JP6418368B2 - 電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、電子機器に関し、特に複数のシステムで用いられる電子機器に関する。
従来、近距離無線通信(NFC:Near Field Communication)システム用のコイルアンテナと、非接触電力伝送システム用のコイルアンテナとを備える電子機器が知られている。
例えば、特許文献1には、NFC用のコイルアンテナと非接触電力伝送用のコイルアンテナとが、いずれも機器の一方面(背面)側に設けられた電子機器が開示されている。この電子機器では、2つのコイルアンテナが互いに干渉しないように、2つのコイルアンテナが離して配置される。
しかし、2つのコイルアンテナをいずれも一方面側に設ける構成において、互いに干渉しないように2つのコイルアンテナを配置しようとすると、コイルアンテナの位置、大きさ、形状等が制約を受け、設計の自由度が低下することがある。
一方、特許文献2には、機器の一方面(背面)側に非接触電力伝送用のコイルアンテナが配置され、ディスプレイが設けられた他方面(前面)側にNFC用のコイルアンテナが配置された構造の電子機器が開示されている。
国際公開第2014/167881号 特開2011−123708号公報
しかし、特許文献2に示される電子機器では、ディスプレイが設けられた他方面(前面)側にNFC用のコイルアンテナが配置されるため、NFC通信時に通信状況(通信エラーの表示等)をディスプレイで確認できない場合がある。そのため、NFC通信時に電子機器の利便性が低下する虞がある。また、ディスプレイが設けられた前面にNFC用のコイルアンテナを配置する場合、NFCの通信相手となる装置とディスプレイ面を近接するようにして、通信を行う必要がある。したがって、NFC通信時にディスプレイに衝撃を与え、細かな傷を残し、ディスプレイの見やすさを低下させる虞がある。なお、このような課題は、前面に配置されるコイルアンテナがNFCシステム用である場合に限らず、電力伝送等の他のシステム用の場合でも同様に生じる。また、NFC用のコイルアンテナと電力伝送用のコイルアンテナとを備えた電子機器に限らず、複数のシステムでそれぞれ使用される複数のコイルアンテナを備える場合に同様に生じる。
本発明の目的は、複数のシステムでそれぞれ使用される複数のコイルアンテナを備える電子機器において、一方のシステムの利用時にディスプレイの表示内容の確認が可能であり、且つ、ディスプレイを通信相手に近接させることなく通信を可能とする電子機器を提供することにある。
(1)本発明のアンテナ装置は、
第1面および前記第1面に対向する第2面を有する第1本体部と、
前記第1本体部の少なくとも一部を覆うことのできる第2本体部と、
を備え、
前記第1本体部は、
前記第1面側に配置されるディスプレイと、
前記第2面側に配置される第1システム用の第1コイルアンテナと、
を有し
前記第2本体部は、前記第2システム用の第2コイルアンテナを有し、
前記第1システムで利用するときに前記第2本体部が前記第2面に重ならない第1状態と、前記第2システムで利用するときに前記第2本体部が前記第2面に重なる第2状態と、に切り替え可能であることを特徴とする。
この構成により、第1コイルアンテナおよび第2コイルアンテナを第1本体部の同一面側に配置する場合と比べて、第1コイルアンテナおよび第2コイルアンテナの位置、大きさ、形状等の制約が少なくなり、設計の自由度は高まる。
また、この構成により、電子機器を第2システムで利用しながら、ディスプレイの表示内容の確認ができ、ディスプレイでの操作も可能である。
(2)上記(1)において、前記第2本体部は、前記第1本体部に繋がるカバー部であってもよい。
(3)上記(1)において、前記第2本体部は、前記第1本体部に対して着脱可能なカバー部であってもよい。
(4)上記(1)から(3)のいずれかにおいて、前記第2本体部に収納される磁性体層をさらに備え、前記第2状態において、前記第2コイルアンテナの巻回軸方向から視て、前記第1コイルアンテナ、前記第2コイルアンテナおよび前記磁性体層は互いに重なり、且つ、前記第1面側から前記第2面側に向かって前記第1コイルアンテナ、前記磁性体層および前記第2コイルアンテナの順に配置されることが好ましい。この構成により、第2状態において、磁性体層の集磁効果により、第2コイルアンテナと通信相手側のコイルアンテナとの磁界結合を高めることができる。
(5)上記(1)から(3)のいずれかにおいて、前記第2本体部に収納される金属層をさらに備え、前記第2状態において、前記第2コイルアンテナの巻回軸方向から視て、前記第1コイルアンテナ、前記第2コイルアンテナおよび前記金属層は互いに重なり、且つ、前記第1面側から前記第2面側に向かって前記第1コイルアンテナ、前記金属層および前記第2コイルアンテナの順に配置されることが好ましい。この構成により、第2状態において、金属層により第2コイルアンテナから生じる磁束が遮蔽され、巻回軸方向に互いに近接する第1コイルアンテナと第2コイルアンテナとの結合は抑制される。
(6)上記(1)から(3)のいずれかにおいて、前記第2本体部に収納される磁性体層と、前記第2本体部に収納される金属層と、をさらに備え、前記第2状態において、前記第2コイルアンテナの巻回軸方向から視て、前記第1コイルアンテナ、前記第2コイルアンテナ、前記磁性体層および前記金属層は互いに重なり、且つ、前記第1面側から前記第2面側に向かって前記第1コイルアンテナ、前記金属層、前記磁性体層および前記第2コイルアンテナの順に配置されることが好ましい。この構成により、第2状態において、金属層により第2コイルアンテナから生じる磁束が遮蔽されるため、巻回軸方向に近接する第1コイルアンテナと第2コイルアンテナとの結合は抑制される(コイルアンテナ同士の干渉が抑制される)。また、この構成により、第2状態において、磁性体層の集磁効果により、第2コイルアンテナと通信相手側のコイルアンテナとの磁界結合を高めることができる。
(7)上記(6)において、前記第2システムで利用される給電コイルをさらに備え、前記第2状態において、前記巻回軸方向から視て、前記金属層は前記第1コイルアンテナ全体と重なり、且つ、前記巻回軸方向から視て、前記第2コイルアンテナは、前記磁性体層および前記金属層のいずれにも重ならない部分を有し、前記給電コイルは、前記第2コイルアンテナと磁界結合することが好ましい。この構成により、第2コイルアンテナと第2システム用回路とを直接接続することなく、電子機器を第2システムで利用できる。
