(57)【要約】  コイルアンテナ（１０１）は、巻回軸（ＡＸ）の周りに複数回巻回されるコイル導体（３１）、第１導電性部材（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ）を備える。第１導電性部材（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ）は、巻回軸（ＡＸ）方向（Ｚ軸方向）から視て、少なくとも一部がコイル導体（３１）の周方向における曲率半径の極小部分（ＰＳ）に重なる。第１導電性部材（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ）は抜き部（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）を有する。これら抜き部（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）は、Ｚ軸方向から視て、極小部分（ＰＳ）以外のコイル導体（３１）に重ならない。
2017169709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス電力供給システムに用いられるコイルアンテナであって、
巻回軸の周りに複数回巻回されるコイル導体と、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体の周方向における曲率半径の極小部分に重なる第１導電性部材と、
を備え、
前記第１導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記極小部分以外の前記コイル導体に重ならない抜き部を有する、コイルアンテナ。
【請求項２】
前記第１導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、複数の前記極小部分に重なり、且つ、前記コイル導体の径方向に延伸する、請求項１に記載のコイルアンテナ。
【請求項３】
前記コイル導体は、前記巻回軸方向から視て、２つの両端部の間を通って前記巻回軸に交わる軸に対して線対称である、請求項１または２に記載のコイルアンテナ。
【請求項４】
前記コイル導体は、前記巻回軸方向から視て、第１方向に巻回される外周コイル導体部と、前記第１方向とは逆方向に巻回される内周コイル導体部と、で構成され、
前記外周コイル導体部は、前記巻回軸方向から視て、前記径方向において前記巻回軸からの距離が前記内周コイル導体部よりも遠く、
前記外周コイル導体部の巻回数は、前記内周コイル導体部の巻回数よりも多い、請求項１から３のいずれかに記載のコイルアンテナ。
【請求項５】
前記コイル導体は、径方向において前記巻回軸からの距離が近い第１コイル導体部と、前記径方向において前記巻回軸からの距離が前記第１コイル導体部よりも遠い第２コイル導体部と、を有し、
互いに隣接する前記コイル導体の間隙は、前記第２コイル導体部よりも前記第１コイル導体部のほうが大きい、請求項１から４のいずれかに記載のコイルアンテナ。
【請求項６】
前記第１コイル導体部の線幅は、前記第２コイル導体部の線幅よりも太い、請求項５に記載のコイルアンテナ。
【請求項７】
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体に重なる第２導電性部材をさらに備え、
前記コイル導体は、径方向において前記巻回軸からの距離が近い第１コイル導体部と、前記径方向において前記巻回軸からの距離が前記第１コイル導体部よりも遠い第２コイル導体部と、を有し、
前記第２導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記第１コイル導体部に重なり、且つ、前記第２コイル導体部に重ならない、請求項１から６のいずれかに記載のコイルアンテナ。
【請求項８】
前記第１導電性部材は、メッシュ状の導体である、請求項１から７のいずれかに記載のコイルアンテナ。
【請求項９】
前記第２導電性部材は、メッシュ状の導体である、請求項７または８に記載のコイルアンテナ。
【請求項１０】
前記コイル導体は、１ターンのうちに曲率半径の極小部分を４つ有する、矩形スパイラル状である、請求項１から９のいずれかに記載のコイルアンテナ。
【請求項１１】
給電装置から受電装置へワイヤレスで電力を供給するワイヤレス電力供給システムにおける給電装置であって、
前記受電装置との結合に用いられる給電用コイルアンテナと、
前記給電用コイルアンテナに接続される給電回路と、
を備え、
前記給電用コイルアンテナは、
巻回軸の周りに複数回巻回されるコイル導体と、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体の周方向における曲率半径の極小部分に重なる第１導電性部材と、
を備え、
前記第１導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記極小部分以外の前記コイル導体に重ならない抜き部を有する、給電装置。
【請求項１２】
前記給電回路は、前記給電用コイルアンテナにＨＦ帯の交番電圧を印加する、請求項１１に記載の給電装置。
【請求項１３】
給電装置から受電装置へワイヤレスで電力を供給するワイヤレス電力供給システムにおける受電装置であって、
前記給電装置との結合に用いられる受電用コイルアンテナと、
前記受電用コイルアンテナに接続される受電回路と、
を備え、
前記受電用コイルアンテナは、
巻回軸の周りに複数回巻回されるコイル導体と、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体の周方向における曲率半径の極小部分に重なる第１導電性部材と、
を備え、
前記第１導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記極小部分以外の前記コイル導体に重ならない抜き部を有する、受電装置。
【請求項１４】
前記受電回路が有する容量成分と、前記受電用コイルアンテナのインダクタンス成分とで共振回路が構成され、
前記共振回路の共振周波数はＨＦ帯の周波数である、請求項１３に記載の受電装置。
【請求項１５】
給電装置および受電装置で構成されるワイヤレス電力供給システムにおいて、
前記給電装置は、
前記受電装置が備える受電コイルアンテナとの結合に用いられる給電用コイルアンテナと、
前記給電用コイルアンテナに接続される給電回路と、
を有し、
前記給電用コイルアンテナは、
巻回軸の周りに複数回巻回されるコイル導体と、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体の周方向における曲率半径の極小部分に重なる第１導電性部材と、
を備え、
前記第１導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記極小部分以外の前記コイル導体に重ならない抜き部を有し、
前記給電用コイルアンテナの形成領域の面積は、前記受電用コイルアンテナの形成領域の面積よりも大きい、ワイヤレス電力供給システム。
【請求項１６】
前記第１導電性部材は、前記コイル導体に対して前記受電用コイルアンテナと反対側に配置される、請求項１５に記載のワイヤレス電力供給システム。
【請求項１７】
前記給電回路は前記給電用コイルアンテナにＨＦ帯の交番電圧を印加する、請求項１５または１６に記載のワイヤレス電力供給システム。
【請求項１８】
給電装置および受電装置で構成されるワイヤレス電力供給システムにおいて、
前記受電装置は、
前記給電装置が備える給電用コイルアンテナとの結合に用いられる受電用コイルアンテナと、
前記受電用コイルアンテナに接続される受電回路と、
を有し、
前記受電用コイルアンテナは、
巻回軸の周りに複数回巻回されるコイル導体と、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体の周方向における曲率半径の極小部分に重なる第１導電性部材と、
を備え、
前記第１導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記極小部分以外の前記コイル導体に重ならない抜き部を有し、
前記給電用コイルアンテナの形成領域の面積は、前記受電用コイルアンテナの形成領域の面積よりも大きい、ワイヤレス電力供給システム。
【請求項１９】
前記第１導電性部材は、前記コイル導体に対して前記給電用コイルアンテナと反対側に配置される、請求項１８に記載のワイヤレス電力供給システム。
【請求項２０】
前記受電回路が有する容量成分と、前記受電用コイルアンテナのインダクタンス成分とで共振回路が構成され、
前記共振回路の共振周波数はＨＦ帯の周波数である、請求項１８または１９に記載のワイヤレス電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル導体と導電性部材とを備えるコイルアンテナ、それを備える給電装置、受電装置およびワイヤレス電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、給電用コイルアンテナと受電用コイルアンテナとを磁界結合させることにより、ワイヤレス電力供給を可能とした磁界共鳴電力供給システムが知られている（特許文献１）。【０００３】
例えば、特許文献１には、磁束密度が高い内周部はコイル導体が疎に巻回され、磁束密度が低い外周部はコイル導体が密に巻回される構造の平面スパイラル状の給電用コイルアンテナが開示されている。上記の構造により、給電用コイルアンテナ上に生じる磁束が一定となり、結合相手のコイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度のばらつきが抑制され、結合相手のコイルアンテナとの相対的な位置関係による電力供給効率の変化が小さくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２２１１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記構造をコイルアンテナに採用するのみでは、コイル導体が密に巻回される部分においてコイル導体間の寄生容量が発生する等して、実際に結合相手のコイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度のばらつきを抑制するコイルアンテナを構成することは難しい。【０００６】
本発明の目的は、簡素な構造により、結合相手のコイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度の変化が小さいコイルアンテナを提供することにある。また、それを備える給電装置、受電装置およびワイヤレス電力供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明のコイルアンテナは、ワイヤレス電力供給システムに用いられるものであって、
