(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導結合によって被識別媒体に設けられた受電コイルに非接触で電力を供給する磁場発生手段と、被識別媒体の通過する通過路と、を有する非接触型ゲート装置において、
前記磁場発生手段は、
前記通過路の一方の側部に配置された第１の給電コイルと、
前記通過路の他方の側部に配置され、前記第１の給電コイルに対向して設けられた第２の給電コイルと、
前記第１及び第２の給電コイルを同一周期で駆動する励磁電源手段と、
前記第１及び第２の給電コイルへ供給する交流電流の位相差を周期的に変化させる位相制御手段と、
を有し、
前記通過路に生じる合成磁力線が周期的に異なる方向に向けられ、
前記第１又は第２の給電コイルの少なくとも一方は、該給電コイルの略中央の前方と、前記通過路において前記磁場発生手段が前記被識別媒体に電力を供給する空間領域とが、ずれる位置に配置されることを特徴とする非接触型ゲート装置。
【請求項２】
電磁誘導結合によって被識別媒体に設けられた受電コイルに非接触で電力を供給する磁場発生手段と、被識別媒体の通過する２以上の互いに隣接配置された通過路と、を有する非接触型ゲート装置において、
前記通過路は、並列して設けられ、
前記磁場発生手段は、
それぞれの前記通過路の一方の側部に配置された第１の給電コイルと、
それぞれの前記通過路の他方の側部に配置され、前記第１の給電コイルに対向して設けられた第２の給電コイルと、
前記第１及び第２の給電コイルを同一周期で駆動する励磁電源手段と、
前記第１及び第２の給電コイルへ供給される交流電流の位相差が周期的に変化するように前記励磁電源手段を制御する位相制御手段と、
前記互いに隣接配置された通過路の間を仕切る前記側部には一方の通過路用の前記第１の給電コイルと他方の通過路用の前記第２の給電コイルとが対向配置され、これら対向配置された第１及び第２の給電コイルが逆位相にて駆動されるように前記励磁電源手段を制御する隣接コイル制御手段と、
を有し、
前記通過路に生じる合成磁力線が周期的に異なる方向に向けられることを特徴とする非接触型ゲート装置。
【請求項３】
請求項１、２のいずれかに記載の非接触型ゲート装置において、
前記第１又は第２の給電コイルは、前記通過路の進行方向と交差する向きに延びる辺を含むことを特徴とする非接触型ゲート装置。
【請求項４】
請求項２に記載の非接触型ゲート装置において、
前記第１又は第２の給電コイルの少なくとも一方は、該給電コイルの略中央の前方と、前記通過路において前記磁場発生手段が前記被識別媒体に電力を供給する空間領域とが、ずれる位置に配置されることを特徴とする非接触型ゲート装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の非接触型ゲート装置において、
前記第１又は第２の給電コイルと前記受電コイルとの電磁誘導結合によって信号の送受信を行う通信手段を、さらに有することを特徴とする非接触型ゲート装置。
【請求項６】
請求項５記載の非接触型ゲート装置において、
前記被識別媒体は、前記第１又は第２の給電コイルに対して信号を少なくとも送信することができる情報カードであること特徴とする非接触型ゲート装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触型ゲート装置に関し、特に電磁誘導結合により被識別媒体に電力を供給する非接触型ゲート装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、駅の自動改札やスキー場のリフト改札等の広範囲な分野で用いられているゲート装置において、非接触にて利用者の識別を行うことのできる非接触型ゲート装置の実用化が期待されている。この非接触型ゲート装置では、利用者が携帯する予め所定の情報が記録されたＩＤカードと、ゲート装置本体とが無線通信を行うことによって利用者が識別される。
【０００３】
このような非接触型ゲート装置におけるＩＤカードの給電方式としては、いわゆる電磁誘導結合を利用するものが知られている。この方式では、ＩＤカードには内蔵コイルが設けられ、この内蔵コイルは、外部から発せられた磁場によって誘導起電力を生じる。そして、外部からの磁場としては、利用者が通過する通過路の側部に設けられた給電コイルにより発生される磁場が用いられる。
【０００４】
この電磁誘導結合方式のＩＤカードにおいては電池等の電源手段を必要としないためＩＤカードの薄型化を図ることができる。また、電池交換や充電等を必要としないため、この方式のＩＤカードは好適に使用することができる。
【０００５】
しかし、電磁誘導結合方式を用いてＩＤカードの駆動に必要な電圧を得るためには、内蔵コイルにゲート装置に備えられた主アンテナが発する磁力線が多く貫くように、ＩＤカードを差し出す必要がある。従って、従来の非接触型ゲート装置では、ＩＤカードを給電コイルに対して一定の方向に差し出す必要があるため不便であり、この方式の非接触型ゲート装置の普及の妨げとなっていた。
