(57)【要約】【課題】アンテナ特性の劣化を防止でき、積層体を用いて小型かつ低コストに構成可能な環境発電機能を有する電源装置を提供する。【解決手段】本発明の電源装置は、絶縁層と導体層を交互に積層形成した積層体２０を用いて構成され、外部からの電波を受信するアンテナ１０ａと、アンテナ１０ａの受信信号を入力する入力回路と、入力回路の出力交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路とが積層体２０に構成される。アンテナ１０ａは領域Ｒ１に含まれ、回路部品（Ｄ１、Ｄ２）と内層領域Ｒ２ａは回路領域としての領域Ｒ２に含まれる。アンテナ１０ａは、回路領域としての領域Ｒ２と積層体２０の積層方向で重ならないので、アンテナ１０ａのアンテナ性能の劣化を防止しつつ、小型かつ低コストの電源装置を実現することができる。【選択図】図２
2011211859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と導体層を交互に積層形成した積層体を用いて構成される電源装置において、
外部からの電波を受信するアンテナと、
前記アンテナの受信信号を入力する入力回路と、
前記入力回路の出力交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路と、
がそれぞれ前記積層体に構成され、
前記アンテナは、前記入力回路及び前記整流回路を配置した回路領域と前記積層体の積層方向で重ならないことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記アンテナの給電点が前記入力回路の入力側に接続され、前記入力回路の出力側が前記整流回路の入力側に接続され、前記整流回路の出力側が外部端子に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記積層体の所定の導体層にはグランドパターンが形成され、
前記グランドパターンは、前記アンテナ及び前記回路領域と、前記積層体の積層方向の一方の側で対向配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記入力回路は、前記アンテナのインピーダンスを整合する整合回路を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】
前記入力回路は、前記アンテナに接続される一次コイルと前記整流回路に接続される二次コイルとを有するトランスを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項６】
前記入力回路は、
入力側のインピーダンスを整合する整合回路と、
入力側の一次コイルと出力側の二次コイルとを有するトランスと、
入力信号のうち所定の周波数成分に同調する同調回路と、
のうちの少なくとも２つを直列に接続して構成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電源装置。
【請求項７】
前記トランスは、前記回路領域のうちインダクタ及びコンデンサが配置された領域と前記積層体の積層方向で重ならないことを特徴とする請求項５又は６に記載の電源装置
【請求項８】
前記回路領域のうちインダクタ及びコンデンサが配置された領域は、前記積層体の内層の導体パターンにより構成されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の電源装置。
【請求項９】
前記アンテナは、前記積層体の表面に実装されるチップアンテナであることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の電源装置。
【請求項１０】
前記積層体の表面には、前記チップアンテナと、前記整流回路に含まれる電子部品とが実装されることを特徴とする請求項９に記載の電源装置。
【請求項１１】
