特許 6159610 回路基板及びそれを備えた携帯機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6159610

(24)【登録日】2017年6月16日

(45)【発行日】2017年7月5日

(54)【発明の名称】回路基板及びそれを備えた携帯機器

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20170626BHJP

   H02J 50/12 20160101ALI20170626BHJP

   H04R 25/00 20060101ALI20170626BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 S

   H02J7/00 301D

   H02J50/12

   H04R25/00 Z

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-150194(P2013-150194)

(22)【出願日】2013年7月19日

(65)【公開番号】特開2015-23683(P2015-23683A)

(43)【公開日】2015年2月2日

【審査請求日】2016年4月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003964

【氏名又は名称】日東電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】畑中 武蔵

(72)【発明者】

【氏名】津田 尚

【審査官】 竹下 翔平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２０６２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０８０６６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１１５０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５８８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０８７６７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ １／２６−１／３２

Ｈ０２Ｊ ７／００−７／１２

７／３４−７／３６

５０／００−５０／９０

Ｈ０４Ｍ １／００

１／２４−１／８２

９９／００

Ｈ０４Ｒ ２５／００−２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部から給電された交流電力を整流することにより直流電力を出力する整流部と、前記整流部から出力された前記直流電力を充電電圧で二次電池に供給する充電部とを有する、第１処理回路と、
信号処理に伴って発生するノイズで前記第１処理回路を誤作動させる位置に配置され、前記第１処理回路の作動時に停止状態となる第２処理回路と、を有し、
前記第２処理回路は、
前記信号処理を実行する処理部と、
前記第１処理回路が作動状態であることを検知する検知部と、
前記検知部が前記第１処理回路の作動状態を検知したときに前記処理部を作動状態から停止状態に切り替える切替制御部とを有し、
更に、前記処理部は、前記二次電池の充電電力を駆動機器の駆動電力に変換して出力する信号処理を実行する変圧回路であり、
前記検知部は、前記整流部から出力された前記直流電力により前記第１処理回路が作動状態であることを示す検知信号を出力する検知回路であり、
前記切替制御部は、前記検知信号が入力されたときに前記処理部を停止状態にする一方、前記検知信号が入力されていないときに前記処理部を作動状態にする切替制御回路である、
ことを特徴とする回路基板。

【請求項2】

前記第１処理回路及び前記第２処理回路は、デジタル信号処理回路及びアナログ信号処理回路の少なくとも一方の処理回路を、それぞれ含むことを特徴とする請求項１に記載の回路基板。

【請求項3】

第１処理回路及び前記第２処理回路は、デジタル信号処理回路及びアナログ信号処理回路を集積化したアナログ・デジタル混載集積回路により形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回路基板。

【請求項4】

前記信号処理は、光学信号、音声信号、電磁気信号、又は電気信号であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の回路基板。

【請求項5】

前記第１処理回路及び前記第２処理回路は、
デジタル信号とアナログ信号とを相互に変換する処理回路、周波数を変換する処理回路、エネルギーレベルの変換を行う処理回路、交流電力を整流して二次電池に充電する充電回路、二次電池の電力を所定電圧で外部機器に供給する給電回路、充電処理及び給電処理を行う充放電回路の何れかを構成していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の回路基板。

【請求項6】

ワンチップ化されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の回路基板。

【請求項7】

請求項１乃至６の何れか１項に記載の回路基板を備えたことを特徴とする携帯機器。

【請求項8】

さらに、共振現象により外部から電力が供給される受電モジュールを有し、
前記回路基板が、他の部位よりも小さな磁界強度となるように前記共振現象により形成された磁界空間に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の携帯機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一方の処理回路の作動時に発生したノイズが他方の処理回路の作動状態に影響を及ぼさないようにした回路基板及びそれを備えた携帯機器に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、電子回路の作動時にノイズが発生し、このノイズが検出信号の誤差成分や誤作動の要因になることが知られている。そこで、特許文献１においては、ノイズが電子回路から装置外に漏れ出すことを効果的に抑制するため、アナログ回路ブロックとデジタル回路ブロックとを別基板に分離して配置すると共に、これらの回路ブロックを、導電性を有した筐体に収容し、筐体とアナログ回路ブロックのグランド端子とを電気的に接続することによって、筐体を導電シールド部材として安定して機能させる構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−８７５２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、電子回路の作動時に発生するノイズを装置外へ漏洩させないようにする構成については、特許文献１等において各種の工夫がなされているが、隣接配置された回路ブロックがノイズの影響を受けて誤作動等を起こすという問題については、回路ブロック同士をノイズの影響を受けない距離だけ離隔したり、或いは、特許文献１のように、別基板に回路ブロックをそれぞれ配置するという対策がなされるだけである。このため、回路配置の設計の自由度がノイズの制約を受けていると共に、ノイズの影響を受ける範囲内にまで回路ブロックを集積化することが困難になっている。
なっている。