【０００６】
なお、上記問題を解決する非接触型ゲート装置として、特開平３−２８６２７５号公報にかかる、異なる位相で駆動される複数の給電コイルを、異なる方向の磁場を発するように配置した給電装置が公知である。
【０００７】
この給電装置では、一方向に向かって配置された給電コイルは一方向の磁力線しか発しないために、給電コイルを複数の方向に配置することによって、異なる方向の磁場を発するようにしている。
【０００８】
しかし、一般にゲート装置では、通過する利用者の利便を考えて通過路の周囲の限られた場所にしか給電コイルを配置することができない。従って、複数の方向に給電コイルを配置する上記給電装置をゲート装置として好適に用いることは出来ない。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、給電コイルによって本来の磁場の方向以外の方向への磁場を発生させることのできる非接触型ゲート装置を提供することにある。さらに他の目的は、単一の方向に配置した給電コイルによって、複数の方向への磁場を発生させて被識別媒体に対して確実な給電をすることができる非接触型ゲート装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記従来の問題を解決するために、請求項１記載の発明は、電磁誘導結合によって被識別媒体に設けられた受電コイルに非接触で電力を供給する磁場発生手段と、被識別媒体の通過する通過路と、を有する非接触型ゲート装置において、前記磁場発生手段は、前記通過路の一方の側部に配置された第１の給電コイルと、前記通過路の他方の側部に配置され、前記第１の給電コイルに対向して設けられた第２の給電コイルと、前記第１及び第２の給電コイルを同一周期で駆動する励磁電源手段と、前記第１及び第２の給電コイルへ供給する交流電流の位相差を周期的に変化させる位相制御手段とを有し、前記通過路に生じる合成磁力線が周期的に異なる方向に向けられることを特徴とする。
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、前記通過路の両脇にて前記第１の給電コイルと前記第２の給電コイルとが対向して設けられる。そして、第１及び第２の給電コイルは共に前記励磁電源手段により同一周期で駆動され、前記通過路には、前記第１の給電コイルによる磁場と前記第２の給電コイルによる磁場との合成にかかる磁場が生じる。
【００１２】
前記通過路における、この合成されてできる磁場の磁力線は、前記第１の給電コイルと前記第２の給電コイルとが駆動される交流電流の位相差によって、異なる方向に生じる。本発明では、前記位相制御手段によってこの位相差を周期的に変更し、前記通過路には磁力線の向きが周期的に変化する磁場が生じる。
【００１３】
このような磁場が生じた前記通過路を前記被識別媒体が通過するときには、前記通過路において複数の方向への磁場が発生している。その結果、前記受電コイルには、より確実に磁力線が貫くことになる。こうして、本発明によれば前記受電コイルが様々な方向に向いた場合も、確実な給電を図ることができる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、電磁誘導結合によって被識別媒体に設けられた受電コイルに非接触で電力を供給する磁場発生手段と、被識別媒体の通過する２以上の通過路と、を有する非接触型ゲート装置において、前記通過路は、並列して設けられ、前記磁場発生手段は、それぞれの前記通過路の一方の側部に配置された第１の給電コイルと、それぞれの前記通過路の他方の側部に配置され、前記第１の給電コイルに対向して設けられた第２の給電コイルと、前記第１及び第２の給電コイルを同一周期で駆動する励磁電源手段と、前記第１及び第２の給電コイルへ供給される交流電流の位相差が周期的に変化するように前記励磁電源手段を制御する位相制御手段と、隣り合う前記通過路の間で隣接する前記第１の給電コイルと前記第２の給電コイルとが逆位相にて駆動されるように前記励磁電源手段を制御する隣接コイル制御手段とを有し、前記通過路に生じる合成磁力線が周期的に異なる方向に向けられることを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、前記被識別媒体の通過する２以上の前記通過路は並列して設けられ、各通過路の両脇にて前記第１の給電コイルと前記第２の給電コイルとが対向して設けられる。そして、第１及び第２の給電コイルは共に前記励磁電源手段により同一周期で駆動され、各通過路には前記第１の給電コイルによる磁場と前記第２の給電コイルによる磁場との合成にかかる磁場が生じる。
【００１６】
前記通過路における、この合成されてできる磁場の磁力線は、前記第１の給電コイルと前記第２の給電コイルとが駆動される交流電流の位相差によって、異なる方向に発生する。本発明では、前記位相制御手段によって、この位相差を周期的に変更し、前記通過路には磁力線の向きが周期的に変化する磁場が生じる。
