WO2023127966A1 - アンテナ装置および電子機器 - Google Patents

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WO2023127966A1
WO2023127966A1 PCT/JP2022/048662 JP2022048662W WO2023127966A1 WO 2023127966 A1 WO2023127966 A1 WO 2023127966A1 JP 2022048662 W JP2022048662 W JP 2022048662W WO 2023127966 A1 WO2023127966 A1 WO 2023127966A1
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antenna
antenna element
circuit
frequency band
human body
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功高 吉野
Original Assignee
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/26—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/20—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices

Definitions

  • the present disclosure relates to antenna devices and electronic devices.
  • Non-Patent Document 1 discloses a monopole antenna using a car body.
  • An antenna device includes a dipole-structured antenna that resonates and receives electric field energy of radio waves in a frequency band used for space transmission wireless power feeding.
  • the antenna has first and second antenna elements.
  • the first antenna element includes a conductor arranged on a contact surface capable of contacting a human body or a metal member.
  • the second antenna element includes a conductor different from that of the first antenna element, and is provided so as not to come into contact with the human body and metal members.
  • An electronic device includes an antenna having a dipole structure that resonates and receives electric field energy of radio waves in a frequency band used in space transmission wireless power supply, and a signal received by the antenna that converts an AC signal into a DC signal. and a rectifying circuit for rectifying the voltage.
  • An antenna provided in an electronic device has first and second antenna elements.
  • the first antenna element includes a conductor arranged on a contact surface capable of contacting a human body or a metal member.
  • the second antenna element includes a conductor different from that of the first antenna element, and is provided so as not to come into contact with the human body and metal members.
  • an antenna having a dipole structure that resonates and receives electric field energy of radio waves in a frequency band used for space transmission wireless power feeding is provided.
  • the first antenna element includes a conductor arranged on a contact surface capable of contacting a human body or a metal member
  • the second antenna element includes a conductor different from the first antenna element, and metal members.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of functional blocks of a power transmission/reception system including an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration example of an antenna section in the power transmitting/receiving system of FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing a planar configuration example of an antenna device included in the electronic device of FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing a cross-sectional configuration example of the antenna device of FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional configuration example of the antenna device of FIG. 6 is a diagram for explaining the capacitive coupling of the antenna device of FIG. 4.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining capacitive coupling of the antenna device of FIG. 4.
  • FIG. 8 is a diagram showing a planar configuration example of each antenna element of the antenna device of FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing a planar configuration example of each antenna element of the antenna device of FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing a planar configuration example of the antenna element of the antenna device of FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing a planar configuration example of each antenna element of the antenna device of FIG.
  • FIG. 12 is a diagram showing a planar configuration example of two antenna elements in the antenna device of FIG.
  • FIG. 13 is a diagram showing a planar configuration example of two antenna elements in the antenna device of FIG.
  • FIG. 14A shows the measurement result of the intensity of electric power received by the antenna device when the antenna element is not in contact with a human body or a metal member.
  • FIG. 14A shows the measurement result of the intensity of electric power received by the antenna device when the antenna element is not in contact with a human body or a metal member.
  • FIG. 14B shows the measurement result of the strength of the electric power received by the antenna device while the human body is in contact with the antenna element.
  • FIG. 15A shows the measurement result of the impedance of the antenna device when the loading coil is provided in a state in which the antenna element is not brought into contact with the human body or metal members.
  • FIG. 15B shows the measurement result of the impedance of the antenna device when the loading coil is provided with the metal member in contact with the antenna element.
  • FIG. 16 is a diagram showing a circuit configuration example of the antenna device of FIG.
  • FIG. 17 is a diagram showing a circuit configuration example of the antenna device of FIG.
  • FIG. 18 is a diagram showing a circuit configuration example of the rectifier circuit of FIG. 19 is a diagram for explaining characteristics of the diode in FIG. 18.
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of a voltage waveform generated by the human body.
  • FIG. 21 is a diagram showing a modified example of the circuit configuration of the rectifier circuit in FIG.
  • FIG. 22 is a diagram showing a configuration example for increasing the output of the receiver of FIG.
  • FIG. 23 is a diagram showing a configuration example for increasing the output of the receiver of FIG.
  • FIG. 24 is a diagram showing a configuration example in which the rectifier circuits of FIG. 1 are connected in series.
  • 25 is a diagram showing a circuit configuration example of the rectifier circuit of FIG. 24.
  • FIG. FIG. 26 is a diagram showing a configuration example in which the rectifier circuits of FIG. 1 are connected in series.
  • 27 is a diagram showing a circuit configuration example of the rectifier circuit of FIG. 26.
  • FIG. FIG. 22 is a diagram showing a configuration example for increasing the output of the receiver of FIG.
  • FIG. 23 is a diagram showing a configuration example for increasing the output of the receiver of FIG.
  • FIG. 28 is a diagram showing a configuration example in which the rectifier circuits of FIG. 1 are connected in parallel.
  • 29 is a diagram showing a circuit configuration example of the rectifier circuit of FIG. 28.
  • FIG. FIG. 30 is a diagram showing a configuration example in which the rectifier circuits of FIG. 1 are connected in parallel.
  • 31 is a diagram showing a circuit configuration example of the rectifier circuit of FIG. 30.
  • FIG. 32 is a diagram showing a modification of the functional blocks of the power transmission/reception system of FIG. 1.
  • FIG. FIG. 33 is a diagram showing a modified example of functional blocks of the external device and the electronic device in FIG.
  • FIG. 34 is a schematic diagram showing a measuring device for measuring the relationship between harvester output and ground resistance.
  • FIG. 35 is a schematic diagram showing a measuring device for measuring the relationship between harvester output and ground resistance.
  • FIG. 36 is a graph showing the relationship between harvester output and ground resistance.
  • FIG. 37 is a diagram showing a circuit configuration example of a test harvester.
  • FIG. 38 is a diagram showing a circuit configuration example of a high-pass filter structure. 39 is a diagram showing an example of frequency characteristics of the high-pass filter of FIG. 38.
  • FIG. FIG. 40 is a diagram explaining an example of a method of measuring frequency components of electric field energy induced in a device.
  • 41 is a diagram showing an example of frequency characteristics of the parallel resonant circuit of FIG. 40.
  • FIG. FIG. 42 is a diagram explaining another example of a method of measuring frequency components of electric field energy induced in a device.
  • FIG. 43 is a diagram explaining another example of the method of measuring the frequency component of the electric field energy induced in the device.
  • 44 is a diagram showing a modified example of the circuit configuration of the rectifier circuit of FIG. 18.
  • FIG. 45 is a diagram showing a modification of the circuit configuration of the rectifier circuit of FIG. 18.
  • FIG. 46 is a diagram showing a modification of the circuit configuration of the rectifier circuit of FIG. 18.
  • FIG. 47 is a diagram showing a circuit configuration example of the main body of the game machine.
  • FIG. 48 is a diagram showing a modified example of the circuit configuration of the main body of the game machine of FIG.
  • FIG. 49 is a diagram showing a modified example of the circuit configuration of the main body of the game machine in FIG. FIG.
  • FIG. 50 is a diagram showing a modified example of the circuit configuration of the game machine main body of FIG.
  • FIG. 51 is a diagram showing a modified example of the circuit configuration of the game machine main body of FIG.
  • FIG. 52 is a diagram showing a modified example of the circuit configuration of the game machine body of FIG.
  • FIG. 53 is a diagram showing a modified example of the circuit configuration of the game machine main body of FIG.
  • FIG. 54 is a diagram showing a modified example of the circuit configuration of the game machine body of FIG.
  • FIG. 55 is a diagram showing a schematic configuration example of an unmanned aerial vehicle.
  • 56 is a diagram showing a circuit configuration example of the unmanned aerial vehicle of FIG. 55.
  • FIG. FIG. 57 is a diagram showing a circuit configuration example of the charger section of FIGS. 1 and 32.
  • FIG. 1 shows an example of functional blocks of a power transmission/reception system.
  • power supply device 200 transmits electric field energy of radio waves in a predetermined frequency band to electronic device 100
  • electronic device 100 receives electric field energy of radio waves in a predetermined frequency band from power supply device 200 .
  • the predetermined frequency band is a frequency band used for spatial transmission wireless power supply, and is, for example, a 900 MHz band, a 2 GHz band, or a 5 GHz band.
  • the 900 MHz band is, for example, a frequency band including 920 MHz.
  • the frequency band used for spatial transmission wireless power supply is referred to as "transmission frequency band".
  • the human body or metal member is not grounded to the earth (earth ground) at least in the transmission frequency band.
  • the human body is standing on the ground (ground, floor, etc.) with shoes on.
  • the human body is not grounded to the earth ground, and the potential of the human body is electrically floating with respect to the earth ground. That is, the human body presents a high impedance when viewed from the earth ground, at least in the transmission frequency band. In this case, the situation in which the power generated in the human body escapes to the earth ground can be avoided, and power can be efficiently transmitted and received.
  • an automobile whose body is at least partially made of a metal member is in contact with the ground (ground, floor, etc.) through tires.
  • the contact surface of a tire is made of insulating rubber.
  • the metal portion of the body is not grounded to the earth ground, and the potential of the metal portion of the body is electrically floating with respect to the earth ground. That is, the metal part of the body presents a high impedance when viewed from earth ground, at least in the transmission frequency band. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the power generated in the metal portion of the body escapes to the earth ground, and it is possible to efficiently transmit and receive power.
  • this power transmitting/receiving system it is possible to transmit and receive power in the frequency band (transmission frequency band) used for spatial transmission wireless power supply without passing through the human body or metal members.
  • this power transmitting/receiving system is characterized in that the power transmission frequency band does not change between the case where the human body and metal members are passed and the case where the human body and metal members are not passed.
  • the power supply device 200 includes an antenna section 220, a signal generation circuit 210, and a power supply section (not shown).
  • Antenna section 220 functions as a transmission antenna for transmitting power.
  • the antenna section 220 is, for example, an antenna with a dipole structure.
  • the antenna section 220 has, for example, two antenna elements 221 and 222 as shown in FIG.
  • the signal generation circuit 210 generates an AC power signal in the transmission frequency band and outputs it to the antenna section 220 .
  • the antenna section 220 transmits electric field energy of radio waves in a transmission frequency band via two antenna elements 221 and 222 .
  • the power supply unit supplies power (power of the power signal) for driving the signal generation circuit 210 .
  • the electronic device 100 includes, for example, a receiver 110 and a load 120 as shown in FIG.
  • the receiving device 110 has an antenna device 111 .
  • the antenna device 111 has an antenna section 111a and a rectifier circuit 111b.
  • the antenna section 111a mainly functions as a receiving antenna for resonating and receiving the electric field energy of radio waves in the transmission frequency band.
  • the frequency band in which the antenna section 111a can receive power is referred to as "power receiving frequency band".
  • the power receiving frequency band includes the transmission frequency band.
  • the antenna unit 111a receives the electric field energy of radio waves in the transmission frequency band from the power supply device 200 via the human body or metal members. Note that the antenna unit 111a can also receive the electric field energy of radio waves in the transmission frequency band from the power supply device 200 without passing through the human body or the metal member (that is, regardless of whether the human body or the metal member is in contact). It has become.
  • the antenna section 111a can also receive radio waves and quasi-electrostatic field (near-field) electric field energy in space via the human body or metal members. In addition, the antenna section 111a can also receive radio waves or electric field energy of a quasi-electrostatic field (near field) in space without passing through a human body or a metal member.
  • the antenna section 111a can also perform energy harvesting (environmental power generation) in which electric power is harvested from the surrounding environment.
  • the rectifying circuit 111b rectifies the AC energy received by the antenna section 111a, and outputs the resulting DC energy to the subsequent stage.
  • the antenna device 111 is not provided with a matching circuit for limiting the frequency band to be input to the rectifier circuit 111b to the transmission frequency band.
  • the antenna device 111 may be provided with a bandpass filter that limits the frequency band to be input to the rectifier circuit 111b to a predetermined frequency band including the transmission frequency band.
  • the receiving device 110 further includes a charger section 112 and a power storage section 113 .
  • Charger unit 112 outputs the DC energy input from rectifier circuit 111 b to power storage unit 113 .
  • Charger unit 112 may control discharge of DC energy accumulated in power storage unit 113 .
  • Power storage unit 113 includes, for example, at least one of a capacitor and a battery that can temporarily store DC energy.
  • Power storage unit 113 temporarily stores, for example, DC energy input from charger unit 112 .
  • power storage unit 113 stores DC energy from charger unit 112 in the capacitor, and stores the energy that cannot be stored in the capacitor in the battery.
  • a load 120 is connected to the power storage unit 113 .
  • Load 120 operates using power stored in power storage unit 113 .
  • the load 120 includes, for example, a microcontroller, a wireless communication unit, a sensor, and the like.
  • the microcontroller controls the wireless communication unit, the sensor, and the like, and the output of the sensor is output to the outside via the wireless communication unit.
  • the antenna section 111a is an antenna with a dipole structure.
  • the antenna section 111a has, for example, two antenna elements 11 and 19 as shown in FIG.
  • the antenna element 11 corresponds to one specific example of the "first antenna element” of the present disclosure.
  • the antenna element 19 corresponds to a specific example of the "second antenna element” of the present disclosure.
  • Antenna element 11 includes a conductor arranged on a contact surface (contact surface 17S described later) that can come into contact with a human body or a metal member.
  • the antenna element 19 is made of a conductor different from that of the antenna element 11, and is provided so as not to come into contact with the human body and metal members.
  • the antenna element 11 is, for example, any one of gold, silver, aluminum, copper, iron, nickel, alloy, conductive resin, and conductive rubber, or a conductor made of a combination of at least two or more of these materials. It consists of electrodes.
  • the conductor electrode may be covered with a resin coating layer. The resin coating layer prevents the conductor electrode from corroding due to contact with moisture such as sweat and rain.
  • the antenna element 19 is, for example, one of gold, silver, aluminum, copper, iron, nickel, alloy, conductive resin, and conductive rubber, or a conductor made of a combination of at least two or more of these materials. It consists of electrodes.
  • the conductor electrode may be covered with a resin coating layer. The resin coating layer prevents the conductor electrode from corroding due to contact with moisture such as sweat and rain.
  • the circuit of the antenna device 111 excluding the antenna section 111 a , the charger section 112 and the electricity storage section 113 constitute a circuit section 114 in the receiving device 110 .
  • FIG. 3 shows a planar configuration example of the antenna device 111.
  • FIG. FIG. 4 shows a cross-sectional configuration example of the antenna device 111 of FIG.
  • the antenna device 111 for example, as shown in FIGS. and In the antenna device 111, the antenna element 11, the dielectric section 13, and the circuit board 12 are provided in layers in this order.
  • the antenna element 11 is arranged on a contact surface 17S that can come into contact with a human body or a metal member.
  • the antenna element 11 is, for example, a thin plate-shaped conductor electrode as shown in FIG.
  • the dielectric portion 13 is a plate-shaped dielectric provided between the antenna element 11 and the circuit board 12 .
  • Dielectric portion 13 supports antenna element 11 .
  • the dielectric portion 13 may be omitted and a certain space may be formed between the antenna element 11 and the circuit board 12 .
  • the conductive pin 14 is a pin-shaped wiring that penetrates the dielectric portion 13 and connects the antenna element 11 and the circuit board 12 .
  • One end of the conductive pin 14 is connected to the antenna element 11
  • the other end of the conductive pin 14 is connected to the electrode (connection point 15 ) of the circuit board 12 .
  • the circuit board 12 is a board on which the antenna element 19 and the circuit section 16 are provided.
  • the antenna element 19, the circuit section 16 and the connection point 15 are formed on the surface of the circuit board 12 opposite to the dielectric section 13.
  • the connection point 15 is an electrode that connects the circuit section 16 and the antenna element 19 .
  • Conductive pins 14 pass through circuit board 12 and are soldered to connection points 15 .
  • the antenna element 19, the circuit section 16, and the like may be formed on the surface of the circuit board 12 on the dielectric section 13 side.
  • the antenna element 19, the circuit section 16, and the like may be formed on both sides of the circuit board 12.
  • the antenna element 19 is a conductor pattern (ground pattern) that serves as the ground on the circuit board 12 .
  • a copper foil ground pattern is typically used as the antenna element 19 .
  • Antenna element 19 is configured to avoid contact with the human body and metal members, and to capacitively couple with earth ground. For example, a conductor that does not conduct electricity with earth ground and is not shielded against earth ground capacitively couples with earth ground through the space between it. Antenna element 19 is configured to be such a conductor.
  • the circuit section 16 is a unit including various circuits provided so as not to overlap the antenna element 19 .
  • the circuit section 40 described above is formed in the circuit section 16 .
  • the circuit section 16 may be provided with, for example, a communication unit or the like that communicates with another device.
  • the antenna element 11 , the dielectric portion 13 , the conductive pin 14 , the circuit board 12 , the antenna element 19 and the circuit portion 16 are housed inside the case 17 .
  • the case 17 is made of, for example, an insulating material such as resin.
  • the case 17 may be composed of, for example, a case 17A made of non-metal such as resin and a case 17B made of metal, as shown in FIG.
  • the antenna element 19 and the case 17B may be electrically connected to each other.
  • the case 17A and the case 17B may be connected by a connecting portion 21 such as a screw, and the antenna element 19 and the case 17B may be connected by a wire 22.
  • the antenna device 111 When a human body or a metal member is in contact with the contact surface 17S including the antenna element 11, the antenna device 111 receives radio waves in the transmission frequency band, radio waves in space, or electric field energy of a quasi-electrostatic field (near field) with high sensitivity. It is possible to receive As shown in FIG. 6, electrically, the human body or metal member and the antenna element 11 are in contact with each other through capacitive coupling. As for the antenna device 111, it is preferable that the antenna element 11 is in direct contact with the human body or a metal member.
  • the capacitive coupling between the ground (antenna element 19) of the circuit board 12 and the ground of the earth causes a pseudo can be considered to form a stable ground.
  • This electronic device 100 can receive a low-frequency quasi-electrostatic field (near field). It is considered that the electronic device 100 can receive low frequencies such as 50 Hz because the blood vessels are visible as antennas. Thus, the electronic device 100 can receive radio waves in a wide frequency range by various capacitive couplings. Therefore, the electric field energy can be taken in without being restricted by the installation location of the electronic device 100 .
  • FIGS. 8, 9, 10 and 11 show examples of shapes of the antenna elements 11 and 19.
  • FIG. The antenna elements 11 and 19 may have an elliptical shape in plan view, for example, as shown in FIG.
  • the antenna elements 11 and 19 may be triangular in plan view, for example, as shown in FIG.
  • the antenna elements 11 and 19, for example, as shown in FIG. 10, have a plate-shaped antenna portion AT1 and a coil-shaped antenna portion AT2 connected to a diagonal tip portion of the antenna portion AT1.
