JP4843658B2 - バッテリパック及び情報処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリパック及び情報処理装置に関する。

近年において、近接非接触通信機能を備える携帯電話やパーソナルコンピュータ等の情報処理装置が広く普及するようになってきている。このような近接非接触通信機能を備える情報処理装置では、非接触通信機能を備えるＩＣカード（非接触ＩＣカード）と比べて、非接触通信時の通信特性を確保することが難しくなってきているという状況を迎えている。

非接触通信時の通信特性に差を生じさせる要因の一つにアンテナ特性の差がある。非接触ＩＣカードの場合は、カードサイズのアンテナ規格（ＩＤ−１）が存在しており、この規格に合わせて設計すればよいので、通信特性の確保が比較的容易である。一方、近接非接触通信機能を備える情報処理装置、特に携帯電話においては、アンテナの形状が機種によって異なるためにアンテナ特性に差が生じ、結果として非接触通信時の通信特性に差が生じてしまう。

また、携帯電話の場合には、アンテナ特性に影響を及ぼしやすい金属や磁性体の実装状態も機種毎に異なるためにアンテナ特性に差が生じ、結果として携帯電話を用いた非接触通信時の通信特性に差が生じてしまう。

今後の近接非接触通信機能を備える情報処理装置を用いたサービスの拡大を考えると、どの機種であってもアンテナ特性に差が生じないのが理想であり、アンテナ特性の標準化が必要であると考えられる。しかし、高機能化、小型化を図ることが特に重要な携帯電話においては、十分な特性を取ることができる標準的なアンテナを実装するための容積を、全ての機種に渡って確保することは非常に困難であるという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、近接非接触通信機能を備える情報処理装置において、どの機種にも標準的なアンテナ特性を有するを内蔵でき、かつ実装するための構造を確保することが可能な、新規かつ改良された情報処理装置、およびかかる情報処理装置に用いられるバッテリパックを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、磁界を発生させるアンテナコイルと、電池セルと、電池セルと電気的に接続されている正極端子および負極端子と、を備え、電池セルからの電流または電池セルへの電流と、アンテナコイルからの信号またはバッテリへの信号とを重畳したものを正極端子もしくは負極端子から送出し、または正極端子もしくは負極端子から受ける、バッテリパックが提供される。

かかる構成によれば、アンテナコイルは磁界を発生させ、電池セルは、正極端子および負極端子と電気的に接続されている。そして、電池セルからの電流または電池セルへの電流と、アンテナコイルからの信号またはバッテリへの信号とを重畳したものを正極端子もしくは負極端子から送出し、または正極端子もしくは負極端子から受ける。その結果、バッテリパックに近接非接触機能を備えることで、かかるバッテリパックを用いる機器であれば標準的な特性を有するアンテナを内蔵でき、かつアンテナを実装するための構造を確保することが可能となる。

アンテナコイルと正極端子または負極端子との間に、共振周波数を決定する共振回路をさらに備えていてもよい。

アンテナコイルと正極端子または負極端子との間にハイパスフィルタを備えていてもよい。また、電池セルと正極端子または負極端子との間にローパスフィルタを備えていてもよい。

アンテナコイルと電池セルとは、磁性体シートを間に挟む積層構造を有していてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、バッテリパックと、バッテリパックから電源の供給を受ける情報処理装置本体と、を含み、バッテリパックは、磁界を発生させるアンテナコイルと、電池セルと、電池セルと電気的に接続されている正極端子および負極端子と、を備え、電池セルからの電流または電池セルへの電流と、アンテナコイルからの信号またはバッテリへの信号とを重畳したものを正極端子もしくは負極端子を介して情報処理装置本体へ送出し、または情報処理装置本体から正極端子もしくは負極端子を介して受ける、情報処理装置が提供される。

バッテリパックと情報処理装置本体のいずれかに共振周波数を決定する共振回路を備えていてもよい。共振回路は、アンテナコイルと正極端子または負極端子との間に備えていてもよい。

アンテナコイルと正極端子または負極端子との間にハイパスフィルタを備えていてもよい。また、電池セルと正極端子または負極端子との間にローパスフィルタを備えていてもよい。

