JP2016025502A - ワイヤレス受電用アンテナ及びウエアラブルデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、給電用アンテナと受電用アンテナとの位置ずれが生じても電力の受信効率の低下が少なく、小型化が可能なワイヤレス受電用アンテナの提供を目的とする。【解決手段】本発明の一態様に係るワイヤレス受電用アンテナは、フレキシブルプリント配線板から構成され、このフレキシブルプリント配線板が、合成樹脂製の絶縁層と、この絶縁層の一方側面に積層され、第１コイル状回路を有する第１コイル層と、上記絶縁層の他方側面に積層され、第２コイル状回路を有する第２コイル層とを備えており、上記第１コイル状回路と上記第２コイル状回路とが平面視で重複領域を有する。上記第１コイル状回路の一部と上記第２コイル状回路の一部とが平面視で閉ループを構成するよう配設されているとよい。上記第１コイル層又は第２コイル層が、上記第１コイル状回路及び第２コイル状回路を平面視で囲繞する第３コイル状回路を有するとよい。【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤレス受電用アンテナ及びウエアラブルデバイスに関する。

近年、近距離無線通信（ＮＦＣ：Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）技術を利用したＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムや非接触ＩＣカード等の普及に伴い、平面的に形成したコイル状回路をアンテナとして使用する装置が広く利用されている。このような装置として、例えば電磁誘導現象を利用したワイヤレス（非接触式）の給電装置が知られている。このワイヤレス給電装置は、給電用アンテナ（一次側コイル）と対向する位置に受電用アンテナ（二次側コイル）を配置し、給電用アンテナに電流を流すことで生じる磁束により受電用アンテナに電流を発生させるものである。このようなアンテナは、携帯機器の充電装置として普及しつつある。

この携帯機器向けのアンテナには、小型で効率的な電力伝送が実現できることが求められる。このようなアンテナとして、例えばフレキシブルプリント配線板に形成した複数のコイル状回路を並列接続と直列接続とを組み合わせて接続するアンテナが提案されている（特開２０１３−２４１４５５号公報参照）。

特開２０１３−２４１４５５号公報

上述のようなアンテナは、ワイヤレス給電装置の給電用アンテナと受電用アンテナとが重なり合った状態に基づいて設計されているため、例えば給電用アンテナと受電用アンテナとの位置ずれにより給電用アンテナから供給する磁束の半分程度が受電用アンテナのコイルを通過しないような場合、電力の受信効率が著しく低下することがある。

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、給電用アンテナと受電用アンテナとの位置ずれが生じても電力の受信効率の低下が少なく、小型化が可能なワイヤレス受電用アンテナの提供を目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係るワイヤレス受電用アンテナは、フレキシブルプリント配線板から構成され、このフレキシブルプリント配線板が、合成樹脂製の絶縁層と、この絶縁層の一方側面に積層され、第１コイル状回路を有する第１コイル層と、上記絶縁層の他方側面に積層され、第２コイル状回路を有する第２コイル層とを備えており、上記第１コイル状回路と上記第２コイル状回路とが平面視で重複領域を有する。

本発明のワイヤレス受電用アンテナは、小型化が可能であると共に、給電用アンテナと受電用アンテナとの位置ずれが生じても電力の受信効率の低下を抑制できる。

図１は、本発明の一態様に係るワイヤレス受電用アンテナを示す模式的分解斜視図である。 図２は、図１のワイヤレス受電用アンテナの模式的平面図である。 図３は、図２のＡ−Ａ線での模式的部分断面図である。 図４Ａは、図１とは異なる態様に係るワイヤレス受電用アンテナの模式的平面図である。 図４Ｂは、図１及び図４Ａとは異なる態様に係るワイヤレス受電用アンテナの模式的平面図である。 図４Ｃは、図１、図４Ａ及び図４Ｂとは異なる態様に係るワイヤレス受電用アンテナの模式的平面図である。

