JPWO2011114527A1 - 携帯電話機 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体の両面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受取れるようにする。【解決手段】携帯電話機(20,22-27)は、筐体(20b)の第１外面(20r)側の内部に配置された受電共振コイル(52)、受電共振コイルの誘導電流の電力を取り出す電力取出部(50)、第１外面側の内部に配置された一端部と筐体の第２外面(20p)側の内部に配置された他端部を有し受電共振コイル内を通る磁性体のコア(56)、および第１外面と第２外面の間の空間に配置されコア周辺に回路素子が配置されていない領域(36)を有するプリント基板(30)、を具える。【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器に関し、特に、無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機に関する。

無線による既知の電力供給技術として、電磁誘導による電力供給、および電波による電力供給がある。一方、近年、磁気共鳴による電力供給が提案されている。

磁気共鳴による無線電力供給方式では、例えば、送電装置に或る共振周波数を有する共振コイルが配置され、受電装置にそれと同じ共振周波数を有する共振コイルが配置される。その送電装置と受電装置の間に磁気共鳴により電磁エネルギ転送を可能にする磁界の結合が形成され、その磁界結合によって送電装置の共振コイルから受電装置の共振コイルへと無線で効率良く電力が伝送される。

磁気共鳴による電力供給方式は、電波による電力供給方式に比べて大きい電力を供給することができ、電磁誘導による電力供給方式に比べて送電距離が長く、または送電用のコイルが小さくできる。

或る既知の携帯電話機は、筐体内の無線部と接続され電波によって通信を行うための通信用メインアンテナと、筐体内のＩＣモジュールと接続され外部機器とＩＣモジュールの間で電磁誘導により非接触でデータの送受信を行うためのループ状の電磁アンテナとを備えている。その携帯電話機において、そのループ状の電磁アンテナは、電池カバーが設けられているその筐体の裏面およびその筐体の側面に配置されている。それによって、携帯電話機は、正面側および裏面側のいずれの側においても非接触で外部機器と各種のデータを送受信することができる。

或る既知のコードレス電話装置は、ハンドセットと、このハンドセットをキー操作部が下向きになる通常の姿勢とキー操作部が上向きとなる裏返しの姿勢で選択的に載置する充電部とを含んでいる。その充電部は、発信回路と、この発信回路に接続された一次コイルとを備えている。そのハンドセットが、電源用の電池と、その充電部に対する載置状態でその一次コイルを交流発信させることによって電磁誘導により交流電流を発生する二次コイルと、この二次コイルの出力をその電池に供給する整流平滑回路とを備えている。その充電部におけるハンドセットを載置する凹部に、そのハンドセットを支持するための少なくとも２対の突起が設けられている。そのコードレス電話装置は、そのハンドセットを裏返しの姿勢でその少なくとも２対の突起を介して載置したとき、そのハンドセットのキー操作部と反対側に設けた拡声用スピーカを離隔させる底面を有する。

或る既知の携帯用通信機は、軸部を中心として回動可能なカバーを備えている。その携帯用通信機は、さらに、受電コイルを巻いた受電コイル用コア及び２次電池を内蔵し携帯用通信機本体を形成する被充電部と、送電コイルを巻いた送電コイル用コアを有する充電部とを含んでいる。その受電コイル用コアは、棒状体で形成され、携帯用通信機本体の被充電部の軸部に内蔵されている。また、被充電部を充電部上に載置した状態で、棒状体で形成された受電コイル用コアの両端面に、それぞれ送電コイル用コアの一部が対向する。それによって、携帯用通信機本体底部の形状に関係なく、充電部と被充電部の各コイル間の電磁誘導による非接触電力伝送の効率を向上できる。

特開２００５−３３３２４４号公報 特許第３５１４５１９号（特開平８−４６６７１号公報） 特開平１０−４６３９号公報

発明者たちは、携帯電話機のような電子機器に磁気共鳴による無線電力供給方式を適用する場合、送電用と受電用の２つの共振コイル間に磁性体または導体が存在すると、共振コイルの共振周波数の磁界が乱れ、電力供給に悪影響を与える、と認識した。例えば、携帯電話機内の操作面と反対の面側に受電共振コイルを配置した場合、背面側から受電共振コイルへ電力を供給することはできるが、携帯電話機内の操作面側にはプリント回路基板が存在し送電路上に位置するので、操作面側から受電共振コイルへ電力を供給するのは困難である。

本発明の実施形態の目的は、筐体の両面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機を実現することである。

本発明の実施形態の一観点（特徴）によれば、携帯電話機は、筐体と、伝送された磁界エネルギを磁気共鳴により受電し、その筐体の第１の外面側の内部に配置された受電共振コイルと、その受電共振コイルによって生成される誘導電流の電力を取り出す電力取出部と、その筐体のその第１の外面側の内部に配置された一端部と、その筐体の第２の外面側の内部に配置された他端部とを有し、その受電共振コイル内を通る磁性体のコアと、その筐体のその第１の外面とその第２の外面の間の空間に配置されており、回路素子が実装され、そのコアの周辺に回路素子が配置されていない領域を有するプリント基板と、を具えている。

本発明の実施形態の一観点によれば、筐体の両面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機を実現することができる。さらに、１つの携帯電話機が他の１つ以上の携帯電話機と重なった状態でも、それらの携帯電話機に同時に給電することができる。

