JP4649990B2 - 通信装置 - Google Patents

Description

本発明は通信装置に関し、特に、コイルに発生する磁界による他の部品への悪影響を抑制でき、且つ通信装置が大型化することが抑制された通信装置に関するものである。

従来より、電源の供給及びデータ伝送の双方を複数の接点を用いて接触式で行うＩＣカードなどの通信装置が知られており、クレジットカードなどに使用されている。また、例えば特開平１０−９１７３６号公報（特許文献１）に開示されているように、コイルを介して、非接触にてデータの伝送を行い、また電源の供給が行われる通信装置が知られている。このような通信装置は、電磁誘導作用によりコイルに発生する誘導起電力を利用して駆動電源を得たり、外部機器との間で通信データの送受信を行う。

また、特開平１０−１５４２１５号公報（特許文献２）には、表示パネルをＩＣカード（通信装置）に設け、外部機器からの制御に応じて画像を表示する機能を持たせたものが記載されている。
特開平１０−９１７３６号公報 特開平１０−１５４２１５号公報

しかしながら、コイルに発生する誘導起電力を利用して駆動電源の供給を受け、またデータの伝送を行う通信装置においては、コイルに発生する誘導起電力によりそのコイルに電流が流れ、大きな磁界が発生するので、他の部品に悪影響を及ぼすおそれがあるという問題点があった。例えば、コイルから発生した磁界により、ＣＰＵや他の回路素子が誤作動するおそれがある。

また、電源供給用のコイルとデータ通信用のコイルとを別々に備え、給電とデータ通信とがそれぞれ独立に行われる場合に、電力供給用のコイルから発生した磁界が、データ通信用のコイルに悪影響を与え、データ通信にノイズを発生させるおそれがある。

さらに、コイルは誘導起電力を発生させることにより発熱するため、表示パネルが熱により劣化するおそれがある。

このような問題点を解決するために、通信装置の面積を大きくし、コイルを他の部品から離隔して配置することが考えられるが、通信装置が大型化することはユーザの利便性を損なうので望ましくない。また上記以外に、ノイズや磁界の影響を抑えるために対策部品を使用する方法もあるが、部品点数が増えることと、コスト高になるため望ましくない。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、コイルに発生する磁界による他の部品への悪影響を抑制でき、且つ通信装置が大型化することが抑制された通信装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するために請求項１記載の通信装置は、信号波の送受信が可能なデータ処理手段との間で、信号波の送信または受信の少なくとも一方が可能なデータ通信コイルと、電磁誘導波により起電力を発生させる電力伝送コイルと、その電力伝送コイルにおいて発生された起電力から駆動電源を得る電源回路とを有し、これらが基板に配設され、その電源回路から供給される駆動電源により駆動されるものであって、前記データ通信コイルと前記電力伝送コイルとの間の最小距離は、前記基板の端縁と前記電力伝送コイルとの間の最小距離よりも大きく、前記基板に配設され文字や画像を表示可能な表示媒体を備え、前記表示媒体と前記電力伝送コイルとの間の最小距離は、前記基板の端縁と前記電力伝送コイルとの間の最小距離よりも大きく、前記表示媒体と最も近接する前記基板の端縁が前記電力伝送コイルに最も近接する前記基板の端縁と異なるものとなるように、前記表示媒体が前記基板に配設され、前記表示媒体と前記電力伝送コイルとの間の最小距離は、前記表示媒体と前記データ通信コイルとの間の最小距離よりも大きく、前記表示媒体は帯電粒子が分散された分散液を有し、その分散液に電圧を印加することにより帯電粒子を電気泳動させて文字や画像を表示するものである。

請求項２記載の通信装置は、請求項１記載の通信装置において、前記電源回路は、前記データ通信コイルと前記電力伝送コイルとの間に配設されている。

請求項３記載の通信装置は、請求項１または２に記載の通信装置において、前記基板は多角形状であって、前記電力伝送コイルと前記データ通信コイルとは、その多角形状のそれぞれ異なる頂点の近傍に配設される。

請求項４記載の通信装置は、請求項１から３のいずれかに記載の通信装置において、前記データ通信コイルは円筒状または渦巻状に導線が巻かれて構成されたものであって、そのデータ通信コイルの直径の略１．２倍の同心円の外に、そのデータ通信コイルの接続端子およびその接続端子への配線を除く他の配線および他の電子部品が配設される。

請求項５記載の通信装置は、請求項１から４のいずれかに記載の通信装置において、前記電力伝送コイルは円筒状または渦巻状に導線が巻かれて構成されたものであって、その電力伝送コイルの直径の略１．２倍の同心円の外に、その電力伝送コイルの接続端子およびその接続端子への配線を除く他の配線および他の電子部品が配設される。

請求項６記載の通信装置は、請求項１から５のいずれかに記載の通信装置において、前記データ通信コイルおよび前記電力伝送コイルは、少なくとも一部が前記基板に埋め込まれたものである。

請求項７記載の通信装置は、請求項６記載の通信装置において、前記データ通信コイルおよび前記電力伝送コイルが前記基板の厚み方向において、他の電子部品と重ならないように、他の電子部品が基板に配設されたものである。

