JP6258103B2 - ワイヤレス給電システムおよびアクティブスタイラスペン - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、ワイヤレス給電システムおよびアクティブスタイラスペンに関する。
近年、タブレット端末やノートPC(personal computer)といったバッテリ駆動可能で持ち運びが容易な電子機器が広く普及している。この種の電子機器の多くは、ユーザによる入力操作を容易にするために、手書き入力機能(ペン入力機能)を備えている。
手書き入力機能で用いられるペンには、電磁誘導方式のデジタイザペン、静電方式タッチパネルでのアクティブスタイラスペンまたはパッシブスタイラスペン、抵抗膜方式タッチパネルでのスタイラスペン等、種々のペンが存在する。
特開2009−223915号公報
アクティブスタイラスペンは、近年精度が向上し、また、パームリジェクションも可能であるため、将来有望であるものの、電池の搭載が必要であり、電池が空になると使用できなくなってしまう。
さらに、ペンの形状から、電池サイズも限定せざるを得ない。電池と等価なデバイスも含めると、1次電池、2次電池、電気2重層キャパシタが候補であるが、サイズ、重量、駆動時間の点で、一長一短がある。例えば、電気2重層キャパシタを使えば、ペンの径を小さくできやすく、かつ軽量になるが、駆動時間が短くなる。
本発明が解決しようとする課題は、給電しながらペンを動作させることを実現するワイヤレス給電システムおよびアクティブスタイラスペンを提供することである。
実施形態によれば、ワイヤレス給電システムは、静電方式のタッチパネルを有する電子機器から前記タッチパネル上で手書き入力操作を行うためのアクティブスタイラスペンに無線給電する。前記電子機器は、前記タッチパネルが配置される筐体上面と直交する磁束を発生させるように配置される送電用の第1コイルを具備する。前記アクティブスタイラスペンは、前記第1コイルが発生させる磁束により共鳴する受電用の1以上の第2コイルと、本体部と、クリップ部とを具備する。前記アクティブスタイラスペンの軸が前記電子機器の筐体上面に平行し、かつ、前記本体部と前記クリップ部とが前記電子機器の筐体上面部または筐体周辺部の前記電子機器が載置される面に接触した第1状態で存在する場合に前記1以上の第2コイルの中の1つが前記第1コイルと平行となるように、前記1以上の第2コイルが配置される。
実施形態のワイヤレス給電システムを構成するタブレット端末およびアクティブスタイラスペンの外観を示す図。 実施形態のタブレット端末のシステム構成を示す図。 実施形態のアクティブスタイラスペンのシステム構成を示す図。 実施形態のタブレット端末内における送電部コイルの配置例を示す図。 実施形態のアクティブスタイラスペン内における受電部コイルの配置例を示す図。 実施形態のタブレット端末の送電部コイルとアクティブスタイラスペンの受電部コイルとの理想的な位置関係を説明するための図。 実施形態のアクティブスタイラスペン内における受電部コイルの第1の配置パターンを説明するための図。 実施形態のタブレット端末上にアクティブスタイラスペンが置かれる様子を示す図。 実施形態のアクティブスタイラスペン内における受電部コイルの第2の配置パターンを説明するための図。 実施形態のアクティブスタイラスペン内における受電部コイルの第3の配置パターンを説明するための図。 実施形態のアクティブスタイラスペン内における受電部コイルの第4の配置パターンを説明するための図。 実施形態のタブレット端末の側面部にアクティブスタイラスペンが置かれる様子を示す図。 実施形態のタブレット端末の側面部にアクティブスタイラスペンが置かれた場合におけるタブレット端末の送電部コイルとアクティブスタイラスペンの受電部コイルとの位置関係を示す図。 実施形態の手書き入力操作中にタブレット端末からアクティブスタイラスペンに無線給電される様子を示す図。
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態のワイヤレス給電システムを構成するタブレット端末1およびアクティブスタイラスペン2の外観を示す図である。本ワイヤレス給電システムは、磁界共鳴方式または直流共鳴方式により、タブレット端末1からアクティブスタイラスペン2にワイヤレスで電力を供給する(無線給電)。
図1に示されるように、タブレット端末1は、本体11とタッチスクリーンディスプレイ12とを備える。タッチスクリーンディスプレイ12は、本体11の上面に重ね合わせるように取り付けられている。
