(57)【要約】【課題】本発明は、設置場所の制限、特に金属構造物の影響を受けず、アンテナの共振周波数やインピーダンスの調整が不要で、設置時の利便性、拡張性に優れ、周囲からの不要なノイズに強い安定した性能を有する無線通信媒体装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、無線通信媒体と通信を行い両端に一対の開放端部を有するループアンテナと、ループアンテナと近接して配置された金属部材を有するループアンテナユニットであって、金属部材は通信周波数の波長の略１／２００〜１／４０００の間隔をもってループアンテナの開放端部の一方と電気的に接続されている構成を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信媒体と通信を行い両端に一対の開放端部を有するループアンテナと、前記ループアンテナと近接して配置された金属部材を有するループアンテナユニットであって、
前記金属部材は通信周波数の波長の略１／２００〜１／４０００の間隔をもって前記ループアンテナの開放端部の一方と電気的に接続されていることを特徴とするループアンテナユニット。
【請求項２】
前記ループアンテナは、前記無線通信媒体に対して、電磁誘導により電力と送信データを供給し、前記無線通信媒体から受信データを負荷変動により取得するループアンテナであることを特徴とする請求項１記載のループアンテナユニット。
【請求項３】
前記金属部材が、前記ループアンテナの主面と略平行に配置されていることを特徴とする請求項１乃至２いずれか記載のループアンテナユニット。
【請求項４】
前記ループアンテナと前記金属部材との間に、磁性部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１記載のループアンテナユニット。
【請求項５】
前記磁性部材は、前記ループアンテナの主面と略平行に配置されていることを特徴とする請求項４記載のループアンテナユニット。
【請求項６】
前記磁性部材は、前記ループアンテナ、および前記金属部材との間に所定の間隔を有して配置されていることを特徴とする請求項４乃至５いずれか記載のループアンテナユニット。
【請求項７】
前記金属部材の面積が、前記ループアンテナの開口部面積の略１．１倍以上であることを特徴とする請求項１〜６いずれか１記載のループアンテナユニット。
【請求項８】
前記磁性部材が柔軟性を有する磁性部材であることを特徴とする請求項４〜７いずれか１記載のループアンテナユニット。
【請求項９】
前記一対の開放端部の一方が、前記金属部材に電気的に接続されると共に、不平衡型の共振回路及び整合回路の接地端子に接続され、前記一対の開放端部の他方が前記不平衡型の共振回路及び前記整合回路の信号端子に接続されることを特徴とする請求項１〜８いずれか１記載のループアンテナユニット。
【請求項１０】
前記一対の開放端部の一方が、前記無線通信媒体とデータの読み、もしくは書き、もしくは読み書きを行う読み書き部の接地端子に接続され、前記一対の開放端部の他方が、前記読み書き部の信号端子に接続されることを特徴とする請求項１〜８いずれか１記載のループアンテナユニット。
【請求項１１】
前記ループアンテナユニットにおいて、前記ループアンテナ、および前記磁性部材、および前記金属部材、および前記ループアンテナと前記磁性部材の間に配置される第一の隔離部材、および前記磁性部材と前記金属部材の間に配置される第二の隔離部材が積層形成されていることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１記載のループアンテナユニット。
【請求項１２】
前記ループアンテナが、電子基板に形成されたパターン導体より形成され、前記電子基板が前記ループアンテナとして積層されることを特徴とする請求項１１記載のループアンテナユニット。
【請求項１３】
前記電子基板に、前記共振回路および前記整合回路が形成されていることを特徴とする請求項１２記載のループアンテナユニット。
【請求項１４】
前記ループアンテナユニットが収納ケースに格納されていることを特徴とする請求項１１記載のループアンテナユニット。
【請求項１５】
請求項１〜１０いずれか１記載のループアンテナユニットがハウジングに格納されていることを特徴とするループアンテナユニット。
【請求項１６】
複数の前記ループアンテナユニットが、略同一平面状において、直線状、又は放射状、又は配列上に配置されていることを特徴とする請求項１〜１５いずれか１記載のループアンテナユニット。
