(57)【要約】【課題】本発明は、設置場所の制限やアンテナの共振周波数の調整が不要で、設置時の利便性の高い安定した特性を有した、アンテナ素子及びそれを用いたループアンテナ並びに無線通信媒体処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明のアンテナ素子は、導体に磁性体を備えたアンテナ素子であって、磁性体は、導体の長手方向と、磁性体の透磁率の高い方向とが交差するように配置した構成としたものである。また、本発明のループアンテナは、該アンテナ素子を用いて、中央に開口部を備えたループ状に構成したものであり、更に、本発明の無線通信媒体処理装置は、無線通信媒体に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該ループアンテナと、ループアンテナに接続された読取／書込装置部とを備えた構成としたものである。【選択図】図１
2006319866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体に磁性体を備えたアンテナ素子であって、
前記磁性体は、前記導体の長手方向と、前記磁性体の透磁率の高い方向とが交差するように配置されたことを特徴とするアンテナ素子。
【請求項２】
前記導体と前記磁性体は絶縁体を介して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ素子。
【請求項３】
前記磁性体は、前記導体から前記磁性体に流入する磁束の方向と、前記磁性体の透磁率の高い方向とが直交しないように配置されたことを特徴とする請求項１，２いずれか１項に記載のアンテナ素子。
【請求項４】
前記磁性体は、互いに間隙を有して複数配置されたことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のアンテナ素子。
【請求項５】
前記磁性体は、互いに間隙を有して複数配置されると共に、複数段配置され、前記複数段配置された段毎の間隙の位置は、隣接する段の間で互いに異なることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のアンテナ素子。
【請求項６】
前記磁性体は、絶縁体を介して複数段に配置されたことを特徴とする請求項５に記載のアンテナ素子。
【請求項７】
前記磁性体がフェライト焼結体であることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載のアンテナ素子。
【請求項８】
前記磁性体のＱ値が１４０以上であることを特徴とする請求項７に記載のアンテナ素子。
【請求項９】
前記磁性体および磁性体の一部は基材上に成膜された膜状であることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載のアンテナ素子。
【請求項１０】
前記絶縁体は前記導体を被覆、或いは、内包することを特徴とする請求項２〜９いずれか１項に記載のアンテナ素子。
【請求項１１】
前記絶縁体は前記磁性体を被覆、或いは、内包することを特徴とする請求項２〜１０いずれか１項に記載のアンテナ素子。
【請求項１２】
前記磁性体に絶縁体を介して金属部材を備えたことを特徴とする請求項１〜１１いずれか１項に記載のアンテナ素子。
【請求項１３】
前記絶縁体が樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項２〜１１いずれか１項に記載のアンテナ素子。
【請求項１４】
前記樹脂材料が接着剤であることを特徴とする請求項１３に記載のアンテナ素子。
【請求項１５】
導体と、前記導体を被覆、或いは、内包する絶縁体と、前記絶縁体に接合された磁性体とを備えたことを特徴とするアンテナ素子。
【請求項１６】
導体と、前記導体に接合されると共に、絶縁体に被覆、或いは、内包された磁性体とを備えたことを特徴とするアンテナ素子。
【請求項１７】
導体と、絶縁体を介して磁性体を備えたアンテナ素子であって、前記磁性体が互いに間隙を有して複数配置されたことを特徴とするアンテナ素子。
【請求項１８】
導体表面の一部を磁性体で被覆したことを特徴とするアンテナ素子。
【請求項１９】
前記、導体表面の一部を被覆する磁性体は膜状であることを特徴とするアンテナ素子。
【請求項２０】
前記、導体表面の一部を被覆する磁性体は、粉体であることを特徴とするアンテナ素子。
【請求項２１】
請求項１〜２０いずれか１項に記載されたアンテナ素子を用いて、中央に開口部を備えたループ状に構成したことを特徴とするループアンテナ。
【請求項２２】