【００１７】
さらに、隣り合う前記通過路の間にて隣接する前記第１の給電コイルと前記第２の給電コイルとは、前記隣接コイル制御手段によって逆位相で駆動される。こうすれば、前記第１及び第２の給電コイルによって前記通過路の進行方向に行き来する合成磁場が有効に発生し、前記受電コイルにはより確実に磁束が貫くことになるとともに、前記第１の給電コイルと第２の給電コイルの少なくとも一方と前記受電コイルによって電磁誘導結合通信がなされる場合には検波が容易化される。
【００１８】
磁場が生じた２以上の並列して設けられた通過路を、前記被識別媒体が通過するときは、前記通過路において複数の方向への磁場が発生しているために、前記受電コイルに確実に磁力線が貫くことになる。そしてこの結果、本発明によれば前記受電コイルが様々な方向に向いた場合も、確実な給電を行うことができる。
【００１９】
請求項３記載の発明は、電磁誘導結合によって被識別媒体に設けられた受電コイルに非接触で電力を供給する磁場発生手段と、被識別媒体の通過する通過路と、を有する非接触型ゲート装置において、前記磁場発生手段は、前記通過路の周囲に配置された第１の給電コイルと、前記通過路の周囲に配置された少なくとも一つの第２の給電コイルと、前記第１及び第２の給電コイルを駆動する励磁電源手段とを有し、前記通過路に生じる磁力線が偏向されることを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、前記第１の給電コイルと前記第２の給電コイルとが前記通過路の周囲に設けられる。そして、第１及び第２の給電コイルは共に前記励磁電源手段によって駆動され、前記通過路には前記第１の給電コイルによる磁場と前記第２の給電コイルによる磁場との合成にかかる磁場が生じる。すなわち、前記通過路には前記第１の給電コイルが発する磁場が前記第２の給電コイルの発する磁場により偏向される。
【００２１】
こうして、本発明の非接触型ゲート装置における前記通過路には、複数の給電コイルが発する磁場が互いに偏向して、それぞれの給電コイルが本来発する磁場の方向とは異なる向きの磁場が生じる。
【００２２】
請求項４記載の発明は、電磁誘導結合によって被識別媒体に設けられた受電コイルに非接触で電力を供給する磁場発生手段と、被識別媒体の通過する２以上の通過路と、を有する非接触型ゲート装置において、前記通過路は、並列して設けられ、前記磁場発生手段は、それぞれの前記通過路の周囲に配置されたる第１の給電コイルと、それぞれの前記通過路の周囲に配置された少なくとも一つの第２の給電コイルと、前記第１及び第２の給電コイルを駆動する励磁電源手段とを有し、前記通過路に生じる磁力線が偏向されることを特徴とする。
【００２３】
請求項４記載の発明によれば、前記被識別媒体の通過する２以上の前記通過路は並列して設けられ、各通過路の周囲にて前記第１の給電コイルと前記第２の給電コイルとが設けられる。そして、第１及び第２の給電コイルは共に前記励磁電源手段によって駆動され、各通過路には前記第１の給電コイルによる磁場と前記第２の給電コイルによる磁場との合成にかかる磁場が生じる。すなわち、各通過路には前記第１の給電コイルが発する磁場が前記第２の給電コイルの発する磁場により偏向される。
【００２４】
こうして、本発明の非接触型ゲート装置における前記通過路には、複数の給電コイルが発する磁場が互いに偏向して、それぞれの給電コイルが本来発する磁場の方向とは異なる向きの磁場が生じる。
【００２５】
請求項５記載の発明は、請求項３記載の非接触型ゲート装置において、前記第１の給電コイルと１の第２の給電コイルとが、前記通過路を介して対向して設けられることを特徴とする。
【００２６】
請求項５記載の発明によれば、前記第１の給電コイルと１の前記第２の給電コイルとが前記通過路を介して対向して設けられる。そして、前記通過路には、前記第１の給電コイルと前記第２の給電コイルとが発する磁場の合成にかかる磁場が生じる。こうすれば、利用者が前記通過路を通過する際に前記第１及び第２の給電コイルが邪魔にならない。
【００２７】
請求項６記載の発明は、請求項４記載の非接触型ゲート装置において、前記第１の給電コイルと１の第２の給電コイルとが、前記通過路を介して対向して設けられ、前記磁場発生手段は、隣り合う前記通過路の間で隣接する前記第１の給電コイルと前記第２の給電コイルとが同一周期で逆位相にて駆動されるように前記励磁電源手段を制御する隣接コイル制御手段をさらに有することを特徴とする。
【００２８】