  • the antenna unit AT2 is, for example, a loading coil.
  • the antenna unit AT2 mainly receives the energy of the radio wave in the transmission frequency band
  • the antenna unit AT1 receives the energy in the band other than the transmission frequency band (for example, the radio wave in space or the quasi-electrostatic field (nearby It is possible to receive mainly the electric field energy of the field)).
  • the antenna elements 11 and 19 may be composed of only the antenna section AT2, for example, as shown in FIG.
  • the shapes of the antenna elements 11 and 19 may be a combination of the shapes described above.
  • the antenna element 11 and the antenna element 19 may have the same shape, or may have different shapes.
  • the antenna elements 11 and 19 may be appropriately configured in accordance with the frequency band used for wireless power transmission through space transfer (WPT) without being bound by the above-described shape.
  • WPT space transfer
  • FIGS. 12 and 13 show examples of shapes of the antenna elements 11 and 19.
  • FIG. FIGS. 12 and 13 show examples in which the shapes of the antenna elements 11 and 19 are adjusted so as to resonate at 920 MHz, which is the frequency band used for wireless power transfer (WPT).
  • WPT wireless power transfer
  • the shapes of the antenna elements 11 and 19 are adjusted so as to resonate at 920 MHz regardless of whether the antenna element 11 contacts the human body or metal members.
  • the antenna element 19 is configured with a shortened meander shape relative to the antenna size required for wavelength shortening.
  • Antenna element 11 is configured with a length (for example, ⁇ /4) required to match the reception frequency.
  • ⁇ is the wavelength of the received frequency.
  • the antenna element 11 is composed of, for example, the ground of the substrate or a separate conductor.
  • the antenna element 11 and the antenna element 19 may each be configured to be shortened with respect to the required wavelength.
  • transmission frequency band the frequency band used for wireless power transmission through space transmission
  • an antenna section 111a having a dipole structure is provided for receiving electric field energy of radio waves in the frequency band used for space transmission wireless power feeding.
  • the antenna section 111 a can resonate in a predetermined frequency band corresponding to the total length of the antenna element 11 and the antenna element 19 .
  • the antenna element 11 includes a conductor arranged on the contact surface 17S capable of contacting the human body or metal member
  • the antenna element 19 includes a conductor different from the antenna element 11 and is in contact with the human body and the metal member. are arranged so that they do not come into contact with each other.
  • a large amount of current can flow through the human body or metal members, which are regarded as large metals with respect to the wavelength, and power can be received efficiently. can.
  • the frequency band used for power transmission between electronic device 100 and power supply device 200 is the 900 MHz band, 2 GHz band, or 5 GHz band. Accordingly, for example, in the 900 MHz band, the wavelength is about 33 cm, and the antenna section 111a needs to have a length of about 16.5 cm, which is half that wavelength.
  • the human body or metal member is used as the antenna element 11
  • the length of the antenna element 19 is shorter than 16.5 cm (for example, shorter than 1/4 of the wavelength of the transmission frequency band)
  • Even in the 2 GHz band or the 5 GHz band even if the length is shorter than that required for the antenna section 111a, power can be received efficiently.
  • the antenna element 11 is configured to include at least one shape of a plate shape, a meander shape and a coil shape.
  • the antenna element 19 is configured to include at least one shape of a plate shape, a meander shape and a coil shape.
  • the antenna element 19 is composed of the antenna sections AT1 and AT2.
  • the antenna unit AT2 mainly receives the energy of radio waves in the transmission frequency band
  • the antenna unit AT1 receives energy from bands other than the transmission frequency band (for example, radio waves in space or a quasi-electrostatic field (near field)). of electric field energy can be mainly received.
  • FIG. 14A shows the measurement result of the intensity of electric power received by the antenna device 111 when the antenna device 111 is installed outdoors and the antenna element 11 is not in contact with the human body or metal members.
  • FIG. 14B shows the measurement result of the intensity of power received by the antenna device 111 when the antenna device 111 is installed outdoors and the antenna element 11 is in contact with the human body.
  • the transmission frequency was set to 900 MHz.
  • high sensitivity is obtained at the transmission frequency (900 MHz). It can be seen that the intensity of the electric power is approximately 10 dB higher than when the human body is not in contact with the device.
  • FIG. 15(A) and 15(B) show the measurement results of the impedance of the antenna device 111 when a loading coil is provided as the antenna section 19B for the antenna element 19.
  • FIG. FIG. 15(A) shows the results when the antenna element 11 was not brought into contact with a human body or a metal member.
  • FIG. 15B shows the result when a metal member is brought into contact with the antenna element 11.
  • the transmission frequency was set to 700 MHz. 15A and 15B, it can be seen that the antenna device 111 resonates at the transmission frequency (700 MHz).
  • the antenna device 111 can resonate the antenna device 111 at the transmission frequency regardless of whether the antenna element 11 is in contact with a human body or a metal member, and the antenna device 111 can be efficiently resonated at the transmission frequency. It can receive power well.
  • the antenna device 111 can receive power even from a frequency band different from the transmission frequency.
  • FIG. 16 shows a configuration example of the circuit board 12 of the antenna device 111.
  • the circuit board 12 included in the antenna device 111 is provided with an antenna element 19 formed of a copper foil pattern common to the ground of the circuit board 12. and the antenna section 111a.
  • An electrostatic protection component (for example, a varistor 18) is inserted between the antenna element 11, which contacts the human body or a metal member, and the antenna element 19 when electrostatic countermeasures are required.
  • An electrostatic protection component (for example, varistor 18 ) may be connected between output terminal 35 a and antenna element 19 .
  • Circuit portion 114 is arranged so as not to overlap antenna element 19 .
  • An input line output from the antenna element 11 to the circuit section 114 is connected in series to the circuit section 114 without a matching circuit.
  • an antenna element 19 formed of a copper foil pattern may be provided on the circuit board 12 separately from the ground 20 of the circuit board 12 .
  • the antenna element 19 should not come into contact with the human body or metal parts from which the energy is intended to be harvested.
  • the antenna element 19 may be formed in a case 17B (see FIG. 5) made of metal.
  • the antenna element 11 may have a static electricity protection component (for example, a varistor 18) inserted between it and the ground 20 as a countermeasure against static electricity.
  • An electrostatic protection component eg, varistor 18
  • FIG. 18 shows a circuit configuration example of the rectifier circuit 111b.
  • the rectifier circuit 111b is, for example, as shown in FIG. 18, a rectifier circuit composed of four diodes 61 to 64, a varistor 66 for countermeasures against static electricity, and a Zener diode 67 for IC protection (for example, the Zener voltage is 6.5 V). and
  • the diodes 61 and 64 are connected in series with each other, and the diodes 63 and 62 are connected in series with each other.
  • a connection point between the anode of the diode 61 and the cathode of the diode 64 is connected to the antenna element 11
  • a connection point between the anode of the diode 63 and the cathode of the diode 62 is connected to the antenna element 19 .
  • a connection point of the cathode of the diode 61 and the cathode of the diode 63 is connected to one output terminal 34a via a backflow prevention diode 65, and a connection point of the anode of the diode 64 and the anode of the diode 62 is connected to the other output terminal 34b.
  • a varistor 66 for electrostatic countermeasures and a Zener diode 67 for IC protection are connected in parallel between the output terminals 34a and 34b.
  • the four diodes 61 to 64 may be configured discretely or may be configured with a dedicated IC.
  • FIG. 19 shows the results of measuring the forward voltage Vf and the reverse current Is of the four diodes 61 to 64 used in the rectifier circuit 111b.
  • the diode product number 1N60 silicon and germanium diodes were measured, and another product number ISS108 was evaluated using a germanium diode manufactured by a different manufacturer.
  • curve 42 is the characteristic of 1N60 (silicon)
  • curve 41 is the characteristic of 1N60 (germanium)
  • curve 43 is the characteristic of ISS108 (germanium).
  • a reverse current Is is a current that flows when a voltage is applied to the four diodes 61 to 64 in the reverse direction.
  • the measurement data in Table 1 are data when 10 V is applied in the reverse direction of the diode.
  • the forward voltage Vf is the voltage when the forward current (1 mA) begins to flow through the diode.
  • the diode 1N60 (silicon) in which the current does not flow in the reverse direction can take in more power than the diode with a low voltage at which the current starts to flow in the forward direction. Do you get it. Since the rectified input is alternating current, the reverse current Is when the forward voltage Vf of the diodes 61 to 64 is applied in the reverse direction is 10 V in Table 1, so the same voltage as Vf is applied in the reverse direction. The reverse current Is when applied is calculated to be 0.036 ⁇ A for 1N60 (silicon), 0.21 ⁇ A for 1N60 (germanium) and 0.5 ⁇ A for ISS108 (germanium).
  • the ratio of forward current (1 mA)/reverse current Is is calculated to be 1/27778 for 1N60 (silicon), 1/4762 for 1N60 (germanium), and 2000 for ISS108 (germanium). 1/1.
  • the diodes 61 to 64 used in the rectifier circuit 111b should have a ratio of about 4700 times or more, preferably 10000 or more.
  • 1N60 (silicon) has the most suitable characteristics.
  • the reverse current Is when applied in the reverse direction should be small.
  • 1N60 (germanium) is 1.43 M ⁇ and ISS108 (germanium) is 0.38 M ⁇ .
  • the resistance value that prevents the current from flowing in the reverse direction should be large.
  • it is 10 M ⁇ or more.
  • 1N60 (silicon) has the most suitable characteristics.
  • the antenna elements 11 and 19 may be configured to receive electric fields generated as people walk. At this time, the outputs of the antenna elements 11 and 19 have voltage waveforms as shown in FIG. 20, for example. In this way, the reception device 110 captures the electric field generated by human walking as energy, so that the electronic device 100 can receive sufficient power even in a place with little external noise, for example. can.
  • the rectifier circuit 111b includes, for example, as shown in FIG. You may have more. Furthermore, the rectifier circuit 111b may further include a battery 82 for charging the output of the full-wave rectifier circuit output via the backflow prevention diode 65, for example, as shown in FIG. At this time, the output of battery 82 may be used as the power source for voltmeter 81 .
  • the output of the voltmeter 81 is analyzed by a computer or the like. At this time, for example, by collating the output of the voltmeter 81 with the data of the voltage fluctuation due to walking of the person, the person can be authenticated. Also, by collating the output of the voltmeter 81 with data of voltage fluctuations according to various physical conditions of the person, it is possible to estimate the physical condition of the person.
  • a plurality of antenna devices 111 may be connected in series as shown in FIG. 22, for example. At this time, the voltage VL applied to the load 120 is the sum of the outputs of the antenna devices 111 (V1+V2+V3). Further, in the above embodiments and modifications thereof, a plurality of antenna devices 111 may be connected in parallel as shown in FIG. 23, for example. At this time, the current IL flowing through the load 120 is the sum of the outputs of the antenna devices 111 (I1+I2+I3).
  • FIG. 24 shows an embodiment for increasing the output voltage of the antenna device 111.
  • An antenna element 11 is provided that contacts a human body or a metal member, and two antenna elements 19 are provided for the antenna element 11 .
  • a rectifying circuit 111b is provided to rectify the output of the antenna section composed of each pair of antenna elements 11 and 19.
  • FIG. Two rectifier circuits 111 b are connected in series with each other, and outputs of the two rectifier circuits 111 b connected in series with each other are input to the charger section 112 .
  • FIG. 25 shows a circuit configuration example of the antenna device 111 of FIG.
  • a full-wave rectifier circuit is used as the two rectifier circuits 111b connected in series with each other.
  • the antistatic varistor 66 and the IC protection Zener diode 67 are common elements for the two rectifier circuits 111b.
  • an output voltage of 8V can be obtained.
  • a larger output voltage can be obtained by connecting a plurality of (two or more) rectifier circuits 111b in series. Note that when the frequency of power supply noise or the like that induces voltage is low, there is no need to consider the distance between the antennas, so the configuration shown in this modified example is suitable.
  • FIG. 26 shows an embodiment for increasing the output voltage of the antenna device 111.
  • Two antenna elements 11 that are independent of each other are provided as the antenna elements 11 that come into contact with the human body. Furthermore, two antenna elements 19 independent of each other are provided as the antenna elements 19 capacitively coupled with the ground.
  • a rectifying circuit 111 b for rectifying the output of the antenna section composed of the antenna elements 11 and 19 is provided for each antenna element 19 .
  • Two rectifier circuits 111 b are connected in series with each other, and outputs of the two rectifier circuits 111 b connected in series with each other are input to the charger section 112 .
  • FIG. 27 shows a configuration example of an antenna device 111 having two rectifier circuits 111b arranged in series with each other.
  • the antistatic varistor 66 and the IC protection Zener diode 67 are common elements for the two rectifier circuits 111b.
  • an output voltage of 8V can be obtained.
  • a larger output voltage can be obtained by connecting a plurality of (two or more) rectifier circuits 111b in series. Note that when the frequency of power supply noise or the like that induces voltage is low, there is no need to consider the distance between the antennas, so the configuration shown in this modified example is suitable.
  • the antenna element 11 is connected to the connection point between the diodes 61a and 64a and the connection point between the diodes 61b and 64b so that the two rectifier circuits 111b have the same phase.
  • the two antenna elements 19 are connected to the connection point between the diodes 62a and 63a and the connection point between the diodes 62b and 63b, respectively, in order to have the same phase in the two rectifier circuits 111b. Connected.
  • FIG. 28 shows an embodiment for increasing the output current of the antenna device 111.
  • An antenna element 11 that contacts the human body is provided, and two antenna elements 19 are provided for the antenna element 11 .
  • a rectifying circuit 111 b for rectifying the output of the antenna section composed of the antenna elements 11 and 19 is provided for each antenna element 19 .
  • Two rectifier circuits 111 b are connected in parallel, and the outputs of the two rectifier circuits 111 b connected in parallel are input to charger section 112 .
  • FIG. 29 shows a circuit configuration example of the antenna device 111 of FIG.
  • a full-wave rectifier circuit is used as the two rectifier circuits 111b connected in parallel with each other.
  • the antistatic varistor 66 and the IC protection Zener diode 67 are common elements for the two rectifier circuits 111b.
  • an output current of 1 ⁇ A for example, an output current of 2 ⁇ A can be obtained.
  • a larger output current can be obtained by connecting a plurality of (two or more) rectifier circuits 111b in parallel. Note that when the frequency of power supply noise or the like that induces voltage is low, there is no need to consider the distance between the antennas, so the configuration shown in this modified example is suitable.
  • FIG. 30 shows an embodiment for increasing the output current of the antenna device 111.
  • Two antenna elements 11 that are independent of each other are provided as the antenna elements 11 that come into contact with the human body. Furthermore, as the antenna element 19 capacitively coupled with the ground, two antenna elements 19 contacting different parts of the human body are provided.
  • a rectifying circuit 111 b for rectifying the output of the antenna section composed of the antenna elements 11 and 19 is provided for each antenna element 19 .
  • Two rectifier circuits 111 b are connected in parallel, and the outputs of the two rectifier circuits 111 b connected in parallel are input to charger section 112 .
  • FIG. 31 shows a configuration example of an antenna device 111 having two rectifier circuits 111b arranged in parallel with each other.
  • the antistatic varistor 66 and the IC protection Zener diode 67 are common elements for the two rectifier circuits 111b.
  • an output current of 1 ⁇ A for example, an output current of 2 ⁇ A can be obtained.
  • a larger output current can be obtained by connecting a plurality of (two or more) rectifier circuits 111b in parallel. Note that when the frequency of power supply noise or the like that induces voltage is low, there is no need to consider the distance between the antennas, so the configuration shown in this modified example is suitable.
  • a sensor section 130 and a communication section 140 may be provided instead of the load 120 as shown in FIG.
  • sensor unit 130 operates using power stored in power storage unit 113 .
  • the sensor unit 130 has, for example, a sensor element that measures the external environment, and transmits the output (detection data) of the sensor element to the external device 300 via the communication unit 140 .
  • the communication unit 140 is an interface configured to be communicable with the external device 300 .
  • the external device 300 includes, for example, a communication unit 310 configured to be able to communicate with the communication unit 140 (electronic device 100), and a signal processing unit 320 that processes detection data acquired from the electronic device 100 via the communication unit 310. have.
  • the communication unit 140 and the communication unit 310 communicate with each other according to a short-range wireless standard such as Bluetooth (registered trademark).
  • the power supply device 200 has the magnet 23, and the external device 300 includes a heat sink 330 made of metal that can attract the magnet 23. may have.
  • the magnetic force of the magnet 23 is used to fix the power supply device 200 to the external device 300 and the antenna element 11 is arranged at a position facing the heat sink 330 .
  • the heat sink 330 is close to the antenna element 11, not only the electric field energy of the radio wave in the transmission frequency band but also the band other than the transmission frequency band (for example, the radio wave in the space or the quasi-electrostatic field) (near field)) electric field energy can also be received efficiently.
  • series connection of a plurality of rectifier circuits 111b and parallel connection of a plurality of rectifier circuits 111b may be appropriately combined depending on the required voltage and current to be induced.
  • the controller of a game machine when applied to the controller of a game machine, it is possible to receive both the electric field energy induced in the human body and the energy of the radio waves transmitted by contacting the human body during the game.
  • the controller of the game machine even when the controller of the game machine is not in use and is placed on the table, it is possible to obtain power and charge the game machine by receiving the energy of the radio waves transmitted by power transmission.
  • the controller even when the controller is placed on the main body of the game machine, it is possible to receive both the electric field energy induced in the main body of the game machine and the energy of the radio waves transmitted by the above method.
  • FIGS. 34 and 35 are schematic diagrams showing a measuring device for measuring the relationship between the output of the harvester 4 and the ground resistance.
  • FIG. 36 is a graph showing the relationship between the output of the harvester 4 and the ground resistance.
  • the test harvester 4 (the 37) are connected.
  • a resistance element 416 is connected between the input terminals of the harvester 4 .
  • the harvester 4 uses the device 410 as the antenna element E1 and the power tap 413 as the antenna element E2.
  • One input terminal of the harvester 4 is connected to the ground terminal 411 of the device 410 and the other input terminal is connected to GND414.
  • Output terminals 415a and 415b of a power tap 413 are connected to two power terminals 412a and 412b provided on the device 410, respectively, and AC 100V is supplied.
  • a resistance element 416 is connected between the input terminals of the harvester 4 .
  • the resistance element 416 is an element such as a winding resistance set with a predetermined DC resistance value.
  • Resistive element 416 functions as a ground resistor that connects device 410 and GND 414 . For example, if resistive element 416 is large enough, device 410 is substantially floating with respect to GND 414 .
  • the output voltage of the harvester 4 (the voltage between the output terminals) is measured by changing the DC resistance value of the resistance element 416.