無線通信媒体に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請求項２１に記載のループアンテナと、前記ループアンテナに接続された読取／書込装置部とを備えたことを特徴とする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、無線通信媒体処理装置に電力と送信データを供給し、無線通信媒体処理装置から受信データを負荷変動により取得するアンテナ素子及びそれを用いたループアンテナ並びに無線通信媒体処理装置に関し、特に、電磁波の近傍磁束の減衰を抑制することが可能なアンテナ素子及びそれを用いたループアンテナ並びに無線通信媒体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非接触ＩＣカードまたはＩＣタグを用いた読取／書込システムは、一般に非接触ＩＣカードシステムまたはＲＦＩＤと呼ばれ、１３．５６ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ、８００〜９５０ＭＨｚ（ＵＨＦ帯）の周波数帯を利用した物流システム、交通システム、航空貨物管理システム等々に実用化されつつある。これらのシステムの中で、たとえば非接触ＩＣカードシステムは、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非接触ＩＣカードと、この非接触ＩＣカードとの通信を行う読取／書込装置とを備え、この読取／書込装置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非接触ＩＣカードからの受信データを得るものである。
【０００３】
従来の読取／書込装置のアンテナを金属の近くに置いて使用した場合、金属の影響により、発生する磁界が弱まりＩＣカードに対して十分な電力供給ができなくなり、通信距離が短くなったり、通信できなくなる等の障害があった。この対策としてアンテナからの発生磁束がアンテナコイルの前面に回り込み易くなるように軟磁性材料を設けて、アンテナの裏側の金属の影響を少なくするような工夫が必要となる。
【０００４】
この一例として、（特許文献１）に記載の従来の非接触型ＩＣカード読取／書込装置の概念図を図５２に示す。図５２において、非接触型ＩＣカード読取／書込装置１００は、アンテナ１０１の下部にフレキシブルシート状の磁性体シート１０４を使用した構成である。
【０００５】
ここで、図５３は、従来の非接触型ＩＣカード読取／書込装置のアンテナの近傍における金属障害物の有無と磁束の流れの関係を示す説明図である。図５３において、１０１はアンテナ、１０２，１０５は磁束、１０３は金属板、１０４は磁性体シートを示している。
【０００６】
図５３（ａ）は、アンテナ１０１の周辺の磁束１０２の流れを示したものでアンテナ１０１の近傍に金属等の障害物が無い状態を示している。この場合、磁束１０２はアンテナ１０１を中心に同心円上に広がり、アンテナ１０１の近傍ほどその磁束密度が高いことが判る。
【０００７】
図５３（ｂ）は、このアンテナ１０１の近傍に金属板１０３がある場合の磁束１０２の流を示したもので、金属板１０３に磁束１０２が到来すると、金属板１０３上に渦電流（図示せず）が生じ、この渦電流により金属板１０３の裏面に逆向きの磁束が生じ、もとの磁束を打ち消す方向に働き、あたかも磁界が金属板１０３で断ち切られるように見える。さらに金属板１０３上に渦電流が流れることによる熱損失が生じる。またアンテナ１０１から見ると金属板１０３との距離が、近ければ近いほどインピーダンスは低くなり、ショート（短絡）状態に近づき、アンテナのインピーダンスは極端に低くなる。
【０００８】
この現象を避けるために磁気回路を応用したのが、上述の図５２で示した（特許文献１）に記載の非接触型ＩＣカード読取／書込装置である。
【特許文献１】特開２００２−２９８０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の非接触型ＩＣカード読取／書込装置には、以下のような課題を有していた。
【００１０】
即ち、（特許文献１）に記載の非接触型ＩＣカード読取／書込装置の場合では、図５２で示した様に、アンテナ１０１の下部に磁性体シート１０４が単に配置された構造であり、これは、図５３（ｃ）で示されるように、アンテナ１０１と金属板１０３との間に磁性体シート１０４が配置されることになる。
【００１１】
この構造によれば、磁束１０２は、磁性体シート１０４内を長さ方向に進行し閉じた回路となるが、その一部分の磁束１０５は、磁性体シート１０４を通過し裏側の金属板１０３へ現れる。特に、磁束の集中するアンテナ１０１直下での通過量が多くアンテナ１０１からの距離が遠い程磁束は疎になる。
【００１２】
よって、この磁性体シート１０４を通過した磁束１０５は、金属板１０３へ到達し、上述したように大きな金属板１０３上で渦電流による損失を生じ、またアンテナ１０１のインピーダンス低下を招く。
【００１３】
