(57)【要約】【課題】  カードリーダライタと非接触式カード間の電力伝送効率を上げる。【解決手段】  電力を供給するカードリーダライタ１１０と，上記カードリーダライタからの電力を受電する非接触式カード１１２とからなり，電力伝送時には上記カードリーダライタの供給部と上記非接触式カードの受電部が対向する位置に配置され，非接触式に電力が伝送される電力伝送システムであって：カードリーダライタの第１電極板２１２と非接触式カードの第２電極板２３０とで形成された電極対を介して，カードリーダライタから非接触式カードに電力が供給され，上記電極対のリアクタンスによる電圧降下を減少させるリアクタンス補正手段をさらに含んだ電力伝送システムが提供される。かかる構成により，電力伝送効率を上げることが可能となる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給する電力供給装置と，前記電力供給装置と別体に構成され前記電力供給装置からの電力を受電する電力受電装置とからなり，電力伝送時には前記電力供給装置の供給部と前記電力受電装置の受電部が対向する位置に配置され，非接触式に電力が伝送される電力伝送システムであって：
前記電力供給装置は，電力を生成する電力生成手段と，
前記電力生成手段に接続され，コンデンサとして機能する電極対の片側電極板を形成する前記供給部である第１電極板とを備え；
前記電力受電装置は，前記第１電極板との静電結合によりコンデンサとして機能する前記受電部である第２電極板と，
前記第２電極板に接続され，前記第２電極板を介して供給された電力を受電する電力受電手段とを備え；
前記第１電極板と前記第２電極板の電極対は電力伝送路の一部を形成し;
前記電力供給装置または前記電力受電装置は，前記電極対のリアクタンスによる電圧降下を減少させるリアクタンス補正手段をさらに含むことを特徴とする，電力伝送システム。
【請求項２】
前記電力受電装置は，非接触式カードであり，
前記電力供給装置は，前記非接触式カードに対して，データを読み出しおよび／または書き込みするカードリーダライタであることを特徴とする，請求項１に記載の電力伝送システム。
【請求項３】
電力を受電する電力受電装置と別体に構成され，電力伝送時には供給部と前記電力受電装置の受電部が対向し，前記電力受電装置に電力を非接触式に供給する電力供給装置であって：
電力を生成する電力生成手段と；
前記電力生成手段に接続され，コンデンサとして機能する電極対の片側電極板を形成する前記供給部である第１電極板と；
前記電力生成手段と前記第１電極板との間に，前記第１電極板によって形成され，コンデンサとして機能する電極対のリアクタンスによる電圧降下を減少させるリアクタンス補正手段と；
を備えることを特徴とする，電力供給装置。
【請求項４】
前記リアクタンス補正手段は，所定の自己インダクタンスを有するインダクタ；
自己インダクタンスを調整可能なアクティブインダクタ；
所定の自己インダクタンスを有するインダクタと，静電容量を調整可能な可変コンデンサとの組合せ；
のいずれかにより形成されることを特徴とする，請求項３に記載の電力供給装置。
【請求項５】
前記電力に応じて，前記リアクタンス補正手段を調整する電力調整手段をさらに備えることを特徴とする，請求項３に記載の電力供給装置。
【請求項６】
前記電力に応じて，前記電力生成手段で生成する電力の周波数を調整する周波数調整手段をさらに備えることを特徴とする，請求項３に記載の電力供給装置。
【請求項７】
前記第１電極板は，１つの電力伝送路に２枚設けられ；
各々の第１電極板は，前記電力生成手段のホット側とコールド側に接続され，
前記電力受電装置の受電部に対向する位置で横並びに形成されることを特徴とする，請求項３に記載の電力供給装置。
【請求項８】
前記電力生成手段により生成される電力は，交流電力であることを特徴とする，請求項３に記載の電力供給装置。
【請求項９】
前記電力供給装置は，非接触式カードに対してデータを読み出しおよび／または書き込みするカードリーダライタであることを特徴とする，請求項３に記載の電力供給装置。
【請求項１０】
電力を供給する電力供給装置と別体に構成され，電力伝送時には受電部と前記電力供給装置の供給部が対向し，前記電力供給装置から電力を非接触式に受電する電力受電装置であって：
コンデンサとして機能する電極対の片側電極板を形成する前記受電部である第２電極板と；
前記第２電極板に接続され，前記第２電極板を介して供給された電力を受電する電力受電手段と；
前記第２電極板と前記電力受電手段との間に，前記第２電極板によって形成され，コンデンサとして機能する電極対のリアクタンスによる電圧降下を減少させるリアクタンス補正手段と；
を備えることを特徴とする，電力受電装置。
【請求項１１】
前記リアクタンス補正手段は，所定の自己インダクタンスを有するインダクタ；
自己インダクタンスを調整可能なアクティブインダクタ；
所定の自己インダクタンスを有するインダクタと，静電容量を調整可能な可変コンデンサとの組合せ；
のいずれかにより形成されることを特徴とする，請求項１０に記載の電力受電装置。
【請求項１２】
前記電力に応じて，前記リアクタンス補正手段を調整する電力調整手段をさらに備えることを特徴とする，請求項１０に記載の電力受電装置。
【請求項１３】
前記第２電極板は，１つの電力伝送路に２枚設けられ；
各々の第２電極板は，前記電力受電手段の各端子に接続され，
前記電力供給装置の供給部に対向する位置で横並びに形成されることを特徴とする，請求項１０に記載の電力受電装置。
【請求項１４】
前記受電する電力は，交流電力であることを特徴とする，請求項１０に記載の電力受電装置。
【請求項１５】
前記電力受電手段は，受電された交流電力を直流電力に整流する整流回路を含むことを特徴とする，請求項１４に記載の電力受電装置。
【請求項１６】
前記電力受電装置は，非接触式カードであることを特徴とする，請求項１０に記載の電力受電装置。
【請求項１７】
信号を送信する信号送信装置と，前記信号送信装置と別体に構成され前記信号送信装置からの信号を受信する信号受信装置とからなり，信号伝送時には前記信号送信装置の送信部と前記信号受信装置の受信部が対向する位置に配置され，非接触式に信号が伝送される信号伝送システムであって：
前記信号送信装置は，信号を生成する信号生成手段と，
前記信号生成手段に接続され，コンデンサとして機能する電極対の片側電極板を形成する前記送信部である第１電極板とを備え；
前記信号受信装置は，前記第１電極板との静電結合によりコンデンサとして機能する前記受信部である第２電極板と，
前記第２電極板に接続され，前記第２電極板を介して送信された信号を受信する信号受信手段とを備え；
前記第１電極板と前記第２電極板の電極対は信号伝送路の一部を形成し;
前記信号送信装置または前記信号受信装置は，前記電極対のリアクタンスによる電圧降下を減少させるリアクタンス補正手段をさらに含むことを特徴とする，信号伝送システム。
【請求項１８】
前記信号受信装置と前記信号送信装置は：
非接触式カードと；前記非接触式カードに対して，データを読み出しおよび／または書き込みするカードリーダライタと；
の対であることを特徴とする，請求項１７に記載の信号伝送システム。
【請求項１９】
