(57)【要約】【課題】  装置間で相互に非接触通信を行う際に、装置間の距離を十分離しても通信を正常に行うことを可能とし、非接触通信における装置の操作性及び保守性を向上させる。【解決手段】  ループアンテナ１１、１２と、両アンテナ１１、１２を互いに離間させた状態で接続する導電性ケーブル１３とを備える非接触通信用ケーブル。装置間に距離がある場合にも正常な通信が可能で、空間的に通信対象ではない他の装置との結合を回避し、１対Ｎの非接触通信が可能となる。個人情報等の漏洩を防止し、セキュリティ性能が向上する。導電性ケーブルを曲折可能とし、複数のループアンテナの各々を、略々同一平面上において、らせん状に巻線したループ形状を備えることが好適である。複数のループアンテナと、これらを互いに離間させた状態で接続する導電性ケーブルとを筐体４３に内蔵させて非接触データ通信装置を構成することもできる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のループアンテナと、該複数のループアンテナを互いに離間させた状態で接続する導電性ケーブルとを備えることを特徴とする非接触通信用ケーブル。
【請求項２】
前記導電性ケーブルは、曲折可能であることを特徴とする請求項１に記載の非接触通信用ケーブル。
【請求項３】
前記複数のループアンテナの各々は、略々同一平面上において、らせん状に巻線したループ形状を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の非接触通信用ケーブル。
【請求項４】
前記複数のループアンテナのうち、隣接する２つのループアンテナを接続する前記導電性ケーブルの少なくとも１本の長さを、１メートル以上としたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の非接触通信用ケーブル。
【請求項５】
複数のループアンテナと、
該複数のループアンテナを互いに離間させた状態で接続する導電性ケーブルと、
前記複数のループアンテナ及び前記導電性ケーブルを内蔵する筐体とを備えることを特徴とする非接触データ通信装置。
【請求項６】
前記筐体は、前記複数のループアンテナの各々と電磁気的に結合される端末を位置決めするための凹部を備えることを特徴とする請求項５に記載の非接触データ通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触通信用ケーブル及び非接触データ通信装置に関し、特に、ループアンテナを含む非接触結合手段に接続されたケーブル、及び該ケーブルを介して通信を行う非接触データ通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上述のような非接触通信を行う装置として、例えば、特許文献１に記載の無線受信装置が知られている。この無線受信装置は、図８に示すように、ＩＣカードシステム７１において、ＩＣカード７２とリードライタ７３との間で非接触データ通信をするものである。このＩＣカード７２は、基板上の配線パターンによるループアンテナ７４と、この基板上に実装した変復調回路７５及び信号処理回路７６とで構成される。
【０００３】
ここで、ループアンテナ７４は、リードライタ７３のループアンテナ７８と結合し、このループアンテナ７８より送信された信号を受信するとともに、変復調回路７５で生成した応答信号を放射する。変復調回路７５は、ループアンテナ７４で受信した送信信号より、このＩＣカード７２の動作に必要な電力、クロック等を生成する。さらに、変復調回路７５は、この電力、クロックにより動作して、送信信号よりリードライタ７３より送出された信号を復調して信号処理回路７６に出力する。また、この送信信号により送信を促され、信号処理回路７６より入力される信号によって応答信号を生成し、この応答信号によりループアンテナ７４を駆動して応答信号を放射する。
【０００４】
上記リードライタ７３において、変復調回路７８は、ＳＰＵ（シグナルプロセスユニット）７９より入力される送信データより送信信号を生成し、この送信信号によりループアンテナ７７を駆動する。また、変復調回路７８は、このループアンテナ７７で受信された応答信号を信号処理し、ＩＣカード７２より送出された応答信号を復調し、この応答信号をＳＰＵ７９に出力する。
【０００５】
ＳＰＵ７９は、ＩＣカード７２に送信する送信信号を変復調回路７８に送出し、またこの変復調回路７８より入力される応答信号を処理する。この処理において、ＳＰＵ７９は、必要に応じて表示部８０に処理経過、処理結果を表示する。また、入力部８１からのコマンドにより動作を切り換え、必要に応じて外部装置８２との間で処理手順等の信号を入出力する。
