JP2006345311A

JP2006345311A - Composite antenna, and reader-writer system

Info

Publication number: JP2006345311A
Application number: JP2005169996A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kawagoe; 康弘川越
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2025-06-09
Also published as: JP4771401B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite antenna which can have a function equivalent to a loop antenna composed of a single line, and drive many loop antennas with little components by flowing a current in a predetermined direction on the line composed in a matrix shape. <P>SOLUTION: A reader-writer system 400 is composed of the composite antenna 350 composed in the matrix shape, a transmitter 110 which performs propagation of a carrier wave for electric power to an IC tag which is not shown through the composite antenna 350, a loop coil 9 which mediates data receiving from the IC tag, a receiver 100 which performs data transfer based on a predetermined modulation and demodulation system with the IC tag through the loop coil 9, and a PC 50 which controls the receiver 100 and the transmitter 110. Moreover, the composite antenna 350 is composed of a line group 313 composed in the matrix shape, current driving circuits 310, 311, 312, and 314 which drive currents passing through respective line groups. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、合成アンテナ及びリーダライタシステムに関し、さらに詳しくは、合成アンテナの駆動方法と、この合成アンテナを使用したシステムに関するものである。 The present invention relates to a combined antenna and reader / writer system, and more particularly to a method for driving a combined antenna and a system using the combined antenna.

インダクティブ型のＩＣカードやＩＣタグ等の非接触情報記録媒体に対する情報の読み書きを仲介するループアンテナは、ループアンテナに電流を流すことにより発生した磁界をＩＣカードやＩＣタグのループアンテナに磁気結合することにより、データの授受を行なっている。このときループアンテナは単一の線路により構成されているのが一般的である。従って、ＩＣタグにより物品の位置を特定する場合、複数のループアンテナを設け、どのループアンテナがＩＣタグを捉えたかという情報に基づいて物品の位置を判定していた。このとき複数のループアンテナ毎に順次切り換えることにより物品の位置を判定するといった方法が一般的であった。例えば、従来は図１０のように２つのループアンテナ５０、５１をＳＷ５２により切り換えることにより、リーダライタ（Ｒ／Ｗ）５３がどちらのループアンテナからのデータであるかを認識して物品の位置を特定していた。即ち、ＳＷ５２の接点が図のように（ａ）側(実線)に接続されている場合、Ｒ／Ｗ５３はループアンテナ５０との間にループを形成し、物品５０ａに備えられたＩＣタグ５０ｂの情報を読み取ることができる。またＳＷ５２の接点が（ｂ）側（破線）に接続されている場合、Ｒ／Ｗ５３はループアンテナ５１との間にループが形成されるが、ループアンテナ５１の近傍に物品がないので情報を読み取ることができない。これにより物品５０ａはループアンテナ５０側にあることを特定することができる。
図１１（ａ）は例えば複数の取引先毎にメールボックスａ〜ｘを備え、各メールボックスに夫々ループアンテナを備え、ＳＷ５４によりループアンテナを順次切り換えてＲ／Ｗ５５でメールボックス内の情報を読み取るものである。この場合、ＳＷ５４の切り替え位置と取引先名を対応付けておけば、容易にどの取引先からのメールかを特定することができる。図１１（ｂ）はこの技術を郵便物配送システムに応用したものである。これは配送ボックス５７に夫々ループアンテナ５６を備え、各ループアンテナをＳＷ５８により順次切り換えてＲ／Ｗ５９により情報を読み取り、配送ボックス５７内の郵便物の情報を読み取るものである。
また従来技術として特許文献１には、ループ内部を複数のブロックに分割し、隣り合うブロックに流れる電流およびブロック内部に発生する磁界がそれぞれ逆向きとなるように一本のアンテナ線で結んで形成する。例えば正方形でなるループの外形に対し、その内部を９つの正方形のブロックに分割し、中心部の正方形のアンテナに４つの角部の正方形のアンテナを接続し、かつ接続後のアンテナ配線を一筆書きとする。または、中心部と４つの角部にサイズの等しい円形のアンテナを設け、中心部の円形のアンテナに４つの角部の円形のアンテナを接続し、かつ接続後のアンテナ配線を一筆書きとするアンテナについて開示されている。
また特許文献２には、リーダ／ライタにおいて、同一平面上に配置された複数のループコイルに、キャリア発生器から出力されたキャリアを駆動回路で振幅変調した振幅変調波に対応する電圧がそれぞれ印加され、これにより複数のループコイルそれぞれから、磁界が発生される技術について開示されている。
特開２００３−１６８９１３公報特開平８−１９４７８５号公報 A loop antenna that mediates reading and writing of information to a non-contact information recording medium such as an inductive IC card or IC tag magnetically couples a magnetic field generated by passing a current through the loop antenna to the loop antenna of the IC card or IC tag. Therefore, data is exchanged. At this time, the loop antenna is generally composed of a single line. Therefore, when the position of an article is specified by an IC tag, a plurality of loop antennas are provided, and the position of the article is determined based on information indicating which loop antenna has captured the IC tag. At this time, a method of determining the position of the article by sequentially switching for each of a plurality of loop antennas has been common. For example, conventionally, as shown in FIG. 10, the two loop antennas 50 and 51 are switched by the SW 52, so that the reader / writer (R / W) 53 recognizes which loop antenna the data is from and the position of the article is determined. It was specified. That is, when the contact of the SW 52 is connected to the (a) side (solid line) as shown in the figure, the R / W 53 forms a loop between the loop antenna 50 and the IC tag 50b provided in the article 50a. Information can be read. When the contact of SW52 is connected to the (b) side (broken line), a loop is formed between the R / W 53 and the loop antenna 51, but information is read because there is no article in the vicinity of the loop antenna 51. I can't. Thereby, it can be specified that the article 50a is on the loop antenna 50 side.
FIG. 11 (a) includes, for example, mailboxes a to x for each of a plurality of business partners, each mailbox is provided with a loop antenna, and the loop antenna is sequentially switched by SW54, and information in the mailbox is read by R / W55. Is. In this case, by associating the switching position of the SW 54 with the supplier name, it is possible to easily identify which supplier the mail is from. FIG. 11B shows an application of this technique to a mail delivery system. In this case, the delivery box 57 is provided with a loop antenna 56, and each loop antenna is sequentially switched by the SW 58, information is read by the R / W 59, and information of the mail in the delivery box 57 is read.
Further, as a conventional technique, in Patent Document 1, the inside of a loop is divided into a plurality of blocks, and the current flowing in the adjacent block and the magnetic field generated in the block are connected by a single antenna line so as to be opposite to each other. To do. For example, for the outer shape of a square loop, divide the inside into nine square blocks, connect the square antenna at the corner to the square antenna at the center, and draw the antenna wiring after connection. And Alternatively, an antenna having a circular antenna having the same size at the center and four corners, the circular antenna at the four corners being connected to the circular antenna at the center, and the antenna wiring after connection being drawn in one stroke Is disclosed.
In Patent Document 2, a voltage corresponding to an amplitude-modulated wave obtained by amplitude-modulating a carrier output from a carrier generator by a drive circuit is applied to a plurality of loop coils arranged on the same plane in a reader / writer. Thus, a technique for generating a magnetic field from each of a plurality of loop coils is disclosed.
JP 2003-168913 A JP-A-8-194785