  • FIG. The graph shown in FIG. 36 shows the output voltage [V] detected by the harvester 4 when the DC resistance value [ ⁇ ] of the resistance element 416 serving as the ground resistance is changed.
  • the detected voltage was 0.60V.
  • a voltage of 2.00 V was detected when the DC resistance value was 10 k ⁇ , and a voltage of 4.60 V was detected when the DC resistance value was 47 k ⁇ .
  • the higher the DC resistance value the closer the ground of the device 410, which is the antenna element E1, to the GND 414, which is the ground of the earth, and the higher the detected voltage.
  • the detected voltage becomes 6.55 V.
  • the resistance element 416 having a DC resistance of about 100 k ⁇
  • the antenna element E1 becomes substantially floating with respect to the ground, and the harvester 4 induces a voltage without any problem.
  • the DC resistance is in the range of 100 k ⁇ or less, a voltage of 2.00 V or more can be induced if the resistance value is 10 k ⁇ or more.
  • the DC resistance component of the ground resistance is described.
  • the electric field energy taken in by the harvester 4 is mainly AC signal energy. Therefore, for example, if the resistance (impedance) to an AC signal at a target frequency is sufficiently large, the ground of the device 410 can be brought close to a floating state at that frequency, and a high voltage can be induced. Specifically, it is possible to use an inductance such as a coil.
  • the 50 Hz (or 60 Hz) AC signal when connected to a 50 Hz (or 60 Hz) AC power supply, the 50 Hz (or 60 Hz) AC signal is considered to be the main source of electric field energy. Therefore, for example, when the impedance at 50 Hz (or 60 Hz) is 10 k ⁇ or more, the ground of the device 410 is substantially floating as described above, and energy can be taken in efficiently.
  • the device 410 should be grounded as a countermeasure against electric leakage in order to prevent electric shock to the human body. In this case, all the energy induced in device 410 will escape to ground and no voltage will be induced.
  • D grounding is a grounding work performed on low-voltage equipment of 300 V or less, metal outer cases, and metal pipes.
  • D-grounding is performed for equipment that requires grounding among devices that are used by being connected to a 100V AC power supply.
  • the grounding of devices such as microwave ovens, refrigerators, washing machines, dryers, air conditioners, dehumidifiers, various measuring instruments, factory robots, and server devices conforms to this standard. In this way, when targeting general equipment, the D ground is the standard.
  • the equipment to which the harvester 4 is applied is D-grounded.
  • D-grounding a grounding resistance that has a DC resistance of 100 ⁇ or less is required.
  • a grounding resistor with a DC resistance of 500 ⁇ or less. may For example, if there is a mechanism that cuts off the power supplied to the device when dark current is detected, the grounding resistance can be changed from 100 ⁇ to 500 ⁇ in the D grounding.
  • the frequency of the AC signal induced in the device 410 should exhibit high impedance, and the DC signal should have a low resistance value that satisfies safety standards. It is desired to realize In the case of harvesting electric field energy of 100 MHz or higher, which is a relatively high frequency, the inductance of only the coil inserted between the ground wire and the harvester 4 separates the frequencies of the DC signal and the AC signal to be harvested. It is possible to construct a high impedance (100 k ⁇ or more) at the frequency of the AC signal to be used.
  • the 50Hz (or 60Hz) AC signal when connected to a low AC power supply such as 50Hz (or 60Hz), the 50Hz (or 60Hz) AC signal may be considered to be the primary source of electric field energy.
  • the value of the inductance of the coil alone becomes very large, and it is difficult to create a state in which the coil alone is suspended from the space. That is, the inductance value is several hundred henries, which is not realistic.
  • a high-pass filter structure 121 (Chebyshev high-pass filter) as shown in FIG. 38 is conceivable in order to realize a state in which the device 410 is floating from such a 50 Hz (or 60 Hz) AC signal.
  • the output terminal of the high pass filter 121 is open. Since the front stage of the filter contains a coil, the DC resistance value of the coil in this part is set in a manner that satisfies the safety standards, so that it has a high impedance (100 k ⁇ or more) for an AC signal of 50 Hz (or 60 Hz). can be realized. As a result, even at low frequencies, the inductance of the coil can be reduced, and miniaturization can be achieved. For example, at 50 Hz, when constructing this filter, a coil of 22 mH, a capacitor of 470 ⁇ F, and a DC resistance of the coil of 22 ⁇ .
  • the frequency characteristic of this high-pass filter 121 is as shown in FIG.
  • the capacitance of a capacitor has frequency components, and even if it shows a high value at 50 Hz (or 60 Hz), it decreases at frequencies of 1 kHz or higher. Therefore, if a frequency component higher than that is induced in the device 410 as electric field energy, the high-pass filter structure 121 alone cannot handle the harvesting of that energy.
  • the frequency component of the electric field energy induced in the device 410 is investigated in advance, and the frequency component is such that it has a high impedance to the ground at that frequency. It is also possible to configure the parallel resonant circuit 122 between the earth wire and ground.
  • the parallel resonance circuit 122 Since the parallel resonance circuit 122 has a configuration in which a coil and a capacitor are inserted in parallel, it has a high impedance at the frequency of the electric field energy to be induced in the device 410 and to be harvested. It is configurable in a form that satisfies the criteria. For example, as shown in FIG. 41, when constructing a parallel resonant circuit 122 having a characteristic that the impedance is maximized at 100 kHz, the coil is 10 mH, the capacitor is 0.5 ⁇ F, and the DC resistance of the coil is 0.04 ⁇ .
  • Parallel resonance circuit 122 is desirably composed of an electrolytic capacitor because the higher the Q value, the wider the frequency range in which the impedance is high.
  • the high-pass filter 121 and the parallel resonance circuit 122 (at least one or more), the electric field energy matched to various frequency components induced in the device 410 is satisfied while the device 410 is grounded with a ground wire and D-grounded. It is possible to take in
  • the high-pass filter 121 and the parallel resonance circuit 122 may be used alone in accordance with the frequency component of the electric field energy generated in the device 410, or in accordance with the frequency to be harvested, in a manner that satisfies the resistance value of the safety standard. A plurality of them may be used in combination as appropriate.
  • FIG. 42 shows an example in which the high-pass filters 121a and 121b and the parallel resonance circuit 122 are combined.
  • the second antenna element can also consist of an antenna such as ground (see FIG. 43) or a meander line of copper foil on the substrate.
  • the harvester 4 can be configured in the plug portion of the device 410, so the GND of the device 410 can be simply used as an antenna element. , the energy from the entire device 410 can be harvested.
  • FIG. 44 shows a modified example of the circuit configuration of the rectifier circuit 111b.
  • the rectifier circuit 111b is, for example, as shown in FIG. 65a and a Zener diode 67a for FET protection.
  • the FETs 61a and 64a are n-type FETs, and the FETs 62a and 63a are p-type FETs.
  • a positive voltage is applied to the gates of the FETs 61a and 64a, current flows from the drain to the source.
  • a negative voltage is applied to the gates of the FETs 62a and 63a, current flows from the drain to the source.
  • the drains of FET 61a and FET 63a are connected to each other, and the drains of FET 62a and FET 64a are connected to each other.
  • a connection point between the gates of the FETs 61a and 63a and the drains of the FETs 62a and 64a is connected to the antenna element 11 .
  • the antenna element 19 is connected to the gates of the FETs 62a and 64a and the connection point between the drain of the FET 61a and the drain of the FET 63a.
  • the sources of the FETs 62a and 63a are connected to one output terminal 34a via a backflow prevention diode 65a.
  • the sources of FETs 61a and 64a are connected to the other output terminal 34b.
  • a Zener diode 67a for FET protection is connected between the output terminal 34a and the output terminal 34b.
  • the four FETs 61a, 62a, 63a, 64a may be configured discretely or may be configured with a dedicated IC.
  • the FET 61a and FET 64a may be n-channel MOSFETs, and the FET 62a and FET 63a may be p-channel MOSFETs.
  • the conversion efficiency of the FET is better than that of the diode, so it may be used according to the frequency of the equipment to be harvested.
  • the rectifier circuit 111b may have an isolation circuit 68 between the antenna element 11 and the antenna element 19, as shown in FIG. 45, for example. Separation circuit 68 is connected to antenna element 11 and antenna element 19 .
  • Equipment that does not need to be grounded by connecting an AC power supply is used with a certain resistance value between the ground wire inside the equipment and the earth ground.
  • Examples of such devices include electrical appliances such as televisions, hard disk recorders, game machines, and component stereos, and mobile objects such as drones and vehicles.
  • mobile objects such as drones and vehicles can be mentioned as objects that are used with a certain resistance value from the earth's ground (so-called equipment that floats above the earth).
  • the ground line of the power supply board equipped with an inverter circuit that generates a large amount of power, and other must be electrically isolated from each other.
  • the electric field energy of the radio waves in the transmission frequency band can be efficiently harvested from the outside by setting the resistance value between the ground line and the metal portion to 10 k ⁇ or more. know.
  • the ground wire is the antenna element 19 and the metal part is the antenna element 11
  • the transmission frequency band can be controlled from the outside.
  • electric field energy of radio waves can be efficiently harvested.
  • the two metal members are electrically separated from each other through a resistance element of 10 k ⁇ or more inside the device, so that a large amount of power can be generated compared to the case where the harvester is connected to the outside of the device and used. It is possible to obtain from one metal member.
  • the separation circuit 68 may be composed of a bandpass filter in which the resistance value between the antenna element 19 and the antenna element 11 is 10 k ⁇ or more at least in the transmission frequency band.
  • band-pass filters include, for example, an inductor (coil) as shown in FIG. 46(A), a high-pass filter as shown in FIG. 46(B), and a parallel filter as shown in FIG. It may be composed of a resonance circuit or a transformer as shown in FIG. 46(D).
  • the isolation circuit 68 is composed of a transformer as shown in FIG. 46(D)
  • the antenna elements 11, 19 and the rectifier circuit 111b can be completely isolated in direct current.
  • electronic device 100 can be used safely.
  • FIG. 47 shows a circuit configuration example of the game machine body 500.
  • the game machine body 500 is a device that is electrically floating with respect to the earth ground.
  • the game machine body 500 includes an AC adapter 510, a power board 520 connected to the AC adapter 510, and a control circuit (not shown) to which power is supplied from the power board 520. and
  • the control circuit controls each functional block built into the game machine body 500.
  • the power supply board 520 has an AC-DC converter that converts AC power obtained from an external power supply via the AC adapter 510 to DC power, for example.
  • the power supply board 520 supplies DC power obtained from an AC-DC converter, for example, not only to the control circuit but also to each function block built in the game machine body 500 .
  • Each functional block in the game machine body 500 is accommodated in the housing 530 .
  • the game machine body 500 further includes antenna elements 11 and 19, a separation circuit 68, and a circuit section 114, for example, as shown in FIG.
  • the antenna element 11 is composed of, for example, a metal radiator plate provided on the game machine main body 500 or a metal portion of the housing 530 . That is, the antenna element 11 includes a conductor arranged on a contact surface capable of contacting a human body or a metal member.
  • the antenna element 19 is composed of, for example, a ground line provided on the power substrate 520 . That is, the antenna element 19 includes a conductor different from that of the antenna element 11, and is provided so as not to come into contact with the human body and other metal members.
  • a separation circuit 68 is provided between the antenna element 11 and the antenna element 19 . Separation circuit 68 is connected to antenna element 11 and antenna element 19 .
  • the separation circuit 68 is configured by, for example, the circuits shown in FIGS. 46(A) to 46(D).
  • the game machine body 500 further includes a communication device capable of communicating with the game controller 700 .
  • a charging stand 600 for charging the game controller 700 is connected to the circuit section 114 .
  • the charging base 600 has electrodes 610 and 620 connected to the output end of the circuit section 114 .
  • the game controller 700 includes an interface that accepts operations from the user, a signal generation circuit that generates control signals based on the operations received by the interface, and a transmission circuit that transmits the control signals generated by the signal generation circuit to the game machine body 500. and
  • the game controller 700 is provided with a power supply circuit that supplies power to the interface, the signal generation circuit, the transmission circuit, and the like, and electrodes 710 and 720 that connect the power supply circuit and the charging base 600 .
  • the electronic device 100 according to the above embodiment and its modified example is provided in the game machine body 500 .
  • the antenna element 11 is configured by a metal radiator plate provided on the game machine main body 500 or a metal portion in the housing 530 or the like.
  • the antenna element 19 is composed of a ground line provided on the power supply substrate 520, it is possible to efficiently pass a large current through a metal member that is considered to be a large metal with respect to the wavelength. Power can be received.
  • FIG. 48 shows a circuit configuration example of the game machine body 500 according to this modified example.
  • the game machine body 500 further includes a control board 540, a common mode choke filter 550 and a communication cable 560, as shown in FIG. 48, for example.
  • the control board 540 has a control circuit that controls each functional block built into the game machine body 500 .
  • a common mode choke filter 550 is connected to the control board 540 , and DC power from the power supply board 520 is input through the common mode choke filter 550 .
  • a communication cable 560 is also connected to the control board 540 .
  • the control board 540 communicates with external electronic equipment via a communication cable 560 .
  • the communication cable 560 is a cable with a ground line such as LAN or HDMI.
  • the antenna element 11 is configured by the ground line of the control board 540, as shown in FIG. 48, for example. That is, the antenna element 11 includes a conductor arranged so as to be able to contact the ground wire of the communication cable 560 .
  • DC power from the power supply board 520 is input to the control board 540 via the common mode choke filter 550 .
  • the control board 540 can be separated from the power supply board 520 in which large power supply noise is generated, so that the power supply noise can be suppressed from propagating to the ground line of the control board 540 .
  • the communication cable 560 is connected to the control board 540, a large current can be passed through a metal member that is regarded as a large metal with respect to the wavelength, and power can be efficiently received from the outside.
  • rectifier circuit 111b is provided in game machine body 500, and charger section 112 and power storage section 113 are provided in charging base 600. may Even in this case, power can be received efficiently.
  • modification F and modification G for example, as shown in FIG. 51 and FIG. and a power storage unit 113 may be provided within the game controller 700 . Even in this case, power can be efficiently received from the outside.
  • rectifier circuit 111b is provided in game machine body 500, charger section 112 and power storage section 113 are provided in charging base 600, and charger section 112 and power storage section 113 are provided in the game controller. 700 may also be provided. In this case, part of the electric power stored in power storage unit 113 in charging stand 600 can be stored in power storage unit 113 in game controller 700 .
  • modification F and modification G for example, as shown in FIGS. It may be capacitively coupled via the insulating member 521 . Even in this case, power can be efficiently received from the outside.
  • the game machine body 500 may be provided with a charging terminal.
  • Modifications F and G are also applicable to televisions, hard disk recorders, component stereos, and the like. Further, the configurations described in Modification F and Modification G can be used, for example, as an internal battery of a device or as a power source for temperature measurement inside the device.
  • the drone 800 includes a metal body portion 241, a main body portion 242 attached to the upper portion of the body portion 241, a box-shaped metal frame 243 attached to the lower portion of the body portion 241, and a and an imaging device 244 .
  • the body part 242 is provided with a metal case as a housing, and the control part, a battery as a power source (for example, the charger part 112 and the power storage part 113), etc. are accommodated in this metal case.
  • the body portion 242 is further provided with a circuit portion including the rectifier circuit 111b and the like.
  • the drone 800 includes a plurality of support shafts extending substantially horizontally from the body portion 242, a plurality of motors 245 provided one for each end surface of the support shaft, and a plurality of rotation shafts provided one for each motor 245. Wings 246 are also provided. Each rotor blade 246 is driven by a corresponding motor 245 .
  • a motor control circuit for controlling each motor 245 is housed within the body portion 242 .
  • the upper metal member including the main body 242 (metal case), the motor 245, the rotor blades 246, etc. corresponds to the antenna element 19 having a noise source.
  • the lower metal member including metal frame 243 and the like corresponds to antenna element 11 .
  • the upper metal member is not in contact with the lower metal member and is composed of another conductor.
  • Antenna element 11 includes a conductor arranged on a contact surface that can come into contact with a human body or a metal member.
  • the drone 800 includes an isolation circuit 68 between the antenna element 19 and the antenna element 11. Separation circuit 68 is connected to antenna element 11 and antenna element 19 .
  • the separation circuit 68 is configured by, for example, the circuits shown in FIGS. 46(A) to 46(D).
  • a side surface 247 of the metal frame 243 is extended upward (or downward) to increase the size of the antenna, as shown in FIG. 56, for example. As a result, the sensitivity of the antenna element 11 is improved by the extension of the side surface 247 .
  • a drone 800 is provided with the electronic device 100 according to the above embodiment and its modification.
  • Antenna element 11 is composed of a lower metal member including a metal frame 243 and the like.
  • the side surface 247 of the metal frame 243 can be extended upward (or downward) to increase the size of the antenna.
  • the power extracted by the antenna elements 11 and 19 can be supplied to various sensors mounted on the drone 800, for example.
  • the configuration described in this modified example can also be applied to vehicles such as cars and buses.
  • Vehicles such as cars and buses are in contact with the ground via a tire ground resistance of 10 M ⁇ in order to release static electricity. If the tire ground resistance is 10 k ⁇ or more, it can be said that a vehicle such as a car or bus is floating from the ground.
  • the engine and chassis correspond to the antenna element 11, and the doors and bonnet correspond to the antenna element 19.
  • FIG. If the engine and chassis and the doors and bonnet are electrically isolated by the isolation circuit 68 described above and the circuit 114 is connected to the antenna elements 11,19 through the isolation circuit 68, then a large amount of power is applied from the antenna elements 11,19. Power can be extracted.
  • the power extracted by the antenna elements 11 and 19 can be supplied to various sensors mounted on vehicles such as cars and buses.
  • FIG. 57 shows a circuit configuration example of electronic device 100 according to the above embodiment and its modification.
  • the specified value of the charging voltage of power storage unit 113 is 2.5V.
  • the voltage (for example, about 40 V) induced in the antenna elements 11 and 19 is directly charged to the power storage unit 113, the MAX voltage (2.5 V) exceeding the specified value (2.5 V) of the charging voltage of the power storage unit 113 is obtained. It is not appropriate to apply a voltage of 7 V or higher to power storage unit 113 . Therefore, for example, it is conceivable to provide a Zener diode that limits the voltage induced in the antenna elements 11 and 19 to the MAX voltage (2.7 V) of the charging voltage of the storage unit 113 .
  • the charger section 112 has antenna elements 11 and 19 between the connection point N1 of the cathode of the diode 61 and the cathode of the diode 63 and the connection point N2 of the anode of the diode 62 and the anode of the diode 64. It has a capacitor C1 with a withstand voltage (50V) higher than the voltage induced in . The capacitor C1 temporarily (temporarily) charges the DC energy obtained by the rectification by the rectifier circuit 111b.