請求項６記載の発明によれば、各通過路において前記第１の給電コイルと１の前記第２の給電コイルとが前記通過路を介して対向して設けられる。そして、隣り合う前記通過路の間にて隣接する前記第１の給電コイルと前記第２の給電コイルとは、前記隣接コイル制御手段によって同一周期で逆位相にて駆動される。こうすれば、前記第１及び第２の給電コイルによって前記通過路の進行方向に行き来する合成磁場が有効に発生し、前記受電コイルにはより確実に磁束が貫くことになるとともに、前記第１の給電コイルと第２の給電コイルの少なくとも一方と前記受電コイルによって電磁誘導結合通信がなされる場合には検波が容易化される。
【００２９】
請求項７記載の発明は、請求項３から請求項６のいずれかに記載の非接触型ゲート装置において、前記第１及び第２の給電コイルは同一周期で駆動され、前記磁場発生手段は、前記第１及び第２の給電コイルへ供給される交流電流の位相差が周期的に変化するように前記励磁電源手段を制御する位相制御手段をさらに有することを特徴とする。
【００３０】
請求項７記載の発明によれば、前記位相制御手段によって、前記第１の給電コイルと１の前記第２の給電コイルとが、周期的にその位相差を変更して駆動される。そして、前記通過路には、周期的に異なる方向に偏向する磁場が生じる。こうすれば、前記受電コイルへの給電をさらに確実なものとすることができる。
【００３１】
請求項８記載の発明は、請求項３から請求項６のいずれかに記載の非接触型ゲート装置において、前記第１及び第２の給電コイルは同一周期で駆動され、前記磁場発生手段は、前記第１の給電コイルへ供給される交流電流と前記第２の給電コイルへ供給される交流電流とが同位相である状態と、前記第１の給電コイルへ供給される交流電流と前記第２の給電コイルへ供給される交流電流とが逆位相である状態とが周期的に繰り返されるように前記励磁電源手段を制御する位相制御手段をさらに有することを特徴とする。
【００３２】
請求項８記載の発明によれば、前記位相制御手段によって、前記第１の給電コイルと１の前記第２の給電コイルとが、その位相差が０である状態とπである状態とを周期的に繰り返すようにして駆動される。そして、前記通過路には、周期的に異なる方向に偏向する磁場が生じる。こうすれば、前記受電コイルへの給電をさらに確実なものとすることができるとともに、前記第１の給電コイルと第２の給電コイルの少なくとも一方と前記受電コイルによって電磁誘導結合通信がなされる場合には検波が容易化される。
【００３３】
請求項９記載の発明は、請求項３から請求項６のいずれかに記載の非接触型ゲート装置において、前記第１及び第２の給電コイルは同一周期で駆動され、前記磁場発生手段は、前記第１及び第２の給電コイルとが所定の位相差にて駆動するように前記励磁電源手段を制御する位相差設定手段をさらに有することを特徴とする。
【００３４】
請求項９記載の発明によれば、前記位相差設定手段によって前記第１の給電コイルと第２の給電コイルとは、所定の位相差にて駆動される。そして、前記通過路には設定する位相差に対応して、各給電コイルが本来発する磁力線の方向とは異なる方向の磁力線、或いは、前記第１の給電コイルの磁力線と、第２の給電コイルの磁力線とを含む平面内で回転する合成磁力線が生じる。従って、本発明によれば、前記受電コイルへの給電をさらに確実なものとすることができる。
【００３５】
請求項１０記載の発明は、請求項１から請求項９のいずれかに記載の非接触型ゲート装置において、前記第１又は第２の給電コイルは、前記通過路の進行方向と交差する向きに延びる辺を含むことを特徴とする。
【００３６】
請求項１０記載の発明によれば、前記第１又は第２の給電コイルは、前記通過路の進行方向と交差する向きに延びる辺を含む。そして、通過路の進行方向と交差する向きに延びる辺の近傍には、コイルの外側又は内側に向かう磁力線が生じる。したがって、前記通過路には、該通過路を斜めに貫く方向の磁場が生じることになる。こうすれば、前記受電コイルへの給電をさらに確実なものとすることができる。
【００３７】
請求項１１記載の発明は、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の非接触型ゲート装置において、前記第１又は第２の給電コイルの少なくとも一方は、該給電コイルの略中央の前方と、前記通過路において前記磁場発生手段が前記被識別媒体に電力を供給する空間領域とが、ずれる位置に配置されることを特徴とする。
【００３８】
請求項１１記載の発明によれば、第１又は第２の給電コイルの発する磁力線の内、コイルの外周側から比較的大きく外側に偏向した磁力線が、通過路の進行方向に対して斜め方向に前記空間領域に進入するため、前記受電コイルに対してより確実な給電を行うことができる。
【００３９】
請求項１２記載の発明は、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の非接触型ゲート装置において、前記第１又は第２の給電コイルと前記受電コイルとの電磁誘導結合によって信号の送受信を行う通信手段を、さらに有することを特徴とする。
【００４０】
請求項１２記載の発明によれば、前記通信手段によって、前記第１又は第２の給電コイルと前記受電コイルとは電力の送受に加えて信号の送受を行うことができる。こうすれば、例えば、送受される信号を用いて該非接触型ゲート装置の必要な制御を行うことができる。
