(57)【要約】【課題】入力装置に他の機能を割り当てるスペースを確保し、効率良く電力を受信すること。【解決手段】筒状の形状をした筐体（１０）を備えた入力装置（１）に内蔵されているバッテリをワイヤレスで充電するためのワイヤレス充電アンテナ（２）は、筐体（１０）の内壁（１１ａ）に沿って形成されたループコイル（２１１）を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の形状をした筐体を備えた入力装置に内蔵されているバッテリをワイヤレスで充電するためのワイヤレス受電アンテナであって、
前記筐体の内壁に沿って形成されたループコイルを備える、ワイヤレス充電アンテナ。
【請求項２】
前記ワイヤレス充電アンテナは、前記筐体の内壁に沿って取り付けられる受電アンテナシートを含み、
前記受電アンテナシートは、樹脂製シートと、樹脂製シート上又は内に形成された、前記ループコイルとしてのループパターンと、を備える、請求項１に記載のワイヤレス充電アンテナ。
【請求項３】
前記ワイヤレス充電アンテナは、前記受電アンテナシートを覆う受電側磁性シートと、該受電側磁性シートを覆う受電側金属テープと、を更に備える、請求項２に記載のワイヤレス充電アンテナ。
【請求項４】
前記受電側磁性シートは、磁性粉と樹脂材とからなるシートから構成される、請求項３に記載のワイヤレス充電アンテナ。
【請求項５】
前記受電側磁性シートの面積は、前記受電アンテナシートの面積以上である、請求項３〜４の内のいずれか一つに記載のワイヤレス充電アンテナ。
【請求項６】
内蔵しているバッテリをワイヤレスで充電するための受電部を備えた入力装置であって、
前記入力装置は、筒状の形状をした筐体を備え、
前記受電部は、前記筐体の内壁に沿って形成された受電ループコイルを備えた受電アンテナ部から構成されていることを特徴とする入力装置。
【請求項７】
前記受電アンテナ部は、前記筐体の内壁に沿って取り付けられた受電アンテナシートを含み、
前記受電アンテナシートは、樹脂製シートと、樹脂製シート上又は内に形成された、前記受電ループコイルとしての受電ループパターンと、を備える、請求項６に記載の入力装置。
【請求項８】
前記受電アンテナ部は、前記受電アンテナシートを覆う受電側磁性シートと、該受電側磁性シートを覆う受電側金属テープと、を更に備える、請求項７に記載の入力装置。
【請求項９】
前記受電側磁性シートは、磁性粉と樹脂材とからなるシートから構成される、請求項８に記載の入力装置。
【請求項１０】
前記受電側磁性シートの面積は、前記受電アンテナシートの面積以上である、請求項８〜９の内のいずれか一つに記載の入力装置。
【請求項１１】
請求項６〜１０の内のいずれか一つに記載の入力装置を格納して、前記受電部に送電可能な送電部を備えたホルダであって、
前記ホルダは、前記入力装置を収納可能で、柱状の穴を規定する内壁面を有し、
前記送電部は、前記受電アンテナ部と対向する位置で、前記ホルダの前記内壁面に沿って形成された送電ループコイルを備えた送電アンテナ部から構成されていることを特徴とするホルダ。
【請求項１２】
前記送電アンテナ部は、前記筐体を介して、前記受電アンテナ部と対向して設けられた送電アンテナシートを含み、
前記送電アンテナシートは、樹脂製シートと、樹脂製シート上又は内に形成された、前記送電ループコイルとしての送電ループパターンと、を備える、請求項１１に記載のホルダ。
【請求項１３】
前記送電アンテナ部は、前記送電アンテナシートを覆う送電側磁性シートと、該送電側磁性シートを覆う送電側金属テープと、を更に備える、請求項１２に記載のホルダ。
【請求項１４】
前記送電側磁性シートは、磁性粉と樹脂材とからなるシートから構成される、請求項１３に記載のホルダ。
【請求項１５】
前記送電側磁性シートの面積は、前記送電アンテナシートの面積以上である、請求項１３〜１４の内のいずれか一つに記載のホルダ。
【請求項１６】
請求項６〜１０の内のいずれか一つに記載の入力装置で指示された位置を検出する検出装置であって、請求項１１〜１５の内のいずれか一つに記載のホルダを備えた検出装置。
【請求項１７】
請求項６〜１０の内のいずれか一つに記載の入力装置と、請求項１６に記載の検出装置と、を備えた座標入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス充電用のアンテナに関し、特に、タブレット端末用のスタイラス（デジタルペン）、ペンタブレット等のバッテリのワイヤレス充電に利用可能なアンテナ、入力装置、ホルダ、検出装置、および座標入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タブレット端末等で採用されている静電容量式タッチパネルに対して、先の細いペン（スタイラス）を使用すると、タッチパネルとペン先の接触面積が小さくなり、接触位置の検出が難しい。
【０００３】