巻回軸の周りに複数回巻回されるコイル導体と、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体の周方向における曲率半径の極小部分に重なる第１導電性部材と、
を備え、
前記第１導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記極小部分以外の前記コイル導体に重ならない抜き部を有する、コイルアンテナ。【０００８】
一般に、コイル導体の周方向における曲率半径の極小部分の内側は磁束が集中しやすく、コイル導体の他の部分に比べて相対的に磁束密度が高くなりやすい。これに対して、この構成では、巻回軸方向から視て、相対的に磁束密度の高くなりやすいコイル導体の極小部分には第１導電性部材の少なくとも一部が重なり、相対的に磁束密度が低くなりやすいコイル導体の極小部分以外には第１導電性部材が重ならない。そのため、極小部分での磁界形成が第１導電性部材によって一部妨げられ、結合相手のコイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度のばらつきが抑制される。したがって、簡素な構造により、広い範囲の相対的な位置関係において、結合相手のコイルアンテナとの結合係数が安定化したコイルアンテナを実現できる。【０００９】
（２）上記（１）において、前記第１導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、複数の前記極小部分に重なり、且つ、前記コイル導体の径方向に延伸することが好ましい。この構成では、単一の第１導電性部材が、巻回軸方向から視て、コイル導体の複数の極小部分に重なった構造である。したがって、単純な形状で少ない数の第１導電性部材を設けるだけでよい。【００１０】
（３）上記（１）または（２）において、前記コイル導体は、前記巻回軸方向から視て、２つの両端部の間を通って前記巻回軸に交わる軸に対して線対称であることが好ましい。この構成により、互いに隣接するコイル導体間の線間容量の分布が対称となって、磁界放射の均等性が確保される。また、コイルアンテナに接続される外部回路が平衡回路である場合に、外部回路からみた平衡性を保つことができる。【００１１】
（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記コイル導体は、前記巻回軸方向から視て、第１方向に巻回される外周コイル導体部と、前記第１方向とは逆方向に巻回される内周コイル導体部と、で構成され、前記外周コイル導体部は、前記巻回軸方向から視て、前記径方向において前記巻回軸からの距離が前記内周コイル導体部よりも遠く、前記外周コイル導体部の巻回数は、前記内周コイル導体部の巻回数よりも多いことが好ましい。この構成では、コイル導体の内周コイル導体部の周囲に磁束が発生し、結合相手のコイルアンテナとの磁界結合に寄与する磁束（外周コイル導体部から発生する磁束）の一部が打ち消される。したがって、この構成により、結合相手のコイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度のばらつきが抑制される。【００１２】
（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前記コイル導体は、径方向において前記巻回軸からの距離が近い第１コイル導体部と、前記径方向において前記巻回軸からの距離が前記第１コイル導体部よりも遠い第２コイル導体部と、を有し、互いに隣接する前記コイル導体の間隙は、前記第２コイル導体部よりも前記第１コイル導体部のほうが大きいことが好ましい。この構成では、巻回軸方向から視て、磁束密度が低くなりやすいコイル導体の外周（第２コイル導体部）が密に巻回され、磁束密度が高くなりやすいコイル導体の内周（第１コイル導体部）が疎に巻回される構造となる。一般的に、コイル導体同士の間隔が等しくなるように巻回されたコイルアンテナは、そのコイルアンテナの巻回軸方向におけるコイルアンテナの上面（または下面）において、そのコイルアンテナに電流が流れることに起因する磁束密度の巻回軸方向成分は、径方向において巻回軸（コイルの中心）に近いほど強く、巻回軸（コイルの中心）から遠いほど弱くなる。上記構成によれば、径方向において巻回軸から外周寄りになるほど隣接するコイル導体同士の間隔が密となるように巻回されているため、コイルアンテナの上面（または下面）において、磁束密度の巻回軸方向成分が一様となる。したがって、結合相手のコイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度のばらつきは抑制され、広い範囲の相対的な位置関係において、結合相手のコイルアンテナとの結合係数が安定化されるコイルアンテナを実現できる。【００１３】
（６）上記（５）において、前記第１コイル導体部の線幅は、前記第２コイル導体部の線幅よりも太いことが好ましい。この構成により、コイルアンテナ全体の直流抵抗成分を低減できる。また、コイルアンテナを構成するコイル導体の線幅が細い場合に比べ、コイル導体の線幅が太い場合の方がコイルアンテナのインダクタンス値は低くなる。そのため、この構成により、コイル導体全体の線幅が同じ場合に比べて、コイルアンテナ全体のインダクタンス値は低くなる。したがって、同じインダクタンス値のコイルアンテナであれば、上記構成により、コイル導体の巻回数をさらに多くできる。【００１４】
（７）上記（１）から（６）のいずれかにおいて、前記巻回軸方向から視て、前記コイル導体に重なる第２導電性部材をさらに備え、前記コイル導体は、径方向において前記巻回軸からの距離が近い第１コイル導体部と、前記径方向において前記巻回軸からの距離が前記第１コイル導体部よりも遠い第２コイル導体部と、を有し、前記第２導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記第１コイル導体部に重なり、且つ、前記第２コイル導体部に重ならないことが好ましい。この構成では、巻回軸方向から視て、磁束密度が高くなりやすいコイル導体の内周（第１コイル導体部）に第２導電性部材が重なり、磁束密度が低くなりやすいコイル導体の外周（第２コイル導体部）には第２導電性部材が重ならない。そのため、第１コイル導体部での磁界形成が第２導電性部材によって一部妨げられ、コイル導体により形成される磁束密度のばらつきは抑制される。コイル導体により形成される磁束密度が一様となることで、結合相手のコイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度のばらつきが抑制される。【００１５】
（８）上記（１）から（７）のいずれかにおいて、前記第１導電性部材は、メッシュ状の導体であることが好ましい。この構成により、第１導電性部材とコイル導体との間に発生する寄生容量によるアンテナ特性の劣化が抑制される。【００１６】
（９）上記（７）または（８）において、前記第２導電性部材は、メッシュ状の導体であることが好ましい。この構成により、第２導電性部材とコイル導体との間に発生する寄生容量によるアンテナ特性の劣化が抑制される。【００１７】
（１０）上記（１）から（９）のいずれかにおいて、前記コイル導体は、１ターンのうちに曲率半径の極小部分を４つ有する、矩形スパイラル状であってもよい。【００１８】
（１１）本発明の給電装置は、
給電装置から受電装置へワイヤレスで電力を供給するワイヤレス電力供給システムにおける給電装置であって、
前記受電装置との結合に用いられる給電用コイルアンテナと、
前記給電用コイルアンテナに接続される給電回路と、
を備え、
前記給電用コイルアンテナは、
巻回軸の周りに複数回巻回されるコイル導体と、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体の周方向における曲率半径の極小部分に重なる第１導電性部材と、
を備え、
前記第１導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記極小部分以外の前記コイル導体に重ならない抜き部を有することを特徴とする。【００１９】
この構成により、結合相手側コイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度の変化が少ない給電用コイルアンテナを備える給電装置を実現できる。【００２０】
（１２）上記（１１）において、前記給電回路は、前記給電用コイルアンテナにＨＦ帯の交番電圧を印加してもよい。【００２１】
（１３）本発明の受電装置は、
給電装置から受電装置へワイヤレスで電力を供給するワイヤレス電力供給システムにおける受電装置であって、
前記給電装置との結合に用いられる受電用コイルアンテナと、
前記受電用コイルアンテナに接続される受電回路と、
を備え、
前記受電用コイルアンテナは、
巻回軸の周りに複数回巻回されるコイル導体と、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体の周方向における曲率半径の極小部分に重なる第１導電性部材と、
を備え、
前記第１導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記極小部分以外の前記コイル導体に重ならない抜き部を有することを特徴とする。【００２２】
この構成により、結合相手側コイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度の変化がすくない受電用コイルアンテナを備える給電装置を実現できる。【００２３】
（１４）上記（１３）において、前記受電回路が有する容量成分と、前記受電用コイルアンテナのインダクタンス成分とで共振回路が構成され、前記共振回路の共振周波数はＨＦ帯の周波数であってもよい。【００２４】
（１５）本発明の給電装置および受電装置で構成されるワイヤレス電力供給システムは、
前記給電装置は、
前記受電装置が備える受電コイルアンテナとの結合に用いられる給電用コイルアンテナと、
前記給電用コイルアンテナに接続される給電回路と、
を有し、
前記給電用コイルアンテナは、
巻回軸の周りに複数回巻回されるコイル導体と、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体の周方向における曲率半径の極小部分に重なる第１導電性部材と、
を備え、
前記第１導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記極小部分以外の前記コイル導体に重ならない抜き部を有し、
前記給電用コイルアンテナの形成領域の面積は、前記受電用コイルアンテナの形成領域の面積よりも大きいことを特徴とする。【００２５】
この構成により、結合相手側コイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度の変化が小さい給電用コイルアンテナを備える給電装置を有した、ワイヤレス電力供給システムを実現できる。【００２６】