アンテナコイルと電池セルとは、磁性体シートを間に挟む積層構造を有していてもよい。

上記情報処理装置本体は携帯電話であってもよい。

以上説明したように本発明によれば、近接非接触通信機能を備える情報処理装置において、どの機種にも標準的な特性を有するアンテナを内蔵でき、かつ実装するための構造を確保することが可能な、新規かつ改良された情報処理装置、およびかかる情報処理装置に用いられるバッテリパックを提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、以下の順序に従って本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
〔１〕本発明の一実施形態にかかる携帯電話の構成
〔２〕本発明の一実施形態にかかるバッテリパックの構成
〔３〕本発明の一実施形態の変形例の説明
〔４〕まとめ

〔１〕本発明の一実施形態にかかる携帯電話の構成
まず、本発明の一実施形態にかかる携帯電話および当該携帯電話を用いた近接非接触通信の概要について説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる携帯電話２０および携帯電話２０を用いた近接非接触通信の概要について説明する説明図である。以下、図１を用いて、本発明の一実施形態にかかる携帯電話２０および携帯電話２０を用いた近接非接触通信の概要について説明する。

本発明の一実施形態にかかる携帯電話２０は、本発明の情報処理装置の一例であり、内部にアンテナコイルを実装した機器である。携帯電話２０の内部にアンテナコイルを実装し、同じく内部にアンテナコイルを実装したリーダライタ１０との間で近接非接触通信が可能となる。

リーダライタ１０に内蔵されたアンテナコイル（図示せず）に電流を流すと、リーダライタ１０のアンテナコイルから磁界が発生する。リーダライタ１０のアンテナコイルから磁界が発生している状態で携帯電話２０をリーダライタ１０に近接させると、リーダライタ１０のアンテナコイルから発生している磁界が、携帯電話２０のアンテナコイルを通過する。携帯電話２０のアンテナコイルを、リーダライタ１０のアンテナコイルから発生している磁界が通過することで、電磁誘導により携帯電話２０のアンテナコイルを電流が流れる。この、電磁誘導により相手方に電流が流れる現象を利用して、リーダライタ１０と携帯電話２０との間で近接非接触通信を行っている。

携帯電話２０からリーダライタ１０への応答には、負荷変調を用いている。負荷変調は、携帯電話２０に内蔵された回路（ＩＣチップ）の内部の負荷を有効にしたり無効にしたりすることによって、リーダライタ１０に対するＩＣチップのインピーダンスを変化させるものである。リーダライタ１０では、ＩＣチップの電力消費の変化量を携帯電話２０の電圧変化量として検波しており、電圧の変化が発生したことでリーダライタ１０は携帯電話２０からの応答があったものと認識することができる。

リーダライタ１０からの磁界を受けた携帯電話２０では、例えば携帯電話２０の内部に設けられたキャパシタのキャパシタンスを変化させて、共振周波数を変化させることで、リーダライタ１０に対して応答を行う。すなわち、キャパシタンスの変化によって携帯電話２０のインピーダンスにも変化が生じる。このインピーダンスの変化を利用することで、リーダライタ１０のように磁界を発する装置は、携帯電話２０が電波の受信に対して応答を行ったかどうかを判断することができる。

以上、図１を用いて、本発明の一実施形態にかかる携帯電話２０および携帯電話２０を用いた近接非接触通信の概要について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる携帯電話２０で用いられるバッテリパックの概要について説明する。図２は、本発明の一実施形態にかかる携帯電話２０で用いられるバッテリパック１００を模式的に示す説明図である。以下、図２を用いて、本発明の一実施形態にかかる携帯電話２０で用いられるバッテリパックの概要について説明する。

〔２〕本発明の一実施形態にかかるバッテリパックの構成
図２に示したように、本発明の一実施形態にかかるバッテリパック１００は、電池セル１０２と、磁性体シート１０４と、アンテナコイル１０６と、回路基板１０８と、を含んで構成される。

