特許 6343861 複数種類のワイヤレス充電および近距離無線通信に対応する多重コイル構造

(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】6343861

(24)【登録日】2018年6月1日

(45)【発行日】2018年6月20日

(54)【発明の名称】複数種類のワイヤレス充電および近距離無線通信に対応する多重コイル構造

(51)【国際特許分類】

   H01F 38/14 20060101AFI20180611BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20180611BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20180611BHJP

   H01F 17/00 20060101ALI20180611BHJP

   H01F 17/04 20060101ALI20180611BHJP

   H04B 5/02 20060101ALI20180611BHJP

【ＦＩ】

   H01F38/14

   H02J7/00 301D

   H02J50/10

   H01F17/00 B

   H01F17/04 A

   H04B5/02

【請求項の数】18

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-163293(P2016-163293)

(22)【出願日】2016年8月24日

(65)【公開番号】特開2017-45988(P2017-45988A)

(43)【公開日】2017年3月2日

【審査請求日】2016年8月24日

(31)【優先権主張番号】14/835,149

(32)【優先日】2015年8月25日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】510284071

【氏名又は名称】モトローラ モビリティ エルエルシー

【氏名又は名称原語表記】ＭＯＴＯＲＯＬＡ ＭＯＢＩＬＩＴＹ ＬＬＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】ジェームズ エイ．ヴァン ボッシュ

(72)【発明者】

【氏名】パヴェル ショスタク

【審査官】 右田 勝則

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１５−５００６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０３８２６５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２１０４０６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１６９１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８３２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１５７１９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／１４７１３３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ ３８／１４

Ｈ０１Ｆ １７／００

Ｈ０１Ｆ １７／０４

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ５０／１０

Ｈ０４Ｂ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数種類の充電および近距離無線通信に対応する多重コイル構造であって、
１つまたは複数のループを形成した第１の導体経路を含む内側充電コイルであって、前記第１の導体経路の端点からの前記第１の導体経路の進行方向が、実質的に時計回りの方向または実質的に反時計回りの方向の一方であり、前記内側充電コイルは、内側境界および外側境界を有する、前記内側充電コイルと、
前記内側充電コイルの外側境界の周りに延びる１つまたは複数のループを形成した第２の導体経路を含む外側充電コイルであって、前記第２の導体経路の端点からの前記第２の導体経路の進行方向が、実質的に時計回りの方向または実質的に反時計回りの方向の一方であり、前記外側充電コイルは、内側境界および外側境界を有する、前記外側充電コイルと、
前記内側充電コイルの内側境界内に１つまたは複数のループを形成した第３の導体経路を含む近距離無線通信コイルであって、前記第３の導体経路の端点からの前記第３の導体経路の進行方向が、実質的に時計回りの方向または実質的に反時計回りの方向の一方である、前記近距離無線通信コイルと、を備え、
前記第３の導体経路が、前記内側充電コイルの内側境界内に１つまたは複数のループを形成することに加えて、前記内側充電コイルの外側境界の外側および前記外側充電コイルの内側境界の内側の領域に遷移する導体経路部を含み、
前記第３の導体経路が、該第３の導体経路によって前記内側充電コイルの内側境界内に形成されたループと実質的に同じ方向の１つまたは複数の付加的なループを含む、多重コイル構造。

【請求項2】

前記第３の導体経路が、前記内側充電コイルの内側境界内に１つまたは複数のループを形成することに加えて、前記外側充電コイルの外側境界の外側の領域に遷移する導体経路部を含み、
前記第３の導体経路が、該第３の導体経路によって前記内側充電コイルの内側境界内に形成されたループと実質的に同じ方向の１つまたは複数の付加的なループを含む、請求項１に記載の多重コイル構造。

【請求項3】

前記第３の導体経路が、前記内側充電コイルの内側境界内に１つまたは複数のループを形成することに加えて、前記内側充電コイルの外側境界の外側および前記外側充電コイルの内側境界の内側の領域に遷移する導体経路部を含み、
前記第３の導体経路が、該第３の導体経路によって前記内側充電コイルの内側境界内に形成されたループと実質的に同じ方向の１つまたは複数の付加的なループを含み、
前記第３の導体経路が、前記外側充電コイルの外側境界の外側の領域に遷移する導体経路部を含み、
前記第３の導体経路が、該第３の導体経路によって前記内側充電コイルの内側境界内に形成されたループと実質的に同じ方向の１つまたは複数の付加的なループを含む、請求項１に記載の多重コイル構造。

【請求項4】

前記内側充電コイルを包含する領域に配置された各コイルおよび各コイルの一部分ならびに前記内側充電コイルの内側境界内に位置付けられた近距離無線通信コイルの部分の下に位置決めされた第１のフェライトと、
前記第１のフェライトと異なる種類の第２のフェライトであって、前記外側充電コイルを包含する領域に配置された各コイルおよび各コイルの一部分ならびに前記内側充電コイルの外側境界の外側に位置付けられた近距離無線通信コイルの部分の下に位置決めされた前記第２のフェライトと、をさらに備えた、請求項３に記載の多重コイル構造。