  • the charger section 112 further has a Zener diode D1 provided in parallel with the capacitor C1 to protect a voltage detector DT1 (IC circuit), which will be described later.
  • the Zener diode D1 limits the voltage applied to the voltage detector DT1 (the input terminal of the switch SW1 described later) to a voltage (6.5V) lower than the withstand voltage of the voltage detector DT1 (IC circuit).
  • the charger section 112 further includes a diode circuit (a switch SW1 and a backflow prevention diode D2) connected in series to the connection point N1, and a switch SW2 connected in series to the connection point N1 via the diode circuit. and Backflow prevention diode D2 is provided to prevent the current from power storage unit 113 from flowing back when the voltage in the preceding stage drops.
  • the diode circuit turns on and off according to the control signal from the voltage detector DT1. Specifically, according to the control signal from the voltage detector DT1, the diode circuit causes the voltage at the connection point N1 to be a predetermined voltage (2.4 V) lower than the specified value (2.5 V) of the charging voltage of the power storage unit 113. Turn it on when it becomes .
  • the switch SW2 is turned on and off according to a control signal from a voltage detector DT2, which will be described later. Specifically, the switch SW2 is set so that the voltage at the output terminal of the diode circuit is higher than the specified value (2.5 V) of the charging voltage of the storage unit 113, according to a control signal from the voltage detector DT2, which will be described later. When the voltage reaches 2.7V, it turns on.
  • the voltage detector DT1 has a sensor that detects the voltage between the connection point N1 and the connection point N2, and a signal generation circuit that outputs a voltage according to the detection result of this sensor.
  • the signal generation circuit switches ON voltage is output to SW1.
  • the signal generation circuit An off voltage is output to the switch SW1.
  • the voltage detector DT2 has a sensor that detects the voltage of the power storage unit 113 and a signal generation circuit that outputs a voltage according to the detection result of this sensor.
  • the signal generation circuit turns on the switch SW2 when the voltage at the output end of the diode circuit reaches a predetermined MAX voltage (2.7 V) higher than the specified value (2.5 V) of the charging voltage of the storage unit 113. Output voltage.
  • the signal generating circuit controls the switch SW2. Outputs off voltage.
  • the charger section 112 has the above-described circuit configuration, so that the DC energy (voltage) obtained by rectification by the rectifier circuit 111b is once charged in the capacitor C1, The DC energy (voltage) charged in capacitor C1 is transferred to power storage unit 113 via the switch circuit (the above diode circuit and switch SW2).
  • the switch circuit the above diode circuit and switch SW2
  • charger section 112 has a capacitor C2 connected in parallel with power storage section 113 to protect power storage section 113 .
  • the rush current emitted from the capacitor C1 can flow to the capacitor C2 when the switch SW2 is turned on under the condition that the switch SW2 is turned off. This can prevent the voltage (6.5 V) charged in capacitor C1 from being directly applied to power storage unit 113 in the fully charged state.
  • the present disclosure can have the following configurations.
  • (1) Equipped with a dipole structure antenna that receives the electric field energy of radio waves in the frequency band used for space transmission wireless power supply,
  • the antenna is a first antenna element including a conductor arranged on a contact surface capable of contacting a human body or a metal member; and a second antenna element that includes a conductor different from the first antenna element and is provided so as not to come into contact with the human body and the metal member.
  • (2) (1) The antenna device according to (1), wherein the frequency band is a 900 MHz band, a 2 GHz band, or a 5 GHz band.
  • (3) The antenna device according to (1) or (2), wherein the length of the second antenna element is shorter than 1/4 of the wavelength of the frequency band.
  • the first antenna element is configured to include at least one shape of a plate shape, a meander shape and a coil shape, The antenna device according to any one of (1) to (3), wherein the second antenna element has at least one shape of a plate shape, a meander shape, and a coil shape.
  • the second antenna element has a plate-shaped first antenna section and a coil-shaped second antenna section connected to a diagonal tip portion of the first antenna section (1) to (3)
  • the first antenna element is made of any one of gold, silver, aluminum, copper, iron, nickel, alloy, conductive resin, and conductive rubber, or a combination of at least two or more of these materials.
  • the second antenna element is made of any one of gold, silver, aluminum, copper, iron, nickel, alloy, conductive resin, and conductive rubber, or a combination of at least two of these materials.
  • An antenna with a dipole structure that receives the electric field energy of radio waves in the frequency band used for spatial transmission wireless power supply, a rectifier circuit that rectifies the signal received by the antenna from an AC signal to a DC signal
  • the antenna is a first antenna element including a conductor arranged on a contact surface capable of contacting a human body or a metal member; and a second antenna element that includes a conductor different from the first antenna element and is provided so as not to come into contact with the human body and the metal member.
  • the electronic device according to (9) further comprising a power storage unit that stores energy of the DC signal obtained by the rectifier circuit.
  • (11) 10
  • the rectifier circuit further includes an isolation circuit provided between the first antenna element and the second antenna element, Any one of (9) to (12), wherein the isolation circuit is composed of a bandpass filter in which a resistance value between the first antenna element and the second antenna element is 10 k ⁇ or more in at least the frequency band or 1 electronic device.
  • the band-pass filter is configured by one of an inductor, a high-pass filter, a parallel resonance circuit, and a transformer.
  • a capacitor for once charging the DC voltage obtained by the rectifier circuit (10) The electronic device according to (10), further comprising: a switch circuit that transfers the DC voltage charged in the capacitor to the power storage unit.
  • An antenna device according to the first aspect of the present disclosure and an electronic device according to the second aspect of the present disclosure are provided with a dipole-structured antenna for receiving electric field energy of radio waves in a frequency band used for space transmission wireless power feeding.
  • the first antenna element includes a conductor arranged on a contact surface capable of contacting a human body or a metal member
  • the second antenna element includes a conductor different from the first antenna element, and metal members.
  • the energy collection device of this technology can supply energy to sensors by contacting or connecting to sensors that require battery replacement or power supply used in smart factories and smart cities. Efficient utilization is possible. Therefore, the energy harvesting device of this technology can be related to Goal 7 "Affordable and Clean Energy" of SDGs (Sustainable Development Goals) adopted at the United Nations Summit in 2015.

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Abstract

本開示の一側面に係るアンテナ装置は、空間伝送ワイヤレス給電で使われる周波数帯の電波の電界エネルギーを共振して受信するダイポール構造のアンテナを備えている。アンテナは、第１および第２のアンテナエレメントを有している。第１のアンテナエレメントは、人体もしくは金属部材に接触可能な接触面に配置された導体を含む。第２のアンテナエレメントは、第１のアンテナエレメントとは別の導体を含み、人体および金属部材とは接触しないように設けられている。

Description

アンテナ装置および電子機器
　本開示は、アンテナ装置および電子機器に関する。
　現在、ＩＯＴのセンサやウエアラブル機器向けに、空間伝送ワイヤレス給電が各国で検討されている。空間伝送ワイヤレス給電を行う場合、空間伝送ワイヤレス給電で使われる周波数帯（以下、「伝送周波数帯」と称する。）の電波の電界エネルギーを効率良く受信することが必要となる。しかし、小型の機器では、伝送周波数帯の電波の電界エネルギーを受信するのに必要なサイズのアンテナを設けることが難しい。なお、例えば、下記非特許文献１では、車のボディを利用したモノポールアンテナが開示されている。
https://www.asnics.com/case/2021/06/30/29
　ところで、小型の機器でも、伝送周波数帯の電波の電界エネルギーを効率良く受信することの可能なアンテナ装置および電子機器を提供することが望ましい。
　本開示の第１の側面に係るアンテナ装置は、空間伝送ワイヤレス給電で使われる周波数帯の電波の電界エネルギーを共振して受信するダイポール構造のアンテナを備えている。アンテナは、第１および第２のアンテナエレメントを有している。第１のアンテナエレメントは、人体もしくは金属部材に接触可能な接触面に配置された導体を含む。第２のアンテナエレメントは、第１のアンテナエレメントとは別の導体を含み、人体および金属部材とは接触しないように設けられている。
　本開示の第２の側面に係る電子機器は、空間伝送ワイヤレス給電で使われる周波数帯の電波の電界エネルギーを共振して受信するダイポール構造のアンテナと、アンテナで受信した信号を交流信号から直流信号に整流する整流回路とを備えている。電子機器に設けられたアンテナは、第１および第２のアンテナエレメントを有している。第１のアンテナエレメントは、人体もしくは金属部材に接触可能な接触面に配置された導体を含む。第２のアンテナエレメントは、第１のアンテナエレメントとは別の導体を含み、人体および金属部材とは接触しないように設けられている。
　本開示の第１の側面に係るアンテナ装置、および本開示の第２の側面に係る電子機器では、空間伝送ワイヤレス給電で使われる周波数帯の電波の電界エネルギーを共振して受信するダイポール構造のアンテナが設けられている。このアンテナにおいて、第１のアンテナエレメントは、人体もしくは金属部材に接触可能な接触面に配置された導体を含み、第２のアンテナエレメントは、第１のアンテナエレメントとは別の導体を含み、人体および金属部材とは接触しないように設けられている。これにより、人体もしくは金属部材を第１のアンテナエレメントとして利用することが可能となる。その結果、第２のアンテナエレメントの長さを短くした場合であっても、効率よく電力を受信することができる。