(8)上記(1)から(7)のいずれかにおいて、前記第1状態は、前記第1システムで利用するときに前記第2本体部が前記第1面に重なっていてもよい。
(9)上記(8)において、前記第1状態において、前記第2本体部は前記ディスプレイの一部に重ならない部分を有することが好ましい。この構成により、第2本体部が第1本体部の第1面に重なる状態でも、第1システムで利用しながらディスプレイの他の部分(カバー部に覆われていない部分)に表示された表示内容を確認することができる。
(10)上記(1)から(9)のいずれかにおいて、前記第1システムは電磁誘導電力伝送システムであり、前記第2システムは近距離無線通信システムであってもよい。
本発明によれば、複数のシステムでそれぞれ使用される複数のコイルアンテナを備える電子機器において、一方のシステムの利用時にディスプレイの表示内容の確認が可能であり、且つ、ディスプレイを通信相手に近接させることなく通信を可能とする電子機器を実現できる。
図1(A)は第1の実施形態に係る電子機器301の外観斜視図であり、図1(B)は図1(A)とは別視点からの電子機器301の外観斜視図である。 図2(A)は第1状態における電子機器301を示す外観斜視図であり、図2(B)は第1状態における電子機器301の断面図である。 図3(A)は第2状態における電子機器301を示す外観斜視図であり、図3(B)は第2状態における電子機器301の断面図である。 図4は、電子機器301の回路図である。 図5(A)は第2の実施形態に係る電子機器302の外観斜視図であり、図5(B)は図5(A)とは別視点からの電子機器302の外観斜視図である。 図6は第1状態における電子機器302の断面図である。 図7(A)は第2状態における電子機器302の断面図であり、図7(B)は第2状態において、別方向から視た電子機器302の断面図である。 図8は、電子機器302の回路図である。 図9は第3の実施形態に係る電子機器303の第1状態での外観斜視図である。 図10(A)は第1状態における電子機器304を示す外観斜視図であり、図10(B)は第1状態における電子機器304の分解斜視図である。 図11(A)は第2状態における電子機器304を示す外観斜視図であり、図11(B)は第2状態における電子機器304の分解斜視図である。 図12(A)は第5の実施形態に係る電子機器305の外観斜視図であり、図12(B)は、第1本体部102Bからケース500を取り外した状態を示す、電子機器305の平面図である。 図13(A)は第6の実施形態に係る電子機器306の外観斜視図であり、図13(B)は図13(A)とは別視点からの電子機器306の外観斜視図である。 図14(A)は第1状態における電子機器306を示す外観斜視図であり、図14(B)は第1状態における電子機器306の断面図である。 図15(A)は第2状態における電子機器306を示す外観斜視図であり、図15(B)は第2状態における電子機器306の断面図である。 図16は、電子機器306の回路図である。 図17(A)は第6の実施形態に係る電子機器306Aの裏面図であり、図17(B)は電子機器306Bの裏面図である。
以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。第2の実施形態以降では第1の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
《第1の実施形態》
図1(A)は第1の実施形態に係る電子機器301の外観斜視図であり、図1(B)は図1(B)とは別視点からの電子機器301の外観斜視図である。図2(A)は第1状態における電子機器301を示す外観斜視図であり、図2(B)は第1状態における電子機器301の断面図であり、図3(A)は第2状態における電子機器301を示す外観斜視図であり、図3(B)は第2状態における電子機器301の断面図である。図4は、電子機器301の回路図である。
図1(A)、図1(B)、図2(A)および図3(A)では、電子機器301の構造を解りやすくするため、第1コイルアンテナ31および第2コイルアンテナ32を破線で図示している。また、図2(B)および図3(B)において、各部の厚みは誇張して図示している。このことは、以降の各実施形態における断面図についても同様である。図4では、第1コイルアンテナ31をインダクタL31で表し、第2コイルアンテナ32をインダクタL32で表している。
本発明における「電子機器」は、第1本体部と第2本体部とを備える装置であり、例えばスマートフォンである。なお、本発明における「電子機器」は、例えば携帯電話端末、タブレット端末、ノートPCやPDA、ゲーム機等であってもよい。
電子機器301は、第1本体部101、ヒンジ部20、第2本体部201を備える。
第1本体部101は、第1面MS1(正面)および第1面MS1に対向する第2面MS2(背面)を有し、長手方向がY軸方向に一致する略直方体である。第1本体部101は、ディスプレイ10、第1コイルアンテナ31、第1システム用回路1、第2システム用回路2、回路基板4、磁性体層51、保護層6等を有する。本実施形態では、第1本体部101の第1面MS1および第2面MS2がZ軸方向に直交している。ディスプレイ10は、第1本体部101の第2面MS2よりも第1面MS1に近接して配置されている。すなわち、ディスプレイ10は、第1面MS1側に配置されている。
第2本体部201は、第1面CS1および第1面CS1に対向する第2面CS2を有し、長手方向がY軸方向に一致する矩形状の平板である。第2本体部201は、第2コイルアンテナ32、磁性体層52、金属層5、保護層7等を有する。本実施形態に係る第2本体部201は、ヒンジ部20を介して第1本体部101に一体的に繋がっており、第1本体部101の少なくとも一部を覆うことのできるカバー部である。ヒンジ部20は、可撓性を有する部材であり、第1本体部101および第2本体部201にそれぞれ接続される。
図2(B)、図3(B)および図4に示すように、磁性体層51、第1コイルアンテナ31、保護層6、回路基板4、第1システム用回路1および第2システム用回路2は、第1本体部101内(具体的には、第1本体部101が有する筐体の内部)に収納されている。