【請求項5】

前記内側充電コイルを包含する領域に配置された各コイルおよび各コイルの一部分ならびに前記内側充電コイルの内側境界内に位置付けられた近距離無線通信コイルの部分の下に位置決めされた第１のフェライトと、
前記第１のフェライトと異なる種類の第２のフェライトであって、前記外側充電コイルを包含する領域に配置された各コイルの下に位置決めされた前記第２のフェライトと、
前記第１のフェライトおよび前記第２のフェライトと異なる種類の第３のフェライトであって、前記内側充電コイルの外側境界の外側および前記外側充電コイルの内側境界の内側に位置付けられた近距離無線通信コイルの部分を包含する領域に配置された各コイルおよび各コイルの一部分の下に位置決めされた前記第３のフェライトと、
前記第３のフェライトと類似する種類の第４のフェライトであって、前記外側充電コイルの外側境界の外側に位置付けられた近距離無線通信コイルの部分を包含する領域に配置された各コイルおよび各コイルの一部分の下に位置決めされた前記第４のフェライトと、をさらに備えた、請求項３に記載の多重コイル構造。

【請求項6】

各領域それぞれにおける前記近距離無線通信コイルの部分が、異なる種類の通信を対象とするように構成された、請求項３に記載の多重コイル構造。

【請求項7】

前記内側充電コイルの内側境界内に位置付けられた近距離無線通信コイルの部分が、近距離無線通信タグと相互作用するように構成された、請求項６に記載の多重コイル構造。

【請求項8】

前記内側充電コイルの外側境界の外側および前記外側充電コイルの内側境界内に位置付けられた近距離無線通信コイルの部分が、近距離無線通信支払い端末と相互作用するように構成された、請求項６に記載の多重コイル構造。

【請求項9】

前記外側充電コイルの外側境界の外側に位置付けられた近距離無線通信コイルの部分が、近距離無線通信輸送リーダと相互作用するように構成された、請求項６に記載の多重コイル構造。

【請求項10】

前記内側充電コイルおよび前記外側充電コイルにそれぞれ対応する第１の導体経路および第２の導体経路の端点がそれぞれ、対応する充電回路と相互作用する端子を構成する、請求項１に記載の多重コイル構造。

【請求項11】

前記内側充電コイルが、誘導充電コイルである、請求項１に記載の多重コイル構造。

【請求項12】

前記外側充電コイルが、共鳴充電コイルである、請求項１に記載の多重コイル構造。

【請求項13】

前記内側充電コイルを包含する領域に配置された各コイルおよび各コイルの部分の下に位置決めされた第１のフェライトと、
前記第１のフェライトと異なる種類の第２のフェライトであって、前記内側充電コイルの内側境界内に位置付けられた近距離無線通信コイルの領域に配置された各コイルおよび各コイルの部分の下に位置決めされた前記第２のフェライトと、をさらに備えた、請求項１に記載の多重コイル構造。

【請求項14】

前記内側充電コイルを包含する領域に配置された各コイルおよび各コイルの部分ならびに前記内側充電コイルの内側境界内に位置付けられた近距離無線通信コイルの部分の下に位置決めされた第１のフェライトと、
前記第１のフェライトと異なる種類の第２のフェライトであって、前記内側充電コイルの内側境界内に位置付けられた近距離無線通信コイルの領域に配置された各コイルおよび各コイルの部分の下に位置決めされた前記第２のフェライトと、をさらに備えた、請求項１に記載の多重コイル構造。

【請求項15】

ワイヤレス充電機能および近距離無線通信機能を有する携帯用電子機器であって、
電力貯蔵要素と、
前記電力貯蔵要素に結合された１つまたは複数のワイヤレス充電回路と、
近距離無線通信送受信機と、
多重コイル構造と、を備え、該多重コイル構造は、
前記１つまたは複数のワイヤレス充電回路のうちの対応する１つに結合され、１つまたは複数のループを形成した第１の導体経路を含む内側充電コイルであって、前記第１の導体経路の端点からの前記第１の導体経路の進行方向が、実質的に時計回りの方向または実質的に反時計回りの方向の一方であり、前記内側充電コイルは、内側境界および外側境界を有する、前記内側充電コイルと、
前記１つまたは複数のワイヤレス充電回路のうちの対応する１つに結合され、前記内側充電コイルの外側境界の周りに延びる１つまたは複数のループを形成した第２の導体経路を含む外側充電コイルであって、前記第２の導体経路の端点からの前記第２の導体経路の進行方向が、実質的に時計回りの方向または実質的に反時計回りの方向の一方であり、前記外側充電コイルは、内側境界および外側境界を有する、前記外側充電コイルと、
前記近距離無線通信送受信機に結合され、前記内側充電コイルの内側境界内に１つまたは複数のループを形成した第３の導体経路を含む近距離無線通信コイルであって、前記第３の導体経路の端点からの前記第３の導体経路の進行方向が、実質的に時計回りの方向または実質的に反時計回りの方向の一方である、前記近距離無線通信コイルと、を備え、
前記多重コイル構造の第３の導体経路が、前記内側充電コイルの内側境界内に１つまたは複数のループを形成することに加えて、前記内側充電コイルの外側境界の外側および前記外側充電コイルの内側境界の内側の領域に遷移する導体経路部を含み、
前記第３の導体経路が、該第３の導体経路によって前記内側充電コイルの内側境界内に形成されたループと実質的に同じ方向の１つまたは複数の付加的なループを含む、携帯用電子機器。