前記アンテナは、前記積層体の内層の導体パターンにより構成されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から到来する電波を受信して直流電力を取り出す環境発電機能を有する電源装置のうち、積層体に回路を構成した電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、携帯電話などの携帯型の電子機器には二次電池が搭載され、ある程度使用した時点で二次電池の充電が必要になる。しかし、携帯電話等は、送信動作に比べて電力消費が小さい待ち受け動作の時間が長いのが通常である。また、アクセスが困難な施設等に設置され間欠的に動作するセンサ等の機器が知られているが、この種のセンサ等も電力消費は小さい。このように電力消費が小さい機器に対し、二次電池の搭載や電池交換あるいはケーブルの敷設などを不要にできれば、これらの機器の利用価値を高めることができる。そのため、従来から、自然環境に存在するエネルギーから電力を取り出す環境発電が注目されている。例えば、都市空間などで利用される電波を受信して直流電力を取り出す技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。このような技術により電波から取り出すことができる直流電力は小さいが、上述のような低消費電力の用途であれば十分に適用可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３３２４３号公報
【特許文献２】特開２００３−８８００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の環境発電機能を有する電源装置は、小型かつ低コストに構成することが望ましい。例えば、誘電体層と導体層を交互に積層した多層の積層体を用いてアンテナと各種回路を一体的に配置すれば、小型化及び低コスト化を実現することができる。しかしながら、上記電源装置の内部には高周波の信号が伝送されるため、小型の積層体のアンテナと回路が一体化されたときの電磁的干渉が問題となる。特に、積層体の異なる層間でアンテナと対向配置される回路が存在すると、回路素子の導体パターンの影響によりアンテナ特性が劣化することは避けられない。また、このようなアンテナ特性の劣化を防ぐため、外部のアンテナを取り付けたり、積層体自体のサイズを大きくするのでは、電源装置の小型化及び低コスト化を実現することができなくなる。
【０００５】
本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、アンテナと回路を積層体に一体的に配置して小型化及び低コスト化を図りつつ、アンテナと回路との干渉に起因するアンテナ特性の劣化を防止し得る環境発電機能を有する電源装置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】
上記課題を解決するために、本発明の電源装置は、絶縁層と導体層を交互に積層形成した積層体を用いて構成される電源装置において、外部からの電波を受信するアンテナと、前記アンテナの受信信号を入力する入力回路と、前記入力回路の出力交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路とがそれぞれ前記積層体に構成され、前記アンテナは、前記入力回路及び前記整流回路を配置した回路領域と前記積層体の積層方向で重ならないことを特徴としている。
【０００７】
本発明の電源装置によれば、積層体に、アンテナと、入力回路と整流回路を配置した回路領域とをそれぞれ構成し、アンテナと回路領域を積層方向で重ならないように配置したので、回路領域とアンテナの電磁的干渉を抑制することができる。すなわち、回路領域で平面状に配置される回路素子の導体パターンは、アンテナに対し、平面方向に比べて積層方向に強く影響を及ぼすことから、本発明の配置によりアンテナ特性の劣化を小さくするものである。従って、多層の積層体を用いてアンテナと回路領域を一体的に配置し、良好なアンテナ特性を確保しつつ、小型かつ低コストの電源装置を実現することができる。
【０００８】
本発明の電源装置には、前記アンテナと前記回路領域に加えて、前記アンテナ及び前記回路領域と前記積層体の積層方向の一方の側で対向配置されるグランドパターンを形成することが望ましい。これにより、このグランドパターンが前記アンテナの接地板として機能すると同時に前記回路領域のシールド板としても機能する。
【０００９】