（１６）上記（１５）において、前記第１導電性部材は、前記コイル導体に対して前記受電用コイルアンテナと反対側に配置されることが好ましい。この構成により、給電用コイルアンテナが備えるコイル導体の開口部を通る磁束が、第１導電性部材によって妨げられることを抑制できる。【００２７】
（１７）上記（１５）または（１６）において、前記給電回路は前記給電用コイルアンテナにＨＦ帯の交番電圧を印加してもよい。【００２８】
（１８）本発明の給電装置および受電装置で構成されるワイヤレス電力供給システムは、
前記受電装置は、
前記給電装置が備える給電用コイルアンテナとの結合に用いられる受電用コイルアンテナと、
前記受電用コイルアンテナに接続される受電回路と、
を有し、
前記受電用コイルアンテナは、
巻回軸の周りに複数回巻回されるコイル導体と、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体の周方向における曲率半径の極小部分に重なる第１導電性部材と、
を備え、
前記第１導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記極小部分以外の前記コイル導体に重ならない抜き部を有し、
前記給電用コイルアンテナの形成領域の面積は、前記受電用コイルアンテナの形成領域の面積よりも大きいことを特徴とする。【００２９】
この構成により、結合相手側コイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度の変化が小さい受電用コイルアンテナを備える受電装置を有した、ワイヤレス電力供給システムを実現できる。【００３０】
（１９）上記（１８）において、前記第１導電性部材は、前記コイル導体に対して前記給電用コイルアンテナと反対側に配置されることが好ましい。この構成により、受電用コイルアンテナが備えるコイル導体の開口部を通る磁束が、第１導電性部材によって妨げられることを抑制できる。【００３１】
（２０）上記（１８）または（１９）において、前記受電回路が有する容量成分と、前記受電用コイルアンテナのインダクタンス成分とで共振回路が構成され、前記共振回路の共振周波数はＨＦ帯の周波数であってもよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、簡素な構造により、結合相手のコイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度の変化が小さいコイルアンテナを実現できる。また、それを備える給電装置、受電装置およびワイヤレス電力供給システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１（Ａ）は第１の実施形態に係るコイルアンテナ１０１の平面図であり、図１（Ｂ）はコイル導体３１の周方向における曲率半径の極小部分ＰＳを示すコイルアンテナ１０１の平面図である。
【図２】図２はコイル導体３１の平面図である。
【図３】図３は、コイルアンテナ１０１と結合相手のコイルアンテナ２０１との結合関係を示す断面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るコイルアンテナ１０１を備える給電装置３０１の断面図である。
【図５】図５（Ａ）は第２の実施形態に係るコイルアンテナ１０２の平面図であり、図５（Ｂ）はコイル導体３２の周方向における曲率半径の極小部分ＰＳを示すコイルアンテナ１０２の平面図である。
【図６】図６は第３の実施形態に係るコイルアンテナ１０３の平面図である。
【図７】図７（Ａ）は、内周コイル導体部ＭＰと外周コイル導体部ＦＰを示すコイル導体３３の平面図であり、図７（Ｂ）は、第１コイル導体部ＣＰ１と第２コイル導体部ＣＰ２を示すコイル導体３３の平面図である。
【図８】図８（Ａ）は第４の実施形態に係るコイルアンテナ１０４の平面図であり、図８（Ｂ）は、内周コイル導体部ＭＰと外周コイル導体部ＦＰを示すコイル導体３１の平面図である。
【図９】図９は、コイルアンテナ１０４と結合相手のコイルアンテナ２０１との結合関係を示す断面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は第５の実施形態に係るコイルアンテナ１０５の平面図であり、図１０（Ｂ）は、内周コイル導体部ＭＰと外周コイル導体部ＦＰを示すコイル導体３１の平面図である。
【図１１】図１１は、コイルアンテナ１０５と結合相手のコイルアンテナ２０１との結合関係を示す断面図である。
【図１２】図１２は第６の実施形態に係るコイルアンテナ１０６の平面図である。
【図１３】図１３（Ａ）は、内周コイル導体部ＭＰと外周コイル導体部ＦＰを示すコイル導体３６の平面図であり、図１３（Ｂ）は、第１コイル導体部ＣＰ１と第２コイル導体部ＣＰ２を示すコイル導体３６の平面図である。
【図１４】図１４は第７の実施形態に係るコイルアンテナ１０７の平面図である。
【図１５】図１５（Ａ）は、内周コイル導体部ＭＰと外周コイル導体部ＦＰを示すコイル導体３７の平面図であり、図１５（Ｂ）は、第１コイル導体部ＣＰ１と第２コイル導体部ＣＰ２を示すコイル導体３７の平面図である。
【図１６】図１６（Ａ）は第８の実施形態に係るコイルアンテナ１０８の平面図であり、図１６（Ｂ）はコイル導体３１の周方向における曲率半径の極小部分ＰＳを示すコイルアンテナ１０８の平面図である。
【図１７】図１７は第９の実施形態に係るワイヤレス電力供給システム５０１の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
【００３５】
本発明は、例えばマウスとマウスパッド等のように、平面上で位置自由度が求められるシステムに好適である。以降に示す各実施形態において、マウスにワイヤレス電力供給を行う場合、本発明における「コイルアンテナ」は例えばマウスパッド等に設けられ、受電側コイルアンテナはマウスに設けられる。
【００３６】
《第１の実施形態》
図１（Ａ）は第１の実施形態に係るコイルアンテナ１０１の平面図であり、図１（Ｂ）はコイル導体３１の周方向における曲率半径の極小部分ＰＳを示すコイルアンテナ１０１の平面図である。図２はコイル導体３１の平面図である。なお、図１（Ａ）では、構造を分かりやすくするために、基材１の図示を省略し、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄにはテクスチャーパターンを付与している。さらに、図１（Ｂ）では、構造を分かりやすくするため、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの図示を省略している。
【００３７】
コイルアンテナ１０１は基材１、コイル導体３１および複数の第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを備える。
【００３８】
基材１は絶縁性材料で構成される矩形状の平板である。コイル導体３１は、基材１の表面等に形成され、巻回軸ＡＸの周りに巻回される約４ターンの矩形スパイラル状導体パターンであり、第１端部Ｅ１および第２端部Ｅ２を有する。基材１は例えばポリイミド（ＰＩ）や液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の樹脂製シートであり、コイル導体３１は例えばＣｕ箔パターンである。
【００３９】
複数の第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは矩形状の平板である。複数の第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの一部は、Ｚ軸方向（本発明における「巻回軸方向」に相当する）から視て、コイル導体３１に重なる。第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、Ｚ軸方向から視て、コイル導体３１の周方向における曲率半径の極小部分ＰＳに重なる。また、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、Ｚ軸方向から視て、上記極小部分ＰＳ以外のコイル導体３１に重ならない抜き部Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を有する。第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは例えば金属やグラファイト等で構成される平板である。
【００４０】
なお、本実施形態では、コイル導体３１が１ターンのうちに曲率半径の極小部分ＰＳを４つ有している。そして、本実施形態では、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが、Ｚ軸方向から視て、複数の上記極小部分ＰＳに重なり、且つ、コイル導体３１の径方向に延伸する形状である。
【００４１】
ここで、本発明におけるコイル導体の「周方向」とは、例えばコイル導体の巻回軸ＡＸの周りに延伸する方向（図２におけるＣＤを参照）をいい、本発明におけるコイル導体の「径方向」とは、例えばコイル導体の延伸する方向と直交する方向（図２におけるＲＤを参照）をいう。言い換えると、コイル導体によって囲まれるコイル開口ＣＭに沿った方向がコイル導体の「周方向」であり、その周方向に直交する方向がコイル導体の「径方向」である。
【００４２】
また、本発明における「コイル導体の周方向における曲率半径の極小部分」とは、Ｚ軸方向から視て、巻回軸ＡＸの周りに巻回されるコイル導体の途中に設けられる箇所である。つまり、図１（Ｂ）に示す引き出し部ＸＰのように、コイル導体を内周から外周に引き出す場合等で曲率半径が極小となる部分については、本発明における「コイル導体の周方向における曲率半径の極小部分」から除外される。このことは、以降の各実施形態でも同様である。なお、本発明における「コイル導体の周方向における曲率半径の極小部分」には、Ｚ軸方向から視たコイル導体の曲率半径を周方向で微分したときに、単に微分係数がゼロとなる極小部分（本実施形態に係るコイル導体２１のように、直線状に延伸する部分と屈曲する部分とが連続した構造）だけでなく、屈曲し続けるコイル導体の極小部分も含む。つまり、本発明では、コイル導体の曲率半径が他の箇所よりも相対的に小さい箇所に導電性部材を配置することを特徴としており、差分的に（任意の２点間で相対的に）極小部分となる屈曲部分も本発明における「コイル導体の周方向における曲率半径の極小部分」に含まれる。
【００４３】
図３は、コイルアンテナ１０１と結合相手のコイルアンテナ２０１との結合関係を示す断面図である。図３では、コイルアンテナ１０１が給電用コイルアンテナであり、結合相手のコイルアンテナ２０１が受電用コイルアンテナである。
【００４４】