そして、磁性体シート１０４を通りぬける磁束１０５の漏れがある場合は、この従来の非接触型ＩＣカード読取／書込装置を磁性体シート１０４上に設置した場合、アンテナ１０１のインピーダンスが金属板１０３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、読取／書込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、アンテナ１０１から非接触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、通信距離が短くなったり、通信できなくなったり、最悪の場合読取／書込装置の送信回路が壊れてしまう等の障害を生じるという課題があった。
【００１４】
そこで、本発明は上記のような課題を解決し、設置場所の制限やアンテナの共振周波数の調整が不要で、設置時の利便性の高い安定した特性を有した、アンテナ素子及びそれを用いたループアンテナ並びに無線通信媒体処理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】
【００１５】
本発明のアンテナ素子は、導体に磁性体を備えたアンテナ素子であって、磁性体は、導体の長手方向と、磁性体の透磁率の高い方向とが交差するように配置した構成としたものである。
【００１６】
また、本発明のループアンテナは、該アンテナ素子を用いて、中央に開口部を備えたループ状に構成したものであり、更に、本発明の無線通信媒体処理装置は、無線通信媒体に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該ループアンテナと、ループアンテナに接続された読取／書込装置部とを備えた構成としたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により取り付ける場所の周囲の金属等影響をなくし、安定した読み取りと書き込み特性を満足する、設置時の利便性の高い、アンテナ素子及びそれを用いたループアンテ
ナ並びに無線通信媒体処理装置を提供する事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の請求項１に記載の発明は、導体に磁性体を備えたアンテナ素子であって、磁性体は、導体の長手方向と、磁性体の透磁率の高い方向とが交差するように配置されたことを特徴とするアンテナ素子である。導体の長手方向に流れる電流により、磁束は導体を取り巻くように放射される。導体の長手方向と磁性体の透磁率の高い方向とが交差していれば、導体に相対している磁性体の面をこの磁束がよぎる方向を、磁性体の導体に相対している面内の透磁率の高い方向と直交しないようにするので、導体から磁性体配置側に放射される磁束を効率良く捕捉することができ、送受信の際、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うにしたものである。
【００１９】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１において、導体と磁性体は絶縁体を介して配置されていることを特徴とするアンテナ素子である。絶縁体を介して導体と磁性体を配置することにより、導体と磁性体との磁気カップリングによる渦電流損失を少なくすることができる。したがって送受信の際、磁性体の特性インピーダンスを高くとることができ、高感度のアンテナ素子を得ることができる。
【００２０】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１，２において、磁性体は、導体から磁性体に流入する磁束の方向と、磁性体の透磁率の高い方向とが直交しないように配置されたことを特徴とするアンテナ素子である。導体が放射する磁束の複数磁性体に流入する方向が、磁性体の透磁率の高い方向と直交の場合には、磁性体を抜ける磁束が存在するが、透磁率の高い方向と直交しないように配置することにより効率良く磁束を捕捉することができるので、磁性体のアンテナの通信方向とは反対側に磁束が漏れることがない。したがって送受信の際、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うにしたものである。
【００２１】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１〜３において、磁性体は、互いに間隙を有して複数配置されたことを特徴とするアンテナ素子である。１個の磁性体のみで配置する場合に比べて、アンテナに対向する面積はほぼ同じでも、複数個に分割されていることにより、個々の磁性体の外形長手方向に、より形状異方性の効果を付与することができる。たとえば、もともとの磁化容易軸方向に沿って同形状に複数個分割すれば、個々の磁性体の磁化容易軸方向の透磁率をさらに高く強化することができる。したがって導体から磁性体配置側に放射される磁束を効率良く捕捉することができるので、送受信の際、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うにしたものである。
