(57)【要約】【課題】外部に与える磁気的な影響を少なくし、且つリフロー炉を使用した組み立てを可能とすること。【解決手段】励磁部５を、磁性体からなるケース１２に収容されるとともにコア８に巻装された励磁コイル９と、励磁コイル９に高周波電流を供給する高周波電源１０とをはんだ付けによりＰＣ板１３に取り付けて構成する。また、検出部６を、磁性体からなるケース１７に収容されるとともにコア１４に巻装された検出コイル１１と、検出コイル１１に誘起される誘導電圧の増幅などを行う増幅器１５と、検出コイル１１とともに共振回路を形成するコンデンサ１６とをはんだ付けによりＰＣ板１８に取り付けて構成する。そして、これら励磁部５及び検出部６を有して接近センサ７を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次コイルと、
前記一次コイルに時間の経過とともに大きさが大小変化する電流を供給する電流供給手段と、
前記一次コイルに対し相対的に位置を変更可能に配置される二次コイルとを備え、
前記二次コイルの誘導起電力の大きさにより前記一次コイルと二次コイルとの遠近を検出することを特徴とする接近センサ。
【請求項２】
前記電流供給手段は、高周波電源であることを特徴とする請求項１記載の接近センサ。
【請求項３】
前記二次コイルの出力電圧を増幅する増幅回路を有することを特徴とする請求項１又は２記載の接近センサ。
【請求項４】
前記二次コイルとともに共振回路を構成するコンデンサを有することを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の接近センサ。
【請求項５】
前記一次コイル及び二次コイルのうち、少なくとも一方のコイルの内側には、磁性体により形成されたコアが配置されることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の接近センサ。
【請求項６】
前記一次コイル及び二次コイルのうち、少なくとも一方のコイルは、相手のコイルと対向する面が開放された容器状の磁性体により形成されたコアに収容されていることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の接近センサ。
【請求項７】
第１の機体と、この第１の機体に対して開閉可能に連結された第２の機体とを備えた電子機器において、
請求項１ないし６の何れかに記載の接近センサの前記一次コイル及び二次コイルを、前記第１の機体及び第２の機体に夫々設けてなることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体間の接近状態を検出する接近センサ、及びこの接近センサを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示部を有する筐体と操作部を有する筐体とを折り畳むことが可能な構成の電子機器、例えば折り畳み式携帯電話機は、これら各筐体同士の接近状態、すなわち、携帯電話機の開閉状態を検出して所定の制御を行うようになっている。このような接近状態を検出するために、例えば、永久磁石と、ホール素子又はＭＲ（Magneto Resistance）素子を用いた磁気センサとから構成された開閉センサを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３０３６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記構成のものに用いられる永久磁石の磁気は、常時外部へ作用しており、例えば磁気カードなどへ悪影響を及ぼす可能性がある。また、この開閉センサが搭載される電子機器は、通常、多数の電子部品を有して構成されており、これら電子部品は、はんだ付けによってプリント配線板（以下、単にＰＣ板と称す）に取り付けられる。
このはんだ付けの際、電子部品はＰＣ板とともに高温のリフロー炉を通過することになる。しかし、永久磁石は、高温時において熱減磁する特性を有しているのでリフロー炉を通すことができず、他の電子部品とは別に手作業ではんだ付けを行い、ＰＣ板に取り付けていた。このため、組立工数が増大したり、永久磁石の取り付け位置の誤差を生じたりするといった問題があった。
【０００４】
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、外部に与える磁気的な影響を少なくし、且つリフロー炉を使用した組み立てが可能となる接近センサ、及びこの接近センサを搭載した電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した目的を達成するために、本発明の接近センサは、一次コイルと、前記一次コイルに時間の経過とともに大きさが大小変化する電流を供給する電流供給手段と、前記一次コイルに対し相対的に位置を変更可能に配置される二次コイルとを備え、前記二次コイルの誘導起電力の大きさにより前記一次コイルと二次コイルとの遠近を検出することを特徴とする。