【００４１】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の非接触型ゲート装置において、前記被識別媒体は、前記第１又は第２の給電コイルに対して信号を少なくとも送信することができる情報カードであること特徴とする。
【００４２】
請求項１３記載の発明によれば、前記情報カードが前記被識別媒体として用いられる。ここで、前記情報カードとは、前記第１又は第２の給電コイルに対して、少なくとも信号の送信を行うことができるものである。こうすれば、本非接触型ゲート装置の利用者は前記識別媒体を好適に携帯することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面に基づき詳細に説明する。
【００４４】
本実施例では、本発明を駅の自動改札装置に適用した例を示す。図１は、本実施例にかかる非接触型ゲート装置１０を示す構成図であり、図２は、その外観を示す斜視図である。
【００４５】
これらの図に示す非接触型ゲート装置１０は、対向して設けられた第１の給電コイル１２と第２の給電コイル１４とを有し、その間には利用者が通過する通過路１６が設けられている。また、通過路の出口には利用者の通行を規制する開閉ゲート１８が設けられている。
【００４６】
そして、前記第１及び第２の給電コイル１２、１４は、励磁電源部１９によって、同一周期で駆動され、前記通過路１６には交番磁場２４が生じる。該励磁電源部１９は発振部２０、位相制御部２１、増幅部２２、２３を含んでいて、発振部２０により発せられるクロック信号は増幅部２２、２３によって増幅されて前記第１及び第２の給電コイル１２、１４を駆動する。この際、増幅部２１に入力されるクロック信号は前記位相制御部２１によって位相制御されていて、前記第１及び第２の給電コイル１２、１４は所定の位相差にて駆動される。
【００４７】
ところで、上記非接触型ゲート装置１０の利用者は、例えば定期券として、乗車可能区間や有効期間などの所定の情報が記憶された被識別媒体としての情報カード９０を携帯する。そして、この情報カードは偏平薄型に形成され、受電コイル９２が内蔵されている。
【００４８】
本実施例の非接触型ゲート装置１０においては、この情報カード９０を携帯した利用者が前記通過路１６を通過するときに、前記第１及び第２の給電コイル１２、１４と前記受電コイル９２とが、いわゆる電磁誘導結合方式によって電力及び信号の送受を行う。
【００４９】
以下、本実施例における非接触型ゲート装置１０と情報カード９０との、電力及び信号の送受について説明する。
【００５０】
図３は情報カード９０の機能を説明する図である。同図に示す情報カード９０は、前記第１及び第２の給電コイル１２、１４によって発生する交番磁場２４内に配置されると、受電コイル９２には誘導電流が生じる。この誘導電流は整流回路９４によって整流され、処理部９６の電力として用いられる。さらに、クロック生成回路９８によって受電コイル９２に生じた誘導電流から、処理部９６で必要な同期クロックが生成される。
【００５１】
こうして得られた電力と同期クロックとを用いて、処理部９６は、ＲＯＭ１００に記憶された乗車可能区間や有効期間などの所定の情報を読み出し、電気的信号として受電コイル９２の誘導電流に重畳させ、交番磁場２４は変調される。
【００５２】
一方、非接触型ゲート装置１０においては、図１に示すように第１及び第２の給電コイル１２、１４に信号検出部２６が接続されていて、変調された交番磁場２４によって第１及び第２の給電コイル１２、１４に誘導された電流から、前記した電気的信号が復調される。そして、その電気的信号に従って、ゲート制御部２８が開閉ゲート１８の開閉を制御する。
【００５３】
以上のようにして、本実施例の非接触型ゲート装置１０では、利用者が携帯する情報カード９０と、非接触型ゲート装置１０本体とが非接触で通信を行い、開閉ゲート１８の制御を行うことができる。
【００５４】
ところで、本実施例の非接触型ゲート装置１０の通過路１６に生じている交番磁場２４は、図４に示すように、前記第１の給電コイル１２の発する磁場と、前記第２の給電コイル１４の発する磁場との合成にかかる磁場である。
【００５５】
本実施例の非接触型ゲート装置１０では、前述したように位相制御部２１によって前記励磁電源１９が制御されていて、前記第１及び第２の給電コイル１２、１４は周期的に位相差が変化して駆動されている。したがって、本非接触型ゲート装置１０の通過路１６には、その位相差によって磁力線の方向が異なる交番磁場２４が生じる。
【００５６】
ここで、第１及び第２の給電コイル１２、１４に供給される交流電流の位相差と、通過路１６に生ずる交番磁場２４の方向との関係についてさらに詳しく説明する。
【００５７】
