(57)【要約】【課題】  二つの筐体が相対移動しているときに１次コイルと２次コイルの磁気結合が変動しても筐体間で安定した電力を伝達できるような非接触給電型の携帯端末を提供する。【解決手段】  携帯端末１０の使用時に第１の筐体１と第２の筐体２を広げる方向へ相対移動させると、トランスの１次コイル３と２次コイル４も空隙５を保ちながら相対移動する。このとき、第１の筐体１と第２の筐体２はそれぞれ幅方向に若干のガタがあるので、１次コイル３と２次コイル４は相対移動中に空隙５が僅かに変動し磁気結合が変動する。しかし、検出部６が１次コイル３と２次コイル４の相対移動を検出して図示しない電力制御部へ送信する。これによって制御部は磁気結合の変動による電力変動分を補償するように電力増幅して１次コイル３へ供給する。したがって、第１の筐体１と第２の筐体２が相対移動中でも２次コイル４に出力される電圧は安定するので液晶の動作が安定する。【選択図】      図１
2005192344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源部と１次コイルを有する第１の筐体と２次コイルを有する第２の筐体とが相対移動できるように構成され、かつ、前記第１の筐体から前記第２の筐体へ電磁誘導を利用して非接触で電力を供給するように構成された携帯端末であって、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とが相対移動している状態を検出する検出手段と、
前記検出手段が相対移動の状態を検出している場合、前記１次コイルに供給する電力を増幅する制御手段と、
を備えたことを特徴とする携帯端末。
【請求項２】
前記検出手段は、前記第１の筐体に設けられた１次コイルと前記第２の筐体に設けられた２次コイルとの相対位置関係から、前記第１の筐体と前記第２の筐体とが相対移動を開始したことを検出し、
前記制御手段は、前記検出手段が相対移動の開始を検出した際に、前記１次コイルに供給する電力を増幅する
ことを特徴とする請求項１記載の携帯端末。
【請求項３】
前記検出手段は、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの相対移動の状態を検出する速度センサ、加速度センサ、回転センサ、マグネスケール、または、前記第２のコイルの相対移動によって連続的に反射するパルス光を検出するフォトセンサ、前記第２のコイルの相対移動によって連続的に発生するパルス磁束を検出する磁気センサ、の何れかであることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
【請求項４】
前記検出手段は、前記第１の筐体と前記第２の筐体とが収縮状態から開放されたことを検出するマイクロスイッチであることを特徴とする請求項２に記載の携帯端末。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１の筐体と第２の筐体の移動速度に基づいて、前記１次コイルに供給する電力を可変することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の筐体を相対移動させてコンパクトに収縮できるように構成された携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯電話機やＰＤＡなどの携帯端末はポケットなどに収縮できる小型化が求められているので、携帯端末を構成する複数の筐体は折り畳んだりスライドしたりして相対移動させることによってコンパクトに収縮できるように構成されている。また、このような携帯端末においては、フレキシブルなリード線によって複数の筐体間に電力を供給するものもある。しかしながら、リード線は断線しやすいので、特にスライドして収縮するように構成された携帯端末においては非接触型電源供給方式のものが好ましい。
【０００３】
このような非接触型電源供給方式の携帯端末は電磁誘導によって筐体間に非接触で電力を供給しているので、電力を効率よく伝えるために１次コイルと２次コイルの磁気結合が極めて重要である。磁気結合の効率を上げるためにはコイルやコアの形状を工夫して１次コイルと２次コイルの絶縁距離を短くしたり、コイル部分の対向面積を広くしたりする方法が一般に行われている。また、携帯端末本体の充電効率を上げるのに用いられているような、１次コイルと２次コイルで形状の異なるコイルを用いて磁束を集約することによって電力伝達効率を上げる方法も提案されている。
また、スライド式携帯端末としては、下記の先行技術があった。