しかしながら、ＳＷにより複数のループアンテナを切り換える従来の方法は、対象となるループアンテナの数が多くなると、ＳＷの回路数が多くなり部品コストが高くなるばかりでなく、配線が複雑となり装置の規模が大きくなるといった問題がある。
また特許文献１に開示されている従来技術は、あくまでも単一の線路によるループアンテナの形状を工夫することにより、可能な限り広い通信エリアを得るものであり、アンテナの形状が複雑となり、製造コストが高くなるといった問題がある。
また特許文献２に開示されている従来技術は、複数のループアンテナを備えてＩＣカードとの通信距離を延長するものであり、単一のループコイルと電圧印加手段が複数必要となり、部品コストが高騰するといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑み、マトリックス状に形成した線路に所定の方向の電流を流すことにより、単一の線路で構成されるループアンテナと等価な機能を有することができ、多くのループアンテナを少ない部品により駆動することができる合成アンテナを提供することを目的とする。
また他の目的は、合成アンテナと読み取り専用のループアンテナを併用することにより、少ない部品点数により複数の物品の位置を特定することができるリーダライタシステムを提供することである。 However, in the conventional method of switching a plurality of loop antennas by SW, when the number of target loop antennas increases, not only does the number of SW circuits increase and the component cost increases, but the wiring becomes complicated and the scale of the device increases. There is a problem of becoming larger.
The prior art disclosed in Patent Document 1 is to obtain a communication area as wide as possible by devising the shape of a loop antenna using a single line, and the shape of the antenna becomes complicated, resulting in a manufacturing cost. There is a problem that becomes high.
The prior art disclosed in Patent Document 2 is provided with a plurality of loop antennas to extend the communication distance with the IC card, and requires a single loop coil and a plurality of voltage applying means, resulting in reduced component costs. There is a problem of soaring.
In view of such a problem, the present invention can have a function equivalent to a loop antenna configured by a single line by flowing a current in a predetermined direction through a line formed in a matrix shape. An object of the present invention is to provide a composite antenna that can be driven by a small number of parts.
Another object of the present invention is to provide a reader / writer system that can specify the positions of a plurality of articles with a small number of parts by using a combined antenna and a read-only loop antenna in combination.

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、非接触情報記録媒体への電力用搬送波の伝播を仲介する合成アンテナであって、少なくとも２本の独立した線路により構成したループと、当該ループを構成する各線路に個別に電流を供給する電流供給手段と、該電流供給手段により供給される電流の向きを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記ループに流れる電流の向きが同一方向になるように前記電流供給手段を制御することを特徴とする。
単一線路により構成されるループコイルに電流を流すと、フレミングの左手の法則により電流と直交するベクトル方向に電界が発生する。そしてその電界による磁束がＩＣカードのアンテナを横切ることにより、アンテナに電流が流れてデータの授受が可能となる。また公知のビオサバールの法則から、電流が細い導線に流れるとき、その導線に発生する磁界は、微小長さの導線に発生した磁界を線路の長さ方向で積分したものである。従って、個別の線路であっても、電流の流れる方向がループになれば、単一の線路からなるループと同様の磁界を発生させることができる。
請求項２は、前記制御手段は、前記各線路に流す電流を前記非接触情報記録媒体と交信可能な信号に変調することを特徴とする。
本発明の合成アンテナは複数の線路によりループを構成するため、各線路には所定の向きに電流を流す必要がある。従って、各線路に流す電流を交信可能な信号に変調すれば、送信アンテナとして機能する。
請求項３は、非接触情報記録媒体への電力用搬送波の伝播を仲介する合成アンテナであって、複数の線路が交差するように構成したマトリックスと、該マトリックスを構成する各線路に電流を供給する電流供給手段と、該電流供給手段による電流の向きを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記マトリックスを構成する各線路のうち、前記非接触情報記録媒体に対して電力用搬送波を伝播させる位置に配置される特定の線路群に流れる各電流の向きが互いにループを形成するように前記電流供給手段を制御することを特徴とする。
本発明は最小単位の合成アンテナを複数構成するために、マトリックス状に各線路を交差させるものである。そして非接触情報記録媒体に電力用搬送波を伝播させる場合、その位置にある特定の線路群に流れる各電流の向きが互いにループを形成するように制御するものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a combined antenna that mediates propagation of a power carrier wave to a non-contact information recording medium, the loop comprising at least two independent lines, Current supply means for supplying current individually to each line constituting the loop, and control means for controlling the direction of the current supplied by the current supply means, wherein the control means includes a current flowing through the loop. The current supply means is controlled so that the directions of the currents are the same.
When a current is passed through a loop coil composed of a single line, an electric field is generated in the vector direction orthogonal to the current according to Fleming's left-hand rule. When the magnetic flux generated by the electric field crosses the antenna of the IC card, a current flows through the antenna and data can be exchanged. Further, according to the well-known Biosaval law, when a current flows through a thin conductor, the magnetic field generated in the conductor is obtained by integrating the magnetic field generated in a minute conductor in the length direction of the line. Therefore, even if it is an individual line, if a current flows in a loop, a magnetic field similar to that of a loop composed of a single line can be generated.
According to a second aspect of the present invention, the control means modulates a current flowing through each line into a signal communicable with the non-contact information recording medium.
Since the synthetic antenna of the present invention forms a loop with a plurality of lines, it is necessary to flow a current through each line in a predetermined direction. Therefore, if the current flowing through each line is modulated into a communicable signal, it functions as a transmitting antenna.
Claim 3 is a composite antenna that mediates propagation of a power carrier wave to a non-contact information recording medium, and a matrix configured such that a plurality of lines intersect, and current is supplied to each line constituting the matrix Current supply means, and control means for controlling the direction of current by the current supply means, wherein the control means is used for powering the non-contact information recording medium among the lines constituting the matrix. The current supply means is controlled so that directions of currents flowing in a specific line group arranged at a position where a carrier wave propagates form a loop with each other.
In the present invention, in order to construct a plurality of minimum unit synthetic antennas, the lines are crossed in a matrix. When propagating the power carrier wave to the non-contact information recording medium, the direction of each current flowing through the specific line group at the position is controlled so as to form a loop with each other.

請求項４は、前記制御手段は、前記非接触情報記録媒体への電力用搬送波の伝播を行なう特定の線路群以外の各線路に流れる電流の向きが、ループを形成しないように前記電流供給手段を制御することを特徴とする。
非接触情報記録媒体に対して電力用搬送波を伝播させる位置に構成される特定の線路群に流れる各電流の向きが互いにループを形成するようにした場合、そのループの周辺にも不要な磁界が発生する。そこで本発明では、不要な磁界を抑制するため、特定の線路群以外の各線路に流れる電流の向きが、ループを形成しないようにして磁界を打ち消し合う方向に電流を流すものである。
請求項５は、請求項１乃至４の何れか一項に記載の合成アンテナと、該合成アンテナを介して非接触情報記録媒体への電力用搬送波の伝播を行う送信機と、前記非接触情報記録媒体からのデータの受信を仲介するループコイルと、該ループコイルを介して前記非接触情報記録媒体との間で所定の変復調方式に基づくデータの授受を行う受信機と、前記送信機及び受信機の処理を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明は合成アンテナと、この合成アンテナを介して非接触情報記録媒体に信号を送信する送信機と、非接触情報記録媒体に記録された情報を読み取るための信号を仲介するループコイルと、非接触情報記録媒体との間で所定の変復調方式に基づくデータの授受を行う受信機と、これらの処理を制御する制御手段とを備えてリーダライタシステムを構成する。即ち、合成アンテナは非接触情報記録媒体に対して搬送波を供給し、合成アンテナに近接した非接触情報記録媒体を駆動する役目である。そして制御手段は合成アンテナの各線路に流す電流の向きを制御するものである。またループコイルは合成アンテナにより駆動された非接触情報記録媒体に記録された情報を仲介して受信機に伝達する役目である。
請求項６は、前記ループコイルを複数の前記合成アンテナに対して少なくとも１つ備えることを特徴とする。
受信機に接続されたループコイルは複数の合成アンテナをカバーするように配置される。即ち、合成コイルにより電力用搬送波の伝播を行い、その搬送波を電力として非接触情報記録媒体が動作し、ループコイルを介してデータの授受が行なわれる。 According to a fourth aspect of the present invention, the controller supplies the current supply unit so that the direction of the current flowing through each line other than the specific line group that propagates the carrier wave for power to the non-contact information recording medium does not form a loop. It is characterized by controlling.
When the directions of the currents flowing in a specific line group configured at the position where the power carrier wave is propagated to the non-contact information recording medium form a loop with each other, an unnecessary magnetic field is also generated around the loop. appear. Therefore, in the present invention, in order to suppress an unnecessary magnetic field, the current flows in a direction in which the directions of the currents flowing through the lines other than the specific line group cancel each other so as not to form a loop.
A fifth aspect of the present invention provides the combined antenna according to any one of the first to fourth aspects, a transmitter that propagates a carrier wave for power to the noncontact information recording medium via the combined antenna, and the noncontact information. A loop coil that mediates reception of data from the recording medium, a receiver that exchanges data based on a predetermined modulation / demodulation method with the non-contact information recording medium via the loop coil, the transmitter, and the reception And a control means for controlling the processing of the machine.
The present invention relates to a synthetic antenna, a transmitter that transmits a signal to a non-contact information recording medium via the synthetic antenna, a loop coil that mediates a signal for reading information recorded on the non-contact information recording medium, A reader / writer system includes a receiver that exchanges data with a contact information recording medium based on a predetermined modulation / demodulation method, and a control unit that controls these processes. That is, the synthetic antenna serves to supply a carrier wave to the non-contact information recording medium and drive the non-contact information recording medium close to the synthetic antenna. And a control means controls the direction of the electric current sent through each track | line of a synthetic | combination antenna. The loop coil serves to transfer the information recorded on the non-contact information recording medium driven by the synthetic antenna to the receiver.
According to a sixth aspect of the present invention, at least one of the loop coils is provided for a plurality of the combined antennas.
A loop coil connected to the receiver is arranged to cover a plurality of combined antennas. That is, propagation of the power carrier wave is performed by the combining coil, the non-contact information recording medium is operated using the carrier wave as power, and data is exchanged via the loop coil.