図５は、第１及び第２の給電コイル１２、１４に供給される交流電流に位相差がない場合における、４分の１周期毎の、第１及び第２の給電コイル１２、１４の発する磁場の磁力線の向きと、通過路１６に生ずる交番磁場２４の磁力線の向きとの対応を示す表である。ここでは、同表に示す磁力線として、第１の給電コイル１２のコイル辺３０と、第２の給電コイル１４のコイル辺３２との中間付近のものを記してある。また、表中に示す黒点は、交番する各磁力線が節となる場合を表している。
【００５８】
同表の第２列には、第１列に示す時刻における第１の給電コイル１２の発する磁場の磁力線のベクトルが模式的に示され、第２列には、第１列に示す時刻における第２の給電コイル１４の発する磁場の磁力線のベクトルが模式的に示されている。そして、第３列には、各時刻において通過路に生じる交番磁場２４の磁力線のベクトルが模式的に示されていて、このベクトルは第１列のベクトルと第２のベクトルの合成ベクトルに相当する。
【００５９】
同表によれば、第１及び第２の給電コイル１２、１４の発する磁力線は、そのベクトル方向は変化せず、順逆と大きさのみが変化する。そして、その合成にかかる第３列に示された磁力線は、表中左右方向に周期的に大きさが変化される。すなわち、第１及び第２の給電コイル１２、１４に供給される交流電流に位相差がない場合においては、前記通過路１６には、第１及び第２の給電コイル１２、１４の対向方向で行き来する交番磁場２４が生じる。
【００６０】
一方、第１及び第２の給電コイル１２、１４に供給される交流電流にπの位相差がある場合においては、さらに別の合成磁場が生じる。図６は第１及び第２の給電コイル１２、１４に供給される交流電流にπの位相差がある場合における、４分の１周期毎の、第１及び第２の給電コイル１２、１４の発する磁場の磁力線の向きと、通過路１６に生ずる交番磁場２４の磁力線の向きとの対応を示す表である。ここで、同表に示す磁力線として、第１の給電コイル１２のコイル辺３０と、第２の給電コイル１４のコイル辺３２との中間付近のものを記してある。
【００６１】
同図によれば、第１及び第２の給電コイル１２、１４の発する磁力線の合成にかかる、第３列に示された交番磁場２４の磁力線は、表中上下方向に周期的に大きさが変化される。すなわち、第１及び第２の給電コイル１２、１４に供給される交流電流にπの位相差がある場合においては、前記通過路１６には、通過路１６の上下方向に行き来する交番磁場２４が生じることが解る。したがって、図２に示すように第１及び第２の給電コイル１２、１４が共に長方形に形成されている場合には、通過路１６の入口と出口には通過路の進行方向に行き来する合成磁場が主に生じ、通過路１６の途中には進行方向と直交する上下方向に行き来する合成磁場が主に生じる。
【００６２】
以上説明したように、第１の給電コイル１２と第２の給電コイル１４との位相差が０の場合とπの場合では、通過路１６には異なる方向の交番磁場２４が生じる。本実施例の非接触型ゲート装置１０においては、第１の給電コイル１２と第２の給電コイル１４との位相差が０の場合とπの場合とを周期的に切り替わるように、前記励磁電源部１９を位相制御部２１が制御している。
【００６３】
こうして、本実施例では、通過路１６の両脇にて対向して設けられた第１及び第２の給電コイル１２、１４によって、複数の方向の交番磁場２４を得ることができる。このため、利用者が前記情報カード９０を携帯する際の該情報カードの体勢によらず、受電コイル９２への給電がより確実なものとなる。
【００６４】
また、上述のように第１及び第２の給電コイル１２、１４の位相差が０の場合とπの場合とが周期的に切り替えられていて、いずれの場合にも前記発振部２０との同期が保たれているため、本実施例の非接触型ゲート装置では前記情報カード９０との通信において前記信号検出部２６による検波が比較的容易であるという利点を有する。
【００６５】
なお、上記実施例中において情報カード９０内に設けられたＲＯＭ１００として、低電力で書き込み動作をすることのできるＣＭＯＳ ＥＥＰＲＯＭ又はＦＥ−ＲＡＭ（強誘電体記憶素子）を用いれば、情報カードの読み出しだけでなく書き込みも、通過路１６の通過中に非接触で行うことができる。
【００６６】
次に、本実施例の各変更例について説明する。なお、以下の説明中、特に断らない限り、上記実施例と同じ符号を付して説明するものは上記実施例のものと同じものとして説明を省略する。
【００６７】
（第１変更例）
本変更例では、上記実施例の非接触型ゲート装置１０を２台並列して配置する例を示す。図７は上記実施例の非接触型ゲート装置１０を２台並列して配置してなる非接触型ゲート装置１００を示す斜視図である。同図に示す非接触型ゲート装置１００は、非接触型ゲート装置１０ａの第２の給電コイル１４ａと、非接触型ゲート装置１０ｂの第１の給電コイル１２ｂとが互いに隣接するように配置されている。このように配置した場合、隣接する第１の給電コイル１４ａと第２の給電コイル１２ｂとが発するそれぞれの磁場が、互いに偏向されて前記通過路１６ａ、１６ｂには適切な磁場が生じないおそれがある。