信号を受信する信号受信装置と別体に構成され，信号伝送時には送信部と前記信号受信装置の受信部が対向し，前記信号受信装置に信号を非接触式に送信する信号送信装置であって：
信号を生成する信号生成手段と；
前記信号生成手段に接続され，コンデンサとして機能する電極対の片側電極板を形成する前記送信部である第１電極板と；
前記信号生成手段と前記第１電極板との間に，前記第１電極板によって形成され，コンデンサとして機能する電極対のリアクタンスによる電圧降下を減少させるリアクタンス補正手段と；
を備えることを特徴とする，信号送信装置。
【請求項２０】
前記リアクタンス補正手段は，所定の自己インダクタンスを有するインダクタ；
自己インダクタンスを調整可能なアクティブインダクタ；
所定の自己インダクタンスを有するインダクタと，静電容量を調整可能な可変コンデンサとの組合せ；
のいずれかにより形成されることを特徴とする，請求項１９に記載の信号送信装置。
【請求項２１】
前記信号に応じて，前記リアクタンス補正手段を調整する信号調整手段をさらに備えることを特徴とする，請求項１９に記載の信号送信装置。
【請求項２２】
前記信号に応じて，前記信号生成手段で生成する信号の周波数を調整する周波数調整手段をさらに備えることを特徴とする，請求項１９に記載の信号送信装置。
【請求項２３】
前記第１電極板は，１つの信号伝送路に２枚設けられ；
各々の第１電極板は，前記信号生成手段の各端子に接続され，
前記信号受信装置の受信部に対向する位置で横並びに形成されることを特徴とする，請求項１９に記載の信号送信装置。
【請求項２４】
前記信号生成手段により生成される信号は，交流信号であることを特徴とする，請求項１９に記載の信号送信装置。
【請求項２５】
前記信号送信装置は，非接触式カード，または，非接触式カードに対してデータを読み出しおよび／または書き込みするカードリーダライタであることを特徴とする，請求項１９に記載の信号送信装置。
【請求項２６】
信号を送信する信号送信装置と別体に構成され，信号伝送時には受信部と前記信号送信装置の送信部が対向し，前記信号送信装置から信号を非接触式に受信する信号受信装置であって：
コンデンサとして機能する電極対の片側電極板を形成する前記受信部である第２電極板と；
前記第２電極板に接続され，前記第２電極板を介して送信された信号を受信する信号受信手段と；
前記第２電極板と前記信号受信手段との間に，前記第２電極板によって形成され，コンデンサとして機能する電極対のリアクタンスによる電圧降下を減少させるリアクタンス補正手段と；
を備えることを特徴とする，信号受信装置。
【請求項２７】
前記リアクタンス補正手段は，所定の自己インダクタンスを有するインダクタ；
自己インダクタンスを調整可能なアクティブインダクタ；
所定の自己インダクタンスを有するインダクタと，静電容量を調整可能な可変コンデンサとの組合せ；
のいずれかにより形成されることを特徴とする，請求項２６に記載の信号受信装置。
【請求項２８】
前記信号に応じて，前記リアクタンス補正手段を調整する信号調整手段をさらに備えることを特徴とする，請求項２６に記載の信号受信装置。
【請求項２９】
前記第２電極板は，１つの信号伝送路に２枚設けられ；
各々の第２電極板は，前記信号受信手段の各端子に接続され，
前記信号送信装置の送信部に対向する位置で横並びに形成されることを特徴とする，請求項２６に記載の信号受信装置。
【請求項３０】
前記受信する信号は，交流信号であることを特徴とする，請求項２６に記載の信号受信装置。
【請求項３１】
前記信号受信装置は，非接触式カード，または，非接触式カードに対してデータを読み出しおよび／または書き込みするカードリーダライタであることを特徴とする，請求項２６に記載の信号受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電力伝送システム，電力供給装置，電力受電装置，信号伝送システム，信号送信装置，および，信号受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来，クレジットカードやキャッシュカードといった携帯カードにおいては，ユーザ情報やユーザＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等の固定データ情報を上記携帯カードに備わる磁気記憶媒体に記憶していた。
【０００３】
近年は，半導体記憶媒体の大容量化，小型化によって上記半導体記憶媒体を携帯カードに埋設することが可能となり，上記のような固定データ情報を記憶するだけでなく，上記半導体記憶媒体を利用して高度なデータ情報の読み取り，書き込みを行うことができるようになった。
【０００４】
このような半導体記憶媒体を備える携帯カードは，腐食性や耐水性の観点または容易な取扱性の観点から非導電性材料で覆われ，金属端子が露出していない外観を有する。このような携帯カードは，別体の装置と非接触状態においても目的とする動作が可能なため，非接触式カードとも呼ばれる。上記非接触式カードが必要とする電力の受電や信号の送受信に関しては，上記非接触式カードと，電力もしくは信号の供給装置との対向する両面に設けられた電極板により伝送する方法（例えば，特許文献１）が知られている。
【０００５】
【特許文献１】特許第２５７９９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし，上記のような電極板を利用した電力伝送および信号伝送においては，上記電極板の対によって生じるリアクタンスに起因した電圧降下が生じ，特に電力伝送においては電力効率の低下に大きく影響していた。
【０００７】
本発明は，従来の電力伝送または信号伝送が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，上記電極板の対によって生じるリアクタンスに起因した電圧降下を減少させ，電力伝送または信号伝送を効率良く行うことが可能な，新規かつ改良された電力伝送システム，電力供給装置，電力受電装置，信号伝送システム，信号送信装置，および，信号受信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために，本発明の第１の観点によれば，電力を供給する電力供給装置と，上記電力供給装置と別体に構成され上記電力供給装置からの電力を受電する電力受電装置とからなり，電力伝送時には上記電力供給装置の供給部と上記電力受電装置の受電部が対向する位置に配置され，非接触式に電力が伝送される電力伝送システムであって：上記電力供給装置は，電力を生成する電力生成手段と，上記電力生成手段に接続され，コンデンサとして機能する電極対の片側電極板を形成する上記供給部である第１電極板とを備え；上記電力受電装置は，上記第１電極板との静電結合によりコンデンサとして機能する上記受電部である第２電極板と，上記第２電極板に接続され，上記第２電極板を介して供給された電力を受電する電力受電手段とを備え；上記第１電極板と上記第２電極板の電極対は電力伝送路の一部を形成し;上記電力供給装置または上記電力受電装置は，上記電極対のリアクタンスによる電圧降下を減少させるリアクタンス補正手段をさらに含むことを特徴とする，電力伝送システムを提供する。ここで上記電力受電装置は，非接触式カードであり，上記電力供給装置は，上記非接触式カードに対して，データを読み出しおよび／または書き込みするカードリーダライタであるとしても良い。ここで，非接触式カードとは，集積回路等の電気的素子が非導電性材料に埋設され，表面に金属端子が露出していないカードを含み，電極等が他の装置の電極等と非接触状態であっても電気的に動作することが可能なカードを言う。また，非接触式とは，装置同士が接触していなくとも動作可能であることを言い，接触して動作することも含む。