請求項８記載の通信装置は、請求項６または７に記載の通信装置において、前記基板に埋め込まれた前記データ通信コイルおよび前記電力伝送コイルは、エポキシ樹脂により前記基板に固定されるものである。

請求項９記載の通信装置は、請求項１から８のいずれかに記載の通信装置において、前記データ通信コイルによる前記データ処理手段との間の信号波の送信または受信を制御する演算装置を備え、前記演算装置と前記電力伝送コイルとの間の最小距離は、前記基板の端縁と前記電力伝送コイルとの間の最小距離よりも大きい。

請求項１記載の通信装置によれば、データ通信コイルと電力伝送コイルとの間の最小距離は、その基板の端縁と電力伝送コイルとの間の最小距離よりも大きいので、データ通信コイルと電力伝送コイルとが互いに離隔し、電力伝送コイルによるデータ通信コイルへの悪影響を抑制することができるという効果がある。
また、表示媒体と電力伝送コイルとが互いに離隔し、電力伝送コイルによる表示媒体への悪影響を抑制することができるという効果がある。
また、電力伝送コイルにおいて発生する熱に影響を受けて表示媒体の分散液の物性が変化し、表示媒体が劣化することを抑制することができるという効果がある。

請求項２記載の通信装置によれば、請求項１記載の通信装置の奏する効果に加え、前記電源回路は、前記データ通信コイルと前記電力伝送コイルとの間に配設されているので、データ通信コイルと電力伝送コイルとを離隔させることにより生じるスペースを有効に活用して部材を配置することができ、通信装置が大型化するのを抑制できるという効果がある。

請求項３記載の通信装置によれば、請求項１または２に記載の通信装置の奏する効果に加え、前記基板は多角形状であって、前記電力伝送コイルと前記データ通信コイルとは、その多角形状のそれぞれ異なる頂点の近傍に配設されるので、データ通信コイルと電力伝送コイルとが互いに離隔し、電力伝送コイルによるデータ通信コイルへの悪影響を抑制することができるという効果がある。さらに、電力伝送コイルが基板の頂点の近傍に配置されるので、他の部品も電力伝送コイルから離隔して配置することができ、電力伝送コイルによる他の部品への悪影響を抑制することができるという効果がある。

請求項４記載の通信装置によれば、請求項１から３のいずれかに記載の通信装置の奏する効果に加え、前記データ通信コイルは円筒状または渦巻状に導線が巻かれて構成されたものであって、そのデータ通信コイルの直径の略１．２倍の同心円の外に、そのデータ通信コイルの接続端子およびその接続端子への配線を除く他の配線および他の電子部品が配設されるので、他の配線および他の電子部品をデータ通信コイルから離隔して配置することができ、データ通信コイルにおいて発生する磁界による他の部品へ悪影響を抑制することができるという効果がある。

請求項５記載の通信装置によれば、請求項１から４のいずれかに記載の通信装置の奏する効果に加え、前記電力伝送コイルは円筒状または渦巻状に導線が巻かれて構成されたものであって、その電力伝送コイルの直径の略１．２倍の同心円の外に、その電力伝送コイルの接続端子およびその接続端子への配線を除く他の配線および他の電子部品が配設されるので、他の配線および他の電子部品を電力伝送コイルから離隔して配置することができ、電力伝送コイルにおいて発生する磁界による他の部品へ悪影響を抑制することができるという効果がある。

請求項６記載の通信装置によれば、請求項１から５のいずれかに記載の通信装置の奏する効果に加え、前記データ通信コイルおよび前記電力伝送コイルは、少なくとも一部が前記基板に埋め込まれたものであるので、基板の厚み方向における通信装置の厚さを薄くし、小型化することができるという効果がある。

請求項７記載の通信装置によれば、請求項６記載の通信装置の奏する効果に加え、前記データ通信コイルおよび前記電力伝送コイルが前記基板の厚み方向において、他の電子部品と重ならないように、他の電子部品が基板に配設されているので、データ通信コイルおよび電力伝送コイルには、基板の厚み方向において他の電子部品が重ねて配置されず、基板の厚み方向における通信装置の厚さを薄くし、小型化することができるという効果がある。

請求項８記載の通信装置によれば、請求項６または７に記載の通信装置の奏する効果に加え、前記基板に埋め込まれた前記データ通信コイルおよび前記電力伝送コイルは、エポキシ樹脂により前記基板に固定されるので、基板に配置されたデータ通信コイルおよび電力伝送コイルが確実に固定され、コイルと他の電子部品との間に断線が発生するのを抑制することができるという効果がある。

請求項９記載の通信装置によれば、請求項１から８のいずれかに記載の通信装置の奏する効果に加え、前記データ通信コイルによる前記データ処理手段との間の信号波の送信または受信を制御する演算装置を備え、前記演算装置と前記電力伝送コイルとの間の最小距離は、前記基板の端縁と前記電力伝送コイルとの間の最小距離よりも大きいので、演算装置と電力伝送コイルとが互いに離隔し、電力伝送コイルによる演算装置への悪影響を抑制することができるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明のカード型表示装置１０と、そのカード型表示装置１０との間で通信データ（信号波）の送受信を行うデータ処理装置３０とを示す概略斜視図である。