これに対して、特許文献１は、接触面積の小さいスタイラスを用いた入力を可能にしたスタイラス入力装置を開示している。この特許文献１に開示された技術では、スタイラス入力装置にバッテリなどの電源を搭載している。
【０００４】
また、特許文献２は、デジタイザ本体（検出装置）に座標を指示するための座標指示用ペン（入力装置）に搭載されたバッテリを充電する際に、電磁誘導を用いてワイヤレスに充電する方法（デジタイザ）を開示している。特許文献２に開示された従来技術では、デジタイザ本体（検出装置）側に１次側コイルと鉄心とを搭載し、座標指示用ペン（入力装置）内にスパイラル状の２次側コイルを設けている。充電時、２次コイルの中空部に、１次側の鉄心が配置される。
【０００５】
さらに、特許文献３は、振動ペン（入力装置）から入力された振動を振動伝達板に複数設けられたセンサにより検出して、振動ペンの振動伝達板上での座標を検出する座標入力装置を開示している。特許文献３において、振動ペン（入力装置）は、充電可能な電池と、入力コイルと、整流回路とを内蔵している。入力コイルは、振動ペン（入力装置）がペンスタンドに立てられている状態のときに、充電コイルを流れる交流電流により交流が励起される。入力コイルに励起された交流電流は、整流回路により直流に変換され、電池に充電電流として供給される。入力コイルは、振動ペン（入力装置）の筐体内で、その軸の周りに巻き回されたスパイラル形状をして設けられている。
【０００６】
一方、特許文献４は、位置指示器（入力装置）と、この位置指示器（入力装置）により指示された位置を検出するタブレット（検出装置）とを備えた位置入力装置を開示している。特許文献４において、位置指示器（入力装置）は、外部から供給される電力を受信する電力伝達手段と、所定の駆動電圧が供給されるコントローラと、電力伝達手段を介して駆動電力が充電される充電用コンデンサとを備えている。電力伝達手段は、外部から供給される交流信号を受信する。位置指示器は、電力伝達手段より受信された交流信号を整流する整流回路（ダイオード）を備える。交流信号により位置指示器に対して非接触で電力供給が行われて充電用コンデンサに充電される。特許文献４において、実施形態として、電力伝達手段は、コンデンサとコイルとが並列に接続された、共振回路から成る。また、充電用コンデンサは、電気二重層コンデンサから成る。
【０００７】
また、特許文献４は、位置指示器を充電する充電器も開示している。充電器は、位置指示器が挿入される挿入口と、位置指示器を支持する支持部と、この支持部に巻き回された電力供給用コイルとを備える。電力供給用コイルには、共振回路の共振周波数と同一周波数の交流電圧が印加される。挿入口に位置指示器を挿入すると、位置指示器の共振回路に誘導電圧が生じ、この誘導電圧はダイオードによって整流されて電気二重層コンデンサを充電する。
【０００８】
さらに、特許文献４は、第５の実施形態として、ケースに、位置指示器を収納する指示器収納部を形成した、タブレット型コンピュータを開示している。指示器収納部は、ケースの側面に開口する挿入口に連通する筒状の穴であって、その奥行き及び内径は、位置指示器のケースを収容可能なサイズとなっている。指示器収納部において位置指示器の先端部が収まる領域には、外側に電力供給用コイル（交流磁界発生手段）が巻き回される。位置指示器を使用しない時に指示器収納部に収納すると、位置指示器が充電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１８３８０９号公報
【特許文献２】特開平３−１３９７１３号公報
【特許文献３】特開平３−４３１２号公報
【特許文献４】特許第４７５１１９１号公報（図３、図６、図１６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に開示された入力装置では、上述したように、バッテリなどの電源を備えている。しかしながら、特許文献１では、バッテリへの充電の仕方（方法）については、何ら開示も示唆もしていない。
【００１１】
一方、特許文献２に開示された入力装置では、バッテリに充電するために、入力装置（座標指示用ペン）内にスパイラル状の２次側コイルを設けている。上述したように、充電時、２次コイルの中空部に、１次側の鉄心が配置される。そのため、入力装置に他の機能を割り当てるためのスペースが制限されてしまうという欠点がある。
【００１２】
また、特許文献３に開示された入力装置でも、電池に充電するために、入力装置（振動ペン）内にスパイラル状の入力コイルを設けている。近年、入力装置の小型化が要求されており、それに伴って、円柱状の入力装置の直径も小さくなる傾向にある。その結果、その入力装置に内蔵されている入力コイル（スパイラルコイル）の直径（軸に対して直交する面で切ったときの断面積）も小さくなっている。そのため、充電コイルから入力コイルへ効率的に電力を供給することが困難になりつつある。換言すれば、特許文献３に開示されている、スパイラル状の入力コイルでは、効率良く電力を受信できないという問題がある。
【００１３】
