(57)【要約】【課題】電子機器からの電磁ノイズ遮断特性を保証しながら、伝送特性を劣化させずに所定周波数の磁界結合を用いた電力伝送機能を電子機器に導入する電磁フィルタ装置を提供する。【解決手段】本発明による電磁フィルタ装置は、シールド導体１０１に設けられたシールド開口部１０２と、両端でシールド導体１０１にそれぞれ接続され、シールド導体１０１を複数の分割開口部１１２群に分割する複数の導電体ストリップ１１１と、導電体ストリップ１１１のそれぞれに所定間隔で設けられた複数の帯域阻止フィルタ１１３とを備える。シールド開口部１０２を分割開口部１１２群に分割したことにより、シールド開口部１０２を介したノイズ漏洩量の抑圧が可能となる。シールド開口部１０２を通過する所定周波数の磁界に起因して所定周波数の電流が各導電体ストリップ１１１を流れぬよう各帯域阻止フィルタ１１３が阻止することにより、所定周波数の磁界結合を利用した無線電力伝送特性の劣化を回避することができる。【選択図】図１Ａ
2011082985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電力の無線伝送のための送電アンテナおよび受電アンテナの間に配置される電磁フィルタ装置であって、
第１開口部を有する導電体と、
前記１開口部を複数の第２開口部に分割するように両端が前記導電体に電気的に接続される少なくとも１つの導電体ストリップと、
前記導電体ストリップに設けられ、前記高周波電力の周波数で電流が前記導電体ストリップを流れることを阻止する複数の帯域阻止フィルタと
を備える電磁フィルタ装置。
【請求項２】
前記複数の帯域阻止フィルタが設けられた導電体ストリップは、同一直線上に配列された複数の導電部分を含んでおり、
前記複数の導電部分のうち、前記同一直線上で隣接する２つは、前記複数の帯域阻止フィルタの１つによって連結されている、請求項１に記載の電磁フィルタ装置。
【請求項３】
前記複数の帯域阻止フィルタの各々は、ＬＣ共振回路である請求項１または２に記載の電磁フィルタ装置。
【請求項４】
前記導電体および前記導電体ストリップを支持する誘電体基板を更に備える、請求項１から３のいずれかに記載の電磁フィルタ装置。
【請求項５】
少なくとも１つの導体層を含むプリント配線基板を有し、
前記導電体ストリップおよび前記複数の帯域阻止フィルタは、前記導体層から形成されている、請求項１から３のいずれかに記載の電磁フィルタ装置。
【請求項６】
前記高周波電力の周波数は、１０ｋＨｚから１０ＧＨｚの範囲にある請求項１から５のいずれかに記載の電磁フィルタ装置。
【請求項７】
前記複数の第２開口部は、前記高周波電力の周波数によって規定される電磁波の波長よりも短い周辺長を有する少なくとも１つの第２開口部を含む、請求項１から６のいずれかに記載の電磁フィルタ装置。
【請求項８】
前記高周波電力の周波数によって規定される電磁波の波長をλとするとき、
前記複数の帯域阻止フィルタは、前記導電体ストリップ上において、（Ｎ／２）×λとは異なる間隔で配列されている、請求項１から７のいずれかに記載の電磁フィルタ装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの導電体ストリップは、
前記第１開口部に平行な平面に含まれる第１の方向に延びる第１の導電体ストリップと、
前記平面に含まれ、前記第１の方向に交差する第２の方向に延びる第２の導電体ストリップと
を含む、請求項１から８のいずれかに記載の電磁フィルタ装置。
【請求項１０】
前記第１の導電体ストリップの少なくとも一部と前記第２の導電体ストリップの少なくとも一部とが相互に接続されている、請求項９に記載の電磁フィルタ装置。
【請求項１１】
前記電磁フィルタが取り付けられる電子機器のシールド導体に対して、前記導電体を電気的に接続する端子を有している、請求項１から１０のいずれか記載の電磁フィルタ装置。
【請求項１２】
高周波電力の無線伝送のためのアンテナと、
電磁フィルタ装置と
を備える電子機器であって、
前記電磁フィルタ装置は、
第１開口部を有する導電体と、
前記１開口部を複数の第２開口部に分割するように両端が前記導電体に電気的に接続される少なくとも１つの導電体ストリップと、
前記導電体ストリップに設けられ、前記高周波電力の周波数で電流が前記導電体ストリップを流れることを阻止する複数の帯域阻止フィルタと
を備える、電子機器。
【請求項１３】
前記複数の帯域阻止フィルタが設けられた導電体ストリップは、同一直線上に配列された複数の導電部分を含んでおり、
前記複数の導電部分のうち、前記同一直線上で隣接する２つは、前記複数の帯域阻止フィルタの１つによって連結されている、請求項１２に記載の電子機器。
【請求項１４】
前記複数の帯域阻止フィルタの各々は、ＬＣ共振回路である請求項１２または１３に記載の電子機器。
【請求項１５】
前記導電体は、前記アンテナを取り囲むシールド導体に電気的に接続されている、請求項１２から１４のいずれかに記載の電子機器。
【請求項１６】
前記導電体は、前記アンテナを取り囲むシールド導体である、請求項１２から１５のいずれかに記載の電子機器。
【請求項１７】
前記高周波電力の周波数は、１０ｋＨｚから１０ＧＨｚの範囲にある請求項１２から１６のいずれかに記載の電子機器。
【請求項１８】
前記複数の第２開口部は、前記高周波電力の周波数によって規定される電磁波の波長よりも短い周辺長を有する少なくとも１つの第２開口部を含む、請求項１２から１７のいずれかに記載の電子機器。
【請求項１９】
前記高周波電力の周波数によって規定される電磁波の波長をλとするとき、
前記複数の帯域阻止フィルタは、前記導電体ストリップ上において、（Ｎ／２）×λとは異なる間隔で配列されている、請求項１２から１８のいずれかに記載の電子機器。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの導電体ストリップは、
前記第１開口部に平行な平面に含まれる第１の方向に延びる第１の導電体ストリップと、
前記平面に含まれ、前記第１の方向に交差する第２の方向に延びる第２の導電体ストリップと
を含む、請求項１２から１９のいずれかに記載の電子機器。
【請求項２１】
前記第１の導電体ストリップの少なくとも一部と前記第２の導電体ストリップの少なくとも一部とが相互に接続されている、請求項２０に記載の電子機器。
【請求項２２】
少なくとも１つの導体層を含むプリント配線基板を有し、
前記導電体ストリップおよび前記複数の帯域阻止フィルタは、前記導体層から形成されている、請求項１２から２１のいずれかに記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部の機器と非接触で電力の伝送を行う電子機器に好適に搭載される電磁フィルタ装置、および当該電磁フィルタ装置を備える電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
