JPH11184988A

JPH11184988A - リーダライタ

Info

Publication number: JPH11184988A
Application number: JP9364531A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Igarashi; 啓介五十嵐; Mitsuhiro Okada; 充弘岡田; Takahiro Watanabe; 高洋渡辺; Manabu Nakamura; 学中村
Original assignee: Kokusai Electric Corp
Current assignee: Kokusai Electric Corp
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 1999-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】第１のアンテナを用いてＩＣカード等といっ
た移動情報通信体へ電力を送電するとともに、第２のア
ンテナを用いて当該移動情報通信体から情報を受信する
リーダライタにおいて、両アンテナ間での相互干渉を防
止するとともに、安定した情報通信を保障する。【解決手段】リーダライタ１では、第１のアンテナ１
１と第２のアンテナ１２とを別体で備え、両アンテナ１
１、１２を例えば比較的大きな距離で離隔させて配置し
たため、一方のアンテナで発生した磁束が他方のアンテ
ナに与える電磁結合による相互干渉が低減される。ま
た、両アンテナ１１、１２間にＩＣカード２を出し入れ
自在な空間が形成されており、当該空間内において、リ
ーダライタ１からＩＣカード２へ電力を伝送するアンテ
ナ１１、２１間の距離とＩＣカード２からリーダライタ
１へ情報を伝送するアンテナ１２、２２間の距離との均
衡から、ＩＣカード２からリーダライタ１へ品質の安定
した情報通信が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、第１のアンテナを
用いてＩＣカード等といった移動情報通信体へ電力を送
電するとともに、第２のアンテナを用いて前記移動情報
通信体から情報を受信するリーダライタに関し、特に、
これら両アンテナ間での相互干渉を低減させつつ、移動
情報通信体との間で品質の安定した情報通信を行うリー
ダライタに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばクレジットカード等と同様な大き
さのカード基板にマイクロコンピュータチップとメモリ
チップとを埋設して構成したＩＣカードは、金融、流
通、交通、医療等の種々な分野において実用化が図られ
ている。このようなＩＣカードを用いたＩＣカードシス
テムでは、リーダライタからＩＣカードに対して電力を
伝送供給し、リーダライタとＩＣカードとの間で制御コ
ードやデータ等といった情報を通信させている。

【０００３】リーダライタとＩＣカードとの間の電力伝
送や情報通信では、端子同士を接触させて行う接触方式
の他に、電磁誘導を用いた非接触方式も採用されてい
る。非接触方式においても種々な態様が検討されてお
り、例えば、電力伝送用の周波数と情報通信用の周波数
とを異ならせた２周波方式が検討されている。このよう
な２周波方式を用いて、例えば第１の周波数ではリーダ
ライタからＩＣカードへ電力の伝送を行うと同時に情報
の伝送を行い、第２の周波数ではＩＣカードからリーダ
ライタへ情報の伝送を行うことにより、リーダライタと
ＩＣカードとの間で同時に双方向で通信を行うこともで
きる。このような態様を用いることにより、２周波方式
では、電力伝送用の周波数と情報通信用の周波数とが同
一であるためにリーダライタとＩＣカードとの間で同時
に双方向通信できない１周波方式に比べて、情報通信の
効率をより向上させることができる。

【０００４】また、上記のような２周波方式が用いられ
る場合等には、電力の伝送及びリーダライタからＩＣカ
ードへの情報の伝送を行うアンテナと、ＩＣカードから
リーダライタへの情報の伝送を行うアンテナとが別体で
備えられることが好ましく、例えばリーダライタでは、
ＩＣカードへ電力の送電及び情報の送信を行う送電用ア
ンテナとＩＣカードから情報を受信する受信用アンテナ
とが別体で備えられることが好ましい。

【０００５】図５には、送電用アンテナ３２と受信用ア
ンテナ３３とを別体で備えたリーダライタ３１の外観及
び内部のアンテナ配置を示してあり、また、同図には、
当該リーダライタ３１との間で電力伝送や情報通信を行
うＩＣカード３４と、説明の便宜上から直交座標軸であ
るＸＹＺ座標軸とを示してある。なお、リーダライタ３
１の筐体の外観については破線を用いて示してある。

【０００６】同図に示したように、リーダライタ３１に
備えられた両アンテナ３２、３３は、例えば、方形等に
巻かれたループ状のコイルから構成されている。また、
同図に示すように、これら両アンテナ３２、３３の配置
としては、両アンテナ３２、３３を構成するコイル面を
同一平面内（図５では、ＸＹ平面と平行な平面内）で重
ねて配置する態様が一般的に検討されている。