［本発明の実施形態の説明］
本発明の一態様に係るワイヤレス受電用アンテナは、フレキシブルプリント配線板から構成され、このフレキシブルプリント配線板が、合成樹脂製の絶縁層と、この絶縁層の一方側面に積層され、第１コイル状回路を有する第１コイル層と、上記絶縁層の他方側面に積層され、第２コイル状回路を有する第２コイル層とを備えており、上記第１コイル状回路と上記第２コイル状回路とが平面視で重複領域を有する。

当該ワイヤレス受電用アンテナは、第１コイル状回路と第２コイル状回路とが平面視で重複領域を有することで、この重複領域によりコイルの巻数の増加と同様の効果が得られるため、受電に必要な磁束を受けるアンテナの有効面積を増やすことができる。このため、当該ワイヤレス受電用アンテナは、給電用アンテナと受電用アンテナとの位置ずれによる電力の受信効率の低下が少なく、小型化が可能である。さらに、当該ワイヤレス受電用アンテナは、合成樹脂製の絶縁層の一方側の面に第１コイル状回路が積層され、他方側の面に第２コイル状回路が積層されるので、インダクタンスの調整においてコイルの面積や厚みの増加を抑止でき、当該ワイヤレス受電用アンテナが小型化できる。

上記第１コイル状回路の一部と上記第２コイル状回路の一部とが平面視で閉ループを構成するよう配設されているとよい。このように上記第１コイル状回路の一部と上記第２コイル状回路の一部とが平面視で閉ループを構成するよう配設されていることで、この閉ループ部分が平面視で小さな仮想コイルを形成し、少なくとも大小３つのコイルが存在するような状態となる。このため、給電用アンテナと受電用アンテナとの位置ずれによる電力の受信効率の低下をさらに少なくできる。

上記第１コイル層又は第２コイル層が、上記第１コイル状回路及び第２コイル状回路を平面視で囲繞する第３コイル状回路を有するとよい。このように上記第１コイル層又は第２コイル層が上記第１コイル状回路及び第２コイル状回路を平面視で囲繞する第３コイル状回路を有することで、受電に必要な磁束を受けるアンテナの有効面積をさらに増やすことができる。このため、給電用アンテナと受電用アンテナとの位置ずれによる電力の受信効率の低下をさらに少なくできる。

上記第１コイル状回路の面積の上記第２コイル状回路の面積に対する比率としては、０．５以上２以下が好ましく、上記閉ループの面積の上記第１コイル状回路の面積に対する比率及び上記第２コイル状回路の面積に対する比率としては、０．２以上０．８以下が好ましい。このように上記第１コイル状回路の面積の上記第２コイル状回路の面積に対する比率と上記閉ループの面積の上記第１コイル状回路の面積に対する比率及び上記第２コイル状回路の面積に対する比率とを上記範囲内とすることで、電力の受信効率をさらに高めることができる。

上記フレキシブルプリント配線板が、上記第１コイル状回路及び第２コイル状回路を平面視で囲繞する第３コイル状回路を有する第３コイル層をさらに備えてもよい。このように上記フレキシブルプリント配線板が上記第３コイル状回路を有する第３コイル層をさらに備えることで、電力の受信効率をさらに高めることができ、アンテナの小型化を促進できる。

上記フレキシブルプリント配線板が、第１コイル層及び第２コイル層間を電気的に接続するスルーホールを備えるとよい。上記フレキシブルプリント配線板がコイル層間を電気的に接続するスルーホールを備えることで、第１コイル状回路、第２コイル状回路及び第３コイル状回路を容易かつ確実に接続できる。

本発明の一態様に係るウエアラブルデバイスは、当該ワイヤレス受電用アンテナを備える。当該ウエアラブルデバイスは、当該ワイヤレス受電用アンテナを備えるため効率よく電力を受信することができる。

なお、「コイル状回路の重複領域」とは、平面視において１のコイル状回路の最外周よりも内側の領域に含まれる他のコイル状回路の最外周よりも内側の領域を意味する。また、「コイル状回路の面積」とは、コイル状回路の最も内側の電気流路によって囲まれる面積を意味し、「閉ループの面積」とは、上記第１コイル状回路の一部と上記第２コイル状回路の一部とが平面視で構成する閉ループの最も内側の電気流路によって囲まれる面積を意味する。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係るワイヤレス受電用アンテナの一実施形態について図面を参照しつつ詳説する。