本体11は、薄い箱形の筐体を有している。タッチスクリーンディスプレイ12には、フラットパネルディスプレイと、フラットパネルディスプレイ上でのアクティブスタイラスペン2の接触位置を検出するセンサとが組み込まれている。センサは、静電方式のタッチパネルであって、アクティブスタイラスペン2をサポートする機能を有している。フラットパネルディスプレイは、例えばLCD(Liquid crystal display)である。タッチパネルは、フラットパネルディスプレイの画面を覆うように設けられる。
図2は、タブレット端末1のシステム構成を示す図である。
図2に示されるように、タブレット端末1は、CPU101、システムコントローラ102、主メモリ103、グラフィクスコントローラ104およびBIOS−ROM105を備えている。また、タブレット端末1は、不揮発性メモリ106、無線通信デバイス107、EC(Embedded controller)108、無線給電用送電回路109および送電部コイル110を備えている。
CPU101は、タブレット端末1内の各種モジュールの動作を制御するプロセッサである。CPU101は、不揮発性メモリ106から主メモリ103に各種ソフトウェアをロードして実行する。CPU101は、BIOS−ROM105に格納された基本入出力システム(BIOS:Basic input/output system)も実行する。BIOSは、ハードウェア制御のためのプログラムである。
システムコントローラ102は、CPU101のローカルバスと各種コンポーネントとの間を接続するデバイスである。システムコントローラ102には、主メモリ103をアクセス制御するメモリコントローラも内蔵されている。また、システムコントローラ102は、PCI EXPRESS規格のシリアルバスなどを介してグラフィクスコントローラ104との通信を実行する機能も有している。
グラフィクスコントローラ104は、タブレット端末1のディスプレイモニタとして使用されるLCD12Aを制御する表示コントローラである。LCD12Aは、グラフィクスコントローラ104によって生成される表示信号に基づき画面イメージを表示する。LCD12A上にはタッチパネル12Bが配置されている。タッチパネル12Bは、LCD12Aの画面上で入力を行うための静電方式のポインティングデバイスである。アクティブスタイラスペン2が画面上に接触した位置は、このタッチパネル12Bによって検出される。
無線通信デバイス107は、無線LANまたは3G移動通信などの無線通信を実行するデバイスである。EC108は、電力管理のための電源回路108Aを含むワンチップマイクロコンピュータである。EC108は、ユーザによるパワーボタンの操作に応じてタブレット端末1を電源オン/オフする機能を有している。
無線給電用送電回路109は、送電部コイル110を使って電源回路108Aからの電力をアクティブスタイラスペン2に送電する回路である。送電部コイル110は、無線給電用送電回路109の制御の下、アクティブスタイラスペン2の受電部コイルを共鳴させるための磁束を発生させるコイルである。
図3は、アクティブスタイラスペン2のシステム構成を示す図である。
図3に示されるように、アクティブスタイラスペン2は、受電部コイル201、無線給電用受電回路202、充放電回路203およびアクティブスタイラスペン構成回路204を備えている。
受電部コイル201は、タブレット端末1の送電部コイル110からの磁束により共鳴することで電力を発生させるコイルである。無線給電用受電回路202は、受電部コイル201が発生させた電力を安定化させて充放電回路203に供給する回路である。充放電回路203は、2次電池または電気2重層キャパシタ(以下、2次電池/電気2重層キャパシタ203Aと称する)を含み、無線給電用受電回路202から供給される電力で2次電池/電気2重層キャパシタ203Aを充電し、また、当該2次電池/電気2重層キャパシタ203Aの電力をアクティブスタイラスペン構成回路204に動作用電力として供給する回路である。このように、アクティブスタイラスペン2は、2次電池/電気2重層キャパシタ203Aを電源としてアクティブスタイラスペン構成回路204が動作することにより入力デバイスとして機能し、2次電池/電気2重層キャパシタ203Aは、タブレット端末1の電源回路108Aからの電力で充電される。そして、本ワイヤレス給電システムは、タブレット端末1から送電される電力をアクティブスタイラスペン2にて効率良く受電されるように、受電部コイル201の配置を工夫したものであり、以下、この点について詳述する。
図4は、タブレット端末1内における送電部コイル110の配置例を示す図である。図4中、(A)および(B)の双方とも、タブレット端末1の上部から内部を見た場合を想定している。