【０００９】
上記第１電極板と上記第２電極板の電極対は，静電結合によりコンデンサとして機能し，上記電力供給装置から上記電力受電装置への電力伝送路となる。また，かかる電力伝送路に，上記電極対のリアクタンスをキャンセルするリアクタンス補正手段を設け，電力伝送効率を上げることができる。
【００１０】
上記課題を解決するために，本発明の第２の観点によれば，電力を受電する電力受電装置と別体に構成され，電力伝送時には本電力供給装置の供給部と上記電力受電装置の受電部が対向し，上記電力受電装置に電力を非接触式に供給する電力供給装置であって：電力を生成する電力生成手段と；上記電力生成手段に接続され，コンデンサとして機能する電極対の片側電極板を形成する上記供給部である第１電極板と；上記電力生成手段と上記第１電極板との間に，上記第１電極板によって形成され，コンデンサとして機能する電極対のリアクタンスによる電圧降下を減少させるリアクタンス補正手段とを備えることを特徴とする，電力供給装置が提供される。
【００１１】
かかる構成により，電力供給目的である電力受電装置に上記電極対を介して電力を伝送できる。さらに，かかる電力受電装置を含む電力伝送路に上記電極対のリアクタンスをキャンセルするリアクタンス補正手段を設け，電力伝送効率を上げることができる。
【００１２】
また，上記リアクタンス補正手段は，所定の自己インダクタンスを有するインダクタ；自己インダクタンスを調整可能なアクティブインダクタ；所定の自己インダクタンスを有するインダクタと，静電容量を調整可能な可変コンデンサとの組合せ；のいずれかにより形成されるとしても良い。
【００１３】
上記電極対は容量性のリアクタンスを有し，通常，インピーダンスの虚数軸において負で表される。従って正のリアクタンスを有するインダクタを上記電力伝送路に直列に接続することでリアクタンスの絶対値を下げ，電力伝送効率を上げることが可能となる。
【００１４】
また，正のリアクタンスを有する，自己インダクタンスを調整可能なアクティブインダクタを上記電力伝送路に直列に接続することで，上記同様，電力伝送効率を上げることが可能となる。さらに上記電極対のリアクタンスが一定でない場合においては，上記アクティブインダクタを調整することによって最適の電力伝送効率を得ることが可能となる。
【００１５】
また，上記電極対のリアクタンスよりリアクタンスの絶対値が大きいインダクタと，静電容量を調整可能な可変コンデンサとの組合せを上記電力伝送路に直列に接続することで，上記同様，電力伝送効率を上げることが可能となる。さらに上記電極対のリアクタンスが一定でない場合においては，上記可変コンデンサを調整することによって最適の電力伝送効率を得ることが可能となる。
【００１６】
また，上記電力に応じて，上記リアクタンス補正手段を調整する電力調整手段をさらに備えるとしても良い。ここで，電力の検知は，直接，電力を測定するとしても良いし，定電圧電源の下，電流を測定して行っても良い。
【００１７】
リアクタンス補正手段が上記アクティブインダクタにより形成される場合，かかる電力調整手段により，アクティブインダクタの自己インダクタンス可変範囲における最小のリアクタンスを得ることが可能となる。上記リアクタンスが最小の時，電力伝送路全体のインピーダンスも最小となる。従って，上記自己インダクタンスの可変範囲においてはこの点の電力伝送効率が最大となる。上記リアクタンスは好ましくは０であり，このときの自己インダクタンスＬ（Ｈ）は，上記電力の周波数をｆ（Ｈｚ），上記電極対の静電容量をＣ（Ｆ）としたとき，Ｌ＝１／（（２πｆ）２×Ｃ）によって表される。
【００１８】
また，リアクタンス補正手段が上記所定の自己インダクタンスを有するインダクタと，静電容量を調整可能な可変コンデンサとの組合せにより形成される場合，かかる電力調整手段により，上記可変コンデンサの静電容量可変範囲における最小のリアクタンスを得ることが可能となる。上記リアクタンスが最小の時，電力伝送路全体のインピーダンスも最小となる。従って，上記静電容量の可変範囲においてはこの点の電力伝送効率が最大となる。上記リアクタンスは好ましくは０であり，このときの上記可変コンデンサの静電容量Ｃｄ（Ｆ）は，上記電力の周波数をｆ（Ｈｚ），自己インダクタンスＬ（Ｈ），上記電極対の静電容量をＣ（Ｆ）としたとき，Ｃｄ＝１／（（２πｆ）２×Ｌ）−Ｃによって表される。
【００１９】
また，上記電力に応じて，上記電力生成手段で生成する電力の周波数を調整する周波数調整手段をさらに備えるとしても良い。
【００２０】
リアクタンス補正手段が所定の自己インダクタンスを有するインダクタで形成される場合，かかる周波数調整手段により，周波数可変範囲における最小のリアクタンスを得ることが可能となる。上記リアクタンスが最小の時，電力伝送路全体のインピーダンスも最小となる。従って，上記周波数の可変範囲においてはこの点の電力伝送効率が最大となる。上記リアクタンスは好ましくは０であり，このときの周波数ｆ（Ｈｚ）は，上記電極対の静電容量をＣ（Ｆ），上記インダクタの自己インダクタンスをＬ（Ｈ）としたとき，ｆ＝１／（２π×√（Ｌ×Ｃ））によって表される。
【００２１】
ここで，上記インダクタは本電力供給装置に設けられても良いし，上記電力受電装置に設けられても良い。かかる構成により，上記インダクタが複数の電力受電装置に共通して設けられている場合，本電力供給装置ではインダクタを備える必要がない。また，このように複数の電力受電装置に設けられたインダクタの自己インダクタンスが各々相違するといった場合にも，上記周波数調整手段によって最適な電力伝送を行うことが可能となる。
【００２２】
また，上記第１電極板は，１つの電力伝送路に２枚設けられ；各々の第１電極板は，上記電力生成手段のホット側とコールド側に接続され，上記電力受電装置の受電部に対向する位置で横並びに形成されるとしても良い。
【００２３】
かかる電力伝送では，本電力供給装置と上記電力受電装置との電力伝送路中に少なくともホット側とコールド側の２つの電路が必要であり，かかる２つの電路を上記２枚の第１電極板で形成することができる。
【００２４】
また，上記電力生成手段により生成される電力は，交流電力であるとしても良い。かかる上記第１電極板により形成される電極対は静電結合によりコンデンサとして機能するが，コンデンサは主に交流電力を通すという特性を有している。従って，上記電力伝送を効率的に行うためには，生成される電力は交流であることが望ましい。
【００２５】
また，本電力供給装置は，上記電力受電装置である非接触式カードに対して，データを読み出しおよび／または書き込みするカードリーダライタであっても良い。かかる構成により上記電力受電装置である非接触式カードに効率的に電力を伝送できる。
【００２６】