【請求項16】

前記携帯用電子機器は、
前側表面および後側表面を含み、
前記前側表面が、ディスプレイを含み、
前記多重コイル構造が、前記後側表面に近い、請求項１５に記載の携帯用電子機器。

【請求項17】

前記多重コイル構造の前記第３の導体経路が、前記内側充電コイルの内側境界内に１つまたは複数のループを形成することに加えて、前記外側充電コイルの外側境界の外側の領域に遷移する導体経路部を含み、
前記第３の導体経路が、該第３の導体経路によって前記内側充電コイルの内側境界内に形成されたループと実質的に同じ方向の１つまたは複数の付加的なループを含む、請求項１５に記載の携帯用電子機器。

【請求項18】

前記多重コイル構造の第３の導体経路が、前記内側充電コイルの内側境界内に１つまたは複数のループを形成することに加えて、前記内側充電コイルの外側境界の外側および前記外側充電コイルの内側境界の内側の領域に遷移する導体経路部を含み、
前記第３の導体経路が、該第３の導体経路によって前記内側充電コイルの内側境界内に形成されたループと実質的に同じ方向の１つまたは複数の付加的なループを含み、
前記第３の導体経路が、前記外側充電コイルの外側境界の外側の領域に遷移する導体経路部を含み、
前記第３の導体経路が、該第３の導体経路によって前記内側充電コイルの内側境界内に形成されたループと実質的に同じ方向の１つまたは複数の付加的なループを含む、請求項１５に記載の携帯用電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般的には携帯用電子機器および類似空間における複数のコイルの統合様態に関し、より詳細には、複数種類のワイヤレス充電および近距離無線通信用のコイルをそれぞれ具備した携帯用電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯用電子機器のワイヤレス充電は、ますます対応が進んでいる機能である。この技術は、まだ広く採用されているわけではないが、各種のインターフェース要件を有する新たな技術形態の開発がすでに見え始めている。これにより、機器製造業者にとっては、特定の機能への対応方法を決定する必要が課題となっている。より具体的には、新しい技術に対応するか、古い技術に対応するか、または両者に対応するか、ということである。新しい技術への対応にシフトした場合、古い技術を採用している顧客は、充電に関する過去の投資への対応がなくなるかもしれないという不満を抱く可能性がある。場合により、顧客は、複数の技術が存在するとともに、自身の新しい機器が古い充電器では機能しないかもしれないし、その逆となるかもしれないという事実に気付いていない可能性がある。その結果、ワイヤレス充電ソリューションの製造業者には、ある技術の新旧両形態を含めて、ある機能の複数の形態に対応する動機付けが存在する可能性がある。

【0003】

さらに、ユーザは特定種類の作業に従って習慣を形成する傾向にあるため、上記技術のさまざまな形態を伴う可能性があるものの、同じ種類の活動と関連付けられた経験を可能な限り類似のものにしようとする誘因が存在する。これに対応して、使用する技術が異なっていても、類似活動に関連する動作およびインターフェースを含む異種ソリューションを共同配置しようとする動機付けが存在する可能性がある。

【0004】

別の要因は、さまざまな種類の機器相互作用への対応に利用できる制限された機器空間量である。このため、関連する種類の活動に対する異種ソリューションを共同配置できることが有益となり得る。さらに、制限された機器インターフェース空間を所与として、ワイヤレス充電ソリューションへの対応に近い近距離無線通信への対応等、さらに別の形態の機器相互作用を共同配置できることがさらに望ましい場合もある。少なくとも１つの比較的広く受け入れられているソリューションでは、近距離無線通信への対応を機器の後面の近くに配置している。同様に、少なくとも一部のワイヤレス充電形態では、機器の後面を介して、機器と相互作用する傾向にある。

【0005】

本発明者らは、同一または類似空間における近距離無線通信および複数のワイヤレス充電形態の両者への対応を統合するソリューションに適応したコイル構成が有益であろうことを相応に認識している。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、複数種類のワイヤレス充電および近距離無線通信に対応する多重コイル構造を提供する。この多重コイル構造は、１つまたは複数のループを形成した第１の導体経路を含む内側充電コイルであり、第１の導体経路の端点からの第１の導体経路の進行方向が、実質的に時計回りの方向または実質的に反時計回りの方向の一方であって、内側境界および外側境界を有する、内側充電コイルを備える。この多重コイル構造は、内側充電コイルの外側境界の周りに延びる１つまたは複数のループを形成した第２の導体経路を含む外側充電コイルであり、第２の導体経路の端点からの第２の導体経路の進行方向が、実質的に時計回りの方向または実質的に反時計回りの方向の一方であって、内側境界および外側境界を有する、外側充電コイルをさらに備える。この多重コイル構造は、内側充電コイルの内側境界内に１つまたは複数のループを形成した第３の導体経路を含む近距離無線通信コイルであり、第３の導体経路の端点からの第３の導体経路の進行方向が、実質的に時計回りの方向または実質的に反時計回りの方向の一方である、近距離無線通信コイルをさらに備える。