請求項１の発明によれば、制御手段は、少なくとも独立した２本の線路により構成したループに流れる電流の向きが同一方向になるように電流供給手段を制御するので、複数の線路に流れる電流の向きにより、単一線路のループと等価な磁界を形成することができる。
また請求項２では、各線路に流す電流を交信可能な信号に変調するので、合成アンテナを送信アンテナとして機能させることができる。
また請求項３では、非接触情報記録媒体に電力用搬送波を伝播させる場合、その位置にある特定の線路群に流れる各電流の向きが互いにループを形成するように制御するので、マトリックス上の特定の領域に磁界を形成することができる。
また請求項４では、特定の線路群以外の各線路に流れる電流の向きが、ループを形成しないようにして磁界を打ち消し合う方向に電流を流すので、特定の領域以外の磁界を弱めて特定の領域の磁界のＳ／Ｎを改善することができる。
また請求項５では、合成アンテナと、この合成アンテナを介して非接触情報記録媒体に信号を送信する送信機と、非接触情報記録媒体に記録された情報を読み取るための信号を仲介するループコイルと、非接触情報記録媒体との間で所定の変復調方式に基づくデータの授受を行う受信機と、を備えてリーダライタシステムを構成するので、ループコイルを切り換える手段が不要となり、回路構成が簡単なシステムを構築することができる。
また請求項６では、ループコイルを複数の合成アンテナに対して少なくとも１つ備えるので、複数の非接触情報記録媒体の情報の読み取りを１つのループアンテナで共有することができる。 According to the first aspect of the present invention, the control means controls the current supply means so that the directions of the currents flowing in the loop constituted by at least two independent lines are the same direction. Depending on the direction, a magnetic field equivalent to a single-line loop can be formed.
According to the second aspect of the invention, since the current flowing through each line is modulated into a communicable signal, the combined antenna can function as a transmitting antenna.
According to the third aspect of the present invention, when the power carrier wave is propagated to the non-contact information recording medium, the direction of each current flowing through the specific line group at the position is controlled so as to form a loop with each other. A magnetic field can be formed in the region.
Further, in claim 4, since the direction of the current flowing through each line other than the specific line group is such that the current flows in a direction that cancels the magnetic field without forming a loop, the magnetic field outside the specific area is weakened to the specific direction. The S / N of the magnetic field in the region can be improved.
Further, according to claim 5, a synthetic antenna, a transmitter for transmitting a signal to the non-contact information recording medium via the synthetic antenna, and a loop coil that mediates a signal for reading information recorded on the non-contact information recording medium And a receiver that exchanges data with a non-contact information recording medium based on a predetermined modulation / demodulation method to form a reader / writer system, so that no means for switching the loop coil is required, and the circuit configuration is simple System can be constructed.
According to the sixth aspect of the present invention, since at least one loop coil is provided for a plurality of combined antennas, information read from a plurality of non-contact information recording media can be shared by one loop antenna.

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明のＩＣカード若しくはＩＣタグ（非接触情報記録媒体）用受信機の構成を示すブロック図である。この受信機１００は、受信機１００との間でデータの授受を行ってシステム全体を制御するＰＣ５０によって制御される。受信機１００は、外部のＰＣ５０とのデータの通信プロトコルを司る送受信装置１と、受信機１００全体の動作を制御する制御装置２と、制御装置２を動作させる手順を記録したファームウェアと読み取ったデータを格納するメモリ装置３と、操作コマンドを入力する入力装置５と、制御装置２により制御された情報を表示する表示装置６と、ループコイル９から受信した搬送波から２値化データに変換する検波復調器８と、図示しないＩＣカード若しくはＩＣタグとデータの授受をするループコイル９と、を備えて構成されている。
図２は、本発明のＩＣカード若しくはＩＣタグ（非接触情報記録媒体）用送信機の構成を示すブロック図である。この送信機１１０は、送信機１１０との間でデータの授受を行ってシステム全体を制御するＰＣ５０によって制御される。送信機１１０は、外部のＰＣ５０とのデータの通信プロトコルを司る送受信装置１１と、送信機１１０全体の動作を制御する制御装置１２と、制御装置１２を動作させる手順を記録したファームウェアと読み取ったデータを格納するメモリ装置１３と、制御装置１２からのデータを搬送波に乗せて変調する変調器１４と、操作コマンドを入力する入力装置１５と、制御装置１２により制御された情報を表示する表示装置１６と、制御装置１２からの交流信号である電力供給用信号と変調器１４からの書き込みコマンドを電力増幅する電力増幅器１７と、図示しないＩＣカード若しくはＩＣタグとの電力用搬送波を送信する合成アンテナ３５０（詳細は後述する）と、を備えて構成されている。
図３は、ＩＣカード若しくはＩＣタグの構成を示すブロック図である。本実施形態のＩＣカード若しくはＩＣタグ２００は、送信機１１０からの電力用搬送波によりデータの授受をするループアンテナ２０と、書き込みコマンド読み出しコマンドを生成する送受信回路２１と、ループアンテナ２０からの電力用搬送波を受け、それを整流して直流電力に変換する電力生成回路２２と、制御用ファームウェアとデータの記憶を司るメモリ装置２３と、制御回路２６からの送信コマンドに搬送波を乗せて変調する変調器２４と、送受信回路２１からの搬送波データから２値化データに変換する検波器２５と、ＩＣカード若しくはＩＣタグ２００の全体の動作を制御する制御回路２６から構成されている。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a receiver for an IC card or IC tag (non-contact information recording medium) according to the present invention. The receiver 100 is controlled by a PC 50 that exchanges data with the receiver 100 and controls the entire system. The receiver 100 includes a transmission / reception device 1 that controls a data communication protocol with an external PC 50, a control device 2 that controls the operation of the entire receiver 100, and firmware that records a procedure for operating the control device 2, and data that is read , An input device 5 for inputting an operation command, a display device 6 for displaying information controlled by the control device 2, and a detection for converting the carrier wave received from the loop coil 9 into binary data A demodulator 8 and a loop coil 9 for exchanging data with an IC card or IC tag (not shown) are provided.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a transmitter for an IC card or IC tag (non-contact information recording medium) according to the present invention. The transmitter 110 is controlled by a PC 50 that exchanges data with the transmitter 110 to control the entire system. The transmitter 110 is a transmission / reception device 11 that controls the communication protocol of data with the external PC 50, a control device 12 that controls the operation of the entire transmitter 110, and firmware that records the procedure for operating the control device 12, and the read data. A memory device 13 that stores data, a modulator 14 that modulates data from the control device 12 on a carrier wave, an input device 15 that inputs an operation command, and a display device 16 that displays information controlled by the control device 12. A power supply signal that is an AC signal from the control device 12 and a power amplifier 17 that amplifies the write command from the modulator 14, and a combined antenna 350 that transmits a power carrier wave for an IC card or IC tag (not shown). (Details will be described later).
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the IC card or IC tag. The IC card or IC tag 200 according to the present embodiment includes a loop antenna 20 that transmits and receives data using a power carrier wave from the transmitter 110, a transmission / reception circuit 21 that generates a write command read command, and a power supply from the loop antenna 20. A power generation circuit 22 that receives a carrier wave, rectifies it and converts it into DC power, a memory device 23 that manages storage of control firmware and data, and a modulator that modulates a carrier wave on a transmission command from the control circuit 26 24, a detector 25 for converting the carrier wave data from the transmission / reception circuit 21 into binarized data, and a control circuit 26 for controlling the entire operation of the IC card or IC tag 200.