上記課題を解決するために，本発明の第３の観点によれば，電力を供給する電力供給装置と別体に構成され，電力伝送時には本電力受電装置の受電部と上記電力供給装置の供給部が対向し，上記電力供給装置から電力を非接触式に受電する電力受電装置であって：コンデンサとして機能する電極対の片側電極板を形成する上記受電部である第２電極板と；上記第２電極板に接続され，上記第２電極板を介して供給された電力を受電する電力受電手段と；上記電力受電手段と上記第２電極板との間に，上記第２電極板によって形成され，コンデンサとして機能する電極対のリアクタンスによる電圧降下を減少させるリアクタンス補正手段とを備えることを特徴とする，電力受電装置が提供される。
【００２７】
かかる構成により，電力を供給する電力供給装置から上記電極対を介して電力を受電できる。さらに，かかる電力供給装置を含む電力伝送路に，上記電極対のリアクタンスをキャンセルするリアクタンス補正手段を設け，電力伝送効率を上げることができる。
【００２８】
また，上記リアクタンス補正手段は，所定の自己インダクタンスを有するインダクタ；自己インダクタンスを調整可能なアクティブインダクタ；所定の自己インダクタンスを有するインダクタと，静電容量を調整可能な可変コンデンサとの組合せのいずれかにより形成されるとしても良い。
【００２９】
上記電極対は容量性のリアクタンスを有し，通常，インピーダンスの虚数軸において負で表される。従って正のリアクタンスを有するインダクタを上記電力伝送路に直列に接続することでリアクタンスの絶対値を下げ，電力伝送効率を上げることが可能となる。
【００３０】
また，正のリアクタンスを有する，自己インダクタンスを調整可能なアクティブインダクタを上記電力伝送路に直列に接続することで，上記同様，電力伝送効率を上げることが可能となる。さらに上記電極対のリアクタンスが一定でない場合においては，上記アクティブインダクタを調整することによって最適の電力伝送効率を得ることが可能となる。
【００３１】
また，上記電極対のリアクタンスよりリアクタンスの絶対値が大きいインダクタと，静電容量を調整可能な可変コンデンサとの組合せを上記電力伝送路に直列に接続することで，上記同様，電力伝送効率を上げることが可能となる。さらに上記電極対のリアクタンスが一定でない場合においては，上記可変コンデンサを調整することによって最適の電力伝送効率を得ることが可能となる。
【００３２】
また，上記電力に応じて，上記リアクタンス補正手段を調整する電力調整手段をさらに備えるとしても良い。ここで，電力の検知は，直接，電力を測定するとしても良いし，定電圧電源の下，電流を測定して行っても良い。
【００３３】
リアクタンス補正手段が上記アクティブインダクタにより形成される場合，かかる電力調整手段により，アクティブインダクタの自己インダクタンス可変範囲における最小のリアクタンスを得ることが可能となる。上記リアクタンスが最小の時，電力伝送路全体のインピーダンスも最小となる。従って，上記自己インダクタンスの可変範囲においてはこの点の電力伝送効率が最大となる。上記リアクタンスは好ましくは０であり，このときの自己インダクタンスＬ（Ｈ）は，上記電力の周波数をｆ（Ｈｚ），上記電極対の静電容量をＣ（Ｆ）としたとき，Ｌ＝１／（（２πｆ）２×Ｃ）によって表される。
【００３４】
また，リアクタンス補正手段が上記所定の自己インダクタンスを有するインダクタと，静電容量を調整可能な可変コンデンサとの組合せにより形成される場合，かかる電力調整手段により，上記可変コンデンサの静電容量可変範囲における最小のリアクタンスを得ることが可能となる。上記リアクタンスが最小の時，電力伝送路全体のインピーダンスも最小となる。従って，上記静電容量の可変範囲においてはこの点の電力伝送効率が最大となる。上記リアクタンスは好ましくは０であり，このときの上記可変コンデンサの静電容量Ｃｄ（Ｆ）は，上記電力の周波数をｆ（Ｈｚ），自己インダクタンスＬ（Ｈ），上記電極対の静電容量をＣ（Ｆ）としたとき，Ｃｄ＝１／（（２πｆ）２×Ｌ）−Ｃによって表される。
【００３５】
また，上記第２電極板は，１つの電力伝送路に２枚設けられ；各々の第２電極板は，上記電力受電手段の各端子に接続され，上記電力供給装置の供給部に対向する位置で横並びに形成されるとしても良い。
【００３６】
かかる電力伝送では，上記電力供給装置と本電力受電装置との電力伝送路中に少なくともホット側とコールド側の２つの電路が必要であり，かかる２つの電路を上記２枚の第２電極板で形成することができる。
【００３７】
また，上記受電する電力は，交流電力であるとしても良く，上記電力受電手段は，受電された交流電力を直流電力に整流する整流回路を含むとしても良い。
【００３８】
かかる上記第２電極板により形成される電極対は静電結合によりコンデンサとして機能するが，コンデンサは主に交流電力を通すという特性を有している。従って，上記電力伝送を効率的に行うためには，受電する電力は交流であることが望ましい。また，かかる整流回路により，電力受電手段において直流電力を必要とする半導体記憶媒体に電力を供給することが可能となる。
【００３９】
また，本電力受電装置は，非接触式カードであっても良い。かかる非接触式カードとして形成された電力受電装置では，小型化された半導体記憶媒体や小型マイコンを備えることが可能であり，携帯性に優れた装置を提供できる。
【００４０】
また，上記リアクタンス補正手段は，上記電力供給装置と上記電力受電装置の両方に設けられるとしても良い。
【００４１】
上記課題を解決するために，本発明の第４の観点によれば，信号を送信する信号送信装置と，上記信号送信装置と別体に構成され上記信号送信装置からの信号を受信する信号受信装置とからなり，信号伝送時には上記信号送信装置の送信部と上記信号受信装置の受信部が対向する位置に配置され，非接触式に信号が伝送される信号伝送システムであって：上記信号送信装置は，信号を生成する信号生成手段と，上記信号生成手段に接続され，コンデンサとして機能する電極対の片側電極板を形成する上記送信部である第１電極板とを備え；上記信号受信装置は，上記第１電極板との静電結合によりコンデンサとして機能する上記受信部である第２電極板と，上記第２電極板に接続され，上記第２電極板を介して送信された信号を受信する信号受信手段とを備え；上記第１電極板と上記第２電極板の電極対は信号伝送路の一部を形成し;上記信号送信装置または上記信号受信装置は，上記電極対のリアクタンスによる電圧降下を減少させるリアクタンス補正手段をさらに含むことを特徴とする，信号伝送システムが提供される。ここで，上記信号受信装置と上記信号送信装置は：非接触式カードと；上記非接触式カードに対して，データを読み出しおよび／または書き込みするカードリーダライタとの対であるとしても良い。
【００４２】
上記第１電極板と上記第２電極板の電極対は静電結合によりコンデンサとして機能し，上記信号送信装置から上記信号受信装置への信号伝送路となる。また，かかる信号伝送路に，上記電極対のリアクタンスをキャンセルするリアクタンス補正手段を設け，信号伝送レベルを上げることができる。
【００４３】
また，上記電力供給装置と構成が実質的に同等で，伝送目的を信号とする信号送信装置と，上記電力受電装置と構成が実質的に同等で，伝送目的を信号とする信号受信装置とが提供される。さらに上記信号送信装置と上記信号受信装置は，１つの装置で構成することも可能である。