【0005】

そこで、本発明の目的は、回路構成の設計の自由度を拡大させることができると共に回路の集積化を可能にする回路基板及びそれを備えた携帯機器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、回路基板であって、第１処理回路と、信号処理に伴って発生するノイズで前記第１処理回路を誤作動させる位置に配置され、前記第１処理回路の作動時に停止状態となる第２処理回路とを有する。

【0007】

上記の構成によれば、第２処理回路が第１処理回路の作動時に停止状態となるため、第２処理回路を第１処理回路に近接配置した場合でも、第２処理回路の信号処理により発生するノイズが第１処理回路を誤作動させることがない。これにより、第１処理回路と第２処理回路とを近接配置することができると共に、回路配置の設計の自由度を拡大させることができる。

【0008】

本発明の回路基板における前記第２処理回路は、前記信号処理を実行する処理部と、前記第１処理回路が作動状態であることを検知する検知部と、前記検知部が前記第１処理回路の作動状態を検知したときにだけ前記処理部を作動状態から停止状態に切り替える切替制御部とを有してもよい。

【0009】

上記の構成によれば、簡単な回路構成で第２処理回路に必要な機能を有した回路を形成することができる。

【0010】

本発明の回路基板における前記第１処理回路は、外部から給電された交流電力を整流することにより直流電力を出力する整流部と、前記整流部から出力された前記直流電力を充電電圧で二次電池に供給する充電部とを有しており、前記第２処理回路において、前記処理部は、前記二次電池の充電電力を駆動機器の駆動電力に変換して出力する信号処理を実行する変圧回路であり、前記検知部は、前記整流部から出力された前記直流電力により前記第１処理回路が作動状態であることを示す検知信号を出力する検知回路であり、前記切替制御部は、前記検知信号が入力されたときに前記処理部を停止状態にする一方、前記検知信号が入力されていないときに前記処理部を作動状態にする切替制御回路であってもよい。

【0011】

上記の構成によれば、ノイズで誤作動しない充放電回路を簡単な回路構成で高密度に形成することができる。

【0012】

本発明の回路基板における前記第１処理回路及び前記第２処理回路は、デジタル信号処理回路及びアナログ信号処理回路の少なくとも一方の処理回路を、それぞれ含んでもよい。

【0013】

上記の構成によれば、第１処理回路及び第２処理回路の混在した回路構成を高密度且つ容易に形成することができる。

【0014】

本発明の回路基板における第１処理回路及び前記第２処理回路は、デジタル信号処理回路及びアナログ信号処理回路を集積化したアナログ・デジタル混載集積回路により形成されていてもよい。

【0015】

上記の構成によれば、回路基板を集積化する際の設計の自由度を高めることができる。

【0016】

本発明は、上記構成の回路基板を備えた携帯機器である。これにより、本発明によれば、小型化及び軽量化された携帯機器を得ることができる。

【0017】

本発明の携帯機器は、さらに、共振現象により外部から電力が供給される受電モジュールを有し、前記回路基板が、他の部位よりも小さな磁界強度となるように前記共振現象により形成された磁界空間に配置されていてもよい。

【0018】

上記の構成によれば、共振現象により電力が供給される受電モジュールを携帯機器が備えることによって、受電モジュールの近傍位置において磁界の小さな空間部分を出現させ、この空間部分を回路基板の配置場所として有効利用している。これにより、回路基板の配置場所の確保が難しい携帯機器においても、回路基板の配置場所を容易に確保し、ひいては携帯機器の小型化を実現することができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、回路構成の設計の自由度を拡大させることができると共に回路の集積化を可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】回路基板の概要ブロック図である。

【図2】回路基板の詳細ブロック図である。

【図3】回路基板の回路ブロック図である。

【図4】充電システムのブロック図である。

【図5】耳掛け型補聴器の概略構成を示す説明図である。

【図6A】モジュール部品の平面図である。

【図6B】モジュール部品の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

（回路基板：概要）
本実施形態の回路基板は、一方の処理回路の作動時に発生したノイズが他方の処理回路の作動状態に影響を及ぼさないようにした構成にされている。即ち、図１に示すように、回路基板１は、第１処理回路１１と、信号処理に伴って発生するノイズで第１処理回路１１を誤作動させる位置に配置され、第１処理回路１１の作動時に停止状態となる第２処理回路１２とを有している。ここで、『信号処理』は、光学信号や音声信号、電磁気信号、電気信号等の信号を処理するものであり、アナログ信号処理及びデジタル信号処理の少なくとも一方の処理を含む。