(A)は、タッチスクリーンディスプレイ12が重ね合わせられる本体11の上面全域を囲むように送電部コイル110を配置する例を示している。また、(B)は、タッチスクリーンディスプレイ12が重ね合わせられる本体11の上面の一部領域を囲むように送電部コイル110を配置する例を示している。(A)、(B)のいずれの場合も、送電部コイル110で囲まれた領域において、タッチスクリーンディスプレイ12が重ね合わせられる本体11の上面と直交する磁束が発生する。以下、コイルで囲まれた領域が面する向きを、コイルの向きと称する。
図5は、アクティブスタイラスペン2内における受電部コイル201の配置例を示す図である。ここでは、アクティブスタイラスペン2の側面部から内部を見た場合を想定している。
図5に示されるように、受電部コイル201は、当該受電部コイル201で囲まれた領域がアクティブスタイラスペン2の軸と直交する方向(側面部方向)に面するように、例えばアクティブスタイラスペン2の後端部に配置される。つまり、アクティブスタイラスペン2の軸と直交する向きに受電部コイル201は配置される。なお、ここでは、スペースを確保し易いと考えられるアクティブスタイラスペン2の後端部に受電部コイル201を配置する例を示すが、これに限定されるものではなく、スペースがあれば、アクティブスタイラスペン2の中間部あるいは先端部に配置しても良い。
図5に示されるように配置される受電部コイル201は、アクティブスタイラスペン2が(軸を水平にして[寝かせて])置かれた状況により、その向きが変化する。この点を踏まえて、次に、図6を参照して、タブレット端末1の送電部コイル110とアクティブスタイラスペン2の受電部コイル201との理想的な位置関係について説明する。
図6中、符号300は、タブレット端末1の送電部コイル110が発生させる磁束を示す。アクティブスタイラスペン2の受電部コイル201は、この磁束300と垂直に交差する向きで存在することが望ましい。典型的には、送電部コイル110で囲まれた領域上において、送電部コイル110と同じ向き、つまり、送電部コイル110と平行とすることで、送電部コイル110が発生させる磁束300と垂直に交差する向きに受電部コイル201を存在させることができる(受電部コイル201[A])。また、送電部コイル110と水平の直線上に位置することでも、送電部コイル110が発生させる磁束300と垂直に交差する向きに受電部コイル201を存在させることができる(受電部コイル201[B])。
前述したように、タブレット端末1の送電部コイル110は、タッチスクリーンディスプレイ12が重ね合わせられる本体11の上面と直交する磁束を発生させるように配置されている。換言すると、送電部コイル110は、タッチスクリーンディスプレイ12の画面と直交する向きに配置されている。そこで、本ワイヤレス給電システムは、アクティブスタイラスペン2がタッチスクリーンディスプレイ12上に置かれた際、アクティブスタイラスペン2の受電部コイル201がタブレット端末1の送電部コイル110と平行となるようにした。さらに、アクティブスタイラスペン2がタブレット端末1の周辺部に置かれた際、送電部コイル110と水平の直線上に位置するように受電部コイル201を配置することで、受電部コイル201と交差する送電部コイル110からの磁束の量が十分な範囲内であれば、アクティブスタイラスペン2がタブレット端末1の周辺部に置かれた場合でも、タブレット端末1から送電される電力を効率良く受電できるようにする。
(パターン1)
まず、図7を参照して、アクティブスタイラスペン2内における受電部コイル201の第1の配置パターンを説明する。
ここでは、図7(A)に示されるように、アクティブスタイラスペン2にクリップ部21が付されている場合を想定する。また、アクティブスタイラスペン2の本体部は、円柱状であるものとする。
このようなアクティブスタイラスペン2は、例えばタブレット端末1のタッチスクリーンディスプレイ12上に置かれた場合、軸を中心として回転し、クリップ部21がタッチスクリーンディスプレイ12に接触した状態となる。図7(B)は、アクティブスタイラスペン2のクリップ部21での(軸に直交する)断面図である。
タッチスクリーンディスプレイ12の画面を直線Cで表したとき、この直線Cに、アクティブスタイラスペン2の本体部とクリップ部21とが接触している。クリップ部21がタッチスクリーンディスプレイ12に接触した状態として、クリップ部21の左端部がタッチスクリーンディスプレイ12に接触した状態と、クリップ部21の右端部がタッチスクリーンディスプレイ12に接触した状態との2通りの状態が考えられる。直線Aは、クリップ部21の反対側の端部が接触した状態を想定した場合のタッチスクリーンディスプレイ12の画面を表している。そして、この2つの直線A,Cの交点をBとする。