磁性体層51は、第1本体部101の第1面MS1(または第2面MS2)に沿った2つの面(一方面および他方面)を有する平板状の磁性体部材である。第1コイルアンテナ31は、磁性体層51の一方面(図2(B)および図3(B)における磁性体層51の下面)に形成される約2ターンの矩形スパイラル状の導体パターンであり、Z軸方向に沿った巻回軸を有する。保護層6は、磁性体層51の一方面に形成され、第1コイルアンテナ31の形成面を被覆する層である。第1システム用回路1および第2システム用回路2は、回路基板4の一方面(図2(B)および図3(B)における回路基板4の下面)に実装されている。第1コイルアンテナ31は、例えば磁界型非接触電力伝送システムに使用される受電アンテナ、または送電アンテナである。回路基板4は例えばプリント配線板であり、磁性体層52は例えば磁性体フェライト板である。保護層6は例えばソルダーレジスト膜である。
本実施形態に係る第1コイルアンテナ31は、第1面MS1よりも第2面MS2に近接して配置されている(第2面MS2側に配置されている)。また、第1コイルアンテナ31の両端は、配線61,62を介して第1システム用回路1に接続される。
第1システム用回路1は、例えば電磁誘導電力伝送システムや磁界共鳴電力伝送システム等の磁界型非接触電力伝送システム用の送電回路、または受電回路である。例えば、磁界共鳴電力伝送システムの使用周波数帯は、HF帯、特に中心周波数6.78MHz付近で用いられ、磁界共鳴電力伝送システムの無線充電規格としては、例えばA4WP(Alliance for Wireless Power)が策定する規格「Rezence(登録商標)」がある。また、磁界型非接触電力伝送システムは電力伝送相手と磁界結合により電力伝送を行う。例えば、電磁誘導電力伝送システムの使用周波数帯は、110kHz〜205kHzの周波数帯で用いられ、電磁誘導電力伝送システムの無線充電規格としては、例えばWPC(Wireless Power Consortium)が策定する規格「Qi(登録商標)」がある。これらの電力伝送システムは、例えば、スマートフォン等の電子機器を充電するために使用される。電磁誘導電力伝送システムは本発明の「第1システム」の一例である。
第2システム用回路2は、例えばNFC等の通信システム用の給電回路であり、平衡入出力型のHF帯IC等である。近距離無線通信システムは、例えば、NFC(Near field Communication、近傍界通信)を用いたシステム等である。例えば、近距離無線通信システムの使用周波数帯は、HF帯、特に中心周波数13.56MHz付近の周波数帯で用いられる。また、近距離無線通信システムは磁界結合により通信相手と通信を行う。NFCを用いた通信システムは本発明の「第2システム」の一例である。
また、図2(B)および図3(B)に示すように、磁性体層52、第2コイルアンテナ32、保護層7および金属層5は、第2本体部201内に収納されている。
磁性体層52は、第2本体部201の第1面CS1(または第2面CS2)に沿った2つの面(一方面および他方面)を有する平板状の磁性体部材である。第2コイルアンテナ32は、磁性体層52の一方面(図2(B)および図3(B)における磁性体層52の下面)に形成される約3ターンの矩形スパイラル状の導体パターンである。第2コイルアンテナ32は、第1面CS1および第2面CS2に直交する巻回軸AX2を有する。保護層7は、磁性体層52の一方面に形成され、第2コイルアンテナ32の形成面を被覆する層である。金属層5は、金属製の平板であり、磁性体層52の他方面(図2(B)および図3(B)における磁性体層52の上面)側に配置されている。磁性体層52は例えば磁性体フェライト板である。保護層7は例えばソルダーレジスト膜である。
本実施形態では、第2コイルアンテナ32が金属層5よりも第1面CS1側に配置されている。また、第2コイルアンテナ32の両端は、一部がヒンジ部20に収納された配線63,64を介して、第2システム用回路2にそれぞれ接続されている。
電子機器301は、第2本体部201が第1本体部101の第2面MS2に重ならない「第1状態」と、第2本体部201が第1本体部101の第2面MS2に重なる「第2状態」と、に切り替え可能である。「第1状態」は、例えば電子機器301を第1システムで利用するときの使用状態であり、「第2状態」は、例えば電子機器301を第2システムで利用するときの使用状態である。
なお、本発明において「利用する」とは、第1システム(または、第2システム)での通信または電力伝送を行うことを言う。
本実施形態の「第1状態」では、図2(B)に示すように、第2本体部201の第1面CS1と第1本体部101の第1面MS1とが対向するように配置され、第2本体部201が第1本体部101の第1面MS1を覆っている。言い換えると、本実施形態の「第1状態」は、第2本体部201が第1面MS1に重なった状態である。
なお、第2本体部201が第1面MS1に重なる状態は、本発明における「第1状態」の一例である。本発明における「第1状態」は、第2本体部201が第1面MS1に重なる状態のみに限定されるものではない。本発明における「第1状態」は、第2本体部201が第2面MS2に重ならないのであれば、第2本体部201が第1面MS1に重なっている必要はない。「第1状態」において、第2本体部201が第1面MS1に重っていない場合には、電子機器301を第1システムで利用しながら、ディスプレイ10の表示内容の確認ができ、ディスプレイ10での操作も可能である。
「第1状態」において、第1本体部101の第2面MS2側に配置されている第1コイルアンテナ31は、電子機器301の−Z方向に位置する第1システムの結合相手401(コイルアンテナ71)と磁界結合する(図2(B)における磁束φ1を参照)。
一方、本実施形態の「第2状態」では、図3(B)に示すように、第2本体部201の第2面CS2と第1本体部101の第2面MS2とが対向するように配置され、第2本体部201が第1本体部101の第2面MS2を覆っている。言い換えると、本実施形態の「第2状態」は、第2本体部201が第2面MS2に重なった状態である。この「第2状態」において、第2コイルアンテナ32の巻回軸AX2方向(Z軸方向)から視て、第1コイルアンテナ31、第2コイルアンテナ32、磁性体層52および金属層5は互いに重なり、且つ、第1面MS1側から第2面MS2側に向かって(−Z方向に)第1コイルアンテナ31、金属層5、磁性体層52および第2コイルアンテナ32の順に配置されている。
「第2状態」において、第2本体部201に収納された第2コイルアンテナ32は、電子機器301の−Z方向に位置する第2システムの結合相手402(コイルアンテナ72)と磁界結合する(図3(B)における磁束φ2を参照)。