次に、図１、図２及び図３を併せて参照してそれぞれ単独の動作について説明する。受信機１００及び送信機１１０は、図示しない電源が入れられると制御装置２、１２のイニシャル動作後、メモリ装置３、１３に記憶されたプログラムに従い動作を開始する。まず、初期化が行われる。次に、送信機１１０の制御装置１２は、ＩＣカード若しくはＩＣタグ（以下、ＩＣタグとして説明する）２００に供給する電力供給用信号と、それを変調したポーリング信号を交互に電力増幅器１７から送信する。その信号は、合成アンテナ１０から磁界が放射される。次に、ＩＣタグ２００のループアンテナ２０が電力供給用信号を受信し、電力生成回路２２によりその搬送波を整流して直流電力に変換して、ＩＣタグ２００内の全ての回路に供給する。電力を供給されて制御回路２６が駆動すると、メモリ装置２３に格納されたプログラムに従って、制御を開始する。
次に、制御回路２６は、まず送受信回路２１からコマンドを検波器２５で復調して２値化信号に変換し、そのコマンドを解析する。その結果自分が呼び出されていることを認識すると、レスポンスを変調器２４により変調して送受信回路２１を介してループアンテナ２０から送信する。このレスポンスを受信機１００がループコイル９で受信して、検波復調器８で２値化コードに変換し、制御回路２により解析してＩＣタグ２００が規格に合致したＩＣタグであると認識する。 Next, each operation will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 3 together. When a power supply (not shown) is turned on, the receiver 100 and the transmitter 110 start to operate according to the programs stored in the memory devices 3 and 13 after the initial operation of the control devices 2 and 12. First, initialization is performed. Next, the control device 12 of the transmitter 110 alternately transmits a power supply signal to be supplied to an IC card or IC tag (hereinafter referred to as an IC tag) 200 and a polling signal obtained by modulating the power supply signal from the power amplifier 17. To do. A magnetic field is radiated from the synthetic antenna 10 for the signal. Next, the loop antenna 20 of the IC tag 200 receives the power supply signal, and the power generation circuit 22 rectifies the carrier wave to convert it into DC power, and supplies it to all the circuits in the IC tag 200. When power is supplied and the control circuit 26 is driven, control is started in accordance with a program stored in the memory device 23.
Next, the control circuit 26 first demodulates the command from the transmission / reception circuit 21 by the detector 25, converts it to a binary signal, and analyzes the command. As a result, when it is recognized that it is called, the response is modulated by the modulator 24 and transmitted from the loop antenna 20 via the transmission / reception circuit 21. The receiver 100 receives this response by the loop coil 9, converts it to a binary code by the detector demodulator 8, analyzes it by the control circuit 2, and recognizes that the IC tag 200 is an IC tag that conforms to the standard. .

図４は本発明の合成アンテナの原理を説明する図である。図４（ａ）は単一線路により構成される従来のループアンテナの模式図である。このループアンテナは単一線路３１により信号発信源３０との間でループを構成し、単一線路３１に電流Ｉを矢印の方向に流すことにより、磁界３２が発生する。図４（ｂ）は本発明の合成アンテナの一例を示す図である。この例は４本の線路３３、３４、３５、３６に夫々矢印の方向に電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４を流すことにより、図４（ａ）のループアンテナと等価な合成磁界３７を発生することができる。これは公知のビオサバールの法則から、電流が細い導線に流れるとき、その導線に発生する磁界は、微小長さの導線に発生した磁界を線路の長さ方向で積分したものである。従って、個別の線路であっても電流の向きがループになれば、単一線路からなるループと同様の磁界を発生させることができる。図４（ｃ）は本発明の合成アンテナの他の一例を示す図である。この例は３本の線路３８、３９、４０に夫々矢印の方向に電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を流すことにより、図４（ａ）のループアンテナと等価な合成磁界４１を発生することができる。また図４（ｄ）は本発明の合成アンテナの他の一例を示す図である。この例は２本の線路４２、４３を湾曲させ夫々矢印の方向に電流Ｉ１、Ｉ２を流すことにより、図４（ａ）のループアンテナと等価な合成磁界４４を発生することができる。
このように、単一線路により構成されるループコイル３１に電流を流すと、フレミングの左手の法則により電流と直交するベクトル方向に電界が発生する。そしてその電界による磁束がＩＣカード若しくはＩＣタグのアンテナを横切ることにより、アンテナに電流が流れてデータの授受が可能となる。また公知のビオサバールの法則から、電流が細い導線に流れるとき、その導線に発生する磁界は、微小長さの導線に発生した磁界を線路の長さ方向で積分したものである。従って、個別の線路であっても、電流の流れる方向がループになれば、単一の線路からなるループと同様の磁界を発生させることができる。 FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the synthetic antenna of the present invention. FIG. 4A is a schematic diagram of a conventional loop antenna constituted by a single line. This loop antenna forms a loop with the signal transmission source 30 by a single line 31, and a current I flows through the single line 31 in the direction of the arrow to generate a magnetic field 32. FIG. 4B is a diagram showing an example of the combined antenna of the present invention. In this example, currents I1, I2, I3, and I4 are passed through the four lines 33, 34, 35, and 36 in the directions of the arrows, respectively, thereby generating a composite magnetic field 37 equivalent to the loop antenna of FIG. be able to. According to the well-known Biosaval law, when a current flows through a thin conducting wire, the magnetic field generated in the conducting wire is obtained by integrating the magnetic field generated in a very short conducting wire in the length direction of the line. Therefore, even if it is an individual line, if the direction of the current is a loop, a magnetic field similar to that of a loop composed of a single line can be generated. FIG. 4C is a diagram showing another example of the synthetic antenna of the present invention. In this example, by causing currents I1, I2, and I3 to flow through the three lines 38, 39, and 40, respectively, in the direction of the arrows, a synthetic magnetic field 41 equivalent to the loop antenna of FIG. 4A can be generated. FIG. 4D is a diagram showing another example of the combined antenna of the present invention. In this example, by synthesizing the two lines 42 and 43 and causing the currents I1 and I2 to flow in the directions of the arrows respectively, a synthetic magnetic field 44 equivalent to the loop antenna of FIG. 4A can be generated.
As described above, when a current is passed through the loop coil 31 constituted by a single line, an electric field is generated in the vector direction orthogonal to the current according to Fleming's left-hand rule. Then, when the magnetic flux generated by the electric field crosses the antenna of the IC card or IC tag, a current flows through the antenna, and data can be exchanged. Further, according to the well-known Biosaval law, when a current flows through a thin conductor, the magnetic field generated in the conductor is obtained by integrating the magnetic field generated in a minute conductor in the length direction of the line. Therefore, even if it is an individual line, if a current flows in a loop, a magnetic field similar to that of a loop composed of a single line can be generated.