古くから電子機器に無線通信機能を取り入れる取り組みがなされてきた。無線通信インターフェイスを電子機器筐体に内装した場合、アンテナを内装する部分の導電シールド構造を切り欠く必要がある。これは、無線システムで用いる動作周波数ｆｐの電磁エネルギーが電磁シールド機能を有する筐体を通過する必要があるからである。一方、周辺機器への悪影響を避けるために、電子機器から輻射する電磁ノイズは、一定強度以下に抑圧するように規制されている。
【０００３】
特定の周波数の電磁エネルギーを通過させ、不要帯域の電磁ノイズの漏洩を遮断する従来のシールド技術が、電波レーダ装置について開示されている（特許文献１）。
【０００４】
特許文献１に開示されたレーダ装置は、レーダ本体を被覆する導体からなる導電シールド構造を備えている。導電シールド構造は、アンテナに対向する部分に形成された周波数選択用のスクリーン部を有している。スクリーン部の外縁で両端が短絡された追加導体によってスクリーン部が複数の開口部に分割されている。その結果、所定周波数ｆｐよりも低い周波数ｆＬのノイズ電磁波を遮断することができる。また、各開口部の共振周波数を所定周波数ｆｐに設定することによって、所定周波数ｆｐの電磁波を透過させることが可能である。
【０００５】
特許文献２は、特許文献１のシールド構造において困難であった、通過周波数ｆｐより高い周波数ｆＨの電磁ノイズをシールドすることを可能とした構成を開示している。特許文献２の発明も、特許文献１と同様の構成を有している。すなわち、スクリーン部を分割した複数の開口部が、所定周波数に対して共振スロットアンテナとして機能し、共振させた開口部を介して所定周波数の電磁波の通過を実現している。特許文献２の発明においては、分割された開口部が有する２つの対向する外縁部間を短絡するバンドパスフィルタが追加されている。このバンドパスフィルタにより、所定周波数ｆｐより高い周波数ｆＨの電磁波の通過が阻止される。特許文献２の技術によれば、所定周波数ｆｐの電磁波の通過を許容し、所定周波数より低い周波数ｆＬの電磁波の通過を遮断するだけでなく、高い周波数ｆＨの電磁波の通過をも遮断することができる。
【０００６】
特許文献３は、ＦＳＳ（周波数選択表面）と呼ばれる高周波技術に関する発明を開示している。動作原理は、特許文献１および２の装置において、周波数ｆｐの電磁波が導電シールド構造を通過する原理と同様である。
【０００７】
一方、非接触電力伝送システムの電子機器への搭載が開始されている。このような非接触電力伝送システムが電子機器に搭載された場合も、無線通信システムを電子機器に搭載した場合における上述の問題を同様に解決する必要がある。電力伝送方式としても、従来検討されてきた電磁誘導方式だけでなく、特許文献４に記載の磁気共振方式が提案されている。特許文献４に記載の磁気共振方式では、共振アンテナ間の共振モード間結合を利用して、従来の電磁誘導方式より長距離、高効率な電力伝送が可能である。特に共振磁界を利用することにより、共振電界を利用した場合と比較して、周辺生体への影響も回避できるものと考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２４８８３５号公報
【特許文献２】特開２００４−２９７７６３号公報
【特許文献３】特開平９−１３５１９７号公報
【特許文献４】米国出願公開２００８／０２７８２６４−Ａ１公報（図８、図１１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１から特許文献３に記載された構成では、シールド構造表面もしくは近傍に形成した共振回路を介して、電力エネルギーのやり取りを行う。このため、共振スロットアンテナの開口部縁の導体に共振電流が流れることになる。また、周波数選択表面板内に定在波として共振電界モードが生じる。上記の構成には、これらの共振電流や共振電界モードに起因する、不要な電力消費が電力伝送効率の低下を招くという課題があった。
【００１０】
特許文献４には、特性を劣化させずにアンテナを電子機器に搭載する方法、および、電力伝送システムを搭載する電子機器から発生する電磁ノイズを抑圧する方法、のいずれも開示されていない。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、伝送効率を劣化させることなく無線電力伝送システムの電子機器への搭載を可能とすることを第１の目的とする。また、本発明は、所定周波数以外の帯域の不要な電磁ノイズ漏洩を抑圧する電磁シールド特性を発現させることを第２の目的とする。好ましい実施形態では、これら２つの目的を同時に達成する電磁フィルタ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の電磁フィルタ装置は、高周波電力の無線伝送のための送電アンテナおよび受電アンテナの間に配置される電磁フィルタ装置であって、第１開口部を有する導電体と、前記１開口部を複数の第２開口部に分割するように両端が前記導電体に電気的に接続される少なくとも１つの導電体ストリップと、前記導電体ストリップに設けられ、前記高周波電力の周波数で電流が前記導電体ストリップを流れることを阻止する複数の帯域阻止フィルタとを備える。
【００１３】
本発明の電子機器は、高周波電力の無線伝送のためのアンテナと、電磁フィルタ装置とを備える電子機器であって、前記電磁フィルタ装置は、第１開口部を有する導電体と、前記１開口部を複数の第２開口部に分割するように両端が前記導電体に電気的に接続される少なくとも１つの導電体ストリップと、前記導電体ストリップに設けられ、前記高周波電力の周波数で電流が前記導電体ストリップを流れることを阻止する複数の帯域阻止フィルタとを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電磁フィルタ装置によれば、無線電力伝送機能の劣化を招かず、電子機器から漏洩する電磁ノイズを抑圧できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本発明の実施形態１における電子機器の外観を模式的に示す斜視図
【図１Ｂ】本発明の実施形態１における電子機器から電磁フィルタ装置を取り除いた状態を示す斜視図
【図１Ｃ】本発明の実施形態１における電磁フィルタ装置を模式的に示す斜視図
【図２】本発明の実施形態１に係るシールド構造の構成を示す断面図
【図３】本発明の実施形態１における電磁フィルタ構造を示す平面図
【図４】図３の導電体ストリップ１１ａの詳細構成を示す部分拡大図
【図５】第１の比較例に係るシールド構造の構成を示す斜視模式図
【図６】第２の比較例に係る電磁フィルタ装置の構成図