また、アクティブスタイラスペン2の断面の中心、つまり軸をPとし、線分BPを含む直線を直線Eとする。さらに、受電部コイル201の断面(受電部コイル201の向きに直交する面)を含む直線を直線Dとする。
このとき、直線Dが直線Cと平行となるように、下記(1)式の関係を満たすべく、受電部コイル201を配置する。
∠ABC = 2∠PBC =2∠EPD …(1)式
例えば、重量バランスを考慮した無線給電用受電回路202、充放電回路203、アクティブスタイラスペン構成回路204の配置等により、タブレット端末1のタッチスクリーンディスプレイ12上に置かれた際、アクティブスタイラスペン2が、直線Cに本体部とクリップ部21とが接触する状態となる確率を高めることは可能である。
このように受電部コイル201が配置されるアクティブスタイラスペン2が、例えば図8に示されるようにタブレット端末1のタッチスクリーンディスプレイ12上に置かれたとすると、タブレット端末1の送電部コイル110とアクティブスタイラスペン2の受電部コイル201とが平行の位置関係となるので、タブレット端末1から送電される電力がアクティブスタイラスペン2にて効率良く受電される。
従って、例えば、アクティブスタイラスペン2の使用時、手書き入力操作の合間に、アクティブスタイラスペン2をタブレット端末1のタッチスクリーンディスプレイ12上に置くようにするだけで、給電しながらペンを動作させることが実現される。
なお、仮に、アクティブスタイラスペン2が、図7(B)に示される、直線Aに本体部とクリップ部21とが接触する状態となった場合でも、タブレット端末1の送電部コイル110とアクティブスタイラスペン2の受電部コイル201とが直交することのない位置関係となるので、タブレット端末1から送電される電力をアクティブスタイラスペン2が全く受電できないという状況を発生させることがない。
(パターン2)
次に、図9を参照して、アクティブスタイラスペン2内における受電部コイル201の第2の配置パターンを説明する。
ここでは、前述した第1の配置パターンと同様、図7(A)に示されるように、アクティブスタイラスペン2にクリップ部21が付されており、また、アクティブスタイラスペン2の本体部が円柱状である場合を想定する。第2の配置パターンは、このようなアクティブスタイラスペン2内に2つの受電部コイル201を配置するものである。
図9中、受電部コイル201[1]は、前述した第1の配置パターンと同様に配置される受電部コイル201であり、受電部コイル201[2]は、前述した第1の配置パターンに加えて配置される受電部コイル201である。ここで、受電部コイル201[2]の断面(受電部コイル201[2]の向きに直交する面)を含む直線を直線Fとする。
このとき、直線Dが直線Cと平行となり、かつ、直線Fが直線Aと平行となるように、下記(2)式の関係を満たすべく、受電部コイル201[1]および受電部コイル201[2]を配置する。
∠ABC = 2∠PBC =2∠EPD =2∠EPF …(2)式
このように受電部コイル201[1]および受電部コイル201[2]が配置されるアクティブスタイラスペン2が、例えば図8に示されるようにタブレット端末1のタッチスクリーンディスプレイ12上に置かれたとすると、直線Aに本体部とクリップ部21とが接触する状態または直線Cに本体部とクリップ部21とが接触する状態のいずれの場合であっても、タブレット端末1の送電部コイル110と、アクティブスタイラスペン2の受電部コイル201[1]または受電部コイル201[2]の1つとが平行の位置関係となるので、タブレット端末1から送電される電力がアクティブスタイラスペン2にて効率良く受電される。
従って、例えば、アクティブスタイラスペン2の使用時、手書き入力操作の合間に、アクティブスタイラスペン2をタブレット端末1のタッチスクリーンディスプレイ12上に置くようにするだけで、給電しながらペンを動作させることが実現される。
なお、アクティブスタイラスペン2内に複数の受電部コイル201を配置する場合、すべての受電部コイル201を無線給電用受電回路202と接続しても良いし、その中の例えば1つを無線給電用受電回路202と接続しても良い。無線給電用受電回路202と接続されない受電部コイル201は、無線給電用受電回路202と接続される受電部コイル201を共鳴させる役割を担うこととなる。
(パターン3)
次に、図10を参照して、アクティブスタイラスペン2内における受電部コイル201の第3の配置パターンを説明する。
図10(A)は、アクティブスタイラスペン2の(軸に直交する)断面図である。図10(A)に示されるように、ここでは、アクティブスタイラスペン2の側面部に、軸方向と平行する面が形成されている場合を想定する。