【００６８】
そこで、本変更例の非接触型ゲート装置１００においては、隣接コイル制御部をもうけて、隣接する第１の給電コイル１４ａと第２の給電コイル１２ｂとを同一周期の逆位相にて駆動する。こうすれば、通過路１６ａ、１６ｂの進行方向にて行き来する合成磁場を有効に発生させることができ、前記情報カード９０の受電コイル９２による受電がより確実なものとなる。
【００６９】
なお、本実施例は、非接触型ゲート装置１００を構成する非接触型ゲート装置が２台であるとして説明したが、２台以上に増やした場合でも同様に実施できる。すなわち、隣り合う通過路の間で隣接する第１及び第２の給電コイルを同一の周期と位相で駆動すればよい。
【００７０】
こうすれば、実施例で説明した非接触型ゲート装置を１ユニットとして追加することによって、必要に応じてゲート数を増やすことができる。
【００７１】
（第２変更例）
前記実施例の非接触型ゲート装置１０においては、励磁電源部１９は位相制御部２１によって、第１及び第２の給電コイル１２、１４へ供給される交流電流の位相差が周期的に変化するように制御されていた。本変更例では、非接触型ゲート装置１０の位相制御部２１に替えて、前記第１及び第２の給電コイル１２、１４とが所定の位相差にて駆動するように前記励磁電源部１９を制御する位相差設定部を設けている。
【００７２】
すなわち、本変更例では第１及び第２の給電コイル１２、１４は、所定の位相差に固定されて駆動される。以下、第１及び第２の給電コイル１２、１４の位相差と通過路１６に生じる磁力線の方向との対応について説明する。
【００７３】
図８は第１及び第２の給電コイル１２、１４に供給される交流電流に位相差がπ／２である場合における、４分の１周期毎の、第１及び第２の給電コイル１２、１４の発する磁場の磁力線の向きと、通過路１６に生ずる交番磁場２４の磁力線の向きとの対応を示す表である。
【００７４】
同表によれば、第１及び第２の給電コイル１２、１４の発する磁力線の合成にかかる、第３列に示された交番磁場２４は、周期的に表中時計回りに回転している。
【００７５】
本変更例では、前記位相制御部２１に替えて位相差設定部を設けて、第１及び第２の給電コイル１２、１４をπ／２の位相差で駆動している。こうすれば、通過路１６には、第１及び第２の給電コイル１２、１４の発する両磁力線を含む平面内において、合成にかかる磁場は回転する。こうして、前記位相制御部２１に替えて位相差設定部を設けた場合でも、通過路１６の両脇にて対向して設けられた第１及び第２の給電コイル１２、１４によって、複数の方向の交番磁場２４を得ることができ、前記情報カード９０の受電コイル９２の受電がより確実なものとなる。
【００７６】
なお、第１の給電コイル１２と第２の給電コイル１４との位相差はπ／２に限らず、各給電コイルの発する磁場の合成にかかる磁場が通過路１６において回転するように、位相差を設定すればよい。
【００７７】
例えば、第１及び第２の給電コイル１２、１４に供給される交流電流に３π／２の位相差がある場合においては、さらに別の交番磁場２４が生じる。図９は第１及び第２の給電コイル１２、１４に供給される交流電流に３π／２の位相差がある場合における、４分の１周期毎の、第１及び第２の給電コイル１２、１４の発する磁場の磁力線の向きと、通過路１６に生ずる交番磁場２４の磁力線の向きとの対応を示す表である。
【００７８】
同表によれば、第１及び第２の給電コイル１２、１４の発する磁力線の合成にかかる、第３列に示された磁場は、表中反時計回りに回転している。
【００７９】
以上のように、前記位相差設定部の設定する位相差はπ／２に限らない。また、通過路１６の周囲における各給電コイルの数や配置によっても、必要な位相差を設定すればよい。
【００８０】
（第３変更例）
前述した実施例の非接触型ゲート装置１０において、第１及び第２の給電コイル１２、１４は矩形に形成され、通過路１６の両脇にて、その２辺が通過路１６の進行方向に平行となるように配置されていた。第１及び第２の給電コイル１２、１４の発する磁力線は、図４に示したように、コイルの縁の近傍ではコイルの外側に向かって比較的大きく偏向している。従って、このように配置された長方形状の第１及び第２の給電コイル１２、１４においては、例えば、コイル辺３０とコイル片３２の中間位置付近では、進行方向に垂直な平面に含まれる方向の磁力線しか発することができない。
【００８１】
そこで、本変更例の非接触型ゲート装置の第１及び第２の給電コイルは、通過路の進行方向と非平行なコイル辺を含んでいる。図１０はこの非接触型ゲート装置１０ｃを示す斜視図である
同図に示す非接触型ゲート装置１０ｃでは、第１及び第２の給電コイル１２ｃ、１４ｃは三角形状に形成されていて、通過路１６の進行方向と交わる向きのコイル辺３４、３６、３８、４０を有している。こうすれば、通過路１６には、前記非接触型ゲート装置１０の第１及び第２の給電コイル１２、１４によるものとは、異なる向きの交番磁場２４が生じる。