本実施形態に係る電子機器301によれば、次のような効果を奏する。
(a)本実施形態では、第1コイルアンテナ31が第1本体部101の第2面MS2側に配置され(第2面MS2よりも第1面MS1に近接して配置され)、第2コイルアンテナ32が第2本体部201の第1面CS1側に配置されている。言い換えると、第1コイルアンテナ31は第1本体部101内に収納され、第2コイルアンテナ32は第2本体部201内に収納されている。この構成により、第1コイルアンテナ31および第2コイルアンテナ32を第1本体部の同一面側に配置する場合と比べて、第1コイルアンテナ31および第2コイルアンテナ32の位置、大きさ、形状等の制約が少なくなり、設計の自由度は高まる。
(b)本実施形態に係る電子機器301は、第1本体部101の第1面MS1側にディスプレイが配置され、第2システムで利用するときの「第2状態」において、第2本体部201が第1本体部101の第2面MS2に重なっている。この構成により、図3(B)に示すように、電子機器301を第2システムで利用しながら、ディスプレイ10の表示内容の確認ができ、ディスプレイ10での操作も可能である。また、通信相手となる装置とディスプレイ面を近接するようにして、通信を行う必要がないため、ディスプレイの見やすさを低下させるような、衝撃や損傷を与える虞がない。
(c)また、本実施形態に係る電子機器301では、「第2状態」において、Z軸方向から視て、第1コイルアンテナ31、第2コイルアンテナ32、磁性体層52および金属層5が互いに重なり、且つ、第1面MS1側から第2面MS2側に向かって(−Z方向に)第1コイルアンテナ31、金属層5、磁性体層52および第2コイルアンテナ32の順に配置されている。この構成により、「第2状態」において、金属層5により第2コイルアンテナ32から生じる磁束が遮蔽されるため、Z軸方向に互いに近接する第1コイルアンテナ31と第2コイルアンテナ32との結合は抑制される(コイルアンテナ同士の干渉が抑制される)。また、「第2状態」において、磁性体層52の集磁効果によって、第2コイルアンテナ32と通信相手側のコイルアンテナとの磁界結合を高めることができる。
なお、本実施形態では、「第2状態」において、第1コイルアンテナ31と第2コイルアンテナ32との間に、金属層5および磁性体層52が配置されている例を示したが、この構成に限定されるものではない。「第2状態」において、第1コイルアンテナ31と第2コイルアンテナ32との間に、金属層5または磁性体層52の少なくとも一方が配置されていてもよい。
具体的には、「第2状態」において、Z軸方向から視て、第1コイルアンテナ31、第2コイルアンテナ32および磁性体層52が互いに重なり、且つ、第1面MS1側から第2面MS2側に向かって(−Z方向に)第1コイルアンテナ31、磁性体層52および第2コイルアンテナ32の順に配置されていてもよい。この構成により、「第2状態」において、磁性体層52の集磁効果によって、第2コイルアンテナ32と通信相手側のコイルアンテナとの磁界結合を高めることができる。また、「第2状態」において、Z軸方向から視て、第1コイルアンテナ31、第2コイルアンテナ32および金属層5が互いに重なり、且つ、第1面MS1側から第2面MS2側に向かって(−Z方向に)第1コイルアンテナ31、金属層5および第2コイルアンテナ32の順に配置される構成でもよい。この構成により、「第2状態」において、金属層5によって第2コイルアンテナ32から生じる磁束が遮蔽され、Z軸方向に互いに近接する第1コイルアンテナ31と第2コイルアンテナ32との結合は抑制される。
《第2の実施形態》
第2の実施形態では、第2システム用回路と第2コイルアンテナとが直接接続されていない電子機器の例を示す。
図5(A)は第2の実施形態に係る電子機器302の外観斜視図であり、図5(B)は図5(A)とは別視点からの電子機器302の外観斜視図である。図6は第1状態における電子機器302の断面図である。図7(A)は第2状態における電子機器302の断面図であり、図7(B)は第2状態において、別方向から視た電子機器302の断面図である。図8は、電子機器302の回路図である。
図5(A)および図5(B)では、電子機器302の構造を解りやすくするため、第1コイルアンテナ31および第2コイルアンテナ32を破線で図示している。図8では、第1コイルアンテナ31をインダクタL31で表し、給電コイル81をインダクタL81で表している。また、図8では、第2コイルアンテナ32のうち給電コイル81と結合する部分のインダクタンスをインダクタL32CPで表し、第2コイルアンテナ32のうち結合相手のコイルアンテナと結合する部分のインダクタンスをインダクタL32Aで表している。
電子機器302は、第1本体部102を備える点で、第1の実施形態に係る電子機器301と異なる。第1本体部102は、給電コイル81をさらに備える点で、第1の実施形態に係る第1本体部101と異なる。また、電子機器302では、第2システム用回路2が配線を介して第2コイルアンテナ32に直接接続されていない。電子機器302の他の構成は、電子機器301と実質的に同じである。以下、電子機器301と異なる部分について説明する。
給電コイル81は、図6、図7(A)および図7(B)に示すように、第1本体部102内(具体的には、第1本体部102が有する筐体の内部)に収納されている。給電コイル81は第2システムで利用されるチップ型のコイルアンテナである。本実施形態では、給電コイル81は、Y軸方向に平行な巻回軸を有する。給電コイル81が有するコイル導体の両端は、配線65,66を介して第2システム用回路2にそれぞれ接続される。給電コイル81は、例えば磁性体コアにコイル導体が複数回に亘って巻回されたヘリカル状のコイルである。
本実施形態では、「第2状態」において、Z軸方向から視て、金属層5が第1コイルアンテナ31全体に重なる。また、「第2状態」において、Z軸方向から視て、第2コイルアンテナ32は、磁性体層52および金属層5のいずれにも重ならない部分(図7(B)における結合部CP)を有している。
この「第2状態」において、給電コイル81と第2コイルアンテナ32(特に結合部CP)とは互いに磁束が鎖交し、磁界結合する(図7(B)における磁束φ3を参照)。そして、第2コイルアンテナ32は、電子機器301の−Z方向に位置する第2システムの結合相手402(コイルアンテナ72)と磁界結合する(図7(A)および図7(B)における磁束φ2を参照)。
本実施形態に係る電子機器302によれば、第1の実施形態で述べた効果以外に、次のような効果を奏する。