【発明の効果】
【００４４】
以上説明したように本発明によれば，電力伝送または信号伝送において，各装置の伝送路に備わる電極板のリアクタンスに起因した電圧降下を減少させ，電力伝送または信号伝送を効率良く行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００４６】
（第１の実施の形態）
図１は，第１の実施形態による電力伝送システムの典型例を示すイメージ図である。本実施形態においては，電力供給装置の１実施例としてカードリーダライタ１１０，電力受電装置の１実施例として非接触式カード１１２を記載する。
【００４７】
上記電力伝送システムは，電力供給装置であるカードリーダライタ１１０と，電力受電装置である非接触式カード１１２から構成される。
【００４８】
上記カードリーダライタ１１０は，上記非接触式カード１１２を支持できる構造であり，上記非接触式カード１１２をカードリーダライタ１１０に添えることによって，カードリーダライタ１１０の供給部と非接触式カード１１２の受電部が対向する仕組みになっている。
【００４９】
図１に示したように，カードリーダライタ１１０と非接触式カード１１２とは，別体に構成される。非接触式カード１１２の動作時，即ちカードリーダライタ１１０から非接触式カード１１２への電力伝送時には，カードリーダライタ１１０に対向する位置に非接触式カード１１２が配置され，非接触式に電力が伝送される。
【００５０】
図２は，上記電力伝送システムにおけるカードリーダライタ１１０と非接触式カード１１２の構成を示したブロック図である。
【００５１】
上記カードリーダライタ１１０は，電力生成手段２１０と，第１電極板２１２と，リアクタンス補正手段２１４と，電力調整手段２１６とから構成される。
【００５２】
上記電力生成手段２１０は，所定電圧，所定周波数の交流電源を生成する。本実施形態のような電極対を利用した電力伝送においては，上記電極対の１／（ｊ２πｆ×Ｃ）で表されるリアクタンスは，周波数が高くなるとそれに応じて低い値を示すので，伝送する周波数を高く設定すると効率良い電力伝送が可能となる。
【００５３】
上記第１電極板２１２は，所定面積を有した金属材料で形成され，上記電力生成手段２１０の一端（ホット側）に接続されているホット側第１電極板２１８と，他端（コールド側）に接続されているコールド側第１電極板２２０とから構成される。かかる第１電極板２１２は，カードリーダライタ１１０と非接触式カード１１２との電力伝送路に設けられている。即ち非接触式カード１１２をカードリーダライタ１１０に添えたとき，上記非接触式カード１１２に設けられた受電部と対向して配置される。
【００５４】
上記カードリーダライタ１１０の供給部と上記非接触式カード１１２の受電部によって形成される電極対のリアクタンスは，上記供給部と上記受電部の距離に依存して大きくなる。このため，第１電極板２１２は，非接触式カード１１２と近い位置に形成されるのが望ましい。また，第１電極板２１２を露出して形成しない場合，カードリーダライタ１１０表面の非接触式カード１１２と対向する面には，高い比誘電率，例えば比誘電率１０の誘電体で少なくとも第１電極板を覆うように形成されても良い。
【００５５】
上記リアクタンス補正手段２１４は，上記電力生成手段２１０と上記第１電極板２１２との間に設けられ，第１電極板２１２によって形成さる電極対のリアクタンスに起因した電圧降下を減少させる。具体的には，１または２以上の，インダクタ，アクティブインダクタ，または，インダクタと可変コンデンサの組合せから構成され，上記電力伝送路に直列に挿入される。図２においては，リアクタンス補正手段２１４として挿入される２つのアクティブインダクタの１つが，一端を電力生成手段２１０のホット端子に他端をホット側第１電極板２１８に接続され，他方のアクティブインダクタが，一端を電力生成手段２１０のコールド側に他端をコールド側第１電極板２２０に接続されている。
【００５６】
上記電極対は容量性のリアクタンスを有し，通常，インピーダンスの虚数軸において負で表される。従って正のリアクタンスを有する上記インダクタ等の構成によってリアクタンスの絶対値を下げ，電力伝送効率を上げることが可能となる。
【００５７】
上記電力調整手段２１６は，リアクタンス補正手段２１４が，アクティブインダクタまたはインダクタと可変コンデンサの組合せから構成されている場合，電力生成手段２１０で生成される電力に応じて，かかるアクティブインダクタや可変コンデンサを調整し，調整範囲における最適の電力を提供する。
【００５８】
本実施形態においては，電力伝送路に電流計２２２を挿入し，電流計２２２に流れる電流値を測定することによって電力を検知する。このような構成において，アクティブインダクタや可変コンデンサを上記調整範囲内で調整し，かかる電流計２２２の電流値が最大になったところが，リアクタンスの最小点であり，電力の最大点となる。
【００５９】
このように電力調整手段２１６は，アクティブインダクタや可変コンデンサを調整して，電流計２２２の電流値が最大になる点を探し出し，この時の自己インダクタンスまたは静電容量を維持する。
【００６０】
かかる電力調整手段２１６の調整は自動的に行われ，電流計２２２の電流値が所定の偏差を超えて変化した場合，再度，電力最大点を探す動作が行われる。例えば，電力伝送中に上記非接触式カード１１２を別の非接触式カード１１２に置き換えた場合，または，電力伝送中の非接触式カードのカードリーダライタ１１０との位置関係が変化した場合等においては，上記第１電極板２１２で形成された電極対のリアクタンスが変化し，上記アクティブインダクタの自己インダクタンスを維持すると却って電力伝送効率が悪くなるといったことが起こり得る。このような場合，上記のように，再度，電力最大点を探す調整を行うとした方が目的に叶っている。
【００６１】
また，上記電力調整手段２１６によって調整されたリアクタンスは好ましくは０であり，このときの自己インダクタンスＬ（Ｈ）は，上記電力の周波数をｆ（Ｈｚ），上記電極対の静電容量をＣ（Ｆ）としたとき，Ｌ＝１／（（２πｆ）２×Ｃ）によって表される。
【００６２】
さらに，リアクタンス補正手段をインダクタと可変コンデンサにより形成しても上記同様の効果を得ることができる。この場合も，上記リアクタンスは好ましくは０であり，このときの上記可変コンデンサの静電容量Ｃｄ（Ｆ）は，上記電力の周波数をｆ（Ｈｚ），自己インダクタンスＬ（Ｈ），上記電極対の静電容量をＣ（Ｆ）としたとき，Ｃｄ＝１／（（２πｆ）２×Ｌ）−Ｃによって表される。
【００６３】
また，本実施形態における非接触式カード１１２は，第２電極板２３０，電力受電手段２３２とから構成される。
【００６４】
上記第２電極板２３０は，所定面積を有した金属材料で形成され，上記第１電極板２１２と対向した位置で第１電極板との静電結合によりコンデンサとして機能し，ホット側第１電極板２１８と静電結合するホット側第２電極板２３４と，コールド側第１電極板２２０と静電結合するコールド側第２電極板２３６とから構成される。かかる第２電極板２３０は，カードリーダライタ１１０と非接触式カード１１２との電力伝送路に設けられている。即ち非接触式カード１１２をカードリーダライタ１１０に添えたとき，上記カードリーダライタ１１０に設けられた供給部と対向して配置される。