前記入力回路は多様な回路で構成することができる。例えば、前記入力回路として、前記アンテナのインピーダンスを整合する整合回路を含めてもよく、あるいは、前記アンテナに接続される一次コイルと前記整流回路に接続される二次コイルとを有するトランスを含めてもよい。また、前記入力回路は、複数の回路を直列に接続して構成してもよい。例えば、整合回路、トランス、同調回路のうちの２つを直列に接続して入力回路としてもよい。
【００１０】
前記積層体には多様な配置を持たせることができる。例えば、前記アンテナだけではなく、前記トランスを、前記回路領域のうちインダクタ及びコンデンサが配置された領域と前記積層体の積層方向で重ならないようにしてもよい。あるいは、前記回路領域のうちインダクタ及びコンデンサが配置された領域を、前記積層体の内層の導体パターンにより構成してもよい。
【００１１】
前記アンテナとして多様な形態を採用することができる。例えば、前記積層体の表面に実装されるチップアンテナを用いてもよい。この場合、前記積層体の表面に、前記チップアンテナと、前記整流回路に含まれる電子部品とを実装することができる。また、前記アンテナを、前記積層体の内層の導体パターンにより構成してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アンテナと各種回路とを積層体に一体化して構成した電源装置において、アンテナと回路領域を積層方向で重ならないように配置することより、回路領域の回路素子からアンテナへの電磁的干渉に起因する悪影響を抑制することができる。よって、良好なアンテナ特性を保ちつつ、小サイズの積層体を用いて小型かつ低コストに構成可能とし、これにより環境発電の分野で携帯機器やセンサ等に電力を供給する利便性の高い電源装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の電源装置の回路構成の一例を示す図である。
【図２】第１実施形態の電源装置が構成される積層体の構造例を示す図である。
【図３】図２の積層体の各層の構造例を示す斜視図である。
【図４】第２実施形態の電源装置の回路構成の一例を示す図である。
【図５】第２実施形態の電源装置が構成される積層体の構造例を示す図である。
【図６】電源装置の回路構成の第１の変形例を示す図である。
【図７】電源装置の回路構成の第２の変形例を示す図である。
【図８】電源装置の回路構成の第３の変形例を示す図である。
【図９】積層体の構造の第１の変形例を示す図である。
【図１０】積層体の構造の第２の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下では、本発明を適用した２つの実施形態について順次説明する。
【００１５】
[第１実施形態]
図１は、第１実施形態の電源装置１の回路構成の一例を示している。第１実施形態の電源装置１は多層の積層体に構成され、外部から到来する電波を受信して電力を取り出す環境発電機能を有する。図１に示すように、電源装置１は、アンテナ１０と、アンテナ１０のインピーダンスを整合する整合回路１１と、整合回路１１の出力交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路１２を含んで構成される。
【００１６】
アンテナ１０は、積層体に実装される構造を有し、外部から到来する電波を受信するアンテナ素子である。アンテナ１０の周波数帯域は特に制約されないが、使用環境下においてある程度の電界強度が得られる周波数帯域であることが望ましい。例えば、数ＭＨｚ〜数ＧＨｚ程度の広い周波数範囲の電波のうち、特に携帯電話用の周波数帯域や放送用の周波数帯域などは電界強度が強く利用に適している。また、アンテナ１０を実装する積層体は小型であるため、積層体の表面に搭載可能なチップアンテナや、積層体の導体パターンを用いて構成されるパターンアンテナなど小型のアンテナ素子を用いることが望ましい。
【００１７】
入力回路としての整合回路１１は、入力側のアンテナ１０の給電点と、出力側のノードＮ１との間に配置され、コンデンサＣ１とインダクタＬ１とにより構成される。コンデンサＣ１は、アンテナ１０の給電点とノードＮ１との間に接続され、インダクタＬ１は、コンデンサＣ１の一端とグランド電位との間に接続される。整合回路１１は、アンテナ１０のインピーダンスを整合し、アンテナ１０から後段の整流回路１２に伝送される受信信号の損失を低減する役割がある。なお、整合回路１１の回路構成は図１の例には制約されず、コンデンサとインダクタを組み合わせた多様な形態で構成することができる。