図１、図２及び図３のワイヤレス受電用アンテナは、フレキシブルプリント配線板１から構成される。このフレキシブルプリント配線板１は合成樹脂製の絶縁層２と、この絶縁層２の一方側面に積層され第１コイル状回路３ａを有する第１コイル層３と、上記絶縁層２の他方側面に積層され第２コイル状回路４ａを有する第２コイル層４とを主に備えており、上記第１コイル状回路３ａの一部と第２コイル状回路４ａの一部とが平面視で重複領域を有し、さらに閉ループ５を構成するよう配設されている。また、上記第１コイル層３は、上記第１コイル状回路３ａ及び第２コイル状回路４ａを平面視で囲繞する第３コイル状回路３ｂを有する。さらに、上記フレキシブルプリント配線板１は第１コイル層３の表面に積層される第１カバーレイ６及び第２コイル層４の裏面に積層される第２カバーレイ７を備える。ここで「表面」とはフレキシブルプリント配線板１の絶縁層２から見て第１コイル層３が存在する側の面を意味し、「裏面」とは第２コイル層４が存在する側の面を意味する。

＜絶縁層＞
絶縁層２は、第１コイル状回路３ａ及び第２コイル状回路４ａとの電気的接触による短絡を防止するための合成樹脂製の層である。また、絶縁層２は、第１コイル層３及び第２コイル層４を形成するためのベースフィルム（基材）でもある。

絶縁層２に用いる合成樹脂としては、絶縁性を有するものであれば特に限定されないが、可撓性及び電気絶縁性を有しシート状に形成された合成樹脂フィルムを採用できる。この合成樹脂フィルムの材料としては、例えばポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリマー、フッ素樹脂等が挙げられる。

絶縁層２の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。また、絶縁層２の平均厚さの上限としては、５０μｍが好ましく、４０μｍがより好ましい。絶縁層２の平均厚さが上記下限未満である場合、絶縁層２の絶縁強度が不十分となるおそれがある。一方、絶縁層２の平均厚さが上記上限を超える場合、当該ワイヤレス受電用アンテナが無用に厚くなるおそれがある。

＜コイル層＞
第１コイル層３及び第２コイル層４は、導電性を有する材料からなる層である。これらの第１コイル層３及び第２コイル層４は、絶縁層２の両面にそれぞれ形成されている。第１コイル層３は、第１コイル状回路３ａ及び第３コイル状回路３ｂを有し、第２コイル層４は、第２コイル状回路４ａを有する。

これら第１コイル層３及び第２コイル層４の材質としては、導電性を有するものであれば特に限定されないが、電気抵抗が小さいものが好ましい。例えば第１コイル層３及び第２コイル層４は銅によって形成することができる。また、第１コイル層３及び第２コイル層４の表面に金、銀、錫等でめっきを行ってもよい。

第１コイル層３及び第２コイル層４の平均厚さの下限としては、０．１μｍが好ましく、１μｍがより好ましい。また、第１コイル層３及び第２コイル層４の平均厚さの上限としては、１００μｍが好ましく、８０μｍがより好ましい。第１コイル層３及び第２コイル層４の平均厚さが上記下限未満である場合、内部抵抗が大きくなり損失が過大となるおそれがあると共に、強度が不足して第１コイル層３及び第２コイル層４が断裂しやすくなるおそれがある。また、第１コイル層３及び第２コイル層４の平均厚さが上記上限を超える場合、当該ワイヤレス受電用アンテナが無用に厚くなるおそれがある。

第１コイル層３に構成される第１コイル状回路３ａ及び第２コイル層４により構成される第２コイル状回路４ａは、第１の長方形の１辺の中央付近から第２の長方形が突出する内形で、その内形の周辺を多重に取り囲むように延伸する帯状の電気流路である。また、第１コイル層３に構成される第３コイル状回路３ｂは、内形が略長方形で、その周囲を多重に取り囲むように延伸する帯状の電気流路である。また、第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂは、表面側（第１カバーレイ６側）から見て外側から反時計回り（左回り）に延伸する。