【特許文献１】特開２００２−３６８８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、二つの筐体をスライドして相対移動させるように構成された携帯端末においては、二つの筐体の摺動部に１次コイルと２次コイルを配置して磁気結合させる構成になる。このため、二つの筐体がスライド中においては１次コイルと２次コイルも相対移動するので、１次コイルと２次コイルとの距離が絶えず微妙に変化している。したがって、二つの筐体のスライド中においては、１次コイルと２次コイルの磁気結合が絶えず変化しているので、二つの筐体間で安定した電力を伝えることができない。この結果、２次コイル側の筐体に搭載されている液晶のモニタ画面にちらつきが生じるなどの不安定な現象が発生するおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、二つの筐体が相対移動しているときに１次コイルと２次コイルの磁気的な結合力が変動しても、二つの筐体間で安定した電力を伝達できるような非接触型電源供給方式の携帯端末を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の携帯端末は、電源部と１次コイルを有する第１の筐体と２次コイルを有する第２の筐体とが相対移動できるように構成され、かつ、前記第１の筐体から前記第２の筐体へ電磁誘導を利用して非接触で電力を供給するように構成された携帯端末であって、前記第１の筐体と前記第２の筐体とが相対移動している状態を検出する検出手段と、前記検出手段が相対移動の状態を検出している場合、前記１次コイルに供給する電力を増幅する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記検出手段は、前記第１の筐体に設けられた１次コイルと前記第２の筐体に設けられた２次コイルとの相対位置関係から、前記第１の筐体と前記第２の筐体とが相対移動を開始したことを検出し、前記制御手段は、前記検出手段が相対移動の開始を検出した際に、前記１次コイルに供給する電力を増幅することを特徴とする。
【０００８】
また、前記検出手段は、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの相対移動の状態を検出する速度センサ、加速度センサ、回転センサ、マグネスケール、または、前記第２のコイルの相対移動によって連続的に反射するパルス光を検出するフォトセンサ、前記第２のコイルの相対移動によって連続的に発生するパルス磁束を検出する磁気センサ、の何れかであることを特徴とする。
【０００９】
また、前記検出手段は、前記第１の筐体と前記第２の筐体とが収縮状態から開放されたことを検出するマイクロスイッチであることを特徴とする。
【００１０】
また、前記制御手段は、前記第１の筐体と第２の筐体の移動速度に基づいて、前記１次コイルに供給する電力を可変することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、二つの筐体間での電力供給が非接触給電方式で行われる携帯端末において、二つの筐体が相対移動しているときに１次コイルと２次コイルの磁気的な結合力が変動しても筐体間で安定した電力を伝達できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
≪第１の実施の形態≫
以下、図を用いて、本発明における携帯端末の実施の形態の幾つかを説明するが、まず、第１の実施の形態における携帯端末について詳細に説明する。図１は、本発明における第１の実施の形態の携帯端末の構成概念を示す概略的な構成図である。図１において、携帯端末１０は、電源となる電池（図示せず）や操作部（図示せず）などを有する第１の筐体１と情報を表示する液晶部（図示せず）などを有する第２の筐体２が相対移動して収縮状態または伸長状態となるように構成されている。
【００１３】
また、第１の筐体１の内部には１次コイル３が固着され、第２の筐体２の内部には２次コイル４が固着され、かつ、１次コイル３と２次コイル４との間には両者が非接触でスライドできる程度に空隙５が設けられている。さらに、第１の筐体１の１次コイル３の近傍には、１次コイル３と２次コイル４が相対移動しているか否かを検出する検出部６が取り付けられている。なお、図１では１次コイル３、２次コイル４、及び検出部６は第１の筐体１と第２の筐体２の外部に露出して描かれているが、これは１次コイル３と２次コイル４の相対関係を分かりやすくするために描いたものであって、実際には、これらは第１の筐体１及び第２の筐体２の内部に収納されている。
【００１４】
図１において、携帯端末１０を収縮するときは、第１の筐体１と第２の筐体２を重ねるように相対移動させて（つまりスライドさせて）コンパクトな収縮状態にする。また、携帯端末１０を使用するときは第１の筐体１と第２の筐体２を図に示すように広げる方向へ相対移動（スライド）させて伸長状態とする。このとき、１次コイル３と２次コイル４も空隙５を保ちながら相対移動する。
【００１５】
したがって、１次コイル３と２次コイル４は相対移動中でも磁気結合されているので、第１の筐体１と第２の筐体２を図に示すように広げる方向へ相対移動させながら携帯端末１０の操作を開始しても、第１の筐体１から第２の筐体２への電源供給は確保されている。つまり、第１の筐体１と第２の筐体２を図のように広げる方向に相対移動させながら第１の筐体１の操作部（図示せず）によって操作を行っても、第２の筐体２の液晶部（図示せず）には所望の情報が表示される。