このようなアクティブスタイラスペン2は、通常、転がらないように、側面部に形成される面を下にして置かれる。または、軸を中心として回転し、側面部に形成される面を下にした状態となる。つまり、例えばタブレット端末1のタッチスクリーンディスプレイ12上に置かれた場合、側面部に形成される面がタッチスクリーンディスプレイ12に接触した状態となる。
図10(B)中、直線Aは、タッチスクリーンディスプレイ12の画面を表し、直線Bは、受電部コイル201の断面(受電部コイル201の向きに直交する面)を含む直線を表している。このとき、直線Bが直線Aと平行となるように、受電部コイル201を配置する。
このように受電部コイル201が配置されるアクティブスタイラスペン2が、例えば図8に示されるようにタブレット端末1のタッチスクリーンディスプレイ12上に置かれたとすると、タブレット端末1の送電部コイル110とアクティブスタイラスペン2の受電部コイル201とが平行の位置関係となるので、タブレット端末1から送電される電力がアクティブスタイラスペン2にて効率良く受電される。
従って、例えば、アクティブスタイラスペン2の使用時、手書き入力操作の合間に、アクティブスタイラスペン2をタブレット端末1のタッチスクリーンディスプレイ12上に置くようにするだけで、給電しながらペンを動作させることが実現される。
(パターン4)
次に、図11を参照して、アクティブスタイラスペン2内における受電部コイル201の第4の配置パターンを説明する。
図11は、アクティブスタイラスペン2の(軸に直交する)断面図である。つまり、ここでは、アクティブスタイラスペン2が、六角柱状である場合を想定する。
このようなアクティブスタイラスペン2は、例えばタブレット端末1のタッチスクリーンディスプレイ12上に置かれた場合、側面部に形成される6つの面の中のいずれか1つの面がタッチスクリーンディスプレイ12に接触した状態となる。
そこで、図11に示されるように、3つの受電部コイル201を、平行となるものが側面部に形成される各面に対して存在するように配置する。より具体的には、側面部に形成される6つの面の中の対向する3組の面毎に1つずつ平行に配置する。
これにより、例えば図8に示されるようにタブレット端末1のタッチスクリーンディスプレイ12上に置かれた際、いずれの面がタッチスクリーンディスプレイ12に接触した状態となっても、タブレット端末1の送電部コイル110と、アクティブスタイラスペン2のいずれかの受電部コイル201とが平行の位置関係となるので、タブレット端末1から送電される電力がアクティブスタイラスペン2にて効率良く受電される。
従って、例えば、アクティブスタイラスペン2の使用時、手書き入力操作の合間に、アクティブスタイラスペン2をタブレット端末1のタッチスクリーンディスプレイ12上に置くようにするだけで、給電しながらペンを動作させることが実現される。
ところで、以上では、図8に示されるように、アクティブスタイラスペン2がタブレット端末1のタッチスクリーンディスプレイ12上に置かれる場合を説明した。ここで、例えば図12に示されるように、アクティブスタイラスペン2がタブレット端末1の側面部に置かれる場合を考える。
これまで説明してきたアクティブスタイラスペン2は、例えばタブレット端末1が置かれている同一テーブル上に置かれた場合も、タブレット端末1の送電部コイル110とアクティブスタイラスペン2の受電部コイル201とが平行の位置関係となる。また、図6を参照して説明したように、(受電部コイル201と交差する送電部コイル110からの磁束の量が十分な範囲内であれば、)送電部コイル110と水平の直線上に位置することでも、送電部コイル110が発生させる磁束300と垂直に交差する向きに受電部コイル201を存在させることができる。
そこで、図13に示されるように、さらに、送電部コイル110と水平の直線上に位置するように、受電部コイル201をアクティブスタイラスペン2内において配置することにより、タブレット端末1から送電される電力をアクティブスタイラスペン2が効率良く受電することが実現される。
例えば、タブレット端末1の筐体側面部にアクティブスタイラスペン2を収納するための収納部を設け、この収納部にアクティブスタイラスペン2が収納された際、受電部コイル201の位置が送電部コイル110と水平の直線上となるようにしてもよい。また、タブレット端末1とアクティブスタイラスペン2とを収納可能なカバーやホルダ等に双方が収納された際、受電部コイル201の位置が送電部コイル110と水平の直線上となるようにしてもよい。