【0007】

少なくとも１つの実施形態において、第３の導体経路は、内側充電コイルの内側境界内に１つまたは複数のループを形成することに加えて、内側充電コイルの外側境界の外側および外側充電コイルの内側境界の内側の領域に遷移する（transition）導体経路部を含み、第３の導体経路は、該第３の導体経路によって内側充電コイルの内側境界内に形成されたループと実質的に同じ方向の１つまたは複数の付加的なループを含む。

【0008】

少なくとも１つの別の実施形態において、第３の導体経路は、内側充電コイルの内側境界内に１つまたは複数のループを形成することに加えて、外側充電コイルの外側境界の外側の領域に遷移する導体経路部を含み、第３の導体経路は、該第３の導体経路によって内側充電コイルの内側境界内に形成されたループと実質的に同じ方向の１つまたは複数の付加的なループを含む。

【0009】

本発明は、ワイヤレス充電機能および近距離無線通信機能を有する携帯用電子機器をさらに提供する。この携帯用電子機器は、電力貯蔵要素と、電力貯蔵要素に結合された１つまたは複数のワイヤレス充電回路と、近距離無線通信送受信機とを備える。この携帯用電子機器は、多重コイル構造をさらに備える。多重コイル構造は、１つまたは複数のループを形成した第１の導体経路を含む内側充電コイルであり、第１の導体経路の端点からの第１の導体経路の進行方向が、実質的に時計回りの方向または実質的に反時計回りの方向の一方であって、内側境界および外側境界を有する、内側充電コイルを備える。多重コイル構造は、内側充電コイルの外側境界の周りに延びる１つまたは複数のループを形成した第２の導体経路を含む外側充電コイルであり、第２の導体経路の端点からの第２の導体経路の進行方向が、実質的に時計回りの方向または実質的に反時計回りの方向の一方であって、内側境界および外側境界を有する、外側充電コイルをさらに備える。多重コイル構造は、内側充電コイルの内側境界内に１つまたは複数のループを形成した第３の導体経路を含む近距離無線通信コイルであり、第３の導体経路の端点からの第３の導体経路の進行方向が、実質的に時計回りの方向または実質的に反時計回りの方向の一方である、近距離無線通信コイルをさらに備える。

【0010】

本発明の上記および他の目的、特徴、および利点については、添付の図面を参照することにより、本発明の１つまたは複数の好適な実施形態に関する以下の説明から明らかである。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】例示的な手持ち電子機器の前面図である。

【図2】図１に示した手持ち電子機器に対応し得る例示的な手持ち電子機器の背面図である。

【図3】少なくとも１つの実施形態に係る、手持ち電子機器のブロック図である。

【図4】少なくとも１つの実施形態に係る、複数種類のワイヤレス充電および近距離無線通信に対応する複数のループアンテナ、充電コイル、およびフェライト構造を含む多重コイル構造の例示的なレイアウトを示した図である。

【図5】少なくとも１つの別の実施形態に係る、複数種類のワイヤレス充電および近距離無線通信に対応する複数のループアンテナ、充電コイル、およびフェライト構造を含む多重コイル構造の例示的なレイアウトを示した図である。

【図6】少なくとも１つの実施形態に係る、フェライト構造、近距離無線通信に対応する少なくとも１つのループアンテナ部、およびワイヤレス充電に対応する少なくとも１つの充電コイル部を含む多重コイル構造の例示的な部分レイアウトを示した図である。

【図7】少なくとも１つの別の実施形態に係る、フェライト構造、近距離無線通信に対応する少なくとも１つのループアンテナ部、およびワイヤレス充電に対応する少なくとも１つの充電コイル部を含む多重コイル構造の例示的な部分レイアウトを示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明は、さまざまな形態の実施形態が可能であるが、本開示が本発明の例示と考えられ、本発明を図示の具体的な実施形態に限定するものではないという了解の下、現時点で好適な実施形態を図面に示すとともに以下に説明する。当業者には当然のことと期待するが、図面中の要素は、簡略化および明瞭化を目的として示しており、必ずしも縮尺通りに描いてはいない。たとえば、図面中の要素の一部の寸法は、図示および説明している実施形態の態様の理解の向上に役立つように、他の要素に対して誇張している場合がある。

【0013】

図１は、例示的な手持ち電子機器（hand held electronic device）１００の前面図である。図示の実施形態において示す手持ち電子機器の種類は、近距離無線通信機能およびワイヤレス充電機能を組み込んだ無線周波数携帯電話であるが、近距離無線通信機能およびワイヤレス充電機能を組み込んだ他の種類の機器についても、本願に関連する。言い換えると、本願は一般的に、具体的に示している種類以上の手持ち電子機器に適用可能である。手持ち電子機器での複数種類のワイヤレス充電および近距離無線通信の組み込みおよび管理において本願と付加的に関連し得る適当な手持ち電子機器のいくつかの別の例としては、タブレット、コードレス電話、選択呼び出し受信機、オーディオプレーヤ、ゲーム機、携帯情報端末（パーソナルデジタルアシスタント）のほか、ワイヤレス充電および１つもしくは複数の形態の近距離無線通信の両方または一方を行うのが望ましいと考えられる少なくとも時折携帯し得るその他任意の形態の手持ち電子機器が挙げられる。