第１コイル状回路３ａ及び第２コイル状回路４ａは、突出部分（第２長方形部分）を有する側で互いに向き合うように配設されている。また、第１コイル状回路３ａ及び第２コイル状回路４ａの突出部分は平面視で重なり合っており、閉ループ５を構成する。また、第３コイル状回路３ｂは、第１コイル状回路３ａ及び第２コイル状回路４ａを平面視で囲繞するように配設されている。

図１に示すように、第１コイル層３は、第３コイル状回路３ｂの外側の端部に設けた第１接続端子８と、第３コイル状回路３ｂの外側の端部近傍に設けた第２接続端子９と、第３コイル状回路３ｂの内側の端部及び第１コイル状回路３ａの外側の端部を接続する配線１０と、第１コイル状回路３ａの内側の端部に設けた第１中間端子１１とを有する。また、第２コイル層４は、第２コイル状回路４ａの内側の端部に設けた第２中間端子１２と、第２コイル状回路４ａの外側の端部に設けた第３中間端子１３とを有する。

上記第１中間端子１１と上記第２中間端子１２とは、平面視で略一致する部分があるように配設されており、スルーホール１４によって電気的に接続されている。同様に上記第３中間端子１３と上記第２接続端子９とは、別のスルーホール１４によって電気的に接続されている。

このように構成することで第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂは直列に接続され、閉ループ５では第１コイル状回路３ａ部分の電流方向と第２コイル状回路４ａ部分の電流方向が一致し、平面視でループを形成する。

第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂの各電気流路の平均幅の下限としては、０．０３ｍｍが好ましく、０．１ｍｍがより好ましい。また、第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂの各電気流路の平均幅の上限としては、１．５ｍｍが好ましく、１．２５ｍｍがより好ましい。第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂの各電気流路の平均幅が上記下限未満である場合、第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂの機械的強度が不足し、破断するおそれがある。一方、第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂの各電気流路の平均幅が上記上限を超える場合、第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂ、ひいては当該ワイヤレス受電用アンテナが無用に大きくなるおそれがある。なお、第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂの各電気流路の幅は、すべて等しいことが好ましい。

第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂの各電気流路の隙間（絶縁距離）としては、特に限定されないが、例えば０．０２ｍｍ以上４．５ｍｍ以下とすることができる。

第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂの巻数の下限としては、２が好ましく、３がより好ましい。また、第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂの巻数の上限としては、１５が好ましく、１０がより好ましい。第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂの巻数が上記下限未満である場合、当該ワイヤレス受電用アンテナに誘起される起電力が不足するおそれがある。一方、第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂの巻数が上記上限を超える場合、第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂ、ひいては当該ワイヤレス受電用アンテナの抵抗が無用に大きくなるおそれがある。

なお、第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂの各電気流路の平均幅、絶縁距離及び巻数は、当該ワイヤレス受電用アンテナのインダクタンスが所望の共振周波数となるように調整するとよい。

第１コイル状回路３ａの面積及び第２コイル状回路４ａの面積の下限としては、１００ｍｍ^２が好ましく、４００ｍｍ^２がより好ましい。また、第１コイル状回路３ａの面積及び第２コイル状回路４ａの面積の上限としては、２５００ｍｍ^２が好ましく、１６００ｍｍ^２がより好ましい。第１コイル状回路３ａの面積又は第２コイル状回路４ａの面積が上記下限未満である場合、コイルの有効面積が小さくなり、電力の受信効率の向上効果が不足するおそれがある。一方、第１コイル状回路３ａの面積又は第２コイル状回路４ａの面積が上記上限を超える場合、第１コイル状回路３ａ又は第２コイル状回路４ａ、ひいては当該ワイヤレス受電用アンテナが無用に大きくなるおそれがある。