図３に示すように、給電用コイルアンテナであるコイルアンテナ１０１の形成領域の面積（図２におけるコイル導体の形成領域の面積）は、受電用コイルアンテナである結合相手のコイルアンテナ２０１の形成領域の面積（コイル導体の形成領域の面積）よりも大きい。また、図３に示すように、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ等は、Ｚ軸方向に対しコイル導体３１を挟んで結合相手のコイルアンテナ２０１とは反対側に配置される。言い換えると、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ等は、コイル導体３１に対し結合相手のコイルアンテナ２０１と反対側に配置されている。
【００４５】
一般に、コイル導体の周方向における曲率半径の小さな部分の内側は磁束が強くなりやすい。特にコイル導体の曲率半径の極小部分ＰＳの内側は磁束が集中しやすく、コイル導体の他の部分に比べて相対的に磁束密度が高くなりやすい。これに対して、本実施形態に係るコイルアンテナ１０１では、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの一部が、Ｚ軸方向から視て、相対的に磁束密度が高くなりやすいコイル導体３１の曲率半径の極小部分ＰＳに重なる。また、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、Ｚ軸方向から視て、上記極小部分ＰＳ以外のコイル導体３１に重ならない抜き部Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を有する。そのため、極小部分ＰＳでの磁界形成が第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄによって一部妨げられ、コイル導体３１により形成される磁束密度のばらつきが抑制される。コイル導体により形成される磁束密度が一様となることで、結合相手のコイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度のばらつきが抑制される。したがって、簡素な構造により、広い範囲の相対的な位置関係において、結合相手のコイルアンテナとの結合係数が安定化したコイルアンテナを実現できる。
【００４６】
また、本実施形態では、それぞれの第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが、Ｚ軸方向から視て、複数の極小部分ＰＳに重なり、且つ、コイル導体３１の径方向に延伸する形状である。すなわち、単一の第１導電性部材が、Ｚ軸方向から視て、コイル導体３１の複数の極小部分ＰＳに重なった構造である。したがって、単純な形状で少ない数の第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを設けるだけで、上記作用・効果を奏する。
【００４７】
本実施形態では、コイルアンテナ１０１の形成領域の面積が、結合相手のコイルアンテナ２０１の形成領域の面積よりも大きいため、コイルアンテナ１０１に対して結合相手のコイルアンテナ２０１の平面上での位置自由度を高めることができる。
【００４８】
また、本実施形態では、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが、コイル導体３１に対し結合相手のコイルアンテナ２０１と反対側に配置されている。第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、コイル導体３１に対し結合相手のコイルアンテナ２０１側に配置してもよいが、コイル導体３１に対し結合相手のコイルアンテナ２０１と反対側に配置されている方が望ましい。第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが、コイル導体３１に対し結合相手のコイルアンテナ２０１側に配置されている場合、コイルアンテナ１０１と結合相手のコイルアンテナ２０１との磁界結合を強く妨げ過ぎる可能性がある。しかし、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが、コイル導体３１に対し結合相手のコイルアンテナ２０１と反対側に配置されることで、コイル導体３１と結合相手のコイルアンテナ２０１との間に第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを配置した場合に比べて、コイルアンテナ１０１が結合相手のコイルアンテナ２０１と磁界結合しやすくなる。また、この構成により、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを介して、結合相手のコイルアンテナ２０１との間に寄生容量が発生することを抑制できる。
【００４９】
なお、本実施形態では、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが、Ｚ軸方向から視て、それぞれ４つの極小部分ＰＳに重なる構成について示したが、これに限定されるものではない。本発明の上記作用・効果を奏するには、Ｚ軸方向から視て、第１導電性部材が１つ以上の極小部分ＰＳに重なっていればよい。
【００５０】
また、本実施形態では、矩形状の平板である４つの第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを備えるコイルアンテナの例を示したが、この構成に限定されるものではない。第１導電性部材の個数、配置等は、後に詳述するように、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。また、第１導電性部材の形状についても、矩形状の平板に限定されるものではなく、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。第１導電性部材の平面形状は、例えば円形、楕円形、多角形、Ｌ字形等であってもよい。また、第１導電性部材は平板に限定されず、曲面を有していてもよく、立体構造等とすることも可能である。
【００５１】
また、上述の例では、コイルアンテナ１０１が給電用コイルアンテナである場合についての作用を説明したが、送受が反転しても同様に成り立つ。すなわち、コイルアンテナ１０１が受電用コイルアンテナである場合にも同様に作用する。このことは、以降の各実施形態に係るコイルアンテナについても同様である。なお、コイルアンテナ１０１が受電用コイルアンテナである場合にも、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ、１１Ｃ，１１Ｄは、コイル導体３１に対し結合相手のコイルアンテナ２０１（給電用コイルアンテナ）と反対側に配置される。
【００５２】
次に、本実施形態に係るコイルアンテナ１０１を利用したワイヤレス電力供給システムの給電装置について、図を参照して説明する。図４は、第１の実施形態に係るコイルアンテナ１０１を備える給電装置３０１の断面図である。
【００５３】
給電装置３０１は、樹脂製カバー２、コイルアンテナ１０１、回路基板４、給電回路（図示省略）等を備える。給電装置３０１はケーブル等により他の電子機器に接続される。
【００５４】
樹脂製カバー２は直方体状である。図４に示すように、樹脂製カバー２の内部には、コイルアンテナ１０１、回路基板４、給電回路等が収納されている。回路基板４は内部にグランド導体５が形成された基板であり、例えばプリント配線板である。
【００５５】
回路基板４の主面には給電回路等が実装され、給電回路は、図示しない導体パターン等を介してコイル導体３１の第１端部および第２端部に接続される。給電回路は、例えば磁界共鳴電力伝送システム等の電力供給システム用の給電回路であり、さらに受電回路を備えていてもよい。
【００５６】
この構成により、結合相手側コイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度の変化が小さい給電用コイルアンテナを備えるワイヤレス電力供給システムの給電装置を実現できる。
【００５７】
また、図４に示す給電装置では、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ等が、コイル導体３１と回路基板４との間に配置されている。この構成により、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ等の裏面側（図４における第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ等の下面側）の磁気シールド効果が得られ、回路基板４に配線パターンとコイルアンテナとの不要結合が抑制される。また、この構成により、コイル導体３１から生じる磁界が回路基板４に放射されることを抑制できる。
【００５８】
なお、本実施形態では、コイルアンテナ１０１が給電用コイルアンテナとしてマウスパッド等に設けられ、結合相手のコイルアンテナが受電用コイルアンテナとしてマウスに設けられる例を示したが、この構成に限定されるものではない。後に詳述するように、本発明のコイルアンテナは、ワイヤレス電力供給システムを構成する給電装置と受電装置との結合に用いられるコイルアンテナであり、給電装置または受電装置のいずれか、または両方に設けられる。
【００５９】
また、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは電位の安定や電界シールドとして機能させるために、給電装置または受電装置のグランド（例えば回路基板のグランド）と接続してもよい。また、回路基板のグランド導体を第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄとして兼用してもよい。
【００６０】
《第２の実施形態》
第２の実施形態では、コイル導体の構造が第１の実施形態に係るコイルアンテナ１０１とは異なる例を示す。
【００６１】
図５（Ａ）は第２の実施形態に係るコイルアンテナ１０２の平面図であり、図５（Ｂ）はコイル導体３２の周方向における曲率半径の極小部分ＰＳを示すコイルアンテナ１０２の平面図である。なお、図５（Ａ）では、構造を分かりやすくするために、基材１の図示を省略し、第１導電性部材１２Ａ，１２Ｂにはテクスチャーパターンを付与している。さらに、図５（Ｂ）では、構造を分かりやすくするため、第１導電性部材１２Ａ，１２Ｂの図示を省略している。
【００６２】
本実施形態に係るコイルアンテナ１０２は、コイル導体３２を備える点で第１の実施形態に係るコイルアンテナ１０１と異なる。また、本実施形態に係るコイルアンテナ１０２は、第１導電性部材１２Ａ，１２Ｂを備える点でコイルアンテナ１０１と異なる。その他の構成についてはコイルアンテナ１０１と実質的に同じである。
【００６３】
図５（Ａ）に示すように、本実施形態に係るコイル導体３２は、基材１の表面等に形成され、巻回軸ＡＸの周りに巻回される約４ターンの楕円形スパイラル状の導体パターンであり、第１端部Ｅ１および第２端部Ｅ２を有する。このように、楕円形状のコイル導体の「曲率半径の極小部分」は、Ｚ軸方向から視て、両端の半円部（図５（Ｂ）のコイル導体３２におけるＹ軸方向の両端部分）となる。本実施形態では、コイル導体３２が１ターンのうちに曲率半径の極小部分ＰＳを２つ有している。