なお、タブレット端末1のタッチスクリーンディスプレイ12上で、アクティブスタイラスペン2による手書き入力操作中は、例えば図14に示されるように、送電部コイル110と受電部コイル201との間に角度と距離とが生じる。そのため、受電部コイル201と交差する送電部コイル110からの磁束の量が減少して給電効率は低下する。しかしながら、アクティブスタイラスペン2の動作電力量が、受電電力量と同じ、または小さければ、タブレット端末1からの給電電力により、アクティブスタイラスペン2は、動作でき、または2次電池/電気2重層キャパシタ203Aを充電できる。
以上のように、本ワイヤレス給電システムは、給電しながらペンを動作させることを実現する。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…タブレット端末、2…アクティブスタイラスペン、108A…電源回路、109…無線給電用送電回路、110…送電部コイル、201…受電部コイル、202…無線給電用受電回路、203…充放電回路、203A…2次電池/電気2重層キャパシタ、204…アクティブスタイラスペン構成回路

Claims (8)

  1. 静電方式のタッチパネルを有する電子機器から前記タッチパネル上で手書き入力操作を行うためのアクティブスタイラスペンに無線給電するワイヤレス給電システムであって、
    前記電子機器は、前記タッチパネルが配置される筐体上面と直交する磁束を発生させるように配置される送電用の第1コイルを具備し、
    前記アクティブスタイラスペンは、前記第1コイルが発生させる磁束により共鳴する受電用の1以上の第2コイルと、本体部と、クリップ部とを具備し、前記アクティブスタイラスペンの軸が前記電子機器の筐体上面に平行し、かつ、前記本体部と前記クリップ部とが前記電子機器の筐体上面部または筐体周辺部の前記電子機器が載置される面に接触した第1状態で存在する場合に前記1以上の第2コイルの中の1つが前記第1コイルと平行となるように、前記1以上の第2コイルが配置される、
    ワイヤレス給電システム。
  2. 前記アクティブスタイラスペンは、前記本体部の第1位置と前記クリップ部の第1位置とが前記電子機器の筐体上面に接触して前記第1状態を成す場合に前記1以上の第2コイルの中の1つが前記第1コイルと平行となり、前記本体部の第2位置と前記クリップ部の第2位置とが前記電子機器の筐体上面に接触して前記第1状態を成す場合に前記1以上の第2コイルの中のその他の1つが前記第1コイルと平行となるように、前記1以上の第2コイルが配置される請求項に記載のワイヤレス給電システム。
  3. 前記アクティブスタイラスペンは、軸方向と平行する面が筐体周壁に形成され、
    前記第1状態は、前記アクティブスタイラスペンの筐体周壁に形成される面が前記電子機器の筐体上面または筐体周辺部の前記電子機器が載置される面に接触した状態である、
    請求項1に記載のワイヤレス給電システム。
  4. 前記アクティブスタイラスペンは、六角柱状の筐体を有し、平行となる第2コイルが各面に存在するように、前記1以上の第2コイルの中の3つが、筐体周壁に形成される6つの面の中の対向する3組の面毎に1つずつ平行に配置される請求項に記載のワイヤレス給電システム。
  5. 静電方式のタッチパネルを有する電子機器から無線給電を受ける前記タッチパネル上で手書き入力操作を行うためのアクティブスタイラスペンであって、
    前記タッチパネルが配置される筐体上面と直交する磁束を発生させるように前記電子機器に配置される送電用の第1コイルからの磁束により共鳴する受電用の1以上の第2コイルと、本体部と、クリップ部とを具備し、
    前記1以上の第2コイルは、前記アクティブスタイラスペンの軸前記電子機器の筐体上面に平行し、かつ、前記本体部と前記クリップ部とが前記電子機器の筐体上面部または筐体周辺部の前記電子機器が載置される面に接触した第1状態で存在する場合に前記1以上の第2コイルの中の1つが前記第1コイルと平行となるように配置される、
    アクティブスタイラスペン。
  6. 前記1以上の第2コイルは、前記本体部の第1位置と前記クリップ部の第1位置とが前記電子機器の筐体上面に接触して前記第1状態を成す場合に前記1以上の第2コイルの中の1つが前記第1コイルと平行となり、前記本体部の第2位置と前記クリップ部の第2位置とが前記電子機器の筐体上面に接触して前記第1状態を成す場合に前記1以上の第2コイルの中のその他の1つが前記第1コイルと平行となるように配置される請求項に記載のアクティブスタイラスペン。
  7. 軸方向と平行する面が筐体周壁に形成され、
    前記第1状態は、前記筐体周壁に形成される面が前記電子機器の筐体上面または筐体周辺部の前記電子機器が載置される面に接触した状態である、
    請求項に記載のアクティブスタイラスペン。