図１Ａおよび１Ｂは、実施形態による、筐体または外被のそれぞれ主要受電側の外面と副次的受電側の外面の両側の面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機の概略的な内部構造の例を示している。 図２Ａは、送電装置から携帯電話機の主要受電側の外面を通してその受電共振コイルへ無線で電力を供給する場合の空間的配置を示している。図２Ｂは、送電装置２から携帯電話機の副次的受電側の外面を通してその受電共振コイルへ無線で電力を供給する場合の空間的配置を示している。 図３は、別の実施形態による、筐体または外被のそれぞれ主要受電側の外面と副次的受電側の外面の両側の面から磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機の別の概略的な内部構造の例を示している。 図４Ａおよび４Ｂは、さらに別の実施形態による、筐体または外被の主要受電側の外面、副次的受電側の外面および三次的受電側の外面の各面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機のさらに別の概略的な内部構造の例を示している。 図５Ａおよび５Ｂは、さらに別の実施形態による、筐体または外被の主要受電側の外面、副次的受電側の外面および三次的受電側の外面の各面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機のさらに別の概略的な内部構造の例を示している。 図６Ａおよび６Ｂは、さらに別の実施形態による、筐体または外被の主要受電側の外面、副次的受電側の外面および三次的受電側の外面の各面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機のさらに別の概略的な内部構造の例を示している。 図７Ａおよび７Ｂは、コアの形状の例を示している。 図８Ａは、さらに別の実施形態による、筐体または外被の主要受電側の外面および副次的受電側の外面の両面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機のさらに別の概略的な内部構造の例を示している。図８Ｂは、受電共振コイルに対する複数のコアの配置を示している。 図９Ａは、さらに別の実施形態による、筐体または外被の主要受電側の外面および副次的受電側の外面の両面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機のさらに別の概略的な内部構造の例を示している。図９Ｂは、コアの延長部としての磁性体のプレートの形状を示している。 図１０Ａは、さらに別の実施形態による、筐体または外被の主要受電側の外面および副次的受電側の外面の両面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機のさらに別の概略的な内部構造の例を示している。図１０Ｂは、コアの延長部としての、凹所を有する磁性体のプレートの形状を示している。

発明の目的および利点は、請求の範囲に具体的に記載された構成要素および組み合わせによって実現され達成される。
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、典型例および説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない、と理解すべきである。

本発明の非限定的な実施形態を、図面を参照して説明する。図面において、同様のコンポーネントおよび素子には同じ参照番号が付されている。

図１Ａおよび１Ｂは、実施形態による、筐体または外被２０ｂのそれぞれ主要受電側の外面２０ｒと副次的受電側の外面２０ｐの両側の面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる電子機器としての携帯電話機２０の概略的な内部構造の例を示している。図１Ａおよび１Ｂにおいて、携帯電話機２０はその手前の側面を切り欠いた形態で示されている。

図１Ａにおいて、携帯電話機２０は、磁気共鳴による無線電力供給方式で送電装置２から主要受電側の外面２０ｒを通して電力を受け取るように配置されている。図１Ｂにおいて、携帯電話機２０は、磁気共鳴による無線電力供給方式で送電装置２から副次的（二次的）受電側の外面２０ｐを通して電力を受け取るように配置されている。この場合、携帯電話機２０はいわゆるストレート型または非分割型の携帯電話機である。

携帯電話機２０は、内部に受電装置として、受電共振コイル５２と、電力取出し用の電力取出部または回路５０と、高い透磁率の磁性体のコア５６とを含み、さらに充電回路６０および再充電可能なバッテリ６２を含んでいる。コア５６は、受電共振コイル５２中を通り、その一端部の面が受電共振コイル５２の軸方向の端部コイル面と中心軸Ｃ方向に整列していてもよい。携帯電話機２０は、さらに、プロセッサ、メモリおよび無線送受信機のような複数の回路素子３２が実装されたプリント回路基板（ＰＣＢ）またはプリント基板３０と、例えば液晶表示装置または有機ＥＬ表示装置のような表示装置４０とを含んでいる。携帯電話機２０は、さらに、アンテナ、スピーカ、レシーバおよびマイクロホン（図示せず）を含んでいる。携帯電話機２０は、さらに、入力用または操作用の複数のキー４２を含んでいてもよい。

携帯電話機２０の筐体２０ｂは、主要材料として樹脂製またはプラスチック製のものである。プリント回路基板（３０）として、例えば、片面型、両面型または多層型の、ガラス紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラス・コンポジット基板、ガラス・エポキシ基板、フッ素樹脂（テフロン（登録商標））基板、フレキシブル基板を使用することができる。磁性体のコア５６は、例えばフェライト製であってもよい。コア５６は、軸Ｃ方向の長さ、例えば約５〜約１２ｍｍ、軸Ｃに垂直な断面の面積、例えば約２０〜約２００ｍｍ²を有するものであってもよい。コア５６のその断面の形状は、例えば直径約５〜約１２ｍｍの円形であっても、縦横の各辺の長さが約３〜約２０ｍｍの正方形または長方形であっても、短軸および長軸の長さが約３〜約２０ｍｍの楕円形であってもよい。

