効率を向上させるためには、量産時において発光素子の光軸が、全て同じ向きになっていることが望ましい。しかし、発光素子のサイズが数百マイクロメートルであるため、発光素子と光ファイバとの結合時の正確な位置コントロールは容易ではない。そのため、このような光結合には、素子同士の受発光部を合わせる調芯工程が必要とされる。

このようなヒンジにおけるケーブルや光ファイバーの断線という問題を解決する電子機器のヒンジ部の通信手段として、例えば、特許文献１が知られている。図６に、特許文献１の発明に係るコンピュータ本体とディスプレイユニットとの連結部分の構造を表す断面図を示す。
特許第３５１９５５４号公報

しかし、特許文献１の発明は、光空間通信を行う発光素子２７と受光素子２８との位置を回転軸上において、ほぼ一致させなければ光空間通信の特性上、正しく通信を行うことができない。つまり、特許文献１の発明では、通信を行う発光素子と受光素子との取り付けの位置決め精度を厳密に管理する必要があるため、生産工程上管理が容易でなかった。

本発明は、以上の点に着目して成されたもので、可動部を介した電子機器内において耐久性と生産容易性が向上した通信を可能にする技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するため、以下（１）と（２）の構成を備えるものである。

（１）電子機器本体部と他の機器部とを回転可能に連結するヒンジ機構の前記本体部側に設けられ当該ヒンジ機構の回転軸を中心とした回転面を基調とする凹曲面からなる反射面を有する第一の素子取付部と、前記ヒンジ機構の前記他の機器側に設けられ前記第一の素子取付部と対向するように当該ヒンジ機構の回転軸を中心とした回転面を基調とする凹曲面からなる反射面を有する第二の素子取付部とからなる通信部と、
前記第一の素子取付部及び第二の素子取付部の一方に設けられる発光素子と、
前記素子取付部の他方に設けられる受光素子と、を有し、
前記第一の素子取付部及び第二の素子取付部が、前記回転軸上で互いの面が向かい合うようにされることを特徴とする通信装置。

（２）前記発光素子と前記受光素子との少なくとも一方が、
前記凹曲面上の前記回転軸中心とは異なる位置に設けられることを特徴とする、前記（１）記載の通信装置。

本発明の通信装置では、ヒンジ機構を介して本体部と表示部との間の通信を行なう電子機器において、送信側の発光素子と受信側の受光素子とを用いてメタル線や光ファイバーケーブルなどの有線を用いることなく上記通信を実現する。

また、本発明の通信装置は、発光素子と受光素子とが取り付けられる素子取付部について、その形状が発光素子からの光を受光素子に反射可能なように凹曲面に形成する。

さらに、本発明の通信装置は、素子取付部が凹曲面であることによって上述の通り反射を利用して発光素子と受光素子との通信を実現するため、従来の光空間通信のように受発光素子の受発光部の位置を正確に合わせることがない。

よって本発明によれば、可動部を介した電子機器内において耐久性と生産容易性が向上した通信を可能にする技術を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

本実施例の形態では、本発明の通信装置を携帯型電話機に適用した一例について説明する。なお、本発明の通信装置は、例えばノート型パーソナルコンピュータなど他の様々な電子機器のヒンジ機構を挟んだ通信に用いることができるのはいうまでもない。

本発明の第一の実施例を図１、図２及び図３に示す。図１、図２及び図３に示したように、本体部１と表示部２の間にあるヒンジ部３に通信部８を設ける。例えば、素子取付部Ａの通信部には通信用発光素子４が付けられている。他方の素子取付部Ｂは、表示部２と一体に固定されていて、素子取付部Ｂには受光素子５が付けられている。

図２に示すように、通信部８は、本体部１側の素子取付部Ａと表示部２側の素子取付部Ｂとからなる。素子取付部Ａ、Ｂは、ヒンジ部３の本体部１側の部分３Ａと表示部２側の部分３Ｂとに設けられている。素子取付部Ａ、Ｂは、ヒンジ部３の回転中心９と同軸に設けられる。そして、素子取付部Ａ、Ｂは、電子機器の折りたたみ動作時にヒンジ部３が回動するのに伴い互いの位置が回転中心９上で変化する。

また、素子取付部Ａ、Ｂの形状は、回転中心９上で互いの面が向かい合うようにされ、ほぼ球面状の凹曲面をなしている。なお、素子取付部Ａ、Ｂの形状は、球面状に限らず、例えば断面形状が放物線でそれを回転中心９で回転させた形状を含む様々な曲面あるいは平面を有するものなど、通信部８内で発光素子４からの発光が受光素子５に正しく入光して通信が成立可能な形状であればよい。

本体部１側の素子取付部Ａ又は表示部２側の素子取付部Ｂの何れに発光素子４または受光素子５を取り付けるかは、何れが送信側又は受信側になるかによって決定される。

通信時は素子取付部Ａと素子取付部Ｂが合体し、発光素子４から発射された光が通信部の内壁で反射され反射光が発生し、通信部内に閉じ込められる。やがて、その反射光が受光素子５で受け取られ光通信が完成することとなる。