図５は合成アンテナの線路に流す電流の向きを変更する原理を説明する図である。図５（ａ）は電流を信号発信源６０から信号発信源６３に向かって流す場合である。この場合は線路６５と信号発信源６０との間にあるＳＷ６１を閉じ、線路６５と信号発信源６３との間にあるＳＷ６２を開放することにより、電流Ｉ６４が信号発信源６０−ＳＷ６１−線路６５−抵抗Ｒの回路を矢印の方向に流れる。また図５（ｂ）は電流を信号発信源６３から信号発信源６０に向かって流す場合である。この場合は線路６５と信号発信源６３との間にあるＳＷ６２を閉じ、線路６５と信号発信源６０との間にあるＳＷ６１を開放することにより、電流Ｉ６４が信号発信源６３−ＳＷ６２−線路６５−抵抗Ｒの回路を矢印の方向に流れる。尚、この図では信号発信源を２つ用意したが、図５（ｃ）のように信号発信源を１つとして、信号発信源の位相を正相、逆相の切り替えで電流の流れる向きを切り換えても良い。図６は本発明の合成アンテナをマトリックス状に構成した場合の磁界の生成方法を説明する図である。図４では複数の線路の組み合わせにより電流ループを構成して、そのループが形成する磁界について説明したが、更に拡張して各線路を線路群として交差することによりマトリックスを形成しても、同じような磁界を発生することができる。即ち、例えばＸ軸方向に線路７０、７２を形成し、Ｙ軸方向に線路７１、７３を形成することにより、交差する領域７５が形成される。そして線路７１に矢印の方向に電流Ｉａを流し、線路７２に矢印の方向に電流Ｉｂを流し、線路７３に矢印の方向に電流Ｉｃを流し、線路７０に矢印の方向に電流Ｉｄを流すことにより、領域７５には矢印の方向に流れる電流ループが形成される。これは図４（ｂ）で説明したように単一線路のループに流れる電流による磁界と等価な磁界７４を発生する。
本発明は最小単位の合成アンテナを複数構成するために、マトリックス状に各線路を交差させるものである。そしてＩＣタグに電力用搬送波を伝播させる場合、その位置にある特定の線路群に流れる各電流の向きが互いに電流ループを形成するように制御するものである。 FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of changing the direction of the current flowing through the line of the synthetic antenna. FIG. 5A shows a case where a current is passed from the signal transmission source 60 toward the signal transmission source 63. In this case, the SW 61 between the line 65 and the signal transmission source 60 is closed, and the SW 62 between the line 65 and the signal transmission source 63 is opened, so that the current I64 becomes the signal transmission source 60-SW61-line 65. -The circuit of the resistor R flows in the direction of the arrow. FIG. 5B shows a case in which current flows from the signal transmission source 63 toward the signal transmission source 60. In this case, the SW 62 between the line 65 and the signal transmission source 63 is closed, and the SW 61 between the line 65 and the signal transmission source 60 is opened, so that the current I64 becomes the signal transmission source 63-SW62-line 65. -The circuit of the resistor R flows in the direction of the arrow. In this figure, two signal transmission sources are prepared. However, as shown in FIG. 5 (c), one signal transmission source is used, and the direction of current flow is changed by switching the phase of the signal transmission source between normal phase and reverse phase. It may be switched. FIG. 6 is a diagram for explaining a magnetic field generation method when the synthetic antenna of the present invention is configured in a matrix. In FIG. 4, a current loop is configured by combining a plurality of lines, and the magnetic field formed by the loop has been described. However, even if a matrix is formed by further expanding and intersecting each line as a group of lines, the same applies. A strong magnetic field can be generated. That is, for example, by forming the lines 70 and 72 in the X-axis direction and forming the lines 71 and 73 in the Y-axis direction, the intersecting region 75 is formed. Then, a current Ia is passed through the line 71 in the direction of the arrow, a current Ib is passed through the line 72 in the direction of the arrow, a current Ic is passed through the line 73 in the direction of the arrow, and a current Id is passed through the line 70 in the direction of the arrow. In the region 75, a current loop flowing in the direction of the arrow is formed. This generates a magnetic field 74 equivalent to the magnetic field caused by the current flowing through the loop of the single line as described with reference to FIG.
In the present invention, in order to construct a plurality of minimum unit synthetic antennas, the lines are crossed in a matrix. When propagating the power carrier wave to the IC tag, the direction of each current flowing through the specific line group at the position is controlled so as to form a current loop.

図７（ａ）は本発明の合成アンテナをマトリックス状に構成した場合の各線路に流す電流の駆動回路の一例を示す図である。図７（ａ）では図６と同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。この例では、各線路の両端に電流を引き込む電流駆動回路が夫々接続され、且つ負荷抵抗が夫々接続されている。尚、電流駆動回路はゲートによりインピーダンスがフローティング状態（ハイインピーダンス）になったり、アクティブ状態（ローインピーダンス）になったりする構成とする。即ち、Ｘ軸の線路７２には両端に電流駆動回路８０、８１と負荷抵抗Ｒが接続され、電流駆動回路８０には信号ａが入力され、ゲート信号（ｇａ）が接続されている。また電流駆動回路８１には信号ａが入力され、ゲート信号ｇａが接続されている。またＸ軸の線路７０には両端に電流駆動回路８２、８３と負荷抵抗Ｒが接続され、電流駆動回路８２には信号ｂが入力され、ゲート信号（ｇｂ）が接続されている。また電流駆動回路８３には信号ｂが入力され、ゲート信号ｇｂが接続されている。同様にして、Ｙ軸の線路７１には両端に電流駆動回路８４、８６と負荷抵抗Ｒが接続され、電流駆動回路８４には信号Ａが入力され、ゲート信号ＧＡが接続されている。また電流駆動回路８６には信号Ａが入力され、ゲート信号（ＧＡ）が接続されている。またＹ軸の線路７３には両端に電流駆動回路８５、８７と負荷抵抗Ｒが接続され、電流駆動回路８５には信号Ｂが入力され、ゲート信号ＧＢが接続されている。また電流駆動回路８７には信号Ｂが入力され、ゲート信号（ＧＢ）が接続されている。 FIG. 7A is a diagram showing an example of a drive circuit for a current flowing through each line when the synthetic antenna of the present invention is configured in a matrix. In FIG. 7A, the same components as those in FIG. In this example, current drive circuits for drawing current are connected to both ends of each line, and a load resistor is connected to each line. Note that the current driving circuit is configured such that the gate causes the impedance to be in a floating state (high impedance) or an active state (low impedance). That is, the current driving circuits 80 and 81 and the load resistor R are connected to the X-axis line 72 at both ends, and the signal a is input to the current driving circuit 80 and the gate signal (ga) is connected thereto. Further, the signal a is input to the current driving circuit 81 and the gate signal ga is connected thereto. Further, current drive circuits 82 and 83 and a load resistor R are connected to both ends of the X-axis line 70, and a signal b is input to the current drive circuit 82 and a gate signal (gb) is connected thereto. Further, the signal b is input to the current driving circuit 83 and the gate signal gb is connected. Similarly, current drive circuits 84 and 86 and a load resistor R are connected to the Y-axis line 71 at both ends, a signal A is input to the current drive circuit 84, and a gate signal GA is connected. Further, the signal A is input to the current driving circuit 86 and the gate signal (GA) is connected thereto. Current drive circuits 85 and 87 and a load resistor R are connected to the Y-axis line 73 at both ends, and a signal B is input to the current drive circuit 85 and a gate signal GB is connected thereto. Further, the signal B is input to the current driving circuit 87, and the gate signal (GB) is connected thereto.