【0022】

これにより、回路基板１は、第２処理回路１２が第１処理回路１１の作動時に停止状態となるため、第２処理回路１２を第１処理回路１１に近接配置した場合でも、第２処理回路１２の信号処理により発生するノイズが第１処理回路１１を誤作動させることがない。これにより、第１処理回路１１と第２処理回路１２とをノイズの影響を受ける範囲内にまで近接配置することができると共に、第１処理回路１１及び第２処理回路１２間におけるノイズの影響を設計パラメータから除外することができるため、回路配置の設計の自由度を拡大させることができる。

【0023】

回路基板１における第２処理回路１２は、信号処理を実行する処理部１２１と、第１処理回路１１が作動状態であることを検知する検知部１２３と、検知部１２３が第１処理回路１１の作動状態を検知したときにだけ処理部１２１を作動状態から停止状態に切り替える切替制御部１２２とを有している。これにより、回路基板１は、簡単な回路構成で第２処理回路１２に必要な機能を持たせることが可能になっている。

【0024】

ここで、第１処理回路１１及び第２処理回路１２は、デジタル信号処理回路及びアナログ信号処理回路の少なくとも一方の処理回路をそれぞれ含んでいればよい。即ち、第１処理回路１１は、デジタル信号処理回路及びアナログ信号処理回路のうち何れか一方の回路で形成されていてもよいし、両方の回路で形成されていてもよい。また、第２処理回路１２についても、第１処理回路１１と同様に、デジタル信号処理回路及びアナログ信号処理回路のうち何れか一方の回路で形成されていてもよいし、両方の回路で形成されていてもよい。これにより、回路基板１は、第１処理回路１１及び第２処理回路１２の混在した回路構成を高密度且つ容易に形成することができる。

【0025】

また、第１処理回路１１及び第２処理回路１２は、デジタル信号処理回路及びアナログ信号処理回路を集積化したアナログ・デジタル混載集積回路により形成されていることが好ましい。この場合には、回路基板１を集積化する際の設計の自由度を高めることができると共に、回路基板１をワンチップ化することにより一層の小型化及び軽量化を実現することが可能になる。

【0026】

上記のように構成された回路基板１は、高周波信号や低周波信号を処理する回路であってもよいし、デジタル信号とアナログ信号とを相互に変換する処理回路、周波数を変換する処理回路、エネルギーレベルの変換を行う処理回路であってもよい。また、回路基板１は、交流電力を整流して二次電池に充電する充電回路、二次電池の電力を所定電圧で外部機器に供給する給電回路、これらの充電処理及び給電処理を行う充放電回路であってもよい。

【0027】

（回路基板：充放電回路）
上記の回路基板１を充放電回路に適用した場合について説明すると、図２に示すように、回路基板１の第１処理回路１１は、交流電力を出力する受電部４と、電力を充放電可能な二次電池３とに接続されている。受電部４は、有線給電方式及び無線給電方式の何れの方式が採用されてもよい。無線給電方式としては、電磁誘導方式や電磁界共鳴方式等を例示することができる。また、二次電池３は、充放電可能な電池について全ての種類を適用することができる。例えば、鉛蓄電池、制御弁式鉛蓄電池、リチウム・空気電池、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、リン酸鉄リチウムイオン電池、リチウム・硫黄電池、チタン酸・リチウム電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素充電池、ニッケル・鉄電池、ニッケル・リチウム電池、ニッケル・亜鉛電池、充電式アルカリ電池、ナトリウム・硫黄電池、レドックス・フロー電池、亜鉛・臭素フロー電池、シリコン電池等を二次電池３として例示することができる。

【0028】

第１処理回路１１は、受電部４を介して外部から給電された交流電力を整流することにより直流電力を出力する整流部１１１と、整流部１１１から出力された直流電力を充電電圧で二次電池３に供給する充電部１１２とを有している。より具体的に説明すると、図３に示すように、整流部１１１は、整流・安定化ＩＣを用いることができる。整流・安定化ＩＣは、フルブリッジ同期整流、電圧コンディショニング及びワイヤレス・パワー制御、電圧・電流・温度の異常に対する保護機能等の各機能をワンチップに集積したＩＣである。また、充電部１１２は、定電流/定電圧リニア・チャージャ用のＩＣであり、充電電流が設定値の所定値まで減少したことを報知する機能やタイマによる充電終了機能、サーマル・フィードバックによる充電電流の安定化機能、高電力動作時や高周囲温度条件下におけるチップ温度制限機能等を有している。

【0029】

一方、図２に示すように、回路基板１の第２処理回路１２は、信号処理を実行する処理部１２４と、第１処理回路１１が作動状態であることを検知する検知部１２３と、検知部１２３が第１処理回路１１の作動状態を検知したときにだけ処理部１２４を作動状態から停止状態に切り替える切替制御部１２２とを有している。