また、第１コイル状回路３ａの面積の第２コイル状回路４ａの面積に対する比率の下限としては、０．５が好ましく、０．８がより好ましい。第１コイル状回路３ａの面積の第２コイル状回路４ａの面積に対する比率の上限としては、２が好ましく、１．２５がより好ましい。第１コイル状回路３ａの面積の第２コイル状回路４ａの面積に対する比率が上記下限未満又は上記上限を超える場合、第１コイル状回路３ａの面積と第２コイル状回路４ａの面積との面積差が大きくなり、当該ワイヤレス受電用アンテナが異方性を持ち、特定の方向の位置ずれに対して電力の受信効率が低下するおそれがある。

閉ループ５の面積の第１コイル状回路３ａの面積に対する比率及び第２コイル状回路４ａの面積に対する比率の下限としては、０．２が好ましく、０．４がより好ましい。また、閉ループ５の面積の第１コイル状回路３ａの面積に対する比率及び第２コイル状回路４ａの面積に対する比率の上限としては、０．８が好ましく、０．６がより好ましい。閉ループ５の面積の第１コイル状回路３ａの面積に対する比率又は第２コイル状回路４ａの面積に対する比率が上記下限未満である場合、閉ループ５により構成される仮想コイルの有効面積が相対的に小さくなり、電力の受信効率の向上効果が不足するおそれがある。一方、閉ループ５の面積の第１コイル状回路３ａの面積に対する比率又は第２コイル状回路４ａの面積に対する比率が上記上限を超える場合、第１コイル状回路３ａのみで構成されるコイル部分又は第２コイル状回路４ａのみで構成されるコイル部分の面積が減り、位置ずれによる電力の受信効率が低下するおそれがある。

第３コイル状回路３ｂの面積の閉ループ５の面積に対する比率の下限としては、２が好ましく、１０がより好ましい。また、第３コイル状回路３ｂの面積の閉ループ５の面積に対する比率の上限としては、１００が好ましく、５０がより好ましい。第３コイル状回路３ｂの面積の閉ループ５の面積に対する比率が上記下限未満である場合、この第３コイル状回路３ｂに平面視で囲繞される第１コイル状回路３ａ及び第２コイル状回路４ａの有効面積を十分に確保できず、電力の受信効率の向上効果が不足するおそれがある。一方、第３コイル状回路３ｂの面積の閉ループ５の面積に対する比率が上記上限を超える場合、第３コイル状回路３ｂ、ひいては当該ワイヤレス受電用アンテナが無用に大きくなるおそれがある。

＜スルーホール＞
スルーホール１４は、第１コイル層３、絶縁層２及び第２コイル層４を貫通し、第１コイル状回路３ａと第２コイル状回路４ａとの間及び第２コイル状回路４ａと第２接続端子９との間を電気的に接続する。このようなスルーホール１４は、上記各層を積層した積層体に貫通孔を形成し、この貫通孔に銅等の金属メッキをすることで形成できる。また、銀ペースト、銅ペースト等を注入して加熱硬化させることによっても形成できる。スルーホール１４の径としては、加工性、導通特性等を考慮して適宜選択されるが、例えば３５０μｍとすることができる。また、例えば第１コイル状回路３ａと第２コイル状回路４ａとの間を接続する場合、スルーホール１４を貫通孔とはせず、第１コイル層３と第２コイル層４との層間のみを接続するブラインドビアとして形成することもできる。

＜カバーレイ＞
第１カバーレイ６及び第２カバーレイ７は、当該ワイヤレス受電用アンテナにおいて主に第１コイル層３及び第２コイル層４を保護するものである。これらの第１カバーレイ６及び第２カバーレイ７は、カバーフィルム１５と接着層１６とをそれぞれ有する。また、第１カバーレイ６には、第１接続端子８及び第２接続端子９にアクセスできるようにするための開口１７が形成されている。