図７（ｂ）は図７（ａ）の動作をしたときの各電流駆動回路のゲート信号の真理値表である。尚、この真理値表では「ＯＦＦ」をフローティング状態、「ＯＮ」をアクティブ状態とする。次に図７（ａ）の回路動作について図７（ｂ）を参照して説明する。まず線路７１に矢印の方向に電流Ｉａを流すために、電流駆動回路８６をフローティング状態にするためにゲート信号（ＧＡ）を「ＯＦＦ」とし、電流駆動回路８４をアクティブ状態にするためにゲート信号ＧＡを「ＯＮ」とする。これにより、負荷抵抗Ｒから電流Ｉａが線路７１を介して電流駆動回路８４に流れ込む。次に線路７２に矢印の方向に電流Ｉｂを流すために、電流駆動回路８０をフローティング状態にするためにゲート信号（ｇａ）を「ＯＦＦ」とし、電流駆動回路８１をアクティブ状態にするためにゲート信号ｇａを「ＯＮ」とする。これにより、負荷抵抗Ｒから電流Ｉｂが線路７２を介して電流駆動回路８１に流れ込む。次に線路７３に矢印の方向に電流Ｉｃを流すために、電流駆動回路８５をフローティング状態にするためにゲート信号ＧＢを「ＯＦＦ」とし、電流駆動回路８７をアクティブ状態にするためにゲート信号（ＧＢ）を「ＯＮ」とする。これにより、負荷抵抗Ｒから電流Ｉｃが線路７３を介して電流駆動回路８７に流れ込む。次に線路７０に矢印の方向に電流Ｉｄを流すために、電流駆動回路８３をフローティング状態にするためにゲート信号ｇｂを「ＯＦＦ」とし、電流駆動回路８２をアクティブ状態にするためにゲート信号（ｇｂ）を「ＯＮ」とする。これにより、負荷抵抗Ｒから電流Ｉｄが線路７０を介して電流駆動回路８２に流れ込む。 FIG. 7B is a truth table of the gate signal of each current drive circuit when the operation of FIG. In this truth table, “OFF” is a floating state and “ON” is an active state. Next, the circuit operation of FIG. 7A will be described with reference to FIG. First, in order to pass the current Ia through the line 71 in the direction of the arrow, the gate signal (GA) is set to “OFF” to bring the current drive circuit 86 into a floating state, and the gate signal to bring the current drive circuit 84 into an active state. GA is set to “ON”. As a result, the current Ia flows from the load resistance R into the current driving circuit 84 via the line 71. Next, in order to pass the current Ib through the line 72 in the direction of the arrow, the gate signal (ga) is turned “OFF” in order to bring the current driving circuit 80 into a floating state, and the gate to make the current driving circuit 81 in an active state. The signal ga is set to “ON”. As a result, the current Ib flows from the load resistance R into the current driving circuit 81 via the line 72. Next, in order to pass the current Ic through the line 73 in the direction of the arrow, the gate signal GB is turned “OFF” in order to bring the current drive circuit 85 into a floating state, and the gate signal ( GB) is set to “ON”. As a result, the current Ic flows from the load resistance R into the current driving circuit 87 via the line 73. Next, in order to pass the current Id through the line 70 in the direction of the arrow, the gate signal gb is set to “OFF” in order to bring the current drive circuit 83 into a floating state, and the gate signal ( gb) is set to “ON”. As a result, the current Id flows from the load resistance R into the current driving circuit 82 via the line 70.