【0030】

上記の処理部１２４は、二次電池３の充電電力を駆動機器５の駆動電力に変換して出力する信号処理を実行する変圧部として機能する変圧回路である。駆動機器５は、モータやスピーカ、発光器、表示器等のように、電力により作動する全ての種類の機器が含まれる。変圧部としては、図３に示すように、降圧用途としてはリニアレギュレータを適用可能であり、昇圧及び降圧の用途としてはスイッチングレギュレータを適用することができる。尚、これらの各レギュレータは、半導体素子により電流を高速でオン・オフする方式であり、オン・オフ時において、周辺回路の誤作動を引き起こす要因となる高周波のノイズを発生する。

【0031】

図２に示すように、検知部１２３は、整流部１１１から出力された直流電力により第１処理回路１１が作動状態であることを示す検知信号を出力する検知回路である。検知回路は、トランジスタ等のアナログ回路により形成されていてもよい。具体的に説明すると、図３に示すように、検知部１２３は、ＮＰＮトランジスタのベース端子１２３ａを整流部１１１及び充電部１１２間の出力電力線１１１１に接続し、エミッタ端子１２３ｂをグランドに接続する。また、コレクタ端子１２３ｃを二次電池３のプラス側に抵抗器を介して接続することによって、ハイインピーダンス状態にすると共に、切替制御部１２２の入力端子１２２ａに接続する。

【0032】

これにより、整流部１１１から直流電力が出力されていない場合は、検知部１２３のベース端子１２３ａがローレベルとなってエミッタ端子１２３ｂ及びコレクタ端子１２３ｃ間が非導通状態となるため、ハイレベルの検知信号が切替制御部１２２の入力端子１２２ａに入力されることになる。一方、整流部１１１から直流電力が出力電力線１１１１を介して充電部１１２に送給されると、ベース端子１２３ａがハイレベルとなる結果、コレクタ端子１２３ｃ及びエミッタ端子１２３ｂが導通状態となり、コレクタ端子１２３ｃがグランド電位のローレベルの検知信号に変化する。この結果、切替制御部１２２の入力端子１２２ａにローレベルの検知信号が入力されることになる。尚、検知部１２３は、デジタル回路により形成されていてもよい。

【0033】

切替制御部１２２は、ローレベルの検知信号が入力されたときに処理部１２４を停止状態にする一方、ハイレベルの検知信号が入力されたとき（ローレベルの検知信号が入力されていないとき）に処理部１２４を作動状態にする切替制御回路である。尚、本実施形態においては、ローレベルの検知信号を処理部１２４の停止条件及びハイレベルの検知信号を処理部１２４の作動条件としているが、これに限定されるものではなく、ローレベルの検知信号を処理部１２４の開始条件及びハイレベルの検知信号を処理部１２４の停止条件としてもよい。

【0034】

これにより、充放電回路の回路基板１は、スイッチングレギュレータ等の処理部１２４がノイズを発生し得るタイミングと、第１処理回路１１が停止するタイミングとが同期されることによって、第１処理回路１１が第２処理回路１２のノイズで誤作動しない充放電回路を簡単な回路構成で高密度に形成することが可能になっている。尚、充放電回路の回路基板１は、自動車や自動二輪、航空機等の輸送機器に適用されてもよいし、後述の携帯機器に適用されてもよい。

【0035】

（回路基板１：充放電回路の適用例：充電システム）
次に、上記のように構成された充放電回路の回路基板１が携帯機器６に適用された場合について具体的に説明する。

【0036】

図４に示すように、携帯機器６は、共振現象により外部から電力が供給される受電モジュール６１と、二次電池３と、上述の充放電回路の回路基板１とを有している。ここで、『共振現象』とは、２つ以上のコイルが共振周波数において同調することをいう。そして、このように構成された携帯機器６は、充電システム８により充電されるようになっている。即ち、充電システム８は、受電モジュール６１を備えた携帯機器６と、携帯機器６の受電モジュール６１に対して共振現象により電力を供給する給電モジュール７１を備えた充電装置７とを備えている。
（携帯機器６）
上記の携帯機器６は、作動電力を供給する二次電池３と、スピーカや発光部品、表示器等の出力部６５と、マイクやスイッチ等の入力部６６と、制御基板６３とを有している。制御基板６３は、出力部６５及び入力部６６に接続されており、出力部６５に対して制御信号を出力する機能と、入力部６６からの入力信号を受信する機能と、携帯機器６の使用目的に応じた各種の情報やデータを処理する機能とを有している。

