JPH1198061A - ループアンテナおよび情報処理装置 - Google Patents

ループアンテナおよび情報処理装置

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JPH1198061A
JPH1198061A JP9255811A JP25581197A JPH1198061A JP H1198061 A JPH1198061 A JP H1198061A JP 9255811 A JP9255811 A JP 9255811A JP 25581197 A JP25581197 A JP 25581197A JP H1198061 A JPH1198061 A JP H1198061A
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JP
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loop antenna
wireless communication
antenna
loop
conductor
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JP9255811A
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Takanobu Ishibashi
孝信 石橋
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
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    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07766—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card comprising at least a second communication arrangement in addition to a first non-contact communication arrangement
    • G06K19/07769—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card comprising at least a second communication arrangement in addition to a first non-contact communication arrangement the further communication means being a galvanic interface, e.g. hybrid or mixed smart cards having a contact and a non-contact interface

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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の問題点である通信エリアの問題と電波法
の問題を解決することが可能なループアンテナを提供す
る。 【解決手段】１本の導体を、所望のアンテナサイズの１
／４となるようなループアンテナ素子６１が４つできる
ように順番に巻いていくことにより、ループアンテナ６
２を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、携帯可
能な無線通信機能を有する情報記憶媒体としての無電池
式の無線カードとの間で無線による送受信を行なうこと
により、無線カードに対して電力の送信やデータの送信
および受信など、所定の情報処理を行なう無線カードリ
ーダ・ライタに用いられるループアンテナに関する。ま
た、本発明は、上記ループアンテナを用いた無線カード
リーダ・ライタなどの情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、携帯可能な無線通信機能を有する
情報記憶媒体として、いわゆる無電池式の無線カードが
開発され、実用化されつつある。この種の無線カードを
用いた無線カードシステムでは、無線カードリーダ・ラ
イタを用いて、無線カードとの間で無線による送受信を
行なうことにより、無線カードに対して電力の送信やデ
ータの送信および受信など、所定の情報処理を行なうよ
うになっている。