図１は、本開示の一実施形態に係る電子機器を備えた電力送受信システムの機能ブロックの一例を表す図である。 図２は、図１の電力送受信システムにおけるアンテナ部の回路構成例を表す図である。 図３は、図１の電子機器に含まれるアンテナ装置の平面構成例を表す図である。 図４は、図３のアンテナ装置の断面構成例を表す図である。 図５は、図３のアンテナ装置の断面構成例を表す図である。 図６は、図４のアンテナ装置の容量結合について説明するための図である。 図７は、図４のアンテナ装置の容量結合について説明するための図である。 図８は、図４のアンテナ装置の各アンテナエレメントの平面構成例を表す図である。 図９は、図４のアンテナ装置の各アンテナエレメントの平面構成例を表す図である。 図１０は、図４のアンテナ装置のアンテナエレメントの平面構成例を表す図である。 図１１は、図４のアンテナ装置の各アンテナエレメントの平面構成例を表す図である。 図１２は、図４のアンテナ装置における２つのアンテナエレメントの平面構成例を表す図である。 図１３は、図４のアンテナ装置における２つのアンテナエレメントの平面構成例を表す図である。 図１４（Ａ）は、アンテナエレメントに対して人体や金属部材を接触させない状態で、アンテナ装置で受信した電力の強度の計測結果を表したものである。図１４（Ｂ）は、アンテナエレメントに対して人体を接触させた状態で、アンテナ装置で受信した電力の強度の計測結果を表したものである。 図１５（Ａ）は、アンテナエレメントに対して人体や金属部材を接触させない状態で、ローディングコイルを設けたときのアンテナ装置のインピーダンスの計測結果を表したものである。図１５（Ｂ）は、アンテナエレメントに対して金属部材を接触させた状態で、ローディングコイルを設けたときのアンテナ装置のインピーダンスの計測結果を表したものである。 図１６は、図４のアンテナ装置の回路構成例を表す図である。 図１７は、図４のアンテナ装置の回路構成例を表す図である。 図１８は、図１の整流回路の回路構成例を表す図である。 図１９は、図１８のダイオードの特性の説明のための図である。 図２０は、人体の発生する電圧の波形の一例を表す図である。 図２１は、図１の整流回路の回路構成の一変形例を表す図である。 図２２は、図１の受信装置の出力を増やすための構成例を表す図である。 図２３は、図１の受信装置の出力を増やすための構成例を表す図である。 図２４は、図１の整流回路を直列接続した構成例を表す図である。 図２５は、図２４の整流回路の回路構成例を表す図である。 図２６は、図１の整流回路を直列接続した構成例を表す図である。 図２７は、図２６の整流回路の回路構成例を表す図である。 図２８は、図１の整流回路を並列接続した構成例を表す図である。 図２９は、図２８の整流回路の回路構成例を表す図である。 図３０は、図１の整流回路を並列接続した構成例を表す図である。 図３１は、図３０の整流回路の回路構成例を表す図である。 図３２は、図１の電力送受信システムの機能ブロックの一変形例を表す図である。 図３３は、図３２の外部装置および電子機器の機能ブロックの一変形例を表す図である。 図３４は、ハーベスタの出力と接地抵抗との関係を測定するための測定装置を表す模式図である。 図３５は、ハーベスタの出力と接地抵抗との関係を測定するための測定装置を表す模式図である。 図３６は、ハーベスタの出力と接地抵抗の関係を表すグラフである。 図３７は、テスト用のハーベスタの回路構成例を表す図である。 図３８は、ハイパスフィルタ構造の回路構成例を表す図である。 図３９は、図３８のハイパスフィルタの周波数特性の一例を表す図である。 図４０は、機器に誘起されている電界エネルギーの周波数成分を測定する方法の一例について説明する図である。 図４１は、図４０の並列共振回路の周波数特性の一例を表す図である。 図４２は、機器に誘起されている電界エネルギーの周波数成分を測定する方法の他の例について説明する図である。 図４３は、機器に誘起されている電界エネルギーの周波数成分を測定する方法の他の例について説明する図である。 図４４は、図１８の整流回路の回路構成の一変形例を表す図である。 図４５は、図１８の整流回路の回路構成の一変形例を表す図である。 図４６は、図１８の整流回路の回路構成の一変形例を表す図である。 図４７は、ゲーム機本体の回路構成例を表す図である。 図４８は、図４７のゲーム機本体の回路構成の一変形例を表す図である。 図４９は、図４７のゲーム機本体の回路構成の一変形例を表す図である。 図５０は、図４８のゲーム機本体の回路構成の一変形例を表す図である。 図５１は、図４７のゲーム機本体の回路構成の一変形例を表す図である。 図５２は、図４８のゲーム機本体の回路構成の一変形例を表す図である。 図５３は、図４７のゲーム機本体の回路構成の一変形例を表す図である。 図５４は、図４８のゲーム機本体の回路構成の一変形例を表す図である。 図５５は、無人航空機の概略構成例を表す図である。 図５６は、図５５の無人航空機の回路構成例を表す図である。 図５７は、図１、図３２のチャージャ部の回路構成例を表す図である。
　以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。
[構成]
　本開示の一実施の形態に係る電子機器１００を備えた電力送受信システムについて説明する。図１は、電力送受信システムの機能ブロックの一例を表したものである。この電力送受信システムでは、給電装置２００が電子機器１００に対して、所定の周波数帯の電波の電界エネルギーを送信し、電子機器１００が給電装置２００からの所定の周波数帯の電波の電界エネルギーを受信する。ここで、所定の周波数帯は、空間伝送ワイヤレス給電で使われる周波数帯であり、例えば、９００ＭＨｚ帯、２ＧＨｚ帯、または５ＧＨｚ帯である。９００ＭＨｚ帯は、例えば、９２０ＭＨｚを含む周波数帯である。本明細書において、空間伝送ワイヤレス給電で使われる周波数帯を、「伝送周波数帯」と称するものとする。
　この電力送受信システムでは、人体もしくは金属部材が、少なくとも伝送周波数帯において大地のグランド（大地グランド）に接地していない状態で、電力の送信及び受信が行われる。例えば人体が靴を履いた状態で大地（地面や床面等）に立っているとする。この場合、人体は大地グランドに接地しておらず、人体の電位は大地グランドに対して電気的に浮いた状態となる。つまり、人体が、少なくとも伝送周波数帯において、大地グランドから見たときに高いインピーダンスとなっている。この場合、人体に発生する電力が大地グランドに逃げるといった事態が回避され、電力の送信及び受信を効率的に行うことが可能となる。また、例えば、ボディの少なくとも一部が金属部材で構成された自動車は、タイヤを介して大地（地面や床面等）に接している。タイヤの接地面は絶縁性のゴムで構成されている。この場合、ボディの金属部分は大地グランドに接地しておらず、ボディの金属部分の電位は大地グランドに対して電気的に浮いた状態となる。つまり、ボディの金属部分が、少なくとも伝送周波数帯において、大地グランドから見たときに高いインピーダンスとなっている。そのため、ボディの金属部分に発生する電力が大地グランドに逃げるといった事態が回避され、電力の送信及び受信を効率的に行うことが可能となる。
　この電力送受信システムでは、人体および金属部材を介していなくても、空間伝送ワイヤレス給電で使われる周波数帯（伝送周波数帯）で電力の送信及び受信を行うことが可能となっている。つまり、この電力送受信システムは、人体および金属部材を介した場合と、人体および金属部材を介さなかった場合で、電力の伝送周波数帯に変化が生じないという特徴を備えている。
　給電装置２００は、例えば、図１に示したように、アンテナ部２２０と、信号発生回路２１０と、電源部（図示せず）とを備えている。アンテナ部２２０は、電力を送信するための送信アンテナとして機能する。アンテナ部２２０は、例えば、ダイポール構造のアンテナである。アンテナ部２２０は、例えば、図２に示したように、２つのアンテナエレメント２２１，２２２を有している。信号発生回路２１０は、伝送周波数帯の交流の電力信号を生成してアンテナ部２２０に出力する。アンテナ部２２０は、２つのアンテナエレメント２２１，２２２を介して、伝送周波数帯の電波の電界エネルギーを送出する。電源部は、信号発生回路２１０を駆動する電力（電力信号の電力）を供給する。
　電子機器１００は、例えば、図１に示したように、受信装置１１０と、負荷１２０とを備えている。
　受信装置１１０は、アンテナ装置１１１を有している。アンテナ装置１１１は、アンテナ部１１１ａおよび整流回路１１１ｂを有している。アンテナ部１１１ａは、主に伝送周波数帯の電波の電界エネルギーを共振して受信するための受信アンテナとして機能する。本明細書において、アンテナ部１１１ａが受電可能な周波数帯を、「受電周波数帯」と称するものとする。受電周波数帯は、伝送周波数帯を含んでいる。アンテナ部１１１ａは、給電装置２００からの伝送周波数帯の電波の電界エネルギーを、人体もしくは金属部材を介して受信する。なお、アンテナ部１１１ａは、人体もしくは金属部材を介さずに（つまり、人体もしくは金属部材の接触の有無にかかわらず）、給電装置２００からの伝送周波数帯の電波の電界エネルギーを受信することも可能となっている。
　アンテナ部１１１ａは、空間にある電波および準静電界（近傍界）の電界エネルギーを、人体もしくは金属部材を介して受信することも可能となっている。また、アンテナ部１１１ａは、人体もしくは金属部材を介さずに、空間にある電波または準静電界（近傍界）の電界エネルギーを受信することも可能となっている。
　身の回りには、非常に多くの電界エネルギーが存在するが、低い周波数成分と高い周波数成分に分けることができる。例えば、家庭の交流電源からの漏れ電界、パーソナルコンピュータの近傍に存在するノイズ、人が歩行時に発生する電圧などは、低い周波数成分である。これらは、準静電界と称される。一方、ラジオ放送、テレビジョン放送、携帯電話電波などは、高い周波数成分である。これらは、電波と称される。以上のことから、アンテナ部１１１ａは、周辺環境から電力を収穫するエナジーハーベスト（環境発電）を行うことも可能となっている。
　整流回路１１１ｂは、アンテナ部１１１ａで受信した交流のエネルギーを整流し、それにより得られた直流のエネルギーを後段に出力する。なお、アンテナ装置１１１において、整流回路１１１ｂに入力する周波数帯を伝送周波数帯に制限する整合回路は設けられていない。ただし、アンテナ装置１１１において、整流回路１１１ｂに入力する周波数帯を、伝送周波数帯を含む所定の範囲の周波数帯に制限するバンドパスフィルタが設けられていてもよい。
　受信装置１１０は、チャージャ部１１２および蓄電部１１３を更に備えている。チャージャ部１１２は、整流回路１１１ｂから入力された直流のエネルギーを蓄電部１１３に出力する。チャージャ部１１２が、蓄電部１１３に蓄積された直流のエネルギーの放電を制御してもよい。蓄電部１１３は、例えば、一時的に直流のエネルギーを蓄積することの可能なコンデンサおよび電池の少なくとも一方を含んで構成される。蓄電部１１３には、例えば、チャージャ部１１２から入力された直流のエネルギーが一時的に蓄積される。蓄電部１１３がコンデンサおよび電池を含んで構成されている場合、蓄電部１１３は、チャージャ部１１２からの直流のエネルギーをコンデンサに蓄積し、コンデンサに蓄積できない分については電池に蓄積するようになっていてもよい。蓄電部１１３に対しては、例えば、負荷１２０が接続される。負荷１２０は、蓄電部１１３に蓄えられた電力を利用して動作する。負荷１２０は、例えば、マイクロコントローラ、無線通信部およびセンサなどを含んで構成される。蓄電部１１３に蓄積された直流のエネルギーが負荷１２０に供給されることにより、マイクロコントローラが無線通信部およびセンサなどを制御し、センサの出力が無線通信部を介して外部に出力される。
　アンテナ部１１１ａは、ダイポール構造のアンテナである。アンテナ部１１１ａは、例えば、図２に示したように、２つのアンテナエレメント１１，１９を有している。アンテナエレメント１１が、本開示の「第１のアンテナエレメント」の一具体例に相当する。アンテナエレメント１９が、本開示の「第２のアンテナエレメント」の一具体例に相当する。アンテナエレメント１１は、人体もしくは金属部材に接触可能な接触面（後述の接触面１７Ｓ）に配置された導体を含む。アンテナエレメント１９は、アンテナエレメント１１とは別の導体からなり、人体および金属部材とは接触しないように設けられている。
　アンテナエレメント１１は、例えば、金、銀、アルミ、銅、鉄、ニッケル、合金、導電性樹脂、および導電性ゴムのいずれか１つ又は、これらのうち少なくとも２つ以上の材料の組み合わせからなる導体電極で構成されている。上記導体電極が樹脂コーティング層によって覆われていてもよい。樹脂コーティング層は、上記導体電極が汗や雨などの水分に触れることにより腐食するのを防止する。
　アンテナエレメント１９は、例えば、金、銀、アルミ、銅、鉄、ニッケル、合金、導電性樹脂、および導電性ゴムのいずれか１つ又は、これらのうち少なくとも２つ以上の材料の組み合わせからなる導体電極で構成されている。上記導体電極が樹脂コーティング層によって覆われていてもよい。樹脂コーティング層は、上記導体電極が汗や雨などの水分に触れることにより腐食するのを防止する。
　アンテナ装置１１１のうち、アンテナ部１１１ａを除いた回路と、チャージャ部１１２および蓄電部１１３は、受信装置１１０における回路部１１４を構成している。
　図３は、アンテナ装置１１１の平面構成例を表したものである。図４は、図３のアンテナ装置１１１の断面構成例を表したものである。アンテナ装置１１１は、例えば、図３、図４に示したように、アンテナエレメント１１と、誘電部１３と、導電ピン１４と、回路基板１２と、アンテナエレメント１９と、回路部１６と、ケース１７とを有している。アンテナ装置１１１では、アンテナエレメント１１、誘電部１３および回路基板１２がこの順番で層状に設けられている。
　アンテナエレメント１１は、人体もしくは金属部材に接触可能な接触面１７Ｓに配置されている。アンテナエレメント１１は、例えば、図３に示したように、薄い板形状の導体電極となっている。誘電部１３は、アンテナエレメント１１と回路基板１２との間に設けられた板形状の誘電体である。誘電部１３は、アンテナエレメント１１を支持している。誘電部１３をアンテナエレメント１１の裏面に設けることで、例えばアンテナエレメント１１から人体もしくは金属部材への伝送効率を向上することが可能となる。なお、誘電部１３が省略され、アンテナエレメント１１と回路基板１２との間に一定の空間が形成されていてもよい。
　導電ピン１４は、誘電部１３を貫通して、アンテナエレメント１１と、回路基板１２とを接続するピン形状の配線である。導電ピン１４の一方の端部は、アンテナエレメント１１に接続されており、導電ピン１４の他方の端部は、回路基板１２の電極（接続点１５）に接続されている。回路基板１２は、アンテナエレメント１９と回路部１６とが設けられる基板である。例えば、図４に示したように、回路基板１２の誘電部１３とは反対側の面に、アンテナエレメント１９、回路部１６および接続点１５が形成されている。接続点１５は、回路部１６とアンテナエレメント１９とを接続する電極である。導電ピン１４は、回路基板１２を貫通して接続点１５に半田付けされている。なお、回路基板１２の誘電部１３側の面に、アンテナエレメント１９や回路部１６等が形成されてもよい。また、回路基板１２の両面に、アンテナエレメント１９や回路部１６等が形成されてもよい。
　アンテナエレメント１９は、回路基板１２におけるグランドとなる導体のパターン（グランドパターン）である。アンテナエレメント１９としては、典型的には銅箔のグランドパターンが用いられる。アンテナエレメント１９は、人体および金属部材に接触しないように、また大地グランドと容量結合するように構成されている。例えば大地グランドと通電せず、大地グランドに対してシールドされていない導体は、大地グランドとの間の空間を介して大地グランドと容量的に結合する。アンテナエレメント１９は、このような導体となるように構成される。
　回路部１６は、アンテナエレメント１９と重ならないように設けられた各種の回路を含むユニットである。回路部１６には、例えば、上述の回路部４０が形成されている。回路部１６には、例えば、他の装置と通信する通信ユニット等が設けられてもよい。
　アンテナエレメント１１、誘電部１３、導電ピン１４、回路基板１２、アンテナエレメント１９および回路部１６は、ケース１７内に収容されている。ケース１７は、例えば、樹脂などの絶縁材料で構成されている。なお、ケース１７が、例えば、図５に示したように、樹脂等の非金属で構成されたケース１７Ａと、金属で構成されたケース１７Ｂとによって構成されていてもよい。このとき、アンテナエレメント１９とケース１７Ｂとが互いに電気的に接続されていてもよい。例えば、ケース１７Ａとケース１７Ｂがネジなどの接続部２１で接続され、アンテナエレメント１９とケース１７Ｂとがワイヤー２２によって接続されていてもよい。
　人体もしくは金属部材がアンテナエレメント１１を含む接触面１７Ｓに接しているとき、アンテナ装置１１１は、伝送周波数帯の電波や、空間にある電波または準静電界（近傍界）の電界エネルギーを高い感度で受信することが可能である。図６に示したように、電気的には、人体もしくは金属部材とアンテナエレメント１１とが容量結合で接触している。アンテナ装置１１１としては、アンテナエレメント１１が人体もしくは金属部材と直接接触する方が好ましく、基本的には、容量が大きくなるように面で接触することが好ましい。
　また、図７に示したように、例えば腕に電子機器１００（斜線部分）を取り付けた状態では、回路基板１２におけるグランド（アンテナエレメント１９）と大地のグランド間が容量結合することによって、疑似的なグランドを形成すると考えることが出来る。この電子機器１００は、低い周波数の準静電界（近傍界）を受信することができる。電子機器１００が例えば５０Ｈｚのような低い周波数を受信できるのは、血管がアンテナとして見えているためであると考えられる。このように、電子機器１００は、種々の容量結合によって、広い周波数範囲の電波を受信することが可能となっている。したがって、電子機器１００の設置場所の制約を受けずに電界エネルギーを取り込むことができる。
　図８，図９，図１０，図１１は、アンテナエレメント１１，１９の形状の一例を表したものである。アンテナエレメント１１，１９は、例えば、図８に示したように、平面視で楕円形状となっていてもよい。アンテナエレメント１１，１９は、例えば、図９に示したように、平面視で三角形状となっていてもよい。アンテナエレメント１１，１９は、例えば、図１０に示したように、板形状のアンテナ部ＡＴ１と、アンテナ部ＡＴ１の対角上の先端部分に連結されたコイル形状のアンテナ部ＡＴ２とを有していてもよい。アンテナ部ＡＴ２は、例えば、ローディングコイルである。このようにした場合、例えば、アンテナ部ＡＴ２で、伝送周波数帯の電波のエネルギーを主に受信し、アンテナ部ＡＴ１で、伝送周波数帯以外の帯域（例えば、空間にある電波または準静電界（近傍界））の電界エネルギーを主に受信することが可能である。アンテナエレメント１１，１９は、例えば、図１１に示したように、アンテナ部ＡＴ２だけで構成されていてもよい。アンテナエレメント１１，１９の形状は、上述した形状を組み合わせてもよい。アンテナエレメント１１とアンテナエレメント１９とが、互いに同じ形状となっていてもよいし、互いに異なる形状となっていてもよい。また、アンテナエレメント１１，１９は、上述した形状にとらわれず、空間伝送ワイヤレス給電（ＷＰＴ）で用いられる周波数帯に合わせて、適宜構成されてもよい。
　図１２，図１３は、アンテナエレメント１１，１９の形状の一例を表したものである。図１２，図１３には、空間伝送ワイヤレス給電（ＷＰＴ）で用いられる周波数帯である９２０ＭＨｚに共振するようにアンテナエレメント１１，１９の形状を調整した例が示されている。このとき、アンテナエレメント１１が人体および金属部材に接触するか否かに関係なく、９２０ＭＨｚで共振するようにアンテナエレメント１１，１９の形状が調整されている。例えば、アンテナエレメント１９が、波長短縮のために必要とされるアンテナサイズに対して短くしたメアンダ形状で構成される。アンテナエレメント１１が、受信周波数に合わせて必要とされる長さ（例えばλ／４）で構成される。λは、受信周波数の波長である。アンテナエレメント１１は、例えば、基板のグランド、または、別体の導体等で構成される。また、アンテナエレメント１１およびアンテナエレメント１９が夫々、必要とされる波長に対して短縮して構成されていてもよい。
［効果］
　次に、本実施の形態に係る電子機器１００の効果について説明する。
　現在、ＩＯＴのセンサやウエアラブル機器向けに、空間伝送ワイヤレス給電が各国で検討されている。空間伝送ワイヤレス給電を行う場合、空間伝送ワイヤレス給電で使われる周波数帯（以下、「伝送周波数帯」と称する。）の電波の電界エネルギーを効率良く受信することが必要となる。しかし、小型の機器では、伝送周波数帯の電波の電界エネルギーを受信するのに必要なサイズのアンテナを設けることが難しい。
　一方、本実施の形態では、空間伝送ワイヤレス給電で使われる周波数帯の電波の電界エネルギーを受信するダイポール構造のアンテナ部１１１ａが設けられている。アンテナ部１１１ａでは、アンテナエレメント１１とアンテナエレメント１９との合計長さに応じた所定の周波数帯で共振させることが可能となっている。アンテナ部１１１ａにおいて、アンテナエレメント１１は、人体もしくは金属部材に接触可能な接触面１７Ｓに配置された導体を含み、アンテナエレメント１９は、アンテナエレメント１１とは別の導体を含み、人体および金属部材とは接触しないように設けられている。これにより、人体もしくは金属部材をアンテナエレメント１１として利用することが可能となる。その結果、アンテナエレメント１９の長さを短くした場合であっても、波長に対して大きな金属とみなされる人体もしくは金属部材に多くの電流を流すことが可能となり、効率よく電力を受信することができる。