電池セル１０２は、充放電可能な二次電池であり、例えばリチウムイオン二次電池等を用いてもよい。またバッテリパック１００は、図２には図示しないが、正極端子および負極端子を備えており、正極端子および負極端子によって電池セル１０２から電流を流したり、電池セル１０２を充電したりすることができる。

アンテナコイル１０６は、電流を流すことで磁界を発生させるものであり、磁界を用いた近接非接触通信のためのコイルである。今日においては、アンテナコイル１０６を非常に薄く作成することができる。

回路基板１０８は、バッテリパック１００の制御のための各種回路が実装された基板である。例えば、回路基板１０８には、電池セル１０２への充電を制御するための充電制御用ＩＣや、電池セル１０２を過充電や過放電から保護するための充電池保護回路などが実装されている。

電池セル１０２は、通常は外皮を金属物で構成する。従って、電池セル１０２がアンテナコイル１０６と密着すると、アンテナコイル１０６と電池セル１０２の外皮とが密着していると、アンテナコイル１０６からの磁界の発生によって電池セル１０２の外皮に渦電流が生じる。この電池セル１０２の外皮における渦電流の発生は、アンテナコイル１０６による近接非接触通信の通信特性を大きく劣化させてしまう。

そこで、本実施形態にかかるバッテリパック１００においては、アンテナコイル１０６と電池セル１０２の外皮とが密着しないよう、磁性体シート１０４を電池セル１０２とアンテナコイル１０６との間に挟みこむ積層構造を有している。磁性体シート１０４は、単一の磁性層からなるものであってもよく、異なる比誘電率を有する複数の磁性層からなるものであってもよい。また、磁性体シート１０４は、磁性層と非磁性層を交互に積層する構造を有するものであってもよい。

図２に示したように、磁性体シート１０４を電池セル１０２とアンテナコイル１０６との間に挟みこむ積層構造を有することによって、電池セル１０２の外皮における渦電流の発生を抑えることができる。従って、かかる積層構造を有することによって、電池セル１０２の外皮として構成される金属物がアンテナコイル１０６に及ぼす影響を軽減し、通信特性を確保することができる。

なお、電池セル１０２、磁性体シート１０４．アンテナコイル１０６の形状および厚さは、図２に示したものに限られないことは言うまでも無い。また、バッテリパック１００における回路基板１０８の配置に関しても、図２に示したものに限られないことは言うまでも無い。

図２に示したような、電池セル１０２とアンテナコイル１０６との間に磁性体シート１０４が挟み込まれている積層構造を有するバッテリパック１００を、近接非接触通信用のアンテナとして用いる。そして、バッテリパック１００を保護する蓋には、プラスチックなどアンテナ特性に影響を及ぼさないものを用いることができる。蓋の部材にプラスチック等を用いることで、携帯電話の機種によらずにアンテナ特性（アンテナコイルのサイズ、アンテナコイル周辺の磁性体や金属の状況）を所定の範囲内に収めることができる。

従って、携帯電話その他の情報処理装置が、図２に示したようなバッテリパック１００を用いれば、通常の手段でアンテナを実装する際に課題となる、機種ごとのアンテナコイルの実装状況やアンテナサイズの違いを吸収できる。また、このバッテリパック１００に内蔵されたアンテナコイル１０６の特性がリーダライタ１０側の設計指標となり、サービスの互換性が保つことができる。

以上、図２を用いて本発明の一実施形態にかかるバッテリパック１００の概要について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかるバッテリパック１００及びバッテリパック１００が接続される携帯電話本体の回路構成について説明する。

図２に示した本発明の一実施形態にかかるバッテリパック１００を用いる場合、携帯電話の本体側にアンテナコイルを内蔵していない。従って、バッテリパック１００に内蔵されたアンテナコイルを用いて近接非接触通信を行うためには、何らかの形で携帯電話本体とバッテリパック１００に内蔵されたアンテナコイルとを接続する必要がある。

図６は、バッテリパック１００ａと、携帯電話本体１５０ａと、を備えた携帯電話２０ａの構成について示す説明図である。図６では、バッテリパック１００ａと携帯電話本体１５０ａの回路構成の一例について示している。