【００２２】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１〜３において、磁性体は、互いに間隙を有して複数配置されると共に、複数段配置され、複数段配置された段毎の間隙の位置は、隣接する段の間で互いに異なることを特徴とするアンテナ素子である。こうすることにより、磁束を放射する導体に近い段の複数磁性体の間隙からもれてきた磁束を、間隙の位置が異なる次段の複数の磁性体が捕捉するので、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うにしたものである。
【００２３】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項５において、磁性体は、絶縁体を介して複数段に配置されたことを特徴とするアンテナ素子である。こうすることにより隣接する、異なる段の複数磁性体同志の磁化容易軸方向と垂直方向の面、すなわち積層方向の面の磁気
カップリングを減らすことができるので、透磁率の高い方向を安定に維持することができる。したがって、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できる。
【００２４】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１〜６において、磁性体がフェライト焼結体であることを特徴とするアンテナ素子である。焼結体を用いることにより磁性体シートに比べて透磁率が高く、特性インピーダンスが高い等、諸磁気特性が良好であるので、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できる。
【００２５】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項７において、磁性体のＱ値が１４０以上であることを特徴とするアンテナ素子である。磁性体のＱ値を高くするということは、直流抵抗による損失を減らし、透磁率を大きくするということであるから、導体から磁性体を見たときの特性インピーダンスが高くなり渦電流損失を低減することができる。したがって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できる。
【００２６】
本発明の請求項９に記載の発明は、磁性体および磁性体の一部は基材上に成膜された膜状であることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載のアンテナ素子である。
【００２７】
基材上に膜状の磁性体を形成することにより、容易に磁気異方性を付与し、その方向や強さを制御できる。導体の長手方向と磁性体の透磁率の高い方向とを交差させ、導体に相対している磁性体の面をこの磁束がよぎる方向を、磁性体の導体に相対している面内の透磁率の高い方向と直交しないようにできるので、導体から磁性体配置側に放射される磁束を効率良く捕捉することができる。したがって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できる。
【００２８】
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項２〜９において、絶縁体は導体を被覆、或いは、内包することを特徴とするアンテナ素子である。磁性体と導体間のインピーダンスが低くても、ある程度高くても、絶縁体の厚みを調整することにより、高い特性インピーダンスを常に安定した状態で確保することができ、高Ｑにすることができる。したがって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できる。
【００２９】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項２〜１０において、絶縁体は磁性体を被覆、或いは、内包することを特徴とするアンテナ素子である。磁性体と導体間のインピーダンスが低くても、ある程度高くても、絶縁体の厚みを調整することにより、高い特性インピーダンスを常に安定した状態で確保することができ、高Ｑにすることができる。したがって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できる。
【００３０】
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１において、磁性体に絶縁体を介して金属部材を備えたことを特徴とするアンテナ素子である。こうすることにより更に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を不要にできる。
【００３１】