【００１８】
整流回路１２は、入力側のノードＮ１と、出力側の外部端子Ｔｏとの間に配置され、２つのダイオードＤ１、Ｄ２とコンデンサＣ２とにより構成される。ダイオードＤ１は、アノードがノードＮ１に接続され、カソードが外部端子Ｔｏに接続される。ダイオードＤ２は、アノードがグランド電位に接続され、カソードがノードＮ１に接続される。コンデンサＣ２は、外部端子Ｔｏとグランド電位との間に接続される。整流回路１２は、アンテナ１０から整合回路１１を通ってノードＮ１に伝送された交流電圧を入力し、ダイオードＤ１、Ｄ２の整流作用により得られた直流電圧を外部端子Ｔｏに出力する役割がある。整流回路１２において、ノードＮ１の交流電圧が正のサイクルにあるときは、ノードＮ１からダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２が充電され、外部端子Ｔｏに直流電圧が現れる。なお、図１の整流回路１２は半波整流回路の一例であるが、これには制約されず、多様な部品を用いて全波整流回路等を含む多様な整流回路１２を構成することができる。
【００１９】
整流回路１２により得られた直流電圧は、外部端子Ｔｏに接続される負荷（不図示）に供給される。接続可能な負荷としては、例えば、無線通信機能を有する携帯機器や、独自の電源を持たないセンサ端末等の各種電子・電気機器が想定される。電源装置１により供給可能な電力は小さいため、例えば、携帯電話機等の待ち受け時の電力供給や、定期的に作動する低消費電力型の独立センサへの電力供給などの用途に有効である。また、外部の機器に二次電池が搭載される場合には、電源装置１を用いて二次電池を充電してもよい。このように電源装置１は外部の機器に電力を供給する発電モジュールとして機能する。
【００２０】
次に、第１実施形態の電源装置１が構成される積層体の構造例について図２及び図３を参照して説明する。第１実施形態の電源装置１は、回路素子の導体パターンを形成した複数の誘電体層からなる積層体に構成される。図２（Ａ）は、電源装置１を構成した積層体２０の表面の平面配置を示す図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の積層体２０の断面構造を示す図である。
【００２１】
図２（Ａ）に示すように、上方から見た積層体２０は平面方向で２つの領域Ｒ１、Ｒ２に区分されている。領域Ｒ１には、図１のアンテナ１０としてのチップアンテナ１０ａが配置されている。領域Ｒ２には、図１の整流回路１２の回路部品である２つのダイオードＤ１、Ｄ２が配置されている。例えば、図２（Ａ）の積層体２０は、３０ｍｍ×４０ｍｍの矩形状に形成される。
【００２２】
また、図２（Ｂ）に示すように、側面から見た積層体２０において、領域Ｒ１は積層方向（積層体２０の平面方向に直交する方向）で重なる全層を含むものとし、領域Ｒ２は積層方向で重なる全層を含むものとする。図２の例では、積層体２０の表面の配置されたチップアンテナ１０ａ及びダイオードＤ１、Ｄ２以外の回路素子は、領域Ｒ２に含まれる内層領域Ｒ２ａの導体パターン及びビア導体により構成される。
【００２３】
第１実施形態の構造上の特徴は、少なくともアンテナ１０が積層体２０の積層方向で回路領域と重ならない点にある。領域Ｒ１は、アンテナ１０としてのチップアンテナ１０ａを含む範囲に設定され、チップアンテナ１０ａ以外にはグランドパターンと給電点付近のパターンのみを含むだけで、整合回路１１及び整流回路１２の回路素子やパターンは含んでいない。一方、領域Ｒ２は、整合回路１１及び整流回路１２が構成される回路領域であって、表面のダイオードＤ１、Ｄ２と、内層領域Ｒ２ａのコンデンサＣ１、Ｃ２及びインダクタＬ１を含んでいる。従って、２つの領域Ｒ１、Ｒ２が積層方向で区分して設定されていることから、少なくともチップアンテナ１０ａが回路領域と積層方向で重ならないという条件を満たすことになる。
【００２４】