【0014】

図示の実施形態において、無線周波数携帯電話は、前面の大部分を占有するディスプレイ１０２を具備する。少なくともいくつかの例において、ディスプレイは、該ディスプレイ１０２を介してユーザに提示されている視覚要素との相互作用等、ディスプレイの少なくとも一部の部分に対する１つまたは複数のユーザ入力の検出を容易化するタッチセンサ式マトリクスを内蔵し得る。いくつかの例において、視覚要素としては、ユーザが相互作用し得るオブジェクトも可能である。他の例において、視覚要素は、ユーザが相互作用および作動選択し得るかまたはユーザが相互作用もしくは作動選択し得る１つもしくは複数の仮想キーおよび１つもしくは複数のボタンの両方または一方を含むキーボードの視覚表示の一部を構成可能である。機器１００は、１つまたは複数の仮想ユーザ作動可能ボタンまたはキーのほか、１つまたは複数の物理ユーザ作動可能ボタン１０４を具備し得る。図示の特定の実施形態において、機器は、その右側に沿って位置付けられた３つのこのようなボタンを有する。

【0015】

また、図１に示す例示的な手持ち電子機器は、音声通信を支援するスピーカ１０６およびマイク１０８をさらに具備する。スピーカ１０６は、音声信号の再生に別途対応していてもよく、楽曲の再生に用いられるような独立した信号または少なくとも音声成分および視覚成分を有し得る映画の再生に用いられるようなマルチメディア提示の一部が可能である。また、スピーカは、振動効果を生じる機能も含み得る。ただし、いくつかの例において、振動効果の意図した生成は、機器内部の別個の要素（図示せず）と関連付けられていてもよい。一般的に、スピーカは、機器の頂部近くに位置付けられ、音声通信を支援する使用に際して上方を向く機器の各部に一致した配向に対応する。このような例において、スピーカ１０６は、ユーザの耳との合致を意図していてもよく、マイク１０８は、ユーザの口との合致を意図していてもよい。また、図示の実施形態においては、機器の頂部近くに前面カメラ１１０も位置付けられている。

【0016】

図２は、図１に示した例示的な手持ち電子機器１００の背面図である。例示的な手持ち電子機器の背面図においては、前面図でも視認可能な３つの物理ユーザ作動可能ボタン１０４が同様に見られる。例示的な手持ち電子機器は、フラッシュ２０４を備えた後面カメラ２０２のほか、データおよび電源信号またはデータもしくは電源信号の受信に使用可能なケーブル接続を受けるように大略構成されたシリアルバスポート２０６をさらに具備する。さらに、図示の実施形態には、後側表面に近い領域２１０を含んでおり、近距離無線通信およびワイヤレス充電または近距離無線通信もしくはワイヤレス充電といった機能に対応する１つまたは複数のループアンテナが含まれる。１つまたは複数のループアンテナは、機器内部に位置付け可能であり、機器１００の後側表面の直下である場合が多い。

【0017】

図３は、少なくとも１つの実施形態に係る、手持ち電子機器１００のブロック図３００である。図示の実施形態において、手持ち電子機器１００は、該機器１００の動作の少なくとも一部を管理するように構成されたコントローラ３０２を具備する。いくつかの実施形態において、コントローラ３０２は、１つまたは複数のコントローラモジュールの少なくとも一部の動作の構成または実行に使用可能な１つまたは複数の組の予め格納された命令（pre-stored instruction）３０４を実行するように構成された１つまたは複数のマイクロプロセッサの形態で実装することも可能である。１つまたは複数の組の予め格納された命令３０４は、記憶要素３０６に格納されていてもよく、これは、コントローラ３０２の一部として一体化されているように示しているが、この追加または代替として、コントローラ３０２に用いる予め格納された命令の少なくとも一部を格納する何らかのデータ格納機能を含んでいてもよく、コントローラ３０２に対して独立するとともに結合されている。

【0018】

記憶要素３０６としては、従来のＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、またはＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等、１つまたは複数の形態の揮発性および不揮発性メモリまたは揮発性もしくは不揮発性メモリが挙げられる。また、考え得る別のデータ格納機能としては、ハードドライブ、フロッピードライブ、またはメモリスティック等、固定または取り外し可能な１つまたは複数の形態の補助記憶装置が挙げられる。さらに、当業者には当然のことながら、本開示の教示内容から逸脱することなく、さらに別の形態の記憶要素を使用することも可能である。同じ例または他の例において、コントローラ３０２は、該コントローラ３０２と関連付けられたモジュールおよび機能またはモジュールもしくは機能のうちのいくつかを少なくとも部分的に実行するのに使用可能な状態機械および論理回路または状態機械もしくは論理回路を追加または代替として内蔵していてもよい。