主要受電側の外面２０ｒと副次的受電側の外面２０ｐは、筐体２０ｂにおける互いに反対側の面であってもよい。コア５６は、携帯電話機２０の主要受電側の外面２０ｒにおける筐体２０ｂの外被部分の内壁近傍と、副次的受電側の外面２０ｐにおける筐体２０ｂの外被部分の内壁近傍との間に軸Ｃ方向に伸びている。プリント回路基板３０には、コア５６が貫通する開孔または空間３６が形成されていてもよい。プリント回路基板３０の開孔３６は、コア５６の周面から約１ｍｍ以上または約２ｍｍ以上の距離または間隔を有する開孔端縁を有していてもよい。あるいは、その開孔３６は、その開孔端縁がコア５６の周面に接触していてもよい。

電力取出部５０は、プリント回路基板３０とは別のプリント回路基板上に実装することができる。電力取出部５０の電磁誘導コイルは、１枚以上のプリント回路基板を用いて多層の導体層に複数のコイル・パターンを形成して導体層間で互いに接続することによって形成してもよい。充電回路６０は、他の回路素子３２と共にプリント回路基板３０上に実装されていてもよい。

送電装置２は、送電用の電力供給部または回路１０、および送電共振コイル１６を含んでいる。送電装置２において、電力供給部１０は、発振回路１２を含み、好ましくは電力供給コイルまたは電磁誘導コイル１４を含んでいる。発振回路１２は、外部の直流電源１または商用定格電圧（例えば、１００Ｖ）の交流（ＡＣ）駆動部などに、発振回路１２の仕様に適合する形態で接続されている。送電共振コイル１６は、構造的に両端が開放されたコイルであってもよく、または、両端が導体を介して電気的に結合されたコイルであってもよく、任意に、容量Ｃを調整するためのキャパシタを有していてもよい。

携帯電話機２０において、例えば複数のキー４２が配置されたユーザ入力操作面の内側付近に、回路素子３２が実装されたプリント回路基板３０を配置することができる。受電共振コイル５２および電力取出部５０は、プリント回路基板３０および回路素子３２による可能性ある電力吸収をなくすまたは大幅に減らすために、プリント回路基板３０および回路素子３２が配置されたユーザ入力操作面（２０ｐ）とは反対側の面（２０ｒ）の内側に配置されるのが好ましい。

受電共振コイル５２は、送電共振コイル１６と同様に、構造的に両端が開放されたコイルであってもよく、または両端が導体を介して電気的に結合されたコイルであってもよく、任意に、容量Ｃを調整するためのキャパシタを有していてもよい。

電力取出部５０は、受電共振コイル５２から電力を取り出す電力取出しコイルまたは電磁誘導コイルを含んでいることが好ましく、受電共振コイル５２から取り出した電力を交流電流として充電回路６０に供給する。

充電回路６０は、電力取出部５０の電力取出しコイルに結合されている。充電回路６０は、例えば、交流（ＡＣ）−直流（ＤＣ）電圧変換器、整流回路、充電制御回路、等を含んでいてもよい。充電回路６０は、バッテリ６２に直流電圧を供給する。

図１Ａにおいて、所定の距離範囲において送電共振コイル１６と受電共振コイル５２の間に磁気共鳴による磁界結合または結合磁界３が形成される。送電共振コイル１６の共振周波数ｆｔと受電共振コイル５２の共振周波数ｆｒとは同じまたは実質的に同じである。送電共振コイル１６は、電磁エネルギまたは電力を、磁気共鳴による結合によって受電共振コイル５２に伝送することができる。磁気共鳴による結合は、送電共振コイル１６と受電共振コイル５２の間の距離が、電磁誘導を生じる距離より長くても、有効である。

共振周波数ｆｔ、ｆｒが実質的に同じである範囲は、電磁誘導よりも高い伝送効率を達成する周波数範囲であればよく、例えば、共振点のＱ値が最大値の半値となる周波数の範囲であってもよい。

送電共振コイル１６は、例えば、銅で形成された直径約２ｃｍ以上のヘリカル型コイルであってもよい。受電共振コイル５２は、例えば、銅で形成された最大径約５ｃｍ以下の巻回形状が円形、楕円形または四角形（長方形）のヘリカル型コイルであってもよい。送電共振コイル１６と受電共振コイル５２の間の距離は、例えば０．１ｃｍ以上であってもよい。共振周波数ｆｔ、ｆｒは、例えば０．１〜２０ＭＨｚであってもよい。

送電共振コイル１６と受電共振コイル５２の各々は、例えば１つのコイルで形成され、共振条件を満たすインダクタンスＬおよび容量Ｃを有する。容量Ｃは、送電共振コイル１６または受電共振コイル５２の浮遊容量によって形成することができる。容量Ｃは、送電共振コイル１６または受電共振コイル５２に結合されたキャパシタの容量によって調整されてもよい。

送電共振コイル１６と受電共振コイル５２の各々のインピーダンスＺは、次の式で表される。
Ｚ ＝ Ｒ ＋ ｉ（ωＬ − １／ωＣ）
ここで、Ｒは、送電共振コイル１６または受電共振コイル５２の内部抵抗および／またはキャパシタの内部抵抗の合成抵抗を表し、ωは角周波数または角速度を表す。