本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項２〜１１において、絶縁体が樹脂材料で構成されることを特徴とするアンテナ素子である。こうすることにより、導体や特に磁性体の破損を防ぐことができるため耐衝撃性を高めたアンテナ素子を作成できる。
【００３２】
本発明の請求項１４に記載の発明は、請求項１３において、樹脂材料が接着剤であることを特徴とするアンテナ素子である。こうすることにより、導体と磁性体とを簡単に一体化することができる。導体や特に磁性体の破損を防ぐことができるため耐衝撃性を高めたアンテナ素子を低コストで一体化して作成することができる。
【００３３】
本発明の請求項１５に記載の発明は、導体と、導体を被覆、或いは、内包する絶縁体と、絶縁体に接合された磁性体とを備えたことを特徴とするアンテナ素子である。導体や特に磁性体の破損を防ぐことができるため耐衝撃性を高めたアンテナ素子を低コストで一体化して作成することができる。
【００３４】
本発明の請求項１６に記載の発明は、導体と、導体に接合されると共に、絶縁体に被覆、或いは、内包された磁性体とを備えたことを特徴とするアンテナ素子である。磁性体を製造する際に絶縁材料を混合、分散、溶解、ディップ等の方法を用いて、絶縁体に被覆、或いは内包された磁性体を作成し、これに導体を接合したアンテナ素子である。導体や特に磁性体の破損を防ぐことができるため耐衝撃性を高めたアンテナ素子を低コストで一体化して作成することができる。
【００３５】
本発明の請求項１７に記載の発明は、導体と、絶縁体を介して磁性体を備えたアンテナ素子であって、磁性体が互いに間隙を有して複数配置されたことを特徴とするアンテナ素子である。導体に対して、磁性体を複数配置することによって、１個の磁性体に比べて形状異方性の効果を付与することができるので、長手方向に付与された磁性体の透磁率をさらに高く強化することができる。したがって導体から磁性体配置側に放射される磁束を効率良く捕捉することができるので、送受信の際、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うにしたものである。
【００３６】
本発明の請求項１８に記載の発明は、導体表面の一部を磁性体で被覆したことを特徴とするアンテナ素子であって、磁性体で被覆された導体表面は導体から発生する磁束を最も効率よく捕捉できるので、送受信の際、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うにしたものである。
【００３７】
本発明の請求項１９に記載の発明は、、導体表面の一部を被覆する磁性体は膜状であることを特徴とするアンテナ素子であって、膜状であることにより、導体表面上に容易に密着して被覆できるので、導体より発生する磁束を最も効率よく補足できる。したがって送受信の際、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うにしたものである。
【００３８】
本発明の請求項２０に記載の発明は、、導体表面の一部を被覆する磁性体は、粉体であることを特徴とするアンテナ素子であって、粉体はスプレー等により、容易に導体表面に被着することができ、短時間で厚みを増すことができるので、導体より発生する磁束を効率よく補足できる。したがって送受信の際、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うにしたものである。
【００３９】
本発明の請求項２１に記載の発明は、請求項１〜２０いずれか１項に記載されたアンテナ素子を用いて、中央に開口部を備えたループ状に構成したことを特徴とするループアンテナである。このループアンテナを用いることにより、アンテナサイズを大きくすること
がなく、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）が生じる事も無く、安定したロングレンジ通信を行なうことができる。
【００４０】
本発明の請求項２２に記載の発明は、無線通信媒体に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請求項２１に記載のループアンテナと、ループアンテナに接続された読取／書込装置部とを備えたことを特徴とする無線通信媒体処理装置である。このループアンテナと無線通信媒体処理装置を用いることにより、小型でアンテナ一体型の、設置場所の周囲の金属による影響がない、安定したロングレンジ通信を行なうことができる無線通信媒体処理装置を得る。
【００４１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１によるアンテナ素子を示す斜視図である。図１において、１は導体、２は磁性体、３は給電端子を示す。
【００４２】
図１に示すように、アンテナ素子は、給電端子３を備えた導体１と、磁性体２とを備えるものであり、導体１の長手方向と、ｌに示す磁性体２の透磁率の高い方向とが交差するように配置されている。図２は図１のＡ−Ａ’断面図であり、導体１にｅの向きに電流を流したときに、導体１の周りに発生する磁束の様子を見た図である。