【0019】

図示の実施形態において、機器は、コントローラ３０２に結合されるとともに、１つまたは複数の形態の通信を用いた無線通信を含む外部データ通信の管理に役立つ１つまたは複数の送受信機３０８をさらに具備する。このような例において、送受信機はそれぞれ一般的に、無線通信信号の放射および受信を行う対応アンテナ３１０に結合されることになる。たとえば、１つまたは複数の送受信機３０８としては、全地球測位システムとの通信に対応する受信機、セルラー無線周波数通信に対応する送受信機、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）型通信に対応する送受信機のほか、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）型通信に対応する送受信機が挙げられる。この追加および代替または追加もしくは代替として、他の形態の通信用の送受信機も可能である。各送受信機は、別個のアンテナと関連付けられている場合が多いものの、いくつかのアンテナは、複数の形態の通信のほか、潜在的にいくつかの形態の近距離無線通信に対応可能であってもよい。たとえば、少なくともいくつかの例において、セルラー通信に対応するアンテナは、能動負荷変調に対応して利用し得る近距離無線通信等、いくつかの形態の近距離無線通信で用いる単一巻きループアンテナ（single turn loop antenna）の構成にも対応可能であることが想定される。

【0020】

機器１００は、１つまたは複数の送受信機３０８のほか、近距離無線通信に対応する各アンテナ構造３１４に結合された近距離無線通信制御回路３１２をさらに具備する。少なくともいくつかの例においては、近距離無線通信に対応する制御回路３１２を与えるチップセットが利用可能であってもよい。

【0021】

さらに、手持ち電子機器は、その他の回路要素に電力を供給するために後で使用可能なバッテリ、キャパシタ、または他のエネルギー貯蔵装置等の電力貯蔵要素３１６をさらに具備する。他の回路要素に電力を供給可能であることと併せて、電力貯蔵要素は、受電も可能であり、受電電力の少なくとも一部を後で配分利用可能である。少なくともいくつかの例において、電力貯蔵要素が受電する電力は、１つまたは複数のワイヤレス充電回路３１８等の１つまたは複数の充電回路のほか、上述のシリアルバスポート２０６等の１つまたは複数の有線接続から受電されることになる。図示の実施形態において、機器１００は、少なくとも一対のワイヤレス充電回路３２０および３２２を具備可能であり、これらはそれぞれ、充電ループ３２４および３２６に対応し得る。

【0022】

充電ループは、適正に調節された機器１００外部の別の対応する関連コイルに対する誘導的または疎結合磁気共鳴（loosely coupled magnetic resonance）による結合が意図されているため、対応する関連コイルのうちの第１のコイルに生じる電流の変化は、電磁界によって他方の関連コイルと相互作用することにより、この他方の関連コイルの電流の変化を誘導することになる。対応する関連コイルに生じる電流の誘導変化は、対応するワイヤレス充電回路による使用によって、手持ち電子機器に含まれる電子回路への給電に利用可能な電力の生成、および、手持ち電子機器の電子回路へのその後の給電に利用可能な電力貯蔵要素３１６に対する給電もしくは充電に利用可能な電力の生成、の両方または一方を行うことができる。

【0023】

図示の実施形態において、充電ループ３２４および３２６は、近距離無線通信制御回路３１２と関連付けられたアンテナ３１４と併せて、多重コイル構造の一部である。少なくともいくつかの例において、充電ループ３２４および３２６ならびにアンテナ３１４は、機器の表面領域の単一共通部の近くで一般的に通信およびワイヤレス充電または通信もしくはワイヤレス充電に対応する同心ループを構成している。機器の表面領域の単一共通部には、機器の外部表面またはその近傍に位置付けられた１つまたは複数の関連する充電ループおよびアンテナを含み、図示の実施形態において、各ループ構造は、機器１００の外部後面の部分２１０の直下に位置付けられている。

【0024】

図示の実施形態において、機器１００は、ユーザインターフェース回路３２８をさらに具備し得る。たとえば、ユーザインターフェース回路３２８は、ディスプレイ１０２を具備可能であり、これはさらに、タッチセンサ式アレイ３３０に対応していてもよい。また、ユーザインターフェース回路は、スピーカ１０６、マイク１０８、１つまたは複数のユーザ作動可能スイッチ１０４、振動要素３３２、および１つまたは複数のカメラ１１０、２０２を具備していてもよい。さらには、本発明の教示内容から逸脱することなく、代替および追加形態のユーザインターフェース要素が可能であってもよい。

【0025】

図４は、少なくとも１つの実施形態に係る、複数種類のワイヤレス充電および近距離無線通信に対応する複数のループアンテナ、充電コイル、およびフェライト構造を含む多重コイル構造４００の例示的なレイアウトを示している。より具体的に、多重コイル構造４００は、１つまたは複数のループを形成した導体経路を含む内側充電コイル４０２を具備する。一般的に、ループは、時計回り方向または反時計回り方向の一方で等しく、２つの端部の一方から２つの端部の他方まで延びることになる。たとえば、図示の実施形態において、内側充電コイルの対応するループは、最も内側のループに対応する端部４０４から最も外側のループに対応する端部４０６に向かって見た場合に、時計回り方向に延びているように見られる。内側充電コイル４０２のループは、独立した外部充電器構造と関連付けられたコイルに対して少なくとも１つの所望の共鳴度となるように構成および寸法規定されている。また、内側充電コイル４０２および独立した充電器構造と関連付けられたコイルが誘導結合することにより、独立した充電器構造と関連付けられたコイルを伝わる電流によって、機器１００の内側充電コイル４０２に電流を誘導可能である。