【００６４】
２つの第１導電性部材１２Ａ，１２Ｂは矩形状の平板である。第１導電性部材１２Ａ，１２Ｂは、Ｚ軸方向から視て、コイル導体３２の周方向における曲率半径の極小部分ＰＳに重なる。また、第１導電性部材１２Ａ，１２Ｂは、Ｚ軸方向から視て、上記極小部分ＰＳ以外のコイル導体３２に重ならない抜き部Ｃ１，Ｃ２を有する。
【００６５】
このような構成でも、コイルアンテナ１０２の基本的な構成は、第１の実施形態に係るコイルアンテナ１０１と同様であり、コイルアンテナ１０１と同様の作用・効果を奏する。
【００６６】
《第３の実施形態》
第３の実施形態では、コイル導体の構造が以上に示した各実施形態に係るコイルアンテナとは異なる例を示す。
【００６７】
図６は第３の実施形態に係るコイルアンテナ１０３の平面図である。図７（Ａ）は、内周コイル導体部ＭＰと外周コイル導体部ＦＰを示すコイル導体３３の平面図であり、図７（Ｂ）は、第１コイル導体部ＣＰ１と第２コイル導体部ＣＰ２を示すコイル導体３３の平面図である。なお、図６では、構造を分かりやすくするために、基材１の図示を省略し、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄにはテクスチャーパターンを付与している。図７（Ａ）では、構造を分かりやすくするために、内周コイル導体部ＭＰを破線で示し、外周コイル導体部ＦＰを実線で示している。また、図７（Ｂ）では、構造を分かりやすくするために、第１コイル導体部ＣＰ１を破線で示し、第２コイル導体部ＣＰ２を一点鎖線で示している。
【００６８】
本実施形態に係るコイルアンテナ１０３は、コイル導体３３を備える点で第１の実施形態に係るコイルアンテナ１０１と異なり、その他の構成についてはコイルアンテナ１０１と実質的に同じである。
【００６９】
図７（Ａ）に示すように、本実施形態に係るコイル導体３３は、外周コイル導体部ＦＰと内周コイル導体部ＭＰとで構成される。外周コイル導体部ＦＰは、Ｚ軸方向から視て、外側から内側に向かって右回り（本発明における「第１方向」に相当する。）に巻回される約３ターンの矩形スパイラル状導体パターンである。内周コイル導体部ＭＰは、Ｚ軸方向から視て、左回り（第１方向とは逆方向）に巻回される約１ターンの矩形ループ状導体パターンである。また、Ｚ軸方向から視て、外周コイル導体部ＦＰの径方向における巻回軸ＡＸからの距離Ｌ２は、内周コイル導体部ＭＰの径方向における巻回軸ＡＸからの距離Ｌ１よりも遠い（Ｌ２＞Ｌ１）。
【００７０】
すなわち、本実施形態に係るコイル導体３３は、外周コイル導体部ＦＰと、外周コイル導体部ＦＰの内周に位置する内周コイル導体部ＭＰとで構成される。そして、これら外周コイル導体部ＦＰと内周コイル導体部ＭＰとは互いに逆方向に巻回され、且つ、外周コイル導体部ＦＰの巻回数は内周コイル導体部ＭＰの巻回数よりも多い。
【００７１】
ここで、本発明における「内周コイル導体部」とは、コイル導体のうち最も内周から巻回軸ＡＸの周りに任意の回数巻回された導体部分をいう。本発明における「外周コイル導体部」とは、コイル導体の内周コイル導体部以外の導体部分であり、内周コイル導体部の外周に位置する導体部分をいう。したがって、コイル導体は、内周コイル導体部と、内周コイル導体部以外である外周コイル導体部とで構成される。
【００７２】
また、図７（Ｂ）に示すように、本実施形態に係るコイル導体３３は、径方向における巻回軸ＡＸからの距離が近い第１コイル導体部ＣＰ１と、径方向における巻回軸ＡＸからの距離が第１コイル導体部よりも遠い第２コイル導体部ＣＰ２とを有する。第２コイル導体部ＣＰ２の径方向における巻回軸ＡＸからの距離Ｒ２は、第１コイル導体部ＣＰ１の径方向における巻回軸ＡＸからの距離Ｒ１よりも長い（Ｒ２＞Ｒ１）。本実施形態では、第１コイル導体部ＣＰ１がコイル導体３３の最も内周に位置し、巻回軸ＡＸの周りに巻回される約１ターンの導体である。また、本実施形態では、第２コイル導体部ＣＰ２が第１コイル導体部ＣＰ１よりも外周に位置し、巻回軸ＡＸの周りに巻回される約２ターンの導体である。
【００７３】
そして、第１コイル導体部ＣＰ１において互いに隣接するコイル導体３３の間隙Ｇ１は、第２コイル導体部ＣＰ２において互いに隣接するコイル導体３３の間隙Ｇ２よりも大きい（Ｇ１＞Ｇ２）。すなわち、本実施形態では、Ｚ軸方向から視て、第１コイル導体部ＣＰ１ではコイル導体３３が疎に巻回され、第２コイル導体部ＣＰ２ではコイル導体３３が密に巻回される構造となる。なお、第１コイル導体部ＣＰ１において必ずしもコイル導体３３同士が隣接している必要はない。また、第２コイル導体部ＣＰ２において必ずしもコイル導体３３同士が隣接している必要はない。
【００７４】
ここで、本発明における「第１コイル導体部」とは、コイル導体のうち巻回軸ＡＸの周りに任意の回数巻回された導体部分をいう。本発明における「第２コイル導体部」とは、内周コイル導体部の外周に位置し、巻回軸ＡＸの周りに任意の回数巻回された導体部分である。第１コイル導体部ＣＰ１はコイル導体３３の最も内周に位置する導体でなくてもよく、第２コイル導体部ＣＰ２は第１コイル導体部ＣＰ１よりも相対的に外周に位置する導体であればよい。なお、コイル導体は、第１コイル導体部ＣＰ１および第２コイル導体部ＣＰ２以外の別の導体部分を含んでいてもよい。
【００７５】
本実施形態に係るコイルアンテナ１０３によれば、第１の実施形態で述べた効果以外に、次のような効果を奏する。
【００７６】
本実施形態では、Ｚ軸方向から視て、コイル導体３３の内周（内周コイル導体部ＭＰ）とコイル導体３３の外周（外周コイル導体部ＦＰ）とが逆方向に巻回され、且つ、コイル導体３３の内周はコイル導体３３の外周よりも巻回数が少ない。そのため、コイル導体３３の内周コイル導体部ＭＰから、結合相手のコイルアンテナとの磁界結合に寄与する磁束（外周コイル導体部ＦＰから発生する磁束）とは反対向きの磁束が発生して、結合相手のコイルアンテナとの磁界結合に寄与する磁束の一部が打ち消される。すなわち、この構成により、磁束密度が高くなりやすいコイル導体の内周の磁束密度が抑制され、コイル導体により形成される磁束密度が一様となり、結合相手のコイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度のばらつきが抑制される。
【００７７】
また、本実施形態では、Ｚ軸方向から視て、磁束密度が高くなりやすい内周（第１コイル導体部ＣＰ１）ではコイル導体３３が疎に巻回され、磁束密度が低くなりやすい外周（第２コイル導体部ＣＰ２）ではコイル導体３３が密に巻回される構造となる。言い換えると、コイル導体３３の間隔が密の部分が、径方向において巻回軸ＡＸから外周寄りに位置していて、疎の部分が径方向において巻回軸ＡＸから内周寄りに位置している。一般的に、コイル導体同士の間隔が等しくなるように巻回されたコイルアンテナは、そのコイルアンテナの巻回軸方向におけるコイルアンテナの上面（または下面）において、そのコイルアンテナに電流が流れることに起因する磁束密度の巻回軸方向成分は、巻回軸（コイルの中心）に近いほど強く、巻回軸（コイルの中心）から遠いほど弱くなる。しかし、コイルアンテナ１０３では、径方向において巻回軸ＡＸから外周寄りになるほどコイル導体Ｌ１，Ｌ２同士の間隔が密となるように巻回されているため、コイルアンテナの上面（または下面）において、磁束密度の巻回軸方向成分が一様となる。よって、この構成により、結合相手のコイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度のばらつきは抑制され、広い範囲の相対的な位置関係において、結合相手のコイルアンテナとの結合係数が安定化されるコイルアンテナを実現できる。
【００７８】
なお、本実施形態では、外周コイル導体部ＦＰが約２ターンの導体部分であり、内周コイル導体部ＭＰが約２ターンの導体部分である例を示したが、この構成に限定されるものではない。外周コイル導体部ＦＰの巻回数および内周コイル導体部ＭＰの巻回数については、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。
【００７９】
また、本実施形態では、第１コイル導体部ＣＰ１が約１ターンの導体部分であり、第２コイル導体部ＣＰ２が約２ターンの導体部分である例を示したが、この構成に限定されるものではない。第１コイル導体部ＣＰ１の巻回数および第２コイル導体部ＣＰ２の巻回数については、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。
【００８０】
《第４の実施形態》
第４の実施形態では、第２導電性部材をさらに備えるコイルアンテナについて示す。
【００８１】
図８（Ａ）は第４の実施形態に係るコイルアンテナ１０４の平面図であり、図８（Ｂ）は、内周コイル導体部ＭＰと外周コイル導体部ＦＰを示すコイル導体３１の平面図である。図９は、コイルアンテナ１０４と結合相手のコイルアンテナ２０１との結合関係を示す断面図である。なお、図８（Ａ）では、構造を分かりやすくするために、基材１の図示を省略し、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄおよび第２導電性部材２４にはテクスチャーパターンを付与している。また、図８（Ｂ）では、構造を分かりやすくするために、内周コイル導体部ＭＰを破線で示し、外周コイル導体部ＦＰを実線で示している。図９では、コイルアンテナ１０４が給電用コイルアンテナであり、結合相手のコイルアンテナ２０１が受電用コイルアンテナである。
【００８２】
本実施形態に係るコイルアンテナ１０４は、第２導電性部材２４をさらに備える点で、第１の実施形態に係るコイルアンテナ１０１と異なる。その他の構成についてはコイルアンテナ１０１と実質的に同じである。
【００８３】
本実施形態に係るコイル導体３１は、内周コイル導体部ＭＰおよび外周コイル導体部ＦＰを有する。本実施形態では、外周コイル導体部ＦＰがコイル導体３１の最も外周に位置し、巻回軸ＡＸの周りに巻回する約２ターンの導体である。また、本実施形態では、内周コイル導体部ＭＰが外周コイル導体部ＦＰよりも内周に位置し、巻回軸ＡＸの周りに巻回する約２ターンの導体である。
【００８４】
第２導電性部材２４は矩形状の平板である。第２導電性部材２４の一部は、Ｚ軸方向から視て、コイル導体３１に重なる。第２導電性部材２４は、Ｚ軸方向から視て、コイル開口ＣＭおよび内周コイル導体部ＭＰに重なる。また、第２導電性部材２４は、Ｚ軸方向から視て、外周コイル導体部ＦＰには重ならない。第２導電性部材２４は例えば金属やグラファイト等で構成される平板である。
【００８５】
また、図９に示すように、第２導電性部材２４は、Ｚ軸方向に対しコイル導体３１を挟んで結合相手のコイルアンテナ２０１とは反対側に配置される。言い換えると、第２導電性部材２４は、コイル導体３１に対し結合相手のコイルアンテナ２０１と反対側に配置されている。なお、本実施形態では、第２導電性部材２４が、Ｚ軸方向に対して第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ等とコイル導体３１との間に配置される。