特許文献４に開示された入力装置では、電気二重層コンデンサに充電するために、入力装置内に、コンデンサとコイルとが並列に接続された共振回路を設けている。特許文献４において、共振回路を構成するコイルの具体的な構成については何ら開示も示唆もしていない。しかしながら、特許文献４の図６に図示された充電器や、図１６に図示された指示器収納部に備えられる、電力供給用コイルは、特許文献３に開示された充電コイルと同様に、スパイラル形状をしている。したがって、特許文献４の共振回路用のコイルも、特許文献３の入力コイルと同様に、スパイラル形状をしているものと推察される。そのため、特許文献４に開示された入力装置でも、特許文献３と同様の問題がある。
【００１４】
従って、本発明の技術的な課題は、入力装置に他の機能を割り当てるスペースを確保することができる、ワイヤレス充電アンテナ、入力装置、ホルダ、検出装置、および座標入力装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の技術的な課題は、効率良く電力を受信することができる、ワイヤレス充電アンテナ、入力装置、ホルダ、検出装置、および座標入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１の態様によれば、筒状の形状をした筐体を備えた入力装置に内蔵されているバッテリをワイヤレスで充電するためのワイヤレス充電アンテナであって、筐体の内壁に沿って形成されたループコイルを備える、ワイヤレス充電アンテナが得られる。
【００１７】
本発明の第２の態様によれば、内蔵しているバッテリをワイヤレスで充電するための受電部を備えた入力装置であって、入力装置は、筒状の形状をした筐体を備え、受電部は、筐体の内壁に沿って形成された受電ループコイルを備えた受電アンテナ部から構成されていることを特徴とする入力装置が得られる。
【００１８】
本発明の第３の態様によれば、上記入力装置を格納して、受電部に送電可能な送電部を備えたホルダであって、ホルダは、入力装置を収納可能で、柱状の穴を規定する内壁面を有し、送電部は、受電アンテナ部と対向する位置で、ホルダの内壁面に沿って形成された送電ループコイルを備えた送電アンテナ部から構成されていることを特徴とするホルダが得られる。
【００１９】
本発明の第４の態様によれば、上記入力装置で指示された位置を検出する検出装置であって、上記ホルダを備えた検出装置が得られる。
【００２０】
本発明の第５の態様によれば、上記入力装置と、上記検出装置と、を備えた座標入力装置が得られる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によるワイヤレス充電アンテナは、入力装置の筐体の内壁に沿って形成されたループコイルを備えるので、入力装置に他の機能を割り当てるスペースを確保することができ、かつ、効率良く電力を受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る受電アンテナ部を備えた入力装置を示す透視斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るワイヤレス充電アンテナ（受電アンテナ部）が入力装置の筐体の内壁に沿って形成された部分の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態において、ワイヤレス充電を行う際の、送電アンテナ部と入力装置の受電アンテナ部の位置関係を示した図である。
【図４】本発明の一実施例に係る座標入力装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明を実施するための形態について、具体的な例を挙げて説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る受電アンテナ部２を備えた入力装置１を示す透視斜視図である。
【００２５】
入力装置１は、後述する検出装置としてのタブレット端末やスマートフォンのタッチパネル等に、その先端１２ａを接触させることで位置を指定する用途に使用されるスタイラス（タッチペン、デジタルペン）から成る。
【００２６】
入力装置１は、実質的に筒状の形状をした筐体１０を備えている。図示の筐体１０は、円筒部１１と、その円筒部１１の先端に形成された、円錐形状の先端部１２とから成る。円筒部１１は、内壁１１ａを持つ。
【００２７】
この入力装置１は、静電容量方式により入力装置１の先端部１２の先端１２ａから微弱な電流を発生させ動作するため、内部にその電源としてバッテリ（図示せず）を搭載している。
【００２８】
尚、本図では、位置検出用の微弱電流を発生させるための静電容量回路、バッテリおよびバッテリ充電回路の図示を省略している。
【００２９】
入力装置１のバッテリを充電する方法として、外部から供給される交流磁界による電磁誘導や磁界共鳴を利用したワイヤレス充電を用いる場合、外部から供給される交流磁界を受け取るための、ワイヤレス充電アンテナが必要となる。
【００３０】