【0037】

回路基板１及び制御部１２５を含む制御基板６３は、他の部位よりも小さな磁界強度となるように共振現象により形成された磁界空間に配置されている。即ち、携帯機器６は、共振現象を利用した給電時において受電モジュール６１の内側位置や近傍位置に磁界の小さな空間部分を出現させ、この空間部分を制御基板６３の配置場所とした構成を有している。制御基板６３は、充放電回路の回路基板１及び制御部１２５を備えている。これにより、携帯機器６は、空間部分に配置された制御基板６３における磁界に起因する渦電流の発生が抑制されることにより誤動作や所定温度以上の発熱が防止される結果、小型化が可能になっている。尚、『磁界の小さな空間部分』についての詳細は後述する。尚、制御基板６３に加えて、二次電池３や出力部６５、入力部６６が空間部分（磁界空間）に配置されていてもよい。

【0038】

携帯機器６の受電モジュール６１は、受電共振コイル６１１及び電力取出コイル６１２を有している。受電共振コイル６１１及び電力取出コイル６１２に用いられるコイルの種類としては、スパイラル型やソレノイド型、ループ型が例示される。

【0039】

『携帯機器６』は、ハンドヘルド機器及びウェアラブル機器（人体装着機器）の何れの機器も含む。具体的には、携帯機器は、ポータブルコンピュータ（ラップトップ、ノートパソコン、タブレットＰＣ等）や、カメラ、音響機器・ＡＶ機器（携帯音楽プレーヤー、ＩＣレコーダー、ポータブルＤＶＤプレーヤー等）、計算機（ポケットコンピュータ、電卓）、ゲーム機、コンピュータ周辺機器（携帯プリンター、携帯スキャナ、携帯モデム等）、専用情報機器（電子辞書、電子手帳、電子書籍、ポータブルデータターミナル等）、携帯通信端末、音声通信端末（携帯電話、ＰＨＳ、衛星電話、第三者無線、アマチュア無線、特定小電力無線・パーソナル無線・市民ラジオ等）、データ通信端末（携帯電話・ＰＨＳ（フィーチャーフォン・スマートフォン）、ポケットベル等）、放送受信機（テレビ・ラジオ）、携帯ラジオ、携帯テレビ、ワンセグ、その他機器（腕時計、懐中時計）、補聴器、ハンドヘルドＧＰＳ、防犯ブザー、懐中電灯・ペンライト、電池パック、人工内耳システムの体外装置（サウンドプロセッサ、オーディオプロセッサ）等を例示することができる。また、『補聴器』は、耳掛け型補聴器、耳穴型補聴器、メガネ型補聴器を例示することができる。

【0040】

（充電装置）
上記のように構成された携帯機器６に対して充電を行う充電装置７は、携帯機器６を載置可能な図示しない充電台を有している。また、充電装置７は、充電台に載置された携帯機器６に対して共振現象により電力を供給する給電モジュール７１を備えている。給電モジュール７１は、給電共振コイル７１１及び電力供給コイル７１２を備えている。給電共振コイル７１１及び電力供給コイル７１２に用いられるコイルの種類としては、スパイラル型やソレノイド型、ループ型が例示される。また、充電装置７は、給電モジュール７１に交流電力を供給する電源部７２と、電源部７２を制御する制御部７３とを有している。

【0041】

これにより、充電装置７の充電台に携帯機器６を載置するだけで、二次電池３への充電が開始されると共に、携帯機器６における二次電池３から駆動機器５への電源をオフにすることができる。また、充電装置７の充電台から携帯機器６を持ち上げるだけで、二次電池３への充電が停止されると共に、携帯機器６における二次電池３から駆動機器５への電源をオンにすることができる。

【0042】

尚、充電装置７は、携帯機器６と同様に、共振現象を利用した給電時において給電モジュール７１の内側位置や近傍位置に磁界の小さな空間部分を出現させ、この空間部分を電源部７２や制御部７３の配置場所とした構成を有してもよい。この場合には、携帯機器６に加えて充電装置７の小型化も実現することが可能になる。

【0043】

（磁界の小さな空間部分）
次に、主に携帯機器６において制御基板６３の配置場所とされる『磁界が小さな空間部分』について詳細に説明する。

【0044】

携帯機器６は、『磁界が小さな空間部分』を所望位置に形成するように構成されている。空間部分の所望位置への形成は、充電装置７との位置関係や給電状態、内部構成等の給電条件を設定することにより実現することができる。

【0045】

例えば、携帯機器６は、充電装置７の給電モジュール７１における給電共振コイル７１１から受電モジュール６１における受電共振コイル６１１に共振現象により電力を供給する際に、給電モジュール７１における給電共振コイル７１１と受電モジュール６１における受電共振コイル６１１との間の所望位置に、この所望位置以外の磁界強度よりも小さな磁界強度を有する磁界空間を『空間部分』として形成するように構成されていてもよい。この場合には、受電モジュール６１の充電装置７側の近傍位置に『空間部分』を出現させることができるため、受電モジュール６１の配置位置を外壁部材の充電装置７側の先端部よりも僅かに後側に設定することによって、外壁部材の先端部側を制御基板６３の配置場所として確保することができる。