　本実施の形態では、電子機器１００と給電装置２００との間での電力の伝送に用いられる周波数帯が、９００ＭＨｚ帯、２ＧＨｚ帯、または５ＧＨｚ帯である。これにより、例えば、９００ＭＨｚ帯では、波長が３３ｃｍほどであり、アンテナ部１１１ａとしては、その波長の半分の１６．５ｃｍ程度の長さが必要となる。しかし、上述したように、人体もしくは金属部材をアンテナエレメント１１として利用するので、アンテナエレメント１９の長さを１６．５ｃｍよりも短くした場合（例えば、伝送周波数帯の波長の１／４よりも短くした場合）であっても、波長に対して大きな金属とみなされる人体もしくは金属部材に多くの電流を流すことが可能となり、効率よく電力を受信することができる。２ＧＨｚ帯、または５ＧＨｚ帯においても、アンテナ部１１１ａとして必要とされる長さよりも短くした場合であっても、効率よく電力を受信することができる。
　本実施の形態では、アンテナエレメント１１が板形状、メアンダ形状およびコイル形状のうち少なくとも１つの形状を含んで構成されている。さらに、アンテナエレメント１９が板形状、メアンダ形状およびコイル形状のうち少なくとも１つの形状を含んで構成されている。アンテナエレメント１１，１９の形状をこのような形状にすることにより、アンテナエレメント１９の長さを短くした場合であっても、効率よく電力を受信することができる。
　本実施の形態では、アンテナエレメント１９がアンテナ部ＡＴ１，ＡＴ２によって構成されている。これにより、例えば、アンテナ部ＡＴ２で、伝送周波数帯の電波のエネルギーを主に受信し、アンテナ部ＡＴ１で、伝送周波数帯以外の帯域（例えば、空間にある電波または準静電界（近傍界））の電界エネルギーを主に受信することが可能である。
　図１４（Ａ）は、アンテナ装置１１１を屋外に設置し、アンテナエレメント１１に対して人体や金属部材に接触しない状態で、アンテナ装置１１１で受信した電力の強度の計測結果を表したものである。図１４（Ｂ）は、アンテナ装置１１１を屋外に設置し、アンテナエレメント１１に対して人体に接触した状態で、アンテナ装置１１１で受信した電力の強度の計測結果を表したものである。伝送周波数は、９００ＭＨｚとした。図１４（Ａ），図１４（Ｂ）のいずれにおいても、伝送周波数（９００ＭＨｚ）において、大きな感度が得られており、しかも、アンテナエレメント１１に対して人体が接触した場合には、アンテナエレメント１１に対して人体を接触しない場合と比べて、電力の強度がおおよそ１０ｄＢ高くなったことがわかる。
　図１５（Ａ），図１５（Ｂ）は、アンテナエレメント１９に対してアンテナ部１９Ｂとしてローディングコイルを設けたときの、アンテナ装置１１１のインピーダンスの計測結果を表したものである。図１５（Ａ）には、アンテナエレメント１１に対して人体や金属部材を接触させなかったときの結果が示されている。図１５（Ｂ）には、アンテナエレメント１１に対して金属部材を接触させたときの結果が示されている。伝送周波数は、７００ＭＨｚとした。図１５（Ａ），図１５（Ｂ）のいずれにおいても、伝送周波数（７００ＭＨｚ）において、アンテナ装置１１１が共振していることがわかる。
　以上のことから、本実施の形態では、アンテナ装置１１１は、アンテナエレメント１１に対する、人体もしくは金属部材の接触の有無にかかわらず、アンテナ装置１１１を伝送周波数で共振させることができ、伝送周波数で効率良く電力を受信することができる。
　なお、図１４（Ａ），図１４（Ｂ）からは、アンテナエレメント１１に対して人体を接触させると、伝送周波数とは異なる周波数帯（テレビ放送の周波数帯：５００ＭＨｚ帯）で、電力の強度が高くなっていることがわかる。従って、本実施の形態では、アンテナ装置１１１は、伝送周波数とは異なる周波数帯からも電力を受信することができる。
［回路基板１２の構成］
　図１６は、アンテナ装置１１１の回路基板１２の構成例を表したものである。図１６に示すように、アンテナ装置１１１に含まれる回路基板１２には、回路基板１２のグランドと共通の銅箔パターンで形成されたアンテナエレメント１９が形成されており、アンテナエレメント１１とアンテナエレメント１９とによってアンテナ部１１１ａが構成されている。人体もしくは金属部材と接触するアンテナエレメント１１には、静電対策が必要とされる場合には、アンテナエレメント１９との間に静電気保護部品（例えば、バリスタ１８）が挿入される。なお、静電気保護部品（例えば、バリスタ１８）は、出力端子３５ａとアンテナエレメント１９との間に接続されてもよい。
　回路部１１４の出力端子３５ａ，３５ｂに出力電圧が取り出される。回路部１１４はアンテナエレメント１９とは重ならないように配置される。アンテナエレメント１１から回路部１１４に出力される入力線路が整合回路を介さずに回路部１１４に直列に接続されている。
　例えば、図１７に示したように、回路基板１２上に、回路基板１２のグランド２０とは別体の銅箔パターンで形成されたアンテナエレメント１９が設けられていてもよい。この場合、アンテナエレメント１９は、エネルギーを取り込もうと考えている人体もしくは金属部材と接触しないようにする必要がある。また、例えば、アンテナエレメント１９が、金属で構成されたケース１７Ｂ（図５参照）に形成されていてもよい。この場合も、アンテナエレメント１１には、静電対策として、グランド２０との間に静電気保護部品（例えば、バリスタ１８）が挿入されていてもよい。静電気保護部品（例えば、バリスタ１８）は、例えば、出力端子３５ａとグランド２０との間に接続されていてもよい。
［整流回路１１１ｂの構成］
　図１８は、整流回路１１１ｂの回路構成例を表したものである。整流回路１１１ｂは、例えば、図１８に示したように、４つのダイオード６１～６４からなる整流回路と、静電対策用バリスタ６６と、ＩＣ保護用ツェナーダイオード６７（例えばツェナー電圧が６．５Ｖ）とを有している。
　ダイオード６１およびダイオード６４が互いに直列に接続され、ダイオード６３およびダイオード６２が互いに直列に接続される。ダイオード６１のアノードおよびダイオード６４のカソードの接続点がアンテナエレメント１１と接続され、ダイオード６３のアノードおよびダイオード６２のカソードの接続点がアンテナエレメント１９と接続される。ダイオード６１のカソードおよびダイオード６３のカソードの接続点が逆流防止用ダイオード６５を介して一方の出力端子３４ａに接続され、ダイオード６４のアノードおよびダイオード６２のアノードの接続点が他方の出力端子３４ｂに接続される。出力端子３４ａおよび出力端子３４ｂの間に、静電対策用バリスタ６６およびＩＣ保護用ツェナーダイオード６７が互いに並列に接続される。
　４つのダイオード６１～６４は、ディスクリートで構成されていてもよいし、専用のＩＣで構成されていてもよい。整流回路１１１ｂに使用した４つのダイオード６１～６４の順方向電圧Ｖｆと逆方向電流Ｉｓを測定した結果を図１９に示した。ダイオードの品番１Ｎ６０として、シリコンとゲルマニウムのものを測定し、その他の品番ＩＳＳ１０８は、ゲルマニウムのものでメーカが異なるものを用いて評価した。図１９において、曲線４２が１Ｎ６０（シリコン）の特性であり、曲線４１が１Ｎ６０（ゲルマニウム）の特性であり、曲線４３がＩＳＳ１０８（ゲルマニウム）の特性である。
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　４つのダイオード６１～６４の逆方向に電圧を加えた時に流れる電流が、逆方向電流Ｉｓである。表１の測定データは、１０Ｖをダイオードの逆方向に加えた時のデータである。順方向電圧Ｖｆは、順方向電流（１ｍＡ）がダイオードに流れ始める時の電圧である。
　アンテナエレメント１１，１９の出力を整流した場合には、順方向に電流が流れ始める電圧が低いものよりも、逆方向に電流が流れないダイオード１Ｎ６０（シリコン）の方が電力を取り込むことができることが分かった。整流される入力は、交流なので、ダイオード６１～６４の順方向電圧Ｖｆが逆方向に印加される時の逆方向電流Ｉｓは、表１が１０Ｖのデータなので、それからＶｆと同じ電圧が逆方向に印加されるときの逆方向電流Ｉｓを計算すると１Ｎ６０（シリコン）が０．０３６μＡであり、１Ｎ６０（ゲルマニウム）が０．２１μＡであり、ＩＳＳ１０８（ゲルマニウム）が０．５μＡである。したがって、順方向電流（１ｍＡ）／逆方向電流Ｉｓの比は、計算すると、１Ｎ６０（シリコン）が２７７７８分の１であり、１Ｎ６０（ゲルマニウム）が４７６２分の１であり、ＩＳＳ１０８（ゲルマニウム）が２０００分の１である。つまり、整流回路１１１ｂに使用するダイオード６１～６４としては、上述した割合が約４７００倍より大きいことが必要で、好ましくは、上述した割合が１００００以上である。この結果、例として挙げた３個のダイオードの中では、１Ｎ６０（シリコン）が最も適した特性を有している。
　さらに、ダイオード６１～６４の特性で考えると逆方向に印加される時の逆方向電流Ｉｓは、小さい方がよく、１０Ｖのデータを用いて、逆方向抵抗値を計算すると１Ｎ６０（シリコン）が１００ＭΩであり、１Ｎ６０（ゲルマニウム）が１．４３ＭΩであり、ＩＳＳ１０８（ゲルマニウム）が０．３８ＭΩである。つまり、逆方向に電流が流れるのを阻止する抵抗値が、大きいものがよく、整流回路１１１ｂに使用するダイオード６１～６４としては、上述した抵抗値が、１．４３ＭΩより大きいことが必要で、好ましくは、１０ＭΩ以上である。この結果、例として挙げた３個のダイオードの中では、１Ｎ６０（シリコン）が最も適した特性を有している。
＜２．変形例＞
　次に、電子機器１００の変形例について説明する。
［変形例Ａ］
　上記実施の形態において、アンテナエレメント１１，１９は、人の歩行に伴って発生する電界を受信するようになっていてもよい。このとき、アンテナエレメント１１，１９の出力は、例えば、図２０に示したような、電圧波形となる。このように、人の歩行に伴って発生する電界を受信装置１１０によって、エネルギーとして取り込むことにより、例えば、外部ノイズの少ない場所であっても、電子機器１００は、充分な電力を受電することができる。
［変形例Ｂ］
　上記実施の形態およびその変形例において、整流回路１１１ｂは、例えば、図２１に示したように、全波整流回路の出力電圧を計測する高抵抗（２ＭΩ以上、望ましくは１０ＭΩ）の電圧計８１を更に有していてもよい。さらに、整流回路１１１ｂは、例えば、図２１に示したように、逆流防止用ダイオード６５を介して出力された全波整流回路の出力を充電する電池８２を更に有していてもよい。このとき、電池８２の出力が電圧計８１の電源として使用されてもよい。
　ここで、電圧計８１の出力をコンピュータなどによって解析したとする。このとき、例えば、電圧計８１の出力と、人の歩行による電圧変動のデータとを照合することにより、本人認証を行うことができる。また、電圧計８１の出力と、人の様々な体調に応じた電圧変動のデータとを照合することにより、体調を推定することもできる。
［変形例Ｃ］
　上記実施の形態およびその変形例において、複数のアンテナ装置１１１が、例えば、図２２に示したように直列に接続されていてもよい。このとき、負荷１２０に印加される電圧ＶＬは、各アンテナ装置１１１の出力の和（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）となる。また、上記実施の形態およびその変形例において、複数のアンテナ装置１１１が、例えば、図２３に示したように並列に接続されていてもよい。このとき、負荷１２０を流れる電流ＩＬは、各アンテナ装置１１１の出力の和（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３）となる。
　図２４は、アンテナ装置１１１の出力電圧を増大させるための実施例を示したものである。人体もしくは金属部材と接触するアンテナエレメント１１が設けられ、アンテナエレメント１１に対して２つのアンテナエレメント１９が設けられる。各組のアンテナエレメント１１，１９からなるアンテナ部の出力を整流する整流回路１１１ｂが設けられる。２つの整流回路１１１ｂが互いに直列に接続され、互いに直列に接続された２つの整流回路１１１ｂの出力がチャージャ部１１２に入力される。
　図２５は、図２４のアンテナ装置１１１の回路構成例を表したものである。互いに直列に接続された２つの整流回路１１１ｂとして全波整流回路が使用されている。静電対策用バリスタ６６およびＩＣ保護用ツェナーダイオード６７は、２つの整流回路１１１ｂに対して共通の素子とされる。このようにすることで、１つのアンテナ装置１１１によって例えば４Ｖの出力電圧が得られる場合に、８Ｖの出力電圧を得ることができる。以上のことから、複数の（２以上の）整流回路１１１ｂを直列接続することによってより大きな出力電圧を得ることができる。なお、電圧を誘起する電源ノイズ等の周波数が低い場合は、アンテナ間の距離を配慮する必要がないので、本変形例で示した構成が好適である。
　図２６は、アンテナ装置１１１の出力電圧を増大させるための実施例を示したものである。人体と接触するアンテナエレメント１１として、互いに独立した２つのアンテナエレメント１１が設けられている。さらに、大地と容量結合するアンテナエレメント１９として、互いに独立した２つのアンテナエレメント１９が設けられている。アンテナエレメント１１，１９からなるアンテナ部の出力を整流する整流回路１１１ｂがアンテナエレメント１９ごとに１つずつ設けられている。２つの整流回路１１１ｂが互いに直列に接続され、互いに直列に接続された２つの整流回路１１１ｂの出力がチャージャ部１１２に入力される。
　図２７は、互いに直列に列族された２つの整流回路１１１ｂを有するアンテナ装置１１１の構成例を表したものである。静電対策用バリスタ６６およびＩＣ保護用ツェナーダイオード６７は、２つの整流回路１１１ｂに対して共通の素子とされる。このようにすることで、１つのアンテナ装置１１１によって例えば４Ｖの出力電圧が得られる場合に、８Ｖの出力電圧を得ることができる。以上のことから、複数の（２以上の）整流回路１１１ｂを直列接続することによってより大きな出力電圧を得ることができる。なお、電圧を誘起する電源ノイズ等の周波数が低い場合は、アンテナ間の距離を配慮する必要がないので、本変形例で示した構成が好適である。
　図２４，図２６において、アンテナエレメント１１は、２つの整流回路１１１ｂにおいて同位相にするために、ダイオード６１ａおよびダイオード６４ａの接続点と、ダイオード６１ｂおよびダイオード６４ｂの接続点とにそれぞれ接続される。また、図２５，図２７において、２つのアンテナエレメント１９は、２つの整流回路１１１ｂにおいて同位相にするために、ダイオード６２ａおよびダイオード６３ａの接続点と、ダイオード６２ｂおよびダイオード６３ｂの接続点とにそれぞれ接続される。
　図２８は、アンテナ装置１１１の出力電流を増大させるための実施例を示したものである。人体と接触するアンテナエレメント１１が設けられ、アンテナエレメント１１に対して２つのアンテナエレメント１９が設けられる。アンテナエレメント１１，１９からなるアンテナ部の出力を整流する整流回路１１１ｂがアンテナエレメント１９ごとに１つずつ設けられている。２つの整流回路１１１ｂが互いに並列に接続され、互いに並列に接続された２つの整流回路１１１ｂの出力がチャージャ部１１２に入力される。
　図２９は、図２８のアンテナ装置１１１の回路構成例を表したものである。互いに並列に接続された２つの整流回路１１１ｂとして全波整流回路が使用されている。静電対策用バリスタ６６およびＩＣ保護用ツェナーダイオード６７は、２つの整流回路１１１ｂに対して共通の素子とされる。このようにすることで、１つのアンテナ装置１１１によって例えば１μＡの出力電流が得られる場合に、２μＡの出力電流を得ることができる。以上のことから、複数の（２以上の）整流回路１１１ｂを並列接続することによってより大きな出力電流を得ることができる。なお、電圧を誘起する電源ノイズ等の周波数が低い場合は、アンテナ間の距離を配慮する必要がないので、本変形例で示した構成が好適である。
　図３０は、アンテナ装置１１１の出力電流を増大させるための実施例を示したものである。人体と接触するアンテナエレメント１１として、互いに独立した２つのアンテナエレメント１１が設けられている。さらに、大地と容量結合するアンテナエレメント１９として、人体の互いに異なる部位に接触する２つのアンテナエレメント１９が設けられている。アンテナエレメント１１，１９からなるアンテナ部の出力を整流する整流回路１１１ｂがアンテナエレメント１９ごとに１つずつ設けられている。２つの整流回路１１１ｂが互いに並列に接続され、互いに並列に接続された２つの整流回路１１１ｂの出力がチャージャ部１１２に入力される。
　図３１は、互いに並列に列族された２つの整流回路１１１ｂを有するアンテナ装置１１１の構成例を表したものである。静電対策用バリスタ６６およびＩＣ保護用ツェナーダイオード６７は、２つの整流回路１１１ｂに対して共通の素子とされる。このようにすることで、１つのアンテナ装置１１１によって例えば１μＡの出力電流が得られる場合に、２μＡの出力電流を得ることができる。以上のことから、複数の（２以上の）整流回路１１１ｂを並列接続することによってより大きな出力電流を得ることができる。なお、電圧を誘起する電源ノイズ等の周波数が低い場合は、アンテナ間の距離を配慮する必要がないので、本変形例で示した構成が好適である。
［変形例Ｄ］
　上記実施の形態およびその変形例において、例えば、図３２に示したように、負荷１２０の代わりに、センサ部１３０および通信部１４０が設けられていてもよい。このとき、センサ部１３０は、蓄電部１１３に蓄えられた電力を利用して動作する。センサ部１３０は、例えば、外部環境を計測するセンサ素子を有しており、センサ素子の出力（検出データ）を、通信部１４０を介して外部装置３００に送信する。通信部１４０は、外部装置３００と通信可能に構成されたインターフェースである。外部装置３００は、例えば、通信部１４０（電子機器１００）と通信可能に構成された通信部３１０と、通信部３１０を介して電子機器１００から取得した検出データを処理する信号処理部３２０とを有している。通信部１４０と通信部３１０とは、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの近距離無線規格で通信を行うようになっている。
　本変形例において、例えば、図３３に示したように、給電装置２００が磁石２３を有しており、かつ、外部装置３００が、磁石２３を吸着させることの可能な金属からなる放熱板３３０を有していてもよい。このとき、磁石２３の磁力を使って、給電装置２００を外部装置３００に固定するとともに、放熱板３３０と対向する位置にアンテナエレメント１１を配置したとする。このようにした場合には、放熱板３３０がアンテナエレメント１１に近接することから、伝送周波数帯の電波の電界エネルギーだけでなく、伝送周波数帯以外の帯域（例えば、空間にある電波または準静電界（近傍界））の電界エネルギーも効率良く受信することができる。
　なお、必要な誘起される電圧、電流によって適宜、複数の整流回路１１１ｂの直列接続や、複数の整流回路１１１ｂの並列接続を組み合わせてもよい。
　例えば、ゲーム機器のコントローラーに適用した場合、ゲーム中は人体と接することで人体に誘起される電界エネルギーと電力伝送される電波のエネルギーの両方を受信することが可能となる。また、ゲーム機器のコントローラーを使用していない時にテーブルの上に置かれた状態であっても、電力伝送される電波のエネルギーを受信することで電力を得て、充電することが可能となる。更に、コントローラーをゲーム機器本体上に乗せた場合においても上述の方法により、ゲーム機本体に誘起される電界エネルギーと電力伝送される電波のエネルギーの両方を受信することが可能となる。
　その他、テレビのリモートコントローラやウエアラブルを含むモバイル機器に適用することができる。
　図３４および図３５は、ハーベスタ４の出力と接地抵抗との関係を測定するための測定装置を示す模式図である。図３６は、ハーベスタ４の出力と接地抵抗の関係を示すグラフである。図３４および図３５に示す測定装置では、機器４１０（ここではＡＣ１００Ｖで駆動する測定器）の接地端子４１１と、電源タップ４１３のソケットに設けられたＧＮＤ４１４との間に、テスト用のハーベスタ４（図３７参照）が接続される。ハーベスタ４の入力端子間には抵抗素子４１６が接続されている。ハーベスタ４は、機器４１０をアンテナエレメントＥ１とし、電源タップ４１３をアンテナエレメントＥ２としている。
　ハーベスタ４の一方の入力端子が機器４１０の接地端子４１１に接続され、他方の入力端子がＧＮＤ４１４に接続される。なお、機器４１０に設けられた２つの電源端子４１２ａ，４１２ｂには、電源タップ４１３の出力端子４１５ａ，４１５ｂがそれぞれ接続され、ＡＣ１００Ｖが供給される。ハーベスタ４の入力端子間には、抵抗素子４１６が接続される。抵抗素子４１６は、所定の直流抵抗値が設定された巻線抵抗等の素子である。抵抗素子４１６は、機器４１０とＧＮＤ４１４とをつなぐ接地抵抗として機能する。例えば抵抗素子４１６が十分大きな場合では、機器４１０はＧＮＤ４１４に対して実質的に浮いた状態となる。