【０００７】上記のようなリーダライタ３１とＩＣカー
ド３４との間での電力伝送や情報通信としては、例えば
上記図５に示したように、ＩＣカード３４がリーダライ
タ３１に備えられた両アンテナ３２、３３の上方（図５
では、Ｚ軸に沿って上方）等にかざされた状態で行われ
る。すなわち、ＩＣカード３４にも例えばループ状のコ
イルから構成された電力受電及び情報受信用のアンテナ
（受電用アンテナ）や情報送信用のアンテナ（送信用ア
ンテナ）、又は電力伝送と情報通信との両方を行う共用
アンテナ（ＩＣカード３４のアンテナについては図示せ
ず）が備えられており、電力伝送及びリーダライタ３１
からＩＣカード３４への情報伝送についてはリーダライ
タ３１に備えられた送電用アンテナ３２とＩＣカード３
４に備えられた受電用アンテナ又は共用アンテナ間での
電磁結合により行われるとともに、ＩＣカード３４から
リーダライタ３１への情報伝送についてはリーダライタ
３１に備えられた受信用アンテナ３３とＩＣカード３４
に備えられた送信用アンテナ又は共用アンテナ間での電
磁結合により行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなリーダライタでのアンテナ配置では、送電用アン
テナと受信用アンテナとの間で電磁結合による相互干渉
が大きく生じてしまうといった不具合があった。具体的
には、上記図５に示したリーダライタ３１のアンテナ配
置では、図６に示すように、例えば送電用アンテナ３２
を構成するループコイルに高周波電流ｉを流した場合
に、当該電流ｉにより発生した磁束φが受信用アンテナ
３３を構成するループコイルを高い密度で貫いてしまう
ため、両アンテナ３２、３３間で大きな干渉が生じてし
まう。

【０００９】このため、上記のようなリーダライタで
は、ＩＣカードへ電力を送電するに際して、送電用アン
テナから送電された電力エネルギーが自己の受信用アン
テナとの干渉により無駄に消費されてしまうといったこ
とが生じ、このようなことから、電力伝送の効率が低下
してしまって、例えばＩＣカードへ十分な電力を供給す
ることができないといった不具合があった。また、上記
のようなリーダライタの受信用アンテナについても、上
記のように自己の送電用アンテナからの干渉により情報
受信が妨害されてしまうため、ＩＣカードとの間での情
報通信の品質が低下してしまうといった不具合があっ
た。

【００１０】また、上記したリーダライタのアンテナ配
置では、リーダライタの上方等にかざされたＩＣカード
と当該リーダライタとの間で電力伝送及び情報通信が行
われるに際して、リーダライタの送電用アンテナとＩＣ
カードの電力受電を行うアンテナとの間の距離が大きく
なるに従って、当該リーダライタの受信用アンテナと当
該ＩＣカードの情報送信を行うアンテナとの間の距離も
大きくなってしまうため、ＩＣカードからリーダライタ
へ品質の安定した情報通信が行われるのを確保すること
が困難であった。

【００１１】例えば上記図５に示したリーダライタ３１
のアンテナ配置では、リーダライタ３１とＩＣカード３
４とに備えられたアンテナ間の距離が大きくなるに従っ
て、リーダライタ３１から送電された電力をＩＣカード
３４により受電する効率が低下してしまうばかりか、当
該ＩＣカード３４から当該リーダライタ３１に対して行
われる情報通信における通信距離も大きくなってしまう
といった不具合が生じてしまう。

【００１２】すなわち、このような場合には、ＩＣカー
ド３４ではリーダライタ３１へ情報を送信するための電
力の供給を十分に受電することができないばかりか、当
該ＩＣカード３４から当該リーダライタ３１への情報通
信における通信距離も大きくなってしまうため、総じて
情報通信の品質が低下してしまうといったことが生じて
いた。このように、上記したリーダライタのアンテナ配
置では、リーダライタとＩＣカードとの間の距離に依存
して、当該ＩＣカードから当該リーダライタへの情報通
信の品質の程度が変化し易いため、上記したように、こ
うした情報通信を安定した品質で行うことを確保するこ
とが困難であった。

【００１３】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、第１のアンテナを用いてＩＣ
カード等といった移動情報通信体へ電力を送電するとと
もに、第２のアンテナを用いて当該移動情報通信体から
情報を受信するに際して、これら両アンテナ間での相互
干渉を低減させることができるとともに、移動情報通信
体から受信する情報の品質をほぼ一定に保って、安定し
た情報通信を実現させることができるリーダライタを提
供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るリーダライタでは、移動情報通信体へ
電力を送電する第１のアンテナと前記移動情報通信体か
ら情報を受信する第２のアンテナとを別体で備え、これ
ら両アンテナを離隔させて配置することにより、これら
両アンテナ間に前記移動情報通信体を出し入れ自在な空
間を形成し、当該空間内において前記第１のアンテナか
ら送電した電力により前記移動情報通信体を動作させ、
当該移動情報通信体から送信された情報を前記第２のア
ンテナで受信するようにした。

【００１５】従って、リーダライタでは、前記第１のア
ンテナと前記第２のアンテナとが離隔させられて配置さ
れているため、これら両アンテナ間での相互干渉を低減
させることができ、これにより、例えば前記第１のアン
テナから送電された電力が自己の前記第２のアンテナと
の干渉によって浪費されてしまうことや、前記第２のア
ンテナを用いて行われる情報受信が自己の前記第１のア
ンテナからの干渉によって妨害されてしまうことを防止
することができる。