（カバーフィルム）
カバーフィルム１５は、可撓性及び絶縁性を有する。カバーフィルム１５の主成分としては、例えばポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、熱可塑性ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、フッ素樹脂、液晶ポリマー等が挙げられる。特に、耐熱性の観点からポリイミドが好ましい。また、このカバーフィルム１５は、主成分以外の他の樹脂、耐候剤、帯電防止剤等を含有してもよい。なお、主成分とは、最も含有量の多い成分であり、例えば材料中５０質量％以上を占める成分を指す。

カバーフィルム１５の平均厚さの下限としては、特に限定されないが、３μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。また、カバーフィルム１５の平均厚さの上限としては、特に限定されないが、５００μｍが好ましく、１５０μｍがより好ましい。カバーフィルム１５の平均厚さが上記下限未満である場合、第１コイル層３、第２コイル層４等の保護が不十分となるおそれがあると共に、カバーフィルム１５に絶縁性が求められる場合には絶縁性が不十分となるおそれがある。一方、カバーフィルム１５の平均厚さが上記上限を超える場合、第１コイル層３、第２コイル層４等の保護効果の上積みが少なくなるおそれがあると共に、カバーフィルム１５の可撓性が不十分となるおそれがある。

（接着層）
接着層１６を構成する接着剤としては、特に限定されるものではないが、柔軟性や耐熱性に優れたものが好ましい。かかる接着剤としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド、ポリエステル、フェノール樹脂、ポリウレタン、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリアミドイミド等の各種の樹脂系接着剤が挙げられる。

接着層１６の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。また、接着層１６の平均厚さの上限としては、５０μｍが好ましく、４０μｍがより好ましい。接着層１６の平均厚さが上記下限未満である場合、第１カバーレイ６及び第２カバーレイ７の第１コイル層３及び第２コイル層４に対する接着強度が不十分となるおそれがある。一方、接着層１６の平均厚さが上記上限を超える場合、当該ワイヤレス受電用アンテナが無用に厚くなるおそれがある。

＜製造方法＞
当該ワイヤレス受電用アンテナは、コイル層形成工程、スルーホール形成工程及びカバーレイ積層工程を備える製造方法によって容易かつ確実に製造できる。

（コイル層形成工程）
まず、コイル層形成工程において、絶縁層２の両面に導電性材料を積層して第１コイル層３及び第２コイル層４を形成する。第１コイル層３の第１コイル状回路３ａ及び第３コイル状回路３ｂと、第２コイル層４の第２コイル状回路４ａとの平面形状は、導電性材料の積層方法等に応じて適当な方法により形成できる。例えば絶縁層２に積層した金属膜にマスキングを施してエッチングすることで、第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂを形成できる。この金属膜の形成方法は、例えば金属箔等を絶縁層２に接着剤等により貼着してもよく、絶縁層２に金属を蒸着して形成してもよい。また、第１コイル層３及び第２コイル層４を導電性ペーストで形成する場合には、印刷技術によって第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂを形成できる。

（スルーホール形成工程）
次に、スルーホール形成工程において、絶縁層２、第１コイル層３及び第２コイル層４にこれらを貫通するスルーホール１４を形成する。スルーホール１４は、上記絶縁層２、第１コイル層３及び第２コイル層４に貫通孔を穿設し、この貫通孔に銅等の金属メッキをすることで形成できる。また、貫通孔に銀ペースト、銅ペースト等を注入して加熱硬化させることによっても形成できる。上記貫通孔の穿設方法としては、エッチング加工、レーザー加工、パンチング加工等が適用できる。さらに、補強のため、スルーホール１４内部の空洞に樹脂等を充填してもよい。

（カバーレイ積層工程）
最後にカバーレイ積層工程において、第１コイル層３の表面に第１カバーレイ６を積層すると共に、第２コイル層４の裏面に第２カバーレイ７を積層する。具体的には、第１カバーレイ６及び第２カバーレイ７は、第１コイル層３及び第２コイル層４に接着層１６を介してカバーフィルム１５を貼着することで形成できる。