図６に示したバッテリパック１００ａは、図２に示したバッテリパック１００と同様に、電池セル１０２とアンテナコイル１０６との間に磁性体シート１０４が挟み込まれている積層構造を有するものである。そして、図６では、バッテリパック１００ａと携帯電話本体１５０ａとは、正極端子１２２、負極端子１２４、およびデータ用端子１２５の３つの端子でお互いに接続されている形態を示している。

図６に示した回路構成においては、バッテリパック１００ａの中に、近接非接触通信時における共振周波数を決定する共振用回路１１２と、近接非接触通信を制御する非接触通信用ＩＣ１１３とが内蔵されている。なお、共振用回路１１２は所定の容量を有するキャパシタを含んで構成されている。アンテナコイル１０６と、共振用回路１１２とによって設定される共振周波数は、例えば近接非接触通信の通信規格の一つであるＩＳＯ１４４４３において定められている１３．５６ＭＨｚに設定される。

非接触通信用ＩＣ１１３と、携帯電話本体１５０ａに内蔵されたメインシステム１５２と間の、通信はデータ用端子１２５を用いて行われる。また、電池セル１０２からの放電や、電池セル１０２への充電は、電池セル１０２と電気的に接続されている正極端子１２２および負極端子１２４を介して行われる。

なお、図６に示した回路構成において、バッテリパック１００ａに内蔵される充電池保護回路１１８は、図２に示したバッテリパック１００の回路基板１０８に形成される回路である。充電池保護回路１１８は、電池セル１０２への過充電や過放電を防ぐ構成を有している。なお充電池保護回路１１８の詳細な構成については本発明と直接関係が無いため、ここでは詳細な説明は省略する。充電池保護回路１１８の構成については、例えば、本件出願人による特開２００８−１１５９７号公報等を参照されたい。

図６に示したようにバッテリパック１００ａおよび携帯電話本体１５０ａを構成することにより、バッテリパックに内蔵されたアンテナコイルと携帯電話本体とを接続することができる。そして、バッテリパックに内蔵されたアンテナコイルと携帯電話本体とを接続することによってバッテリパックに内蔵されたアンテナコイルを用いた近接非接触通信が可能となる。

しかし、図６に示した回路構成では、従来の携帯電話本体とバッテリパックとの接続に比べて、従来には無かったデータ通信用端子を追加しなければならない。また、バッテリパックに非接触通信用ＩＣ１１３を内蔵する必要がある。バッテリパックへの非接触通信用ＩＣ１１３の内蔵は、交換を前提としているバッテリパックのコストとサイズに影響を大きく及ぼしてしまう。また端子を増やすことで、携帯電話本体においても、増加分の端子を考慮した設計をしなければならない。従って、機種ごとのアンテナコイルの実装状況やアンテナサイズの違いを吸収できるメリットよりも、コストやサイズ面でのデメリットが大きくなってしまうという問題が生じてしまう。

そこで、近接非接触通信を制御する非接触通信用ＩＣを、携帯電話本体に内蔵する構成を検討する。図７は、バッテリパック１００ｂと携帯電話本体１５０ｂとを備える携帯電話２０ｂの構成について示す説明図である。図７では、バッテリパック１００ｂおよび携帯電話本体１５０ｂの回路構成の一例について示している。

図７に示したバッテリパック１００ｂは、図２に示したバッテリパック１００と同様に、電池セル１０２とアンテナコイル１０６との間に磁性体シート１０４が挟み込まれている積層構造を有するものである。そして、図７では、バッテリパック１００ｂと携帯電話本体１５０ｂとは、正極端子１２２、負極端子１２４、およびアンテナ端子１２６の３つの端子でお互いに接続されている形態を示している。

図７では、非接触通信用ＩＣ１５４を携帯電話本体１５０ｂの内部に備えた構成を示している。メインシステム１５２からの制御により、非接触通信用ＩＣ１５４が生成した変調波形は、アンテナ端子１２６を介しバッテリパック１００ｂのアンテナコイル１０６に伝達される。また、また、電池セル１０２からの電流の供給や、電池セル１０２への充電は、正極端子１２２および負極端子１２４を用いて行われる。