【００１６】例えば、上記した両アンテナを用いて電磁
結合による電力伝送や情報通信を行う場合、一方のアン
テナから発生した磁束が他方のアンテナに及ぼす影響
は、一般に、両アンテナ間の距離が大きくなるに従って
減少するため、本発明では、前記第１のアンテナと前記
第２のアンテナとの間の距離をより大きく離隔させて配
置することにより、両アンテナ間での電磁結合による相
互干渉をより大きく低減させることができる。

【００１７】このように、本発明では、両アンテナ間の
距離を比較的大きく離隔させて、これら両アンテナ間で
の相互干渉を実用上でほとんど全く消失させる態様や、
また、多少の影響はあっても実用上で有効な程度で両ア
ンテナ間の距離を離隔させて、その離隔距離に応じた程
度で両アンテナ間での干渉を低減させる態様等を用いる
ことができる。

【００１８】また、上記した本発明のリーダライタで
は、例えば前記空間を挟んで前記第１のアンテナと前記
第２のアンテナとが配置されるため、移動情報通信体が
当該空間内に入れられた場合に、リーダライタの前記第
１のアンテナと移動情報通信体の電力受電を行うアンテ
ナとの間の距離が大きくなるに従って、当該リーダライ
タの前記第２のアンテナと当該移動情報通信体の情報送
信を行うアンテナとの間の距離が小さくなることが実現
され、同様に、リーダライタの前記第１のアンテナと移
動情報通信体の電力受電を行うアンテナとの間の距離が
小さくなるに従って、当該リーダライタの前記第２のア
ンテナと当該移動情報通信体の情報送信を行うアンテナ
との間の距離が大きくなることが実現される。

【００１９】すなわち、このような構成では、移動情報
通信体によりリーダライタから受電される電力が比較的
少ない場合には、当該移動情報通信体から当該リーダラ
イタへ比較的近距離での情報通信が行われる一方、移動
情報通信体によりリーダライタから受電される電力が比
較的多い場合には、当該移動情報通信体から当該リーダ
ライタへ比較的遠距離での情報通信が行われることが保
障されている。従って、リーダライタでは、前記空間内
において移動情報通信体への電力伝送及び当該移動情報
通信体からの情報受信を行うに際して、当該情報受信の
品質をほぼ一定に保って、安定した情報通信を実現させ
ることができる。

【００２０】なお、前記第１のアンテナと前記第２のア
ンテナとの離隔配置の仕方や、前記空間の形成の仕方と
しては、どのような態様が用いられてもよく、要は、両
アンテナ間の離隔距離に応じた程度で両アンテナ間での
相互干渉を低減させることができるとともに、前記空間
内において移動情報通信体への電力伝送及び当該移動情
報通信体からの情報受信を行うことができる構成であれ
ばよい。

【００２１】また、本発明では、リーダライタから移動
情報通信体に対して情報の送信を行うアンテナの構成に
ついては特に限定はなく、例えば上記した第１のアンテ
ナや第２のアンテナのいずれかのアンテナを用いて情報
の送信を行うこともできる。例えば上記した第１のアン
テナを情報送信用のアンテナとして兼用した場合には、
リーダライタでは、当該第１のアンテナを用いて電力の
送電及び情報の送信を行うとともに、上記した第２のア
ンテナを用いて情報の受信を行う。また、例えば上記し
た第２のアンテナを情報送信用のアンテナとして兼用し
た場合には、リーダライタでは、上記した第１のアンテ
ナを用いて電力の送電を行うとともに、当該第２のアン
テナを用いて情報の送信及び受信を行う。

【００２２】ここで、本発明において言う移動情報通信
体には、上記したＩＣカードばかりでなく、例えば、商
品や物品に付されたタグや、宅配便の荷物に付された配
送先プレート等といったものも包含される。すなわち、
本発明において言う移動情報通信体としては、リーダラ
イタに備えられた前記第１のアンテナから送電された電
力を受電し、リーダライタに備えられた前記第２のアン
テナに対して情報の送信を行うものであればどのような
ものであってもよく、本発明は、以上に示したものに限
られず、種々な移動情報通信体との間で電力伝送や当該
移動情報通信体からの情報受信を行うリーダライタに広
く適用可能なものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明に係る一実施例を図面を参
照して説明する。なお、本例では、移動情報通信体とし
てＩＣカードを用いた場合について説明する。図１に
は、本発明に係るリーダライタ１の外観及びアンテナ配
置の一例を示してあり、また、図２には、このリーダラ
イタ１の概念的な回路構成例を示してある。なお、図１
に示したリーダライタ１では、その筐体の外観を破線を
用いて示すとともに、当該筐体の内部や表面近く等に配
置されたアンテナ１１、１２については実線を用いて示
してある。また、図１には、上記したリーダライタ１と
共に、電力の受電と情報の受信を行う受電用アンテナ２
１及び情報の送信を行う送信用アンテナ２２により当該
リーダライタ１との間で電力の伝送や情報の通信を行う
ＩＣカード２と、説明の便宜上から直交座標軸であるＸ
ＹＺ座標軸とを示してある。