【００４３】
図３は参照例を示す図であり、導体１の長手方向と、ｌに示す磁性体２０の透磁率の高い方向とが平行になるように配置されたアンテナ素子を示している。図４は図３のＢ−Ｂ’断面図であり、導体１にｅの向きに電流を流したときに、導体１の周りに発生する磁束５の様子を見た図である。
【００４４】
図１、図２に示すように、導体１の長手方向に流れる電流により、磁束５は導体１を取り巻くように放射される。導体１の長手方向と磁性体２の透磁率の高い方向とが交差していれば、導体１から磁性体２の配置側に放射される磁束５のうち、磁性体２の導体１に相対している面内の透磁率の高い方向の磁束ベクトルは、磁性体２の内部に効率良く捕捉される。
【００４５】
これに対して、図３、図４に示すように、導体１の長手方向と、磁性体２０の透磁率の高い方向とが平行になるように配置された参照例のアンテナ素子では、磁束５は磁性体２０から見て導体１と反対側にもれてしまうことになる。
【００４６】
このように、本発明の実施の形態１によるアンテナ素子は、参照例の図３に比べると、図１の導体１から磁性体２の配置側に放射される磁束５のうち、磁性体２の導体１に相対している面内の透磁率の高い方向の磁束ベクトルは、磁性体２の内部に効率良く捕らえられるので、図４に比べて図２のように、磁束５は磁性体２から見て導体１と反対側にもれることが少ない。
【００４７】
したがって送受信の際、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。
【００４８】
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２によるアンテナ素子を示す斜視図であり、給電端子３を備えた導体１と、絶縁体４を介して配置された磁性体２とを備えたアンテナ素子を示している。導体１の長手方向とｌに示す磁性体２の透磁率の高い方向とが交差するように配置されている。
【００４９】
図６は参照例を示す図であるが、図５における絶縁体４がない場合であって、導体１に
ｅの向きに電流を流したときに、導体１の周りに発生する磁束５のようすを表している。この磁束５が磁性体２に流入する際に、ｅ２で示す向きに渦電流が発生するので、磁束５が減衰してしまう。したがって送受信の際、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）が生じる事が無く安定したロングレンジ通信を行うことができる。
【００５０】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３によるアンテナ素子を示す斜視図であり、給電端子３を備えた導体１と、磁性体２とを備えたアンテナ素子を示している。磁性体２は、導体１から磁性体２に流入する磁束５の方向ｍと、磁性体２の透磁率の高い方向ｌとが直交しないように配置されている。図８は図７のＣ−Ｃ’断面図であり、導体１の周りに発生する磁束５の様子を見た図である。
【００５１】
図９は参照例を示す図であるが、導体１から磁性体２０に流入する磁束５の方向ｍと、磁性体２０の透磁率の高い方向ｌとが直交するように配置された図である。図１０は図９のＤ−Ｄ’断面図である。磁性体２０の透磁率の高い方向とｍの向きに流入する磁束５の方向とが直交しているため、磁性体２０は磁束５を捉えられない。つまり磁束５は磁性体２０の裏面にそのまま放射されてしまう。
【００５２】
これに対して、図７のように配置することにより、送受信の際、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）が生じる事が無く安定したロングレンジ通信を行うことができる。
【００５３】
（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４によるアンテナ素子を示す斜視図であり、給電端子３を備えた導体１と、分割磁性体２ａとを備えたアンテナ素子を示しており、導体１の長手方向と、ｌに示す分割磁性体２ａの透磁率の高い方向とが交差するように配置されている。図１２は図１１のＥ−Ｅ’断面図であり、導体１にｅの向きに電流を流したときに、分割磁性体２ａから導体１の周りに発生する磁束の様子を見た図である。分割磁性体２ａは長手方向を透磁率の高い方向ｌとなるように形成するため、形状異方性によりさらに透磁率が強化される。したがって、磁性体裏面にはほとんど磁束が漏れることがないので、送受信の際、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）が生じる事が無く安定したロングレンジ通信を行うことができる。
【００５４】
（実施の形態５）