　図３４および図３５に示す測定装置では、ハーベスタ４の出力電圧（出力端子間の電圧）が抵抗素子４１６の直流抵抗値を変えて測定される。図３６に示すグラフは、接地抵抗となる抵抗素子４１６の直流抵抗値［Ω］を変化させた場合にハーベスタ４で検出される出力電圧［Ｖ］を示している。例えば、直流抵抗値が比較的低い１ｋΩである場合、検出電圧は０．６０Ｖであった。また、直流抵抗値が１０ｋΩである場合、２．００Ｖの電圧が検出され、直流抵抗値が４７ｋΩである場合、４．６０Ｖが検出された。このように、直流抵抗値が高いほど、アンテナエレメントＥ１となる機器４１０のグランドは、大地のグランドであるＧＮＤ４１４に対して浮いた状態に近づき、検出電圧が高くなる。
　さらに直流抵抗値を増加させていくと、例えば１００ｋΩとなった時点で、検出電圧は６．５５Ｖとなる。これは、抵抗素子４１６を外して機器４１０のグランドを完全に浮かせた状態での値（６．７７Ｖ）と略同様である。つまり、１００ｋΩ程度の直流抵抗を持った抵抗素子４１６を挿入することで、アンテナエレメントＥ１がグランドに対して実質的に浮いた状態となり、問題なくハーベスタ４が電圧を誘起する。なお、直流抵抗が１００ｋΩ以下の範囲でも、例えば１０ｋΩ以上の抵抗値があれば２.００Ｖ以上の電圧を誘起することが可能である。
　図３４、図３５および図３６では、接地抵抗の直流抵抗成分について記載した。一方で、ハーベスタ４で取り込まれる電界エネルギーは、主に交流信号のエネルギーである。したがって、例えば目的とする周波数の交流信号に対する抵抗（インピーダンス）が十分に大きければ、その周波数において機器４１０のグランドを浮いた状態に近づけることが可能となり、高い電圧を誘起することが可能となる。具体的には、コイル等のインダクタンスを使用することが可能である。
　例えば５０Ｈｚ（又は６０Ｈｚ）の交流電源に接続される場合、５０Ｈｚ（又は６０Ｈｚ）の交流信号が、電界エネルギーの主要な供給源となることが考えられる。このため、例えば５０Ｈｚ（又は６０Ｈｚ）におけるインピーダンスが１０ｋΩ以上である場合には、上述したように、機器４１０のグランドが実質的に浮いた状態となり、エネルギーを効率よく取り込むことが可能となる。
　ただし、ハーベスタ４に接続される機器４１０によっては、人体への感電防止のために、漏電対策として、グランドにアースすることが、保安基準で定められている場合もある。この場合、機器４１０に誘起されるエネルギーが、すべて、グランドに逃げてしまい、電圧が誘起されない。
　現在の日本国における保安基準を参照すると、ハーベスタ４を適用する機器として、Ｄ種の接地工事（以下ではＤ接地と記載する）が求められる機器が挙げられる。Ｄ接地は、３００Ｖ以下の低電圧機械器具や金属製外箱および金属管に施す接地工事である。例えば、１００Ｖの交流電源に接続して用いられる機器のうち接地が必要とされるものにはＤ接地が行われる。一例として、電子レンジ、冷蔵庫、洗濯機、乾燥機、エアコン、除湿器、各種の計測器、工場のロボット、サーバ装置等の機器のアースは、この規格に準じている。このように、一般的な機器を対象とする場合、Ｄ接地が基準となる。
　以下では、ハーベスタ４を適用する機器に対してＤ接地を行うものとする。Ｄ接地では、直流抵抗が、１００Ω以下となる接地抵抗が求められる。なお、低圧電路において、地絡（漏電）を生じた場合に０．５秒以内に電路を自動的に遮断する装置を設けている場合には、直流抵抗が、５００Ω以下となる接地抵抗を用いてもよい。例えば、暗電流を検知した場合に機器に供給する電力を遮断する仕組みがあれば、Ｄ接地において１００Ωから５００Ωへの接地抵抗の変更が認められる。
　この問題を解決して、電界エネルギーをハーベスタ４に誘起させるためには、機器４１０に誘起される交流信号の周波数においては、高いインピーダンスを示し、直流においては、保安基準を満たすような低い抵抗値を実現することが望まれる。ある程度、高い周波数である１００ＭＨｚ以上の電界エネルギーを収穫する場合においては、アース線とハーベスタ４の間に挿入されるコイルのみのインダクタンスで、直流と収穫しようと思う交流信号の周波数を分離し、収穫しようとする交流信号の周波数において、高いインピーダンス（１００ｋΩ以上）を構成することが可能となる。
　但し、５０Ｈｚ（又は６０Ｈｚ）のような低い交流電源に接続される場合、５０Ｈｚ（又は６０Ｈｚ）の交流信号が、電界エネルギーの主要な供給源となることが考えられる場合もある。このような場合、コイルのみのインダクタンスでは、その値が、非常に大きな値となってしまいコイルのみで空間から浮いた状態を作りだすことが、難しい。つまり、インダクタンス値が、数１００ヘンリーとなってしまい現実的ではない。
　このような５０Ｈｚ（又は６０Ｈｚ）の交流信号から、機器４１０を浮いた状態を実現するためには、図３８のようなハイパスフィルタ構造１２１（チェビシェフハイパスフィルタ）が考えられる。ハイパスフィルタ１２１の出力端子はオープンとされている。フィルタの前段は、コイルが入っているので、この部分のコイルの直流抵抗値は、保安基準を満たす形で、設定することで、５０Ｈｚ（又は６０Ｈｚ）の交流信号において、高いインピーダンス（１００ｋΩ以上）を実現することが可能となる。これにより、低い周波数においても、コイルのインダクタンスを小さくでき、小型化も実現できることになる。例えば、５０Ｈｚにおいて、このフィルタを構成する場合は、コイル２２ｍＨ、コンデンサ４７０μＦで、コイルの直流抵抗は、２２Ωである。
　このハイパスフィルタ１２１の周波数特性は図３９に示すものとなる。コンデンサのキャパシタンスは、周波数成分をもっており、５０Ｈｚ（又は６０Ｈｚ）では高い値を示していても、１ｋＨｚ以上の周波数では低下してくる。よって、それ以上の周波数成分が、機器４１０に電界エネルギーとして誘起されている場合、そのエネルギーを収穫したいときに、ハイパスフィルタ構造１２１のみでは対応できないことになる。
　このような問題を解決するために、図４０に示すように、機器４１０に誘起されている電界エネルギーの周波数成分を事前に調べて、その周波数において、グランドとの間に高いインピーダンスをもつような並列共振回路１２２をアース線とグランドの間に構成することも可能である。
　並列共振回路１２２は、コイルとコンデンサが並列に挿入される構成なので、その機器４１０に誘起され、収穫したい電界エネルギーの周波数においては、高いインピーダンスを持ち、直流については、コイルの直流抵抗なので、保安基準を満たした形で、構成可能である。例えば、図４１に示すように、１００ｋＨｚにおいてインピーダンスが最大となる特性を有する並列共振回路１２２を構成する場合は、コイル１０ｍＨ、コンデンサ０．５μＦで、コイルの直流抵抗は、０．０４Ωである。並列共振回路１２２は、Ｑ値が高い方が、インピーダンスが高い周波数範囲が広がるので、電解コンデンサで構成する方が望ましい。
　ハイパスフィルタ１２１と並列共振回路１２２（少なくとも１つ以上）を組み合わせることで、機器４１０をアース線で、Ｄ接地する保安基準を満たしながら、機器４１０に誘起される色々な周波数成分に合わせた電界エネルギーの取り込みを可能としている。ハイパスフィルタ１２１と並列共振回路１２２は、機器４１０に発生する電界エネルギーの周波数成分に合わせて、単独でも用いてもよいし、収穫する周波数に合わせて、保安基準の抵抗値を満足する形で、適宜、複数組合せて用いてもよい。図４２は、ハイパスフィルタ１２１ａ，１２１ｂと並列共振回路１２２を組み合わせた例を示す。
　これまで、機器４１０を収穫する周波数に合わせて、浮いた状態にするフィルタについて、説明したが、アースの途中にあるフィルタのハイパスフィルタの出力端子（オープン）にハーベスタ４の第１のアンテナエレメントを接続して、第２のアンテナエレメントは、アース（図４３参照）または、基板上の銅箔のメアンダライン等アンテナで構成することも可能である。例えば、工場にあるＧＮＤラインがある図３５で記載の３端子のコンセントの場合、ハーベスタ４を機器４１０のプラグ部に構成することが出来るので、機器４１０のＧＮＤを簡単にアンテナエレメントとすることで、機器４１０全体からのエネルギーを収穫することが可能となる。
　図４４は、整流回路１１１ｂの回路構成の一変形例を表したものである。上記実施の形態およびその変形例において、整流回路１１１ｂは、例えば、図４４に示したように、４つのＦＥＴ（Field Effect Transistor）６１ａ，６２ａ，６３ａ，６４ａからなる整流回路と、逆流防止用ダイオード６５ａと、ＦＥＴ保護用ツェナーダイオード６７ａとを有していてもよい。
　ＦＥＴ６１ａおよびＦＥＴ６４ａがｎ型ＦＥＴであり、ＦＥＴ６２ａおよびＦＥＴ６３ａがｐ型ＦＥＴである。ＦＥＴ６１ａおよびＦＥＴ６４ａにおいて、ゲートにプラスの電圧が印可されると、ドレインからソースに向かって電流が流れる。ＦＥＴ６２ａおよびＦＥＴ６３ａにおいて、ゲートにマイナスの電圧が印可されると、ドレインからソースに向かって電流が流れる。
　ＦＥＴ６１ａのドレインおよびＦＥＴ６３ａのドレインが互いに接続され、ＦＥＴ６２ａのドレインおよびＦＥＴ６４ａのドレインが互いに接続される。ＦＥＴ６１ａ，６３ａのゲートと、ＦＥＴ６２ａのドレインおよびＦＥＴ６４ａのドレインの接続点とが、アンテナエレメント１１と接続される。ＦＥＴ６２ａ，６４ａのゲートと、ＦＥＴ６１ａのドレインおよびＦＥＴ６３ａのドレインの接続点とが、アンテナエレメント１９と接続される。
　ＦＥＴ６２ａ，６３ａのソースが逆流防止用ダイオード６５ａを介して一方の出力端子３４ａに接続される。ＦＥＴ６１ａ，６４ａのソースが他方の出力端子３４ｂに接続される。出力端子３４ａおよび出力端子３４ｂの間に、ＦＥＴ保護用ツェナーダイオード６７ａが接続される。４つのＦＥＴ６１ａ，６２ａ，６３ａ，６４ａは、ディスクリートで構成されていてもよいし、専用のＩＣで構成されていてもよい。
　なお、本変形例において、ＦＥＴ６１ａおよびＦＥＴ６４ａがｎチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよく、ＦＥＴ６２ａおよびＦＥＴ６３ａがｐチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。
　本変形例に係る整流回路１１１ｂをアンテナ装置１１１に設けた場合であっても、上記実施の形態およびその変形例と同様の効果を得ることができる。
　特に、収穫する周波数が、５０Ｈｚのような低い周波数の場合においては、ダイオードよりもＦＥＴの方が、素子の変換効率がよいので、収穫する機器の周波数に合わせて、使い分けてもよい。
［変形例Ｅ］
　上記実施の形態およびその変形例において、整流回路１１１ｂは、例えば、図４５に示したように、アンテナエレメント１１とアンテナエレメント１９との間に分離回路６８を有してもよい。分離回路６８は、アンテナエレメント１１とアンテナエレメント１９とに接続される。
　ＡＣ電源を接続して、アースを取る必要のない機器（いわゆる大地から浮いている機器）は、機器内のグラウンド線と大地グラウンドとの間に一定の抵抗値を持たせて使用される。このような機器としては、例えば、テレビジョン、ハードディスクレコーダ、ゲーム機、コンポーネントステレオ等の電化製品、ドローンや車両のような移動体が挙げられる。それとは別に、大地のグラウンドからある一定の抵抗値を持って使用される物（いわゆる大地から浮いている機器）として、ドローンや車両のような移動体が挙げられる。このような機器において、外部から伝送周波数帯の電波の電界エネルギーを効率良く収穫するためには、例えば、大きな電力を発生させるインバータ回路を備えた電源基板のグラウンド線と、このような機器におけるその他の金属部分とを互いに電位的に分離する必要がある。
　上述の実験結果から、上記のグラウンド線と上記の金属部分との間の抵抗値が１０ｋΩ以上となっていることにより、外部から伝送周波数帯の電波の電界エネルギーを効率良く収穫することができることがわかっている。つまり、上記のグラウンド線をアンテナエレメント１９とし、上記の金属部分をアンテナエレメント１１とすると、アンテナエレメント１９とアンテナエレメント１１との間に１０ｋΩ以上の抵抗素子を挿入することにより、外部から伝送周波数帯の電波の電界エネルギーを効率良く収穫することができる。このように、機器内部において、２つの金属部材を、１０ｋΩ以上の抵抗素子を介して互いに電位的に分離することにより、ハーベスタを機器の外部に接続して使用する場合に比べ、大きな電力を２つの金属部材から得ることが可能となる。
　ここで、分離回路６８は、アンテナエレメント１９とアンテナエレメント１１との間の抵抗値が少なくとも伝送周波数帯において１０ｋΩ以上となるバンドパスフィルタによって構成されてもよい。そのようなバンドパスフィルタとしては、例えば、図４６（Ａ）に示したようなインダクタ（コイル）、図４６（Ｂ）に示したようなハイパスフィルタ、図４６（Ｃ）に示したような並列共振回路、または、図４６（Ｄ）に示したようなトランスによって構成されてもよい。
　特に、分離回路６８が図４６（Ｄ）に示したようなトランスによって構成される場合、アンテナエレメント１１，１９と、整流回路１１１ｂとを直流において完全に分離することができる。その結果、電子機器１００を安全に使用することが可能となる。
［変形例Ｆ］
　次に、上記実施の形態およびその変形例に係る電子機器１００を備えたゲーム機本体５００について説明する。図４７は、ゲーム機本体５００の回路構成例を表したものである。ゲーム機本体５００は、大地グランドに対して電気的に浮いた状態の機器である。ゲーム機本体５００は、例えば、図４７に示したように、ＡＣアダプタ５１０と、ＡＣアダプタ５１０に接続された電源基板５２０と、電源基板５２０からの電力が供給される制御回路（図示せず）とを備える。
　制御回路は、ゲーム機本体５００に内蔵された各機能ブロックを制御する。電源基板５２０は、例えば、ＡＣアダプタ５１０を介して外部電源から得られたＡＣ電力をＤＣ電力に変換するＡＣ－ＤＣコンバータを有する。電源基板５２０は、例えば、ＡＣ－ＤＣコンバータで得られたＤＣ電力を、上記制御回路だけでなく、ゲーム機本体５００に内蔵された各機能ブロックにも電力を供給する。ゲーム機本体５００内の各機能ブロックは、筐体５３０に収容される。
　ゲーム機本体５００は、例えば、図４７に示したように、さらに、アンテナエレメント１１，１９と、分離回路６８と、回路部１１４とを備える。アンテナエレメント１１は、例えば、ゲーム機本体５００に設けられた金属放熱板、または、筐体５３０における金属部分などによって構成される。つまり、アンテナエレメント１１は、人体もしくは金属部材に接触可能な接触面に配置された導体を含む。アンテナエレメント１９は、例えば、電源基板５２０に設けられたグラウンド線によって構成される。つまり、アンテナエレメント１９は、アンテナエレメント１１とは別の導体を含み、人体および他の金属部材とは接触しないように設けられる。
　分離回路６８は、アンテナエレメント１１と、アンテナエレメント１９との間に設けられる。分離回路６８は、アンテナエレメント１１とアンテナエレメント１９とに接続される。分離回路６８は、例えば、図４６（Ａ）～図４６（Ｄ）等に記載の回路によって構成される。ゲーム機本体５００は、さらに、ゲームコントローラ７００と通信可能な通信機を備える。
　回路部１１４には、ゲームコントローラ７００を充電する充電台６００が接続される。充電台６００は、回路部１１４の出力端に接続された電極６１０，６２０を有する。ゲームコントローラ７００は、ユーザからの操作を受け付けるインターフェースと、インターフェースで受け付けた操作に基づいて制御信号を生成する信号生成回路と、信号生成回路で生成した制御信号をゲーム機本体５００に送信する送信回路とを備える。ゲームコントローラ７００には、インターフェース、信号生成回路および送信回路等に電力を供給する電源回路と、この電源回路と充電台６００とを接続する電極７１０，７２０とが設けられる。
　本変形例では、上記実施の形態およびその変形例に係る電子機器１００がゲーム機本体５００に設けられる。アンテナエレメント１１が、ゲーム機本体５００に設けられた金属放熱板、または、筐体５３０における金属部分などによって構成される。これにより、アンテナエレメント１９が、電源基板５２０に設けられたグラウンド線によって構成される場合であっても、波長に対して大きな金属とみなされる金属部材に大きな電流を流すことが可能となり、効率よく電力を受信することができる。
［変形例Ｇ］
　次に、変形例Ｆに係るゲーム機本体５００の変形例について説明する。図４８は、本変形例にかかるゲーム機本体５００の回路構成例を表したものである。本変形例では、ゲーム機本体５００は、例えば、図４８に示したように、制御基板５４０、コモンモードチョークフィルタ５５０および通信ケーブル５６０を更に備える。
　制御基板５４０は、ゲーム機本体５００に内蔵された各機能ブロックを制御する制御回路を有する。制御基板５４０には、コモンモードチョークフィルタ５５０が接続され、電源基板５２０からのＤＣ電力がコモンモードチョークフィルタ５５０を介して入力される。制御基板５４０には、さらに、通信ケーブル５６０が接続される。制御基板５４０は、通信ケーブル５６０を介して外部の電子機器との通信を行う。通信ケーブル５６０は、ＬＡＮもしくはＨＤＭＩ等の、グラウンド線を持つケーブルである。
　本変形例では、アンテナエレメント１１が、例えば、図４８に示したように、制御基板５４０のグラウンド線によって構成される。つまり、アンテナエレメント１１は、通信ケーブル５６０のグラウンド線に接触可能に配置された導体を含む。
　本変形例では、制御基板５４０には、電源基板５２０からのＤＣ電力がコモンモードチョークフィルタ５５０を介して入力される。これにより、制御基板５４０を、大きな電源ノイズが発生する電源基板５２０から分離することができるので、制御基板５４０のグラウンド線に電源ノイズが伝搬するのを抑えることができる。また、制御基板５４０には、通信ケーブル５６０が接続されるので、波長に対して大きな金属とみなされる金属部材に大きな電流を流すことが可能となり、外部から効率よく電力を受信することができる。
　変形例Ｆおよび変形例Ｇにおいて、例えば、図４９、図５０に示したように、整流回路１１１ｂがゲーム機本体５００内に設けられ、チャージャ部１１２および蓄電部１１３が充電台６００内に設けられてもよい。このようにした場合であっても、効率よく電力を受信することができる。
　変形例Ｆおよび変形例Ｇにおいて、例えば、図５１、図５２に示したように、回路部１１４のうち、整流回路１１１ｂがゲーム機本体５００内に設けられ、回路部１１４のうち、チャージャ部１１２および蓄電部１１３がゲームコントローラ７００内に設けられてもよい。このようにした場合であっても、外部から効率よく電力を受信することができる。
　変形例Ｆおよび変形例Ｇにおいて、例えば、整流回路１１１ｂがゲーム機本体５００内に設けられ、チャージャ部１１２および蓄電部１１３が充電台６００内に設けられ、チャージャ部１１２および蓄電部１１３がゲームコントローラ７００内にも設けられてもよい。このようにした場合には、充電台６００内の蓄電部１１３に蓄電した電力の一部を、ゲームコントローラ７００内の蓄電部１１３に蓄電することが可能となる。
　変形例Ｆおよび変形例Ｇにおいて、アンテナエレメント１９が、例えば、図５３、図５４に示したように、電源基板５２０における、ＡＣ－ＤＣコンバータに接続された配線（ノイズ発生源）に対して、絶縁部材５２１を介して容量結合していてもよい。このようにした場合であっても、外部から効率よく電力を受信することができる。
　また、これまの実施例の中では、ケーブルなどを用いて充電台６００に電力を引き出すように構成されているが、ゲーム機本体５００に充電端子を設けてもよい。
　なお、変形例Ｆおよび変形例Ｇに記載の構成は、テレビジョン、ハードディスクレコーダおよびコンポーネントステレオ等へも適用可能である。また、変形例Ｆおよび変形例Ｇに記載の構成は、例えば、機器の内部電池や、機器の内部の温度測定等の電源としても活用可能である。
［変形例Ｈ］
　次に、上記実施の形態およびその変形例に係る電子機器１００を備えたドローン（無人航空機）８００について説明する。図５５、図５６は、ドローン８００の概略構成例を表したものである。ドローン８００は、金属製の胴体部２４１と、胴体部２４１の上部に取り付けられた本体部２４２と、胴体部２４１の下部に取り付けられた箱状の金属フレーム２４３と、金属フレーム２４３内に取り付けられた撮影装置２４４とを備える。
　本体部２４２には、筐体としての金属ケースが設けられ、この金属ケース内に制御部、および動力源としてのバッテリ（例えば、チャージャ部１１２および蓄電部１１３）等が収容される。本体部２４２には、さらに、整流回路１１１ｂ等を含む回路部が設けられる。ドローン８００は、本体部２４２からほぼ水平に延びる複数の支持軸と、支持軸の先端面ごとに１つずつ設けられた複数のモータ２４５と、モータ２４５ごとに１つずつ設けられた複数の回転翼２４６を更に備える。各回転翼２４６は、対応するモータ２４５により駆動される。各モータ２４５を制御するモータ制御回路が本体部２４２内に収容される。