【0046】

『空間部分』の形成方法を詳細に説明すると、充電装置７の給電モジュール７１における給電共振コイル７１１から携帯機器６の受電モジュール６１における受電共振コイル６１１に対して共振現象により電力を供給するときに、給電モジュール７１における給電共振コイル７１１に流れる電流の向きと受電モジュール６１における受電共振コイル６１１に流れる電流の向きとが、逆向きになるように、給電モジュール７１における給電共振コイル７１１に供給する電力の周波数を設定する方法が例示される。

【0047】

上記の形成方法によれば、共振現象を利用した電力伝送を行う際に、給電モジュール７１における給電共振コイル７１１と受電モジュール６１における受電共振コイル６１１を近接配置することにより、給電共振コイル７１１と受電共振コイル６１１との結合の強さを表す結合係数が高くなる。このように結合係数が高い状態で、伝送特性『Ｓ２１』（給電共振コイル７１１から受電共振コイル６１１に電力を送電する際の送電効率の指標となる値）を計測すると、その測定波形は低周波側と高周波側とにピークが分離する。そして、この高周波側のピーク付近の周波数に、給電共振コイル７１１に供給する電力の周波数を設定することにより、給電共振コイル７１１に流れる電流の向きと受電共振コイル６１１に流れる電流の向きとが逆向きになり、給電共振コイル７１１の内周側に発生する磁界と受電共振コイル６１１の内周側に発生する磁界とが打ち消し合うことにより、給電共振コイル７１１及び受電共振コイル６１１の内周側に、磁界による影響が低減されて、給電共振コイル７１１及び受電共振コイル６１１の内周側以外の磁界強度よりも小さな磁界強度を有する磁界空間を『空間部分』として形成することができる。

【0048】

また、『空間部分』の他の形成方法として、給電共振コイル７１１から受電共振コイル６１１に対して共振現象により電力を供給するときに、給電共振コイル７１１に流れる電流の向きと受電共振コイル６１１に流れる電流の向きとが、同じ向きになるように、給電共振コイル７１１に供給する電力の周波数を設定する方法が例示される。

【0049】

上記の形成方法によれば、共振現象を利用した電力伝送を行う際に、給電共振コイル７１１と受電共振コイル６１１とを近接配置することにより、給電共振コイル７１１と受電共振コイル６１１との結合の強さを表す結合係数が高くなる。このように結合係数が高い状態で、伝送特性を計測すると、その測定波形は低周波側と高周波側とにピークが分離する。そして、この低周波側のピーク付近の周波数に、給電共振コイル７１１に供給する電力の周波数を設定することにより、給電共振コイル７１１に流れる電流の向きと受電共振コイル６１１に流れる電流の向きとが同じ向きになり、給電共振コイル７１１の外周側に発生する磁界と受電共振コイル６１１の外周側に発生する磁界とが打ち消し合うことにより、給電共振コイル７１１及び受電共振コイル６１１の外周側に、磁界による影響が低減されて、給電共振コイル７１１及び受電共振コイル６１１の外周側以外の磁界強度よりも小さな磁界強度を有する磁界空間を『空間部分』として形成することができる。

【0050】

また、『空間部分』は、給電共振コイル７１１及び受電共振コイル６１１に関する調整パラメータを変化させて、給電共振コイル７１１及び受電共振コイル６１１の間に発生する磁界結合の強度に基づいて大きさが設定されてもよい。例えば、給電共振コイル７１１及び受電共振コイル６１１との間に発生する磁界結合を相対的に弱めることにより磁界空間の大きさを拡大することができる。一方、給電共振コイル７１１及び受電共振コイル６１１との間に発生する磁界結合を相対的に強めることにより磁界空間の大きさを小さくすることができる。これにより、携帯機器６のサイズに最適な『空間部分』を形成することができる。

【0051】

尚、給電共振コイル７１１の配置関係、及び、受電共振コイル６１１の配置関係を調整パラメータとし、この調整パラメータを変化させて、給電共振コイル７１１及び受電共振コイル６１１の間に発生する磁界結合の強度を変更することより、磁界空間の大きさを変更してもよい。

【0052】

また、『空間部分』は、給電共振コイル７１１及び受電共振コイル６１１の形状を調整パラメータとし、これらのコイルの形状を所望の形状に変化させて、給電共振コイル７１１及び受電共振コイル６１１の間及び周辺に発生する磁界結合の強度を変更することより、形状が所望の形状に設定されてもよい。この場合には、給電共振コイル７１１及び受電共振コイル６１１を所望の形状にすることにより、磁界強度が相対的に弱い磁界空間をコイルの形状に沿った所望の形状で形成することができる。