図１に示すように、データ処理装置３０は、カード型表示装置１０を所定位置に載置することができるよう構成された筺体３１を有している。カード型表示装置１０がデータ処理装置３０の所定位置に載置されると、カード型表示装置１０のデータ通信コイル１７とデータ処理装置３０のデータ通信コイル３３ａとが対向し、カード型表示装置１０の電力伝送コイル１８とデータ処理装置３０の電力伝送コイル３４ａとが対向する。

カード型表示装置１０は、データ通信コイル１７を介した電磁誘導により、データ処理装置３０との間で通信データ（信号波）の送受信を行ない、電力伝送コイル１８を介した電磁誘導により、データ処理装置３０から駆動電源の供給を受けるものである。

図２はカード型表示装置１０を説明する図であり、（ａ）はカード型表示装置１０を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’視断面図である。

カード型表示装置１０は、基板１１と、表示部１２と、モジュール部１３と、基板１１の外周を囲む外枠１４とを備え、文字や画像を表示可能な表示パネル１５を備え、データ処理装置３０から受信した通信データに基づいて画像等を表示するものである。

基板１１は、絶縁体層を複数積層した略矩形状の多層基板であって、絶縁体層間に内部配線層１１ａを備えている。基板１１において離隔して配置された各回路は、内部配線層１１ａを介して電気的に接続されている。なお、基板１１のうち、表示パネル１５が設けられた矩形状の面を構成する４つの頂点を、以下頂点１１ｂと称する。

表示部１２は、表示パネル１５と、表示パネル１５の周縁に配置され各表示画素に電圧を供給する駆動回路１６（図３参照）とを備え、表示パネル１５に文字や画像を表示する。表示パネル１５は、基板１１上に設けられた画素電極１５ａと、その画素電極１５ａに対向して設けられた共通電極１５ｂと、画素電極１５ａと共通電極１５ｂとの間に配置されたマイクロカプセル１５ｃ（図５（ｃ）参照）と、画素電極１５ａに接続されたＴＦＴトランジスタ１５ｄ（図５（ｃ）参照）と、表示パネル１５の外周を囲む枠体１５ｅと、表示パネル１５の表面を構成するガラス基板１５ｆとを備え、公知の電気泳動表示装置を構成する。なお、表示部１２の構成については、図３を参照しつつ後に詳細に説明する。

モジュール部１３は、データ通信コイル１７と、電力伝送コイル１８と、主に信号伝送回路２０（図３参照）が配置される電子部品実装領域１９ａと、主に電力伝送回路２１（図３参照）が配置される電子部品実装領域１９ｂと、カード型表示装置１０の動作を制御するＣＰＵ２４ａとを備える。

図２に示すように、データ通信コイル１７は、接続端子１７ａと鉄心１７ｂと、その鉄心１７ｂに円筒状（または渦巻状）に巻かれた導線１７ｃとから構成されており、電子部品実装領域１９ａに配置された信号伝送回路２０から接続端子１７ａに配線がなされ、信号伝送回路２０とデータ通信コイル１７とが電気的に接続されている。

電力伝送コイル１８は、接続端子１８ａと鉄心１８ｂと、その鉄心１８ｂに円筒状（または渦巻状）に巻かれた導線１８ｃとから構成されており、電子部品実装領域１９ｂに配置された電力伝送回路２１から接続端子１８ａに配線がなされ、電力伝送回路２１とデータ通信コイル１８とが電気的に接続されている。

図３は、カード型表示装置１０およびカード型表示装置１０との間で信号の送受信を行うデータ処理装置３０の電気的な構成を示すブロック図である。図３に示すように、カード型表示装置１０は、表示部１２に、表示パネル１５と駆動回路１６ａ、１６ｂを備え、モジュール部１３に、データ通信コイル１７と、電力伝送コイル１８と、信号伝送回路２０と、電力伝送回路２１と、整流回路２２と、表示駆動電源２３と、システム制御回路２４とを備える。

データ通信コイル１７は、データ処理装置３０のデータ通信コイル３３ａとの間で、電磁誘導により通信データの送受信を行うものである。

信号伝送回路２０は、データ通信コイル１７と電気的に接続され、データ処理装置３０との間で送受信される通信データの変復調を行うものである。

電力伝送コイル１８は、データ処理装置３０の電力伝送コイル３４ａに電磁誘導波が発生させられると、起電力を発生するものである。

電力伝送回路２１は、電力伝送コイル１８と電気的に接続され、電力伝送コイル１８に発生した起電力を取り出すことにより、データ処理装置３０からの給電を受けるものである。電力伝送回路２１において給電された電力は、カード型表示装置１０の駆動電源とされる。

整流回路２２は変圧器と整流器とを備え、電力伝送回路２１により給電された交流電源からカード型表示装置１０の電源（例えば５Ｖ）の直流電源を取り出すものである。整流回路２２は電力伝送回路２１と共に、電子部品実装領域１９ｂ（図２参照）に配置される。