図７に示したようにバッテリパック１００ｂおよび携帯電話本体１５０ｂを構成することにより、バッテリパックに非接触通信用ＩＣを内蔵する必要が無くなる。また、このように構成することで、コストやサイズ面でのデメリットを生じることなく、機種ごとのアンテナコイルの実装状況やアンテナサイズの違いを吸収できる。

しかし、図７に示した構成では、従来の携帯電話本体とバッテリパックとの接続に比べて、従来には無かったアンテナ端子１２６を追加しなければならない。新たに端子を追加することで、新たにコネクタを用意する必要があり、従来のバッテリパックと互換性がなくなってしまうという問題が生じてしまう。また端子を増やすことで、携帯電話本体においても、増加分の端子を考慮した設計をしなければならない。

そこで、新たな端子を追加せずに、またバッテリパックに非接触通信用ＩＣを内蔵させずに、バッテリパックに内蔵されたアンテナコイルと携帯電話本体とを接続することができることが望ましい。以下では、そのような構成を有する携帯電話本体およびバッテリパックの回路構成について説明する。

図３は、本発明の一実施形態にかかる携帯電話２０の構成について示す説明図である。以下、図３を用いて、本発明の一実施形態にかかる携帯電話２０の構成について説明する。

図３に示したように、本発明の一実施形態にかかる携帯電話２０は、バッテリパック１００と、携帯電話本体１５０と、を含んで構成される。

バッテリパック１００は、電池セル１０２と、アンテナコイル１０６と、共振用回路１１２と、ＨＰＦ（Ｈｉｇｈ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ；ハイパスフィルタ）１１４と、ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ；ローパスフィルタ）１１６と、充電池保護回路１１８と、を含んで構成される。電池セル１０２、アンテナコイル１０６、共振用回路１１２、および充電池保護回路１１８は、図６および図７に示したものと同一のものであるため、ここでは詳細な説明は省略する。

また、携帯電話本体１５０は、メインシステム１５２と、非接触通信用ＩＣ１５４と、電源ＩＣ１５６と、ＨＰＦ１５８と、ＬＰＦ１６０と、を含んで構成される。

ＨＰＦ１１４、１５８は、所定の周波数（遮断周波数）以上帯域を通過させ、遮断周波数より小さい帯域を遮断（減衰）させるフィルタであり、例えばキャパシタや抵抗によって構成される。一方ＬＰＦ１１６、１６０は、所定の周波数（遮断周波数）以下の帯域を通過させ、遮断周波数より大きい帯域を遮断（減衰）させるフィルタであり、例えばキャパシタやコイル、抵抗によって構成される。

携帯電話本体１５０の電源ＩＣ１５６と、バッテリパック１００の充電池保護回路１１８とは、ＬＰＦ１１６およびＬＰＦ１６０を介して接続されている。電池セル１０２は直流電源であるので、電池セル１０２からの電流はＬＰＦ１１６およびＬＰＦ１６０を通過することができる。従って、電池セル１０２からの直流電力は、充電池保護回路１１８、ＬＰＦ１１６およびＬＰＦ１６０を介して電源ＩＣ１５６に供給することが可能である。

バッテリパック１００から直流電力の供給を受けた電源ＩＣ１５６は、直流電力をメインシステム１５２や非接触通信用ＩＣ１５４に供給する。なお、メインシステム１５２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｙ）、メモリ、携帯電話用無線通信システム等で構成される。なお、本発明においては、バッテリパック１００からの直流電力を、電源ＩＣ１５６を介さず非接触通信用ＩＣ１５４の電源端子に直接供給しても良い。

なお、電池セル１０２からの直流電力は、ＨＰＦ１１４およびＨＰＦ１５８を介して接続されている、バッテリパック１００の内部のアンテナコイル１０６や、携帯電話本体１５０の内部の非接触通信用ＩＣ１５４の送信端子や受信端子に直接供給されることはない。また、電池セル１０２へ充電する場合も同様に、電源ＩＣ１５６からの直流電流は電池セル１０２へのみ供給可能であるので、他の回路に影響を与えずに、電池セル１０２へ問題なく充電することが可能である。