【０００６】
このように構成すれば、電流供給手段から一次コイルに時間の経過とともに大きさが大小変化する電流が供給されると、その周辺に強さが大小変化する磁界が生じる。この状態において、二次コイルの一次コイルに対する相対的な位置が変更されて両コイルが接近すると、二次コイルには、両コイル間の距離に応じた電圧が誘起される。一方、二次コイルの一次コイルに対する相対的な位置が変更されて両コイルが離間すると、二次コイルに電圧は誘起されない。このように二次コイルに誘起される電圧、すなわち誘導電圧の大きさに基づいて、一次コイルと二次コイルとの遠近が検出される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、例えば、電流供給手段が各コイルの接近状態を検出する必要があるときのみ一次コイルに時間の経過とともに大きさが大小変化する電流を供給して強さが大小変化する磁界を発生させ、検出する必要がないときにはこの電流の供給を停止させるようにすれば、外部への磁気的な影響を少なくできる。また、永久磁石を用いていないので、他の電子部品と同様にリフロー炉を使用した組み立てが可能となり、組立工数の削減、及び取り付け位置精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図２は、本発明の接近センサを備えた折り畳み式携帯電話機の外観を示す斜視図である。携帯電話機１（電子機器に相当）は、表示パネル部２ａを有する表示筐体２（第１の機体に相当）と、操作パネル部３ａを有する操作筐体３（第２の機体に相当）と、これら両筐体２、３を折り畳み可能に連結する連結部４とを有して構成されている。これにより、携帯電話機１は、表示パネル部２ａを操作パネル部３ａに対し開いて、操作パネル部３ａを操作可能なオープン状態に展開可能であるとともに、表示パネル部２ａ及び操作パネル部３ａを重ね合わせたクローズ状態に折り畳み可能となっている。
【０００９】
また、これら両筐体２、３のうち、表示筐体２の連結部４から遠い方の端部中央の内部には、励磁部５（詳細は後述する）が埋設されている。一方、操作筐体３の連結部４から遠い方の端部中央の内部には、検出部６（詳細は後述する）が埋設されている。従って、上述したクローズ状態において、励磁部５と検出部６とが対向して位置するようになっている。なお、本実施形態では、これら励磁部５及び検出部６によって接近センサ（図１に符号７を付して示す）が構成されている。
【００１０】
図１は、接近センサ７の原理的な構成を示す図であり、携帯電話機１の表示筐体２及び操作筐体３に夫々埋設された励磁部５及び検出部６を概略的に示している。図１に示すように、これらのうち、励磁部５は、例えば鉄などの磁性体によって形成された軸状のコア８に巻装された励磁コイル９（一次コイルに相当）と、この励磁コイル９に例えば数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波電流を供給する高周波電源１０（電流供給手段に相当）とを有して構成されている。
【００１１】
また、励磁コイル９は、後述する検出部６側の検出コイル１１（二次コイルに相当）と対向する側の面が開放され例えば鉄などの磁性体により形成された容器状をなすケース１２（コアに相当）に収容されている。そして、これらは、表示筐体２の内部に固定されたＰＣ板１３上に、はんだ付けにより取り付けられて電気的に接続されている。
【００１２】
一方、検出部６は、コア８と同様に形成された軸状のコア１４に巻装された検出コイル１１と、この検出コイル１１に誘起される誘導電圧の増幅などを行う増幅器１５（増幅回路に相当）と、検出コイル１１とともに共振回路を形成するコンデンサ１６とを有して構成されている。また、検出コイル１１も励磁コイル９と同様に、ケース１２と同様に形成されたケース１７（コアに相当）に収容されている。そして、これらは、操作筐体３の内部に固定されたＰＣ板１８上に、はんだ付けにより取り付けられて電気的に接続されている。
【００１３】
なお、各コイル９、１１は、携帯電話機１が前述のクローズ状態のときに、夫々の巻き中心に位置するコア８、１４同士が対向した接近状態になるように、各筐体２、３に配置されている。
【００１４】
図３は、接近センサ７の電気構成を示す図である。図３に示すように、励磁コイル９の両端には高周波電源１０の出力端子が接続されている。この高周波電源１０は、例えば、携帯電話機１の図示しないバッテリから供給される直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路などを有して構成されている。従って、高周波電源１０から出力される高周波電圧が励磁コイル９の両端に印加されることで、励磁コイル９に高周波電流が供給されるようになっている。
そして、励磁コイル９に高周波電流が供給されると、励磁コイル９の周辺に交番磁界が生じ、検出コイル１１がその交番磁界にさらされるような位置に移動したとき、励磁コイル９と検出コイル１１とが電磁結合され、検出コイル１１に誘導電圧が誘起されるようになっている。