　ドローン８００において、本体部２４２（金属ケース）、モータ２４５および回転翼２４６等を含む上部金属部材が、ノイズ源を有するアンテナエレメント１９に相当する。ドローン８００において、金属フレーム２４３等を含む下部金属部材がアンテナエレメント１１に相当する。上部金属部材は、下部金属部材には接しておらず、別の導体で構成される。アンテナエレメント１１は、人体もしくは金属部材に接触可能な接触面に配置された導体を含んで構成される。
　ドローン８００は、アンテナエレメント１９とアンテナエレメント１１との間に分離回路６８を備える。分離回路６８は、アンテナエレメント１１とアンテナエレメント１９とに接続される。分離回路６８は、例えば、図４６（Ａ）～図４６（Ｄ）等に記載の回路によって構成される。
　金属フレーム２４３の側面２４７は、例えば図５６に示したように、上方向（または下方向）に伸ばされて、アンテナサイズを大きくしている。これにより、側面２４７を伸ばした分だけアンテナエレメント１１の感度が良好となる。
　本変形例では、上記実施の形態およびその変形例に係る電子機器１００がドローン８００に設けられる。アンテナエレメント１１が、金属フレーム２４３等を含む下部金属部材によって構成される。これにより、例えば図５６に示したように、金属フレーム２４３の側面２４７を上方向（または下方向）に伸ばし、アンテナサイズを大きくすることが可能である。その結果、アンテナエレメント１９の大きさが制限される場合であっても、波長に対して大きな金属とみなされる金属部材に大きな電流を流すことが可能となり、効率よく電力を受信することができる。従って、アンテナエレメント１１、１９によって取り出した電力を、例えば、ドローン８００に搭載した各種センサへ供給することが可能となる。
　なお、本変形例に記載の構成は、車やバス等の車両へも適用可能である。車やバス等の車両は、静電気を逃がすために、タイヤの接地抵抗１０ＭΩを介して地面に接している。タイヤの接地抵抗が１０ｋΩ以上となっていれば、車やバス等の車両は、大地から浮いていると言える。車やバス等の車両において、エンジンおよびシャーシがアンテナエレメント１１に相当し、ドアおよびボンネットがアンテナエレメント１９に相当する。エンジンおよびシャーシと、ドアおよびボンネットとが、上述の分離回路６８によって電位的に分離され、回路１１４が分離回路６８を介してアンテナエレメント１１、１９に接続される場合、アンテナエレメント１１、１９から大きな電力を取り出すことが可能となる。アンテナエレメント１１、１９によって取り出した電力を、例えば、車やバス等の車両に搭載した各種センサへ供給することが可能となる。
［変形例Ｉ］
　次に、上記実施の形態およびその変形例に係るチャージャ部１１２の変形例について説明する。図５７は、上記実施の形態およびその変形例に係る電子機器１００の回路構成例を表したものである。
　蓄電部１１３の充電電圧の規定値が２．５Ｖであるとする。このとき、アンテナエレメント１１，１９に誘起される電圧（例えば４０Ｖ程度）を直接、蓄電部１１３へ充電する場合、蓄電部１１３の充電電圧の規定値（２．５Ｖ）を超えるＭＡＸ電圧（２．７Ｖ以上の電圧）を蓄電部１１３に印可することは適切ではない。そのため、例えば、アンテナエレメント１１，１９に誘起される電圧を蓄電部１１３の充電電圧のＭＡＸ電圧（２．７Ｖ）に制限するツェナーダイオードを設けることが考えられる。しかし、このようなツェナーダイオードのオン電圧は１Ｖ程度であるため、アンテナエレメント１１，１９に誘起される電圧が１Ｖを超えると、ツェナーダイオードに保護電流が流れてしまう。従って、このようなツェナーダイオードを設けた場合には、効率良く蓄電部１１３を充電することが難しい。
　そこで、本変形例では、チャージャ部１１２は、ダイオード６１のカソードおよびダイオード６３のカソードの接続点Ｎ１と、ダイオード６２のアノードおよびダイオード６４のアノードの接続点Ｎ２との間に、アンテナエレメント１１，１９に誘起される電圧よりも大きな耐圧（５０Ｖ）のコンデンサＣ１を有する。コンデンサＣ１は、整流回路１１１ｂによる整流によって得られた直流のエネルギーを一時的に（一旦）充電する。
　本変形例では、さらに、チャージャ部１１２は、コンデンサＣ１と並列に設けられた、後述の電圧検出器ＤＴ１（ＩＣ回路）を保護するツェナーダイオードＤ１を有する。ツェナーダイオードＤ１は、電圧検出器ＤＴ１（後述のスイッチＳＷ１の入力端）に印可される電圧を、電圧検出器ＤＴ１（ＩＣ回路）の耐圧よりも低い電圧（６．５Ｖ）に制限する。
　本変形例では、さらに、チャージャ部１１２は、接続点Ｎ１に直列に接続されたダイオード回路（スイッチＳＷ１および逆流防止ダイオードＤ２）と、ダイオード回路を介して接続点Ｎ１に直列に接続されたスイッチＳＷ２とを有する。逆流防止ダイオードＤ２は、前段の電圧低下時に蓄電部１１３からの電流が逆流するのを防止するために設けられる。
　ダイオード回路は、電圧検出器ＤＴ１からの制御信号に従って、オンオフする。具体的には、ダイオード回路は、電圧検出器ＤＴ１からの制御信号に従って、接続点Ｎ１の電圧が蓄電部１１３の充電電圧の規定値（２．５Ｖ）よりも低い所定の電圧（２．４Ｖ）になったらオンする。スイッチＳＷ２は、後述の電圧検出器ＤＴ２からの制御信号に従って、オンオフする。具体的には、スイッチＳＷ２は、後述の電圧検出器ＤＴ２からの制御信号に従って、ダイオード回路の出力端の電圧が、蓄電部１１３の充電電圧の規定値（２．５Ｖ）よりも高い所定のＭＡＸ電圧（２．７Ｖ）になったらオンする。
　電圧検出器ＤＴ１は、接続点Ｎ１と接続点Ｎ２との間の電圧を検出するセンサと、このセンサの検出結果に応じた電圧を出力する信号生成回路とを有する。信号生成回路は、接続点Ｎ１と接続点Ｎ２との間の電圧が、蓄電部１１３への充電電圧の規定値（２．５Ｖ）よりも低い所定の電圧（２．４Ｖ）になったら、スイッチＳＷ１に対してオン電圧を出力する。信号生成回路は、接続点Ｎ１と接続点Ｎ２との間の電圧が、蓄電部１１３への充電電圧の規定値（２．５Ｖ）よりも低い所定の電圧（２．４Ｖ）未満のときは、スイッチＳＷ１に対してオフ電圧を出力する。
　電圧検出器ＤＴ２は、蓄電部１１３の電圧を検出するセンサと、このセンサの検出結果に応じた電圧を出力する信号生成回路とを有する。信号生成回路は、ダイオード回路の出力端の電圧が、蓄電部１１３の充電電圧の規定値（２．５Ｖ）よりも高い所定のＭＡＸ電圧（２．７Ｖ）になったら、スイッチＳＷ２に対してオン電圧を出力する。信号生成回路は、ダイオード回路の出力端の電圧が、蓄電部１１３の充電電圧の規定値（２．５Ｖ）よりも高い所定のＭＡＸ電圧（２．７Ｖ）未満のときは、スイッチＳＷ２に対してオフ電圧を出力する。
　このように、本変形例では、チャージャ部１１２が、上述したような回路構成となっていることにより、整流回路１１１ｂによる整流によって得られた直流のエネルギー（電圧）をコンデンサＣ１に一旦充電し、コンデンサＣ１に充電された直流のエネルギー（電圧）を、スイッチ回路（上記のダイオード回路、およびスイッチＳＷ２）を介して蓄電部１１３に移す。これにより、アンテナエレメント１１，１９に４０Ｖの電圧が誘起された場合であっても、効率良く蓄電部１１３を充電することができる。
　なお、チャージャ部１１２は、蓄電部１１３と並列に接続された、蓄電部１１３を保護するコンデンサＣ２を有する。例えば、蓄電部１１３が満充電となった後に、スイッチＳＷ２がオフされた状況下で、スイッチＳＷ２がオンしたときに、コンデンサＣ１から放出されるラッシュ電流を、コンデンサＣ２に流すことができる。これにより、満充電状態の蓄電部１１３に対して、コンデンサＣ１に充電された電圧（６．５Ｖ）が、直接印可されるのを防止することができる。
　また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）
　空間伝送ワイヤレス給電で使われる周波数帯の電波の電界エネルギーを受信するダイポール構造のアンテナを備え、
　前記アンテナは、
　人体もしくは金属部材に接触可能な接触面に配置された導体を含む第１のアンテナエレメントと、
　前記第１のアンテナエレメントとは別の導体を含み、前記人体および前記金属部材とは接触しないように設けられた第２のアンテナエレメントと
　を有する
　アンテナ装置。
（２）
　前記周波数帯は、９００ＭＨｚ帯、２ＧＨｚ帯、または５ＧＨｚ帯である
　（１）に記載のアンテナ装置。
（３）
　前記第２のアンテナエレメントの長さは、前記周波数帯の波長の１／４よりも短くなっている
　（１）または（２）に記載のアンテナ装置。
（４）
　前記第１のアンテナエレメントは、板形状、メアンダ形状およびコイル形状のうち少なくとも１つの形状を含んで構成され、
　前記第２のアンテナエレメントは、板形状、メアンダ形状およびコイル形状のうち少なくとも１つの形状を含んで構成されている
　（１）から（３）のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
（５）
　前記第２のアンテナエレメントは、板形状の第１アンテナ部と、前記第１アンテナ部の対角上の先端部分に連結されたコイル形状の第２アンテナ部とを有する
　（１）から（３）のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
（６）
　前記第２のアンテナエレメントは、前記第１のアンテナエレメントに対する、前記人体もしくは前記金属部材の接触の有無にかかわらず、前記アンテナが前記周波数帯で共振するように構成されている
　（１）から（５）のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
（７）
　前記第１のアンテナエレメントは、金、銀、アルミ、銅、鉄、ニッケル、合金、導電性樹脂、および導電性ゴムのいずれか１つ又は、これらのうち少なくとも２つ以上の材料の組み合わせからなる導体電極で構成され、
　前記第２のアンテナエレメントは、金、銀、アルミ、銅、鉄、ニッケル、合金、導電性樹脂、および導電性ゴムのいずれか１つ又は、これらのうち少なくとも２つ以上の材料の組み合わせからなる導体電極で構成されている
　（１）から（６）のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
（８）
　入力端が前記第１のアンテナエレメントおよび前記第２のアンテナエレメントに接続され、前記アンテナで受信した信号を交流信号から直流信号に整流する整流回路を更に備えた
　（１）から（７）のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
（９）
　空間伝送ワイヤレス給電で使われる周波数帯の電波の電界エネルギーを受信するダイポール構造のアンテナと、
　前記アンテナで受信した信号を交流信号から直流信号に整流する整流回路と
　を備え、
　前記アンテナは、
　人体もしくは金属部材に接触可能な接触面に配置された導体を含む第１のアンテナエレメントと、
　前記第１のアンテナエレメントとは別の導体を含み、前記人体および前記金属部材とは接触しないように設けられた第２のアンテナエレメントと
　を有する
　電子装置。
（１０）
　前記整流回路で得られた直流信号のエネルギーを蓄える蓄電部を更に備えた
　（９）に記載の電子機器。
（１１）
　前記蓄電部に蓄えられた電力を利用する負荷を更に備えた
　（１０）に記載の電子機器。
（１２）
　前記蓄電部に蓄えられた電力を利用するセンサと、
　前記センサの出力を外部機器に出力する通信部と
　を更に備えた
　（１０）に記載の電子機器。
（１３）
　前記整流回路は、前記第１のアンテナエレメントと前記第２のアンテナエレメントとの間に設けられた分離回路を更に有し、
　前記分離回路は、前記第１のアンテナエレメントと前記第２のアンテナエレメントとの間の抵抗値が少なくとも前記周波数帯において１０ｋΩ以上となるバンドパスフィルタによって構成される
　（９）ないし（１２）のいずれか１つに記載の電子機器。
（１４）
　前記バンドパスフィルタは、インダクタ、ハイパスフィルタ、並列共振回路、およびトランスのいずれかによって構成される
　（１３）に記載の電子機器。
（１５）
　前記整流回路で得られた直流電圧を一旦充電するコンデンサと、
　前記コンデンサに充電した前記直流電圧を前記蓄電部に移すスイッチ回路と
　を更に備えた
　（１０）に記載の電子機器。
　本開示の第１の側面に係るアンテナ装置、および本開示の第２の側面に係る電子機器では、空間伝送ワイヤレス給電で使われる周波数帯の電波の電界エネルギーを受信するダイポール構造のアンテナが設けられている。このアンテナにおいて、第１のアンテナエレメントは、人体もしくは金属部材に接触可能な接触面に配置された導体を含み、第２のアンテナエレメントは、第１のアンテナエレメントとは別の導体を含み、人体および金属部材とは接触しないように設けられている。これにより、人体もしくは金属部材を第１のアンテナエレメントの一部として利用することが可能となる。その結果、第２のアンテナエレメントの長さを短くした場合であっても、効率よく電力を受信することができる。従って、小型の機器でも、伝送周波数帯の電波の電界エネルギーを効率良く受信することができる。なお、本開示の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。
　本技術のエネルギ収集装置は、スマート工場やスマートシティにおいて使用される電池交換または電力供給が必要なセンサへ接触または接続して用いることで、センサへのエネルギーを供給することが出来るので、エネルギを効率よく活用することが可能となる。従って、本技術のエネルギ収集装置は、２０１５年に国連サミットで採択されたSDGs（Sustainable Development Goals）のゴール７「Affordable and Clean Energy」に関連しうる。
　本出願は、日本国特許庁において２０２１年１２月２８日に出願された日本特許出願番号２０２１－２１５２５０、および２０２２年１０月２８日に出願された国際特許出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２０２２／０４０４９２を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (15)

  1. 　空間伝送ワイヤレス給電で使われる周波数帯の電波の電界エネルギーを共振して受信するダイポール構造のアンテナを備え、
    　前記アンテナは、
    　人体もしくは金属部材に接触可能な接触面に配置された導体を含む第１のアンテナエレメントと、
    　前記第１のアンテナエレメントとは別の導体を含み、前記人体および前記金属部材とは接触しないように設けられた第２のアンテナエレメントと
    　を有する
    　アンテナ装置。
  2. 　前記周波数帯は、９００ＭＨｚ帯、２ＧＨｚ帯、または５ＧＨｚ帯である
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 　前記第２のアンテナエレメントの長さは、前記周波数帯の波長の１／４よりも短くなっている
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  4. 　前記第１のアンテナエレメントは、板形状、メアンダ形状およびコイル形状のうち少なくとも１つの形状を含んで構成され、
    　前記第２のアンテナエレメントは、板形状、メアンダ形状およびコイル形状のうち少なくとも１つの形状を含んで構成されている
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  5. 　前記第２のアンテナエレメントは、板形状の第１アンテナ部と、前記第１アンテナ部の対角上の先端部分に連結されたコイル形状の第２アンテナ部とを有する
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  6. 　前記第２のアンテナエレメントは、前記第１のアンテナエレメントに対する、前記人体もしくは前記金属部材の接触の有無にかかわらず、前記アンテナが前記周波数帯で共振するように構成されている
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  7. 　前記第１のアンテナエレメントは、金、銀、アルミ、銅、鉄、ニッケル、合金、導電性樹脂、および導電性ゴムのいずれか１つ又は、これらのうち少なくとも２つ以上の材料の組み合わせからなる導体電極で構成され、
    　前記第２のアンテナエレメントは、金、銀、アルミ、銅、鉄、ニッケル、合金、導電性樹脂、および導電性ゴムのいずれか１つ又は、これらのうち少なくとも２つ以上の材料の組み合わせからなる導体電極で構成されている
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  8. 　入力端が前記第１のアンテナエレメントおよび前記第２のアンテナエレメントに接続され、前記アンテナで受信した信号を交流信号から直流信号に整流する整流回路を更に備えた
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  9. 　空間伝送ワイヤレス給電で使われる周波数帯の電波の電界エネルギーを共振して受信するダイポール構造のアンテナと、
    　前記アンテナで受信した信号を交流信号から直流信号に整流する整流回路と
    　を備え、
    　前記アンテナは、
    　人体もしくは金属部材に接触可能な接触面に配置された導体を含む第１のアンテナエレメントと、
    　前記第１のアンテナエレメントとは別の導体を含み、前記人体および前記金属部材とは接触しないように設けられた第２のアンテナエレメントと
    　を有する
    　電子装置。
  10. 　前記整流回路で得られた直流信号のエネルギーを蓄える蓄電部を更に備えた
    　請求項９に記載の電子機器。
  11. 　前記蓄電部に蓄えられた電力を利用する負荷を更に備えた
    　請求項１０に記載の電子機器。
  12. 　前記蓄電部に蓄えられた電力を利用するセンサと、
    　前記センサの出力を外部機器に出力する通信部と
    　を更に備えた
    　請求項１０に記載の電子機器。
  13. 　前記整流回路は、前記第１のアンテナエレメントと前記第２のアンテナエレメントとの間に設けられた分離回路を更に有し、
    　前記分離回路は、前記第１のアンテナエレメントと前記第２のアンテナエレメントとの間の抵抗値が少なくとも前記周波数帯において１０ｋΩ以上となるバンドパスフィルタによって構成される
    　請求項９に記載の電子機器。
  14. 　前記バンドパスフィルタは、インダクタ、ハイパスフィルタ、並列共振回路、およびトランスのいずれかによって構成される
    　請求項１３に記載の電子機器。
  15. 　前記整流回路で得られた直流電圧を一旦充電するコンデンサと、
    　前記コンデンサに充電した前記直流電圧を前記蓄電部に移すスイッチ回路と
    　を更に備えた
    　請求項１０に記載の電子機器。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11234914A (ja) * 1998-02-20 1999-08-27 Nec Mobile Commun Ltd 携帯電話バッテリー自動充電装置
JP2003088005A (ja) * 2001-05-18 2003-03-20 Seiko Instruments Inc 電源装置および電子機器
JP2010074532A (ja) * 2008-09-18 2010-04-02 Hitachi Cable Ltd アレイアンテナ
WO2019208309A1 (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 株式会社ヨコオ 整合回路及びアンテナ装置
WO2021261075A1 (ja) * 2020-06-22 2021-12-30 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 アンテナ装置、整流回路、電源装置及び電子機器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11234914A (ja) * 1998-02-20 1999-08-27 Nec Mobile Commun Ltd 携帯電話バッテリー自動充電装置
JP2003088005A (ja) * 2001-05-18 2003-03-20 Seiko Instruments Inc 電源装置および電子機器
JP2010074532A (ja) * 2008-09-18 2010-04-02 Hitachi Cable Ltd アレイアンテナ
WO2019208309A1 (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 株式会社ヨコオ 整合回路及びアンテナ装置
WO2021261075A1 (ja) * 2020-06-22 2021-12-30 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 アンテナ装置、整流回路、電源装置及び電子機器

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