＜利点＞
当該ワイヤレス受電用アンテナは、第１コイル状回路３ａと第２コイル状回路４ａとが平面視で重複領域を有することで、この重複領域によりコイルの巻数の増加と同様の効果が得られるため、受電に必要な磁束を受けるアンテナの有効面積を増やすことができる。このため、当該ワイヤレス受電用アンテナは、給電用アンテナと受電用アンテナとの位置ずれによる電力の受信効率の低下が少なく、小型化が可能である。さらに、当該ワイヤレス受電用アンテナは、合成樹脂製の絶縁層２の一方側の面に第１コイル状回路３ａが積層され、他方側の面に第２コイル状回路４ａが積層されるので、インダクタンスの調整においてコイルの面積や厚みの増加を抑止でき、当該ワイヤレス受電用アンテナが小型化できる。

また、当該ワイヤレス受電用アンテナは、上記第１コイル状回路３ａの一部と上記第２コイル状回路４ａの一部とが平面視で閉ループ５を構成するよう配設されていることで、この閉ループ５部分が平面視で小さな仮想コイルを形成し、少なくとも大小３つのコイルが存在するような状態となる。このため、当該ワイヤレス受電用アンテナは、給電用アンテナと受電用アンテナとの位置ずれによる電力の受信効率の低下をさらに少なくできる。

また、第１コイル層３が上記第１コイル状回路３ａ及び第２コイル状回路４ａを平面視で囲繞する第３コイル状回路３ｂを有することで、受電に必要な磁束を受けるアンテナの有効面積をさらに増やすことができる。このため、当該ワイヤレス受電用アンテナは、給電用アンテナと受電用アンテナとの位置ずれによる電力の受信効率の低下をさらに少なくできる。

さらに、当該ワイヤレス受電用アンテナは、上記フレキシブルプリント配線板１が第１コイル層３及び第２コイル層４間を電気的に接続するスルーホール１４を備えるので、第１コイル状回路３ａ、第２コイル状回路４ａ及び第３コイル状回路３ｂを容易かつ確実に接続できる。

＜ウエアラブルデバイス＞
当該ウエアラブルデバイスは、当該ワイヤレス受電用アンテナを備える。当該ワイヤレス受電用アンテナが小型化できるので、当該ワイヤレス受電用アンテナを備えるウエアラブルデバイスも小型化が可能である。また、当該ワイヤレス受電用アンテナは給電用アンテナと受電用アンテナとの位置ずれによる電力の受信効率の低下が少ないので、当該ウエアラブルデバイスは、容易かつ確実に給電を行うことができる。ここでウエアラブルデバイスとは、身体への装着又は人による可搬状態で使うことのできる装置であり、携帯電話等の移動体通信機器、小型のパーソナルコンピューター、ヘッドマウントディスプレイ方式コンピューター、腕時計、電子機器を有した衣類等をさす。

［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

上記実施形態では、第１コイル層が第３コイル状回路を有する場合を説明したが、第２コイル層が第３コイル状回路を有してもよい。また、新たに第３コイル層を設け、この第３コイル層が第３コイル状回路を有してもよい。この第３コイル層は、例えば第２コイル層の裏面にさらに絶縁層を積層し、この絶縁層の裏面に第３コイル状回路を有する第３コイル層を形成した多層のフレキシブルプリント配線板として実現することができる。さらに、第１コイル層、第２コイル層及び第３コイル層間を電気的に接続するスルーホールを備えるとよい。第１コイル層、第２コイル層及び第３コイル層間を電気的に接続するスルーホールを備えることで、第１コイル状回路、第２コイル状回路及び第３コイル状回路を容易かつ確実に接続できる。

また、上記実施形態では、第１コイル状回路及び第２コイル状回路の内形が長方形から他の長方形が突出する形状の場合を説明したが、第１コイル状回路及び第２コイル状回路の内形は他の形状とすることもできる。例えば図４Ａに示すように第１コイル状回路及び第２コイル状回路の内形を半径の大きい第１の円から半径の小さい第２の円が突出する形状としてもよい。また、図４Ｂに示すように第１コイル状回路及び第２コイル状回路の内形を略長方形の形状とし、平面視で交差するように配設してもよい。