【００２４】上記図２に示されるように、リーダライタ
１には、ＩＣカード２への電力の送電及び情報の送信を
行う第１のアンテナ（本例では、送電用アンテナ）１１
と、ＩＣカード２からの情報を受信する第２のアンテナ
（本例では、受信用アンテナ）１２と、図外の情報端末
装置との間で情報の通信を行うインタフェース１３と、
図外の外部電源から電力を受電する電源回路１４と、こ
れら各手段１１〜１４を機能させて制御する制御送受信
部１５とが備えられている。

【００２５】制御送受信部１５は、一例として、制御プ
ログラムを格納したメモリと当該プログラムを実行する
ＣＰＵとを有したマイクロコンピュータ及び送受信回路
により構成されており、電源回路１４から受電した電力
を高周波電流に変換して送電用アンテナ１１から電力伝
送波として送電させ、また、情報端末装置からインタフ
ェース１３を介して受信した情報を無線通信に適した形
に変換して上記した送電用アンテナ１１からの電力伝送
波に乗せて当該アンテナ１１から送信させ、また、受信
用アンテナ１２で受信した情報を復調してインタフェー
ス１３を介して情報端末装置へ送信させる等といった機
能を有している。なお、上記した図外の情報端末装置で
は、リーダライタ１からインタフェース１３を介して受
信した情報に基づいて、金融、流通、交通、医療等とい
った各種の情報処理が行われる。

【００２６】リーダライタ１に備えられた上記した両ア
ンテナ１１、１２の配置としては、上記図１に示したよ
うに、送電用アンテナ１１と受信用アンテナ１２とは別
体で備えられており、これら両アンテナ１１、１２が距
離的に離隔させられて配置されている。本例では、これ
ら両アンテナ１１、１２が共に、方形等に巻かれたルー
プ状のコイルから構成されている場合を示してある。ま
た、本例では、これら両アンテナ１１、１２を構成する
コイル面が平行（図１では、両コイル面が共にＸＹ平面
と平行）に配置されるとともに、これら両コイル面が後
述するサービスエリアを挟んで当該コイル面に対して垂
直方向（図１では、Ｚ軸方向）に相対するように配置さ
れた場合を示してある。

【００２７】ここで、図３は上記図１に示したリーダラ
イタ１の側面図（図１におけるＸＺ平面と平行な断面
図）であり、上記したように、送電用アンテナ１１と受
信用アンテナ１２とが例えば距離ｄの間隔で離隔させら
れて配置されている。一般に、アンテナで発生した磁束
が外部に対して及ぼす影響は、当該アンテナから離れる
（すなわち、当該アンテナとの離隔距離が大きくなる）
に従って減少するため、上記のように送電用アンテナ１
１と受信用アンテナ１２とを例えば比較的大きく離隔さ
せた配置では、両アンテナ１１、１２間で生じる電磁結
合による相互干渉を低減させることができる。

【００２８】具体的には、例えば送電用アンテナ１１を
構成するループコイルに高周波電流ｉ１が流れ、当該電
流ｉ１により当該コイルから磁束φ１が発生した場合で
あっても、発生した磁束φ１に起因して受信用アンテナ
１２を構成するコイル面を貫いてしまう磁束の総量を減
少させることができる。なお、本例では、受信用アンテ
ナ１２では情報の受信のみを行う構成であるため、当該
アンテナ１２からは磁束が発生させられることはなく、
このため、当該アンテナ１２から送電用アンテナ１１へ
の磁束の干渉は生じない。このように、本例のリーダラ
イタ１では、両アンテナ１１、１２間での相互干渉を低
減させることができる。

【００２９】また、本例のリーダライタ１では、上記図
１に示したように、離隔された送電用アンテナ１１と受
信用アンテナ１２との間にＩＣカード２を出し入れ自在
な空間（サービスエリア）が形成されており、ＩＣカー
ド２との間での電力伝送や情報通信は、同図に示したよ
うにＩＣカード２が当該空間内に入れられた状態で当該
空間内において行われる。

【００３０】ここで、図４は、上記図１に示したリーダ
ライタ１に形成されたサービスエリア内にＩＣカード２
が入れられた場合の側面図（図１におけるＸＺ平面と平
行な断面図）であり、当該図４を用いてリーダライタ１
とＩＣカード２との間で行われる電力伝送及び情報通信
について詳しく説明する。なお、本例では、ＩＣカード
２の受電用アンテナ２１と送信用アンテナ２２とは別体
で備えられているとし、これら両アンテナ２１、２２が
共にループ状のコイルから構成されているとする。