図８（ａ）、（ｂ）は本発明の合成アンテナをマトリックス状に構成した場合の各線路に流す電流の制御方法を示す図である。この図では線路に電流が流れ込む方向にある電流駆動回路のみを記載し、他は省略している。また磁界が強い場合を太い矢印で記載し、磁界が弱い場合を細い矢印で記載している。図８（ａ）は強い磁界を形成する領域の周辺の領域の磁界を弱める場合の、電流の向きを制御した図である。各線路の矢印はその線路に流れる電流の向きを表している。図８（ａ）では領域３０１に例えば読み取るべきＩＣタグがあると仮定する。まず領域３０１に電流のループを形成するために、線路Ｂにある電流駆動回路９３をアクティブ状態にする。次に線路ｂにある電流駆動回路９５をアクティブ状態にする。次に線路Ｃにある電流駆動回路９７をアクティブ状態にする。次に線路ｃにある電流駆動回路９１をアクティブ状態にする。尚、このように順次電流駆動回路をアクティブ状態にしても良いが、一旦メモリに状態を記憶して同時にアクティブ状態にしても良い。これにより領域３０１に磁界が生成されるが、領域３０１の周辺の領域９６、９７、９８、３００、３０３、３０４、３０５、３０２にもアクティブになっている線路の影響で何らかの磁界が発生する。例えば、領域９７には線路ｂ、Ｂ、ｃに電流が流れてかなり強い磁界が発生する可能性がある。これらの磁界はループコイル９により領域３０１に発生した磁界と一緒に読み取られるため、領域３０１の信号のＳ／Ｎを悪化させてしまう。
そこで例えば領域９７の磁界を弱めるために線路Ａに線路Ｂと同じ方向の電流を流す。それには電流駆動回路９２をアクティブとすればよい。これにより領域９７にはループ電流が形成されないため磁界を弱めることができる。同様にして領域９８の磁界を弱めるために線路ａに線路ｂと同じ方向の電流を流す。それには電流駆動回路９４をアクティブとすればよい。これにより領域９８にはループ電流が形成されないため磁界を弱めることができる。また同時に領域３００及び領域３０３の磁界も弱めることができる。同様にして領域３０４の磁界を弱めるために線路Ｄに線路Ｃと同じ方向の電流を流す。それには電流駆動回路９６をアクティブとすればよい。これにより領域３０４にはループ電流が形成されないため磁界を弱めることができる。また同時に領域３０５の磁界も弱めることができる。更に、領域３０５の磁界を弱めるために線路ｄに線路ｃと同じ方向の電流を流す。それには電流駆動回路９０をアクティブとすればよい。これにより領域３０５にはループ電流が形成されないため磁界を弱めることができる。また同時に領域３０２及び領域９６の磁界も弱めることができる。
この結果、読み取るべきＩＣタグがある領域３０１にはループ電流が形成され、それ以外の周辺の領域はループ電流が形成されないため、領域３０１の磁界は強いが、それ以外の領域の磁界を弱めることができる。これにより、ループアンテナ９には領域３０１にある読み取るべきＩＣタグの情報を正確に読み取ることができる。
図８（ｂ）は強い磁界を形成する領域を移動した場合の、電流の向きを制御する図である。この図では、読み取るべきＩＣタグがある領域３０１から領域９７に移動する場合について説明する。まず領域９７の磁界を形成するために線路Ｂに接続されている電流駆動回路９３（図８（ａ）参照）をフローティング状態にし、同時に電流駆動回路９９をアクティブにする。これにより、線路Ｂの電流の向きが逆転して領域９７にはループ電流が形成され、強い磁界が発生する。また、この結果、領域３０１はループ電流が形成されなくなり、領域３０１の磁界を弱めることができる。
このようにＩＣタグに対して電力用搬送波を伝播させる位置に構成される特定の線路群に流れる各電流の向きが互いにループを形成するようにした場合、そのループの周辺にも不要な磁界が発生する。そこで本実施形態では、不要な磁界を抑制するため、特定の線路群以外の各線路に流れる電流の向きが、電流ループを形成しないようにして磁界を打ち消し合う方向に電流を流すものである。 FIGS. 8A and 8B are diagrams showing a method of controlling the current flowing in each line when the composite antenna of the present invention is configured in a matrix. In this figure, only the current drive circuit in the direction in which current flows in the line is shown, and the others are omitted. A case where the magnetic field is strong is indicated by a thick arrow, and a case where the magnetic field is weak is indicated by a thin arrow. FIG. 8A is a diagram in which the direction of the current is controlled when the magnetic field in the region around the region where the strong magnetic field is formed is weakened. The arrow of each line represents the direction of the current flowing through the line. In FIG. 8A, it is assumed that there is an IC tag to be read in the area 301, for example. First, in order to form a current loop in the region 301, the current driving circuit 93 in the line B is activated. Next, the current driving circuit 95 on the line b is activated. Next, the current drive circuit 97 on the line C is activated. Next, the current drive circuit 91 in the line c is activated. Although the current drive circuit may be sequentially activated as described above, the state may be temporarily stored in the memory and simultaneously activated. As a result, a magnetic field is generated in the region 301, but some magnetic field is also generated in the regions 96, 97, 98, 300, 303, 304, 305, and 302 around the region 301 due to the active line. For example, in the region 97, a current may flow through the lines b, B, and c, and a considerably strong magnetic field may be generated. Since these magnetic fields are read together with the magnetic field generated in the region 301 by the loop coil 9, the S / N of the signal in the region 301 is deteriorated.
Therefore, for example, in order to weaken the magnetic field in the region 97, a current in the same direction as the line B is passed through the line A. For this purpose, the current driving circuit 92 may be activated. Thereby, since no loop current is formed in the region 97, the magnetic field can be weakened. Similarly, in order to weaken the magnetic field in the region 98, a current in the same direction as the line b is passed through the line a. For this purpose, the current driving circuit 94 may be activated. Thereby, since no loop current is formed in the region 98, the magnetic field can be weakened. At the same time, the magnetic fields in the region 300 and the region 303 can be weakened. Similarly, in order to weaken the magnetic field in the region 304, a current in the same direction as the line C is passed through the line D. For this purpose, the current driving circuit 96 may be activated. Thereby, since no loop current is formed in the region 304, the magnetic field can be weakened. At the same time, the magnetic field in the region 305 can be weakened. Further, in order to weaken the magnetic field in the region 305, a current in the same direction as the line c is supplied to the line d. For this purpose, the current driving circuit 90 may be activated. Thereby, since no loop current is formed in the region 305, the magnetic field can be weakened. At the same time, the magnetic fields in the region 302 and the region 96 can be weakened.
As a result, a loop current is formed in the region 301 where the IC tag to be read is present, and no loop current is formed in the other peripheral regions. Therefore, the magnetic field in the region 301 is strong, but the magnetic field in other regions is weakened. Can do. As a result, the information of the IC tag to be read in the region 301 can be read accurately in the loop antenna 9.
FIG. 8B is a diagram for controlling the direction of current when a region where a strong magnetic field is formed is moved. In this figure, a case where the IC tag to be read is moved from the region 301 to the region 97 will be described. First, in order to form the magnetic field in the region 97, the current driving circuit 93 (see FIG. 8A) connected to the line B is brought into a floating state, and at the same time, the current driving circuit 99 is activated. As a result, the direction of the current in the line B is reversed, a loop current is formed in the region 97, and a strong magnetic field is generated. As a result, no loop current is formed in the region 301, and the magnetic field in the region 301 can be weakened.
In this way, when the directions of the currents flowing in the specific line group configured at the position where the power carrier wave propagates to the IC tag form a loop with each other, an unnecessary magnetic field is also generated around the loop. appear. Therefore, in this embodiment, in order to suppress an unnecessary magnetic field, the current flows in a direction in which the currents flowing in each line other than the specific line group cancel each other without forming a current loop.

図９は本発明の一実施形態に係るリーダライタシステムの構成図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。このリーダライタシステム４００は、マトリックス状に構成された合成アンテナ３５０と、合成アンテナ３５０を介して図示しないＩＣタグ（非接触情報記録媒体）への電力用搬送波の伝播を行う送信機１１０と、ＩＣタグからのデータの受信を仲介するループコイル９と、ループコイル９を介して、ＩＣタグとの間で所定の変復調方式に基づくデータの授受を行う受信機１００と、受信機１００と送信機１１０を制御するＰＣ（制御手段）５０とを備えて構成される。また合成アンテナ３５０は、マトリックス状に構成された線路群３１３と、各線路群に流す電流を駆動する電流駆動回路３１０、３１１、３１２、３１４により構成される。 FIG. 9 is a configuration diagram of a reader / writer system according to an embodiment of the present invention. The same components will be described with the same reference numerals. The reader / writer system 400 includes a composite antenna 350 configured in a matrix, a transmitter 110 that propagates a power carrier wave to an IC tag (non-contact information recording medium) (not shown) via the composite antenna 350, an IC A loop coil 9 that mediates reception of data from the tag, a receiver 100 that exchanges data with an IC tag based on a predetermined modulation / demodulation method via the loop coil 9, and a receiver 100 and a transmitter 110. And a PC (control means) 50 for controlling. The synthetic antenna 350 includes a line group 313 configured in a matrix and current drive circuits 310, 311, 312, and 314 that drive currents flowing through the line groups.