(d)本実施形態では、「第2状態」において、第2システム用回路2に接続された給電コイル81と第2コイルアンテナ32とが磁界結合している。この構成により、第2コイルアンテナ32と第2システム用回路2とを直接接続することなく、電子機器を第2システムで利用できる。すなわち、この構成により、第2本体部201に収納された第2コイルアンテナ32と、第1本体部102に収納された第2システム用とを、ヒンジ部20に収納された配線を介して接続する必要が無い。そのため、本実施形態に係る電子機器302では、ヒンジ部20を介して第2本体部201が第1本体部102に一体的に繋がっている必要はない。
《第3の実施形態》
第3の実施形態では、以上に示した各実施形態とは第2本体部の構成が異なる例を示す。
図9は第3の実施形態に係る電子機器303の第1状態での外観斜視図である。
電子機器303は、第2本体部203を備える点で、第1の実施形態に係る電子機器301と異なる。電子機器303の他の構成は、電子機器301と実質的に同じである。以下、電子機器301と異なる部分について説明する。
本実施形態に係る第2本体部203の面積(第1面CS1および第2面CS2の面積)は、ディスプレイ10の面積よりも小さい。第2本体部203は、第2本体部203を第1面MS1に重ねた状態(第1状態)において、ディスプレイ10の一部に重ならない部分を有する(ディスプレイ10の一部にのみ重なる)。すなわち、第2本体部203を第1本体部101の第1面MS1に重ねた状態(第1状態)でも、第1システムで利用しながらディスプレイ10の他の部分(ディスプレイ10のうち、第2本体部203に覆われていない部分)に表示された表示内容を確認することができる。なお、第1システムが電子機器を充電するための電磁誘導電力伝送システムである場合には、図9に示すように、ディスプレイ10の他の部分に「充電中」や「残り充電時間」等を示す表示を行ってもよい。
なお、本実施形態では、第1の実施形態に係る電子機器301と同じように、ヒンジ部に収納された配線を介して、第2コイルアンテナと第2システム用回路が接続された電子機器303を示したが、この構成に限定されるものではない。第2の実施形態に係る電子機器302と同じように、「第2状態」において、第2システム用回路に接続された給電コイルと、第2コイルアンテナとが磁界結合する構成であってもよい。
《第4の実施形態》
第4の実施形態では、第1本体部と第2本体部とが一体的に繋がっておらず、第2本体部が第1本体部から着脱可能な電子機器の例を示す。
図10(A)は第1状態における電子機器304を示す外観斜視図であり、図10(B)は第1状態における電子機器304の分解斜視図である。図11(A)は第2状態における電子機器304を示す外観斜視図であり、図11(B)は第2状態における電子機器304の分解斜視図である。図10(A)、図10(B)、図11(A)および図11(A)では、電子機器304の構造を解りやすくするため、第1コイルアンテナ31および第2コイルアンテナ32を破線で図示している。
電子機器304は、ヒンジ部を備えていない点で第2の実施形態に係る電子機器302と異なる。電子機器304の他の構成は、電子機器302と実質的に同じである。以下、電子機器302と異なる部分について説明する。
電子機器304は、第1本体部102A、第2本体部204第2コイルアンテナ32を備える。第1本体部102Aの構成は、第2の実施形態に係る第1本体部102と実質的に同じである。
第2本体部204は、第1面CS1および第1面CS1に対向する第2面CS2を有し、長手方向がY軸方向に一致する矩形状の平板である。第2本体部204は、短手方向の端部に2つのカバー側面部8を有する。カバー側面部8は、第1面CS1および第2面CS2に直交する方向に延伸する部分である。本実施形態に係る第2本体部204は、第1本体部102Aに対して着脱可能であり、第1本体部102Aの少なくとも一部を覆うことのできるカバー部である。
本実施形態では、第1本体部102AにY軸方向に延伸するガイド溝(図示省略)が設けられ、カバー側面部8に突起部(図示省略)が設けられている。上記ガイド溝に突起部が嵌合することにより、第2本体部204は第1本体部102Aに対して装着される。
図10(B)および図11(B)に示すように、第2本体部204は、第1本体部102Aに対してスライドさせることによりY軸方向に自由に移動が可能であり、第1本体部102Aに対して容易(自在)に着脱が可能である。
本実施形態に係る「第1状態」では、図10(A)および図10(B)に示すように、第2本体部204の第1面CS1と第1本体部102Aの第1面MS1とが対向するように配置され、第2本体部204が第1面MS1に重なっている。また、本実施形態の「第2状態」では、図11(A)および図11(B)に示すように、第2本体部204の第1面CS1と第1本体部102Aの第2面MS2とが対向するように配置され、第2本体部204が第2面MS2に重なっている。
このような構成でも、第2の実施形態に係る電子機器302と同様の作用・効果を奏することができる。
なお、本発明における「着脱可能なカバー部」とは、本実施形態で示したような、容易(自在)に着脱可能であるカバー部のみを言うものではない。本発明における「着脱可能なカバー部」には、容易(自在)に着脱ができないカバー部も含まれる。例えば、外力等からの保護を目的として、第1本体部に被せるケースや、ネジ止め等によって第1本体部に固定するケース等のような、容易に取り外しできないカバー部も、本発明における「着脱可能なカバー部」に含まれる。
また、本実施形態では、第1本体部102Aに対して第2本体部204をスライドさせることにより、第1本体部102Aに第2本体部204を着脱する例を示したが、第1本体部に対する第2本体部の装着方法は上記方法(スライド方式)に限定されるものではない。第1本体部に対する第2本体部の装着方法は、例えば第2本体部が第1本体部を挟持する方法(逆に、第1本体部が第2本体部を挟持する方法)や、第1本体部および第2本体部に設けられた凹凸部の嵌め合わせることにより第1本体部に第2本体部を固定する方法等であってもよい。
また、本実施形態では、「第2状態」において、第2システム用回路に接続された給電コイルと、第2コイルアンテナとが磁界結合する電子機器の例を示したが、この構成に限定されるものではない。第2システム用回路に接続された電極を第1本体部に設け、第2コイルアンテナに接続された電極を第2本体部に設け、第1本体部に第2本体部を装着して上記電極同士を接触させることにより、第2コイルアンテナと第2システム用回路とを接続する構成でもよい。