【００８２】
図１１は、非接触型ゲート装置１０ｃの第１の給電コイル１２ｃを示す側面図である。同図に示すように、通過路１６に非平行な２つのコイル辺３４、３６によって通過路１６の進行方向と交わる向きの磁力線を発することができる。このため、より確実な給電を行うことができる。
【００８３】
（第４変更例）
前述した実施例及び各変更例において、第１及び第２の給電コイルの発する磁力線は、図４に示したように、コイルの縁の近傍ではコイルの外側に向かって比較的大きく偏向していて、各給電コイルの中央では、対向方向からコイル外側への偏向が比較的少ない。
【００８４】
そこで、本変更例の非接触型ゲート装置の第１及び第２の給電コイル１は、コイル中央付近の前方と、情報カードが電力を供給される空間領域とがずれるように配置されている。
【００８５】
図１２は、本変更例の非接触型ゲート装置１０ｄを示す斜視図である。同図に示す非接触型ゲート装置１０ｄは、利用者の通過する通過路の上方から第１の給電コイルと第２の給電コイルが垂下して、両給電コイルが対向するようにして設けられている。
【００８６】
こうすれば、第１及び第２の給電コイル１２ｄ、１４ｄの発する磁力線の内、比較的大きく外側に偏向した磁力線が合成されて、効果的に第１及び第２の給電コイル１２ｄ、１４ｄの対向方向以外の方向への交番磁場２４を発することができる。
【００８７】
尚、上記実施例及び各変更例においては本発明を駅の自動改札装置に適用した例を説明したが本発明はそれらに限定されず、例えば物流管理システムなど、広くゲート装置として利用可能である。
【００８８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の非接触型ゲート装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施例の非接触型ゲート装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例の情報カードを示す構成図である。
【図４】本発明の実施例の非接触型ゲート装置を示す正面図である。
【図５】第１及び第２の給電コイルに供給される交流電流に位相差がない場合における、４分の１周期毎の、第１及び第２の給電コイルの発する磁場の磁力線の向きと、通過路に生ずる交番磁場の磁力線の向きとの対応を示す図である。
【図６】第１及び第２の給電コイルに供給される交流電流に位相差がπである場合における、４分の１周期毎の、第１及び第２の給電コイルの発する磁場の磁力線の向きと、通過路に生ずる交番磁場の磁力線の向きとの対応を示す図である。
【図７】本実施例の第１変更例にかかる非接触型ゲート装置を示す斜視図である。
【図８】第１及び第２の給電コイルに供給される交流電流に位相差がπ／２である場合における、４分の１周期毎の、第１及び第２の給電コイルの発する磁場の磁力線の向きと、通過路に生ずる交番磁場の磁力線の向きとの対応を示す図である。
【図９】第１及び第２の給電コイルに供給される交流電流に位相差が３π／２である場合における、４分の１周期毎の、第１及び第２の給電コイルの発する磁場の磁力線の向きと、通過路に生ずる交番磁場の磁力線の向きとの対応を示す図である。
【図１０】本実施例の第３変更例にかかる非接触型ゲート装置を示す斜視図である。
【図１１】本実施例の第３変更例にかかる非接触型ゲート装置の第１の給電コイルを示す側面図である。
【図１２】本実施例の第４変更例にかかる非接触型ゲート装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１００  非接触型ゲート装置
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  第１の給電コイル
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ  第２の給電コイル
１６  通過路
１９  励磁電源部
２１  位相制御部
９０  情報カード（被識別媒体）
９２  受電コイル
【図１】
0003662645.tif 000002
【図２】
0003662645.tif 000003
【図３】
0003662645.tif 000004
【図４】
0003662645.tif 000005
【図５】
0003662645.tif 000006
【図６】
0003662645.tif 000007
【図７】
0003662645.tif 000008
【図８】
0003662645.tif 000009
【図９】
0003662645.tif 000010
【図１０】
0003662645.tif 000011
【図１１】
0003662645.tif 000012
【図１２】
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