【０００６】
上記ループアンテナ７４において、隣接する巻線が、巻線線材の幅の０．８倍以上離間してなるようにする。同様に、このループアンテナ７４において、巻線の幅が、巻線線材の厚さの３５倍以上であるようにする。このようなＩＣカードシステム７１のように、ループアンテナ７４より電力の供給を受ける構成においても、アンテナの効率を向上させれば、通信可能な距離を多少は増大させることができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２７２８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、このような非接触通信装置において、アンテナの各巻線の結合を疎にして、複数回の巻線によりループアンテナを形成することにより、アンテナより電力の供給を受ける構成においても、アンテナの効率を向上させ、通信可能な距離を多少は増大させることができる。しかしながら、実使用においては、通信可能な距離が空間的に増大することは、ＩＣカード等の利用者が意図しない他の装置までも応答するため、ＩＣカード情報のリードライトが可能になり、セキュリティ上の問題が発生することとなる。
【０００９】
すなわち、一般には、非接触通信装置間の通信距離は数センチメートル程度が限度であり、それ以上の通信距離を確保しようとすると、空間的に通信相手ではない他の装置との結合の問題があった。従って、従来の非接触通信は、数センチメートル程度の至近距離に限られ、使用状態において装置の動作状態の確認や保守に制限が加わるだけでなく、使い勝手が悪いものであった。
【００１０】
さらに、上記に加え、非接触通信装置同士の非接触通信用アンテナを接近させて通信を行う必要があるため、非接触通信装置間で相互に非接触通信を行う場合に、１対Ｎ（Ｎは２以上の整数）の通信を行うことができないという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、装置間で相互に非接触通信を行う際に、装置間の距離を十分離しても通信を正常に行うことができ、操作性及び保守性を向上させることのできる非接触通信用ケーブル及び非接触データ通信装置を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、上記に加え、非接触通信装置間で相互に非接触通信を行う場合に、１対Ｎの通信が可能で、操作性及び保守性を向上させることのできる非接触通信用ケーブル及び非接触データ通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明は、非接触通信用ケーブルであって、複数のループアンテナと、該複数のループアンテナを互いに離間させた状態で接続する導電性ケーブルと、前記複数のループアンテナのうちの一のアンテナから、前記導電性ケーブルを介して他のアンテナに電力を供給する電力供給手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
そして、本発明によれば、第１のループアンテナと、この第１のループアンテナと平行に配置された第１の端末のイニシエータ側１次コイルとが電磁気的に結合し、導電性ケーブルを経由して電流として伝送されたエネルギーは、第２のループアンテナによって再び磁界を発生させ、第２のループアンテナと第２の端末の２次コイルとが電磁気的に結合する。また、同様に第３、第４のループアンテナと、第３、第４の端末等が電磁気的に結合する。これによって、第１のループアンテナを介して受信した信号を、導電性ケーブルを経由して第２のループアンテナへ伝達することができる。さらに、第１及び第２のループアンテナと同様の第３、第４のループアンテナを導電性ケーブルにて接続し、複数個のループアンテナを並列に配置しても、第１のループアンテナを介して受信した信号を、第２のループアンテナ及び第３、第４のループアンテナへ伝達することができる。
【００１５】
上記の結果、装置間に距離がある場合にも通信を正常に行うことができるとともに、空間的に通信対象ではない他の装置との結合を回避し、通信対象の装置のみと通信可能であり、個人情報や課金情報をみだりに空間に送信することもなく、セキュリティ性能を向上させることができる。また、装置間で相互に非接触通信を行う場合に、１対Ｎの通信を行うことができる。
【００１６】