さらに、例えば図４Ｃに示すように第１コイル状回路が第２コイル状回路を平面視で囲繞するような閉ループを有さない形状とすることもできる。ワイヤレス受電用アンテナをこのように構成しても第１コイル状回路と第２コイル状回路とが平面視で重複領域を有する限り、本発明の効果を奏することができる。

また、第１コイル状回路、第２コイル状回路及び第３コイル状回路が表面側から見て外側から反時計回り（左回り）に延伸する場合を用いて説明したが、延伸方向はこれに限定されるものではなく、閉ループで第１コイル状回路部分の電流方向と第２コイル状回路部分の電流方向が一致する限り、右回り又は左回りと右回りとの混在であってもよい。

また、上記実施形態では、第１コイル状回路、第２コイル状回路及び第３コイル状回路を直列に接続する場合を説明したが、用途に応じてその一部又は全部を並列に接続してもよい。

また、当該ワイヤレス受電用アンテナにおいて、第１コイル状回路と第２コイル状回路との間及び第２コイル状回路と第２接続端子との間は、スルーホール以外の手段により接続してもよい。例えば第１コイル状回路の表面と第２コイル状回路の表面とを、絶縁層を迂回して接続するリード線等で接続してもよい。

また、当該ワイヤレス受電用アンテナにおいて、第３コイル状回路は必須の構成要素ではなく、省略してもよい。また、上記実施形態では、接続を容易とするためスルーホールの接続部等に中間端子を用いているが、この中間端子は一手段であって必須の構成要素ではなく、例えばコイル状回路に直接接続してもよい。

以上のように、本発明のワイヤレス受電用アンテナは、小型化が可能であると共に、給電用アンテナと受電用アンテナとの位置ずれが生じても電力の受信効率の低下を抑制できる。

１ フレキシブルプリント配線板
２ 絶縁層
３ 第１コイル層
３ａ 第１コイル状回路
３ｂ 第３コイル状回路
４ 第２コイル層
４ａ 第２コイル状回路
５ 閉ループ
６ 第１カバーレイ
７ 第２カバーレイ
８ 第１接続端子
９ 第２接続端子
１０ 配線
１１ 第１中間端子
１２ 第２中間端子
１３ 第３中間端子
１４ スルーホール
１５ カバーフィルム
１６ 接着層
１７ 開口

Claims (7)

1. フレキシブルプリント配線板から構成され、
   このフレキシブルプリント配線板が、
   合成樹脂製の絶縁層と、
   この絶縁層の一方側面に積層され、第１コイル状回路を有する第１コイル層と、
   上記絶縁層の他方側面に積層され、第２コイル状回路を有する第２コイル層と
   を備えており、
   上記第１コイル状回路と上記第２コイル状回路とが平面視で重複領域を有するワイヤレス受電用アンテナ。
2. 上記第１コイル状回路の一部と上記第２コイル状回路の一部とが平面視で閉ループを構成するよう配設されている請求項１に記載のワイヤレス受電用アンテナ。
3. 上記第１コイル状回路の面積の上記第２コイル状回路の面積に対する比率が０．５以上２以下であり、
   上記閉ループの面積の上記第１コイル状回路の面積に対する比率及び上記第２コイル状回路の面積に対する比率が０．２以上０．８以下である請求項２に記載のワイヤレス受電用アンテナ。
4. 上記第１コイル層又は第２コイル層が、上記第１コイル状回路及び第２コイル状回路を平面視で囲繞する第３コイル状回路を有する請求項１、請求項２又は請求項３に記載のワイヤレス受電用アンテナ。
5. 上記フレキシブルプリント配線板が、上記第１コイル状回路及び第２コイル状回路を平面視で囲繞する第３コイル状回路を有する第３コイル層をさらに備える請求項１、請求項２又は請求項３に記載のワイヤレス受電用アンテナ。
6. 上記フレキシブルプリント配線板が、第１コイル層及び第２コイル層間を電気的に接続するスルーホールを備える請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のワイヤレス受電用アンテナ。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のワイヤレス受電用アンテナを備えるウエアラブルデバイス。

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