次に本実施形態に係るリーダライタシステムの概略動作について説明する。例えば、線路群３１３の領域Ａの情報を読み取る場合、ＰＣ５０は送信機１１０に対して領域Ａのマトリックスに電流ループが形成されるように電流駆動回路３１０、３１１、３１２、３１４のゲート信号を制御する。当然このとき図８で説明した通り領域Ａの周辺の領域には磁界が発生しにように各線路が制御される。そして電流の向きが決定すると、電流をＩＣタグと交信可能な信号に変調する。これにより、領域Ａに近接したＩＣタグが駆動され、ＩＣタグに記録されている情報がループコイル９から読み取られて受信機１００に入力される。尚、本実施形態ではループコイル９を１つとしたが、複数のループコイルに分割しても構わない。
以上の通り本発明によれば、ＰＣ５０は、少なくとも独立した２本の線路により構成したループに流れる電流の向きが同一方向になるように電流駆動回路を制御するので、複数の線路に流れる電流の向きにより、単一線路のループと等価な磁界を形成することができる。
また、各線路に流す電流を交信可能な信号に変調するので、合成アンテナを送信アンテナとして機能することができる。
また、ＩＣタグに電力用搬送波を伝播させる場合、その位置にある特定の線路群に流れる各電流の向きが互いに電流ループを形成するように制御するので、マトリックス上の特定の領域に磁界を形成することができる。
また、特定の線路群以外の各線路に流れる電流の向きが、電流ループを形成しないようにして磁界を打ち消し合う方向に電流を流すので、特定の領域以外の磁界を弱めて特定の領域の磁界のＳ／Ｎを改善することができる。
また、合成アンテナと、この合成アンテナ３５０を介してＩＣタグに信号を送信する送信機１１０と、ＩＣタグに記録された情報を読み取るための信号を仲介するループコイル９と、ＩＣタグとの間で所定の変復調方式に基づくデータの授受を行う受信機１００と、を備えてリーダライタシステム４００を構成するので、ループコイル９を切り換える手段が不要となり、回路構成が簡単なシステムを構築することができる。
また、ループコイル９を複数の合成アンテナに対して少なくとも１つ備えるので、複数のＩＣタグの情報の読み取りを１つのループアンテナで共有することができる。 Next, a schematic operation of the reader / writer system according to the present embodiment will be described. For example, when reading information on the area A of the line group 313, the PC 50 controls the gate signals of the current driving circuits 310, 311, 312, and 314 so that a current loop is formed in the matrix of the area A with respect to the transmitter 110. To do. Naturally, at this time, as described with reference to FIG. 8, each line is controlled so that a magnetic field is generated in a region around the region A. When the direction of the current is determined, the current is modulated into a signal that can be communicated with the IC tag. As a result, the IC tag adjacent to the area A is driven, and information recorded on the IC tag is read from the loop coil 9 and input to the receiver 100. In the present embodiment, one loop coil 9 is used, but it may be divided into a plurality of loop coils.
As described above, according to the present invention, the PC 50 controls the current driving circuit so that the direction of the current flowing through the loop constituted by at least two independent lines is the same direction. Depending on the orientation, a magnetic field equivalent to a single-line loop can be formed.
Further, since the current flowing through each line is modulated into a communicable signal, the combined antenna can function as a transmitting antenna.
In addition, when propagating a power carrier wave to an IC tag, the direction of each current flowing through a specific line group at that position is controlled to form a current loop with each other, so a magnetic field is formed in a specific region on the matrix. can do.
In addition, since the direction of the current flowing through each line other than the specific line group is such that the current flows in a direction that cancels the magnetic field without forming a current loop, the magnetic field in the specific area is reduced by weakening the magnetic field outside the specific area. S / N can be improved.
Between the IC tag, the synthetic antenna, the transmitter 110 that transmits a signal to the IC tag via the synthetic antenna 350, the loop coil 9 that mediates a signal for reading information recorded on the IC tag, and the IC tag. Since the reader / writer system 400 includes the receiver 100 that transmits and receives data based on a predetermined modulation / demodulation method, a means for switching the loop coil 9 is not required, and a system with a simple circuit configuration can be constructed. it can.
In addition, since at least one loop coil 9 is provided for a plurality of synthetic antennas, reading of information of a plurality of IC tags can be shared by one loop antenna.

本発明のＩＣカード若しくはＩＣタグ（非接触情報記録媒体）用受信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the receiver for IC card or IC tag (non-contact information recording medium) of this invention. 本発明のＩＣカード若しくはＩＣタグ（非接触情報記録媒体）用送信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the transmitter for IC card or IC tag (non-contact information recording medium) of this invention. ＩＣカード若しくはＩＣタグの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an IC card or an IC tag. 本発明の合成アンテナの原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of the synthetic | combination antenna of this invention. 本発明の合成アンテナの線路に流す電流の向きを変更する原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle which changes the direction of the electric current sent through the track | line of the synthetic | combination antenna of this invention. 本発明の合成アンテナをマトリックス状に構成した場合の磁界の生成方法を説明する図である。It is a figure explaining the production | generation method of the magnetic field at the time of comprising the synthetic | combination antenna of this invention in matrix form. 本発明の合成アンテナをマトリックス状に構成した場合の各線路に流す電流の駆動回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the drive circuit of the electric current sent through each track | line when the synthetic | combination antenna of this invention is comprised in matrix form. 本発明の合成アンテナをマトリックス状に構成した場合の各線路に流す電流の制御方法を示す図である。It is a figure which shows the control method of the electric current sent through each track | line when the synthetic | combination antenna of this invention is comprised in matrix form. 本発明の一実施形態に係るリーダライタシステムの構成図である。1 is a configuration diagram of a reader / writer system according to an embodiment of the present invention. FIG. 従来方式によるループアンテナ切り替え装置の図である。It is a figure of the loop antenna switching device by a conventional system. 従来方式によるループアンテナ切り替え装置の他の図である。It is another figure of the loop antenna switching apparatus by a conventional system.

符号の説明Explanation of symbols

９ループコイル、５０ＰＣ、１００受信機、１１０送信機、３１３線路群、３１０、３１１、３１２、３１４電流駆動回路、３５０合成アンテナ、４００リーダライタシステム 9 Loop coil, 50 PC, 100 Receiver, 110 Transmitter, 313 Line group, 310, 311, 312, 314 Current drive circuit, 350 Synthetic antenna, 400 Reader / writer system

Claims

非接触情報記録媒体への電力用搬送波の伝播を仲介する合成アンテナであって、少なくとも２本の独立した線路により構成したループと、当該ループを構成する各線路に個別に電流を供給する電流供給手段と、該電流供給手段により供給される電流の向きを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ループに流れる電流の向きが同一方向になるように前記電流供給手段を制御することを特徴とする合成アンテナ。 A synthetic antenna that mediates propagation of a power carrier wave to a non-contact information recording medium, comprising a loop composed of at least two independent lines, and a current supply that individually supplies current to each line constituting the loop Means, and control means for controlling the direction of the current supplied by the current supply means,
The synthetic antenna according to claim 1, wherein the control means controls the current supply means so that directions of currents flowing in the loops are the same direction.

前記制御手段は、前記各線路に流す電流を前記非接触情報記録媒体と交信可能な信号に変調することを特徴とする請求項１に記載の合成アンテナ。 The synthetic antenna according to claim 1, wherein the control means modulates a current flowing through each of the lines into a signal communicable with the non-contact information recording medium.

非接触情報記録媒体への電力用搬送波の伝播を仲介する合成アンテナであって、複数の線路が交差するように構成したマトリックスと、該マトリックスを構成する各線路に電流を供給する電流供給手段と、該電流供給手段による電流の向きを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記マトリックスを構成する各線路のうち、前記非接触情報記録媒体に対して電力用搬送波を伝播させる位置に配置される特定の線路群に流れる各電流の向きが互いにループを形成するように前記電流供給手段を制御することを特徴とする合成アンテナ。 A composite antenna that mediates propagation of a power carrier wave to a non-contact information recording medium, a matrix configured such that a plurality of lines intersect, and current supply means for supplying current to each line constituting the matrix And a control means for controlling the direction of current by the current supply means,
In the control means, among the lines constituting the matrix, the directions of the currents flowing in a specific group of lines arranged at positions where power carriers are propagated to the non-contact information recording medium form a loop with each other. The combined antenna is characterized by controlling the current supply means.

前記制御手段は、前記非接触情報記録媒体への電力用搬送波の伝播を行なう特定の線路群以外の各線路に流れる電流の向きが、ループを形成しないように前記電流供給手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の合成アンテナ。 The control means controls the current supply means so that the direction of the current flowing through each line other than the specific line group that propagates the power carrier wave to the non-contact information recording medium does not form a loop. The synthetic antenna according to claim 3, wherein

請求項１乃至４の何れか一項に記載の合成アンテナと、該合成アンテナを介して非接触情報記録媒体への電力用搬送波の伝播を行う送信機と、前記非接触情報記録媒体からのデータの受信を仲介するループコイルと、該ループコイルを介して前記非接触情報記録媒体との間で所定の変復調方式に基づくデータの授受を行う受信機と、前記送信機及び受信機の処理を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするリーダライタシステム。 5. The combined antenna according to claim 1, a transmitter that propagates a power carrier wave to the non-contact information recording medium via the combined antenna, and data from the non-contact information recording medium A loop coil that mediates the reception of data, a receiver that transmits and receives data based on a predetermined modulation / demodulation method to and from the non-contact information recording medium via the loop coil, and controls processing of the transmitter and the receiver A reader / writer system characterized by comprising:

前記ループコイルを複数の前記合成アンテナに対して少なくとも１つ備えることを特徴とする請求項５に記載のリーダライタシステム。 The reader / writer system according to claim 5, wherein at least one loop coil is provided for a plurality of the combined antennas.