前記非接触通信用ケーブルにおいて、前記導電性ケーブルを曲折可能とすることができる。これによって、装置同士の非接触通信用アンテナを近接させずに複数の装置同士の非接触通信を行うことが可能となり、装置の表示部を見やすい位置に置いたり、装置を操作しやすい場所に設置することが可能となり、動作状態の確認等を容易に行うことができ、操作性、保守効率を向上させることができる。
【００１７】
また、前記非接触通信用ケーブルにおいて、前記複数のループアンテナの各々は、略々同一平面上において、らせん状に巻線したループ形状を備えるように構成することができる。
【００１８】
さらに、前記複数のループアンテナのうち隣接する２つのループアンテナを接続する前記導電性ケーブルの少なくとも１本の長さを１メートル以上とすることができる。これによって、装置間で相互に非接触通信を行う場合に、装置同士を直接近づけなくても通信を容易に行うことができる。実験的には、本発明の非接触通信用ケーブルを用いることによって、装置間を２５メートル離した場合でも十分通信可能である。
【００１９】
また、本発明は、非接触データ通信装置であって、複数のループアンテナと、該複数のループアンテナを互いに離間させた状態で接続する導電性ケーブルと、前記複数のループアンテナ及び前記導電性ケーブルを内蔵する筐体とを備えることを特徴とする。
【００２０】
そして、本発明によれば、筐体内に、複数のループアンテナと、該複数のループアンテナを互いに離間させた状態で接続する導電性ケーブルとを備えるため、筐体を置き台として複数の端末の操作面を確認しながら、装置同士の非接触通信用アンテナを近接させずに複数の装置同士の非接触通信を行うことが可能となり、装置の表示部を見やすい位置に置いたり、装置を操作しやすい場所に設置することが可能となり、動作状態の確認等を容易に行うことができ、操作性、保守効率を向上させることができる。
【００２１】
前記非接触データ通信装置において、筐体は、前記複数のループアンテナの各々と電磁気的に結合される端末を位置決めするための凹部を備えることができる。これによって、ループアンテナと電磁気的に結合される端末等を効率よく位置決めすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明によれば、装置間で相互に非接触通信を行う場合に、装置間の距離を十分離しても通信を正常に行うことができ、操作性及び保守性を向上させることのできる非接触通信用ケーブル及び非接触データ通信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明にかかる非接触通信用ケーブルの第１の実施の形態を示し、この非接触通信用ケーブルは、第１のループアンテナ１１と、第２のループアンテナ１２と、導電性ケーブルとしての情報伝送用導電線路（以下、「導電線路」という）１３とで構成され、第１のループアンテナ１１を介して受信した信号は、導電線路１３を経由して第２のループアンテナ１２へ伝達される。
【００２４】
図２は、本発明にかかる非接触データ通信装置の実施の形態を示し、端末１のイニシエータ側１次コイル（以下、「１次コイル」という）４１と、、第１のループアンテナ１１とが平行に配置され、端末２のターゲット側２次コイル（以下、「２次コイル」という）４２と、第２のループアンテナ１２とが平行に配置される。すなわち、発生した磁界とコイル巻面とが直交するように配置され、端末１の１次コイル４１によって発生した磁界によって、端末１の１次コイル４１と、第１のループアンテナ１１とが電磁気的に結合する（電磁気結合４４）。
【００２５】
また、導電線路１３を経由して電流として伝送されたエネルギーは、第２のループアンテナ１２によって再び磁界を発生させ、第２のループアンテナ１２と端末２の２次コイル４２とが電磁気的に結合する（電磁気結合４５）。これによって、端末２の２次コイル４２では、端末１の１次コイル４１より送出された送信信号を受信する。
【００２６】
ここで、導電線路１３の電流により結合された第１のループアンテナ１１と第２のループアンテナ１２とは、磁気的に結合しているのではないため、磁力の方向に留意することなく配置することができ、第１のループアンテナ１１と、第２のループアンテナ１２との間を磁気的に等価とすることができる。
【００２７】
また、第１のループアンテナ１１、第２のループアンテナ１２、及び導電線路１３を筐体４３に内蔵することにより、筐体４３を置き台として端末１と端末２の操作面を確認しながら取り扱うことができる。筐体４３は、内蔵した電磁気結合用コイルである第１のループアンテナ１１と、第２のループアンテナ１２と、端末１の１次コイル４１と、端末２の２次コイル４２とが効率よく電磁気的に結合することができるように位置決めするための図示しない凹部を備える。