《第5の実施形態》
第5の実施形態では、第1コイルアンテナおよび第2コイルアンテナがケースに収納される電子機器の例を示す。
図12(A)は第5の実施形態に係る電子機器305の外観斜視図であり、図12(B)は、第1本体部102Bからケース500を取り外した状態を示す、電子機器305の平面図である。図12(A)および図12(B)では、電子機器305の構造を解りやすくするため、第1コイルアンテナ31および第2コイルアンテナ32を破線で図示している。また、図12(A)では、ケース500をドットパターンで示している。
電子機器305は、ケース500を備える点で第4の実施形態に係る電子機器304と異なる。その他の構成は、電子機器304と実質的に同じである。以下、電子機器304と異なる部分について説明する。
電子機器305は、第1本体部102B、ケース500を備える。第1本体部102Bの構成は、第4の実施形態で説明した第1本体部102Aと実質的に同じである。
ケース500は、互いに対向する第1面CS1Aおよび第2面CS2Aを有する略矩形状の第1カバー部205Aと、互いに対向する第1面CS1Bおよび第2面CS2Bを有する略矩形状の第2カバー部205Bと、ヒンジ部21と、を有する。第1カバー部205Aおよび第2カバー部205Bは、平面形状が略同じ形状であり、長手方向がY軸方向に一致している。第1カバー部205Aおよび第2カバー部205Bは、ヒンジ部21を介して一体的に繋がっている。ヒンジ部21は、可撓性を有する部材である。ケース500は、例えば手帳型のケースである。
本実施形態では、第1カバー部205Aが本発明における「第2本体部」に相当する。
図12(A)および図12(B)に示すように、第1コイルアンテナ31は第2カバー部205Bに収納されており、第2コイルアンテナ32は第1カバー部205A(第2本体部)に収納されている。すなわち、第1コイルアンテナ31および第2コイルアンテナ32は、第1本体部102B内に収納されていない。
図12(A)等に示すように、第1本体部102Bの第2面と第2カバー部205Bの第1面CS1Bとが対向するように、ケース500は第1本体部102Bに装着される。そのため、第1コイルアンテナ31は、第1本体部102Bの第2面側に配置される(第1本体部102Bの第1面MS1よりも第2面に近接して配置される)。
ケース500を第1本体部102Bに装着することにより、第1コイルアンテナ31は、第1本体部102Bに収納される第1システム用回路(図示省略)に直接接続される。また、第2コイルアンテナ32は、「第2状態」において、第2システム用回路(図示省略)に接続された給電コイル(図示省略)と磁界結合する。なお、上記第2システム用回路および上記給電コイルは、第1本体部102Bに収納されている。
このような構成でも、電子機器305の基本的な構成は、第4の実施形態で説明した電子機器304と実質的に同じであり、電子機器304と同様の作用・効果を奏する。
なお、本実施形態では、ケース500(第1カバー部205A)に収納される第2コイルアンテナ32が、「第2状態」において、第1本体部102Bに収納される給電コイル(図示省略)と磁界結合する電子機器の例を示したが、この構成に限定されるものではない。ケース500に収納される第2コイルアンテナ32は、ケース500(第2カバー部205B)を第1本体部102Bに装着することにより、第1本体部102Bに収納される第2システム用回路(図示省略)に直接接続される構造でもよい。
《第6の実施形態》
第6の実施形態では、第2本体部がディスプレイを有する構成(デュアルディスプレイ開閉型)の電子機器の例を示す。
図13(A)は第6の実施形態に係る電子機器306の外観斜視図であり、図13(B)は図13(A)とは別視点からの電子機器306の外観斜視図である。図14(A)は第1状態における電子機器306を示す外観斜視図であり、図14(B)は第1状態における電子機器306の断面図である。図15(A)は第2状態における電子機器306を示す外観斜視図であり、図15(B)は第2状態における電子機器306の断面図である。図16は、電子機器306の回路図である。
図13(A)、図13(B)、図14(A)および図15(A)では、電子機器306の構造を解りやすくするため、第1コイルアンテナ31および第2コイルアンテナ32を破線で図示している。図16では、第1コイルアンテナ31をインダクタL31で表し、第2コイルアンテナ32をインダクタL32で表している。
電子機器306は、第1本体部106、第2本体部206およびヒンジ部22A,22Bを備える点で、第1の実施形態に係る電子機器301と異なる。電子機器306の他の構成は、電子機器301と実質的に同じである。以下、電子機器301と異なる部分について説明する。
第1本体部106は、第2システム用回路を有していない点で、第1の実施形態で説明した第1本体部101と異なる。第2本体部206は、ディスプレイ11、第2システム用回路2および回路基板3をさらに有する点で、第1の実施形態で説明した第2本体部201と異なる。第2本体部206は、ヒンジ部22A,22Bを介して第1本体部106に繋がっている。
図14(B)等に示すように、ディスプレイ11は、第2本体部206の第1面CS1側に配置されている(第2面CS2よりも第1面CS1に近接して配置されている)。
回路基板3、第2システム用回路2および第2コイルアンテナ32は、第2本体部206内(具体的には、第2本体部206が有する筐体の内部)に収納されている。第2システム用回路2は、回路基板3の多方面(図14(B)における上面)に実装されている。回路基板3は例えばプリント配線板である。
また、第2コイルアンテナ32は、第2本体部206の第1面CS1側に配置されている(第2面CS2よりも第1面CS1に近接して配置されている)。第2コイルアンテナ32の両端は、配線63,64を介して第2システム用回路2に接続される。
「第1状態」において、第1本体部106の第2面MS2側に近接して配置されている第1コイルアンテナ31は、電子機器306の−Z方向に位置する第1システムの結合相手401(コイルアンテナ71)と磁界結合する(図14(B)における磁束φ1を参照)。