なお、図２の配置は一例であって、上記条件を満たす限り領域Ｒ１、Ｒ２の配置を自在に変更できる。例えば、領域Ｒ１はチップアンテナ１０ａを含むより狭い範囲に設定でき、あるいは回路領域と重ならないより広い範囲に設定できる。また、領域Ｒ２は回路領域を含むより狭い範囲に設定でき、あるいはチップアンテナ１０ａと重ならないより広い範囲に設定できる。また、図２の積層体２０の表面に実装されるチップアンテナ１０ａとダイオードＤ１、Ｄ２についても多様な変形例があるが、詳細は後述する。
【００２５】
第１実施形態では、アンテナ１０を回路領域と積層方向で重ならないように配置することにより、回路領域の回路素子からアンテナ１０への電磁的干渉に起因する悪影響を抑制することができる。すなわち、第１実施形態では、アンテナ１０を構成する素子が平面内に広がり、かつ回路領域のコンデンサやインダクタも主に平面状に広がる導体パターンで構成されるので、アンテナ１０と回路領域が平面方向で別々の領域にあるときは電磁的な結合が小さくなる一方、両者が積層方向で対向するときは電磁的な結合が大きくなる。その結果、図２のような配置を採用すれば、アンテナ１０と回路領域の電磁的結合が抑えられ、アンテナ１０の放射特性や周波数特性の劣化を防止することができる。
【００２６】
図３は、図２の積層体２０の各層の構造例を示す斜視図である。積層体２０の内部には、下層から順に５層の誘電体層Ｌ１〜Ｌ５が積層されている。これらの誘電体層Ｌ１〜Ｌ５は、例えばセラミックを用いて形成される。誘電体層Ｌ１〜Ｌ５には、グランドパターン３０、４０と、回路素子を構成する複数の導体パターン３１〜３９と、各層の導体パターン同士を接続するために積層方向に貫通する複数のビア導体Ｖ１〜Ｖ６が形成されている。また、最上層の誘電体層Ｌ５には、図２のチップアンテナ１０ａ及びダイオードＤ１、Ｄ２が実装されるとともに、外部端子Ｔｏの側面電極が形成されている。なお、図３の誘電体層Ｌ１〜Ｌ５の各々は、図２と同様の領域Ｒ１、Ｒ２に区分されるものとする。
【００２７】
最上層の誘電体層Ｌ５に実装されたチップアンテナ１０ａは、給電点である導体パターン３７に接続され、導体パターン３７はビア導体Ｖ４を介して誘電体層Ｌ４の導体パターン３６と誘電体層Ｌ３の導体パターン３３にそれぞれ接続されている。誘電体層Ｌ４の導体パターン３６は、ビア導体Ｖ５、誘電体層Ｌ３の導体パターン３４、ビア導体Ｖ３、誘電体層Ｌ２の導体パターン３２、ビア導体Ｖ１の順に接続されてインダクタＬ１を構成する。ビア導体Ｖ１の下端は、最下層の誘電体層Ｌ１の全面を覆うグランドパターン３０に接続されている。一方、誘電体層Ｌ３の導体パターン３３は、対向配置される誘電体層Ｌ４の導体パターン３５とコンデンサＣ１を構成する。
【００２８】
誘電体層Ｌ４の導体パターン３５は図１のノードＮ１に対応し、ビア導体Ｖ６を介して最上層の誘電体層Ｌ５のダイオードＤ２のカソードに接続され、さらに導体パターン３８を介してダイオードＤ１のアノードにも接続される。ダイオードＤ２のアノードは誘電体層Ｌ５の略半分の領域を覆うグランドパターン４０に接続されている。また、ダイオードＤ１のカソードは導体パターン３９に接続され、導体パターン３９の端部が外部端子Ｔｏの側面電極となっている。また、導体パターン３９はビア導体Ｖ２を介して誘電体層Ｌ２の導体パターン３１に接続される。この導体パターン３１は誘電体層Ｌ１のグランドパターン３０に対向配置され、コンデンサＣ２を構成する。
【００２９】
以上のように、チップアンテナ１０ａは、給電点の導体パターン３７を除き、誘電体層Ｌ１のグランドパターン３０のみと積層方向で重なる位置関係にある。また、チップアンテナ１０ａを含む領域Ｒ１まで広げても、グランドパターン４０は存在するが、他の回路領域の導体パターンやビア導体は存在しないことがわかる。一方、回路領域である領域Ｒ２は、誘電体層Ｌ５のダイオードＤ１、Ｄ２に加えて、導体パターン３１〜３６などを含む内層領域Ｒ２ａが存在し、グランドパターン３０、４０とも積層方向で重なる位置関係にある。
【００３０】