図１３は、本発明の実施の形態５によるアンテナ素子を示す斜視図であり、給電端子３を備えた導体１と、２段に配置された分割磁性体２ｂ、２ｃとを備えたアンテナ素子を示しており、導体１はｅの向きに電流が流れ、導体１の長手方向とｌに示す分割磁性体２ｂ、２ｃの透磁率の高い方向とが交差するように配置されている。分割磁性体２ｂ、２ｃはそれぞれ長手方向を透磁率の高い方向ｌとなるように形成している。
【００５５】
図１４は図１３の部分拡大図であり、導体１にｅの向きに電流を流したときに、導体１の周りに発生する磁束７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの様子を見た図である。分割磁性体２ｂ、２ｃは透磁率の高い方向ｌを長手方向としているため、形状異方性により透磁率が強化されている。そして個々の分割磁性体２ｂ、２ｃは密着しているが、必ず磁束７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが通るような間隙６がある。しかし分割磁性体２ｂ、２ｃは複数段配置されていて、その段毎の間隙６の位置は上下に隣接する段の間で互いに異なっているため、図１４に示すように、磁束７ａ、７ｂは分割磁性体２ｂ同士の間隙６をすり抜けるが、その下段の分割磁性体２ｃで捉えることができる。磁束７ｃ、７ｄは分割磁性体２ｂに捉えることができる。したがって導体１から発生する磁束７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを磁性体２の裏
面に、逃すことがない。このように配置することにより、送受信の際、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）が生じる事が無く安定したロングレンジ通信を行うことができる。
【００５６】
（実施の形態６）
図１５は、本発明の実施の形態６によるアンテナ素子を示す斜視図であり、給電端子３を備えた導体１と、絶縁体８を介して２段に配置された分割磁性体２ｂ、２ｃとを備えたアンテナ素子を示しており、導体１はｅの向きに電流が流れ、導体１の長手方向とｌに示す分割磁性体２ｂ、２ｃの透磁率の高い方向とが交差するように配置されている。分割磁性体２ｂ、２ｃはそれぞれ長手方向を透磁率の高い方向ｌとなるように形成している。
【００５７】
図１６は図１５の部分拡大図であり、図１５において絶縁体８がない場合の参照例である。分割された磁性体２ｂ、２ｃの透磁率の高い方向が異なっている場合を示している。分割磁性体２ｂ、２ｃの透磁率の高い方向をそれぞれ、ｌ１、ｌ２であらわしているが、ｌ１、ｌ２は、それぞれｘ、ｙ方向のベクトルｌ１ｘ、ｌ１ｙ、ｌ２ｘ、ｌ２ｙを持つ。この場合ｌ１ｘとｌ２ｘはお互いに近づく方向のベクトルであるため、一部相殺されるとともにカップリングして、ｌ１、ｌ２トータルの磁束を弱めてしまう。絶縁体８があれば、相殺する分がなくなるのでトータルの磁束がそれほど弱ることはない。
【００５８】
したがって導体１から発生する磁束を弱めることが少なくなる。このように配置することにより、送受信の際、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）が生じる事が無く安定したロングレンジ通信を行うことができる。
【００５９】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７による発明は、磁性体がフェライト焼結体であることを特徴とするアンテナ素子である。焼結体を用いることにより金属系の磁性体シートに比べて、より高周波帯での透磁率が高く、特性インピーダンスが高い等、諸磁気特性が良好であるので、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できる。またフェライト焼結体は機械加工しやすく並べて配置することができるので、形状異方性を容易に付与できるため、一方向の透磁率をさらに高くできる。
【００６０】
したがって導体から発生する磁束を弱めることが少なくなる。このように配置することにより、送受信の際、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）が生じる事が無く安定したロングレンジ通信を行うことができる。
【００６１】
（実施の形態８）
図１７は、本発明の実施の形態８によるアンテナ素子を示す斜視図であり、給電端子３を備えた導体１と、基材９上に成膜された膜状磁性体１０とを備えたアンテナ素子を示すものであり、導体１はｅの向きに電流が流れ、導体１の長手方向とｎに示す膜状磁性体１０の透磁率の高い方向とが交差するように配置されている。
【００６２】
基材９上に膜状の磁性体を形成することにより、容易に磁気異方性を付与し、その方向や強さを制御することができる。ｅ方向に流す電流が高周波になればなるほど導体１より発生して磁性体（膜状磁性体１０）に入り込む磁束の深さ（スキンデプス）は浅くなっていくため、ある基材９上に膜状に磁性体を形成することは、小型化、軽量化等に非常に有効である。
【００６３】