【００１５】
なお、高周波電源１０は、携帯電話機１の図示しない制御回路（制御手段）によって所定の間隔、例えば数十ミリ秒〜数百ミリ秒おきに通電及び断電を繰り返すように制御されている。すなわち、高周波電源１０は、励磁コイル９に対して間欠的に高周波電流を供給するようになっている。
【００１６】
一方、検出コイル１１の両端には、コンデンサ１６の両端が接続されており、検出コイル１１とコンデンサ１６による共振回路が形成されている。この共振回路の共振周波数と高周波電源１０側の周波数とが略一致しているとき、いわゆる共振点において、検出コイル１１には効率よく誘導電圧が誘起されるようになっている。
【００１７】
図４は、上記共振回路のコンデンサ１６の静電容量値を変化させた場合における検出コイル１１に誘起される誘導電圧を示している。図４において、誘導電圧が最大となっているところが上述した共振点であり、本実施形態におけるコンデンサ１６の静電容量値は、このときの値であるＣ０に設定されている。
【００１８】
また、検出コイル１１の両端は、増幅器１５の入力端子に夫々接続されている。この増幅器１５は、検出コイル１１に誘起された高周波の誘導電圧を、整流及び平滑を行った後、増幅するものであり、出力端子から増幅後の直流の電圧Ｖｏが出力されている。そして、この電圧Ｖｏは、携帯電話機１の制御回路に入力されるようになっている。
従って、制御回路は、この電圧Ｖｏを監視することによって携帯電話機１に埋設された励磁部５と検出部６の接近状態を検出する。なお、制御回路は、前述した高周波電源１０が励磁コイル９に対して通電を行うタイミングに略同期して、電圧Ｖｏの監視を行うようになっている。
【００１９】
次に、上記構成の作用について図５及び図６も参照して説明する。
図５は、携帯電話機１の各筐体２、３が折り畳まれた状態、すなわち、前述したクローズ状態における励磁部５及び検出部６の状態を概略的に示している。なお、図５に示す励磁部５及び検出部６は、励磁コイル９、検出コイル１１、コア８、１４、及びケース１２、１７以外を省略している。また、本実施形態では、ケース１２の下端とケース１７の上端との間の距離Ｌを各コイル９、１１間の相対距離としている。そして、図６は、各コイル９、１１間の相対距離Ｌと検出コイル１１に誘起される誘導電圧との関係を示している。
【００２０】
前述したように、高周波電源１０から励磁コイル９に対して高周波電流が供給されることで、励磁コイル９の周辺には交番磁界が生じている。そして、携帯電話機１の各筐体２、３が折り畳まれると、図５に示すように、各コイル９、１１は、夫々の巻き中心に位置するコア８、１４同士が対向して接近した状態になり、検出コイル１１を貫く磁束が最も多くなる。このように各コイル９、１１が接近した状態は、図６における相対距離Ｌ＝Ｌｍｉｎのときであり、このときに検出コイル１１に誘起される誘導電圧は最大となる。すなわち、検出コイル１１に最も効率よく誘導電圧が誘起されることになる。
【００２１】
これに対して、携帯電話機１の各筐体２、３が展開され、前述したオープン状態になると、図示しないが、各コイル９、１１は離れた状態になり、検出コイル１１を貫く磁束が最も少なくなる。この各コイル９、１１が離間した状態は、図６における相対距離Ｌ＝Ｌｍａｘのときであり、このときに検出コイル１１に誘起される誘導電圧は最小となる。
【００２２】
このように、各コイル９、１１の相対距離Ｌに応じて変化する誘導電圧は、増幅器１５によって直流に変換されてから増幅され、電圧Ｖｏとして携帯電話機１の制御回路に与えられている。そして、制御回路は、この電圧Ｖｏの変化を検出することで、各コイル９、１１の接近状態の検出を行う。すなわち、制御回路は、検出コイル１１に誘起される誘導電圧に基づいて、携帯電話機１のクローズ状態又はオープン状態の検出を行う。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
高周波電源１０は、励磁コイル９に対して間欠的に高周波電圧を印加して高周波電流を供給するので、励磁コイル９に高周波電流が供給されていない期間では、励磁コイル９の周辺には交番磁界が発生しない。従って、外部に対して与える磁気的な影響を減少させることができる。さらに、接近センサ７全体の消費電力を低減することもできる。
また、接近センサ７を、永久磁石を使用していない励磁部５及び検出部６を用いて構成したので、リフロー炉を使用したはんだ付けを行うことが可能となり、組立工数の削減、及び励磁部５及び検出部６の取り付け位置精度の向上を図ることができる。
【００２４】
検出コイル１１に増幅器１５を接続し、検出コイル１１に誘起された誘導電圧を増幅してから、制御回路に出力するようにしたので、検出コイル１１に誘起される誘導電圧が小さい場合であっても、励磁部５及び検出部６の接近状態の検出精度を高めることができる。