  8. 六角柱状の筐体を有し、平行となる第2コイルが各面に存在するように、前記1以上の第2コイルの中の3つが、筐体周壁に形成される6つの面の中の対向する3組の面毎に1つずつ平行に配置される請求項に記載のアクティブスタイラスペン。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105515222A (zh) * 2016-01-20 2016-04-20 京东方科技集团股份有限公司 电容笔、发射终端以及无线充电系统
US10651670B1 (en) 2016-02-19 2020-05-12 Apple Inc. Electronic devices with wireless charging antenna arrays
CN107346906B (zh) * 2016-05-06 2020-03-13 宏碁股份有限公司 无线系统、主动笔以及切换模式的方法
JP6677587B2 (ja) * 2016-06-24 2020-04-08 株式会社ワコム 位置検出装置及び位置検出センサの制御方法
US10705629B1 (en) * 2016-08-03 2020-07-07 Apple Inc. Customizable control system
US10739871B2 (en) * 2017-04-27 2020-08-11 Apple Inc. Capacitive wireless charging systems
KR102117767B1 (ko) * 2017-09-29 2020-06-01 애플 인크. 유도성 상호연결 시스템들을 위한 부착 디바이스들
EP3462572B1 (en) * 2017-09-29 2020-08-12 Apple Inc. Inductive interconnection systems
US11031164B2 (en) 2017-09-29 2021-06-08 Apple Inc. Attachment devices for inductive interconnection systems
KR102415667B1 (ko) * 2018-05-29 2022-07-01 엘지전자 주식회사 이동 단말기
KR102262165B1 (ko) * 2018-08-08 2021-06-09 삼성전자주식회사 입력 장치와의 통신 연결을 제어하는 전자 장치 및 그 제어 방법
US10775902B2 (en) * 2018-09-19 2020-09-15 Apple Inc. Stylus with glass component
US11670972B2 (en) * 2018-09-24 2023-06-06 Apple Inc. Electronic device having an inductive charging system
US10635196B1 (en) 2018-10-04 2020-04-28 Dell Products L.P. Information handling system power management with active stylus input device
KR20210045668A (ko) 2019-10-17 2021-04-27 삼성전자주식회사 전자 펜을 포함하는 멀티 폴더블 전자 장치

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0926836A (ja) * 1995-07-12 1997-01-28 Brother Ind Ltd 可搬性入出力機器
JP2012143093A (ja) * 2011-01-04 2012-07-26 Kimitake Utsunomiya 近接無線充電acアダプタ
KR101219273B1 (ko) * 2011-01-14 2013-01-08 삼성디스플레이 주식회사 터치 스크린 시스템
JP5920363B2 (ja) * 2012-01-27 2016-05-18 富士通株式会社 受電装置、電力伝送システム、及び電力伝送方法
JP2013223283A (ja) * 2012-04-13 2013-10-28 Sumida Corporation 非接触給電システム
JP6089330B2 (ja) * 2012-08-10 2017-03-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 小型電気機器およびこれを有する非接触式電力伝送装置
KR102081817B1 (ko) * 2013-07-01 2020-02-26 삼성전자주식회사 디지타이저 모드 전환 방법

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