送電共振コイル１６と受電共振コイル５２の各々のＬＣ共振周波数ｆ（Ｈｚ）＝ω／２πは、次の式で表される。
ｆ ＝ １／（２π（ＬＣ）^1/2）

Ｑ値（＝１／Ｒ×（Ｌ／Ｃ）^1/2）を高くするために、送電共振コイル１６に発振回路１２が直接接続されなくてもよい。共振の鋭さを表すＱ値は、コイルおよびキャパシタの抵抗と放射抵抗によって決まり、これらの合成抵抗値Ｒが小さいほど大きい値を有する。

共振条件（ｆｔ＝ｆｒ）を満たす送電共振コイル１６と受電共振コイル５２を用いると、送電共振コイル１６によって形成される磁界に受電共振コイル５２が共鳴して交流電流を発生する。

送電装置２において、電力供給部１０の発振回路１２は、電力供給コイル１４に電力を供給する。発振回路１２は、例えば、磁気共鳴のための共振周波数ｆｔで電力供給を電力供給コイル１４に直接的または間接的に供給する。発振回路１２の発振周波数は、送電共振コイル１６の共振周波数ｆｔと異なる周波数であってもよい。

電力供給コイル１４は、発振回路１２から供給された電力を、電磁誘導により、送電共振コイル１６に供給してもよい。この場合、送電共振コイル１６と電力供給コイル１４は、電磁誘導によって電力供給が可能な近距離に配置され、電力供給コイル１４の共振周波数は考慮する必要がない。

このようにして、送電共振コイル１６によって、磁気共鳴によって受電共振コイル５２に電力が効率良く供給される。

携帯電話機２０において、受電共振コイル５２は送電共振コイル１６から磁気共鳴による磁界結合によって電力を受け取る。受電共振コイル５２は、受け取った電力または電流を電力取出部５０に供給する。電力取出部５０は、電磁誘導により電力取出コイル（５０）によって受電共振コイル５２から電力を受け取ってもよい。この場合、受電共振コイル５２と電力取出コイル（５０）は、電磁誘導により電力が供給される近距離に配置され、電力取出コイル（５０）の共振周波数は考慮する必要がない。

電力取出コイル（５０）は、負荷としての充電回路６０に交流電流を供給する。充電回路６０は交流電流を整流してバッテリ６２に直流電圧を供給するように適合化されている。バッテリ６２は、携帯電話機２０における所要の直流電圧を供給する。

図２Ａは、送電装置２から携帯電話機２０の主要受電側の外面２０ｒを通してその受電共振コイル５２へ無線で電力を供給する場合の空間的配置を示している。図２Ｂは、送電装置２から携帯電話機２０の副次的受電側の外面２０ｐを通してその受電共振コイル５２へ無線で電力を供給する場合の空間的配置を示している。

図１Ａおよび２Ａにおいて、携帯電話機２０の主要受電側の外面２０ｒを通して受電共振コイル５２へ効率良く電力を供給することができる。一方、図１Ｂおよび２Ｂにおいて、開孔３６およびコア５６がない場合には、携帯電話機２０内の操作面（２０ｐ）側にはプリント回路基板３０および回路素子３２が送電路上または磁界結合空間（３）に位置する。従って、送電共振コイル１６によって生成される磁界３がプリント回路基板３０および回路素子３２によって遮蔽され、操作面（２０ｐ）を通して受電共振コイル５２へ電力を効率良く供給する（図１Ｂ、２Ｂ）のは困難である。しかし、ユーザは、充電のために図１Ａおよび２Ａのように携帯電話機２０の主要受電側の外面２０ｒを送電装置２に向けて配置するとは限らない。

図１Ｂおよび２Ｂにおいて、開孔３６および磁性体のコア５６があるので、携帯電話機２０内の操作面（２０ｐ）側に複数の回路素子３２が実装されたプリント回路基板３０が存在しても、副次的受電側の外面２０ｐを通してコア５６を通って受電共振コイル５２へ電力を効率良く供給することができる。即ち、結合磁界３は、磁気回路を形成する磁気素子としてのコア５６中をより高い密度で集中して通る。

図３は、図１Ａおよび１Ｂの実施形態の変形であり、別の実施形態による、筐体２０ｂの主要受電側の外面２０ｒと副次的受電側の外面２０ｐの両側の面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機２０の別の概略的な内部構造の例を示している。図３において、携帯電話機２０はその側面を切り欠いた形態で示されている。図３において、携帯電話機２０は、磁気共鳴による無線電力供給方式で送電装置２から副次的受電側の外面２０ｐを通して電力を受け取るよう配置されている。

この場合、プリント回路基板３０において、コア５６付近には、導体層または導体パターンが形成されていないかまたは除去されており、コア５６以外の回路素子３２が配置されていない。プリント回路基板３０にはコア５６のための開孔が存在しないので、製造においてプリント回路基板３０に開孔を形成する工程が不要となる。また、プリント回路基板３０上の導体層が形成されていない領域にコア５６を固定することができる。図３の携帯電話機２０のその他の構造、材料および動作は、図１Ａおよび１Ｂのものと同様である。