また、検出コイル１１にコンデンサ１６を接続して共振回路を形成し、この共振回路の共振周波数を高周波電源１０側の周波数と略一致させるようにしたので、検出コイル１１に効率よく誘導電圧を誘起させることができる。
【００２５】
励磁コイル９及び検出コイル１１を、磁性体によって形成したコア８、１４に巻装して構成した。すなわち、各コイル９、１１の夫々の内側にコア８、１４を配置するようにしたので、各コイル９、１１の磁気抵抗が小さくなり、励磁コイル９の周辺に効率よく交番磁界を生じさせて、検出コイル１１に効率よく誘導電圧を誘起させることができる。
【００２６】
また、励磁コイル９及び検出コイル１１を、夫々が対向する側の面が開放された容器状の磁性体によって形成されたケース１２、１７に収容したので、各コイル９、１１の磁気抵抗が小さくなり、且つ励磁コイル９の周辺に生じる交番磁界を各コイル９、１１が対向する部分に集中させるので、漏れ磁束が減少する。従って、外部への磁気的な影響を減少させるとともに、外部からの電磁波などの影響を受け難くなる。そして、上記のように交番磁界が集中することと、各コイル９、１１の磁気抵抗が小さくなることによって、検出コイル１１に効率よく誘導電圧を誘起させることができる。
【００２７】
上述したような各構成によって、検出コイル１１に効率よく誘導電圧を誘起させるので、各コイル９、１１の巻数を少なくして各コイル９、１１を小さく構成することができ、ひいては接近センサ７の小型化を図ることが可能となる。また、効率よく誘導電圧を誘起させることによって、接近センサ７全体の消費電力を抑えつつ、接近状態の検出精度を高めることができる。
【００２８】
携帯電話機１の表示筐体２に励磁部５を埋設し、操作筐体３に検出部６を埋設した。すなわち、携帯電話機１に接近センサ７を搭載したので、携帯電話機１のクローズ状態及びオープン状態を検出することが可能となる。従って、携帯電話機１の制御手段である制御回路は、これら各状態に応じて所定の処理を行うことができる。例えば、制御回路は、携帯電話機１がクローズ状態のときには制御対象部である表示パネル部２ａの画面表示を消すように制御し、その後、オープン状態になると画面表示を再開させるように制御する、というような省電力動作が可能となる。
【００２９】
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した実施形態に限定されるものではなく、次のような変形又は拡張が可能である。
各コイル９、１１を収容するためのケース１２、１７は、何れか一方だけ設けてもよいし、何れも設けなくてもよい。また、各コイル９、１１の内側に配置するコア８、１４は、何れか一方だけ設けてもよいし、何れも設けなくてもよい。また、検出部６に増幅器１５やコンデンサ１６を設けなくてもよい。つまり、上記した各構成については、装置の大きさ、接近状態の検出精度、消費電力などの接近センサ７の諸性能に基づいて適宜変更可能である。
【００３０】
コンデンサ１６は、接近状態の検出精度に問題がなければ、例えば検出コイル１１に対して直列に接続するなど、その他の接続形態で配置してもよい。
高周波電源１０の間欠通電の間隔は、携帯電話機１の通常の開閉速度を考慮して、オープン状態及びクローズ状態を確実に且つ適切なタイミングにおいて検出可能な範囲内で変更してもよい。
高周波電源１０の周波数は、接近センサ７の大きさや、目標とする消費電力などに基づいて変更してもよい。
電流供給手段は、時間の経過とともに大きさが大小変化する電流を供給できるものであればよい。
【００３１】
接近センサ７によって、携帯電話機１のクローズ状態及びオープン状態の検出だけでなく、その中間位置にある状態なども含めた何通りかの状態を検出するようにしてもよい。また、携帯電話機１の各筐体２、３間の相対距離を検出するようにしてもよい。
接近センサ７は、２つの機体を開閉可能に連結して構成された電子機器全般に適用可能であり、例えば、ノート型ＰＣや折り畳み可能な携帯型ゲーム機などに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態を示す接近センサの原理的な構成を示す図
【図２】接近センサを搭載した折り畳み式携帯電話機の外観斜視図
【図３】接近センサの電気構成を示す図
【図４】共振回路のコンデンサの値と誘導電圧との関係を示す図
【図５】接近状態における接近センサを概略的に示す図
【図６】各コイルの相対距離と誘導電圧との関係を示す図
【符号の説明】
【００３３】
図面中、１は携帯電話機（電子機器）、２は表示筐体（第１の機体）、３は操作筐体（第２の機体）、７は接近センサ、８、１４はコア、９は励磁コイル（一次コイル）、１０は高周波電源（電流供給手段）、１１は検出コイル（二次コイル）、１２、１７はケース（コア）、１５は増幅器（増幅回路）、１６はコンデンサを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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