表示駆動電源２３は、システム制御回路２４からの矩形波を直流電源に変圧し、駆動回路１６ａに５０Ｖの直流電圧を供給し、駆動回路１６ｂに２５Ｖの直流電圧を供給するものである。表示駆動電源２３は、電力伝送回路２１と整流回路２２と共に、電子部品実装領域１９ｂ（図２参照）に配置される。

システム制御回路２４はＣＰＵ２４ａを備え、駆動回路１６ａ，１６ｂと、信号伝送回路２０とに接続され、整流回路２２から供給される直流電源により駆動される。ＣＰＵ２４ａは、駆動回路１６ａ，１６ｂに表示制御信号を出力することにより表示パネル１５の表示を制御し、信号伝送回路２０における通信の制御をする。システム制御回路２４のうち、ＣＰＵ２４ａを除く主な素子は、信号伝送回路２０と共に電子部品実装領域１９ａ（図２参照）に配置される。

データ処理装置３０は、カード型表示装置１０を所定位置に載置することができるように構成された筐体３１と、カード検知回路３２と、データ通信コイル３３ａと、信号伝送回路３３と、電力伝送コイル３４ａと、電力伝送回路３４と、システム制御回路３５とを備える。データ処理装置３０は、カード型表示装置１０の表示パネル１５に画像データや各種コマンドをカード型表示装置１０に送信し、カード型表示装置１０の表示パネル１５に画像を表示させるものである。

カード検知回路３２は、光センサを備え、光センサによりカード型表示装置１０が筺体３１の所定位置に載置されたこと及び筺体の所定位置から取り外されたことを検知してシステム制御回路３５へ通知し、システム制御回路３５はその通知に基づいて電力伝送回路３４を制御する。

信号伝送回路３３は、電磁誘導により通信データの送受信が可能なデータ通信コイル３３ａと電気的に接続され、データ通信コイル３３ａにより送受信する通信データの変復調を行う。

電力伝送回路３４は、電力伝送コイル３４ａと電気的に接続され、電力伝送コイル３４ａに電磁誘導波を発生させることにより、電力伝送コイル１８を介して、カード型表示装置１０の電力伝送回路２１へ給電を行うものである。なお、この電力伝送コイル３４ａは、カード型表示装置１０がデータ処理装置３０の筺体３１の所定位置に載置されたときに、カード型表示装置１０の電力伝送コイル１８と対向する位置に配置される。電力伝送回路３４は、カード型表示装置１０がデータ処理装置３０の筺体３１の所定位置に載置されたことに基づいて、給電を開始する。

システム制御回路３５は、ＣＰＵ３５ａを備え、カード検知回路３２と、信号伝送回路３３と、電力伝送回路３４とに接続される。ＣＰＵ３５ａは、システム制御回路３５内のＲＯＭ（不図示）に予め記憶されたプログラムに従って、データ処理装置３０の各種処理制御を行う。

図４を参照して、カード型表示装置１０に配設されたデータ通信コイル１７に発生する磁界φ１および電力伝送コイル１８に発生する磁界φ２について説明する。

上述のように、データ通信コイル１７は、電磁誘導により通信データの送受信を行うので、通信データの送受信時には電流が流れて磁界φ１を発生する。また電力伝送コイル１８は、データ処理装置３０からの給電を受ける際に電磁誘導により起電力を発生させるので、電流が流れ磁界φ２を発生する。電力伝送コイル１８は、カード型表示装置１０の駆動電源を得るために大きな起電力（例えば５０Ｖ）を発生させるので、データ通信コイル１７に比較して大電流が流れ、大きな磁界φ２を発生させる。

したがって、データ通信コイル１７と電力伝送コイル１８とを接近させると、電力伝送コイル１８において発生する磁界φ２が原因となって、データ通信コイル１７における通信データの送受信にノイズが発生するおそれがある。

よって、本実施例のカード型表示装置１０によれば、基板１１において、電力伝送コイル１８において発生する磁界φ２の影響を受けないよう、データ通信コイル１７を電力伝送コイル１８から離隔させて配置することとした。

図４（ａ）は、各部材間の最小距離を示す概略平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’視断面図である。

図４（ａ）に示すように、データ通信コイル１７と電力伝送コイル１８とは、それぞれ矩形状の基板１１の頂点１１ｂの近傍に配置されると共に、互いに異なる頂点１１ｂの近傍に配設される。

また、データ通信コイル１７と電力伝送コイル１８との間の最小距離Ｌ１が、電力伝送コイル１８に最も近接する基板１１の端縁ＥＤ１と電力伝送コイル１８との間の最小距離Ｌ２よりも大きくなるように配置されている。

このように、データ通信コイル１７と電力伝送コイル１８とが互いに離隔して配置されているので、例えば電力伝送コイル１８に発生した磁界φ２がデータ通信コイル１７における通信データの送受信にエラーを発生させるなどの悪影響を与えることが抑制される。