【0026】

多重コイル構造４００は、内側充電コイル４０２の外側境界の外側の領域に位置付けられた外側充電コイル４０８をさらに具備する。外側充電コイル４０８も同様に、時計回り方向または反時計周り方向の一方で２つの端部４１０の一方から延びている。３つのループ構造に一対の交差点４１２を有することにより、ループは、その両端４１０をループ構造の同じ外側に位置付けることができる。交差には、一対のビアおよび導体経路が位置付けられた基板の異なる層上に存在する接続導体を含み得る。また、基板の平面層から延出可能なワイヤ導体は、一対の貫通孔または搭載パッドと選択的に端部を結合可能であり、基板の層中の面内トレース導体を横断可能であるとともに、短絡なく面内トレース導体と交差可能である。内側充電コイル４０２と同様に、外側充電コイル４０８のループは、独立した外部充電器構造と関連付けられたコイルに対して少なくとも１つの所望の共鳴度となるように構成および寸法規定されている。また、外側充電コイル４０８および独立した充電器構造と関連付けられたコイルが磁気結合することにより、独立した充電器構造と関連付けられたコイルを伝わる電流によって、機器１００の外側充電コイル４０８に電流を誘導可能である。

【0027】

図示の実施形態において、内側充電コイルは、ＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ：ワイヤレスパワーコンソーシアム）ＩｎｄｕｃｔｉｖｅおよびＰＭＡ（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｔｔｅｒｓ Ａｌｌｉａｎｃｅ：パワーマターズアライアンス）Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅを含む少なくとも２つのワイヤレス規格のうちの１つまたは複数に従う誘導ワイヤレス充電と称することが多いワイヤレス充電形態と関連付け可能である。このような充電の種類は一般的に、１００ｋＨｚ〜３００ｋＨｚで動作し、現在、約５Ｗのオーダの送信機出力に対応している。図示の実施形態において、外側充電コイルは、Ａ４ＷＰ（Ａｌｌｉａｎｃｅ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ：アライアンスフォーワイヤレスパワー）Ｒｅｓｏｎａｎｔ等のワイヤレス充電規格に対する対応および包含または対応もしくは包含が可能な共鳴ワイヤレス充電と称することが多いワイヤレス充電形態と関連付け可能である。上記特定した共鳴ワイヤレス充電規格は、６ＭＨｚ〜７ＭＨｚの周波数で動作し、現在、約１６Ｗのオーダの送信機出力に対応している。共鳴ワイヤレス充電規格は、給電用の２つの誘導結合コイルの位置決めの自由度が高いという利益をさらに享受しており、適正に位置決めおよび整列された機器を受容可能な表面との対照または追加として、充電対象の機器を受容可能なボール型構造を含み得る場合がある。

【0028】

図示の実施形態において、多重コイル構造４００は、近距離無線通信に対応するコイル構造４１４をさらに具備する。近距離無線通信に対応するコイル構造４１４は、１つまたは複数の部分を含み得る。図示の実施形態において、コイル構造４１４は、３つの部分を含む。第１の部分４１６には、内側充電コイル４０２の内側境界領域の内側の領域に位置付けられたコイル構造４１４の部分を含む。第２の部分４１８には、内側充電コイル４０２の外側境界領域の外側と外側充電コイル４０８の内側境界領域の内側との間の領域に位置付けられたコイル構造４１４の部分を含む。第３の部分４２０には、外側充電コイル４０８の外側境界領域の外側の領域に位置付けられたコイル構造４１４の部分を含む。内側充電コイル４０２および外側充電コイル４０８と同様に、コイル構造は一般的に、該コイル構造を構成する導体が２つの端部４２２間で延びる場合、開始する端部に応じて、時計回り方向または反時計周り方向の一方に従う。

【0029】

図４に示す近距離無線通信に対応するコイル構造４１４の３つの部分はそれぞれ、異なる種類の近距離無線通信を対象とするように構成されている。たとえば、第１の部分４１６すなわち内側部分は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ヘッドセット等のアクセサリ装置と関連付けられたタグを含む近距離無線通信タグとより良く相互作用するように構成されている。これにより、アクセサリと機器との間の対応する近距離無線通信は、アクセサリと機器１００とのペアリングへの対応に役立ち得る。少なくともいくつかの例において、第１の部分４１６すなわち内側部分は、およそ１０ｍｍ〜１５ｍｍの範囲に一致するコイル径を有することになる。第２の部分４１８すなわち中間部分は、支払い端末と関連付けられた近距離無線通信形態とより良く相互作用するように構成されている。少なくともいくつかの例において、第２の部分４１８は、およそ４５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に一致するコイル径を有することになる。第３の部分４２０すなわち外側部分は、輸送システムのリーダと関連付けられた近距離無線通信とより良く相互作用するように構成されている。少なくともいくつかの例において、第３の部分４２０は、およそ６０ｍｍ〜６５ｍｍの範囲に一致するコイル径を有することになる。