【００８６】
本実施形態では、Ｚ軸方向から視て、磁束密度が高くなりやすいコイル導体３１の内周（内周コイル導体部ＭＰ）やコイル開口ＣＭに第２導電性部材２４が重なり、磁束密度が低くなりやすいコイル導体３１の外周（外周コイル導体部ＦＰ）には第２導電性部材２４が重ならない。そのため、コイル導体３１の内周やコイル開口ＣＭでの磁界形成が第２導電性部材２４によって一部妨げられ、コイル導体３１により形成される磁束密度のばらつきが抑制される。コイル導体により形成される磁束密度が一様となることで、結合相手のコイルアンテナ２０１との相対的な位置関係による結合強度のばらつきがさらに抑制される。
【００８７】
なお、第２導電性部材２４は、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄと同様に、コイル導体３１に対し結合相手のコイルアンテナ２０１と反対側に配置されることが好ましい。この構成により、コイル導体３１と結合相手のコイルアンテナ２０１との間に第２導電性部材２４を配置した場合に比べて、コイルアンテナ１０４が結合相手のコイルアンテナ２０１と磁界結合しやすくなる。
【００８８】
本実施形態では、第２導電性部材２４が、Ｚ軸方向に対して第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ等とコイル導体３１との間に配置される例を示したが、この構成に限定されるものではない。第２導電性部材２４は、Ｚ軸方向に対して第１導電性部材と同一面上に配置されていてもよく、Ｚ軸方向に対して第１導電性部材よりもコイル導体３１から離れた位置に配置されていてもよい。
【００８９】
《第５の実施形態》
第５の実施形態では、異なる形状の第１導電性部材の備えたコイルアンテナについて示す。
【００９０】
図１０（Ａ）は第５の実施形態に係るコイルアンテナ１０５の平面図であり、図１０（Ｂ）は、内周コイル導体部ＭＰと外周コイル導体部ＦＰを示すコイル導体３１の平面図である。図１１は、コイルアンテナ１０５と結合相手のコイルアンテナ２０１との結合関係を示す断面図である。なお、図１０（Ａ）では、構造を分かりやすくするために、基材１の図示を省略し、第１導電性部材１５にはテクスチャーパターンを付与している。また、図１０（Ｂ）では、構造を分かりやすくするために、内周コイル導体部ＭＰを破線で示し、外周コイル導体部ＦＰを実線で示している。図１１では、コイルアンテナ１０５が給電用コイルアンテナであり、結合相手のコイルアンテナ２０１が受電用コイルアンテナである。
【００９１】
本実施形態に係るコイルアンテナ１０５は、第１導電性部材１５の形状が、第１の実施形態に係るコイルアンテナ１０１と異なる。その他の構成についてはコイルアンテナ１０１と実質的に同じである。
【００９２】
本実施形態に係るコイル導体３１は、内周コイル導体部ＭＰおよび外周コイル導体部ＦＰを有する。本実施形態では、外周コイル導体部ＦＰがコイル導体３１の最も外周に位置し、巻回軸ＡＸの周りに巻回する約２ターンの導体である。また、本実施形態では、内周コイル導体部ＭＰが外周コイル導体部ＦＰよりも内周に位置し、巻回軸ＡＸの周りに巻回する約２ターンの導体である。
【００９３】
第１導電性部材１５は、Ｚ軸方向から視て、第４の実施形態に係る第１導電性部材（図８（Ａ）における第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ）と第２導電性部材（図８（Ａ）における第２導電性部材２４）とが一体となったような形状である。
【００９４】
第１導電性部材１５は、Ｚ軸方向から視て、複数の極小部分ＰＳに重なり、且つ、コイル導体３１の径方向に延伸する部分を有する。また、第１導電性部材１５は、Ｚ軸方向から視て、コイル開口ＣＭおよび内周コイル導体部ＭＰに重なり、外周コイル導体部ＦＰには重ならない。
【００９５】
本実施形態では、Ｚ軸方向から視て、磁束密度が高くなりやすいコイル導体３１の内周（内周コイル導体部ＭＰ）やコイル開口ＣＭに第１導電性部材１５が重なり、磁束密度が低くなりやすいコイル導体３１の外周（外周コイル導体部ＦＰ）には第１導電性部材１５が重ならない。そのため、コイル導体３１の内周やコイル開口ＣＭでの磁界形成が第１導電性部材１５によって一部妨げられ、コイル導体３１により形成される磁束密度のばらつきが抑制される。コイル導体により形成される磁束密度が一様となることで、結合相手のコイルアンテナ２０１との相対的な位置関係による結合強度のばらつきが抑制される。
【００９６】
《第６の実施形態》
第６の実施形態では、軸対称であるコイル導体を備えたコイルアンテナについて示す。
【００９７】
図１２は第６の実施形態に係るコイルアンテナ１０６の平面図である。図１３（Ａ）は、内周コイル導体部ＭＰと外周コイル導体部ＦＰを示すコイル導体３６の平面図であり、図１３（Ｂ）は、第１コイル導体部ＣＰ１と第２コイル導体部ＣＰ２を示すコイル導体３６の平面図である。なお、図１２では、構造を分かりやすくするために、基材１の図示を省略し、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄにはテクスチャーパターンを付与している。図１３（Ａ）では、内周コイル導体部ＭＰを破線で示し、外周コイル導体部ＦＰを実線で示している。また、図１３（Ｂ）では、構造を分かりやすくするために、第１コイル導体部ＣＰ１を破線で示し、第２コイル導体部ＣＰ２を実線で示している。
【００９８】
本実施形態に係るコイルアンテナ１０６は、軸対称であるコイル導体３６を備える点で第１の実施形態に係るコイルアンテナ１０１と異なり、その他の構成についてはコイルアンテナ１０１と実質的に同じである。
【００９９】
本実施形態に係るコイル導体３６は、Ｚ軸方向から視て、第１端部Ｅ１と第２端部Ｅ２との間を通る軸（対称軸）ＳＡに対して線対称である。また、コイル導体３６は、隣接するコイル導体の内外配置を入れ替えるように互いに交差する交差部ＣＲ１，ＣＲ２を有する。これら交差部ＣＲ１，ＣＲ２は、隣接するコイル導体同士が短絡しないように、絶縁層を介して交差する。
【０１００】
図１３（Ａ）に示すように、本実施形態に係るコイル導体３６は、２つの外周コイル導体部ＦＰと内周コイル導体部ＭＰとで構成される。２つの外周コイル導体部ＦＰは、Ｚ軸方向から視て、右回り（第１方向）に巻回する約１．５ターンの導体パターンである。内周コイル導体部ＭＰは、Ｚ軸方向から視て、左回り（第１方向とは逆方向）に巻回する約１ターンの矩形ループ状の導体パターンである。
【０１０１】
また、図１３（Ｂ）に示すように、本実施形態に係るコイル導体３６は、径方向における巻回軸ＡＸからの距離が近い第１コイル導体部ＣＰ１と、径方向における巻回軸ＡＸからの距離が第１コイル導体部よりも遠い第２コイル導体部ＣＰ２とを有する。本実施形態では、第１コイル導体部ＣＰ１がコイル導体３６の最も内周に位置し、巻回軸ＡＸの周りに巻回する約２ターンの導体である。また、本実施形態では、第２コイル導体部ＣＰ２が第１コイル導体部ＣＰ１よりも外周に位置し、巻回軸ＡＸの周りに巻回する約１ターンの２つの導体である。そして、Ｚ軸方向から視て、第１コイル導体部ＣＰ１ではコイル導体３６が疎に巻回され、第２コイル導体部ＣＰ２ではコイル導体３６が密に巻回されている。
【０１０２】
一般に、線対称に巻回されるコイル導体においては、給電回路（または受電回路）との接続により隣接するコイル導体間の線間容量の影響が大きくなるという問題がある。そして、この問題は、コイル導体を疎に巻回する内周部と密に巻回する外周部とを有するコイルアンテナの、外周部（第２コイル導体部ＣＰ２）において顕著に現れる。これに対して、本実施形態では、外周コイル導体部ＦＰとは逆方向に巻回される内周コイル導体部ＭＰを備えるため、磁束密度が高くなりやすいコイル導体の内周部の磁束密度が抑制される（第２の実施形態を参照）。すなわち、この構成により、内周コイル導体部ＭＰを備えていない場合に比べ、第２コイル導体部ＣＰ２でコイル導体３６を密に巻回することなく（コイル導体３６同士の間隙Ｇ２を小さくすることなく）、結合相手のコイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度のばらつきを抑制したコイルアンテナを実現できる。
【０１０３】
また、本実施形態では、コイル導体３６が、Ｚ軸方向から視て、第１端部Ｅ１と第２端部Ｅ２との間を通る軸（対称軸）ＳＡに対して線対称であるため、互いに隣接するコイル導体同士の線間容量の分布が対象となり、コイルアンテナの磁界放射の均等性が確保される。また、コイルアンテナ１０６に接続される給電回路（または受電回路）が平衡回路である場合には、給電回路（または受電回路）から見た平衡性を保つことができる。
【０１０４】
《第７の実施形態》
第７の実施形態では、線幅（導体径）の異なるコイル導体を備えたコイルアンテナについて示す。
【０１０５】
図１４は第７の実施形態に係るコイルアンテナ１０７の平面図である。図１５（Ａ）は、内周コイル導体部ＭＰと外周コイル導体部ＦＰを示すコイル導体３７の平面図であり、図１５（Ｂ）は、第１コイル導体部ＣＰ１と第２コイル導体部ＣＰ２を示すコイル導体３７の平面図である。なお、図１４では、構造を分かりやすくするために、基材１の図示を省略し、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄにはテクスチャーパターンを付与している。図１５（Ａ）では、内周コイル導体部ＭＰを破線で示し、外周コイル導体部ＦＰを実線で示している。また、図１５（Ｂ）では、構造を分かりやすくするために、第１コイル導体部ＣＰ１を破線で示し、第２コイル導体部ＣＰ２を実線で示している。
【０１０６】
本実施形態に係るコイルアンテナ１０７は、コイル導体３７が有する第１コイル導体部ＣＰ１の線幅と、第２コイル導体部ＣＰ２の線幅とが異なる点で第６の実施形態に係るコイルアンテナ１０６と異なり、その他の構成についてはコイルアンテナ１０６と実質的に同じである。
【０１０７】
図１４等に示すように、本実施形態に係るコイル導体３７では、第１コイル導体部ＣＰ１の線幅が第２コイル導体部ＣＰ２の線幅よりも太い。
【０１０８】
本実施形態では、コイル導体３７の一部の線幅が太いため（導体径が大きいため）、コイルアンテナ全体の直流抵抗成分を低減できる。
【０１０９】
また、本実施形態では、線幅が太い第１コイル導体部ＣＰ１において互いに隣接するコイル導体３７の間隙Ｇ１が、他の部分（第２コイル導体部ＣＰ２）において互いに隣接するコイル導体３７の間隙Ｇ２よりも大きい（Ｇ１＞Ｇ２）。そのため、コイル導体３７を疎に巻回する内周部（第１コイル導体部ＣＰ１）の線幅を、他の部分の線幅よりも太くしても、互いに隣接するコイル導体間の線間容量の増加は少ない。
【０１１０】