ここで、本特許請求の範囲および本明細書における「最小距離」は、一の部材の輪郭上の１点と他の部材の輪郭上の１点とを結ぶ直線のうち、最も距離の短い直線の長さに相当する値である。

また、本特許請求の範囲および本明細書における「頂点の近傍に配設される」とは、多角形状の基板の一面において、その部材が最も近接する１の頂点から所定距離内の領域（図４（ａ）において、Ｅで示す領域）に、その部材の全てが配置されていることをいう。この所定距離とは、基板１１や部材の大きさに応じて適宜定められるが、少なくともｎ角形状の基板を構成するｎ本の辺のうち、最短の辺の１／２以下の距離である。

また、図４（ｂ）に示すように、データ通信コイル１７と電力伝送コイル１８とは、且つ基板１１の厚み方向において他の電子部品と重ならないように基板１１を貫通し、少なくとも一部が基板１１に埋め込まれて配設されている。よって、データ通信コイル１７と電力伝送コイル１８の厚みにより、カード型表示装置１０が基板１１の厚み方向に厚くなることが抑制され、カード型表示装置１０が小型化される。基板１１に埋め込まれたデータ通信コイル１７および電力伝送コイル１８は、エポキシ樹脂により基板１１の一面に固定されるので、基板１１に配置されたデータ通信コイル１７および電力伝送コイル１８が確実に固定され、コイルと他の電子部品との間に断線が発生するのを抑制することができる。

また、図４（ａ）において、直径がデータ通信コイル１７の直径の１．２倍である、基板１１の一面におけるデータ通信コイル１７の仮想的な同心円１７Ｒと、直径が電力伝送コイル１８の直径の１．２倍である、基板１１の一面における電力伝送コイル１８の仮想的な同心円１８Ｒとを示す。電子部品実装領域１９ａ，１９ｂは、基板１１の一面において、同心円１７Ｒ，１８Ｒの外に設けられ、データ通信コイル１７の同心円１７Ｒおよび電力伝送コイル１８の同心円１８Ｒの内周側には、接続端子１７ａ，１８ａおよびその接続端子１７ａ，１８ａへの配線のみが設けられ、他の配線や他の電子部品は設けられない。換言すれば、同心円１７Ｒ，１８Ｒの外に、他の配線および他の電子部品が配設される。したがって、データ通信コイル１７や電力伝送コイル１８に発生する磁界φ１，φ２の影響を特に受けやすい、データ通信コイル１７の同心円１７Ｒ内、電力伝送コイル１８の同心円１８Ｒ内には、他の配線および他の電子部品が配置されず、データ通信コイル１７や電力伝送コイル１８に発生する磁界による他の部品へ悪影響を及ぼすのを抑制することができる。図４に示すように配線への誘導電圧は各コイルの直径の１．２倍離れれば小さくなり、ＣＰＵ２４ａの入力端子の閾値よりも十分小さな値となり、誤動作を防ぐことができる。

ＣＰＵ２４ａは、矩形状の基板１１の一面において、データ通信コイル１７及び電力伝送コイル１８とは異なる頂点１１ｂの近傍に配設される。特に、大きな磁界φ２を発生させる電力伝送コイル１８とは対角線上に位置する頂点の近傍に配置される。さらに、ＣＰＵ２４ａと電力伝送コイル１８との間の最小距離Ｌ３は、電力伝送コイル１８に最も近接する基板１１の端縁ＥＤ１と電力伝送コイル１８との間の基板の一面における最小距離Ｌ２よりも大きい。このように配置することにより、ＣＰＵ２４ａが、データ通信コイル１７と電力伝送コイル１８とから離隔し、データ通信コイル１７に発生する磁界φ１や電力伝送コイル１８に発生する磁界φ２が原因となりＣＰＵ２４ａの誤作動やＣＰＵ２４ａのクロックによりデータ通信へのなどの悪影響を及ぼすことを抑制できる。

表示パネル１５は、基板１１の一面において、電力伝送コイル１８との間の最小距離Ｌ４が、電力伝送コイル１８に最も近接する基板１１の端縁ＥＤ１と電力伝送コイル１８との間の最小距離Ｌ２よりも大きい。また、図４（ａ）に示すように、電力伝送コイル１８は基板１１の端縁ＥＤ２に最も近接するのに対し、表示パネル１５は、電力伝送コイル１８とは異なる基板１１の端縁ＥＤ２に最も近接するように配置される。よって、表示パネル１５と電力伝送コイル１８とを互いに離隔して配置することができ、電力伝送コイル１８による表示パネル１５への悪影響を抑制することができる。特に、後に図５において詳細に説明するように、表示パネル１８が電気泳動方式の表示媒体であると、帯電粒子Ｉを泳動させるための分散媒が熱により物性が変化して劣化しやすく、電力伝送コイル１８において発生した熱により悪影響を受けやすいのである。