一方、「第2状態」では、図15(B)に示すように、第2本体部206の第2面CS2と第1本体部101の第2面MS2とが対向するように配置され、第2本体部206が第1本体部106の第2面MS2を覆っている。本実施形態では、この「第2状態」において、第2コイルアンテナ32の巻回軸AX2方向(Z軸方向)から視て、第1コイルアンテナ31、第2コイルアンテナ32、磁性体層52、金属層5およびディスプレイ11は互いに重なっている。また、この「第2状態」において、第1面MS1側から第2面MS2側に向かって(−Z方向に)第1コイルアンテナ31、金属層5、磁性体層52、第2コイルアンテナ32およびディスプレイ11の順に配置されている。
「第2状態」において、第2本体部206に収納された第2コイルアンテナ32は、ディスプレイ11を間に挟んで、電子機器306の−Z方向に位置する第2システムの結合相手402(コイルアンテナ72)と磁界結合する(図15(B)における磁束φ2を参照)。
なお、ディスプレイを間に挟んでコイルアンテナと結合相手とが磁界結合する方法としては、例えば次のようなディスプレイを用いる(国際公開第2014/065050号、国際公開第2014/083990号参照)。
上述したディスプレイは、Y軸方向に等間隔に配列された線状の複数の透明電極(走査電極)と、走査電極に対向し、X軸方向に等間隔に配列された線状の複数の透明電極(信号電極)と、を有する。コイルアンテナからの磁束は、配列された複数の透明電極同士の間隙を通り抜けるため、第2コイルアンテナと結合相手との間にディスプレイが配置されていたとしても、第2コイルアンテナと結合相手のコイルアンテナとが磁界結合できる。
走査電極と信号電極との間は直流的に絶縁されており、磁界の影響により生じる誘導電流は、異なる電極間(走査電極と信号電極の間)には流れない。そのため、第2コイルアンテナからの磁界が、これらの透明電極に生じる誘導電流として消費されることは殆どない。また、透明電極(走査電極および信号電極)はCuに比べて電気抵抗率が高く、且つ、上述したディスプレイでは、透明電極を細長く薄く形成している。そのため、磁界の影響による透明電極での誘導電流の発生は殆どない。
なお、上述した方法は一例であり、ディスプレイを間に挟んで第2コイルアンテナと結合相手とが磁界結合するのであれば、これ以外の方法を用いてもよい。
次に、本実施形態で説明した電子機器306の変形例について示す。図17(A)は第6の実施形態に係る電子機器306Aの裏面図であり、図17(B)は電子機器306Bの裏面図である。
図17(A)に示す電子機器306Aは、第1コイルアンテナの構造が、上述した電子機器306と異なる。電子機器306Aの他の構成については、電子機器306と実質的に同じである。
電子機器306Aは、第1本体部106A、第2本体部206Aおよびヒンジ部23を備える。第1本体部106Aおよび第2本体部206Aは、ヒンジ部23を介して繋がっている。図17(A)に示す電子機器306Aは、第2本体部206Aが第1本体部106Aの第2面(図17(A)における第1本体部106Aの表面)に重なっていない「第1状態」であり、電子機器306Aを第1システムで利用するときの使用状態である。
電子機器306Aの第1コイルアンテナ31は、第1本体部106Aおよび第2本体部206Aに亘って形成されている。具体的には、第1コイルアンテナ31は、第1本体部106Aの第2面側(図17(A)において、第1本体部106Aの裏面よりも表面に近接した位置)、および第2本体部206Aの第2面側(図17(A)において、第2本体部206Aの裏面よりも表面に近接した位置)に配置されている。
図17(B)に示す電子機器306Bは、複数の第1コイルアンテナを備える点で、上述した電子機器306と異なる。電子機器306Bの他の構成については、電子機器306と実質的に同じである。
電子機器306Bは、第1本体部106B、第2本体部206Bおよびヒンジ部23を備える。第1本体部106Bおよび第2本体部206Bは、ヒンジ部23を介して繋がっている。図17(B)に示す電子機器306Bは、第2本体部206Bが第1本体部106Bの第2面(図17(B)における第1本体部106Bの表面)に重なっていない「第1状態」であり、電子機器306Bを第1システムで利用するときの使用状態である。
第1本体部106Bは第1コイルアンテナ31Aを有し、第2本体部206Bは第1コイルアンテナ31Bを有する。具体的には、第1コイルアンテナ31Aは、第1本体部106Bの第2面側(図17(B)において、第1本体部106Bの裏面よりも表面に近接した位置)に配置されている。第1コイルアンテナ31Bは、第2本体部206Bの第2面側(図17(B)において、第2本体部206Bの裏面よりも表面に近接した位置)に配置されている。
第1コイルアンテナ31A,31Bは、例えば磁界型非接触電力伝送システムに使用される受電アンテナ、または送電アンテナである。図17(B)に示す電子機器306Bのように、第1本体部106Bが有する第1コイルアンテナ31A以外に、第2本体部206Bが第1コイルアンテナ31Bを有していてもよい。
さらに、第1本体部が第1コイルアンテナを有するのであれば、第1本体部または第2本体部が、第3システム(第1システムおよび第2システム以外のシステム)用のコイルアンテナを有していてもよい。
《その他の実施形態》
以上に示した各実施形態では、第1本体部が略直方体状である例を示した、この構成に限定されるものではない。第1本体部の平面形状は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能であり、例えば多角形、円形、楕円形、L字状、T字状等であってもよい。また、第1から第4の実施形態では、第2本体部が矩形の平板である例を示したが、この構成に限定されるものではない。第2本体部の平面形状も、本発明に作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能であり、例えば多角形、円形、楕円形、L字状、T字状等であってもよい。
また、以上に示した各実施形態では、第1本体部の第1面MS1および第2面MS2が平面(平坦な面)であり、第2本体部の第1面CS1,CS1A,CS1Bおよび第2面CS2,CS2A,CS2Bが平面(平坦な面)である例を示したが、この構成に限定されるものではない。第1本体部の第1面および第2面は、一部に曲面を有していてもよく、第1面MS1または第2面MS2に直交する方向に延伸する部分を一部に有していてもよい。同様に、第2本体部の第1面および第2面は、一部に曲面を有していてもよく、第2本体部の第1面または第2面に直交する方向に延伸する部分を一部に有していてもよい。