そこで、本第１の実施形態では、このワイヤレス充電アンテナとしての受電アンテナ部２を、入力装置１の筐体１０の円筒部１１の内壁１１ａに沿った受電ループコイル２１１として形成し、設置している。受電ループコイル２１１の内周領域が受電断面積である。
【００３１】
このような構成とすることで、入力装置１内に、回路基板やバッテリ等を搭載可能な空間を確保することができる。
【００３２】
また、ワイヤレス充電アンテナ（受電アンテナ部）２は、受電ループコイル２１１を備えるので、上述した特許文献３（特許文献４）に開示されているスパイラル状の入力コイルと比較して、たとえ入力装置１が小型（小径）になったとしても、十分に広い受電断面積を確保することができる。その結果、効率良く電力を受信することができるという効果も奏する。
【００３３】
なお、ワイヤレス充電アンテナ（受電アンテナ部）２を、先端１２ａから離して配置することで、内径の広い部分の内壁１１ａに沿って広い受電断面積を確保することができるため、望ましい。
【００３４】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係るワイヤレス充電アンテナ（受電アンテナ部）２が入力装置１の筐体１０の内壁１１ａに沿って形成された部分の断面図である。
【００３５】
図示の受電アンテナ部２は、受電アンテナシート２１、受電側磁性シート２２、および受電側金属テープ２３で構成されている。
【００３６】
受電アンテナシート２１の材質は、フレキシブルプリント基板やガラスエポキシ基板などの樹脂から成り、その樹脂製シートの表面には、交流磁界を受け取るための、上記受電ループコイルとしての受電ループパターン２１１が銅箔などで形成されている。その代わりに、受電アンテナシート２１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂材に銅線を埋め込んで受電ループパターン２１１を形成した構成であっても良い。
【００３７】
受電側磁性シート２２は、受電アンテナシート２１の裏面に粘着テープや接着剤等で貼り付けられている。受電側磁性シート２２の材質は、磁性粉と樹脂材からなるシートであり、容易に曲げることが可能である。例えば、受電側磁性シート２２として、バスタレイド（登録商標）を使用することができる。
【００３８】
また、受電側金属テープ２３は、受電側磁性シート２２の裏面に粘着テープや接着剤等で貼り付けられている。受電側金属テープ２３の材質は、銅やアルミニウムである。
【００３９】
図２に示されるように、受電アンテナ部２は、受電アンテナシート２１、受電側磁性シート２２、および受電側金属テープ２３の全てが曲面を形成して、入力装置１の筐体１０の内壁１１ａに配置されている。これにより、入力装置１内に、回路基板やバッテリ等を搭載可能な空間を確保することができ、効率良く電力を受信することができる。
【００４０】
また、図示の受電アンテナ部２において、受電アンテナシート２１、受電側磁性シート２２および受電側金属テープ２３の面積は同じか、または受電側磁性シート２２と受電側金属テープ２３の面積を、図２に示されるように、受電アンテナシート２１の面積よりも大きくする。このような構成により、受電アンテナ部２の裏側に配置された、入力装置１内部の回路基板等の影響を軽減することができる。
【００４１】
図３は、ワイヤレス充電を行う際の、送電アンテナ部７と入力装置１の受電アンテナ部２の位置関係を示した図である。
【００４２】
送電アンテナ部７は、入力装置専用の充電用ペンホルダ６や、検出装置としてのタブレット端末等の内部に設けられた入力装置１を格納するためのペンホルダ６の内側などに設置されている。
【００４３】
すなわち、ペンホルダ６は、入力装置１を収納可能で、実質的に柱状の形状をしている。詳述すると、ペンホルダ６は、入力装置１の筐体１０の円筒部１１を収容する円柱穴部６１と、入力装置１の筐体１０の先端部１２を収容する円錐穴部６２（図４参照）から成る。円柱穴部６１は、内壁面６１ａを持つ。また、ペンホルダ６は、入力装置１を挿入するための挿入口６０（図４参照）も有する。
【００４４】
送電アンテナ部７は、受電アンテナ部２と対応する位置で、ホルダ６の内壁面６１ａに沿って形成された送電ループコイル７１１（図４参照）を備えている。
【００４５】
図示の送電アンテナ部７は、送電アンテナシート７１、送電側磁性シート７２、および送電側金属テープ７３で構成されている。
【００４６】
バッテリの充電時、送電アンテナシート７１は、入力装置１の筐体１０を介して、受電アンテナ部２の受電アンテナシート２１と平行に対向する位置に設置される。
【００４７】
送電アンテナシート７１の材質は、フレキシブル基板やガラスエポキシ基板などの樹脂から成り、その樹脂製シートの表面には交流磁界を受け取るための、上記送電ループコイルとしての送電ループパターン７１１が銅箔などで形成されている。その代わりに、送電アンテナシート７１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂材に銅線を埋め込んで送電ループパターン７１１を形成した構成であっても良い。