【請求項１７】
前記複数のループアンテナユニットには、信号電流が給電される給電ループアンテナユニットと、信号電流が非給電の無給電ループアンテナユニットが含まれることを特徴とする請求項１６記載のループアンテナユニット。
【請求項１８】
複数の請求項１〜１７いずれか１記載のループアンテナユニットと、
前記無線通信媒体とデータの読み、もしくは書き、もしくは読み書きを行う読み書き部を有する無線通信媒体装置であって、
前記複数のループアンテナユニットには、信号電流が給電される給電ループアンテナユニットと、信号電流が非給電の無給電ループアンテナユニットが含まれることを特徴とする無線通信媒体処理装置。
【請求項１９】
前記複数のループアンテナユニットの内、給電ループアンテナユニットのみに読み書き部が接続されていることを特徴とする請求項１８記載の無線通信媒体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商品棚などに収納される商品や書籍に貼付された非接触ＩＣカードやＩＣタグなどの無線通信媒体に電力と送信データを供給し、無線通信媒体から受信データを負荷変動により取得する無線通信媒体処理装置であって、特に自動で商品管理、書籍管理等が可能となる収納棚、展示棚などに好適に用いられるループアンテナユニット及び無線通信媒体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣカードを用いたリーダライタシステムは、一般に非接触ＩＣカードシステムと呼ばれ、例えば１３．５６ＭＨｚの周波数帯を利用した物流システム、交通システム、商品管理、書籍管理システム等々に実用化されつつある。このシステムは、１枚の樹脂製カード上にＩＣチップとアンテナコイルを備えたＩＣカードと、このＩＣカードとの通信を行う読み書き部とを備え、この読み書き部にはループアンテナが備えられている。このループアンテナにより電力と送信データを常時または間欠に送信し、この電力と送信データを受信できる範囲内にあるＩＣカードからの受信データを得るものである。
【０００３】
従来の読み書き部の通信範囲を広げる手段として、一つのループアンテナでそのサイズを大きくする事が考えられるが、アンテナサイズの大型化に伴いアンテナの感度が増加し、これにより周辺からの不要なノイズの影響を受けやすくなり更に、遠方への電界の放射の増加による他の電子機器等への影響が大きくなるという課題があった。更にアンテナサイズの大型化によりそれ自身が周辺の金属等構造物の影響を受けやすく、また機構面での強度向上が求められ結果的に重量が重たくなる等電気的性能、機械的性能面での課題があった。
【０００４】
また、通信範囲を広げる別手段として、ループアンテナの近傍に閉ループ回路（共振回路）を配置し、電磁的に結合してループアンテナで生じた磁束がその閉ループ回路（共振回路）を貫く事で、この閉ループ回路がループアンテナのように振る舞い、通信範囲を広げるという工夫が提案されている。
【０００５】
この一例として、（特許文献１）に記載の従来の技術におけるアンテナユニットの斜視図を図１３に示す。図１３において、発振器１０８に接続されたドライバ１０７を経由してアンテナ基板１０２上に設けられたループアンテナ１１１が接続され、その周囲に閉ループ回路１１２、１２１が配置された構成のアンテナユニット１０１である。ループアンテナ１１１から生じた磁束１１３により電磁的に結合した閉ループ回路１１２、１２１がループアンテナ１１１のように振る舞うと言うものである。
【特許文献１】特開２００１−８５９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のアンテナユニット及び通信エリア拡大方法は、以下のような複数の課題を有していた。
【０００７】
即ち、（特許文献１）に記載のアンテナユニット及び通信エリア拡大方法の場合では、図１３で示した様に、アンテナユニット１０１はアンテナ基板１０２上に設けられたループアンテナ１１１と閉ループ回路（共振回路）１１２、１２１からのみなる構成であり、このアンテナユニット１０１が自由空間（アンテナが設置される周囲に金属等の構造物が無い広い空間）に設置される場合は所望の動作（ＩＣカード等との通信）を行うものの、