なお、ＨＰＦ１１４、１５８のフィルタ特性は、電池セル１０２からの直流電力を遮断し、アンテナコイル１０６および共振用回路１１２による近接非接触通信に影響が出ないものであれば、任意のものを選択することができる。同様に、ＬＰＦ１１６、１６０のフィルタ特性は、電池セル１０２からの直流電力を通過させて、アンテナコイル１０６および共振用回路１１２による高周波信号を遮断するものであれば、任意のものを選択することができる。

バッテリパック１００と携帯電話本体１５０とを図３のように構成し、バッテリパック１００と携帯電話本体１５０とが正極端子１２２および負極端子１２４で接続された状態で、携帯電話２０がリーダライタ１０にかざされた状態を考える。

携帯電話２０がリーダライタ１０にかざされると、リーダライタ１０から送信される変調波がバッテリパック１００のアンテナコイル１０６に伝送される。ここで、リーダライタ１０から送信される変調波は搬送波と変調成分からなる高周波である。そのため、リーダライタ１０から送信され、アンテナコイル１０６が受信した変調波は、ＨＰＦ１１４を通過することができる。一方、リーダライタ１０から送信される変調波はＬＰＦ１１６およびＬＰＦ１６０を通過することができないため、電池セル１０２から電源ＩＣ１５６へ供給される直流電力に影響を与えることはない。

従って、アンテナコイル１０６が受信した変調波は、電池セル１０２が供給している直流電圧に重畳することができる。アンテナコイル１０６が受信し、電池セル１０２が供給している直流電圧に重畳された変調波は、ＨＰＦ１５８で直流成分が遮断されて、変調波成分のみが取り出される。

ＨＰＦ１５８を介して非接触通信用ＩＣ１５４の受信端子に到達した変調波を非接触通信用ＩＣ１５４において復調することで、携帯電話２０はリーダライタ１０から送信された情報を取得することができる。非接触通信用ＩＣ１５４で復調された情報はメインシステム１５２に送られ、メインシステム１５２で情報の処理が行われた後、返信データが非接触通信用ＩＣ１５４に伝達される。

非接触通信用ＩＣ１５４は、一般的な近接非接触通信における返信と同様に、負荷変調を行うことによって、リーダライタ１０への返信を行うことができる。リーダライタ１０への返信の際にも、リーダライタ１０からの受信時と同様に、電池セル１０２が供給する直流電圧に変調波を重畳する。変調波はＬＰＦ１１６およびＬＰＦ１６０を通過することができないため、電池セル１０２から電源ＩＣ１５６へ供給される直流電力に影響を与えることはない。

図４Ａ〜図４Ｃは、本発明の一実施形態にかかる携帯電話２０において、アンテナコイル１０６が受信した変調波、電池セル１０２が供給する直流電圧、および両者を重畳したものの波形の一例について示す説明図である。

図４Ａは、アンテナコイル１０６が受信した変調波の波形の一例を示す説明図であり、図４Ｂは、電池セル１０２が供給する直流電圧の波形の一例を示す説明図である。そして、図４Ｃは、アンテナコイル１０６が受信した変調波と、電池セル１０２が供給する直流電圧とを重畳した場合の波形の一例を示す説明図である。

図４Ａに示した波形は、図３に示した携帯電話２０の構成において、共振用回路１１２とＨＰＦ１１４との間、および非接触通信用ＩＣ１５４とＨＰＦ１５８との間を流れる変調波の波形の一例である。また、図４Ｂに示した波形は、図３に示した携帯電話２０の構成において、ＬＰＦ１１６と充電池保護回路１１８との間、および電源ＩＣ１５６とＬＰＦ１６０との間を流れる直流電圧の波形の一例である。そして、図４Ｃに示した波形は、図３に示した携帯電話２０の構成において、ＨＰＦ１１４およびＬＰＦ１１６と、ＨＰＦ５８およびＬＰＦ１６０の間を流れる、変調波と直流電圧とが重畳されたものの波形の一例である。