【００４８】
送電側磁性シート７２は、送電アンテナシート７１の裏面に粘着テープや接着剤等で貼り付けられている。送電側磁性シート７２の材質は磁性粉と樹脂材からなるシートであり、容易に曲げることが可能である。例えば、送電側磁性シート７２として、バスタレイド（登録商標）を使用することができる。
【００４９】
また、送電側金属テープ７３は、送電側磁性シート７２の裏面に粘着テープや接着剤等で貼り付けられている。送電側金属テープ７３の材質は、銅やアルミニウムである。
【００５０】
また、本実施形態では、送電側磁性シート７２と送電側金属テープ７３の面積を送電アンテナシート７１の面積以上としている。このような構成とすることで、バッテリの充電時に、送電アンテナシート７１から放出される交流磁界の磁束が外部に漏れることを抑制し、検出装置内部の回路や周辺への影響を軽減できる。さらに、充電効率を上げる効果もある。
【００５１】
なお、受電アンテナシート２１の幅は、入力装置１の内径外周の半分を超えないことが望ましい。何故なら、受電アンテナシート２１の幅が入力装置１の内径外周の半分を超えると、送電アンテナ部７から受ける磁束の洩れが生じやすくなるからである。
【実施例１】
【００５２】
図４は本発明の一実施例に係る座標入力装置を示す斜視図である。図示の座標入力装置は、上述した入力装置１と、この入力装置１で指示された位置を検出する検出装置５とから構成されている。そして、検出装置５は、その略板状の筐体５１に、上記ペンホルダ６を入力装置収納部として備えている。
【００５３】
ここでは、検出装置５として静電容量式タッチパネル５２を搭載したタブレット端末を例として示している。
【００５４】
図４は、検出装置５の筐体５１の側面に形成された挿入口６０から、入力装置１をペンホルダ（入力装置収納部）６に挿入し、バッテリの充電を行う際の送電アンテナ部７と受電アンテナ部２との位置関係を図示したものである。
【００５５】
入力装置収納部６の内側に電力（交流磁界）を発生させる送電アンテナ部７が設置してある。
【００５６】
入力装置１が入力装置収納部６内に完全に収納されると、送電アンテナ部７と受電アンテナ部２が平行に対向し、充電に最適な位置となる。
【００５７】
この時、入力装置１が完全に収納されたことを検出装置５に設けたスイッチ等で検知し、送電アンテナ部７から交流磁界の発生を開始するトリガとしてもよい。
【００５８】
また、入力装置１が入力装置収納部６に挿入される際、送電アンテナ部７と受電アンテナ部２とが対向する位置に導かれるように、入力装置１および入力装置収納部６の片方又は両方に、凹凸等のガイド溝を設けてもよい。
【００５９】
以上、実施形態（及び実施例）を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００６０】
例えば、上述した実施形態では、入力装置は円筒状の筐体を備えているが、それに限定されず、入力装置は多角筒状や楕円筒状等の他の筒状の筐体を備えていてもよい。それに対応して、上述した実施形態では、ペンホルダは円柱状の穴から構成されているが、それに限定されず、ペンホルダは多角柱状や楕円柱状等の他の柱状の穴から構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、タブレット端末、携帯端末、その他二次電池を搭載した機器に利用可能である。また、本発明は、静電結合方式以外（例えば、超音波＋赤外線方式など）のデジタルペンなどにも利用可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１    入力装置
１０    筐体
１１    円筒部
１１ａ    内壁
１２    先端部
１２ａ    先端
２    ワイヤレス充電アンテナ（受電アンテナ部）
２１    受電アンテナシート
２１１    受電ループパターン（受電ループコイル）
２２    受電側アンテナシート
２３    受電側金属テープ
５    検出装置
５１    筐体
５２    静電容量式タッチパネル
６    ペンホルダ（入力装置収納部）
６０    挿入口
６１    円柱穴部
６１ａ    内壁面
６２    円錐穴部
７    送電アンテナ部
７１    送電アンテナシート
７１１    送電ループパターン（送電ループコイル）
７２    送電側磁性シート
７３    送電側金属テープ
【図１】
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【図２】
2015141687.tif 000004
【図３】
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【図４】
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