これを商品管理や書籍管理等を行う収納棚や展示棚等に応用する場合、収納棚等を構成する木製、樹脂製あるいは金属製の構造物と極めて近接した所にアンテナユニット１０１を配置する必要性が生じる。この場合アンテナユニット１０１と収納棚等を構成する木製、樹脂製、あるいは金属製の構造物との距離が極めて短くなるためにアンテナ性能が著しく低下する。特に金属製の構造物の場合影響が大きく、ループアンテナ１１１および閉ループ回路（共振回路）１１２、１２１のアンテナインピーダンスが金属製の構造物からの影響を大きく受けて変動し、共振周波数の変動が生じたり、リーダー／ライタ装置の入出力インピーダンスとインピーダンス整合が取れなくなり、そのたびに調整を余儀なくされる必要性が生じた、また通常のループアンテナ１１１すなわち平衡型ループアンテナが、特に金属製の構造物に近接するとアンテナが高周波的にショート（短絡状態）に近い特性となりアンテナのインピーダンスが零に限りなく近づき調整範囲を逸脱し、後続の回路側のインピーダンス整合が取れなくなりアンテナユニット１０１からＩＣカードに対して十分な電力供給ができなくなる。その結果、通信距離が極端に短くなったり、通信できなくなったり、最悪の場合リーダー／ライタ装置の送信回路が壊れてしまう等の障害を生じると言う致命的な課題があった。
【０００８】
さらに（特許文献１）に記載のアンテナユニット及び通信エリア拡大方法の場合では、閉ループ回路（共振回路）はコイルとコンデンサとを接続して構成した閉ループ回路であると記述されている。すなわちコイルとコンデンサから成る並列共振回路（閉回路）そのものであり、並列共振回路のインピーダンスは通常数百〜数ＫΩのハイ・インピーダンスと高いものになっている。閉ループ回路（共振回路）がハイ・インピーダンスである事から、この閉ループ回路を流れる電流の値が小くなる事は言うまでもない。またこの回路には、整合負荷が接続されていない為、不整合により定在波が生じ、これにより動作が不安定となりまた不整合損失が生じる事でさらに電流が小くなり、閉ループ回路から再放射される磁束の密度もより小さいものとなり、アンテナユニット全体の効率が非常に低くなる。
【０００９】
また、より通信範囲を広げる必要がある場合、さらに連続して閉ループ回路を配置しても末端の閉ループ回路へ殆んど磁束が届かなくなると言う致命的な課題があった。
【００１０】
そこで、本発明は上記のような課題を解決し、取り付ける場所の周囲の金属等の構造物影響を大幅に低減し安定した読み取りと書き込み特性を満足すると共に、通信範囲を簡単な方法で広げられると言う拡張性と利便性に優れた非接触ＩＣカード読み書き部に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、無線通信媒体と通信を行い両端に一対の開放端部を有するループアンテナと、ループアンテナと近接して配置された金属部材を有するループアンテナユニットであって、金属部材は通信周波数の波長の略１／２００〜１／４０００の間隔をもってループアンテナの開放端部の一方と電気的に接続されている構成を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の構成により、商品管理、書籍管理等を行う収納棚、展示棚などにおいて、アンテナを取り付ける場所の、収納棚等を構成する木製、樹脂製、あるいは金属製の構造物の影響を大幅に低減し安定した読み取りと書き込み特性を満足しつつ、通信範囲を簡単に拡大できる構成とし、利便性、拡張性に優れた無線通信媒体処理装置を提供する事が可能となる。
【００１３】
特に、ループアンテナに金属部材を有する接地型ループアンテナユニットとしたことで、金属部材が在る状態、すなわちループアンテナの二つの開放端部の内の一端を、金属部
材に電気的に接地した不平衡型のループアンテナの状態で事前にアンテナのインピーダンス調整を行うことにより、アンテナの基準電位（接地電位）を安定化し、アンテナインピーダンスの変動を極小にすることが可能となる、よって設置場所の収納棚等を構成する木製、樹脂製、あるいは金属製の材質に関係なく周囲の構造物によるアンテナ特性への影響を無くし設置時に調整が不要であることを実現できる。
【００１４】
この接地型ループアンテナを用いた給電ループアンテナユニットと無給電ループアンテナユニットを用意することにより、隣接するループアンテナが相互誘導により電磁結合し、無給電ループアンテナユニットの数を増やして近接配置するだけで容易に通信範囲を拡大することが可能となる。無給電ユニットも周囲の構造物によるアンテナ特性への影響を無くし設置時に調整が不要である事はいうまでもない。
【００１５】