【００３１】上記図４に示されるように、ＩＣカード２
がリーダライタ１のサービスエリア内に入れられると、
当該ＩＣカード２の受電用アンテナ２１がリーダライタ
１の送電用アンテナ１１の上方にかざされるとともに、
当該ＩＣカード２の送信用アンテナ２２がリーダライタ
１の受信用アンテナ１２の下方にかざされる。例えば同
図では、当該ＩＣカード２の両アンテナ２１、２２を構
成するコイル面が、リーダライタ１の両アンテナ１１、
１２を構成するコイル面とほぼ平行にかざされている。

【００３２】上記のようにリーダライタ１のサービスエ
リア内にＩＣカード２がかざされた場合、当該ＩＣカー
ド２の受電用アンテナ２１とリーダライタ１の送電用ア
ンテナ１１との間の距離Ｌが小さくなるに従って、当該
ＩＣカード２の送信用アンテナ２２とリーダライタ１の
受信用アンテナ１２との間の距離（ｄ−Ｌ）は大きくな
り、また逆に、当該ＩＣカード２の受電用アンテナ２１
とリーダライタ１の送電用アンテナ１１との間の距離Ｌ
が大きくなるに従って、当該ＩＣカード２の送信用アン
テナ２２とリーダライタ１の受信用アンテナ１２との間
の距離（ｄ−Ｌ）は小さくなる。なお、上記図４には、
一例として、ＩＣカード２の受電用アンテナ２１とリー
ダライタ１の送電用アンテナ１１との間の距離Ｌが比較
的小さな場合を示してある。

【００３３】具体的には、例えばＩＣカード２の受電用
アンテナ２１とリーダライタ１の送電用アンテナ１１と
の間の距離Ｌが比較的小さい場合には、リーダライタ１
の送電用アンテナ１１から発生した磁束φ１に起因して
当該ＩＣカード２の受電用アンテナ２１を貫く磁束の密
度が高く（すなわち、当該アンテナ２１と交差する磁束
φ１の総量が多く）なるため、当該ＩＣカード２により
受電される電力が大きくなる。一方、この場合には、当
該ＩＣカード２の送信用アンテナ２２とリーダライタ１
の受信用アンテナ１２との間の距離（ｄ−Ｌ）が比較的
大きくなるため、当該ＩＣカード２の送信用アンテナ２
２から発生した磁束φ２（図４では破線で示した）がリ
ーダライタ１の受信用アンテナ１２に与える影響（すな
わち、発生した磁束φ２の総量に対してリーダライタ１
の受信用アンテナ１２を貫く磁束の割合）が小さくな
る。

【００３４】すなわち、このような場合には、ＩＣカー
ド２の送信用アンテナ２２とリーダライタ１の受信用ア
ンテナ１２との間の通信距離が比較的大きくなる一方、
ＩＣカード２ではリーダライタ１から多量な電力を受電
して、リーダライタ１への情報送信に用いられる動作電
力を十分に確保することができ、このようなＩＣカード
２の受電力量と情報通信距離との均衡から、ＩＣカード
２からリーダライタ１へ品質の安定した情報通信を行う
ことができる。

【００３５】また、例えばＩＣカード２の受電用アンテ
ナ２１とリーダライタ１の送電用アンテナ１１との間の
距離Ｌが比較的大きい場合には、リーダライタ１の送電
用アンテナ１１から発生した磁束φ１に起因して当該Ｉ
Ｃカード２の受電用アンテナ２１を貫く磁束の密度が低
く（すなわち、当該アンテナ２１と交差する磁束φ１の
総量が少なく）なるために、当該ＩＣカード２により受
電される電力が小さくなる。一方、この場合には、当該
ＩＣカード２の送信用アンテナ２２とリーダライタ１の
受信用アンテナ１２との間の距離（ｄ−Ｌ）が比較的小
さくなるため、当該ＩＣカード２の送信用アンテナ２２
から発生した磁束φ２がリーダライタ１の受信用アンテ
ナ１２に与える影響（すなわち、発生した磁束φ２の総
量に対してリーダライタ１の受信用アンテナ１２を貫く
磁束の割合）が大きくなる。

【００３６】すなわち、このような場合には、ＩＣカー
ド２がリーダライタ１から受電する電力が比較的小さく
なる一方、当該ＩＣカード２の送信用アンテナ２２とリ
ーダライタ１の受信用アンテナ１２との間の通信距離が
比較的小さくなるため、当該ＩＣカード２からリーダラ
イタ１への情報送信に必要な電力量を比較的少なくさせ
ることができ、このようなＩＣカード２の受電力量と情
報通信距離との均衡から、ＩＣカード２からリーダライ
タ１へ品質の安定した情報通信を行うことができる。

【００３７】また、リーダライタ１からＩＣカード２へ
の情報伝送は、本例では、リーダライタ１の送電用アン
テナ１１とＩＣカード２の受電用アンテナ２１との間で
の電磁結合により行われる。すなわち、リーダライタ１
では送電用アンテナ１１からの電力伝送波に送信対象と
なる情報を乗せて送信し、ＩＣカード２では受電用アン
テナ２１を用いて当該電力伝送波に乗せられた情報を受
信する。