【図７】第３の比較例に係る電磁フィルタ装置の構成図
【図８】本発明の実施形態２に係る電磁フィルタ装置の断面図
【図９】本発明の実施形態３に係る電磁フィルタ装置の平面図
【図１０Ａ】本発明の実施形態４に係る電磁フィルタ装置の図
【図１０Ｂ】本発明の電磁フィルタ装置の他の構成例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明による電磁フィルタ装置の実施形態を説明する。説明のために、図中に示すようなＸＹＺ座標を導入し、また、同様の構成要素には同じ参照番号を付与する。
【００１７】
（実施形態１）
本発明による電磁フィルタ装置の第１の実施形態を説明する。まず、図１Ａを参照する。図１Ａは、本実施形態における、電磁フィルタ装置を搭載した電子機器の斜視図である。
【００１８】
図１Ａに示す電子機器は、高周波電力の送受を行うためのアンテナ１０５と、アンテナ１０５および不図示の電子部品を取り囲むシールド導体１０１と、シールド導体１０１の開口部（シールド開口部１０２）に取り付けられた電磁フィルタ装置１０３とを備えている。現実の電子機器は、その内部にアンテナ１０５以外の各種電子部品を備えているが、簡単のため、電子機器が本来的に有する他の構成要素は図示していない。図のシールド導体１０１は、直方体の形状を有しているが、現実のシールド導体１０１の形状は、図示されるものに限定されない。図１Ａにおいて、シールド開口部１０２はシールド導体１０１の正面に大きく形成されているが、現実の電子機器におけるシールド開口部１０２の形状、サイズ、および位置は、アンテナ１０５の形状、サイズ、位置に合わせられてもよい。
【００１９】
次に、図１Ｂ、図１Ｃを参照する。図１Ｂは、電子機器から電磁フィルタ装置１０３を取り除いた状態を示す斜視図であり、図１Ｃは、本実施形態の電磁フィルタ装置１０３のみを示す斜視図である。
【００２０】
アンテナ１０５は、図１Ｂに示すように、電子機器のシールド導体１０１の内部に位置し、シールド導体１０１に設けられたシールド開口部１０２に対向している。アンテナ１０５は、不図示の回路または電子部品に電気的に接続されている。本実施形態のアンテナ１０５は、電力を無線（非接触）で送受する素子である。電力の無線伝送を実行するとき、アンテナ１０５の共振周波数と同一の周波数で共振する他のアンテナの近くに電子機器が配置される。共振磁界を利用する方式無線伝送方式によれば、アンテナ間の距離は、数ｃｍから数メートルの広い範囲から任意に選択可能である。なお、本発明の電子機器は、無線通信などの目的で電磁波の送受信を行う通常のアンテナを備えていても良い。また、アンテナ１０５そのものが電磁波の送受信を行う通常のアンテナとして動作し得るものであっても良い。ここで、「通常のアンテナ」とは、遠方へ放射電磁界を放射するタイプのアンテナを意味し、モノポール、ダイポール、パッチアンテナ、スロットアンテナ、ヘリカルアンテナなどを含み得る。このアンテナは、ループアンテナなど波長に対して小型に形成された通信用アンテナであってもよい。電磁誘導方式の場合、電力を伝送する無線周波数においてアンテナ１０５は共振しないように設定され得る。
【００２１】
本実施形態の電磁フィルタ装置１０３は、図１Ｃに示すように、開口部２０２を有する導電体（接地導体１１０）と、開口部２０２を複数の分割開口部１１２に分割するように両端が接地導体１１０に電気的に接続される複数の導電体ストリップ１１１とを備えている。導電体ストリップ１１１には、高周波電力の周波数で電流が導電体ストリップ１１１を流れることを阻止する複数の帯域阻止フィルタ１１３が設けられている。高周波電力の周波数は、例えば１０ｋＨｚから１０ＧＨｚの範囲にある。図１Ｃに示す例では、４本の導電体ストリップ１１１により、１つの開口部２０２が６個の分割開口部１１２に分割されている。
【００２２】
本実施形態では、図１Ａに示すように、電磁フィルタ装置１０３が電子機器のシールド導体１０１のシールド開口部１０２を塞ぐようにシールド導体１０１に取り付けられている。図１Ａおよび図１Ｂに示すシールド導体１０１は、アンテナ１０５を包囲する形状を有しており、接地されている。シールド導体１０１は、その内部に格納した電子機器と外部空間とを電磁気的に遮断する機能を発揮する。シールド導体１０１は、例えば、厚さ１００ミクロン〜１０ｍｍの金属シートから形成される。シールド導体１０１は、金属の網またはメッシュ構造を有していても良い。電子機器の全体がシールド導体１０１によってカバーされている必要はない。しかし、電子機器内から放射され得る電磁ノイズの悪影響を効果的に抑制するためには、シールド導体１０１が電子機器の実質的に全体をカバーしていることが望ましい。
【００２３】
次に図２を参照する。図２は、本実施形態の電子機器の断面構成例を示す図である。本実施形態におけるアンテナ１０５は、アンテナ基板１０４上に形成された導電体パターンから構成されている。このような導電体パターンは、パターニングされた金属の箔から形成されていてもよいし、アンテナ基板１０４上に堆積した金属薄膜をエッチングすることによって作製されていてもよい。アンテナ１０５は、金属材料を加工することによって形成された自立型の構造物であってもよい。その場合、アンテナ１０５を支持するアンテナ基板１０４は不要である。アンテナ１０５は、好ましくは所定の支持体１０６を介して電子機器内に固定される。支持体１０６は、誘電体から形成されてもよいし、低損失な磁性体（例えばフェライト、アモルファス磁性体など）から形成されてもよい。低損失な磁性体から支持体１０６を形成すれば、電子機器を薄くすることが容易である。
【００２４】
アンテナ１０５は、図２に示すように、シールド導体１０１のシールド開口部１０２に対向する位置に設けられ、電子機器の外部に位置する他のアンテナ５０５に対向している。電磁フィルタ装置１０３がシールド開口部１０２を塞いでいるため、アンテナ１０５とアンテナ５０５との間には、複数の導電体ストリップ１１１および帯域阻止フィルタ１１３が存在している。これらの導電体ストリップ１１１および帯域阻止フィルタ１１３の機能については、後に詳述する。
【００２５】
図２に示す例では、導電体ストリップ１１１および帯域阻止フィルタ１１３が１つの誘電体基板１０９上に設けられている。誘電体基板１０９は、シールド開口部１０２を塞ぐようにシールド導体１０１に固定され、アンテナ１０５に対向している。本実施形態では、電磁フィルタ装置１０３の接地導体１１０がシールド導体１０１と接触しており、接地導体１１０とシールド導体１０１とが電気的に導通している。接地導体１１０は、シールド導体１０１とともに、アンテナ１０５を取り囲むシールド構造を形成している。接地導体１１０は、シールド導体１０１および／または不図示の配線を介して接地されている。