【００１６】
このとき、第１の筐体１と第２の筐体２はそれぞれ幅方向に若干のガタがあるので、１次コイル３と２次コイル４は相対移動中において空隙５の間隔が僅かに変動する。したがって、１次コイル３と２次コイル４の間の磁気的な結合力も若干変動して２次コイル４に出力される電圧が変動する要因となる。
【００１７】
しかし、本発明の携帯端末１０では、検出部６が、１次コイル３と２次コイル４が相対移動中であることを検出し、第１の筐体１と第２の筐体２が相対移動中であるときは２次コイル４に出力される電圧が変動しないように電力安定供給動作モードに移行している。これによって、第１の筐体１と第２の筐体２が相対移動中であっても第２の筐体２に搭載された液晶には常に安定した電圧（つまり、電力）が供給されるので、モニタ画面は安定した状態で表示される。
【００１８】
１次コイル３と２次コイル４が相対移動中であるか否かを検出する検出部６としては、例えば、マイクロスイッチを用い、第１の筐体１と第２の筐体２がコンパクトに重なっているときに接点がＯＦＦされていて、両者が僅かでも相対移動したら接点がＯＮして相対移動を開始したことを示す信号を送信するようにしてもよい。この場合は、第１の筐体１と第２の筐体２が相対移動を継続中であるかどうかは分からないが、少なくとも、携帯端末１をコンパクトに収縮した状態から、第１の筐体１と第２の筐体２を相対移動させて広げる状態に変化させたことを示している。したがって、携帯端末１０は伸長状態に移行していることを予測して相対移動中であるものと見なし、マイクロスイッチのＯＮの信号によって電力安定供給動作モードに移行させる。
【００１９】
あるいは、検出部６にマグネスケールなどを用い、１次コイル３と２次コイル４が相対移動するときに所定の間隔ごとにパルスを発生させて、実際に第１の筐体１と第２の筐体２が相対移動中であるか否かを検出して、相対移動中のときのみ電力安定供給動作モードに移行させるようにしてもよい。または、リニアモータなどを用いて連続的にパルスを発生しているときに第１の筐体１と第２の筐体２が相対移動中であると見なして電力安定供給動作モードに移行させてもよい。あるいは、速度センサを用いて実際に相対移動しているときに電力安定供給動作モードに移行させてもよい。
【００２０】
次に、本発明の携帯端末において、第１の筐体１と第２の筐体２を相対移動させるときに電力安定供給動作モードに移行させる具体的な例について回路図を用いて説明する。図２は、図１に示す携帯端末における第１の筐体と第２の筐体の回路構成を示すブロック図である。つまり、この図は、第１の筐体１と第２の筐体２が相対移動しているときに電力安定供給動作モードに移行して２次コイル４に安定した電圧を供給する回路図を示している。
【００２１】
第１の筐体１は、操作ボタンを押したとき対応する信号を発生させたり充電機能を行う操作回路８と、携帯端末の電源となる電池Ｅと、１次コイル３と２次コイル４の相対移動を検出する検出部６と、検出部６が相対移動を検出したときに電力を増幅して１次コイル３の磁束を増加させる制御部７と、１次コイル３と、を備えた構成となっている。また、第２の筐体２は、電磁誘導によって１次コイル３から電力を供給される２次コイル４と、２次コイル４に発生した電圧によって動作する液晶回路９とを備えた構成となっている。したがって、第１の筐体１の検出部６と制御部７との動作によって電力安定供給動作モードが実行され、第１の筐体１と第２の筐体２が相対移動しているときでも２次コイル４へ安定した電力が供給されるようになっている。なお、図２では、電池Ｅを充電するための充電回路は省略されている。
【００２２】
図２において、検出部６が１次コイル３と２次コイル４の相対移動を検出すると（すなわち、第１の筐体１と第２の筐体２の相対移動を行うと）、検出部６は相対移動信号を制御部７へ送信する。すると、制御部７は電池Ｅから１次コイル３へ流れる電流（つまり電力）を増幅する。これによって、１次コイル３へ流れる電流が増加して１次コイル３が発生させる磁束が増大する。したがって、１次コイル３と２次コイル４の相対移動しているときに１次コイル３と２次コイル４の空隙５のバラツキによって磁気的な結合力に変動が生じても、その変動分を吸収して２次コイル４には常に強く磁気結合される。これによって、第１の筐体１と第２の筐体２が相対移動中であっても２次コイル４から液晶回路９へは安定した電圧が印加され、液晶画面を安定して表示させる。
【００２３】
尚、制御部７にはスイッチング回路が含まれていて、制御部７内で電池Ｅの直流電圧をＤＣ／ＡＣ変換して交流電圧を１次コイル３へ供給するものとする。また、２次コイル４に誘起した交流電圧を整流して第２の筐体２に供給する。また、制御部７にはツェナーダイオードを含む回路が構成されていて、１次コイル３と２次コイル４の相対移動による磁気的な結合力の変動よって生じる最低電圧をツェナー電圧として、それより高い電圧はツェナーダイオードによって吸収するようにして相対移動中の電圧変動分をカットし、相対移動中の電圧の安定化を図っている。
【００２４】