通信部の回転中心線はヒンジ部３の回転中心線９と同一又はほぼ同一であり、表示部２が本体部１に対し回転した場合、通信部ＡとＢは通信部の回転端面７で合わされるため、軸上で相対的に位置ずれが発生する。この時、通信部内の発光素子４と受光素子５の位置も相対的に変わるが、光は通信部８に閉じ込められていることから、位置が変わっても、光信号が通信部内壁の反射を経て、受光素子５に信号が伝達されることは明らかである。

本発明は通信部８を設けることで、発光素子４と受光素子５がそれぞれ分割されたＡとＢの素子取付部に取り付けられれば、通信機能は果たせる。したがって、発光素子及び受光素子を回転軸上において位置を正確に合わせる必要性はない。

本実施例における通信方法は、例えば以下の手順によって行なわれる。

本体部に備えられるＣＰＵ（不図示）は、表示部の液晶素子を駆動する駆動回路（不図示）に対して信号を送信する。このとき、送信された信号は、変調回路と発光素子駆動回路（不図示）とを介して発光素子に入力する。そして、発光素子は、この本体部から送信された信号に基づいて発光する。

発光素子からの光は、ともに凹曲面を有する本体部側の素子取付部（第一の素子取付部）と表示部側の素子取付部（第ニの素子取付部）とが反射面となり、表示部側の復調回路と液晶駆動回路（不図示）を介して表示部が駆動される。

本発明の他の実施例を以下に挙げる。

通信部８は実施例１では球面状にしているが、通信部の回転端面７が円形状であれば、素子が付いている取付部の断面の円が半楕円であっても、本発明に係る電子機器を実現できる。この場合、図４の奥行きＬ３２又は奥行きＲ３３が回転端面７の円の半径より短くても、通信には支障がない。

本発明においては、通信部８の断面形状の対称性は重要でないため、例えば図４において奥行きＬ３２と奥行きＲ３３とが等しくない通信部８を有する電子機器であっても、本発明の効果を得ることができる。

通信部内の反射光をより強く得るために、金、銀、アルミなどの反射膜を反射面に施せば安定した信号伝送が可能な電子機器を実現できる。ただ、ヒンジ部３の材料によっては反射膜を付けなくても本発明の効果を得ることができる。

実施例１でヒンジ部３の片方向通信の例を挙げていたが、同一ヒンジ部に二対の通信部を設ければ、双方向の通信が可能な本発明に係る電子機器を実現できる。

また、本発明の通信装置は、実施例１では通信部８内に一組の受発光素子を入れて一方向の通信を実現していたが、発光素子と受光素子との組合せを入れ替えて通信部８内に二組の受発光素子を配置することによって双方向の通信を実現することもできる。この場合、一組の受発光素子間の信号伝送を、時分割制御や周波数制御で多重化するものであってもよい。

実施例１では、一対の本体部１と表示部２の例を示したが、本発明の通信装置は、複数の本体部間の通信機能、又は複数の表示部間の通信機能を有し、かつそれらがヒンジ部を介したものである電子機器にも適用することができる。

本発明の実施例１に係る通信装置の外観図である。図１のＣ部の拡大図である。図２の断面図である。本発明に係る通信部の断面図である。従来例に係る電子機器の断面図である。特許文献１の発明に係るコンピュータ本体とディスプレイユニットとの連結部分の構造を示す断面図である。

符号の説明

１本体部
２表示部
３ヒンジ部
３Ａヒンジ部の本体部側部分
３Ｂヒンジ部の表示部側部分
４発光素子
５受光素子
６素子に連結されたメタル線
７通信部の回転端面
８通信部
９ヒンジ部の回転中心線
２１本体部
２２表示部
２３ヒンジ部
２４メタル線
２５コンピュータ本体
２６ディスプレイユニット
２７発光素子
２８受光素子
３２通信部の奥行きＬ
３３通信部の奥行きＲ
Ａ発光素子側の素子取付部
Ｂ受光素子側の素子取付部

Claims

電子機器本体部と他の機器部とを回転可能に連結するヒンジ機構の前記本体部側に設けられ当該ヒンジ機構の回転軸を中心とした回転面を基調とする凹曲面からなる反射面を有する第一の素子取付部と、前記ヒンジ機構の前記他の機器側に設けられ前記第一の素子取付部と対向するように当該ヒンジ機構の回転軸を中心とした回転面を基調とする凹曲面からなる反射面を有する第二の素子取付部とからなる通信部と、
前記第一の素子取付部及び第二の素子取付部の一方に設けられる発光素子と、
前記素子取付部の他方に設けられる受光素子と、を有し、
前記第一の素子取付部及び第二の素子取付部が、前記回転軸上で互いの面が向かい合うようにされることを特徴とする通信装置。
前記発光素子と前記受光素子との少なくとも一方が、
前記凹曲面上の前記回転軸中心とは異なる位置に設けられることを特徴とする、請求項１記載の通信装置。