【００２６】
図３を参照して、本実施形態の電磁フィルタ装置１０３の構成をより詳細に説明する。上述の図２は、図３の断面図に相当している。
【００２７】
電磁フィルタ装置１０３は、シールド開口部１０２を覆うために十分なサイズを有する誘電体基板１０９（図２参照）と、シールド開口部１０２の縁（すなわち内周）に適合するように誘電体基板１０９上において環状に形成された接地導体１１０と、誘電体基板１０９上において接地導体１１０の内周の内側に形成され、低域周波数ｆＬの電磁波を遮蔽する導電体ストリップ１１１ａ〜１１１ｄ（以下、総称して符号「１１１」を付与）とを備える。接地導体１１０および導電体ストリップ１１１は、パターニングされた金属薄膜から構成されている。好ましい例において、接地導体１１０および導電体ストリップ１１１は、１つの金属薄膜をパターニングすることにより、一体的に形成されている。本実施形態では、接地導体１１０、導電体ストリップ１１１、および帯域阻止フィルタ１１３が、図２に示すように、誘電体基板１０９の＋Ｙ側の面に形成されている。
【００２８】
本実施形態では、シールド開口部１０２は矩形形状を有している。従って、接地導体１１０の内周（開口部２０２）もまた、辺１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄを備えた矩形形状を有する。導電体ストリップ１１１ａ〜１１１ｄのそれぞれは、接地導体１１０の内周の内側において、接地導体１１０の対向する部分を電気的に接続するように誘電体基板１０９上に形成されている。
【００２９】
より詳細には、導電体ストリップ１１１ａ〜１１１ｃは、それぞれ、接地導体１１０の対向する２辺１１０ｂ、１１０ｄを電気的に接続するようにＺ軸方向に延在している。このような導電体ストリップ１１１ａ〜１１１ｃは、Ｘ軸方向に所定間隔で配列されている。一方、導電体ストリップ１１１ｄは、接地導体１１０の対向する２辺１１０ａ、１１０ｃを電気的に接続するようにＸ軸方向に延在している。
【００３０】
本実施形態では、Ｚ軸方向に延在する導電体ストリップの数Ｎ１が３本、Ｘ軸方向に延在する導電体ストリップの数Ｎ２は１本である。しかし、本発明は、このような例に限定されず、Ｎ１＋Ｎ２の値が１以上であれば、本発明の効果は発現する。
【００３１】
Z軸方向に延びる導電体ストリップ１１１ａ〜１１１ｃとＸ軸方向に延びる導電体ストリップ１１１ｄは互いに交差し、交差位置で互いに電気的に接続される。接地導体１１０は、シールド開口部１０２の縁においてシールド導体１０１に電気的に接続される。導電体ストリップ１１１ａ〜１１１ｄは、シールド開口部１０２を複数の第２開口部（分割開口部１１２）に分割する。シールド開口部１０２の内周、すなわち接地導体１１０の内周は、Ｘ軸方向の長さＸｓｃとＺ軸方向の長さＺｓｃとによって規定されるサイズを有している。各分割開口部１１２は、Ｘ軸方向の長さＸａｐと、Ｚ軸方向の長さＺａｐとを有する。好ましい例において、少なくとも１つの分割開口部１１２は、高周波電力の周波数によって規定される電磁波の波長よりも短い周辺長を有する。
【００３２】
次に、図４を参照して帯域阻止フィルタ１１３の構成および動作を説明する。図４では、簡単のため、導電体ストリップ１１１ｄと、その上の帯域阻止フィルタ１１３のみが示されている。
【００３３】
本実施形態において、各導電体ストリップ１１１ａ〜１１１ｄは、図４に示すように、複数の帯域阻止フィルタ１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，…（以下、総称して符号「１１３」を付与）を備えている。帯域阻止フィルタ１１３は、インダクタ２０３（例えばコイル）と容量２０５（例えばキャパシタ）とが並列に配置された構成を有している。帯域阻止フィルタ１１３は、インダクタ２０３と容量２０５とが並列に接続されたＬＣ共振回路として機能する。帯域阻止フィルタ１１３は、複数の導電部分に分離された導電体ストリップ１１１の分離箇所に挿入されている。より詳細には、図４に示すように、直線上で離間する２つの導電部分を連結するようにインダクタ２０３および容量２０５が並列的に設けられている。本実施形態において、１本の導電体ストリップ１１１が複数の導電部分に分割され、離間しているが、導電体ストリップ１１１の構成は、このような例に限定されない。導電体ストリップ１１１は、帯域素子フィルタ１１３が配置される箇所において、電流の通過を阻止する絶縁部を備えていればよい。
【００３４】
帯域阻止フィルタ１１３は、導電体ストリップ１１１を通過する高周波電流成分のうち、周波数ｆｐの近傍の高周波電流成分のみを遮断するように設計される。より具体的には、以下の式１で示される帯域阻止フィルタの共振周波数ｆが所定の周波数ｆｐに一致するように、インダクタンスＬおよび容量値Ｃの大きさが設定される。
ｆ＝１／（２π×（ＬＣ）0.5）      ・・・（式１）
【００３５】
複数の導電体ストリップ１１１ａ〜１１１ｄのそれぞれにおいて、隣接する帯域阻止フィルタ１１３は、互いに所定距離Ｌｓｔだけ離れて配置される。
【００３６】
導電体ストリップ１１１ｄ上の任意の領域１１５から、導電体ストリップ１１１ｄに沿って接地導体１１０の内周の辺１１０ａ，１１０ｃ（図３）へ到達するまでの経路としては、図４に矢印で示す２つの経路１１６ａ，１１６ｂが存在する。所定周波数ｆｐの高周波磁界が領域１１５の周囲の空間に分布した際、高周波磁界と導電体ストリップ１１１ｄとの間の相互作用により、領域１１５に電荷が発生する。発生した電荷は経路１１６ａ，１１６ｂに沿って接地導体１１０に流れようとする。
【００３７】
本実施形態の構成では、経路１１６ａの側に帯域阻止フィルタ１１３ｂが挿入されるとともに、経路１１６ｂの側にも帯域阻止フィルタ１１３ｃが挿入されている。このため、領域１１５で発生する所定周波数ｆｐの高周波電流は、帯域阻止フィルタ１１３ｂ，１１３ｃにより阻止される。その結果、領域１１５から接地導体１１０へと流れる高周波電流自体が発生しえなくなる。よって、領域１１５の周囲の空間に所定周波数ｆｐの高周波磁界が分布しても、導電体ストリップ１１１ｄと分布高周波磁界との間の相互作用は抑圧される。
【００３８】
導電体ストリップ１１１を複数の箇所で分断するよう、複数の帯域阻止フィルタ１１３を１つの導電体ストリップ１１１に配置すると、所定周波数ｆｐの高周波電流が流れえない領域を導電体ストリップ１１１上に広く出現させることが可能となる。
【００３９】