ここで、誘電体層Ｌ１のグランドパターン３０に着目すると、グランドパターン３０は、その上層に配置されるチップアンテナ１０ａ及び回路領域のそれぞれと対向配置されている。よって、グランドパターン３０は、チップアンテナ１０ａのアンテナ特性を向上させる接地板として機能するとともに、回路領域を外部から遮断してアイソレーションを向上させるシールド板としても機能する。なお、グランドパターン３０を内層の誘電体層Ｌ２〜Ｌ４に形成することも可能であるが、かかる構造ではチップアンテナ１０ａの接地板としては機能するが、グランドパターン３０を挟んで両側に回路領域が存在するとシールド板としては機能しなくなる。
【００３１】
[第２実施形態]
図４は、第２実施形態の電源装置１の回路構成の一例を示している。第２実施形態の電源装置１は、基本的な機能は第１実施形態と共通するが、回路構成と構造に違いがある。図４に示すように、第２実施形態の電源装置１は、アンテナ１０と、アンテナ１０の給電点とノードＮ２との間に配置されるトランス１３と、トランス１３の出力交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路１２ａとを含んで構成される。
【００３２】
入力回路としてのトランス１３は、アンテナ１０の給電点に接続される一次コイルと、ノードＮ２に接続される二次コイルとを有し、アンテナ１０の受信信号を、一次コイルと二次コイルの巻数比に応じた電圧振幅の交流電圧に変換する。例えば、トランスの巻数比が１対１０であれば、アンテナ１０の受信信号は１０倍の電圧振幅に拡大される。トランス１３の一次コイルと二次コイルは、それぞれの一端がグランドに接続されている。
【００３３】
整流回路１２ａは、入力側がノードＮ２に接続され、出力側が外部端子Ｔｏに接続され、２つのダイオードＤ１、Ｄ２と２つのコンデンサＣ２、Ｃ３とにより構成される。このうち、ダイオードＤ１、Ｄ２及びコンデンサＣ２の回路部分の構成及び動作は、図１の整流回路１２と同様である。一方、入力側のコンデンサＣ３は、ノードＮ２と２つのダイオードＤ１、Ｄ２の接続点との間に挿入されている。これにより、ノードＮ２の交流電圧が負のサイクルにあるときは、ダイオードＤ１によってコンデンサＣ３が充電され、ノードＮ２の交流電圧が正のサイクルにあるときは、充電されたコンデンサＣ３からダイオードＤ２を介してコンデンサＣ２が充電され、外部端子Ｔｏに直流電圧が現れる。
【００３４】
第２実施形態の電源装置１の基本的な機能は第１実施形態の場合と同様であるが、整合回路１１をトランス１３で置き換えたことにより使用形態には若干の違いがある。すなわち、第２実施形態の電源装置１はトランス１３の巻数比により電圧振幅を拡大できるので、第１実施形態に比べ、微弱な電波環境での使用に適している。また、トランス１３の周波数特性の制約があることから、第１実施形態に比べ、比較的低い周波数帯域における使用に適している。
【００３５】
次に、第２実施形態の電源装置１が構成される積層体２０の構造例について図５を参照して説明する。第２実施形態の電源装置１は、第１実施形態と比べると、複数の誘電体層からなる積層体２０に構成される点は共通であるが、領域区分において違いがある。図５（Ａ）は、第２実施形態の電源装置１を構成した積層体２０の表面の平面配置を示す図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の積層体２０の断面構造を示す図である。
【００３６】
図５（Ａ）に示すように、積層体２０は平面方向で３つの領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に区分されている。すなわち、２つのダイオードＤ１、Ｄ２が配置される領域Ｒ２はほぼ図２と同様であるが、図２の領域Ｒ１をさらに２つの領域Ｒ１、Ｒ３に区分している。領域Ｒ１には、図２の領域Ｒ１と同様のチップアンテナ１０ａが配置され、領域Ｒ３には図４のトランス１３が配置されている。なお、領域Ｒ２に含まれる内層領域Ｒ２ａについては、図２の場合と同じ意味である。
【００３７】
第２実施形態の構造上の特徴は、少なくともアンテナ１０が積層方向で回路領域と重ならない点に加えて、トランス１３も積層方向で回路領域と重ならない点にある。領域Ｒ３は、積層体２０の表面に実装された比較的大きな外形のトランス１３を含む範囲に設定され、領域Ｒ３は回路領域とは積層方向で重ならない。このような配置により、トランス１３の一次コイルや二次コイルが回路領域の回路素子と電磁的に結合することにより、回路素子の高周波特性を劣化させることを防止することができる。また、アンテナ１０とトランス１３を積層方向で重ならない配置とすることは、第１実施形態で説明した通り、アンテナ１０の特性劣化を防止するためである。