【0053】

また、『空間部分』は、給電共振コイル７１１と電力供給コイル７１２との間の第１距離、及び、電力取出コイル６１２と受電共振コイル６１１との間の第２距離の少なくとも一つを調整パラメータとし、この調整パラメータに基づいて、大きさが設定されてもよい。例えば、給電共振コイル７１１と電力供給コイル７１２との間の第１距離、及び、電力取出コイル６１２と受電共振コイル６１１との間の第２距離を相対的に短くすることにより、磁界結合を相対的に弱めて磁界空間の大きさを拡大することができる。一方、給電共振コイル７１１と電力供給コイル７１２との間の第１距離、及び、電力取出コイル６１２と受電共振コイル６１１との間の第２距離を相対的に長くすることにより、磁界結合を相対的に強めて磁界空間の大きさを小さくすることができる。

【0054】

さらに、『空間部分』は、受電共振コイル６１１及び給電共振コイル７１１の対向面を除いた少なくとも一部の面を覆うように磁性部材を配置し、給電共振コイル７１１と受電共振コイル６１１との間で磁界を変化させて電力伝送を行うことで、所望位置に当該所望位置以外の磁界強度よりも小さな磁界強度を有する磁界空間を『空間部分』として形成してもよい。例えば、磁性部材は、受電共振コイル６１１の内周面を覆うように配置されていてもよい。この場合には、受電共振コイル６１１の内周側で発生する磁界を遮断して、受電共振コイル６１１の内周側に比較的に小さな磁界強度を有する磁界空間を『空間部分』として形成することができる。

【0055】

また、磁性部材は、給電共振コイル７１１及び受電共振コイル６１１の対向面とは反対側の面を覆うように配置されていてもよい。この場合には、受電共振コイル６１１の対向面とは反対側の面付近で発生する磁界を遮断して、受電共振コイル６１１の対向面とは反対側の面付近に比較的小さな磁界強度を有する磁界空間を『空間部分』として形成することができる。

【0056】

このように、携帯機器６は、上述の空間部分の形成方法の１以上の組み合わせに基づいて、受電モジュール６１の内側や近傍の所望位置に磁界強度の小さな磁界空間を『空間部分』として意図的に形成することが可能になっていると共に、『空間部分』の大きさや形状を設定することが可能になっている。即ち、携帯機器６は、受電モジュール６１の設置態様により所望の空間部分を形成することが可能になっている。

【0057】

（補聴器）
上記のように構成された携帯機器６が人体装着機器である耳掛け型補聴器に適用された場合について詳細に説明する。尚、本実施形態においては、補聴器の一例として耳掛け型補聴器を用いて説明するが、これに限定されるものではない。即ち、補聴器として、ポケット型（箱型）補聴器、耳掛け型補聴器（ＢＴＥ）、耳穴型補聴器（ＩＴＥ）、カナル型補聴器（ＩＴＣ）、ＣＩＣ型補聴器（ＣＩＣ）、オープンイヤー型補聴器、ＲＩＣ型補聴器（ＲＩＣ）、骨伝導型補聴器、埋め込み型補聴器が例示される。

【0058】

（補聴器：耳掛け型補聴器）
耳掛け型補聴器９は、図５に示すように、耳介に装着される補聴器本体９１と、耳穴開口又はその近傍に当接されるイヤモールド９２と、補聴器本体９１とイヤモールド９２とを連結する連結部９３と、充放電回路の回路基板１及び制御部１２５を備えた制御基板６３と、制御基板６３に接続された出力部６５及び入力部６６とを備えている。出力部６５は、音声を出力するスピーカ６５１等である。入力部６６は、音量レベルや電源オン／オフを制御するための操作ボタン６６１や、外部の音声を電気的な音声信号に変換する集音マイク等である。

【0059】

補聴器本体９１は、頂部から底部にかけて耳介の付け根に沿うように湾曲された六面体の筐体（外壁部材）を有している。即ち、補聴器本体９１の筐体は、頂部に位置する上面部９１１ｄと、底部に位置する底面部９１１ｃと、頭に当接する頭当接面部９１１ａと、頭当接面部９１１ａに対向配置され、耳介に当接する耳介当接面部９１１ｅと、耳介の付け根に沿って面状に当接する内側当接面部９１１ｂと、内側当接面部９１１ｂに対向配置された外側面部９１１ｆとを有している。また、補聴器本体９１は、頭当接面部９１１ａと耳介当接面部９１１ｅとで二分割可能にされている。これにより、頭当接面部９１１ａは蓋体として機能し、耳介当接面部９１１ｅは収容体として機能するようになっている。