図３に示す例では、Ｚ軸方向に平行な導電体ストリップ１１１ａ〜１１１ｃと、Ｘ軸方向に平行な導電体ストリップ１１１ｄとが、各交差点において、それぞれ電気的に接続される。この例では、導電体ストリップ１１１上の所定の領域から接地導体１１０までの経路が３つ以上存在する。このような場合においても、帯域阻止フィルタ１１３をすべての経路に挿入し、所定周波数ｆｐの高周波電流が流れえない領域を導電体ストリップ１１１上に出現させることが可能となる。この場合、電磁フィルタ装置１０３に存在する導電体ストリップ１１１上の全領域において、所定周波数ｆｐの高周波電流が流れることを禁じることが好ましい。そうすれば、電磁フィルタ装置１０３を±Ｙ方向に通過する所定周波数ｆｐの高周波磁界は、導電体ストリップ１１１と一切相互作用を起こせなくなる。従って、本実施形態の電磁フィルタ装置１０３では、各導電体ストリップ１１１上に設けられた複数の帯域阻止フィルタ１１３により、複数の分割開口部１１２が所定周波数ｆｐで共振しなくなる。このことにより、当該所定周波数ｆｐの高周波磁界が電磁フィルタ装置１０３を自由に通過することができるようになる。
【００４０】
上記の原理で動作するシールド技術は、従来の共振スロットアンテナを利用するシールド技術と比較して、導電体ストリップ１１１での導体損失を低減できる。導電体ストリップ１１１での導体損失は、無線電力伝送効率を劣化させるため、導体損失の低減は、無線電力伝送効率の劣化を抑制する。また、本実施形態の電磁フィルタ装置は、共振器内での電界分布を利用する周波数選択表面板と比較しても、誘電損による無線電力伝送効率の劣化を回避できるため、効率劣化が少ない。
【００４１】
一方、所定周波数ｆｐ以外の高周波電流は、導電体ストリップ１１１を流れることができる。より詳細には、ｆｐ＞ｆＬである周波数帯域ｆＬでは、インダクタ回路２０３へ高周波電流が流れる。ｆｐ＜ｆＨである周波数帯域ｆＨでは、容量回路２０５を高周波電流が流れえる。このため、導電体ストリップ１１１は、所定周波数ｆｐ以外の帯域では、従来のシールド技術と同等の電磁ノイズのシールド特性を保持することができる。
【００４２】
各導電体ストリップ１１１上において隣接する帯域阻止フィルタ１１３間の距離は、Ｎを１以上の整数とするとき、実効的にＮ／２波長に等しくならないよう設計されることが好ましい。言い換えると、高周波電力の周波数によって規定される電磁波の波長をλとするとき、複数の帯域阻止フィルタ１１３は、導電体ストリップ上において、（Ｎ／２）×λとは異なる間隔で配列されていることが好ましい。
【００４３】
所定周波数ｆｐの高周波電流に対して、領域１１５の両端が回路的に開放された状態となり、領域１１５の線路長が実効的にＮ／２波長に等しい場合、導電体ストリップ１１１の領域１１５自体が共振アンテナとして機能する。その結果、不要な導体損失により、伝送効率を劣化させる危険性がある。よって、隣接する帯域阻止フィルタ１１３間の距離は、実効的にＮ／２波長とは異なることが好ましく、実効的にＮ／２波長よりも短い距離に設定されることが更に好ましい。
【００４４】
次に、図５、図６、図７を参照して、本実施形態に対する比較例として、従来技術の電磁フィルタ装置の構成および動作を説明する。
【００４５】
図５は、導電体ストリップ１１１を有さない従来技術に係る構成（第１の比較例）を示す斜視図である。第１の比較例においては、電磁フィルタ装置１０３を介した低周波数帯の不要な電磁ノイズの通過を抑圧する対策はとられておらず、従って、低域ノイズ成分の遮断特性を向上させることができない。
【００４６】
図６は、第２の比較例に係る電磁フィルタ装置の構成を示す断面図であり、図７は、第３の比較例に係る電磁フィルタ装置の構成を示す断面図である。
【００４７】
第２の比較例は、第１の比較例に図６の電磁フィルタ装置を追加した構成を有する従来技術である。図６を参照すると、電磁フィルタ装置は、図３の電磁フィルタ装置と同様の誘電体基板１０９と接地導体１１０とを備えている。この電磁フィルタ装置は、さらに、誘電体基板１０９上において接地導体１１０の内周の内側に形成された、帯域阻止フィルタ（すなわちＬＣ並列共振回路１１３）を持たない複数の導電体ストリップ２１ａ〜２１ｃ（以下、総称して符号「２１」を用いる。）を備えている。
【００４８】
導電体ストリップ２１ａ〜２１ｃは、それぞれ、接地導体１１０の対向する２辺１１０ｂ，１１０ｄを電気的に接続するようにＺ軸方向に延在している。このような導電体ストリップ２１ａ〜２１ｃは、Ｘ軸方向に所定間隔で配列されている。これにより、導電体ストリップ２１ａ〜２１ｃは、図５のシールド開口部１０２を複数の分割開口部１１２に分割する。
【００４９】
各分割開口部１１２のＸ軸方向の長さＸａｐを、シールド開口部１０２のＸ軸方向の長さＸｓｃより減じることにより、垂直偏波の放射電磁波に対してシールド効果を発現できる。この構造では、各分割開口部１１２のＺ軸方向の長さＺａｐは、シールド開口部１０２のＺ軸方向の長さＺｓｃと同じである。すなわち、第２の比較例では、広い面積を有するシールド開口部１０２を、狭い面積を有する複数の分割開口部１１２の集合へと置換することになる。これによって、電磁フィルタ装置を通過する低周波帯の電磁ノイズに対するシールド効果が生じ、低域ノイズ成分の遮断特性を向上する。
【００５０】
仮に、抑圧すべきノイズ電磁波の偏波成分が水平偏波成分を含む場合、垂直偏波の放射電磁ノイズだけでなく、水平偏波の放射電磁ノイズに対してもシールド効果を発現することが必要となる。図７に示す第３の比較例は、第２の比較例の構成に加えて、帯域阻止フィルタ（すなわちＬＣ並列共振回路１１３）を持たない複数の導電体ストリップ２１ｄ〜２１ｆを追加した構成を有する。
【００５１】
導電体ストリップ２１ｄ〜２１ｆは、それぞれ、接地導体１１０の対向する２辺１１０ａ、１１０ｃを電気的に接続するようにＸ軸方向に延在している。このような導電体ストリップ２１ｄ〜２１ｆは、Ｚ軸方向に所定間隔で配列されている。これにより、導電体ストリップ２１ａ〜２１ｆは、図５のシールド開口部１０２を複数の分割開口部１１２に分割する。垂直偏波と水平偏波との両方の放射電磁波に対してシールド効果を発現させるためには、図７に示すように、図６の電磁フィルタ装置の構成に対してＸ軸方向に延在する導電体ストリップ２１ｄ〜２１ｆを追加し、分割開口部１１２のＺ軸方向の長さＺａｐをシールド開口部１０２のＺ軸方向の長さＺｓｃよりも減ずることが有効である。広い面積を有するシールド開口部１０２を、狭い面積を有する分割開口部１１２の集合に置換することによって、低域ノイズ成分の遮断特性を向上することができる。
【００５２】
しかしながら、第２および第３の比較例では、所定周波数の高周波磁界が電磁フィルタ装置を通過する際に、通過高周波磁界と導電体ストリップ２１との間の相互作用が避けられない。この相互作用により導電体ストリップ２１上に電荷が発生すれば、発生した電荷は、導電体ストリップ２１と接地導体１１０およびシールド導体１０１との短絡点である電磁フィルタ装置の端部まで流れることになる。導電体ストリップ２１上に高周波電流が流れることにより生じる導体損失に起因して、電力伝送効率は劣化してしまう。よって、第２および第３の比較例では、所定周波数ｆｐを用いる電力伝送システムの効率が劣化する。