【００３８】このような本例のアンテナ構成では、例え
ば２周波方式を採用して、リーダライタ１からＩＣカー
ド２への情報伝送で用いられる周波数と、ＩＣカード２
からリーダライタ１への情報伝送で用いられる周波数と
を異ならせることもでき、これにより、リーダライタ１
とＩＣカード２との間で双方向通信を行うことを実現さ
せることもできる。また、本例のアンテナ構成では、リ
ーダライタ１からＩＣカード２への情報伝送を電力伝送
波を用いて行っているため、リーダライタ１では、当該
電力伝送波とは別に情報伝送用の搬送波を発生させるこ
とを行わなくてもよいといった利点がある。こうしたこ
とから、本例のアンテナ構成では特に、リーダライタ１
とＩＣカード２との間で行われる情報通信の効率化を実
現することができる。

【００３９】以上のように、リーダライタ１では、送電
用アンテナ１１を用いてＩＣカード２へ電力を送電して
当該ＩＣカード２を動作させ、当該送電用アンテナ１１
を用いて当該ＩＣカード２へ情報を送信するとともに、
受信用アンテナ１２を用いて当該ＩＣカード２から送信
された情報を受信するに際して、これら両アンテナ１
１、１２間での電磁結合による相互干渉を低減させるこ
とができ、また、上記したサービスエリア内において、
ＩＣカード２から受信する情報の品質をほぼ一定に保つ
ことができ、これにより、当該ＩＣカード２との間で品
質の安定した情報通信を行うことができる。

【００４０】すなわち、上記したように、リーダライタ
において送電用アンテナと受信用アンテナとを離隔させ
て配置することにより、これら両アンテナ間の離隔距離
に応じた程度で両アンテナ間での相互干渉を低減させる
ことができ、これにより、例えば送電用アンテナから送
電された電力が自己の受信用アンテナとの干渉によって
浪費されてしまうことを防止して、ＩＣカード等といっ
た移動情報通信体への電力伝送の効率を向上させること
や、また、受信用アンテナを用いて行われる情報受信が
自己の送電用アンテナからの干渉によって妨害されてし
まうことを防止して、移動情報通信体からの情報受信の
品質を向上させることを実現させることができる。ま
た、同様に、リーダライタにおいて送電用アンテナから
の情報送信が自己の受信用アンテナとの間での干渉によ
って妨害されてしまうことを防止することができ、これ
により、リーダライタからＩＣカードへの情報送信の品
質を向上させることを実現させることもできる。

【００４１】また、上記したように、リーダライタにお
いて、離隔された送電用アンテナと受信用アンテナとの
間にＩＣカード等といった移動情報通信体を出し入れ自
在な空間（サービスエリア）を形成することにより、例
えば当該サービスエリア内のいずれの位置に移動情報通
信体がかざされた場合であっても、当該移動情報通信体
により受電される電力量と当該移動情報通信体からリー
ダライタへの情報通信距離との間の均衡が保たれること
から、当該サービスエリア内において移動情報通信体か
らリーダライタへの情報伝送を常にほぼ一定の品質で安
定させて行うことができる。

【００４２】また、このようにリーダライタにサービス
エリアが形成されている場合には、移動情報通信体の利
用者は、リーダライタに形成されたサービスエリア内の
任意の位置に移動情報通信体を入れれば、当該移動情報
通信体からリーダライタへの情報伝送を安定した品質で
行わせることができ、また、利用者にとって移動情報通
信体を出し入れすべき空間（サービスエリア）が明確と
なっているため、利用者の利便性を向上させることもで
きる。

【００４３】また、例えば上記従来例の図５に示したよ
うにリーダライタの送電用アンテナと受信用アンテナと
を離隔させずに同一平面内に重ねて配置した場合には、
これら両アンテナと移動情報通信体との間の距離が大き
く離れるに従って情報通信の品質が大きく低下してしま
うため、安定した情報通信が可能なリーダライタと移動
情報通信体との間の位置関係が比較的狭く限定されてし
まうが、本発明では、リーダライタに比較的広いサービ
スエリアを形成して、当該サービスエリア内において移
動情報通信体との間で安定した情報通信を確保すること
もできるため、当該サービスエリアの拡大を図ることが
できる。

【００４４】具体的には、例えば送電用アンテナと受信
用アンテナとの間の距離を比較的大きく離隔させて、こ
れら両アンテナ間にＩＣカード等といった移動情報通信
体の厚さよりも比較的広い（例えば上記図１の場合に
は、Ｚ軸方向に比較的広い）サービスエリアを形成する
ことにより、安定した情報通信が実現されるリーダライ
タと移動情報通信体との間の位置関係の自由度を拡大さ
せることができる。また、例えば従来と同じ性能のアン
テナを送電用アンテナや受信用アンテナとして用いた場
合であっても、上記従来例の図５に示したアンテナ配置
を用いたリーダライタに比べて、移動情報通信体との間
で安定した情報通信を行うことができるサービスエリア
の大きさの拡大を図ることができる。