図４Ａおよび４Ｂは、さらに別の実施形態による、筐体２０ｂの主要受電側の外面２０ｒ、副次的受電側の外面２０ｐ、および筐体２０ｂ’の三次的受電側の外面２０ｄの各面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機２２のさらに別の概略的な内部構造の例を示している。図４Ａおよび４Ｂは、図１Ａおよび１Ｂの実施形態の別の変形を示している。図４Ａおよび４Ｂにおいて、携帯電話機２２はその側面を切り欠いた形態で示されている。この場合、携帯電話機２２はいわゆる折りたたみ型の携帯電話機である。

図４Ａにおいて、携帯電話機２２は、折りたたまれた状態で、磁気共鳴による無線電力供給方式で送電装置２から三次的受電側の外面２０ｄを通して電力を受け取るよう配置されている。図４Ｂにおいて、携帯電話機２２は、折りたたまれた状態から開いた状態で、磁気共鳴による無線電力供給方式で送電装置２から副次的受電側の外面２０ｐを通して電力を受け取るよう配置されている。

携帯電話機２２は、図１Ａおよび１Ｂの携帯電話機２０を主要部２０ｍと表示部２０ｓとに分割された形態を有する。主要部２０ｍと表示部２０ｓはヒンジ部２０ｈで結合されている。携帯電話機２２の主要部２０ｍは、内部に受電装置として、受電共振コイル５２と、電力取出部または回路５０と、コア５６とを含み、さらに充電回路６０および再充電可能なバッテリ６２を含んでいる。主要部２０ｍは、さらに、プロセッサ、メモリおよび無線送受信機のような複数の回路素子３２が実装されたプリント回路基板３０を含んでいる。表示部２０ｓは表示装置４０を含んでいる。表示装置４０は、表示部２０ｓの三次的受電側の外面２０ｄとは反対側の面に配置されていてもよい。主要部２０ｍは、さらに、入力用の複数のキー４２を含んでいてもよい。携帯電話機２０は、主要部２０ｍと表示部２０ｓのいずれかに、さらに、アンテナ、スピーカ、レシーバおよびマイクロホン（図示せず）を含んでいる。

プリント回路基板３０には、コア５６を貫通させるための開孔または空間３６が形成されている。携帯電話機２２（２０ｍ、２０ｓ）の筐体２０ｂ、２０ｂ’は、主要材料として樹脂製またはプラスチック製である。

図４Ａにおいて、表示部２０ｓが主要部２０ｍに対して折りたたまれた状態で、表示部２０ｓ内には、主要部２０ｍ内のコア５６の軸Ｃの延長線上にコア５６と同軸的に別のコア５７が配置されている。コア５７は、三次的受電側の外面２０ｄにおける筐体２０ｂ’の外被部分の内壁近傍とその反対側の外面における筐体２０ｂ’の外被部分の内壁近傍との間に伸びている。コア５７は、軸Ｃ方向の長さ、例えば約１〜約１０ｍｍ、軸Ｃに垂直な断面の面積、例えば約２０〜約２００ｍｍ²を有するものであってもよい。コア５６とコア５７の軸Ｃに垂直な断面の大きさは、同じでなくてもよい。例えば、コア５７の断面積はコア５６の断面積より大きくてもよい。コア５６とコア５７の軸に垂直な断面の大きさが同じでない場合は、コア５６とコア５７の軸は一致していなくてもよい。

図４Ａにおいて、表示部２０ｓ内にコア５７がない場合には、送電共振コイル１６から主要部２０ｍ内のコア５６および受電共振コイル５２まで間に周囲に表示装置４０等の他の要素が介在する。従って、送電共振コイル１６によって生成される磁界３がそのような他の要素の導体部分によって遮蔽され、三次的受電側の外面２０ｄを通した受電共振コイル５２への電力の伝送効率が低くなり得る。

一方、送電共振コイル１６からコア５６および受電共振コイル５２までの送電経路３上に表示部２０ｓ内のコア５７があるので、副次的受電側の外面２０ｐの前に表示部２０ｓが介在しても、二次的受電側の外面２０ｄからコア５７と５６を通して受電共振コイル５２へ電力を効率良く供給することができる。即ち、結合磁界３は、磁気回路を形成する磁気素子または部材としてのコア５７と５６中をより高い密度で集中して通る。

図４Ｂにおける携帯電話機２２の受電形態は、図１Ｂにおける携帯電話機２０の受電形態に対応する。図４Ａおよび４Ｂの携帯電話機２２のその他の構造、材料および動作は、図１Ａおよび１Ｂのものと同様である。

図５Ａおよび５Ｂは、さらに別の実施形態による、筐体２０ｂの主要受電側の外面２０ｒ、副次的受電側の外面２０ｐ、および筐体２０ｂ’の三次的受電側の外面２０ｄの各面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機２３のさらに別の概略的な内部構造の例を示している。図５Ａおよび５Ｂは、図１Ａおよび１Ｂまたは図４Ａおよび４Ｂの実施形態のさらに別の変形を示している。図５Ａおよび５Ｂにおいて、携帯電話機２３はその側面を切り欠いた形態で示されている。この場合、携帯電話機２３はスライド型の携帯電話機である。