【００２８】
尚、端末１の１次コイル４１により発生した磁界は、第１のループアンテナ１１を付き抜けて図２の下方向にも輻射してしまうが、それを阻止するため、筐体４３の下面に金属板、アモルファスシート又はフェライトシートを配置する。
【００２９】
上記構成により、図３に示すように、第１のループアンテナ１１と、第２のループアンテナ１２との間の距離Ｌを２５メートル程度離しても、第１のループアンテナ１１を介して受信した信号を導電線路１３を経由して第２のループアンテナ１２へ伝達することができる。
【００３０】
次に、本発明にかかる非接触通信用ケーブルの第２の実施の形態として、基本的構成は上記第１の実施の形態と同様であるが、１対Ｎの通信を可能とした非接触通信用ケーブルについて、図４を参照しながら説明する。
【００３１】
本実施の形態においては、非接触リードライタ５１の送信側コイルによって発生した磁界は、リードライタ側２次コイル（ループアンテナ）５３を突き抜け、ＩＣカード５６と電磁気的に結合することにより、非接触リードライタ５１と、ＩＣカード５６との間の通信が可能となる（電磁気結合５７）。このとき、リードライタ側２次コイル５３は、非接触リードライタ５１とＩＣカード５６との間の通信には悪影響を与えることなく存在することができる。
【００３２】
また、非接触リードライタ５１と、リードライタ側２次コイル５３にて誘起された電磁気エネルギーは、導電線路５５を介して電流として伝送され、ターゲット側１次コイル５４（ループアンテナ）で再び磁界を発生させることにより、ターゲット側１次コイル５４とＩＣカード５２とが電磁気的に結合し（電磁気結合５８）、非接触リードライタ５１とＩＣカード５２との間の通信が可能となる。
【００３３】
さらに、導電線路５５を自在に曲折可能な導電線によって構成することにより、リードライタ側２次コイル５３と、ターゲット側１次コイル５４との間の距離及び角度を任意に設定することが可能である。すなわち、リードライタ側２次コイル５３と、ターゲット側１次コイル５４とは、非接触リードライタ５１の送信側コイルによって発生した磁界の方向、強さに関係なくターゲット側１次コイル５４により、非接触リードライタ５１の磁界を任意の位置及び方向に再発生し、リードライタ側２次コイル５３と、ターゲット側１次コイル５４との間、すなわち非接触リードライタ５１とＩＣカード５２との間を磁気的に結合する。これによって、１台の非接触リードライタ５１と、ＩＣカード５６との通信を可能にしつつ、非接触リードライタ５１と十分離れたＩＣカード５２とも通信することが可能である。
【００３４】
図２において、第１のループアンテナ１１と、第２のループアンテナ１２との間を通信の搬送波周波数にて同調させることにより、第１のループアンテナ１１と、第２のループアンテナ１２との間が磁気的に等価になり、端末１の１次コイル４１と、端末２の２次コイル４２との間の距離が長い場合にも、端末１の１次コイル４１の送信電力の増力をすることなく、また、第１のループアンテナ１１と、第２のループアンテナ１２との間に電力増幅機を設けることなく、通信を可能としている。
【００３５】
また、図２と同様に、図４においても、リードライタ側２次コイル５３と、ターゲット側１次コイル５４との間を通信の搬送波周波数にて同調させることにより、リードライタ側２次コイル５３と、ターゲット側１次コイル５４との間が磁気的に等価なものとなり、非接触リードライタ５１と、ＩＣカード５２との間距離が長い場合にも、非接触リードライタ５１の送信電力の増力をすることなく、また、リードライタ側２次コイル５３と、ターゲット側１次コイル５４との間に電力増幅機を設けることなく、通信を可能とすることができる。
【００３６】
次に、本発明にかかる非接触通信用ケーブルの他の実施の形態として、基本的構成は上記実施の形態と同様であるが、１対Ｎの通信を可能とした非接触通信用ケーブルについて、図５及び図６を参照しながら説明する。
【００３７】
図５に示すように、ループアンテナ１１、１２、１４、１５が導電線路１３によって接続されている。図６に示すように、非接触リードライタ６１のアンテナコイルと第１のループアンテナ１１、ＩＣカード６２と第２のループアンテナ１２、ＩＣカード６３と第３のループアンテナ１４、ＩＣカード６４と第４のループアンテナ１５とが各々平行に、すなわち、発生した磁界とコイル巻面が直交するように配置される。
【００３８】