【００５３】
一方、本発明の実施形態に係る電磁フィルタ装置１０３では、前述のように、各導電体ストリップ１１１に帯域阻止フィルタとして機能する複数のＬＣ並列共振回路１１３を挿入している。その結果、所定周波数ｆｐで行われる無線電力伝送システムの効率劣化を回避する第１の目的と、電磁ノイズ成分の遮断特性を保持する第２の目的との両方を達成することができる。
【００５４】
従来のフォトニックバンド技術では、周期構造を備えた誘電体を用いることによって、空間内を進行する電磁波の採りうるエネルギー状態を制御することができる。ただし、従来のフォトニックバンド技術は、アンテナや蛍光体等の電磁波放出源からの放射特性を変化させることに用いられている。一方、本発明は、高周波磁界を供給するアンテナ近傍で分布する高周波磁界と導体を結合させないための新規構造である。本発明は、この点で従来技術とは大きく異なる原理で動作する。
【００５５】
また、一般的にフォトニックバンド構造を用いて電磁波を放射する利用例として、放射方向に周期構造の乱れを導入することが多い。すなわち、周期的に誘電率を変化させた構造にて放射源周辺を形成した後、放射方向ではその周期性を低下させることにより、電磁波エネルギーを効率的に単方向に放出する利用法である。この場合、エネルギーを放出する方向以外への放射を抑圧するよう、周期構造により実現される電磁波反射構造を配置する。
【００５６】
一方、本発明の構造では、高周波磁界が通過する方向に、電磁波のエネルギー状態を制御するよう設計された導体構造が配置されている。これは、本発明の構成が、空間を進行する電磁波に対してではなく、導電体ストリップ１１１上を電流によって伝搬する電磁エネルギーを選択的に遮断しているからである。このように、本発明の構成は、従来技術とは異なる電磁波エネルギーの制御方法によって、所定周波数ｆｐでの電磁エネルギー伝送効率の劣化を回避する。
【００５７】
第２および第３の比較例において、分割開口部１１２の縁、すなわち、電磁フィルタ装置の導体部分には所定周波数ｆｐの高周波電流が流れる必要がある。このため、各分割開口部１１２の縁の長さはスロット共振器長（例えば１実効波長）に設定される。また、二分の一波長モードの共振を利用して、周波数選択表面板を設計した場合も同様である。従って、この場合、共振回路のサイズは、例えば実効波長の半分程度に設定される。仮に、電力伝送システムの動作周波数を１３．５６ＭＨｚに設定した場合、共振スロットアンテナは一周２２ｍのサイズを必要とする。また、誘電率が９のセラミック材を用いた場合の周波数選択表面板は３．７ｍ程度の長さを必要とする。すなわち、従来のシールド構造では、所定周波数ｆｐの電磁波波長に相当するサイズの共振回路を介しているため、不要電磁ノイズの漏洩を回避することが著しく困難になる。また、巨大な分割開口部設定は、従来技術のモバイルAV機器への適用を困難にする。
【００５８】
一方、本発明の実施形態においては、分割開口部１１２の周囲の導電体ストリップ１１１に高周波電流は流れない。したがって、各分割開口部１１２の縁の長さは送受信する高周波磁界の波長に依存せずに設計され得る。したがって、本発明によれば、従来技術における分割開口部１１２よりもはるかに小型の分割開口部１１２を構成することが可能となる。分割開口部１１２を小型に構成することにより、本発明の電磁フィルタ装置１０３は、低域周波数ｆＬ、更には高域周波数ｆＨの電磁ノイズの遮断特性を格段に向上させることが可能である。
【００５９】
垂直偏波の電磁ノイズ成分に対する分割開口部１１２の遮断特性が発現する周波数の目安として、以下の式２で表されるカットオフ周波数が挙げられる。
ｆ＝３０／（２×（Ｘａｐ））  （ＧＨｚ）            ・・・（式２）
【００６０】
カットオフ周波数を所定周波数ｆｐよりも高く設定することにより、所定周波数より高い周波数帯域ｆＨに対しても電磁ノイズ抑圧効果を発現させることが可能となる。特許文献２に開示されている装置で得られる高域ｆＨでの電磁ノイズ抑圧帯域は、共振現象を用いたものであるため、阻止帯域が狭い。一方で、本発明の電磁フィルタ構造における高域ｆＨでの阻止帯域は、カットオフ周波数から所定周波数ｆｐまでの広域にわたる。このため、開口部の分割条件によって極めて広域でノイズ抑圧特性を得ることが可能となる。
【００６１】
（実施形態２）
次に、図８を参照しながら、本発明の第２の実施形態を説明する。図８は、本実施形態に係る電磁フィルタ装置を備えた電子機器の構成を示す断面図である。
【００６２】
本実施形態における電磁フィルタ装置では、図８に示すように、導電体ストリップ１１１および帯域阻止フィルタ１１３が誘電体基板１０９の−Ｙ側の面（すなわちシールド構造の内側）に形成されている。本実施形態では、導電体ストリップ１１１とシールド導体１０１とを電気的に接続するために、接地導体１１０の位置において誘電体基板１０９を貫通するように、所定間隔の周期で接地導体１１０の内周に沿って配置された複数のビア導体が設けられる。図８では、ビア導体１０７ａ，１０７ｂ（以下、総称して符号「１０７」を用いる。）を示す。各ビア導体１０７の一端は、誘電体基板１０９の−Ｙ側の面において接地導体１１０に電気的に接続され、他端は、＋Ｙ側の面においてシールド導体１０１に電気的に接続される。言い換えると、本実施形態では、シールド導体１０１に対して、接地導体１１０として機能する導電体を電気的に接続する「端子」を有している。本実施形態の構成は、導電体ストリップ１１１および帯域阻止フィルタ１１３がシールド構造の外側に露出せず、電子機器の外観を損ねない、という点で好ましい。
【００６３】
（実施形態３）
次に、図９を参照しながら、本発明の第３の実施形態を説明する。図９は、本実施形態係る電磁フィルタ装置の構成を示す断面図である。
【００６４】
本実施形態では、導電体ストリップ１１１ａ〜１１１ｃは、それぞれ、接地導体１１０の対向する２辺１１０ｂ、１１０ｄを電気的に接続するようにＺ軸方向に延在している。また、導電体ストリップ１１１ａ〜１１１ｃは、Ｘ軸方向に所定間隔で配列されている。これにより、導電体ストリップ１１１ａ〜１１１ｃは、シールド開口部１０２を複数の分割開口部１１２に分割する。従って、各分割開口部１１２のＸ軸方向の長さＸａｐを、シールド開口部１０２のＸ軸方向の長さＸｓｃより減じることになり、電磁ノイズに対してシールド効果を発現できる。
【００６５】
（実施形態４）
次に、図１０Ａを参照しながら、本発明の第４の実施形態を説明する。図１０Ａは、本発明の実施形態に係る電磁フィルタ装置の構成を示す図である。
【００６６】