また、検出部６が１次コイル３と２次コイル４の相対移動を検出したとき、制御部７は、電流増幅を行うのではではなく、電圧増幅して１次コイル３への供給電圧を高くして、１次コイル３と２次コイル４の相対移動による電圧変動分を補償してもよい。この場合も、相対移動による磁気的な結合力の変動よって生じる最低電圧をツェナー電圧として、それより高い電圧はツェナーダイオードによって吸収するようにして電圧の安定化を図ることは、先に述べた電流増幅の場合と全く同じである。なお、本発明の実施の形態では、制御部７が電圧増幅と電流増幅を含めた電力増幅を行うものとして説明する。
【００２５】
≪第２の実施の形態≫
次に、本発明における携帯端末の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、第１の実施の形態で述べた構成の携帯端末において、検出部が１次コイル３と２次コイル４の相対移動を検出する具体的な構成について説明する。図３は、本発明の第２の実施の形態の携帯端末における検出部の構成を示す図である。図３において、１次コイル２３と対向する２次コイル２４には、長手方向において所定の間隔で相対移動状態を検出するためのスリット２５ａ、２５ｂが設けられている。また、図示しない第１の筐体と第２の筐体とを収縮した（畳んだ）位置に対応する１次コイル２３と２次コイル２４の対向部分に設けられたスリット２５ａに向けて、フォトセンサからなる検出素子２６が設けられている。１次コイル２３と検出素子２６は一体的に固定されていて、２次コイル２４に対して１次コイル２３と検出素子２６が一緒に相対移動するようになっている。そして、検出素子２６はスリット２５ａまたは２５ｂを通して１次コイル２３からの反射光を受光し、２次コイル２４の側面からは反射光は生じないように構成されている。
【００２６】
したがって、検出素子２６が２次コイル２４に設けたスリット２５ａに対向しているときは、検出素子２６は１次コイル２３から反射光を受光して相対移動していない状態を検出している。また、２次コイル２４が相対移動して検出素子２６がスリット２５ａに対向していないときは、つまり、検出素子２６が２次コイル２４の側面に対向しているときは、検出素子２６は反射光を受光しないので相対移動している状態を検出している。
【００２７】
図４は、図３に示す第２の実施の形態の携帯端末における検出部の動作期間と電力制御の様子を示すタイムチャートである。なお、図４における横軸は相対移動する時間経過を示している。以下、図４を用いて図３における検出素子２６の動作モードについて説明する。検出素子２６がスリット２５ａの部分を移動しているスリット内移動期間（Ｔ１）においては、検出期間は移動未検出期間であるので、図２に示す制御部７は電力増幅を行わない。また、検出素子２６が２次コイル２４の側面の部分を移動している２次コイル内移動期間（Ｔ２）は移動検出期間であるので、図２に示す制御部７は電力増幅を行い（つまり、電力安定供給動作モードに移行し）、１次コイル２３の電圧安定制御を行う。さらに、検出素子２６がスリット２５ｂの部分を移動しているスリット内移動期間（Ｔ３）は移動未検出期間であるので、図２に示す制御部７は電力増幅を行わない。
【００２８】
≪第３の実施の形態≫
次に、本発明における携帯端末の第３の実施の形態について説明する。図５は、本発明の第３の実施の形態の携帯端末における検出部の構成を示す図である。図５において、１次コイル３３と対向する２次コイル３４には長手方向に等間隔で縞模様のストライプ３７が設けられている。したがって、２次コイル３４とフォトセンサからなる検出素子３６が相対移動すると、検出素子３６は次々とストライプ３７を検出するので、単位時間当りに何個のストライプを検出したかによって、２次コイル３４が相対移動していることを検出することができる。また、２次コイル３４のストライプ３７を磁気ストライプにして磁気センサからなる検出素子３６によって２次コイル３４が相対移動しているときの速度を検出してもよい。このようにして検出素子３６が速度を検出しているときは、２次コイル３４は相対移動中であると見なして制御部７を電力安定供給動作モードに移行させることもできる。
【００２９】
図６は、本発明の第３の実施の形態の携帯端末における他の検出部の構成を示す図である。図６において、１次コイル４３と対向する２次コイル４４には長手方向に等間隔で歯４８が設けられている。一方、検出部４６には突起部４７ａを有する回転センサ４７が設けられている。２次コイル４４が１次コイル３４に対して相対移動すると、回転センサ４７の突起部４７ａが２次コイル４４の歯４８の隙間４８ａを次々に移動することによって回転センサ４７が回転する。これによって、２次コイル４４が相対移動しているときは回転センサ４７が回転を検出するので、２次コイル４４は相対移動中であると見なして制御部７を電力安定供給動作モードに移行させる。つまり、図５の場合も図６の場合も、検出素子３６（４６）が速度（回転）を検出することによって１次コイル３３（４３）に供給する電力を可変することができる。この場合、速度が速いほど第１の筐体と第２の筐体のガタによる磁束の変動が大きいので、速度の速さに応じて電力増幅率を可変することもできる。つまり、速度が速くなるにしたがって電力増幅率を大きくするようすれば、相対移動中は速度の大きさに関わらず常に強く磁気結合させることができる。