【００４５】なお、上記したサービスエリアの形成の仕
方としては、必ずしも上記図１に示したような態様に限
定されず、要は、ＩＣカード等といった移動情報通信体
を自在に出し入れすることができ、当該移動情報通信体
とリーダライタとの間での電力伝送や当該移動情報通信
体からリーダライタへの情報伝送を行うことができる空
間であれば、どのような形態でサービスエリアが形成さ
れてもよい。すなわち、本発明では、上記図１に示した
サービスエリアの形態ばかりでなく、例えば移動情報通
信体の厚さより多少広いサービスエリアや、また、例え
ば移動情報通信体を抜き差しすることが自在なスロット
状のサービスエリア等といった種々な形態のサービスエ
リアを形成することができる。

【００４６】また、本例のリーダライタでは、送電用ア
ンテナと受信用アンテナとの離隔配置として、上記図１
に示したように、両アンテナを構成するコイル面をほぼ
平行に配置するとともに、これら両コイル面がサービス
エリアを挟んで当該コイル面に対して垂直方向に相対さ
れるように離隔させたが、例えば両コイル面は必ずしも
平行に配置されていなくてもよく、また、両コイル面は
必ずしも当該コイル面に対して垂直方向に相対されてい
なくてもよい。すなわち、本発明では、リーダライタに
備えられた両アンテナとＩＣカード等といった移動情報
通信体との間での電力伝送や当該移動情報通信体からリ
ーダライタへの情報伝送を行うことが可能な配置であれ
ば、両アンテナはどのような位置関係で配置されてもよ
い。

【００４７】また、上記図１では、リーダライタの下方
（図１ではＺ軸の負の側）に送電用アンテナを配置する
とともに、リーダライタの上方（図１ではＺ軸の正の
側）に受信用アンテナを配置した場合を示したが、これ
ら両アンテナの配置位置の関係（上下左右等）について
も任意であってよい。

【００４８】また、上記図１に示したようなリーダライ
タのアンテナ配置が用いられる場合には、例えばＩＣカ
ードのアンテナ配置の仕方として、当該ＩＣカードの表
面に受電用アンテナを配置するとともに、裏面に送信用
アンテナを配置するといった構成を用いることもでき
る。

【００４９】ここで、上記実施例では、リーダライタの
アンテナ構成の好ましい態様として、第１のアンテナ
（上記実施例では、送電用アンテナ）を用いて電力の送
電及び情報の送信を行うとともに、第２のアンテナを用
いて情報の受信を行う構成としたが、例えば第１のアン
テナを用いて電力の送電を行うとともに、第２のアンテ
ナを用いて情報の送信及び受信を行うといった構成を用
いることもできる。

【００５０】このような態様におけるリーダライタの構
成を例えば上記図１〜図４を用いて具体的に説明する。
なお、リーダライタやＩＣカードに付された符号として
は、上記実施例で示したものと同一の符号を用いて説明
する。本例の形態では、例えば、図１に示すリーダライ
タ１の下方（図１ではＺ軸の負の側）に備えられた第１
のアンテナ１１を電力の送電を行うアンテナとして用い
るとともに、リーダライタ１の上方（図１ではＺ軸の正
の側）に備えられた第２のアンテナ１２を情報の送信及
び受信を行うアンテナとして用いる。すなわち、上記図
２に示したリーダライタ１の制御送受信部１５は、上記
した第１のアンテナ１１から電力を送電させ、また、上
記した第２のアンテナ２２から情報を送信させるととも
に、当該第２のアンテナ２２で受信した情報を復調等す
る機能を有している。

【００５１】また、ＩＣカード２には、例えばリーダラ
イタ１の第１のアンテナ１１から送電された電力を受電
するアンテナ２１と、リーダライタ１の第２のアンテナ
１２との間で情報の送受信を行うアンテナ２２とが備え
られている。なお、リーダライタ１に備えられた両アン
テナ１１、１２を用いて行われる電力伝送や情報通信に
係る構成以外については、上記実施例で図１や図２を用
いて説明したリーダライタ１の構成と同様であるため、
説明を省略する。

【００５２】また、図３に示すように、本例の形態にお
いても上記実施例の場合と同様に、第１のアンテナ１１
を構成するループコイルに高周波電流ｉ１が流れ、当該
電流ｉ１により当該コイルから磁束φ１が発生した場合
であっても、発生した磁束φ１に起因して第２のアンテ
ナ１２を構成するコイル面を貫いてしまう磁束の総量を
減少させることができる。また、相反定理により、第２
のアンテナ１２を構成するループコイルに高周波電流が
流れ、当該電流により当該コイルから磁束が発生した場
合であっても、発生した磁束に起因して第１のアンテナ
１１を構成するコイル面を貫いてしまう磁束の総量を減
少させることができる。なお、第２のアンテナ１２から
発生する磁束については、第１のアンテナ１１から発生
する磁束と強度等を除いては同様であるため、図示を省
略してある。