【０００３】ところで、このような無線カードシステム
は、近年、入退室管理システムやアミューズメントパー
ク、スキー場などに導入されつつある。さらに、汎用電
子乗車券、電子マネーなどの金銭情報を取扱うシステム
においても、無線カードシステムの導入が考慮されてい
る。
【０００４】従来は、主に入退室管理などに使用される
ことが多く、その通信エリアに関しては、無線カードリ
ーダ・ライタと無線カードとの中心軸上の距離のみに関
して論議されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の無線カードシス
テムにおいては、無線カードおよび無線カードリーダ・
ライタのアンテナは、最も安定した位置、すなわち、無
線カードリーダ・ライタのアンテナと無線カードのアン
テナがおのおのの中心軸上で正面の位置にある場合に通
信が行なわれればよいとされてきた。
【０００６】また、仕様書においても、上記通信距離が
その無線カードシステムの通信距離として定義されてい
る。しかしながら、たとえば、自動改札装置などに使用
される無線カードシステムにおいては、無線カードが移
動中に無線カードリーダ・ライタと通信を行なう必要が
ある。このため、無線カードリーダ・ライタは、広域な
通信エリアを確保しつつ通信距離を確保しなければなら
ない。
【０００７】上記問題点の解決策として、アンテナの放
射電界強度を大きくすることが考えられる。しかしなが
ら、電波法により放射電界強度が規定されているため、
むやみに放射電界強度をあげることが不可能である。
【０００８】そこで、本発明は、従来の問題点である通
信エリアの問題と電波法の問題を解決することが可能な
ループアンテナおよび情報処理装置を提供することを目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のループアンテナ
は、所望のループアンテナの開口面積をｎ（ｎ：整数）
に分割した面積を持つループアンテナ素子をｎ個組合わ
せて前記所望のループアンテナの開口面積を実現してな
り、かつ、これを１本の導体で構成してなる。
【００１０】また、本発明のループアンテナは、所望の
通信エリアに対応する開口面積を持つ第１のループアン
テナの内側に、前記通信エリアと比較して小さい開口面
積を持つ第２のループアンテナを配設し、開口面積が大
きい第１のループアンテナと開口面積の小さい第２のル
ープアンテナの合成放射電界強度により、所定の放射電
界強度を得るように構成してなる。
【００１１】また、本発明のループアンテナは、所望の
通信エリアに対応する開口面積を持つループアンテナの
背後に、板状の磁性体と金属板とを重ね合わせてなる背
面部材を配設してなる。
【００１２】また、本発明のループアンテナは、所望の
通信エリアに対応する開口面積を持つループアンテナの
周囲に導体を配設し、この導体を接地してなる。また、
本発明のループアンテナは、ツイストペア線で構成さ
れ、そのツイストペア線の一方の導体の一端は入力端と
するとともに他端は接地し、かつ、前記ツイストペア線
の他方の導体の一端は接地するとともに他端は開放状態
にしてなる。
【００１３】また、本発明のループアンテナは、所望の
通信エリアに対応する開口面積を持つループアンテナの
上に、そのループアンテナに沿って帯状の導体を配設す
るとともに、閉ループを形成しないように前記導体の中
途部にスリットを設け、かつ、前記導体を接地してな
る。
【００１４】また、本発明のループアンテナは、同軸ケ
ーブルで構成され、その同軸ケーブルの芯線の一端は入
力端とするとともに他端は接地し、かつ、前記同軸ケー
ブルのシールド線の一端は接地するとともに他端は開放
状態にしてなる。
【００１５】また、本発明のループアンテナは、それぞ
れ共振した第１および第２のループアンテナによって構
成され、これら第１および第２のループアンテナの帯域
およびアンテナ相互間の結合を調整することにより、所
望の帯域を確保するように構成してなる。
【００１６】また、本発明の情報処理装置は、所望のル
ープアンテナの開口面積をｎ（ｎ：整数）に分割した面
積を持つループアンテナ素子をｎ個組合わせて前記所望
のループアンテナの開口面積を実現してなり、かつ、こ
れを１本の導体で構成してなるループアンテナと、この
ループアンテナを介して外部の無線通信媒体との間で無
線による送受信を行なう無線通信手段と、この無線通信
手段による送受信結果に基づき所定の情報処理を行なう
処理手段とを具備している。
【００１７】また、本発明の情報処理装置は、所望の通
信エリアに対応する開口面積を持つ第１のループアンテ