また無給電ループアンテナユニットはループアンテナに共振回路、整合回路を経て整合負荷に接続された構成であるため、反射波による定在波の発生及び不整合損失の発生を抑える事が可能となり、再放射される磁束の密度もより大きいものとなり、ループアンテナユニット全体の効率が非常に高く、且つ安定した特性を得る事ができトータルの通信範囲を大幅に広げることが可能となる。
【００１６】
また、無給電ループアンテナユニットは無給電であるので、余分な消費電力の原因とならず、他の電子機器への影響も無く省電力である。また、給電ループアンテナユニット及び無給電ループアンテナユニットを積層構造にしてケースに格納することで、機器の薄型化、小型化を実現し、持ち運びや設置を容易とし、更に耐久性や耐候性を向上させて、簡単に置くだけで設置が可能となる。特に、通信範囲を変えたい場合などには特に有効であり、通信範囲の拡大を最適化することができる。
【００１７】
また、給電ループアンテナユニットと無給電ループアンテナユニットが格納されるケースが、薄型ケースであることで、商品棚などに容易に設置でき、商品や書籍等に組み込まれた無線通信媒体と、外部の読み書き部との通信を行うことができるようになる。
【００１８】
これらにより、例えば、物流倉庫や販売店の在庫管理、スーパーマーケットや文具店等の陳列棚の商品管理、官公庁、事務所等の書類管理などを行うことができ、種々のシステム、アプリケーション、ビジネスに適用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の請求項１に記載の発明は、無線通信媒体と通信を行い両端に一対の開放端部を有するループアンテナと、ループアンテナと近接して配置された金属部材を有するループアンテナユニットであって、金属部材は通信周波数の波長の略１／２００〜１／４０００の間隔をもってループアンテナの開放端部の一方と電気的に接続されていることを特徴とするループアンテナユニットであって、金属部材によりアンテナのインピーダンス調整を行うことができ、アンテナの基準電位（接地電位）を安定化することが可能となり、設置場所の周囲の金属等によるアンテナ特性への影響を大きく低減できるものである。
【００２０】
本発明の請求項２に記載の発明は、ループアンテナは、無線通信媒体に対して、電磁誘導により電力と送信データを供給し、無線通信媒体から受信データを負荷変動により取得するループアンテナであることを特徴とする請求項１記載のループアンテナユニットであって、基準電位を安定させて無線通信媒体との通信を実現することができるものである。
【００２１】
本発明の請求項３に記載の発明は、金属部材が、ループアンテナの主面と略平行に配置されていることを特徴とする請求項１乃至２いずれか記載のループアンテナユニットであって、アンテナ特性への影響低減を更に向上させることができるものである。
【００２２】
本発明の請求項４に記載の発明は、ループアンテナと金属部材との間に、磁性部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１記載のループアンテナユニットであって、磁界強度を向上させると共に、ループアンテナの薄型化を実現することができる。
【００２３】
本発明の請求項５に記載の発明は、磁性部材は、ループアンテナの主面と略平行に配置されていることを特徴とする請求項４記載のループアンテナユニットであって、磁界強度向上を更に強化することができるものである。
【００２４】
本発明の請求項６に記載の発明は、磁性部材は、ループアンテナ、および金属部材との間に所定の間隔を有して配置されていることを特徴とする請求項４乃至５いずれか記載のループアンテナユニットであって、相互の悪影響を防止することができるものである。
【００２５】
本発明の請求項７に記載の発明は、金属部材の面積が、ループアンテナの開口部面積の略１．１倍以上であることを特徴とする請求項１〜６いずれか１記載のループアンテナユニットであって、周囲の金属や非金属などの存在によるアンテナ特性の変化を大幅に低減するという性能を保持しつつ、そのサイズを最小とすることが可能となり、ループアンテナユニットの小型化を図ることができる。
【００２６】
本発明の請求項８に記載の発明は、磁性部材が柔軟性を有する磁性部材であることを特徴とする請求項４〜７いずれか１記載のループアンテナユニットであって、耐衝撃性や耐久性を向上させることができるものである。
【００２７】