電子部品実装領域１９ａは、ＣＰＵ２４ａとデータ通信コイル１７との間に設けられ、主に信号伝送回路２０（図３参照）が設けられる領域である。上述のように、ＣＰＵ２４ａは磁界φ１を発生させるデータ通信コイル１７と離隔して配置されるので、ＣＰＵ２４ａとデータ通信コイル１７との間に電子部品実装領域１９ａを配置することにより、無駄なスペース無く部材を配置し、カード型表示装置１０が大型化することを抑制できる。また、電子部品実装領域１９ａには、ＣＰＵ２４ａとデータ通信コイル１７とに接続される信号伝送回路２０が配置されるので、信号伝送回路２０とＣＰＵ２４ａとの間の配線、データ通信コイル１７と信号伝送回路２０との間の配線を短くすることができる。

電子部品実装領域１９ｂは、データ通信コイル１７と電力伝送コイル１８との間に設けられる。それぞれ磁界φ１，φ２を発生させるデータ通信コイル１７と電力伝送コイル１８との間に設けられる電子部品実装領域１９ｂには、磁界φ１，φ２の悪影響を受け難い、電力の供給や整流にかかる電力伝送回路２１，整流回路２２，表示駆動電源２３などが配置されるので、データ通信コイル１７と電力伝送コイル１８の間に生じるスペースを有効に利用することができる。よって無駄なスペース無く部材を配置し、カード型表示装置１０が大型化するのを抑制することができる。

図５を参照して、カード型表示装置１０の表示パネル１５の構成および表示動作について説明する。なお、説明を容易にするために、表示パネル１５の画素構成を１０×１０ピクセルに簡略化した。画素数を増加させるには、本構成を拡張して適用すればよい。

また、図５(ａ)は、基板１１側（図２（ｂ）参照）に設けられる画素電極１５ａの配置と配線との関係を示す模式図であり、同図(ｂ)は、ガラス基板１５ｆ側（図２（ｂ）参照）に設けられる共通電極１５ｂの配置と配線との関係を示す模式図である。画素電極１５ａは１０×１０ピクセル毎に配置された構成である。

図５(ａ)に示すように、画素電極１５ａには、画素の水平方向１行に共通するソース線Ｓ１〜Ｓ１０が各行に配線され、画素の垂直方向１列に共通するゲート線Ｇ１〜Ｇ１０が各列に配線されている。ソース線Ｓ１〜Ｓ１０とゲート線Ｇ１〜Ｇ１０とは、駆動回路１６ａによってそれぞれ駆動される。ソース線Ｓ１〜Ｓ１０及びゲート線Ｇ１〜Ｇ１０の内、共にアクティブ状態となっているソース線とゲート線との交点に位置する画素の画素電極１５ａに電位が与えられる。

また、図５(ｂ)に示すように、共通電極１５ｂは、光透過性の材料により構成され全画素に共通する電極であり、駆動回路１６ｂによって電位が与えられる。これにより、共通電極１５ｂは全画素に亘って共通の電位（ここでは２５Ｖ）が与えられる。

図５（ｃ）に示すように、表示パネル１５の１画素は、電子インクを構成するマイクロカプセル１５ｃを画素電極１５ａと共通電極１５ｂとが挟む構成になっている。マイクロカプセル１５ｃはその内部に、帯電粒子Ｉが分散された分散液Ｄを有する。帯電粒子Ｉとしては、例えばカーボンブラックを４０ｗｔ％含むアクリル樹脂からなる平均粒子径約３μｍの黒粒子や、二酸化チタンを４０ｗｔ％含むアクリル樹脂からなる平均粒子径約３μｍの白粒子が好適に用いられる。また分散液Ｄとしては、電気抵抗が高い（絶縁性が高い）無極性の溶媒が好ましく、パラフィン系炭化水素（ノルマルパラフィン、イソパラフィン）、ハロゲン化炭化水素、シリコンオイル等が使用できる。なお、図３（ｃ）においては、１つの画素に１つのマイクロカプセル１５ｃを含む構成であるが、１つの画素に複数のマイクロカプセル１５ｃを含む構成であってもよい。

マイクロカプセル１５ｃに含まれる分散液Ｄは、一般的に熱に対する耐性が低く、熱により物性が変化しやすい。したがって、本実施例のカード型表示装置１０においては、熱を発生する電力供給コイル１８から表示パネル１５を離隔させることにより（図４参照）、分散媒Ｄの物性が変化し、表示パネル１５が劣化するのを抑制している。

画素電極１５ａは、ＴＦＴトランジスタ１５ｄのドレインが接続されている。ＴＦＴトランジスタ１５ｄは、各画素に対応するように、マトリックス状に構成されており、ソースが前記ソース線Ｓ１〜Ｓ１０に、ゲートが前記ゲート線Ｇ１〜Ｇ１０にそれぞれ接続されている。