上記により、非接触リードライタ６１のアンテナコイルの送信側コイルによって発生した磁界によって、非接触リードライタ６１のアンテナコイルと第１のループアンテナ１１とが電磁気的に結合する（電磁気結合６５）。また、導電線路１３を経由して電流として伝送された信号は、第２のループアンテナ１２によって再び磁界を発生させ、第２のループアンテナ１２とＩＣカード６２が電磁気的に結合する（電磁気結合６６）。さらに、導電線路１３を経由して電流として伝送された信号は、第３のループアンテナ１４及び第４のループアンテナ１５によって磁界を発生させ、第３のループアンテナ１４とＩＣカード６３とが電磁気的に結合し（電磁気結合６７）し、第４のループアンテナ１５とＩＣカード６４とが電磁気的に結合する（電磁気結合６８）。
【００３９】
以上のようにして、ＩＣカード６２、ＩＣカード６３、及びＩＣカード６４では、非接触リードライタ６１のアンテナコイルの送信側コイルによって発生した送信信号を受信する。
【００４０】
ここで、導電線路１３の電流により結合された第１のループアンテナ１１、第２のループアンテナ１２、第３のループアンテナ１４、及び第４のループアンテナ１５は、磁気的に結合していないため、磁力の方向に留意することなく配置することができ、第１のループアンテナ１１と、第２、第３、第４のループアンテナ１２、１４、１５を磁気的に透過させる。
【００４１】
このとき、非接触リードライタ６１のアンテナコイルの送信側コイルによって発生した送信信号と、第１のループアンテナ１１との電磁気結合６５によって発生する磁力は、電磁気結合６６、電磁気結合６７、及び電磁気結合６８に分散されるため、接触リードライタ６１のアンテナコイルの送信側コイルの送信出力を高めることで１対Ｎの通信が可能となる。
【００４２】
次に、図１に示した本発明にかかる非接触通信ケーブルの実験例について、図７を参照しながら説明する。
【００４３】
第１のループアンテナ１１との第１のループアンテナ１２を導電線路１３で接続し、同図に示した測定条件の下で試験を行った結果、第１のループアンテナ１１と第１のループアンテナ１２との間の距離Ｌを２５ｍ離した場合でも、問題なく通信を行うことができた。測定結果の欄に示すように、Ｌ１からＬ２において、物理的な最大利得を確保することができた。
【００４４】
上記本発明にかかる非接触通信用ケーブル及び非接触データ通信装置は、非接触通信機能を搭載した装置や、端末間での相互通信に使用することができる。また、マスタデータを送信側から送出することにより、電磁気的に結合された非接触通信機能を搭載した装置や端末等へ同時に書き込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明にかかる非接触通信用ケーブルの第１の実施の形態を示す概略図である。
【図２】本発明にかかる非接触データ通信装置の一実施の形態を示す概略図である。
【図３】図１の非接触通信用ケーブルの動作を説明するための概略図である。
【図４】本発明にかかる非接触通信用ケーブルの第２の実施の形態を示す概略図である。
【図５】本発明にかかる非接触通信用ケーブルの第３の実施の形態を示す概略図である。
【図６】図５の非接触通信用ケーブルの動作を説明するための概略図である。
【図７】本発明の非接触通信ケーブルの試験例を説明するための図及び表である。
【図８】従来の無線受信装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
１、２  端末
１１、１２、１４、１５、５３、５４  ループアンテナ
１３、５５  導電線路
４１  端末１の１次コイル
４２  端末２の２次コイル
４３  筐体
４４、４５、５７、５８、６５、６６、６７、６８  電磁気結合
５１  非接触リードライタ
５２、５６  ＩＣカード
６１  非接触リードライタ
６２、６３、６４  ＩＣカード
７１  ＩＣカードシステム
７２  ＩＣカード
７３  リードライタ
７４  ループアンテナ
７５  変復調回路
７６  信号処理回路
７７  ループアンテナ
７８  変復調回路
７９  ＳＰＵ（シグナルプロセスユニット）
８０  表示部
８１  入力部
８２  外部装置
【図１】
2006295672.tif 000003
【図２】
2006295672.tif 000004
【図３】
2006295672.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2006295672.tif 000008
【図７】
2006295672.tif 000009
【図８】
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