本発明の請求項９に記載の発明は、一対の開放端部の一方が、金属部材に電気的に接続されると共に、不平衡型の共振回路及び整合回路の接地端子に接続され、一対の開放端部の他方が不平衡型の共振回路及び整合回路の信号端子に接続されることを特徴とする請求項１〜８いずれか１記載のループアンテナユニットであって、読み書き部の基準電位（接地電位）の変動を大幅に小さくする事が可能となり、周辺からの不要なノイズに強い安定した性能を有するループアンテナユニットを提供するものである。
【００２８】
本発明の請求項１０に記載の発明は、一対の開放端部の一方が、無線通信媒体とデータの読み、もしくは書き、もしくは読み書きを行う読み書き部の接地端子に接続され、一対の開放端部の他方が、読み書き部の信号端子に接続されることを特徴とする請求項１〜８いずれか１記載のループアンテナユニットであって、読み書き部の基準電位（接地電位）の変動を大幅に小さくする事が可能となり、周辺からの不要なノイズに強い安定した性能を有するループアンテナユニットを提供するものである。
【００２９】
本発明の請求項１１に記載の発明は、ループアンテナユニットにおいて、ループアンテナ、および磁性部材、および金属部材、およびループアンテナと磁性部材の間に配置される第一の隔離部材、および磁性部材と金属部材の間に配置される第二の隔離部材が積層形成されていることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１記載のループアンテナユニットであって、小型化、薄型化した給電ループアンテナユニットを提供するものである。
【００３０】
本発明の請求項１２に記載の発明は、ループアンテナが、電子基板に形成されたパターン導体より形成され、電子基板がループアンテナとして積層されることを特徴とする請求項１１記載のループアンテナユニットであって、小型化、薄型化した給電ループアンテナユニットを提供するものである。
【００３１】
本発明の請求項１３に記載の発明は、電子基板に、共振回路および整合回路が形成され
ていることを特徴とする請求項１２記載のループアンテナユニットであって、小型化、薄型化した給電ループアンテナユニットを提供するものである。
【００３２】
本発明の請求項１４に記載の発明は、ループアンテナユニットが収納ケースに格納されていることを特徴とする請求項１１記載のループアンテナユニットであって、小型化、薄型化した給電ループアンテナユニットを提供するものである。
【００３３】
本発明の請求項１５に記載の発明は、請求項１〜１０いずれか１記載のループアンテナユニットがハウジングに格納されていることを特徴とするループアンテナユニットであって、汎用使用が容易なループアンテナユニットとすることができるものである。
【００３４】
本発明の請求項１６に記載の発明は、複数のループアンテナユニットが、略同一平面状において、直線状、又は放射状、又は配列上に配置されていることを特徴とする請求項１〜１５いずれか１記載のループアンテナユニットであって、無線通信媒体との通信範囲を拡張することができるものである。
【００３５】
本発明の請求項１７に記載の発明は、複数のループアンテナユニットには、信号電流が給電される給電ループアンテナユニットと、信号電流が非給電の無給電ループアンテナユニットが含まれることを特徴とする請求項１６記載のループアンテナユニットであって、ループアンテナ毎の位相ずれによる誤認識を防止し、消費電力を削減しつつ、通信範囲を拡張することができるものである。
【００３６】
本発明の請求項１８に記載の発明は、複数の請求項１〜１７いずれか１記載のループアンテナユニットと、無線通信媒体とデータの読み、もしくは書き、もしくは読み書きを行う読み書き部を有する無線通信媒体装置であって、複数のループアンテナユニットには、信号電流が給電される給電ループアンテナユニットと、信号電流が非給電の無給電ループアンテナユニットが含まれることを特徴とする無線通信媒体処理装置であって、ループアンテナ毎の位相ずれによる誤認識を防止し、消費電力を削減しつつ、通信範囲を拡張することができるものである。
【００３７】
本発明の請求項１９に記載の発明は、複数のループアンテナユニットの内、給電ループアンテナユニットのみに読み書き部が接続されていることを特徴とする請求項１８記載の無線通信媒体処理装置であって、消費電力を削減し、装置全体の小型化を実現するものである。
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１２を用いて説明する。なお、本発明における無線通信媒体とは、例えば、非接触ＩＣカード、ＩＣタグ、ＩＤタグ、識別ラベル、ＲＦ−ＩＤタグ等の非接触で処理装置との通信を行うことができる媒体であり、その処理装置とは、これら無線通信媒体と通信を行う装置であり、いわゆる、リーダー、リーダーライターをいう。