ナの内側に、前記通信エリアと比較して小さい開口面積
を持つ第２のループアンテナを配設し、開口面積が大き
い第１のループアンテナと開口面積の小さい第２のルー
プアンテナの合成放射電界強度により所定の放射電界強
度を得るように構成してなるループアンテナと、このル
ープアンテナを介して外部の無線通信媒体との間で無線
による送受信を行なう無線通信手段と、この無線通信手
段による送受信結果に基づき所定の情報処理を行なう処
理手段とを具備している。
【００１８】また、本発明の情報処理装置は、所望の通
信エリアに対応する開口面積を持つループアンテナの背
後に、板状の磁性体と金属板とを重ね合わせてなる背面
部材を配設してなるループアンテナと、このループアン
テナを介して外部の無線通信媒体との間で無線による送
受信を行なう無線通信手段と、この無線通信手段による
送受信結果に基づき所定の情報処理を行なう処理手段と
を具備している。
【００１９】また、本発明の情報処理装置は、所望の通
信エリアに対応する開口面積を持つループアンテナの周
囲に導体を配設し、この導体を接地してなるループアン
テナと、このループアンテナを介して外部の無線通信媒
体との間で無線による送受信を行なう無線通信手段と、
この無線通信手段による送受信結果に基づき所定の情報
処理を行なう処理手段とを具備している。
【００２０】また、本発明の情報処理装置は、ツイスト
ペア線で構成され、そのツイストペア線の一方の導体の
一端は入力端とするとともに他端は接地し、かつ、前記
ツイストペア線の他方の導体の一端は接地するとともに
他端は開放状態にしてなるループアンテナと、このルー
プアンテナを介して外部の無線通信媒体との間で無線に
よる送受信を行なう無線通信手段と、この無線通信手段
による送受信結果に基づき所定の情報処理を行なう処理
手段とを具備している。
【００２１】また、本発明の情報処理装置は、所望の通
信エリアに対応する開口面積を持つループアンテナの上
に、そのループアンテナに沿って帯状の導体を配設する
とともに、閉ループを形成しないように前記導体の中途
部にスリットを設け、かつ、前記導体を接地してなるル
ープアンテナと、このループアンテナを介して外部の無
線通信媒体との間で無線による送受信を行なう無線通信
手段と、この無線通信手段による送受信結果に基づき所
定の情報処理を行なう処理手段とを具備している。
【００２２】また、本発明の情報処理装置は、同軸ケー
ブルで構成され、その同軸ケーブルの芯線の一端は入力
端とするとともに他端は接地し、かつ、前記同軸ケーブ
ルのシールド線の一端は接地するとともに他端は開放状
態にしてなるループアンテナと、このループアンテナを
介して外部の無線通信媒体との間で無線による送受信を
行なう無線通信手段と、この無線通信手段による送受信
結果に基づき所定の情報処理を行なう処理手段とを具備
している。
【００２３】さらに、本発明の情報処理装置は、それぞ
れ共振した第１および第２のループアンテナによって構
成され、これら第１および第２のループアンテナの帯域
およびアンテナ相互間の結合を調整することにより、所
望の帯域を確保するように構成してなるループアンテナ
と、このループアンテナを介して外部の無線通信媒体と
の間で無線による送受信を行なう無線通信手段と、この
無線通信手段による送受信結果に基づき所定の情報処理
を行なう処理手段とを具備している。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係
る無線カードシステムの構成を概略的に示している。図
１において、１は情報処理装置としての無線カードリー
ダ・ライタ、２は無線カードリーダ・ライタ１のループ
アンテナ、３は無線カードリーダ・ライタ１の上位装置
（たとえば、パーソナルコンピュータや自動改札装置内
の制御部など）、４は無線通信媒体としての無電池式の
無線カードで、基本的にはループアンテナ５および集積
回路（ＩＣ）６によって構成されている。
【００２５】図２は、無線カードリーダ・ライタ１の基
本的構成の一例を示している。図２において、１１は送
信回路、１２は受信回路で、これらにはループアンテナ
２が接続されている。１３は各種処理を実行する制御回
路で、これには送信回路１１および受信回路１２が接続
されている。
【００２６】以下に、動作の概略を簡単に説明する。制
御回路１３において送信データが作成され、送信回路１
１に送られる。送信回路１１では、送信データを変調し
て、ループアンテナ２から外部へ送信する。この場合、
無線カード４は無電池式であるので、上記送信信号は無