【００６５】
ここで，カードリーダライタ１１０から供給される電力が正弦波等の交流電力であれば，上記第１電極板２１２と第２電極板２３０の対応する電極板は，上記に示した電極対と相違する電極対になっても構わない。即ち，ホット側第１電極板２１８とコールド側第２電極板２３６，および，コールド側第１電極板２２０とホット側第２電極板２３４とが対になって電力伝送路の一部となることも可能である。
【００６６】
上記電力受電手段２３２は，上記第２電極板２３０に接続され，第２電極板２３０を介して供給された電力を受電する。受電された電力は，非接触式カード１１２内に設けられた半導体記憶媒体等の負荷の電力として利用される。このような電力を消費する負荷が直流電力を必要とする場合，かかる電力受電手段２３２は受電された交流電力を直流電力に整流する整流回路を備えることもできる。
【００６７】
（電力調整手段２１６）
ここで，本実施形態の理解をより深めるため，上記電力調整手段２１６の調整について詳述する。上記リアクタンス補正手段２１４は，アクティブインダクタにより形成され，電力調整手段２１６は，このアクティブインダクタの自己インダクタンスを調整する。
【００６８】
図３は，電力調整手段２１６の動作を説明するための説明図である。ここでは，横軸３１０に周波数ｆ（Ｈｚ），縦軸３１２にリアクタンス（Ω）を示す。
【００６９】
このとき第１電極板２１２と第２電極板２３０で形成される電極対に起因するリアクタンスは，電力周波数ｆに応じて曲線３１６のように推移し，上記アクティブインダクタによるリアクタンスは電力周波数ｆに応じて直線３１８のように推移する。このとき，電力周波数ｆが低いと，電極対に起因するリアクタンスの絶対値がアクティブインダクタによるリアクタンスの絶対値より大きくなり，合成されたリアクタンスは負の方向に大きくなる。一方，電力周波数ｆが高いと，アクティブインダクタによるリアクタンスの絶対値が電極対に起因するリアクタンスの絶対値より大きくなり，合成されたリアクタンスは正の方向に大きくなる。
【００７０】
また，本実施形態において，上記アクティブインダクタの自己インダクタは調整可能であり，図３の自己インダクタ可変範囲３２０において直線３１８の傾きを変化させることができる。
【００７１】
ここで，電力生成手段２１０で生成される電力の周波数は一定ｆ０であり，電力調整手段２１６は，上記電極対によるリアクタンスがキャンセルされるように，アクティブインダクタの自己インダクタンス，即ち直線３１８の傾きを変化する。このようにして電力周波数ｆ０においてｊ２πｆＬと１／（ｊ２πｆＣ）の絶対値３２２が等しくなり，リアクタンス成分は０となる。
【００７２】
（第２の実施の形態）
図４は，上記電力伝送システムにおける第２の実施形態によるカードリーダライタ１１０と非接触式カード１１２の構成を示したブロック図である。
【００７３】
上記カードリーダライタ１１０は，電力生成手段２１０と，第１電極板２１２と，リアクタンス補正手段２１４と，周波数調整手段３５０とから構成される。また，非接触式カード１１２は，第２電極板２３０，電力受電手段２３２とから構成される。ここで，第１の実施形態における構成要素として既に述べたものについては，実質的に機能が同一なので，重複説明を省略する。
【００７４】
上記周波数調整手段３５０は，リアクタンス補正手段２１４が所定の自己インダクタを有するインダクタ等で構成されている場合，電力生成手段２１０で生成される電力に応じて，上記電力の周波数を調整し，調整範囲における最適の電力を提供する。
【００７５】
本実施形態においても，電力伝送路に電流計２２２を挿入し，電流計２２２に流れる電流値を測定することによって電力を検知する。このような構成において，電力の周波数を上記調整範囲内で調整し，かかる電流計２２２の電流値が最大になったところが，リアクタンスの最小点であり，かつ電力の最大点となる。かかる周波数調整手段３５０は，電流計２２２の電流値が最大になる点を探し出し，この時の電力周波数を維持する。
【００７６】
かかる周波数調整手段３５０の調整は自動的に行われ，電流計２２２の電流値が所定の偏差を超えて変化した場合，再度，電力最大点を探す動作が行われる。例えば，電力伝送中に上記非接触式カード１１２を別の非接触式カード１１２に置き換えた場合，または，電力伝送中の非接触式カードのカードリーダライタ１１０との位置が変化した場合等においては，上記第１電極板２１２で形成された電極対のリアクタンスが変化し，上記調整された周波数を維持すると却って電力伝送効率が悪くなるといったことが起こり得る。このような場合，上記のように，再度，電力伝送効率が高くなる調整を行うとした方が目的に叶っている。
【００７７】
また，周波数調整手段３５０によって調整されたリアクタンスは好ましくは０であり，このときの周波数ｆ（Ｈｚ）は，上記電極対の静電容量をＣ（Ｆ），上記インダクタの自己インダクタンスをＬ（Ｈ）としたとき，ｆ＝１／（２π×√（Ｌ×Ｃ））によって表される。
【００７８】
ここで，上記インダクタは，カードリーダライタ１１０に設けられても良いし，非接触式カード１１２に設けられても良い。かかる構成により，上記インダクタが複数の非接触式カード１１２に共通して設けられているとした場合，カードリーダライタ１１０ではインダクタを備える必要がない。また，このように複数の非接触式カード１１２に設けられたインダクタの自己インダクタンスが各々相違する場合も，上記周波数調整手段３５０によって最適な電力伝送を行うことが可能である。
【００７９】
また，かかる周波数調整手段３５０を，上記第１の実施形態で述べた電力調整手段２１６と組合せて実施することも可能である。この場合，かかるリアクタンスの値を上記２つの手段で調整することが可能であり，例えば，電力調整手段２１６によって大まかな調整をした後，周波数調整手段３５０によって微調整を行うことや，非接触式カード１１２の交換などによるリアクタンスの大きな変化には電力調整手段２１６が対応し，電力伝送中の微細なリアクタンスの変化は周波数調整手段３５０で吸収するといった使い方ができる。
【００８０】
（周波数調整手段３５０）
ここで，本実施形態の理解をより深めるため，上記周波数調整手段３５０の調整について詳述する。ここで，上記リアクタンス補正手段２１４は，所定の自己インダクタンスを有するインダクタにより形成されている。
【００８１】
図５は，周波数調整手段３５０の動作を説明するための説明図である。ここでは，横軸３１０に周波数ｆ（Ｈｚ），縦軸３１２にリアクタンス（Ω）を示す。
【００８２】
このとき第１電極板２１２と第２電極板２３０で形成される電極対に起因するリアクタンスは，電力周波数ｆに応じて曲線３１６のように推移し，所定の自己インダクタンスＬを有するインダクタのリアクタンスは電力周波数ｆに応じて直線３７０のように推移する。このとき，電力周波数ｆが低いと，電極対に起因するリアクタンスの絶対値がインダクタによるリアクタンスの絶対値より大きくなり，合成されたリアクタンスは負の方向に大きくなる。一方，電力周波数ｆが高いと，インダクタによるリアクタンスの絶対値が電極対に起因するリアクタンスの絶対値より大きくなり，合成されたリアクタンスは正の方向に大きくなる。