【００３８】
第２実施形態では、各層の構造例（図３）については省略するが、導体パターン及びビア導体を用いた基本構造は第１実施形態と共通である。ただし、第２実施形態では、最上層の誘電体層Ｌ５にトランス１３を実装するとともに、コンデンサＣ１及びインダクタＬ１をコンデンサＣ３で置き換えて構成する必要がある。また、第２実施形態においても、最下層の誘電体層Ｌ１の全面を覆うグランドパターン３０の役割については第１実施形態と同様である。
【００３９】
[変形例]
以上の第１及び第２実施形態の電源装置１は、回路構成と積層体２０の構造の両面で多様な変形例がある。図６〜図８は、電源装置１の回路構成についての変形例を示している。アンテナ１０の給電点と整流回路１２の入力側の間に配置される入力回路の例として、第１実施形態では整合回路１１（図１）、第２実施形態ではトランス１３（図４）をそれぞれ示したが、これらに限らず、各種回路を直列に接続して入力回路を構成することができる。
【００４０】
図６は、電源装置１の回路構成の第１の変形例を示している。図６の第１の変形例では、アンテナ１０の給電点とノードＮ２との間に、整合回路１１と同調回路１４を直列に接続した入力回路が構成されている。整合回路１１は図１と同様の構成を有する。同調回路１４は、インダクタＬ２とコンデンサＣ４からなる並列共振回路からなり、この並列共振回路がノードＮ２とグランド電位との間に接続されている。同調回路１４は、アンテナ１０の受信信号のうち所定の周波数帯域の成分を選択的に通過させる。例えば、電波塔や基地局の近辺などの特定の周波数帯域の電波を受信する場合には、図６の回路構成が適している。
【００４１】
図７は、電源装置１の回路構成の第２の変形例を示している。図７の第２の変形例では、アンテナ１０の給電点とノードＮ２との間に、整合回路１１とトランス１３を直列に接続した入力回路が構成されている。整合回路１１は図１と同様の構成を有し、トランス１３は図４と同様の構成を有する。図７の回路構成は、整合回路１１によりアンテナ１０のインピーダンスを整合して受信信号の損失を低減し、トランス１３により電圧振幅を拡大するので、電界強度が小さい環境下で電波を受信する場合に適している。
【００４２】
図８は、電源装置１の回路構成の第３の変形例を示している。図８の第３の変形例では、アンテナ１０の給電点とノードＮ２との間に、トランス１３と整合回路１１ａを直列に接続した入力回路が構成されている。図８は、図７の整合回路１１とトランス１３の位置を入れ替えた構成に対応する。トランス１３は図４及び図７と同様であるが、整合回路１１ａは、図１および図７とは異なり、トランス１３の二次コイルとノードＮ２との間に接続されたインダクタＬ３と、ノードＮ２とグランド電位の間に接続されたコンデンサＣ５とにより構成される。アンテナ１０のインピーダンスと、トランス１３の入出力インピーダンスと、整流回路１２ａの入力インピーダンスのそれぞれの関係に応じて、図８の回路構成の方が経路全体の損失を低減できる場合に採用することができる。
【００４３】
なお、図６〜８に示した変形例では、２つの回路を直列接続して入力回路を構成する例であるが、さらに多数の回路を直列接続して入力回路を構成してもよい。また、入力回路には、上述の回路に限らず、例えば、フィルタ回路などを含めてもよい。さらに、電源装置１の回路構成においては、入力回路に限らず、整流回路１２と外部端子Ｔｏとの間に別の回路を挿入してもよい。例えば、フィルタ回路、昇圧回路、制御回路などを整流回路１２と外部端子Ｔｏの間に挿入してもよい。この場合、電源装置１で得られた電力の一部を内部の回路に供給することも可能である。
【００４４】
次に、図９及び図１０は、電源装置１が構成される積層体２０の構造についての変形例を示している。第１実施形態の積層体２０は図２の構造例を示し、第２実施形態の積層体２０は図５の構造例を示したが、これらの構造例に限らず、回路部品や配置を変更することができる。  
【００４５】