コイルアンテナを構成するコイル導体の線幅が細い場合に比べ、コイル導体の線幅が太い場合の方がコイルアンテナのインダクタンス値は低くなる。そのため、上記構成により、コイル導体３７全体の線幅が同じ場合に比べて、コイルアンテナ全体のインダクタンス値は低くなる。したがって、同じインダクタンス値のコイルアンテナであれば、上記構成により、コイル導体を密に巻回する外周部などの巻回数をさらに多くできる。
【０１１１】
《第８の実施形態》
第８の実施形態では、磁性体部材をさらに備えるコイルアンテナの例を示す。
【０１１２】
図１６（Ａ）は第８の実施形態に係るコイルアンテナ１０８の平面図であり、図１６（Ｂ）はコイル導体３１の周方向における曲率半径の極小部分ＰＳを示すコイルアンテナ１０８の平面図である。なお、図１６（Ａ）では、構造を分かりやすくするために、基材１の図示を省略し、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄにはテクスチャーパターンを付与し、磁性体部材４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ，４８Ｄにはクロスハッチングを付与している。さらに、図１６（Ｂ）では、構造を分かりやすくするため、第１導電性部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの図示を省略している。
【０１１３】
本実施形態に係るコイルアンテナ１０８は、４つの磁性体部材４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ，４８Ｄをさらに備える点で第１の実施形態に係るコイルアンテナ１０１と異なる。その他の構成についてはコイルアンテナ１０１と実質的に同じである。
【０１１４】
磁性体部材４８Ａ，４８Ｃは台形状の平板であり、磁性体部材４８Ｂ，４８Ｄは三角形状の平板である。磁性体部材４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ，４８Ｄは、Ｚ軸方向から視て、図１６（Ｂ）に示す抜き部Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に重なる。すなわち、磁性体部材４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ，４８Ｄは、抜き部Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４にそれぞれ配置されている。磁性体部材４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ，４８Ｄは、例えば焼結された磁性フェライト板であるが、フェライト粉等の磁性体粉がエポキシ樹脂等の樹脂中に分散された樹脂シート等を基材１に貼付したものであってもよい。
【０１１５】
一般に、コイル導体の曲率半径の極小部分ＰＳに比べ、コイル導体の他の部分は相対的に磁束密度が低くなりやすい。本実施形態では、相対的に磁束密度が低くなりやすい他の部分（抜き部Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）に磁性体部材４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ，４８Ｄを配置しているため、コイル導体との位置関係による磁束密度のばらつきが抑制される。また、この構成により、磁性体部材を備えていない場合に比べて、コイルアンテナのインダクタンス値が高まるためコイルアンテナ自体を小型化できる。
【０１１６】
なお、磁性体部材は、コイル導体３１に対して結合相手のコイルアンテナと反対側に配置されることが好ましい。それによって、本発明のコイルアンテナが、結合相手のコイルアンテナと磁界結合しやすくなる。また、磁性体部材の形状、個数等は本実施形態で示したものに限定されるものではない。磁性体部材の形状、個数等は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。すなわち、磁性体部材は例えば矩形、円形等であってもよく、コイルアンテナが１つの磁性体部材を備える構成であってもよい。
【０１１７】
《第９の実施形態》
第９の実施形態では、本発明のコイルアンテナを利用したワイヤレス電力供給システムの例を示す。
【０１１８】
本発明における「給電装置」は、上記コイルアンテナおよび給電回路（後に詳述する）等を備える装置であり、例えば磁気共鳴電力供給システム等のワイヤレス電力供給システムに対応した上記マウスパッド等である。本発明における「受電装置」は、上記コイルアンテナおよび受電回路（後に詳述する）等を備える装置であり、例えば磁気共鳴電力供給システム等のワイヤレス電力供給システムに対応した受電側機器（ワイヤレスマウス、携帯電話端末、いわゆるスマートフォン、タブレット端末、ノートＰＣやＰＤＡ、ウェアラブル端末、カメラ、ビデオ、ゲーム機および玩具等）にワイヤレス給電する充電器等である。
【０１１９】
磁界共鳴電力供給システムは、ＨＦ帯、特に６．７８ＭＨｚ付近の周波数で用いられる。また、磁界型ワイヤレス電力供給システムは、磁界結合により電力供給相手と結合して電力の供給を行う。
【０１２０】
図１７は第９の実施形態に係るワイヤレス電力供給システム５０１の回路図である。ワイヤレス電力供給システム５０１は、給電装置３０１および受電装置４０１で構成され、給電装置３０１から受電装置４０１へワイヤレスで電力を供給する。
【０１２１】
給電装置３０１は、給電回路３１０と、給電回路３１０に接続される給電用コイルアンテナＬｔと、この給電用コイルアンテナＬｔに直列接続された共振キャパシタＣｔとを含む。給電用コイルアンテナＬｔは、受電装置４０１が備える受電回路４１０との結合に用いられ、この給電用コイルアンテナＬｔと共振キャパシタＣｔとで共振回路３２０が構成される。
【０１２２】
また、給電回路３１０は、直流入力電圧Ｖｉを交流電圧に変換して上記共振回路３２０に印加するインバータ回路３１１を備える。インバータ回路３１１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、キャパシタＣ１１、ダイオードＤ１および駆動回路３１２を含む。駆動回路３１２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をＨＦ帯の動作周波数（例えば６．７８ＭＨｚ）で交互にオン／オフ駆動する。共振回路３２０の共振周波数はこの動作周波数またはその近傍の周波数である。このように、給電回路３１０は給電用コイルアンテナＬｔにＨＦ帯の交番電圧を印加する。
【０１２３】
受電装置４０１は、受電回路４１０と、受電回路４１０に接続される受電用コイルアンテナＬｒとを含む。受電用コイルアンテナＬｒは、給電装置３０１が備える給電回路３１０との結合に用いられ、この受電用コイルアンテナＬｒのインダクタンス成分と受電回路４１０が有する容量成分とで共振回路４２０が構成される。受電用コイルアンテナＬｒと給電用コイルアンテナＬｔとは主に磁界結合する。なお、本実施形態では、第１の実施形態で示した構造と同様、給電用コイルアンテナＬｔの形成領域の面積は、受電用コイルアンテナＬｒの形成領域の面積よりも大きい。
【０１２４】
また、受電回路４１０は、受電用コイルアンテナＬｒに生じる交流電圧を直流電圧に変換する整流平滑回路４１１と、整流平滑回路４１１によって変換された直流出力電圧によって駆動される負荷Ｒｏとを備える。整流平滑回路４１１はダイオードブリッジ回路による整流回路４１２、平滑キャパシタＣ２１，Ｃ２２、および電圧レギュレータ回路４１３を含む。
【０１２５】
共振回路４２０はＨＦ帯の上記動作周波数またはその近傍の周波数で共振する。共振回路４２０の共振電圧は整流回路４１２で全波整流され、平滑キャパシタＣ２１，Ｃ２２、および電圧レギュレータ回路３１３で平滑および安定化され、負荷Ｒｏへ所定の一定電圧Ｖｏが供給される。
【０１２６】
本実施形態では、給電用コイルアンテナＬｔは、第１の実施形態で示した構造のコイルアンテナ１０１であり、受電用コイルアンテナＬｒは通常のコイルアンテナである。なお、「通常のコイルアンテナ」とは、コイル導体が単純なループ状またはスパイラル状を成しているものである。
【０１２７】
なお、給電用コイルアンテナが通常のコイルアンテナであり、受電用コイルアンテナが第１の実施形態で示したコイルアンテナ１０１であってもよい。また、給電用コイルアンテナおよび受電用コイルアンテナの双方が第１の実施形態で示した構造のコイルアンテナ１０１であってもよい。いずれも構造でも、給電用コイルアンテナと受電用コイルアンテナは主に磁界結合し、主に磁界を介して電力が伝送される。
【０１２８】
このように、本発明のコイルアンテナは、給電用コイルアンテナ、受電用コイルアンテナのいずれにも利用できる。
【０１２９】
この構成により、相手側コイルアンテナとの相対的な位置関係による結合強度の変化が小さなコイルアンテナを備える給電装置、受電装置およびワイヤレス電力供給システムを実現できる。
【０１３０】
なお、本実施形態では、受電回路４１０が有する容量成分と、受電用コイルアンテナＬｒのインダクタンス成分とで共振回路が構成される例を示したが、共振用のキャパシタを受電用コイルアンテナＬｒに並列に接続してもよい。
【０１３１】
《その他の実施形態》
以上に示した各実施形態では、第１導電性部材および第２導電性部材が金属やグラファイト等で構成される平板である例を示したが、この構成に限定されるものではない。第１導電性部材および第２導電性部材は、基材１の内部または裏面に形成されたＣｕ等の導体パターンであってもよい。また、第１導電性部材および第２導電性部材は、回路基板に形成される導体やグランド導体、シールドケース、バッテリーパック等でもよい。なお、回路基板に形成される導体やグランド導体、シールドケース、バッテリーパック等を、第１導電性部材や第２導電性部材に利用した場合には、第１導電性部材や第２導電性部材を別途形成する必要がなく、製造が容易で低コスト化が図れる。
【０１３２】
なお、第１導電性部材は、メッシュ状の導体であってもよい。第１導電性部材をメッシュ状の導体とすることにより、第１導電性部材とコイル導体との間に発生する寄生容量によるアンテナ特性の劣化が抑制される。このことは、第２導電性部材についても同様である。
【０１３３】
以上に示した各実施形態では、基材１が矩形状の平板である例を示したが、この構成に限定されるものではない。基材１の平面形状は、円形、楕円形、正方形、多角形等、適宜変更可能である。また、基材１は平板に限定されず、曲面を有していてもよく、立体構造等とすることも可能である。
【０１３４】