このように、アンテナコイル１０６が受信した変調波と、電池セル１０２が供給する直流の電源電圧とを重畳できるように携帯電話２０を構成することで、端子を追加することなく、アンテナコイル１０６をバッテリパック１００に内蔵することができる。電池セル１０２が供給する直流電源の線路にＨＰＦおよびＬＰＦを挿入することによって、一つのコネクタに電源と非接触通信の役割を重畳させることができ、従来のものと同様のコネクタの形状でバッテリパック１００を作ることが可能となる。従って、携帯電話本体１５０も、従来のものと同様に設計することができ、端子を増やす必要も無いので、製造面でのコストを抑えることができる。

〔３〕本発明の一実施形態の変形例の説明
以上、本発明の一実施形態にかかる携帯電話２０の構成について説明した。なお、上記実施形態においては、正極端子１２２によって接続される線路上にＨＰＦ１１４、１５８およびＬＰＦ１１６、１６０を設けていたが、本発明はかかる例に限定されない。ＨＰＦやＬＰＦは、負極端子１２４によって接続される線路上に設けてもよい。負極端子１２４によって接続される線路上にＨＰＦやＬＰＦを設けた場合も、同様に直流電圧と変調波とを重畳させることができることは言うまでも無い。

また上記実施形態においては、バッテリパック１００に共振用回路１１２を内蔵した構成を有する場合を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。図５は、本発明の一実施形態にかかる携帯電話２０の構成の変形例について示す説明図である。図５では、バッテリパック１００’と、携帯電話本体１５０’と、を備える携帯電話２０’について示しており、バッテリパック１００’および携帯電話本体１５０’の回路構成について示している。

図３に示した携帯電話２０の構成の他に、図５に示したように、共振用回路１５７を携帯電話本体１５０’に設けてもよい。共振用回路１５７を携帯電話本体１５０’に設けた場合であっても、アンテナコイル１０６を用いた近接非接触通信は問題なく行える。

なお、共振用回路１１２を携帯電話本体１５０’に設けることで、近接非接触通信機能を有しない、または携帯電話本体側にアンテナコイルを備えている携帯電話にバッテリパック１００’が接続された場合に対応することができる。

すなわち、かかる携帯電話にバッテリパック１００’が接続された場合には、バッテリパック１００’に共振用回路（キャパシタ）が存在しないので、アンテナコイル１０６を用いた近接非接触通信は不可能である。従って、近接非接触通信機能を有しない、または携帯電話本体側にアンテナコイルを備えている携帯電話にバッテリパック１００’が接続された場合であっても、互換性を保って、問題なく携帯電話を使用することが可能である。

〔４〕まとめ
以上説明したように本発明の一実施形態によれば、バッテリパック１００の内部にアンテナコイル１０６を備えることで、どの機種にも標準的な特性を有するアンテナを内蔵でき、かつ実装するための構造を確保することが可能となる。

また、アンテナコイル１０６から送られ、またアンテナコイル１０６に送られる高周波と、電池セル１０２から送られ、また電池セル１０２に送られる直流の電圧とを重畳することで、近接非接触通信のための端子を、従来からある正極端子または負極端子と兼用することができる。そして、ハイパスフィルタやローパスフィルタを回路内に適切に配置することで、高周波の電池セル１０２への影響や、直流の電圧の近接非接触通信への影響を防ぐことができる。

さらに、電池セル１０２とアンテナコイル１０６との間に磁性体シート１０４を挟んだ積層構造を有することにより、電池セルの外皮の金属がアンテナコイル１０６を用いた近接非接触通信に与える影響を低減させることができる。

なお、上記実施形態では、本発明の情報処理装置の一例として携帯電話２０を挙げて説明したが、本発明においては、情報処理装置は携帯電話に限られないことは言うまでも無い。例えば、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の小型の情報処理端末、ゲーム機等に、本発明の一実施形態にかかるバッテリパック１００を用いてもよい。

また、上記実施形態では、バッテリパック１００は電池セル１０２とアンテナコイル１０６との間に磁性体シート１０４が挟み込まれている積層構造を有していたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、電池セル１０２の外皮に、アンテナコイル１０６による近接非接触通信に影響を与えない材料を用いることができれば、電池セル１０２とアンテナコイル１０６とを積層する構造であってもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、バッテリパック及び情報処理装置に適用可能である。