図５Ａにおいて、携帯電話機２３は、閉状態または収縮状態で、磁気共鳴による無線電力供給方式で送電装置２から三次的受電側の外面２０ｄを通して電力を受け取るよう配置されている。図５Ｂにおいて、携帯電話機２３は、閉状態からスライドして開いた開状態で、磁気共鳴による無線電力供給方式で送電装置２から副次的受電側の外面２０ｐを通して電力を受け取るよう配置されている。

携帯電話機２３は、図４Ａおよび４Ｂの実施形態と同様の形態で、図１Ａおよび１Ｂの携帯電話機２０を主要部２０ｍと表示部２０ｓとに分割された形態を有する。主要部２０ｍと表示部２０ｓはスライド機構２０ｊで結合されている。表示装置４０は、表示部２０ｓの三次的受電側の外面２０ｄに配置されていてもよい。

図５Ａにおいて、表示部２０ｓが主要部２０ｍに対して重なるように収縮または収納された配置において、表示部２０ｓ内には、主要部２０ｍ内のコア５６の軸の延長線上にコア５６と同軸的に別のコア５７が配置されている。

送電共振コイル１６からコア５６および受電共振コイル５２までの送電経路３上に表示部２０ｓ内のコア５７があるので、副次的受電側の外面２０ｐの前に表示部２０ｓが介在しても、二次的受電側の外面２０ｄからコア５７と５６を通して受電共振コイル５２へ電力を効率良く供給することができる。

図５Ｂにおける携帯電話機２２の受電形態は、図１Ｂにおける携帯電話機２０または図４Ｂにおける携帯電話機２２の受電形態に対応する。図５Ａおよび５Ｂの携帯電話機２３のその他の構造、材料および動作は、図１Ａおよび１Ｂのものと同様である。

図６Ａおよび６Ｂは、さらに別の実施形態による、筐体２０ｂの主要受電側の外面２０ｒ、副次的受電側の外面２０ｐ、および筐体２０ｂ’の三次的受電側の外面２０ｄの各面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機２４のさらに別の概略的な内部構造の例を示している。図６Ａおよび６Ｂは、図１Ａおよび１Ｂまたは図３Ａおよび３Ｂの実施形態のさらに別の変形を示している。図６Ａおよび６Ｂにおいて、携帯電話機２４はその側面を切り欠いた形態で示されている。この場合、携帯電話機２４は分離型またはセパレート型の携帯電話機である。

図６Ａにおいて、携帯電話機２４は、結合状態で、磁気共鳴による無線電力供給方式で送電装置２から三次的受電側の外面２０ｄを通して電力を受け取るよう配置されている。図６Ｂにおいて、携帯電話機２４は、分離状態で、磁気共鳴による無線電力供給方式で送電装置２から副次的受電側の外面２０ｐを通して電力を受け取るよう配置されている。

携帯電話機２５は、図４Ａおよび４Ｂの実施形態と同様の形態で、図１Ａおよび１Ｂの携帯電話機２０を主要部２０ｍと表示部２０ｓとに分割された形態を有する。主要部２０ｍと表示部２０ｓは、結合部材として設けられた永久磁石２０ｋで物理的に互いに結合でき、例えばブルートゥース規格のような近距離無線通信規格に従ってそれぞれの近距離無線通信部（図示せず）を介して互いに通信する。

図６Ａにおいて、表示部２０ｓが主要部２０ｍに対して重なるように結合された配置において、表示部２０ｓ内には、主要部２０ｍ内のコア５６の軸の延長線上にコア５６と同軸的に別のコア５７が配置されている。

送電共振コイル１６からコア５６および受電共振コイル５２までの送電経路３上に表示部２０ｓ内のコア５７があるので、副次的受電側の外面２０ｐの前に表示部２０ｓが介在しても、二次的受電側の外面２０ｄからコア５７と５６を通して受電共振コイル５２へ電力を効率良く供給することができる。

図６Ｂにおける携帯電話機２２の受電形態は、図１Ｂにおける携帯電話機２０または図３Ｂにおける携帯電話機２２の受電形態に対応する。図６Ａおよび６Ｂの携帯電話機２４のその他の構造、材料および動作は図１Ａおよび１Ｂのものと同様である。

図７Ａおよび７Ｂは、コア５６として使用されるコア５６２、５６４の形状の例を示している。コア５６２は、例えばフェライト製の中実の円柱状の形状を有する。コア５６４は、例えばフェライト製の中空の円筒状または楕円筒状の形状を有する。中空の円筒状または楕円筒状のコア５６４を用いることによって、携帯電話機２０〜２４の重量をより軽くすることができる。コア５６２および５６４は、それぞれ中実のおよび中空の例えば四角柱状のような多角形の柱状であってもよい。

図８Ａは、さらに別の実施形態による、筐体または外被２０ｂの主要受電側の外面２０ｒおよび副次的受電側の外面２０ｐの両面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機２５のさらに別の概略的な内部構造の例を示している。図８Ａは、図１Ａおよび１Ｂの実施形態のさらに別の変形を示している。図８Ａにおいて、携帯電話機２５はその側面を切り欠いた形態で示されている。