【００３０】
図７は、本発明の第３の実施の形態の携帯端末において、相対移動する速度に応じて電力の増幅率を可変させる様子を示す特性図である。図７において、横軸は相対移動中の時間の経過を示し、縦軸は相対移動する速度と１次コイルへ供給する電力値を示している。図７の下のグラフに示すように、１次コイルと２次コイルの相対移動によるスライド区間においては、スタート時から徐々に速度が上昇してスライドのほぼ中央部において最大速度となり、さらに速度が徐々に減少して停止に至る。したがって、図７の上のグラフのように、相対移動する速度の上昇にしたがって段階的に電力値を増加させて行き、最大速度の近傍では一定の電力値とし、さらに、相対移動する速度の低下にしたがって段階的に電力値を減少させて行く。このように、速度に応じて制御部７の電力増幅率を可変させれば、相対移動中においては移動速度の如何に関わらず２次コイルに常に強く磁気結合させることができる。なお、第３の実施の形態では、図７に示すように速度と電力値との関係を示したが、これに限ることなく、例えば、１次コイルと２次コイルの間隔を検出し、その間隔に応じて制御部７の電力増幅率を可変させて２次コイルへ供給する電力の調整を行ってもよい。
【００３１】
本願の実施形態によれば、第１の筐体と第２の筐体とをスライドさせてコンパクトに収縮したり、端末を開いて伸長状態にすることができるように構成された非接触給電方式の携帯端末において、第１の筐体と第２の筐体とをスライドさせているときはコイル間の距離が変動するが、このときは電力増幅制御を行うので第１の筐体から第２の筐体へは常に安定した電力を供給することができる。よって、第２の筐体に搭載されている液晶回路へは常に安定した電力を供給することができるので、第１の筐体と第２の筐体とをスライドさせている最中でも安定したモニタ画面を表示させることができる。
【００３２】
また、本発明の実施形態によれば、検出手段が、１次コイルと２次コイルが相対移動しているかどうか、または第１の筐体と第２の筐体が収縮状態から僅かでもスライドされた位置に１次コイルと２次コイルの位置関係があるかどうかを常に監視している。そして、収縮状態以外のときは直ちに電力増幅制御を行って１次コイルへの供給電力を増幅している。これによって、携帯端末を開こうと又は閉めようとする状態のときは常に電力の安定制御を行うことができるので、極めて使い勝手のよい携帯端末を実現することができる。
【００３３】
尚、本発明の携帯端末は携帯電話機や携帯情報端末（ＰＤＡ）などを含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明における第１の実施の形態の携帯端末の構成概念を示す概略的な構成図である。
【図２】図１に示す携帯端末における第１の筐体と第２の筐体の回路構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の携帯端末における検出部の構成を示す図である。
【図４】図３に示す第２の実施の形態の携帯端末における検出部の動作期間と電力制御の様子を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の第３の実施の形態の携帯端末における検出部の構成を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の携帯端末における他の検出部の構成を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態の携帯端末において、相対移動する速度に応じて電力の増幅率を可変させる様子を示す特性図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  第１の筐体        ２  第２の筐体          ３，２３，３３，４３  １次コイル
４，２４，３４，４４  ２次コイル              ５  空隙
６  検出部  ２６，３６，４６  検出素子        ７  制御部
８  操作回路          ９  液晶回路            １０  携帯端末
Ｅ  電池              ２５ａ，２５ｂ  スリット
３７  ストライプ      ４７  回転センサ        ４７ａ  突起部
４８  歯              ４８ａ  隙間
【図１】
2005192344.tif 000003
【図２】
2005192344.tif 000004
【図３】
2005192344.tif 000005
【図４】
2005192344.tif 000006
【図５】
2005192344.tif 000007
【図６】
2005192344.tif 000008
【図７】
2005192344.tif 000009