本発明の一実施形態にかかる携帯電話２０および携帯電話２０を用いた近接非接触通信の概要について説明する説明図である。 本発明の一実施形態にかかる携帯電話２０で用いられるバッテリパック１００を模式的に示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる携帯電話２０の構成について示す説明図である。 アンテナコイル１０６が受信した変調波の波形の一例を示す説明図である。 電池セル１０２が供給する直流電圧の波形の一例を示す説明図である。 アンテナコイル１０６が受信した変調波と、電池セル１０２が供給する直流電圧とを重畳した場合の波形の一例を示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる携帯電話の構成の変形例について示す説明図である。 バッテリパック１００ａおよび携帯電話本体１５０ａの回路構成の一例について示す説明図である。 バッテリパック１００ｂおよび携帯電話本体１５０ｂの回路構成の一例について示す説明図である。

符号の説明

１０ リーダライタ
２０ 携帯電話
１００ バッテリパック
１０２ 電池セル
１０４ 磁性体シート
１０６ アンテナコイル
１０８ 回路基板
１１２ 共振用回路
１１４ ＨＰＦ
１１６ ＬＰＦ
１１８ 充電池保護回路
１２２ 正極端子
１２４ 負極端子
１５０ 携帯電話本体
１５２ メインシステム
１５４ 非接触通信用ＩＣ
１５６ 電源ＩＣ
１５７ 共振用回路
１５８ ＨＰＦ
１６０ ＬＰＦ

Claims (12)

1. 磁界を発生させるアンテナコイルと、
   電池セルと、
   前記電池セルと電気的に接続されている正極端子および負極端子と、
   を備え、
   前記電池セルからの電流または前記電池セルへの電流と、前記アンテナコイルからの信号または前記アンテナコイルへの信号とを重畳したものを前記正極端子もしくは前記負極端子から送出し、または前記正極端子もしくは前記負極端子から受ける、バッテリパック。
2. 前記アンテナコイルと前記正極端子または前記負極端子との間に、共振周波数を決定する共振回路をさらに備える、請求項１に記載のバッテリパック。
3. 前記アンテナコイルと前記正極端子または前記負極端子との間にハイパスフィルタを備える、請求項１に記載のバッテリパック。
4. 前記電池セルと前記正極端子または前記負極端子との間にローパスフィルタを備える、請求項１に記載のバッテリパック。
5. 前記アンテナコイルと前記電池セルとは、磁性体シートを間に挟む積層構造を有する、請求項１に記載のバッテリパック。
6. バッテリパックと、
   前記バッテリパックから電源の供給を受ける情報処理装置本体と、
   を含み、
   前記バッテリパックは、
   磁界を発生させるアンテナコイルと、
   電池セルと、
   前記電池セルと電気的に接続されている正極端子および負極端子と、
   を備え、
   前記電池セルからの電流または前記電池セルへの電流と、前記アンテナコイルからの信号または前記アンテナコイルへの信号とを重畳したものを前記正極端子もしくは前記負極端子を介して前記情報処理装置本体へ送出し、または前記情報処理装置本体から前記正極端子もしくは前記負極端子を介して受ける、情報処理装置。
7. 前記バッテリパックと前記情報処理装置本体のいずれかに共振周波数を決定する共振回路を備える、請求項６に記載の情報処理装置。
8. 前記共振回路は、前記アンテナコイルと前記正極端子または前記負極端子との間に備える、請求項７に記載の情報処理装置。
9. 前記アンテナコイルと前記正極端子または前記負極端子との間にハイパスフィルタを備える、請求項６に記載の情報処理装置。
10. 前記電池セルと前記正極端子または前記負極端子との間にローパスフィルタを備える、請求項６に記載の情報処理装置。
11. 前記アンテナコイルと前記電池セルとは、磁性体シートを間に挟む積層構造を有する、請求項６に記載の情報処理装置。
12. 前記情報処理装置本体は携帯電話である、請求項６に記載の情報処理装置。
    

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