線カード４が無線カードリーダ・ライタ１からの送信波
によって電源とクロックを抽出可能なレベルの送信波レ
ベルを送信する必要がある。送信回路１１で変調、増幅
された変調波は、ループアンテナ２を介して空間に放射
される。
【００２７】一方、無線カード４から送信される変調波
は、無線カードリーダ・ライタ１のループアンテナ２で
受信され、受信回路１２に送られる。受信回路１２で
は、受信した信号に対してフィルタリング、増幅、復調
などの処理を行なうことにより、受信データを得る。得
られた受信データは制御回路１３に送られ、制御回路１
３において受信データに基づく所定の処理が行なわれ
る。
【００２８】図３は、無線カード４の基本的構成の一例
を示している。図３において、２１は電源／クロック抽
出回路、２２は送受信回路で、これらにはループアンテ
ナ５が接続されている。２３は各種処理を実行する制御
回路で、これには電源／クロック抽出回路２１および送
受信回路22が接続されている。
【００２９】以下に、動作の概略を簡単に説明する。ル
ープアンテナ５で受信された無線カードリーダ・ライタ
１からの変調波信号は電源／クロック抽出回路２１に送
られ、電源／クロック抽出回路２１において電源が生成
されるとともに、クロックパルスが抽出され、制御回路
２３に供給される。一方、受信された変調波信号は送受
信回路２２にも送られ、ここで復調され、復調データが
得られ、制御回路２３において所定の処理が行なわれ
る。
【００３０】一方、制御回路２３において作成された送
信データは、送受信回路２２において変調された後、ル
ープアンテナ５に送られ、ループアンテナ５によって空
間に放射される。
【００３１】以下、無線カードリーダ・ライタ１で用い
られるループアンテナ２について説明する。図４は、ル
ープアンテナの一般的な例を示している。図４におい
て、ループアンテナ３１は、たとえば、巻数が３ターン
のループアンテナで、マッチング回路３２が接続されて
いる。マッチング回路３２は、ループアンテナ３１の帯
域幅とインピーダンス変換を行なう回路であり、通常、
通信機の分野においては５０Ωにインピーダンス整合さ
れる。
【００３２】図５に、ループアンテナ３１の生成する放
射電界強度のパターン例を示す。図５において、４１は
放射電界強度メインローブの放射パターン、４２はサイ
ドローブの放射パターンである。シグナルジェネレータ
３３から、たとえば、周波数ｆ０の無変調波を入力する
と、一般のループアンテナ３１は、メインローブの放射
パターン４１およびサイドローブの放射パターン４２が
形成される。ループアンテナ３１を自由空間に設置した
場合、メインローブの放射パターン４１、サイドローブ
の放射パターン４２のような放射パターンとなるが、一
般の無線カードシステムにおいてはメインローブの放射
パターン４１の上方の放射パターンを主に使用する。
【００３３】図６は、従来の無線カードシステムの通信
エリアと、今後の無線カードシステム、特に自動改札装
置などの通信エリアを広く確保する必要のある無線カー
ドシステムの所望の通信エリアを示している。図６にお
いて、５１はループアンテナ、５２はメインローブの放
射パターン、５３はサイドローブの放射パターン、５４
は今後の無線カードシステムに必要と考えられる通信エ
リアである。５５の斜線エリアは、現状のアンテナによ
る通信エリアと通信エリア５４との差であり、これは将
来、仕様未達通信エリアとなる可能性がある。
【００３４】図７は、第１の実施の形態に係るループア
ンテナの構成を概略的に示している。第１の実施の形態
に係るループアンテナは、上述した仕様未達通信エリア
を減少させるようにした構成例である。図７において、
６１は１／４分割のアレーアンテナ（ループアンテナ素
子）、６２は合成のループアンテナ、６３は送信回路内
のドライバを示す。
【００３５】ここで、ループアンテナ６２の制作方法の
一例を説明すると、たとえば、１本の導体を所望のアン
テナサイズの１／４となるようなループアンテナ素子６
１が４つできるように順番に巻いていくことにより作成
する。この場合、巻き方向は図７中の矢印の方向であ
る。なお、このループアンテナ６２は４分割のみなら
ず、ｎ（１＜ｎ：整数）分割を実現可能である。
【００３６】図８に、ループアンテナ６２の特性を示
す。１／４分割アレーアンテナ、すなわち、ループアン
テナ素子６１の各辺の電流は、図７に示す矢印のように
なる。ループアンテナ素子６１の内側の辺はお互いに打
ち消し合い、アンテナ総合としては最外周のみに電流が
流れる。したがって、放射電界パターンは、遠方界にお