【００３９】
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の実施の形態１における第一のループアンテナユニットの斜視図、図１（ｂ）は本発明の実施の形態１における第一のループアンテナユニットの断面図である。
【００４０】
図１において、１はループアンテナ、２は金属部材である。３はループアンテナ１の開放端部の一端、４はループアンテナ１の開放端部の他端であり、５は導電性の線材、板材、または棒材であり、ループアンテナ１の開放端部付近と金属部材を電気的に接地している。またループアンテナ１と金属部材２は所望の間隔ｔ１を隔てて略平行に配置されてい
る。なお、ループアンテナ１としては、中央に開口部を備えたループ形状であればよく、その形状は、円形または略矩形または多角形のいずれであってもよい。更に、ループアンテナ１の材質としては、導電性の金属製線材、金属製板材、金属製箔材または金属製筒材等から適宜選択することができる。また、ループアンテナ１のループ長は、通信周波数の波長の略１／１０〜１／１００であることが好ましい。
【００４１】
また、ループアンテナ１と金属部材２は略平行であることが好ましいが、略平行でなくてもよいものである。
【００４２】
図２（ａ）は本発明の実施の形態１における第二のループアンテナユニットの斜視図、図２（ｂ）は本発明の実施の形態１における第二のループアンテナユニットの断面図である。図２において６は磁性部材であり、磁性部材６はループアンテナ１の背面からｔ２、金属部材２の前面からｔ３の位置に配置され、その材質としては、シート状または板状の磁性体が用いられる。これらシート状または板状の磁性体としては、フェライトコア等を用いることもできるが、例えば、軟磁性体粉末を樹脂材料等の有機結合体内に混練した磁性体シートを用いることが軽量化を図ることができ好ましい。
【００４３】
また、フェライト系粉末に有機溶剤などを混合させた磁性部材６とすることで、柔軟性を確保し、耐衝撃性や耐久性を向上させることができるものである。
【００４４】
磁性部材６の形状は、ループアンテナ１の開口部に相当する領域を含めて全面に配置されていてもよいが、ループアンテナ１の形状と一致させて、ループ形状（ドーナツ形状）とすることで、磁性体の使用量を削減できる。これは、価格的に高価な磁性体シートを用いる場合では、特に好ましい。金属部材２は、金属製の平板を用いることができる。金属部材２は、ループアンテナ１よりも大きいことが好ましい。更に、金属部材２は、ループアンテナ１に比べ、略１．１倍以上のサイズ（面積：Ｗ１×Ｗ３）であれば、金属部材２が在る状態で事前にアンテナのインピーダンス調整を行うことにより、アンテナの基準電位（グランド電位）を安定化することが可能となり、設置場所の周囲の金属による影響でアンテナのインピーダンスの変化や共振周波数のズレ（変移）が生じる事が無く共振周波数の調整が不要となる。よって、金属部材２のサイズを、ループアンテナ１のサイズの少なくとも１．１倍程度とすれば、これらの性能を保持しつつ、そのサイズを最小とすることが可能となり、装置の小型化を図ることができる。
【００４５】
図３は本発明の実施の形態１における第一の給電ループアンテナユニットの斜視図を示す。図中プリント基板７上に共振回路８、整合回路９を設けた構成である。ループアンテナ１の開放端部の内、導電性の線材、板材、または棒材５の接地端子側が共振回路８、整合回路９のグランド側に接続され、またループアンテナ１の開放端部の他端４は共振回路８、整合回路９の信号側に接続された給電ループアンテナユニットである。その後同軸ケーブル１１等の伝送線路を経由して、読み書き部１２の送受信回路へ接続される。この構成にした事により、読み書き部１２の基準電位（接地電位）の変動を大幅に小さくする事が可能となり、周辺からの不要なノイズに強い安定した性能を確保する事ができる。
【００４６】
図４は本発明の実施の形態１における第一の無給電ループアンテナユニットの斜視図を示す。図中プリント基板７上に共振回路８、整合回路９及び整合負荷１０を設けた構成である。ループアンテナ１の開放端部の内、導電性の線材、板材、または棒材５の接地端子側が共振回路８、整合回路９のグランド側に接続され、その後整合負荷１０の一端に接続され、尚且つ、ループアンテナ１の二つの開放端部の内の他端が、共振回路８及び整合回路９の信号側に接続された後、整合負荷１０の他端に接続されたことにより、設置場所の周囲の金属等によるアンテナ特性への影響を受けにくくするとともに、不整合による定在波の発生を抑えることで動作の安定した損失の少ないアンテナとなり、電磁誘導により電