【0030】

多重コイル構造４００は、該多重コイル構造の一部として含まれるさまざまなコイルのうちの１つまたは複数に近い１つまたは複数のフェライト要素をさらに具備し得る。誘導結合の一部としての複数のコイルは、関連する磁界を有することになる。フェライト要素は、対応する磁力線の位置および方向の誘導に役立つことを意図した調節戻り経路の提供を意図したものである。フェライト要素の性質の選択においては、さまざまな関心周波数におけるフェライト材料の透磁率に着目する。いくつかの例において、対応するフェライト要素は、複数のコイルと関連付け可能であり、関連付けられたコイルはそれぞれ、形状および動作周波数が異なることになる。このような例においては、フェライト要素の特徴を妥協することによって、関連する複数のコイルの潜在的に変動する動作特性に対応することが必要となり得る。

【0031】

図示の実施形態において、多重コイル構造４００は、内側充電コイル４０２および近距離無線通信に対応するコイル構造４１４の第１の部分４１６と関連付けられた第１のフェライト要素４２４を具備する。この例示的な実施形態の第１のフェライト要素４２４は、第１のハッチング領域と関連付けられている。第２のフェライト要素４２６は、外側充電コイル４０８のほか、近距離無線通信に対応するコイル構造４１４の第２の部分４１８および第３の部分４２０と関連付けられている。第２のフェライト要素４２６は、第２のハッチング領域と関連付けられている。図示の実施形態において、第１のフェライト要素４２４は、使用する材料の種類のほか、材料のサイズおよび厚さの選択において、内側充電コイルと関連付けられた誘導充電の特徴を考慮に入れている。第２のフェライト要素４２６は、使用する材料の種類のほか、材料のサイズおよび厚さの選択において、共鳴充電のほか、近距離無線通信の少なくとも一部の態様と関連付けられた特徴を考慮に入れている。

【0032】

図５は、少なくとも１つの別の実施形態に係る、複数種類のワイヤレス充電および近距離無線通信に対応する複数のループアンテナ、充電コイル、およびフェライト構造を含む多重コイル構造５００の例示的なレイアウトである。図５に示す実施形態において、コイル構造は、図４に示した構造と実質的に同じである。ただし、この別の実施形態は、補助的なフェライト要素を設けるさらに別の手法を提供している。図４の構造では、２つのフェライト要素を有していたが、図５は、４つのフェライト要素を含む実施形態を表している。この代替実施形態において、第１のフェライト要素４２４は、図４にて論じた第１のフェライト要素に類似しており、内側充電コイル４０２および近距離無線通信に対応するコイル構造４１４の第１の部分４１６と関連付けられている。第２のフェライト要素５０２は、近距離無線通信に対応するコイル構造４１４の第２の部分４１８と関連付けられている。第３のフェライト要素５０４は、外側充電コイル４０８と関連付けられており、第４のフェライト要素５０６は、近距離無線通信に対応するコイル構造４１４の第３の部分４２０と関連付けられている。このように、共鳴充電および近距離無線通信の両者への対応に関連して、図４に示す第２のフェライト要素４２６と関連付けられた妥協を最小化および回避可能であるかまたは最小化もしくは回避可能である。少なくともいくつかの例において、第２のフェライト要素５０２および第４のフェライト要素５０６の両者に選択する材料の種類は、同一または実質的に同様とすることができる。

【0033】

図６および図７は、少なくとも１つの実施形態に係る、フェライト構造、近距離無線通信に対応する少なくとも１つのループアンテナ部、およびワイヤレス充電に対応する少なくとも１つの充電コイル部を含む多重コイル構造の例示的な部分レイアウトである。より具体的に、フェライト構造は、内側充電コイル４０２および近距離無線通信に対応するコイル構造４１４の第１の部分４１６と関連付けられている。各例においては、多重コイル構造のこの部分に対して、一対のフェライト構造６０２および６０４を示している。図６において、第２のフェライト要素６０４は、第１のフェライト要素６０２の内部切り欠きまたは開口に差し込まれている。あるいは、図７において、第２のフェライト要素７０４は、第１のフェライト要素７０２上に積み重ねられて示されており、図７において、第２のフェライト要素は、第１のフェライト要素を受容可能な切り欠きまたは開口を有していない。これらのように、コイル構造４１４の第１の部分４１６の近距離無線通信に対して、内側充電コイルの誘導充電の別の動作要件に対応する、より高度にカスタマイズまたは調節されたフェライト構造を提供可能である。

【0034】

以上、本発明の好適な実施形態を図示および説明したが、本発明は、これらに限定されないことが了解されるものとする。当業者であれば、添付の特許請求の範囲が規定する本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、多くの改良、変更、変形、置換、および同等物に想到するであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】