【００５３】また、図４に示すように、本例の形態にお
いても上記実施例の場合と同様に、リーダライタ１から
ＩＣカード２へ電力を送電するとともに、当該ＩＣカー
ド２から送信された情報をリーダライタ１により受信す
るに際して、例えば両者１、２の間で電力伝送を行うア
ンテナ１１、２１間の距離が大きくなるに従って両者
１、２の間で情報伝送を行うアンテナ１２、２２間の距
離が小さくなるといったことが保障されるため、ＩＣカ
ード２が受電する電力量と当該ＩＣカード２からリーダ
ライタ１への情報通信距離との均衡を保つことができ
る。これにより、上記実施例の場合と同様に、ＩＣカー
ド２からリーダライタ１への情報の伝送を安定した品質
で行うことを実現することができる。

【００５４】ここで、以上の実施例では、ＩＣカードに
おいて、電力の受電及び情報の受信を行うアンテナと情
報の送信を行うアンテナとが別体で備えられている態様
と、電力の受電を行うアンテナと情報の送受信を行うア
ンテナとが別体で備えられている態様とを示したが、Ｉ
Ｃカード等といった移動情報通信体では、例えばこれら
の態様における両アンテナが１つのアンテナで共用され
て、当該共用アンテナを用いて電力伝送及び情報通信が
行われる構成が用いられてもよく、要は、リーダライタ
に別体で備えられた電力の送電を行うアンテナ及び情報
の受信を行うアンテナと移動情報通信体に備えられたア
ンテナとの間で電力伝送や移動情報通信体からリーダラ
イタへの情報通信を行うことができる構成であれば、ど
のようなアンテナの構成が用いられてもよい。

【００５５】また、リーダライタや移動情報通信体に備
えられる電力の伝送や情報の通信を行うアンテナとして
は、必ずしも以上に示したように方形等に巻かれたルー
プ状のコイルから構成されていなくてもよく、要は、リ
ーダライタと移動情報通信体との間で電力の伝送を行う
ことができるとともに、当該移動情報通信体からリーダ
ライタへ情報の伝送を行うことができるアンテナであれ
ば、どのようなアンテナが用いられてもよい。

【００５６】また、以上の実施例では、移動情報通信体
としてＩＣカードを用いた場合を示したが、本発明は、
タグ等といった種々な移動情報通信体との間で電力伝送
や当該移動情報通信体からの情報受信を行うリーダライ
タに広く適用可能なものである。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るリー
ダライタによると、ＩＣカード等といった移動情報通信
体へ電力を送電する第１のアンテナと、当該移動情報通
信体から情報を受信する第２のアンテナとを別体で備
え、これら両アンテナを離隔させて配置することによ
り、これら両アンテナ間に前記移動情報通信体を出し入
れ自在な空間を形成し、当該空間内において前記第１の
アンテナから送電した電力により前記移動情報通信体を
動作させ、当該移動情報通信体から送信された情報を前
記第２のアンテナで受信するようにしたため、両アンテ
ナ間の離隔距離の大きさに応じた程度で両アンテナ間で
の相互干渉を低減させることができるとともに、例えば
移動情報通信体が比較的多くの電力を受電する状況では
当該移動情報通信体からリーダライタへの情報通信距離
が大きくなる一方、移動情報通信体が比較的少ない電力
を受電する状況では当該移動情報通信体からリーダライ
タへの情報通信距離が小さくなるといった通信状態を保
障することにより、リーダライタが移動情報通信体から
受信する情報の品質をほぼ一定に保って、リーダライタ
と当該移動情報通信体との間で品質の安定した情報通信
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るリーダライタの外観及
びアンテナ配置を説明するための図である。

【図２】リーダライタの回路構成例である。

【図３】リーダライタのアンテナ配置を説明するための
図である。

【図４】リーダライタとＩＣカードとの間の情報通信を
説明するための図である。

【図５】従来例に係るリーダライタのアンテナ配置を説
明するための図である。

【図６】従来例に係る送電用アンテナと受信用アンテナ
との間での相互干渉を説明するための図である。

【符号の説明】

１・・リーダライタ、２・・ＩＣカード、１１・・
第１のアンテナ、１２・・第２のアンテナ、ｉ１・・
電流、 φ１、φ２・・磁束、ｄ、Ｌ・・距離、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村学東京都中野区東中野三丁目14番20号国際電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のアンテナを用いて移動情報通信体
へ電力を送電するとともに、第２のアンテナを用いて前
記移動情報通信体から情報を受信するリーダライタにお
いて、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとを別体で備
え、これら両アンテナを離隔させて配置することによ
り、これら両アンテナ間に前記移動情報通信体を出し入
れ自在な空間を形成し、当該空間内において前記第１の
アンテナから送電した電力により前記移動情報通信体を
動作させ、当該移動情報通信体から送信された情報を前
記第２のアンテナで受信することを特徴とするリーダラ
イタ。