磁界を再放射する効率の高い安定した性能を確保する事ができる。
【００４７】
図５は本発明の実施の形態１における第一の使用例を示す斜視図である。図中１３は、図３に示した第一の給電ループアンテナユニット、１４は図４に示した第一の無給電ループアンテナユニットである。給電ループアンテナユニット１３の両隣に無給電ループアンテナユニット１４を配置した一例を示す。
【００４８】
図６は本発明の実施の形態１における第二の給電ループアンテナユニットの斜視図である。
【００４９】
図７は本発明の実施の形態１における第二の無給電ループアンテナユニットの斜視図である。
【００５０】
図８は本発明の実施の形態１における第二の使用例を示す斜視図である。
【００５１】
図６〜図８において、６は磁性部材を示しループアンテナユニットの薄型化に効果を有している。
【００５２】
次に、本発明の実施の形態１における無線通信媒体処理装置のアンテナについて高周波電流の流れ、磁束の流れを含め詳しく説明する。
【００５３】
図９（ａ）は本発明の実施の形態１における無線通信媒体装置の斜視図であり、図９（ｂ）は本発明の実施の形態１における無線通信媒体装置の断面図である。図９（ａ）において、給電ループアンテナユニット１３の両隣に無給電ループアンテナユニット１４を２個ずつ直線的に配置した場合を示している。ここで読み書き部１２の送信回路から出力された高周波の送信電力及び送信信号は、同軸ケーブル１１を経由して給電ループアンテナユニット１３の整合回路９へ供給される、その後共振回路８を経てループアンテナ１へと導かれる。このとき整合回路９の効果により、読み書き部１２の送信回路及び同軸ケーブル１１のインピーダンスと共振回路８とのインピーダンス整合が充分取られる事で、定在波の発生を抑え効率良くアンテナに給電される。給電ループアンテナユニット１３のループアンテナ１に流れる高周波電流ｉ１により生じた磁束Ｈ１及びＨ２は、それぞれ隣接する無給電ループアンテナユニット１４のループアンテナ１の開口面内を貫く、これにより、無給電ループアンテナユニット１４のループアンテナ１には各々、高周波電流ｉ２、ｉ４が流れ、さらに高周波電流ｉ２により磁束Ｈ３、高周波電流ｉ４により磁束Ｈ５が生じる。同様に磁束Ｈ３により高周波電流ｉ３、磁束Ｈ５により高周波電流ｉ５が生じる。さらに高周波電流ｉ３により磁束Ｈ４、高周波電流ｉ５により磁束Ｈ６が生じる。このように無給電ループアンテナユニット１４のループアンテナ１に、共振回路８、整合回路９、整合負荷１０を設け不整合による定在波の発生を抑えた事により反射波の存在を無くす事で効率良くループアンテナ１に高周波電流が流れることで、磁束の再放射が延々と続き、通信範囲の拡大に大きく寄与するものである。
【００５４】
図１０（ａ）は本発明の実施の形態１におけるループアンテナユニットの分解図であり、図１０（ｂ）は、本発明の実施の形態１におけるループアンテナユニットの側断面図である。
【００５５】
図１０（ｂ）から明らかな通り、ループアンテナ（特に電子基板上に形成されると薄型化が更に促進される）１、磁性部材６、金属部材２が、ループアンテナ１と金属部材２との間に第一の隔離部材としてのスペーサ、ループアンテナ１と磁性部材６との間に第二の隔離部材としてのスペーサを積層することで、非常に薄型のループアンテナユニットを実現できるものである。
【００５６】
また、電子基板上にパターン導体などでループアンテナ１を形成する場合に、同じ電子基板上に整合回路９や共振回路８も形成することで、更なる薄型化を実現することができるものである。
【００５７】
更に、電子基板上に、共振回路８及び整合回路９を設ける構成により、無給電ループアンテナユニット１４においては、電子基板上に、不平衡型の共振回路８、整合回路９及び整合負荷１０を設ける構成にしたことにより小型化、薄型化、低価格化を図ることができると共に、給電ループアンテナユニット１３、無給電ループアンテナユニット１４とも共通の樹脂筐体が使用出来、低価格化が図れる。
【００５８】
また、電子基板上に作成した、ループアンテナ１、第一の隔離部材、磁性部材６、第二の隔離部材、金属部材２を、樹脂製筐体（本体）と樹脂製筐体（裏ブタ）で挟み込む構成にしたことにより、製造時の組み立ての容易さが増し、各素子の位置決め組み立て寸法精度が向上することによる性能のばらつきを低減することができる。
【００５９】
（実施の形態２）