図５（ｃ）から理解できるように、ゲート線Ｇ１〜Ｇ１０がアクティブ状態であるＴＦＴトランジスタ１５ｄのドレインに接続される画素電極１５ａに、ソース線Ｓ１〜Ｓ１０の電位（同図では０Ｖまたは＋５０Ｖ）が与えられる。共通電極１５ｂに印加される電位は２５Ｖであり、画素電極１５ａに印加される電位は、白表示の場合には０Ｖであり、黒表示の場合には＋５０Ｖである。画素電極１５ａと共通電極１５ｂとの間の電圧差を２５Ｖとすることにより、マイクロカプセル１５ｃ内の帯電粒子Ｉが分散媒Ｄ内を泳動し、画素電極１５ａまたは共通電極１５ｂのいずれかの側へ移動する。これにより表示パネル１５の各画素が黒表示又は白表示とされ、文字や画像を表示する。なお、この電圧差は、表示パネル１５の特性に依存するものである。

図３に戻り表示部１２の動作について説明する。データ処理装置３０から画像データ（通信データ）を受信すると、ＣＰＵ２４ａはその画像データに基づいて、駆動回路１６ａ、１６ｂに対し表示制御信号を出力する。表示制御信号が入力された駆動回路１６ａ，１６ｂは、表示制御信号に応じて表示パネル１５の駆動すなわちマイクロカプセル１５ｃ内における帯電粒子Ｉの移動を制御し、表示パネル１５に文字や画像を表示させる。

以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、カード型表示装置１０における各部材の配置は、図４（ａ）に示す配置に限られず、データ通信コイル１７と電力伝送コイル１８との間の最小距離Ｌ１が、電力伝送コイル１８と最も近接する端縁と電力伝送コイル１８との間の最小距離Ｌ２よりも大きくなるように配置されているものであればよい。

図６は、データ通信コイル１７、電力伝送コイル１８、表示パネル１５の配置の変形例を示す概略平面図である。図４（ａ）において、データ通信コイル１７と電力伝送コイル１８とは、矩形状の基板１１の長辺を構成する端縁ＥＤ１の両端の頂点１１ｂの近傍にそれぞれ配置されるものであったが、図６（ａ）（ｂ）に示すように、データ通信コイル１７と電力伝送コイル１８とが、矩形状の基板１１の短辺を構成する端縁ＥＤ３またはＥＤ４の両端の頂点１１ｂの近傍に配置されるものであってもよい。

また、図６（ｂ）に示すように、表示パネル１５と電力伝送コイル１８との間の最小距離Ｌ４が、表示パネル１５とデータ通信コイル１７との間の最小距離Ｌ５よりも大きくなるように配置するものであってもよい。このようにすれば、表示パネル１５と電力伝送コイル１８との間の最小距離Ｌ４を大きく取ることができ、電力伝送コイル１８において発生する熱により表示パネル１５が悪影響を受けるのをより抑制することができる。なお、データ通信コイル１７も電流が流れることにより発熱するが、一般的に、通信データの送受信の際にデータ通信コイル１７に流れる電流は、電力の供給を受ける際に電力伝送コイル１８に流れる電流よりも小さいので、電力伝送コイル１８に比べて発熱量は小さく、表示パネル１５に悪影響を与え難いのである。

また、図６（ｃ）に示すように、矩形状の基板１１の一面において、データ通信コイル１７が一の頂点１１ｂの近傍に配置され、電力伝送コイル１８が、その一の頂点１１ｂに対し対角線上に位置する他の頂点１１ｂの近傍に配置されるものであってもよい。このようにすれば、データ通信コイル１７と電力伝送コイル１８との間の最小距離Ｌ１を大きく取ることができ、電力伝送コイル１８に発生する磁界φ２により、データ通信コイル１７が悪影響を受けるのをより抑制することができる。

また、図６（ｄ）に示すように、データ通信コイル１７と電力伝送コイル１８とのうち、電力伝送コイル１８のみが頂点１１ｂの近傍に配置されるものであってもよい。このようにすれば、大きな磁界φ２を発生させる電力伝送コイル１８を他の部材から離隔して配置することができる。

また、本実施例のカード型表示装置１０は、基板１１の一面（表面）にデータ通信コイル１７と、電力伝送コイル１８と、表示パネル１５とが配設されていたが、表示パネル１５を基板１１の表面に配置し、データ通信コイル１７を基板１１の一の端面に配置し、電力伝送コイル１８をその一の端面に対向する他の端面に配置するものであってもよい。このようにしても、データ通信コイル１７と電力伝送コイル１８とを互いに離隔して配置することができ、本実施例のカード型表示装置１０と同様の効果が得られる。

また、上述のカード型表示装置１０は、基板１１における同一平面上に表示パネル１５、データ通信コイル１７、電力伝送コイル１８とが設けられたものであったが、表示パネル１５が基板１１の表面に配置され、データ通信コイル１７と電力伝送コイル１８とが基板１１の端面に配置されるものであってもよい。このように構成しても、データ通信コイル１７と電力伝送コイル１８との間の最小距離Ｌ１を大きく取ることができ、電力伝送コイル１８に発生する磁界により、データ通信コイル１７が悪影響を受けるのをより抑制することができる。

また、本実施例では、カード型表示装置１０が電力伝送回路２１を備え、外部から駆動電源が供給されるものであったが、例えば太陽電池や蓄電池などを備え、電池から駆動電源を得るものであってもよい。また、鉄心１７ｂ、１８ｂはフェライトなどその他の磁性材料でもよく、消費電流が小さい場合は省略することも可能である。