以上に示した各実施形態では、第1コイルアンテナ31が約2ターンの矩形スパイラル状の導体パターンであり、第2コイルアンテナ32が約3ターンの矩形スパイラル状の導体パターンである例について示したが、この構成に限定されるものではない。第1コイルアンテナ31および第2コイルアンテナ32の概形は、軸方向から視て、円形、楕円形、多角形等、適宜変更可能である。また、第1コイルアンテナ31および第2コイルアンテナ32は、ループ状の導体やヘリカル状の導体等であってもよく、ループ状またはスパイラル状の導体が形成された基材を積層したヘリカル状の積層コイルアンテナであってもよい。さらに、第1コイルアンテナ31および第2コイルアンテナ32のターン数は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更が可能である。なお、第1コイルアンテナ31および第2コイルアンテナ32は巻線コイルであってもよい。つまり、第1コイルアンテナ31および第2コイルアンテナ32は導体パターンに限定されるものではない。
以上に示した各実施形態では、給電コイル81がチップアンテナであり、Y軸方向に平行な巻回軸を有する例を示したが、形状、大きさ、方向、配置の関係はこれに限定されるものではない。給電コイル81と第2コイルアンテナ32とは、互いに磁束が鎖交し、磁界結合する配置関係であればよい。
以上に示した各実施形態では、金属層5が平板である例を示したが、例えば、電子機器内にあるディスプレイのバックシャーシ、回路基板のグランド、バッテリー表面等の他の金属部材を、金属層5として兼用してもよい。
また、以上に示した各実施形態では、第1システムが近距離無線通信システム等の通信システムであり、第2システムが電磁誘導電力伝送システムや磁界共鳴電力伝送システム等の電力伝送システムである例を示したが、これに限定されるものではない。第1システムおよび第2システムは、通信システムおよび電力伝送システム以外の互いに異なるシステムであってもよい。
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。
AX2…第2コイルアンテナの巻回軸
CP…結合部
CS1,CS1A,CS1B…第2本体部の第1面
CS2,CS2A,CS2B…第2本体部の第2面
MS1…第1本体部の第1面
MS2…第1本体部の第2面
1…第1システム用回路
2…第2システム用回路
4…回路基板
5…金属層
6,7…保護層
8…カバー側面部
10,11…ディスプレイ
20,21,22A,22B,23…ヒンジ部
31,31A,31B…第1コイルアンテナ
32…第2コイルアンテナ
51,52…磁性体層
61,62,63,64,65,66…配線
71,72…コイルアンテナ
81…給電コイル
101,102,102A,102B,106,106A,106B…第1本体部
200A,200B…平板
201,202,203,204,206,206A,206B…第2本体部
205A…第1カバー部(第2本体部)
205B…第2カバー部
301,302,303,304,305,306,306A,306B…電子機器
401,402…結合相手
500…ケース

Claims (9)

  1. 第1面および前記第1面に対向する第2面を有する第1本体部と、
    前記第1本体部の少なくとも一部を覆うことのできる第2本体部と、
    を備え、
    前記第1本体部は、
    前記第1面側に配置されるディスプレイと、
    前記第2面側に配置される第1システム用の第1コイルアンテナと、
    を有し、
    前記第2本体部は、第2システム用の第2コイルアンテナを有し、
    前記第1システムで利用するときに前記第2本体部が前記第2面に重ならない第1状態と、前記第2システムで利用するときに前記第2本体部が前記第2面に重なる第2状態と、に切り替え可能であり、
    前記第2本体部に収納される金属層をさらに備え、
    前記第2状態において、前記第2コイルアンテナの巻回軸方向から視て、前記第1コイルアンテナ、前記第2コイルアンテナおよび前記金属層は互いに重なり、且つ、前記第1面側から前記第2面側に向かって前記第1コイルアンテナ、前記金属層および前記第2コイルアンテナの順に配置される、電子機器。
  2. 前記第2本体部は、前記第1本体部に繋がるカバー部である、請求項1に記載の電子機器。
  3. 前記第2本体部は、前記第1本体部に対して着脱可能なカバー部である、請求項1に記載の電子機器。
  4. 前記第2本体部に収納される磁性体層をさらに備え、
    前記第2状態において、前記第2コイルアンテナの巻回軸方向から視て、前記第1コイルアンテナ、前記第2コイルアンテナおよび前記磁性体層は互いに重なり、且つ、前記第1面側から前記第2面側に向かって前記第1コイルアンテナ、前記磁性体層および前記第2コイルアンテナの順に配置される、請求項1から3のいずれかに記載の電子機器。
  5. 前記第2本体部に収納される磁性体層をさらに備え、
    前記第2状態において、前記第2コイルアンテナの巻回軸方向から視て、前記第1コイルアンテナ、前記第2コイルアンテナ、前記磁性体層および前記金属層は互いに重なり、且つ、前記第1面側から前記第2面側に向かって前記第1コイルアンテナ、前記金属層、前記磁性体層および前記第2コイルアンテナの順に配置される、請求項1から3のいずれかに記載の電子機器。
  6. 前記第2システムで利用される給電コイルをさらに備え、
    前記第2状態において、前記第2コイルアンテナの前記巻回軸方向から視て、前記金属層は前記第1コイルアンテナ全体と重なり、且つ、前記第2コイルアンテナの前記巻回軸方向から視て、前記第2コイルアンテナは、前記磁性体層および前記金属層のいずれにも重ならない部分を有し、
    前記給電コイルは、前記第2コイルアンテナと磁界結合する、請求項に記載の電子機器。
  7. 前記第1状態において、前記第1システムで利用するときに前記第2本体部が前記第1面に重なる、請求項1からのいずれかに記載の電子機器。
  8. 前記第1状態において、前記第2本体部は前記ディスプレイの一部に重ならない部分を有する、請求項に記載の電子機器。
  9. 前記第1システムは電磁誘導電力伝送システムであり、前記第2システムは近距離無線通信システムである、請求項1からのいずれかに記載の電子機器。
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