いては最外周のみに電流が流れたアンテナの放射する放
射電界パターンと同一になる。
【００３７】しかし、アンテナ間距離が短い場合には、
幾何学的距離が影響を与えるため、分割したアンテナの
特性が現われる。符号７１は最外周のみに電流を流した
ときの放射パターンを示す。言い換えれば、最外周の大
きさと同一のループアンテナに電流を流したときの放射
電界パターンである。符号７２は分割アンテナを使用し
たときの放射パターンを示す。
【００３８】これにより、図７に示したアンテナ構造を
使用した場合、通信エリアが改善されると同時に、遠方
界においては通常のループアンテナと放射電界強度が変
化しないアンテナ構成が得られる。
【００３９】図９は、第２の実施の形態に係るループア
ンテナの構成を概略的に示している。第２の実施の形態
に係るループアンテナは、アンテナ近傍のみの電界強度
を増加させ、遠方界においては電界強度を増加させない
ようにした構成例である。図９において、ループアンテ
ナ８１は、所望の通信エリアと大きさが等しい開口面積
を持つ第１のループアンテナ８２の内側に、所望の通信
エリアよりも開口面積が小さい第２のループアンテナ８
３を配設して構成されている。なお、８４は送信回路内
のドライバを示している。
【００４０】図１０に、ループアンテナ８１の開口面積
による放射電界強度の距離特性を示す。遠方界で等しい
放射電界強度を発生するような電流を第１，第２のルー
プアンテナ８２，８３にそれぞれ流すことにより、第１
のループアンテナ８２の距離対放射電界強度特性は特性
９１のようになり、第２のループアンテナ８３の距離対
放射電界強度特性は特性９２のようになる。これによ
り、開口面積が小さいほどアンテナ近傍における放射電
界強度が大きいことがわかる。これは、アンテナの幾何
学的距離に関係している。
【００４１】図１１に、図１０の特性９１，９２の合成
放射電界強度特性を示す。図１１ににおいて、特性１０
１は第１のループアンテナ８２の放射電界強度パター
ン、特性１０２は第２のループアンテナ８３の放射電界
強度パターン、特性１０３は合成放射電界強度パターン
である。これにより、アンテナ近傍の電界強度特性のみ
を改善することが可能である。
【００４２】図１２は、第３の実施の形態に係るループ
アンテナの構成を概略的に示している。第３の実施の形
態に係るループアンテナは、アンテナ近傍の放射電界強
度を改善するようにした構成例である。図１２におい
て、ループアンテナ１１１は、所望の通信エリアに対応
する開口面積を持つループアンテナ１１２の背後に、フ
ェライト板などの板状の磁性体１１３とステンレス板な
どの金属板１１４とを重ね合わせてなる背面部材１１５
を配設して構成される。なお、１１６４は送信回路内の
ドライバを示している。
【００４３】図１３に、図１２のループアンテナ１１１
の特性を示す。特性１２１はループアンテナ１１２単体
の距離対放射電界強度特性、特性１２２はループアンテ
ナ１１２、磁性体１１３と金属板１１４を組合わせたル
ープアンテナ１１１の距離対放射電界強度特性を示して
いる。これにより、アンテナ近傍における放射電界強度
特性を改善することが可能である。また、背後に金属板
１１４を配設することにより、アンテナへの外界からの
雑音の混入や、逆にアンテナから回路への無駄な放射を
防ぐことが可能である。
【００４４】図１４は、第４の実施の形態に係るループ
アンテナの構成を概略的に示している。第４の実施の形
態に係るループアンテナは、遠方における放射電界強度
の測定を安定させるようにした構成例である。図１４に
おいて、ループアンテナ１３１はツイストペア線１３２
で構成されている。ツイストペア線１３２の一方の線１
３３の一端は接地され、他端は開放状態となっている。
また、ツイストペア線１３２の他方の線（芯線）１３４
の一端は接地され、他端は送信回路内のドライバ１３５
に接続されている。
【００４５】図１５に、図１４のループアンテナ１３１
の放射電界強度の距離特性を示す。特性１４１は放線方
向の放射電界強度特性、１４２は接線方向の放射電界強
度である。図１４のループアンテナ１３１が効力を発揮
するのは、λ／２π（λ＝ｃ／ｆ０：光速）の距離が３
ｍ以下のときに有効である。すなわち、電波法でいう微
弱無線局の測定において効力を発揮する。λ／２πの距
離においては、εγ（法線方向放射電界強度）とεθ
（接線方向放射電界強度）との関係が変化する。このこ
とは、電磁気工学において証明されているので詳細は省
略する。
【００４６】ここで、λ／２πの距離で放射電界強度を
測定すると、通常はεγのみを測定する必要があるが、