導電体ストリップ１１１ａ〜１１１ｃと、導電体ストリップ１１１ｄとは同一導体面上に形成されることに限定されず、両面プリント配線基板である誘電体基板１０９の各導体面にそれぞれ形成されてもよい。
【００６７】
図３の実施形態において、導電体ストリップ１１１ａ〜１１１ｃと、導電体ストリップ１１１ｄとは、互いに交差した位置において互いに電気的に接続されている。本実施形態においても、対応する位置においてビア導体１０７を介して互いに電気的に接続されてもよい。それに代わって、一部のみがビア導体１０７を介して互いに電気的に接続されるか、又はまったく接続されなくてもよい。
【００６８】
本発明の実施形態に係る電磁フィルタ装置１０３は、シールド開口部１０２の全体を覆うものに限定されない。電磁フィルタ装置１０３は、アンテナ１０５に少なくとも一部で対向し、アンテナ１０５が結合する高周波磁界のフィルタとして動作可能であれば任意に配置され得る。
【００６９】
シールド導体１０１と接地導体１１０とを別個に設け、両者を図２に示すように重ね合わせる必要はない。例えば、シールド導体１０１のうちでＹ軸に垂直な＋Ｙ側の面の全体を接地導体１１０から構成してもよい。この場合、シールド導体１０１と接地導体１１０とを少なくとも一部で一体化するように構成してもよい。
【００７０】
図１０Ｂは、シールド導体１０１と接地導体１１０とが同一の金属シートから一体的に形成された構成例を示す断面図である。接地導体１１０は、シールド導体１０１のうち、導電体ストリップ１１１に接続された部分である。この例では、接地導体１１０とシールド導体１０１とが一体化されており、両者を区別する必要はない。この場合において、導電体ストリップ１１１も、接地導体１１０およびシールド導体１０１と一体的に形成されていても良い。
【００７１】
なお、上記の実施形態では、シールド導体１０１の開口部１０２および接地導体１１０の開口部２０２が、共通の形状およびサイズを有し、その内周が整合するように配置されているが、本発明は、そのような例に限定されない。シールド導体１０１の開口部１０２は、接地導体１１０の開口部２０２より大きくても良いし、小さくても良い。シールド導体１０１および接地導体１１０は、電気的に導通しており、１つの導電体として機能し得る。したがって、本発明において、導電体ストリップによって分割される「第１開口部」は、シールド導体１０１および接地導体１１０のいずれもが存在しない領域である。
【００７２】
本発明の実施形態に係る電磁フィルタ装置は平面形状に限定されない。電磁フィルタ装置は、アンテナ１０５の波源を中心とする同心球面状に構成されていてもよく、凹凸を有していても本発明の効果を得ることができる。電磁フィルタ装置が凹凸を有する場合においても、複数の導電体ストリップ１１１は、説明した実施形態と同様に構成されることが可能である。平面的ではない構造を有する電磁フィルタ装置も、例えば、図３又は図１０Ａと同様に、シールド開口部１０２を含む所定の面内において、第１の方向に平行に設けられた複数の第１の導電体ストリップ１１１と、上記面内において、上記第１の方向に交差する第２の方向に平行に設けられた第２の導電体ストリップ１１１とを含み得る。交差する導電体ストリップ１１１は、少なくとも一部で電気的に接続されていてもよい。
【００７３】
本発明の実施形態に係る電磁フィルタ装置は、図３および図９に示すような一面を導体面とするプリント配線基板や、図１０Ａに示す両面プリント配線基板を用いて構成され得る。ただし、電磁フィルタ装置は、このような構成を有するものに限定されず、３層以上の多層プリント配線基板を用いて構成されてもよい。電磁フィルタ装置の各導体部分（すなわち、接地導体１１０、導電体ストリップ１１１および帯域阻止フィルタ１１３の実装面）が多層プリント配線基板における少なくとも１つの任意の導体層から形成されてもよい。言い換えると、本実施形態で好適に使用され得るプリント配線基板は、少なくとも１つの導体層を有し、導電体ストリップおよび帯域阻止フィルタは、この導体層から形成され得る。
【００７４】
本発明の実施形態に係る電磁フィルタ装置は、誘電体基板又は誘電体材料、磁性体基板、磁性材料を少なくとも一部に用いて構成されるものに限定されない。電子機器の気密性に問題がなければ、導電体ストリップ１１１が誘電体材料で支持されずに完全に空気中に露出するように構成されてもよい。
【００７５】
以上説明したように、本発明の好ましい実施形態によれば、各導電体ストリップ１１１において、帯域阻止フィルタとして機能する複数のＬＣ並列共振回路１１３を備えている。このため、従来技術では困難であった、電磁フィルタ装置により遮蔽したアンテナとの所定周波数ｆｐでの無線電力伝送の伝送効率を劣化させず、かつ、電磁ノイズの遮断効果を有する電磁フィルタ装置を実現することができる。
【００７６】
アンテナ１０５はループもしくはスパイラル形状のインダクタ回路と、容量回路を少なくとも含み構成される。共振磁界を利用して無線電力伝送を行う実施形態において、アンテナ１０５は、所定周波数ｆｐで共振する共振回路である。アンテナ１０５において容量回路は、チップ容量素子などの集中定数素子で実現されてもよいし、インダクタ配線に沿って分布的に生じる容量により実現されてもよい。アンテナ１０５において、インダクタ回路と容量回路は直列接続されてもよいし、並列接続されてもよい。好ましい実施形態において、アンテナ１０５は、電力伝送時において、電子機器外部に接近する別のアンテナと磁気的に結合し、電力エネルギーのやり取りを実現する。別のアンテナは、アンテナ１０５と略等しい共振周波数で共振するよう設計される。
【００７７】
なお、本明細書において共振周波数が「略等しい」とは、２つの共振周波数ｆＴ、ｆＲの間に、以下の関係が成立する場合を言うものとする。
（式３）  ｜ｆＴ−ｆＲ｜≦ｆＴ／ＱＴ＋ｆＲ／ＱＲ
【００７８】
ここで、ＱＴは第１アンテナの共振器としてのＱ値、ＱＲは第２アンテナの共振器としてのＱ値である。一般に、共振周波数をＸ、共振器のＱ値をＱｘとした場合、この共振器の共振が生じる帯域はＸ／Ｑｘに相当する。｜ｆＴ−ｆＲ｜≦ｆＴ／ＱＴ＋ｆＲ／ＱＲの関係が設立すれば、２つの共振器間で磁気共振によるエネルギー伝送が実現する。
【００７９】
このように、本発明では、エネルギー伝送を行う２つのアンテナの共振周波数ｆＴ、ｆＲが完全に一致する必要は無い。共振器間の結合に基づいて高効率なエネルギー伝送を実現するためには、ｆＴ＝ｆＲが理想的であるが、ｆＴとｆＲとの差異が充分に小さければよい。
【００８０】