以上に示した各実施形態では、コイル導体３１が、基材１の表面に形成される約４ターンの矩形スパイラル状導体パターンである例を示したが、この構成に限定されるものではない。コイル導体３１の外形は、Ｚ軸方向から視て、円形、楕円形、多角形、Ｌ字形、Ｔ字形等、適宜変更可能である。また、コイル導体３１は基材１の裏面や内部に形成されていてもよい。また、コイル導体３１は、スパイラル状の導体パターンが形成された基材を積層してヘリカル状にした構成であってもよい。また、コイル導体３１は巻線コイルであってもよい。すなわち、本発明のコイルアンテナにおいて基材は必須ではない。なお、コイル導体３１の巻回数についても、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。
【０１３５】
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。
【符号の説明】
【０１３６】
ＡＸ…巻回軸
３１，３２，３３，３６，３７…コイル導体
Ｅ１…コイル導体の第１端部
Ｅ２…コイル導体の第２端部
ＣＭ…コイル開口
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４…抜き部
ＣＰ１…第１コイル導体部
ＣＰ２…第２コイル導体部
ＦＰ…外周コイル導体部
ＭＰ…内周コイル導体部
ＣＲ１，ＣＲ２…交差部
Ｇ１，Ｇ２…互いに隣接するコイル導体の間隙
ＰＳ…コイル導体の周方向における曲率半径の極小部分
Ｌ１，Ｌ２，Ｒ１，Ｒ２…径方向において巻回軸からの距離
Ｌｒ…受電用コイルアンテナ
Ｌｔ…給電用コイルアンテナ
Ｃ１１…キャパシタ
Ｃ２１，Ｃ２２…平滑キャパシタ
Ｃｔ…共振キャパシタ
Ｄ１…ダイオード
Ｑ１，Ｑ２…スイッチング素子
Ｒｏ…負荷
Ｖｉ…直流入力電圧
Ｖｏ…一定電圧
１…基材
２…樹脂製カバー
４…回路基板
５…グランド導体
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１２Ａ，１２Ｂ，１５…第１導電性部材
２４…第２導電性部材
１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８…コイルアンテナ
２０１…結合相手のコイルアンテナ
３０１…給電装置
３１０…給電回路
３１１…インバータ回路
３１２…駆動回路
３１３…電圧レギュレータ回路
３２０…共振回路
４０１…受電装置
４１０…受電回路
４１１…整流平滑回路
４１２…整流回路
４１３…電圧レギュレータ回路
４２０…共振回路
５０１…ワイヤレス電力供給システム
【図１】
2017169709.tif 000003
【図２】
2017169709.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2017169709.tif 000013
【図１２】
2017169709.tif 000014
【図１３】
2017169709.tif 000015
【図１４】
2017169709.tif 000016
【図１５】
2017169709.tif 000017
【図１６】
2017169709.tif 000018
【図１７】
2017169709.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月2日(2018.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス電力供給システムに用いられるコイルアンテナであって、
巻回軸の周りに複数回巻回されるコイル導体と、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体の周方向における曲率半径の複数の極小部分に重なる第１導電性部材と、
を備え、
前記第１導電性部材は、前記コイル導体の径方向に延伸する長手方向を有し、
前記第１導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記複数の極小部分以外の前記コイル導体に重ならない抜き部を有する、コイルアンテナ。
【請求項２】
前記第１導電性部材は、平面形状が矩形である、請求項１に記載のコイルアンテナ。
【請求項３】
前記コイル導体は、前記巻回軸方向から視て、２つの両端部の間を通って前記巻回軸に交わる軸に対して線対称である、請求項１または２に記載のコイルアンテナ。
【請求項４】
前記コイル導体は、前記巻回軸方向から視て、第１方向に巻回される外周コイル導体部と、前記第１方向とは逆方向に巻回される内周コイル導体部と、で構成され、
前記外周コイル導体部は、前記巻回軸方向から視て、前記径方向において前記巻回軸からの距離が前記内周コイル導体部よりも遠く、
前記外周コイル導体部の巻回数は、前記内周コイル導体部の巻回数よりも多い、請求項１から３のいずれかに記載のコイルアンテナ。
【請求項５】
前記コイル導体は、前記径方向において前記巻回軸からの距離が近い第１コイル導体部と、前記径方向において前記巻回軸からの距離が前記第１コイル導体部よりも遠い第２コイル導体部と、を有し、
互いに隣接する前記コイル導体の間隙は、前記第２コイル導体部よりも前記第１コイル導体部のほうが大きい、請求項１から４のいずれかに記載のコイルアンテナ。
【請求項６】
前記第１コイル導体部の線幅は、前記第２コイル導体部の線幅よりも太い、請求項５に記載のコイルアンテナ。
【請求項７】
前記第１導電性部材は、メッシュ状の導体である、請求項１から６のいずれかに記載のコイルアンテナ。
【請求項８】
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体に重なる第２導電性部材をさらに備え、
前記コイル導体は、前記径方向において前記巻回軸からの距離が近い第１コイル導体部と、前記径方向において前記巻回軸からの距離が前記第１コイル導体部よりも遠い第２コイル導体部と、を有し、
前記第２導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記第１コイル導体部に重なり、且つ、前記第２コイル導体部に重ならない、請求項１から７のいずれかに記載のコイルアンテナ。
【請求項９】
前記第２導電性部材は、メッシュ状の導体である、請求項８に記載のコイルアンテナ。
【請求項１０】
前記コイル導体は、１ターンのうちに曲率半径の極小部分を４つ有する、矩形スパイラル状である、請求項１から９のいずれかに記載のコイルアンテナ。
【請求項１１】
給電装置から受電装置へワイヤレスで電力を供給するワイヤレス電力供給システムにおける給電装置であって、
前記受電装置との結合に用いられる給電用コイルアンテナと、
前記給電用コイルアンテナに接続される給電回路と、
を備え、
前記給電用コイルアンテナは、
巻回軸の周りに複数回巻回されるコイル導体と、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体の周方向における曲率半径の複数の極小部分に重なる第１導電性部材と、
を備え、
前記第１導電性部材は、前記コイル導体の径方向に延伸する長手方向を有し、
前記第１導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記複数の極小部分以外の前記コイル導体に重ならない抜き部を有する、給電装置。
【請求項１２】
前記給電回路は、前記給電用コイルアンテナにＨＦ帯の交番電圧を印加する、請求項１１に記載の給電装置。
【請求項１３】
給電装置から受電装置へワイヤレスで電力を供給するワイヤレス電力供給システムにおける受電装置であって、
前記給電装置との結合に用いられる受電用コイルアンテナと、
前記受電用コイルアンテナに接続される受電回路と、
を備え、
前記受電用コイルアンテナは、
巻回軸の周りに複数回巻回されるコイル導体と、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体の周方向における曲率半径の複数の極小部分に重なる第１導電性部材と、
を備え、
前記第１導電性部材は、前記コイル導体の径方向に延伸する長手方向を有し、
前記第１導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記複数の極小部分以外の前記コイル導体に重ならない抜き部を有する、受電装置。
【請求項１４】
前記受電回路が有する容量成分と、前記受電用コイルアンテナのインダクタンス成分とで共振回路が構成され、
前記共振回路の共振周波数はＨＦ帯の周波数である、請求項１３に記載の受電装置。
【請求項１５】
給電装置および受電装置で構成されるワイヤレス電力供給システムにおいて、
前記給電装置は、
前記受電装置が備える受電用コイルアンテナとの結合に用いられる給電用コイルアンテナと、
前記給電用コイルアンテナに接続される給電回路と、
を有し、
前記給電用コイルアンテナは、
巻回軸の周りに複数回巻回されるコイル導体と、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体の周方向における曲率半径の複数の極小部分に重なる第１導電性部材と、
を備え、
前記第１導電性部材は、前記コイル導体の径方向に延伸する長手方向を有し、
前記第１導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記複数の極小部分以外の前記コイル導体に重ならない抜き部を有し、
前記給電用コイルアンテナの形成領域の面積は、前記受電用コイルアンテナの形成領域の面積よりも大きい、ワイヤレス電力供給システム。
【請求項１６】
前記第１導電性部材は、前記コイル導体に対して前記受電用コイルアンテナと反対側に配置される、請求項１５に記載のワイヤレス電力供給システム。
【請求項１７】
前記給電回路は前記給電用コイルアンテナにＨＦ帯の交番電圧を印加する、請求項１５または１６に記載のワイヤレス電力供給システム。
【請求項１８】
給電装置および受電装置で構成されるワイヤレス電力供給システムにおいて、
前記受電装置は、
前記給電装置が備える給電用コイルアンテナとの結合に用いられる受電用コイルアンテナと、
前記受電用コイルアンテナに接続される受電回路と、
を有し、
前記受電用コイルアンテナは、
巻回軸の周りに複数回巻回されるコイル導体と、
前記巻回軸方向から視て、少なくとも一部が前記コイル導体の周方向における曲率半径の複数の極小部分に重なる第１導電性部材と、
を備え、
前記第１導電性部材は、前記コイル導体の径方向に延伸する長手方向を有し、
前記第１導電性部材は、前記巻回軸方向から視て、前記複数の極小部分以外の前記コイル導体に重ならない抜き部を有し、
前記給電用コイルアンテナの形成領域の面積は、前記受電用コイルアンテナの形成領域の面積よりも大きい、ワイヤレス電力供給システム。
【請求項１９】
前記第１導電性部材は、前記コイル導体に対して前記給電用コイルアンテナと反対側に配置される、請求項１８に記載のワイヤレス電力供給システム。
【請求項２０】
前記受電回路が有する容量成分と、前記受電用コイルアンテナのインダクタンス成分とで共振回路が構成され、
前記共振回路の共振周波数はＨＦ帯の周波数である、請求項１８または１９に記載のワイヤレス電力供給システム。
【国際調査報告】
2017169709.tif 000020
2017169709.tif 000021