図１１は本発明の実施の形態２における無線通信媒体処理装置の使用例の斜視図、図１２は本発明の実施の形態２における無線通信媒体処理装置の第二の使用例の斜視図である。
【００６０】
図１１は、その第一の使用例を示す。図中、木製、樹脂製または金属製の商品棚１７の上に、ＩＣタグ１９が添付された商品または書籍等１８等が置かれている。商品棚１７と商品または書籍等１８との間には、給電ループアンテナユニット１５と無給電ループアンテナユニット１６が１対Ｎ（Ｎ≦１）の関係で配置されている。図中上段の棚には中央付近に給電ループアンテナユニット１５が、図中下段の棚にはサイドに給電ループアンテナユニット１５が配置された配置の一例である。このように金属製の商品棚１７に置くだけで無調整と言う利便性に優れ、通信範囲の拡張性も優れた安定した特性を有する無線通信媒体装置である。
【００６１】
図１２は、その第二の使用例を示す。図１２（ａ）は両側面に無給電ループアンテナユニットが垂直に配置された一例、図１２（ｂ）は背面に無給電ループアンテナユニットが垂直に配置された一例を示し、このように通信範囲を平面状だけでなく立体状にも簡単に拡張できるという利点を有している。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、商品棚などに収納される非接触ＩＣカードやＩＣタグなどの無線通信媒体に電力と送信データを供給し、無線通信媒体から受信データを負荷変動により取得する無線通信媒体処理装置であって、特に自動で商品管理、書籍管理等が可能となる収納棚、展示棚以外の医薬品管理、危険物管理、貴重品管理システム等々などの、通信範囲を拡大させることが必要な用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における第一のループアンテナユニットの斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１における第一のループアンテナユニットの断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１における第二のループアンテナユニットの斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１における第二のループアンテナユニットの断面図
【図３】本発明の実施の形態１における第一の給電ループアンテナユニットの斜視図
【図４】本発明の実施の形態１における第一の無給電ループアンテナユニットの斜視図
【図５】本発明の実施の形態１における第一の使用例を示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態１における第二の給電ループアンテナユニットの斜視図
【図７】本発明の実施の形態１における第二の無給電ループアンテナユニットの斜視図
【図８】本発明の実施の形態１における第二の使用例を示す斜視図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態１における無線通信媒体装置の斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１における無線通信媒体装置の断面図
【図１０】（ａ）本発明の実施の形態１におけるループアンテナユニットの分解図、（ｂ）本発明の実施の形態１におけるループアンテナユニットの側断面図
【図１１】本発明の実施の形態２における無線通信媒体処理装置の使用例の斜視図
【図１２】本発明の実施の形態２における無線通信媒体処理装置の第二の使用例の斜視図
【図１３】従来の技術におけるアンテナユニットの斜視図
【符号の説明】
【００６４】
１    ループアンテナ
２    金属部材
３    開放端部の一端
４    開放端部の他端
５    導電性の線材、板材、または棒材
６    磁性部材
７    プリント基板
８    共振回路
９    整合回路
１０    整合負荷
１１    同軸ケーブル
１２    読み書き部
１３    給電ループアンテナユニット
１４    無給電ループアンテナユニット
１５    給電ループアンテナユニット
１６    無給電ループアンテナユニット
１７    商品棚
１８    商品または書籍等
１９    ＩＣタグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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