【００８３】
また，本実施形態において，電力生成手段２１０で生成される電力の周波数ｆａは調整可能であり，図５の周波数可変範囲３７２において変化させることができる。
【００８４】
ここで，周波数調整手段３５０は，上記電極対によるリアクタンスがキャンセルされるように，電力の周波数ｆａを変化する。このようにして電力の周波数ｆａにおいてｊ２πｆＬと１／（ｊ２πｆＣ）の絶対値３７６が等しくなり，リアクタンス成分は０となる。
【００８５】
（第３の実施の形態）
図６は，上記電力伝送システムにおける第３の実施形態によるカードリーダライタ１１０と非接触式カード１１２の構成を示したブロック図である。
【００８６】
上記カードリーダライタ１１０は，電力生成手段２１０と，第１電極板２１２とから構成される。また，非接触式カード１１２は，第２電極板２３０，電力受電手段２３２，リアクタンス補正手段３９０と，電力調整手段３９２とから構成される。ここで，第１の実施形態における構成要素として既に述べたものについては，実質的に機能が同一なので，重複説明を省略する。
【００８７】
本実施形態においては，第１の実施形態においてカードリーダライタ１１０で実施されるリアクタンス補正手段２１４と電力調整手段２１６を，本実施形態のリアクタンス補正手段３９０と電力調整手段３９２に，機能をそのままにして置き換えたものであり，かかる手段に実質的な機能の差異はない。また，電流計３９４も第１の実施形態における電流計２２２と同等の機能を有している。ただし，上記リアクタンス補正手段３９０と電力調整手段３９２は，非接触式カード１１２に設けられることから大きさに制約が課せられる。
【００８８】
（第４の実施の形態）
以下に，信号伝送システムの実施形態を本願第４の実施形態として述べる。ここでは，第１の実施形態同様，図１のカードリーダライタ１１０および非接触式カード１１２を典型例として用い，信号送信装置の１実施例としてカードリーダライタ１１０，信号受信装置の１実施例として非接触式カード１１２を記載する。
【００８９】
図１に示したように，カードリーダライタ１１０と非接触式カード１１２とは，別体に構成される。非接触式カード１１２の動作時，即ちカードリーダライタ１１０から非接触式カード１１２への信号伝送時には，カードリーダライタ１１０に対向する位置に非接触式カード１１２が配置され，非接触式に信号が伝送される。
【００９０】
図７は，上記信号伝送システムにおけるカードリーダライタ１１０と非接触式カード１１２の構成を示したブロック図である。
【００９１】
上記カードリーダライタ１１０は，信号生成手段４１０と，第１電極板４１２と，リアクタンス補正手段４１４と，信号調整手段４１６とから構成される。また，非接触式カード１１２は，第２電極板４３０，信号受信手段４３２とから構成される。
【００９２】
本実施形態は，第１の実施形態における電力伝送システムの伝送目的である電力を信号に置き換えたものであり，本実施形態の信号生成手段４１０，第１電極板４１２，リアクタンス補正手段４１４，信号調整手段４１６，電流計４２２，第２電極板４３０，信号受信手段４３２は，それぞれ第１の実施形態における電力生成手段２１０，第１電極板２１２，リアクタンス補正手段２１４，電力調整手段２１６，電流計２２２，第２電極板２３０，電力受電手段２３２と実質的に同一の機能を有する。かかる機能に関しては，重複説明を省略する。
【００９３】
（第５の実施の形態）
図８は，上記信号伝送システムにおける第５の実施形態によるカードリーダライタ１１０と非接触式カード１１２の構成を示したブロック図である。
【００９４】
上記カードリーダライタ１１０は，信号生成手段４１０と，第１電極板４１２と，リアクタンス補正手段４１４と，周波数調整手段４５０とから構成される。また，非接触式カード１１２は，第２電極板４３０，信号受信手段４３２とから構成される。
【００９５】
本実施形態は，第２の実施形態における電力伝送システムの伝送目的である電力を信号に置き換えたものであり，本実施形態の信号生成手段４１０，第１電極板４１２，リアクタンス補正手段４１４，周波数調整手段４５０，電流計４２２，第２電極板４３０，信号受信手段４３２は，それぞれ第１の実施形態における電力生成手段２１０，第１電極板２１２，リアクタンス補正手段２１４，周波数調整手段３５０，第２電極板２３０，電力受電手段２３２と実質的に同一の機能を有する。かかる機能に関しては，重複説明を省略する。
【００９６】
（第６の実施の形態）
図９は，上記信号伝送システムにおける第６の実施形態によるカードリーダライタ１１０と非接触式カード１１２の構成を示したブロック図である。
【００９７】
上記カードリーダライタ１１０は，信号生成手段４１０と，第１電極板４１２とから構成される。また，非接触式カード１１２は，第２電極板４３０，信号受信手段４３２，リアクタンス補正手段４７０と，信号調整手段４７２とから構成される。
【００９８】
本実施形態は，第３の実施形態における電力伝送システムの伝送目的である電力を信号に置き換えたものであり，本実施形態の信号生成手段４１０，第１電極板４１２，第２電極板４３０，信号受信手段４３２，リアクタンス補正手段４７０，信号調整手段４７２，電流計４７４は，それぞれ第１の実施形態における電力生成手段２１０，第１電極板２１２，第２電極板２３０，電力受電手段２３２，リアクタンス補正手段３９０，電力調整手段３９２，電流計３９４と同様の機能を有する。
【００９９】
このような信号伝送システムでは，通常，伝送する基の信号を例えば２００ＭＨｚ等の高い周波数を有する搬送波に乗せて伝送する。上記基の信号の周波数帯域が搬送波に比較して狭い場合，上記信号伝送システムは特に有効である。
【０１００】
第４から第６の実施形態において，実質的に電力伝送システムと同じ構成を有する信号伝送システムを説明した。かかる信号伝送システムでは，上述のようにカードリーダライタ１１０を信号送信装置として，非接触式カード１１２を信号受信装置として使用することもできるが，逆の構成をとることもできる。即ち，カードリーダライタ１１０を信号受信装置として，非接触式カード１１２を信号送信装置として使用することである。また，このようなカードリーダライタ１１０に信号送信装置と信号受信装置の両装置を備えることも可能であり，非接触式カード１１２に上記両装置を備えることも可能である。さらに，各装置を動作するための電力として，第１から第３の実施形態に示した電力伝送システムをさらに含むこともできる。
（第７の実施の形態）
【０１０１】
以下，図１０〜図１６を用いて，上記電力伝送システムを実現した場合の効果を説明する。かかる説明では，（１）負荷抵抗に電力を供給する単純回路，（２）上記単純回路の電力伝送路に第１電極板２１２と第２電極板２３０とから形成される電極対を模擬したコンデンサを挿入した回路，（３）上記（２）の回路に，さらにリアクタンス補正手段を設けた回路の３回路についてシミュレーションを行い，このような回路に同電力を印加し，その時の上記負荷抵抗に生じる電圧を測定する。ここでは，測定された電圧が高い程，電力伝送効率が高いことを表す。
【０１０２】
図１０は，電力生成手段２１０としての交流電源５１０と，電力受電手段２３２としての整流回路５１２のみが接続された回路図である。