通常の電磁誘導方式によって電力伝送を行う場合、共振方式と同様に、アンテナ１０５はスパイラル形状のインダクタ回路をベースとする。しかし、電磁誘導方式においては、共振方式とは異なり、システムを構成する送受のアンテナ対において、少なくとも一方は、伝送周波数において非共振である。非共振なアンテナにおいては、アンテナ内に上記の容量回路を導入する必要はない。アンテナ内に上記の容量回路を導入する場合でも。容量回路とインダクタ回路とが形成する共振回路の共振周波数が電力伝送の伝送周波数と一致するように容量回路のキャパシタンスを設定する必要はない。電磁誘導方式による場合、送受アンテナ間距離を広げて用いる条件下では、送受アンテナ間の高い結合係数を維持する必要がある。したがって、スパイラル形状のインダクタ回路は、空芯コイル構造ではなく、１より高い値の透磁率を有する磁性体をコアとして形成することが好ましい。
【００８１】
また、アンテナ１０５が結合する別のアンテナの個数、また本発明の電子機器内に内包されるアンテナ１０５の個数はいずれも一つに限定されない。
【００８２】
帯域阻止フィルタを構成するインダクタは、例えば集中定数回路で構成され、チップ回路素子などから構成され得る。また、容量回路素子は、チップ回路素子だけでなく、隣接配線間の間隙容量や、多層配線の層間容量であってもよい。
【００８３】
（実施例）
本発明の有利な効果を実証するべく、図９の構成に基づく実施例１の電磁フィルタ装置と、図３の構成に基づく実施例２の電磁フィルタ装置とを作製した。また、これらの実施例の比較対象かつ従来技術の典型例として、比較例１、２の電磁フィルタ装置を作製した。作製した実施例と比較例では、電磁フィルタ装置の主要な構成パラメータ以外は同一である。以下の説明では、図１等に示すＸＹＺ座標を参照する。
【００８４】
シールド導体１０１内に格納する受信アンテナ１０５の構成は以下の通りである。
【００８５】
アンテナ基板は、液晶ポリマー基板（厚さ１００μｍ）である。アンテナの導体部分は、アンテナ基板の２５ｃｍ×１８ｃｍの矩形領域上に形成されており、導体部分は、銅配線からなるスパイラルインダクタと容量素子とを直列に接続した構造を有している。銅配線の線幅は５００μｍ、厚さは３５μｍであり、アンテナの巻き数は２である。共振周波数は１３．５６ＭＨｚに設定されている。
【００８６】
Ｙ＝０をシールド開口部１０２形成面とし、アンテナ１０５は、Ｙ＝５ｍｍの面に配置した。シールド開口部面のサイズはＸｓｃ＝４０ｃｍ、Ｚｓｃ＝３０ｃｍとした。Ｘ＝Ｚ＝０をシールド開口部面の重心と定義し、アンテナ１０５の重心と一致させた。シールド導体外部に配置する送信アンテナも、同様に厚さ１００μｍの液晶ポリマー基板上に１３．５６ＭＨｚで共振するアンテナを形成し、重心をシールド開口部面の重心と一致させた。送信アンテナには１０ｃｍ×１０ｃｍの領域に配線した６巻きの線幅４００μｍ、厚さ３５μｍの銅配線のスパイラルインダクタを用いた。送信アンテナと受信アンテナ間のＹ軸に沿った距離を２ｃｍとし、自由空間上では送受アンテナ間で良好な伝送効率８２．２％を得た。
【００８７】
一方、実施例１として、図９の構成に基づき、線幅１ｍｍの導電体ストリップをＺ軸方向に延在させ、Ｙ＝０面に電磁フィルタ装置を形成した。なお、図と異なり、導電体ストリップの本数は７本で、Ｘａｐ＝５ｃｍ、Ｚａｐ＝３０ｃｍである。帯域阻止フィルタは、（式１）に基づく共振周波数が１３．５６ＭＨｚ近傍となるよう設計した。具体的には、９０ｎＨ、Ｑ＝２５のチップインダクタと１５００ｐＦのチップコンデンサを並列に配置して構成した。同一導電体ストリップに隣接して配置した帯域阻止フィルタ間の距離は５ｃｍに設定した。一方、実施例１と同様の構成でありながら、導電体ストリップに一切の帯域阻止フィルタを形成しなかった比較例１も作製した。比較例１は自由空間でのアンテナ間伝送効率と比較して１７．２％の伝送効率劣化を示したのに対し、実施例１は０．５％しか効率劣化が起こらなかった。また、垂直偏波成分のノイズに対する分割開口部１１２のカットオフ周波数を（式２）に基づき、３ＧＨｚと見積もった。１３．５６ＭＨｚ近傍の帯域幅３ＭＨｚ程度の周波数帯域では電磁ノイズの抑圧効果が得られなかったものの、３ＭＨｚ、３０ＭＨｚのいずれの周波数でも、実施例１、比較例１共に、分割開口部１１２の導入によって２５ｄＢ以上の垂直偏波ノイズの抑圧効果が得られた。但し、水平偏波の電磁ノイズの抑圧効果が得られ始めるカットオフ周波数は５００ＭＨｚであった。
【００８８】
次に、実施例２として、実施例１の構成に加えて線幅１ｍｍの導電体ストリップをＸ軸方向にも延在させ、図３の構成に基づく電磁フィルタ装置を形成した。なお、図と異なり、Ｚ軸方向に沿った導電体ストリップの本数は５本で、Ｘａｐ＝５ｃｍ、Ｚａｐ＝５ｃｍである。同一導電体ストリップに隣接して配置した帯域阻止フィルタ間の距離は５ｃｍに設定した。
【００８９】
一方、実施例２と同様の構成でありながら、導電体ストリップに一切の帯域阻止フィルタを形成しなかった比較例２も作製した。比較例２は自由空間でのアンテナ間伝送効率と比較して３６．１％の伝送効率劣化を示したのに対し、実施例２は０．６％しか効率劣化が起こらなかった。また、Ｘａｐ＝Ｚａｐ＝５ｃｍから導出される分割開口部１１２のカットオフ周波数は、垂直偏波と水平偏波のいずれの電磁ノイズに対しても３ＧＨｚであり、３ＭＨｚ、３０ＭＨｚのいずれの周波数でも、実施例２、比較例２共に、垂直、水平いずれの偏波の電磁ノイズに対しても、分割開口部１１２の導入によって２５ｄＢ以上のノイズ抑圧効果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明の電磁フィルタ装置は、電子機器内部に無線電力伝送装置を搭載した場合にも電力伝送効率を劣化させることなく、また電磁ノイズ漏洩の抑圧をも可能とする。このため、簡便な充給電を可能とするモバイルＡＶ機器への適用が有用である。また、本発明は、電気自動車、電動バイク、電気自転車への給電、照明装置への給電、太陽電池や燃料電池からの集電、電子デバイスへの給電などの用途にも応用できる。
【符号の説明】
【００９１】
１０１  導電シールド構造、シールド導体
１０２  シールド開口部
１０３  電磁フィルタ装置
１０５  アンテナ
１０６  誘電体支持体
１０７、１０７ａ、ｂ  ビア導体
１０９  誘電体基板
１１０  接地導体
１１０ａ，ｂ，ｃ，ｄ  接地導体内周の各辺
１１１、１１１ａ〜１１１ｄ、２１、２１ａ〜２１ｆ  導電体ストリップ
１１２  分割開口部
１１３、１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，  帯域阻止フィルタ
１１５  導電体ストリップ１１１ｄ上の領域
１１６ａ、１１６ｂ  導電体ストリップ１１１ａ上の経路
２０３  インダクタ
２０５  容量
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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