図８Ｂは、受電共振コイル５２に対する複数のコア５６ａ、５６ｂの配置を示している。

この場合、プリント回路基板３０には、複数のコア５６ａ、５６ｂを貫通させるための複数の開孔または空間３６ａ、３６ｂがそれぞれ形成されている。複数のコア５６ａ、５６ｂは、プリント回路基板３０の開孔３６ａ、３６ｂに、かつ受電共振コイル５２の内側に配置される。コア５６ａ、５６ｂの形状は、楕円柱状または四角柱状であってもよい。このように、複数のコア５６ａ、５６ｂを用いることによって、プリント回路基板３０に形成可能な開孔３６ａ、３６ｂの数および形状に応じて、磁界３を通すためのより多くのコア体積を確保することができる。

図８Ａの携帯電話機２５のその他の構造、材料および動作は、図１Ａおよび１Ｂのものと同様である。

図９Ａは、さらに別の実施形態による、筐体または外被２０ｂの主要受電側の外面２０ｒおよび副次的受電側の外面２０ｐの両面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機２６のさらに別の概略的な内部構造の例を示している。図９Ａは、図１Ａおよび１Ｂの実施形態のさらに別の変形を示している。図９Ａにおいて、携帯電話機２６はその側面を切り欠いた形態で示されている。

図９Ａにおいて、プリント回路基板３０と副次的受電側の外面２０ｐのキー４２が配置された領域の間に、複数のキー４２を囲む複数のキー４２用の複数の開孔を有する磁性体のプレート、シートまたは板状部５８が配置される。プレート５８は、副次的受電側の外面２０ｐ側にコア５６に接触または接続して一体的に配置される。

図９Ｂは、コア５６の延長部としての磁性体のプレート５８の形状を示している。
プレート５８は、例えばフェライトのような高い透磁率の磁性材料で形成されている。プレート５８は、例えば厚さ約０．０１〜約１ｍｍの厚さを有していてもよい。このように、磁性体のプレート５８を、磁気回路を形成する別の磁気素子または部材として副次的受電側の外面２０ｐ側に配置したことによって、結合磁界３を受電共振コイル５２へと通すためのより多くの面積を確保することができる。

図９Ａの携帯電話機２６のその他の構造、材料および動作は、図１Ａおよび１Ｂのものと同様である。

図１０Ａは、さらに別の実施形態による、筐体または外被２０ｂの主要受電側の外面２０ｒおよび副次的受電側の外面２０ｐの両面を通して磁気共鳴による無線電力供給方式で電力を受け取ることができる携帯電話機２７のさらに別の概略的な内部構造の例を示している。図１０Ａは、図３の実施形態の変形を示している。図１０Ａにおいて、携帯電話機２７はその側面を切り欠いた形態で示されている。

図１０Ａにおいて、回路素子３２が実装されたプリント回路基板３０の背面に、凹所内底面の周辺部分または端縁部分において副次的受電側の外面２０ｐ側に突出した突条部または壁部５９ｒを有する磁性体のプレート５９が磁気回路を形成する別の磁気素子または部材として配置される。プレート５９は、例えば厚さ約０．０１〜約１ｍｍの厚さを有していてもよい。突条部５９ｒは、例えば約１〜約１０ｍｍの高さｈｒを有していてもよい。図１０Ａにおいて、プレート５９はその手前の突条部５９ｒを外した形態で示されている。プレート５９は、その背面において、副次的受電側の外面２０ｐ側にコア５６に接触または接続して一体的に配置される。

図１０Ｂは、コア５６の延長部としての、凹所を有する磁性体のプレート５９の形状を示している。

プレート５９は、例えばフェライトのような高い透磁率の磁性材料で形成されている。概してプレート５９の広い凹所にプリント回路基板３０が配置される。結合磁界３は、プレート５９の突条の周辺部分と、プリント回路基板３０の非導体領域部分および表示装置３０の非導体領域（導体間の隙間空間）を通してプレートの平坦な主要底板部分中を通って、さらにコア５６へ通る。

磁性体のプレート５９を、副次的受電側の外面２０ｐ側のプリント回路基板３０の背面に配置したことによって、送電共振コイル１６と受電共振コイル５２の間にプリント回路基板３０に配置せざるを得ない場合でも、結合磁界３を受電共振コイル５２へ通すためのより多くの面積を確保することができる。

図１０Ａの携帯電話機２７のその他の構造、材料および動作は、図１Ａおよび１Ｂのものと同様である。

図７Ａ〜１０Ｂの実施形態は、図４Ａ〜６Ｂの分割された形態の携帯電話機２２、２３および２４にも適用できることは明らかである。

上述のように、図１Ａ〜１０Ｂの携帯電話機２０〜２７の各々において、磁性体のコア５６、５７、５６ａ、５６ｂ、５８、および磁性体プレート５８、５９を結合磁界３が集中して通り、それによって結合磁界３が筐体２０ｂ、２０ｂ’の一方の面から反対側の面を通る。従って、それぞれのコアを直列に接続する磁気回路を形成するように複数個の携帯電話機（２０〜２７）を重ねると、それぞれのコアを結合磁界３が集中して通り、それらの携帯電話機（２０〜２７）に同時に電力を給電することができる。

上述の実施形態によれば、携帯電話機２０〜２７の副次的受電側の外面２０ｐ通して受電する場合の受電電力は、主要受電側の外面２０ｒを通して受電した場合（基準１００％）の概ね７０〜９０％だけ受電することができると考えられる。一方、コア５６も開孔３６も設けない場合の受電電力は、主要受電側の外面２０ｒを通して受電した場合の概ね４０〜４５％しか受電できないであろう。