【０１０３】
上記交流電源５１０は，電圧５Ｖ，周波数２００ＭＨｚの交流電力を生成する。
【０１０４】
上記整流回路５１２は，上記交流電源５１０からの交流電力を直流電力に整流し，電圧を平滑化する平滑コンデンサ５１４と電力を消費する負荷としての負荷抵抗５１６に上記直流電力を供給する。このとき，カードグランド（ＣＧＮＤ）５２０に対するテストポイント（ＴＰ）５２２に生じる電圧を測定する。
【０１０５】
図１１は，上記回路において測定された電圧値を示したプロット図である。ここでは，横軸５５０に経過時間，縦軸５５２に測定されたＴＰ電圧を示す。このような単純回路において，ＴＰ電圧は，曲線５５４のように推移し，最終的に３．７Ｖに達する。
【０１０６】
図１２は，図１０に示す回路の電力伝送路に第１電極板２１２と第２電極板２３０を加えた回路図である。
【０１０７】
かかる回路は，交流電源５１０と，整流回路５１２と，第１コンデンサ５７０と，第２コンデンサ５７２とで構成されている。上記第１コンデンサ５７０と，第２コンデンサ５７２は，第１電極板２１２と第２電極板２３０とにより形成される２つの電極対を模擬したものである。このように構成することで，上記両コンデンサの電極板間に，カードリーダライタと非接触式カードとの境界５７４を設けたことと等しくなり，上記交流電源５１０側をカードリーダライタ，上記整流回路５１２側を非接触式カードとみなすことができる。
【０１０８】
上記第１コンデンサ５７０および第２コンデンサ５７２の電極板の大きさＳを２０ｍｍ×２０ｍｍとし，各電極板間の距離ｌを０．１ｍｍ，真空の誘電率ε０を８．８６×１０-12とした場合，静電容量Ｃは，ε０×Ｓ／ｌ＝８．８６×１０-12×０．０００４／０．０００１＝３．５４４×１０-11（Ｆ）となって，周波数２００ＭＨｚの正弦波信号に対するリアクタンス−ｊ／２πｆｃは，−ｊ×１／（２π×２００×１０6×３．５４４×１０-11）＝−ｊ２２．４５（Ω）となる。
【０１０９】
このように大きいリアクタンス値を有するコンデンサを挿入して，シミュレーションを行うと，かかるリアクタンスによる電圧降下が顕著に現れる。
【０１１０】
図１３は，上記回路において測定された電圧値を示したプロット図である。ここでは，横軸５５０に経過時間，縦軸５５２に測定されたＴＰ電圧を示す。このようなコンデンサを挿入した回路において，ＴＰ電圧は，曲線５７６のように推移し，最終的には１．７Ｖになる。コンデンサを挿入していない図１１と比較しても最終値が２．０Ｖも下がり，上記コンデンサのリアクタンスによる電圧降下が無視できないことが確認される。
【０１１１】
図１４は，図１２に示す回路の電力伝送路（上記非接触式カード側）にリアクタンス補正手段を加えた回路図である。
【０１１２】
係る回路は，交流電源５１０と，整流回路５１２と，第１コンデンサ５７０と，第２コンデンサ５７２と，リアクタンス補正手段としての第１インダクタ５８０，第２インダクタ５８２とから構成されている。上記第１インダクタ５８０は，第１コンデンサ５７０と整流回路５１２のホット側端子との間に挿入され，第２インダクタ５８２は，第２コンデンサ５７２と整流回路５１２のコールド側端子との間に挿入される。
【０１１３】
上記第１コンデンサ５７０と第２コンデンサ５７２の有するリアクタンスは，このような第１インダクタ５８０と第２インダクタ５８２の自己インダクタンスによってキャンセルされ，電力伝送効率を上げることが可能となる。
【０１１４】
図１５は，上記回路において測定された電圧値を示したプロット図である。ここでは，横軸５５０に経過時間，縦軸５５２に測定されたＴＰ電圧を示す。このようなリアクタンス補正手段を挿入した回路において，ＴＰ電圧は，曲線５８４のように推移し，最終的には３．１Ｖに達する。この結果，図１３の最終値１．７Ｖと比較して改善していることが分かる。このようにリアクタンスをキャンセルしたとしても，図１１に示したような３．７Ｖにはならないのは，内部抵抗等があるからである。
【０１１５】
図１６は，図１４に示す回路の電力伝送路のリアクタンス補正手段をカードリーダライタ側に加えた場合を示した回路図である。このときも図１５に示したような同様の結果が得られる。
【０１１６】
上記シミュレーションにより，リアクタンス補正手段による電力伝送効率の必要性と効果が確認される。
【０１１７】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１１８】
本実施形態は，非接触式カードとカードリーダライタ間の電力伝送および信号伝送を想定して記載されているが，ＶＴＲのロータリーカップラー等の近距離，非接点タイプの電力伝送にも適用できる。また，電力受電装置や信号受信装置は，カード形状に限られないことはもちろん，電力供給装置や信号送信装置もリーダライタに限られず，他の機能を有する携帯型もしくは小型の電子装置等に搭載することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は，電力伝送システム，電力供給装置，電力受電装置，信号伝送システム，信号送信装置，および，信号受信装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】第１の実施形態による電力伝送システムの典型例を示すイメージ図である。
【図２】第１の実施形態による電力伝送システムの構成を示したブロック図である。
【図３】電力受電手段の動作を説明するための説明図である。
【図４】第２の実施形態による電力伝送システムの構成を示したブロック図である。
【図５】電力受電手段の動作を説明するための説明図である。
【図６】第３の実施形態による電力伝送システムの構成を示したブロック図である。
【図７】第４の実施形態による信号伝送システムの構成を示したブロック図である。
【図８】第５の実施形態による信号伝送システムの構成を示したブロック図である。
【図９】第６の実施形態による信号伝送システムの構成を示したブロック図である。
【図１０】電力伝送システムを実現した場合の効果を説明する回路図である。
【図１１】伝送された電力の電圧値を示したプロット図である。
【図１２】電力伝送システムを実現した場合の効果を説明する回路図である。
【図１３】伝送された電力の電圧値を示したプロット図である。
【図１４】電力伝送システムを実現した場合の効果を説明する回路図である。
【図１５】伝送された電力の電圧値を示したプロット図である。
【図１６】電力伝送システムを実現した場合の効果を説明する回路図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１１０  カードリーダライタ
１１２  非接触式カード
２１０  電力生成手段
２１２  第１電極板
２１４  リアクタンス補正手段
２１６  電力調整手段
２３０  第２電極板
２３２  電力受電手段
３５０  周波数調整手段
４１０  信号生成手段
４１６  信号調整手段
４３２  信号受信手段
５１２  整流回路
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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