【0060】

補聴器本体９１の上面部９１１ｄには、連結部９３の一端部が接続されている。連結部９３は、中空のチューブ状に形成されている。連結部９３の他端部は、イヤモールド９２に接続されている。これにより、耳掛け型補聴器９は、補聴器本体９１において集音及び拡大された音声をスピーカ６５１から連結部９３を介してイヤモールド９２に出力し、耳掛け型補聴器９の装着者に明瞭な音声として聴き取らせることを可能にしている。

【0061】

（補聴器：耳掛け型補聴器：モジュール部品１０）
上記のように構成された耳掛け型補聴器９は、モジュール部品１０を所定位置に着脱可能に備えている。モジュール部品１０は、共振現象により受電する受電機能と、充放電可能な二次電池機能と、二次電池に対して充放電を行う充放電機能と、耳掛け型補聴器９の各部を作動させる制御機能とを有している。

【0062】

モジュール部品１０は、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、平板状の制御基板６３と、制御基板６３の上面に設けられた回路基板１及び二次電池３とを有している。回路基板１は、制御基板６３の一部として形成されていてもよい。回路基板１は、上述の整流部１１１等を備えていると共に、制御部１２５を備えている。また、制御基板６３の周囲には、壁部材１０１が設けられている。壁部材１０１は、金属等の導電性材料により形成されている。壁部材１０１の外周面には、受電共振コイル６１１と電力取出コイル６１２とが設けられている。受電共振コイル６１１及び電力取出コイル６１２には、絶縁被膜付の銅線材が使用されている。

【0063】

これにより、磁性部材として機能する壁部材１０１が受電共振コイル６１１及び電力取出コイル６１２の内周面を覆うように配置されることによって、受電共振コイル６１１及び電力取出コイル６１２の内周側に配置された回路基板１を、比較的に小さな磁界強度の磁界空間に存在させるようになっている。この結果、制御基板６３上に設けられた回路基板１は、受電モジュール６１の受電時における磁界の影響を受け難いものになっている。

【0064】

また、壁部材１０１の内周側は、回路基板１及び携帯機器６４を覆うように、樹脂が充填及び固化されている。これにより、モジュール部品１０は、回路基板１及び二次電池３が衝撃や漏水に対して損傷し難いものになっている。

【0065】

制御基板６３の端面には、端子部６３１が突出されている。端子部６３１は、制御部１２５に接続され、各種の制御信号端子やＧＮＤ端子、電源端子等が形成されている。そして、端子部６３１は、雄型コネクタとして機能し、雌型コネクタ６６２が着脱可能にされている。雌型コネクタ６６２は、スピーカ等の出力部６５１及び入力部６６１に接続されている。

【0066】

上記のように構成されたモジュール部品１０によれば、耳掛け型補聴器９を製造や修理する際に、モジュール部品１０単位で着脱することにより各作業を完了することができるため、短時間且つ簡単に製造や修理を行うことができる。さらに、モジュール部品１０は、サイズや形状、端子部６３１を規格化することによって、多くの種類の補聴器等の携帯機器に共用することができる。

【0067】

尚、本実施形態においては、磁性部材として機能する壁部材１０１で制御基板６３の周囲を覆った構成にしているが、これに限定されるものではなく、さらに、モジュール部品１０の下面（制御基板６３の下面）を磁性部材で覆ってもよいし、モジュール部品１０の上面を磁性部材で覆ってもよい。この場合には、制御基板６３上の各部品を、さらに小さな磁界強度の磁界空間に存在させることが可能になる。

【0068】

以上の詳細な説明では、本発明をより容易に理解できるように、特徴的部分を中心に説明したが、本発明は、以上の詳細な説明に記載する実施形態に限定されず、その他の実施形態にも適用することができ、その適用範囲は可能な限り広く解釈されるべきである。また、本明細書において用いた用語及び語法は、本発明を的確に説明するために用いたものであり、本発明の解釈を制限するために用いたものではない。また、当業者であれば、本明細書に記載された発明の概念から、本発明の概念に含まれる他の構成、システム、方法等を推考することは容易であると思われる。従って、請求の範囲の記載は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で均等な構成を含むものであるとみなされるべきである。また、本発明の目的及び本発明の効果を充分に理解するために、すでに開示されている文献等を充分に参酌することが望まれる。

【符号の説明】

【0069】

１ 回路基板
３ 二次電池
４ 受電部
５ 駆動機器
６ 携帯機器
７ 充電装置
８ 充電システム
９ 耳掛け型補聴器
１０ モジュール部品
１１ 第１処理回路
１２ 第２処理回路
１３ 回路基板
６１ 受電モジュール
７１ 給電モジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】