アンテナの微妙な傾きによってεθの成分が影響を起こ
す。しかし、図１４に示したアンテナ構造を使用した場
合、εθ成分の影響が減少し、かつ、不必要な輻射がな
くなる。すなわち、外から見ると放射電界が減少したか
のように見える。
【００４７】図１６は、第５の実施の形態に係るループ
アンテナの構成を概略的に示している。第５の実施の形
態に係るループアンテナは、図１４のアンテナ構成の変
形例を示している。図１６において、ループアンテナ１
５１は、所望の通信エリアに対応する開口面積を持つよ
うに絶縁線により形成されたループアンテナ１５２の上
に、そのループアンテナ１５２に沿って帯状の導体とし
ての導電テープ１５３を配設するとともに、閉ループを
形成しないように導電テープ１５３の中途部にスリット
１５４を設けて構成される。導電テープ１５３およびル
ープアンテナ１５２の一端は接地され、ループアンテナ
１５２の他端は送信回路内のドライバ１５５に接続され
ている。ここで、注意すべきことは、必ずグランドライ
ンが閉ループを形成しないようにすることである。
【００４８】図１７は、第６の実施の形態に係るループ
アンテナの構成を概略的に示している。第６の実施の形
態に係るループアンテナは、図１４のアンテナ構成の別
の変形例を示している。図１７において、ループアンテ
ナ１６１は、所望の通信エリアに対応する開口面積を持
つように同軸ケーブル１６２の芯線１６３で構成されて
いる。そして、同軸ケーブル１６２の芯線１６３の一端
は接地され、他端は送信回路内のドライバ１６５に接続
されている。また、同軸ケーブル１６２のシールド線１
６４の中途部は接地されているとともに、同軸ケーブル
１６２のシールド線１６４の両端部１６６，１６７は開
放状態となっている。
【００４９】図１８は、第７の実施の形態に係るループ
アンテナの構成を概略的に示している。第７の実施の形
態に係るループアンテナは、高効率化を図るようにした
構成例である。図１８において、ループアンテナ１７１
は、所望の通信エリアと大きさが等しい開口面積を持つ
第１のループアンテナ１７２の内側に、所望の通信エリ
アよりも開口面積が小さい第２のループアンテナ１７３
を配設して構成されている。そして、第１のループアン
テナ１７２の両端間には第１の同調回路１７４が接続さ
れ、第２のループアンテナ１７３の両端間には第２の同
調回路１７５が接続されている。なお、１７６は送信回
路内のドライバを示している。
【００５０】図１９は、図１８のループアンテナ１７１
の等価回路を示したものである。第１，第２のループア
ンテナ１７２，１７３はお互いに相互インダクタンスＭ
で結合しており、複同調回路を形成する。これにより、
第１，第２の同調回路１７４，１７５のアンテナのＱは
高く設定でき、効率のよいアンテナ構成が可能となる。
【００５１】相互インダクタンスＭは、調整が困難であ
るための素子、たとえば、コンデンサなどで調整する。
一般的に、複同調回路をアンテナに使用する場合は、一
方の回路は回路素子で構成することが多い。しかし、図
１８のように、２つのアンテナを使用すると、２つのア
ンテナで電波を受信でき、１つのアンテナで受信するよ
りも受信感度が大きくなる。
【００５２】図２０に、図１８のループアンテナ１７１
の周波数特性を示している。特性１８１は第１のループ
アンテナ１７２の周波数特性、特性１８２は第２のルー
プアンテナ１７３の周波数特性、特性１８３は総合特性
を示す。これより、各アンテナのＱは高く設定すること
ができるため、総合的に感度が良いアンテナが形成でき
る。
【００５３】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、従
来の問題点である通信エリアの問題と電波法の問題を解
決することが可能なループアンテナおよび情報処理装置
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】無線カードシステムの構成を概略的に示すブロ
ック図。
【図２】無線カードリーダ・ライタの基本的構成の一例
を示すブロック図。
【図３】無線カードの基本的構成の一例を示すブロック
図。
【図４】ループアンテナの一般的な例を模式的に示す概
略構成図。
【図５】図４のループアンテナが生成する放射電界強度
パターンの一例を示す図。
【図６】従来の無線カードシステムの通信エリアと今後
の無線カードシステムの所望の通信エリアを示す図。
【図７】第１の実施の形態に係るループアンテナの構成
を模式的に示す概略構成図。
【図８】図７のループアンテナの特性を示す図。