上述の実施形態の構造、材料および動作は、その他の携帯型の通信機器または情報機器のような携帯型の電子機器にも適用できることは明らかである。そのような携帯型の電子機器は、例えば、ＰＨＳ電話機、コードレス電話機子機、携帯型無線トランシーバ、携帯型無線送受信機、携帯型パーソナルコンピュータ、ハンドヘルド型パーソナルコンピュータ、パームサイズ・パーソナルコンピュータ、携帯型情報端末、ＰＤＡ、携帯ゲーム機であってもよい。

ここで挙げた全ての例および条件的表現は、発明者が技術促進に貢献した発明および概念を読者が理解するのを助けるためのものであり、ここで具体的に挙げたそのような例および条件に限定することなく解釈されるものである。また、明細書におけるそのような例の編成は本発明の優劣を示すこととは関係ない。本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、それに対して種々の変更、置換および変形を施すことができる。

以上の実施例を含む実施形態に関して、さらに以下の付記を開示する。
（付記１） 筐体と、
伝送された磁界エネルギを磁気共鳴により受電し、前記筐体の第１の外面側の内部に配置された受電共振コイルと、
前記受電共振コイルによって生成される誘導電流の電力を取り出す電力取出部と、
前記筐体の前記第１の外面側の内部に配置された一端部と、前記第１の外面とは反対側の前記筐体の第２の外面側の内部に配置された他端部とを有し、前記受電共振コイル内を通る磁性体のコアと、
前記筐体の前記第１の外面と前記第２の外面の間の空間に配置されており、回路素子が実装され、前記コアの周辺に回路素子が配置されていない領域を有するプリント基板と、
を具える携帯電話機。
（付記２） 前記プリント基板は前記領域に開孔を有するものであることを特徴とする、付記１に記載の携帯電話機。
（付記３） 前記コアとともに磁気回路を形成する別の磁性体の部材を具えることを特徴とする、付記１または２に記載の携帯電話機。
（付記４） 前記携帯電話機は、第１の筐体としての前記筐体と重ねて配置される第２の筐体を具え、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とが重ねて配置された場合に前記第１の筐体内の前記コアと重なる位置に前記別の筐体内に磁性体の別のコアを具えることを特徴とする、付記１または２に記載の携帯電話機。
（付記５） 前記コアは中空であることを特徴とする、付記１乃至４のいずれかに記載の携帯電話機。
（付記６） 前記プリント基板のそれぞれの開孔を通る複数の前記コアを具えることを特徴とする、付記１乃至５のいずれかに記載の携帯電話機。
（付記７） 前記筐体の第２の外面側の内部に、前記コアに接続された磁性体のプレートを具えることを特徴とする、付記１、２、４または５に記載の携帯電話機。
（付記８） 前記第２の外面と前記プリント基板の間の前記筐体内部に、前記コアに接続された磁性体のプレートを具えることを特徴とする、付記１、２、４、５または６に記載の携帯電話機。
（付記９） 前記筐体の第２の外面側の内部に、前記コアに接続され、前記第２の外面に向かって突出する端縁部を有する磁性体のプレートを具えることを特徴とする、付記１、２、４、５または６に記載の携帯電話機。
（付記１０） 前記第１の外面と前記第２の外面は前記筐体の互いに反対側の外面であることを特徴とする、付記１乃至９のいずれかに記載の携帯電話機。

２ 電力供給部
１ 電源
１０ 電力供給部
１２ 発振回路
１４ 電力供給コイルまたは電磁誘導コイル
１６ 送電共振コイル
３ 磁界結合
２０、２２、２３、２４、２５、２６、２７ 携帯電話機
３０ プリント回路基板
３２ 回路素子
４０ 表示装置
４２ キー
５０ 電力取出部（電磁誘導コイル）
５２ 受電共振コイル
６０ 充電回路
６２ 再充電可能なバッテリ

Claims (5)

1. 筐体と、
   伝送された磁界エネルギを磁気共鳴により受電し、前記筐体の第１の外面側の内部に配置された受電共振コイルと、
   前記受電共振コイルによって生成される誘導電流の電力を取り出す電力取出部と、
   前記筐体の前記第１の外面側の内部に配置された一端部と、前記筐体の第２の外面側の内部に配置された他端部とを有し、前記受電共振コイル内を通る磁性体のコアと、
   前記筐体の前記第１の外面と前記第２の外面の間の空間に配置されており、回路素子が実装され、前記コアの周辺に回路素子が配置されていない領域を有するプリント基板と、
   を具える携帯電話機。
2. 前記プリント基板は前記領域に開孔を有するものであることを特徴とする、請求項１に記載の携帯電話機。
3. 前記コアとともに磁気回路を形成する別の磁性体の部材を具えることを特徴とする、請求項１または２に記載の携帯電話機。
4. 前記携帯電話機は、第１の筐体としての前記筐体と重ねて配置される第２の筐体を具え、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体とが重ねて配置された場合に前記第１の筐体内の前記コアと重なる位置に前記別の筐体内に磁性体の別のコアを具えることを特徴とする、請求項１または２に記載の携帯電話機。
5. 前記コアは中空であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の携帯電話機。

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