また、本実施例のカード型表示装置１０によれば、１つのデータ通信コイル１７により送信と受信との双方が可能であったが、送信用のデータ通信コイルと受信用のデータ通信コイルとをそれぞれ独立に設けたものであっても良い。

本発明のカード型表示装置と、そのカード型表示装置との間で通信データの送受信を行うデータ処理装置とを示す斜視図である。 カード型表示装置を説明する図であり、（ａ）はカード型表示装置を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’視断面図である。 カード型表示装置およびカード型表示装置との間で信号の送受信を行うデータ処理装置の電気的な構成を示すブロック図である。 （ａ）は、各部材間の最小距離を示す概略平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’視断面図である。 (ａ)は、画素電極の配置と配線との関係を示す図であり、(ｂ)は、共通電極の配置と配線との関係を示す図である。 データ通信コイル、電力伝送コイル、表示パネルの配置の変形例を示す概略平面図である。

符号の説明

１０ カード型表示装置（通信装置）
１１ｂ 頂点
１５ 表示パネル（表示媒体）
１７ データ通信コイル
１７Ｒ データ通信コイルの同心円
１８ 電力伝送コイル
１８Ｒ 電力伝送コイルの同心円
２０ 信号伝送回路（通信手段）
２１ 電力伝送回路（電源回路）
２４ａ ＣＰＵ（演算装置）
３０ データ処理装置（データ処理手段）
Ｄ 分散液
Ｌ１ データ通信コイルと電力伝送コイルとの間の最小距離
Ｌ２ 基板の端縁と電力伝送コイルとの間の最小距離
Ｌ３ ＣＰＵと電力伝送コイルとの間の最小距離
Ｌ４ 表示パネルと電力伝送コイルとの間の最小距離
Ｌ５ 表示パネルとデータ通信コイルとの間の最小距離
ＥＤ１，ＥＤ２ 基板の端縁

Claims (9)

1. 信号波の送受信が可能なデータ処理手段との間で、信号波の送信または受信の少なくとも一方が可能なデータ通信コイルと、電磁誘導波により起電力を発生させる電力伝送コイルと、その電力伝送コイルにおいて発生された起電力から駆動電源を得る電源回路とを有し、これらが基板に配設され、その電源回路から供給される駆動電源により駆動される通信装置において、
   前記データ通信コイルと前記電力伝送コイルとの間の最小距離は、前記基板の端縁と前記電力伝送コイルとの間の最小距離よりも大きく、
   前記基板に配設され文字や画像を表示可能な表示媒体を備え、
   前記表示媒体と前記電力伝送コイルとの間の最小距離は、前記基板の端縁と前記電力伝送コイルとの間の最小距離よりも大きく、
   前記表示媒体と最も近接する前記基板の端縁が前記電力伝送コイルに最も近接する前記基板の端縁と異なるものとなるように、前記表示媒体が前記基板に配設されており、
   前記表示媒体と前記電力伝送コイルとの間の最小距離は、前記表示媒体と前記データ通信コイルとの間の最小距離よりも大きく、
   前記表示媒体は帯電粒子が分散された分散液を有し、その分散液に電圧を印加することにより帯電粒子を電気泳動させて文字や画像を表示するものであることを特徴とする通信装置。
2. 前記電源回路は、前記データ通信コイルと前記電力伝送コイルとの間に配設されていることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
3. 前記基板は多角形状であって、前記電力伝送コイルと前記データ通信コイルとは、その多角形状のそれぞれ異なる頂点の近傍に配設されることを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
4. 前記データ通信コイルは円筒状または渦巻状に導線が巻かれて構成されたものであって、そのデータ通信コイルの直径の略１．２倍の同心円の外に、そのデータ通信コイルの接続端子およびその接続端子への配線を除く他の配線および他の電子部品が配設されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の通信装置。
5. 前記電力伝送コイルは円筒状または渦巻状に導線が巻かれて構成されたものであって、その電力伝送コイルの直径の略１．２倍の同心円の外に、その電力伝送コイルの接続端子およびその接続端子への配線を除く他の配線および他の電子部品が配設されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の通信装置。
6. 前記データ通信コイルおよび前記電力伝送コイルは、少なくとも一部が前記基板に埋め込まれたものであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の通信装置。
7. 前記データ通信コイルおよび前記電力伝送コイルが前記基板の厚み方向において、他の電子部品と重ならないように、他の電子部品が基板に配設されたものであることを特徴とする請求項６記載の通信装置。
8. 前記基板に埋め込まれた前記データ通信コイルおよび前記電力伝送コイルは、エポキシ樹脂により前記基板に固定されるものであることを特徴とする請求項６または７に記載の通信装置。
9. 前記データ通信コイルによる前記データ処理手段との間の信号波の送信または受信を制御する演算装置を備え、
   前記演算装置と前記電力伝送コイルとの間の最小距離は、前記基板の端縁と前記電力伝送コイルとの間の最小距離よりも大きいことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の通信装置。

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