第１実施形態の積層体２０に対応する各種変形例について図９を参照して説明する。図９（Ａ）に示すように、図２の２つのダイオードＤ１、Ｄ２に代えて、積層体２０の表面の領域Ｒ２に半導体チップ１５を実装してもよい。半導体チップ１５には、ダイオードＤ１、Ｄ２を含む整流回路１２を構成してもよいが、入力回路やその他の負荷回路の一部又は全部を構成してもよい。なお、以下の変形例では、積層体２０に半導体チップ１５を実装する場合を例に説明するが、ダイオードＤ１、Ｄ２を実装する場合でも同様である。図９（Ｂ）に示すように、積層体２０の表面に限らず、積層体２０の裏面の領域Ｒ２に半導体チップ１５を実装してもよい。
【００４６】
一方、図９（Ｃ）に示すように、チップアンテナ１０ａに代え、積層体２０の表面の導体パターンにより構成したパターンアンテナ１０ｂをアンテナ１０としてもよい。パターンアンテナ１０ｂは、例えば、ミアンダ状の導体パターンにより構成される。また、図９（Ｄ）に示すように、パターンアンテナ１０ｂを積層体２０の内層の導体パターンにより構成してもよい。図９（Ｃ）、（Ｄ）に示すパターンアンテナ１０ｂは、積層体２０に実装される部品点数を削減して低コスト化を図る場合に適している。
【００４７】
次に、第２実施形態の積層体２０に対応する各種変形例について図１０を参照して説明する。図１０（Ａ）は、チップアンテナ１０ａとトランス１３を図５（Ａ）と同位置に配置しつつ、２つのダイオードＤ１、Ｄ２を図９と同様の半導体チップ１５に置き換えた例である。なお、半導体チップ１５は、図９（Ｂ）と同様、積層体２０の表面に限らず、裏面の領域Ｒ２に実装してもよい。また、図１０（Ｂ）に示すように、積層体２０の裏面の領域Ｒ３にトランス１３を実装してもよい。この場合でも、チップアンテナ１０ａとトランス１３は積層方向で重ならない配置になっている。
【００４８】
一方、図１０（Ｃ）に示すように、図９（Ｃ）と同様、積層体２０の表面の導体パターンにより構成したパターンアンテナ１０ｂをアンテナ１０としてもよい。また、図１０（Ｄ）に示すように、図９（Ｄ）と同様、パターンアンテナ１０ｂを積層体２０の内層の導体パターンにより構成してもよい。
【００４９】
図９、１０に示した変形例以外にも、多様な構造で積層体２０を形成することができる。例えば、１個のアンテナ１０に限らず、２個以上のアンテナ１０を積層体２０に配置してもよい。この場合、積層体２０の表面と裏面にそれぞれの領域Ｒ１に別々のアンテナ１０を実装することができる。また、他の部品についても同様であり、例えば、２個以上のトランス１３を積層体２０の表面と裏面のそれぞれの領域Ｒ３に実装することができる。
【００５０】
以上、第１及び第２実施形態に基づき本発明の内容を具体的に説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことができる。例えば、積層体２０の材料はセラミックに限られず、多様な誘電体材料を用いることができ、その形状、サイズも自在に設定可能である。また、電源装置１の回路形式は、図１や図４には限られず、同様の機能を実現する多様な回路形式を採用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１…電源装置
１０…アンテナ
１０ａ…チップアンテナ
１０ｂ…パターンアンテナ
１１、１１ａ…整合回路
１２、１２ａ…整流回路
１３…トランス
１４…同調回路
１５…半導体チップ
２０…積層体
３０、４０…グランドパターン
３１〜３９…導体パターン
Ｃ１〜Ｃ５…コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２…ダイオード
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３…インダクタ
Ｌ１〜Ｌ５…誘電体層
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３…領域
Ｔｏ…外部端子
Ｖ１〜Ｖ６…ビア導体
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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