【図９】第２の実施の形態に係るループアンテナの構成
を模式的に示す概略構成図。
【図１０】図９のループアンテナの開口面積による放射
電界強度の距離特性を示す図。
【図１１】図１０の特性の合成放射電界強度特性を示す
図。
【図１２】第３の実施の形態に係るループアンテナの構
成を模式的に示す概略構成図。
【図１３】図１２のループアンテナの特性を示す図。
【図１４】第４の実施の形態に係るループアンテナの構
成を模式的に示す概略構成図。
【図１５】図１４のループアンテナの放射電界強度の距
離特性を示す図。
【図１６】第５の実施の形態に係るループアンテナの構
成を模式的に示す概略構成図。
【図１７】第６の実施の形態に係るループアンテナの構
成を模式的に示す概略構成図。
【図１８】第７の実施の形態に係るループアンテナの構
成を模式的に示す概略構成図。
【図１９】図１８のループアンテナの等価回路を示す回
路図。
【図２０】図１８のループアンテナの周波数特性を示す
図。
【符号の説明】
１……無線カードリーダ・ライタ（情報処理装置）、２
……ループアンテナ、３……上位装置、４……無線カー
ド（無線通信媒体）、５……ループアンテナ、６……集
積回路、６１……アレーアンテナ（ループアンテナ素
子）、６２……ループアンテナ、８１……ループアンテ
ナ、８２……第１のループアンテナ、８３……第２のル
ープアンテナ、１１１……ループアンテナ、１１２……
ループアンテナ、１１３……磁性体、１１４……金属
板、１１５……背面部材、１３１……ループアンテナ、
１３２……ツイストペア線、１５１……ループアンテ
ナ、１５２……ループアンテナ、１５３……導電テープ
（帯状の導体）、１５４……スリット、１６１……ルー
プアンテナ、１６２……同軸ケーブル、１７１……ルー
プアンテナ、１７２……第１のループアンテナ、１７３
……第２のループアンテナ、１７４……第１の同調回
路、１７５……第２の同調回路。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所望のループアンテナの開口面積をｎ
    （ｎ：整数）に分割した面積を持つループアンテナ素子
    をｎ個組合わせて前記所望のループアンテナの開口面積
    を実現してなり、かつ、これを１本の導体で構成してな
    ることを特徴とするループアンテナ。
  2. 【請求項２】 所望の通信エリアに対応する開口面積を
    持つ第１のループアンテナの内側に、前記通信エリアと
    比較して小さい開口面積を持つ第２のループアンテナを
    配設し、開口面積が大きい第１のループアンテナと開口
    面積の小さい第２のループアンテナの合成放射電界強度
    により、所定の放射電界強度を得るように構成してなる
    ことを特徴とするループアンテナ。
  3. 【請求項３】 所望の通信エリアに対応する開口面積を
    持つループアンテナの背後に、板状の磁性体と金属板と
    を重ね合わせてなる背面部材を配設してなることを特徴
    とするループアンテナ。
  4. 【請求項４】 所望の通信エリアに対応する開口面積を
    持つループアンテナの周囲に導体を配設し、この導体を
    接地してなることを特徴とするループアンテナ。
  5. 【請求項５】 ツイストペア線で構成され、そのツイス
    トペア線の一方の導体の一端は入力端とするとともに他
    端は接地し、かつ、前記ツイストペア線の他方の導体の
    一端は接地するとともに他端は開放状態にしてなること
    を特徴とするループアンテナ。
  6. 【請求項６】 所望の通信エリアに対応する開口面積を
    持つループアンテナの上に、そのループアンテナに沿っ
    て帯状の導体を配設するとともに、閉ループを形成しな
    いように前記導体の中途部にスリットを設け、かつ、前
    記導体を接地してなることを特徴とするループアンテ
    ナ。
  7. 【請求項７】 同軸ケーブルで構成され、その同軸ケー
    ブルの芯線の一端は入力端とするとともに他端は接地
    し、かつ、前記同軸ケーブルのシールド線の一端は接地
    するとともに他端は開放状態にしてなることを特徴とす
    るループアンテナ。
  8. 【請求項８】 それぞれ共振した第１および第２のルー
    プアンテナによって構成され、これら第１および第２の
    ループアンテナの帯域およびアンテナ相互間の結合を調
    整することにより、所望の帯域を確保するように構成し
    てなることを特徴とするループアンテナ。
  9. 【請求項９】 所望のループアンテナの開口面積をｎ
    （ｎ：整数）に分割した面積を持つループアンテナ素子
    をｎ個組合わせて前記所望のループアンテナの開口面積
    を実現してなり、かつ、これを１本の導体で構成してな
    るループアンテナと、 このループアンテナを介して外部の無線通信媒体との間
    で無線による送受信を行なう無線通信手段と、 この無線通信手段による送受信結果に基づき所定の情報
    処理を行なう処理手段と、 を具備したことを特徴する情報処理装置。
  10. 【請求項１０】 所望の通信エリアに対応する開口面積
    を持つ第１のループアンテナの内側に、前記通信エリア
    と比較して小さい開口面積を持つ第２のループアンテナ
    を配設し、開口面積が大きい第１のループアンテナと開
    口面積の小さい第２のループアンテナの合成放射電界強
    度により所定の放射電界強度を得るように構成してなる
    ループアンテナと、 このループアンテナを介して外部の無線通信媒体との間
    で無線による送受信を行なう無線通信手段と、 この無線通信手段による送受信結果に基づき所定の情報
    処理を行なう処理手段と、 を具備したことを特徴する情報処理装置。
  11. 【請求項１１】 所望の通信エリアに対応する開口面積
    を持つループアンテナの背後に、板状の磁性体と金属板
    とを重ね合わせてなる背面部材を配設してなるループア
    ンテナと、 このループアンテナを介して外部の無線通信媒体との間
    で無線による送受信を行なう無線通信手段と、 この無線通信手段による送受信結果に基づき所定の情報
    処理を行なう処理手段と、 を具備したことを特徴する情報処理装置。
  12. 【請求項１２】 所望の通信エリアに対応する開口面積
    を持つループアンテナの周囲に導体を配設し、この導体
    を接地してなるループアンテナと、 このループアンテナを介して外部の無線通信媒体との間
    で無線による送受信を行なう無線通信手段と、 この無線通信手段による送受信結果に基づき所定の情報
    処理を行なう処理手段と、 を具備したことを特徴する情報処理装置。
  13. 【請求項１３】 ツイストペア線で構成され、そのツイ
    ストペア線の一方の導体の一端は入力端とするとともに
    他端は接地し、かつ、前記ツイストペア線の他方の導体
    の一端は接地するとともに他端は開放状態にしてなるル
    ープアンテナと、 このループアンテナを介して外部の無線通信媒体との間
    で無線による送受信を行なう無線通信手段と、 この無線通信手段による送受信結果に基づき所定の情報
    処理を行なう処理手段と、 を具備したことを特徴する情報処理装置。
  14. 【請求項１４】 所望の通信エリアに対応する開口面積
    を持つループアンテナの上に、そのループアンテナに沿
    って帯状の導体を配設するとともに、閉ループを形成し
    ないように前記導体の中途部にスリットを設け、かつ、
    前記導体を接地してなるループアンテナと、 このループアンテナを介して外部の無線通信媒体との間
    で無線による送受信を行なう無線通信手段と、 この無線通信手段による送受信結果に基づき所定の情報
    処理を行なう処理手段と、 を具備したことを特徴する情報処理装置。
  15. 【請求項１５】 同軸ケーブルで構成され、その同軸ケ
    ーブルの芯線の一端は入力端とするとともに他端は接地
    し、かつ、前記同軸ケーブルのシールド線の一端は接地
    するとともに他端は開放状態にしてなるループアンテナ
    と、 このループアンテナを介して外部の無線通信媒体との間
    で無線による送受信を行なう無線通信手段と、 この無線通信手段による送受信結果に基づき所定の情報
    処理を行なう処理手段と、 を具備したことを特徴する情報処理装置。
  16. 【請求項１６】 それぞれ共振した第１および第２のル
    ープアンテナによって構成され、これら第１および第２
    のループアンテナの帯域およびアンテナ相互間の結合を
    調整することにより、所望の帯域を確保するように構成
    してなるループアンテナと、 このループアンテナを介して外部の無線通信媒体との間
    で無線による送受信を行なう無線通信手段と、 この無線通信手段による送受信結果に基づき所定の情報
    処理を行なう処理手段と、 を具備したことを特徴する情報処理装置。
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