このようにして、導体１の長手方向と磁性体の透磁率の高い方向とを交差させ、導体１に相対している磁性体の面をこの磁束がよぎる方向を、磁性体の導体に相対している面内の透磁率の高い方向と直交しないようにできるので、導体から磁性体配置側に放射される磁束を効率良く捕捉することができる。したがって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できる。
【００６４】
（実施の形態９）
図１８は、本発明の実施の形態９によるアンテナ素子を示す斜視図であり、表面を絶縁体１１で被覆され、または絶縁体１１に内包された、給電端子３を備えた導体１と、磁性体２とを備えたアンテナ素子を示している。なお、図１８（ａ）は被覆状態、図１８（ｂ）は内包状態をそれぞれ例示している。導体１はｅの向きに電流が流れ、導体１の長手方向とｌに示す磁性体の透磁率の高い方向とが交差するように配置されている。
【００６５】
磁性体２と導体１間のインピーダンスが低くても、ある程度高くても、絶縁体１１の厚みを調整したり、磁性体２を内包する位置を調整したりすることにより、高い特性インピーダンスを常に安定した状態で確保することができ、高Ｑにすることができる。導体１に絶縁体１１を被覆することにより絶縁体１１の厚みの調製は容易であり、必要量も少なくできる。したがって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）が生じる事が無く安定したロングレンジ通信を行うことができる。
【００６６】
（実施の形態１０）
図１９は、本発明の実施の形態１０によるアンテナ素子を示す斜視図であり、磁性体１３を被覆、あるいは、磁性体１４を内包した絶縁体１２で被覆され、給電端子３を備えた導体１を備えたアンテナ素子を示している。図２０は図１９のＦ−Ｆ’断面図である。なお、図２０（ａ）は被覆状態、図２０（ｂ）は内包状態をそれぞれ例示している。また、図１９は、図２０（ｂ）に示すように絶縁体１２がアンテナ素子全体を覆った図であり、図２０（ａ）に示す場合では、図１９における上方の絶縁体１２は存在しない。導体１はｅの向きに電流が流れ、導体の長手方向とｋに示す磁性体１３，１４の透磁率の高い方向とが交差するように配置されている。
【００６７】
磁性体１３，１４と導体１間のインピーダンスが低くても、ある程度高くても、絶縁体１２の厚みを調整したり、磁性体１４を内包する位置を調整したりすることにより、高い特性インピーダンスを常に安定した状態で確保することができ、高Ｑにすることができる。磁性体１３に絶縁体１２を被覆することにより絶縁体１２の厚みの調製は容易であり、必要量も少なくできる。したがって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）が生じる事が無く安定したロングレンジ通信を行うことができる。
【００６８】
（実施の形態１１）
図２１は、本発明の実施の形態１１によるアンテナ素子を示す斜視図である。図２１（ａ）および図２１（ｂ）は、表面を絶縁体１１で被覆され、または絶縁体１１に内包された、給電端子３を備えた導体１と、磁性体２と、絶縁体４を介して金属部材１５を備えたアンテナ素子を示しており、導体１はｅの向きに電流が流れ、導体１の長手方向とｌに示す磁性体２の透磁率の高い方向とが交差するように配置されている。
【００６９】
磁性体２と導体１間のインピーダンスが低くても、ある程度高くても、絶縁体１１の厚みを調整したり、磁性体を内包する位置を調整したりすることにより、高い特性インピーダンスを常に安定した状態で確保することができ、高Ｑにすることができる。導体１に絶
縁体を被覆することにより絶縁体の厚みの調製は容易であり、必要量も少なくできる。したがって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できる。
【００７０】
（実施の形態１２）
図２２は、本発明の実施の形態１２によるアンテナ素子を示す斜視図であり、磁性体を被覆あるいは内包した絶縁体１２で被覆され、給電端子３を備えた導体１と、絶縁体１６を介して金属部材１５を備えたアンテナ素子を示すものであり、図２３（ａ）および図２３（ｂ）は図２２のＧ−Ｇ’断面図である。導体１はｅの向きに電流が流れ、導体１の長手方向とｋに示す磁性体の透磁率の高い方向とが交差するように配置されている。
【００７１】
なお、図２３（ａ）では導体１が絶縁体１２で被覆され、更に、磁性体１３を含んで、絶縁体１６がこれらを内包している。図２３（ｂ）では導体１、磁性体１４を含んで、絶縁体１６がこれらを内包している。なお、図２０で示したもの（磁性体を被覆あるいは内包した絶縁体１２）を絶縁体１６を介して金属部材１５に設けてもよい。
【００７２】
磁性体と導体間のインピーダンスが低くても、ある程度高くても、絶縁体の厚みを調整したり、磁性体を内包する位置を調整したりすることにより、高い特性インピーダンスを常に安定した状態で確保することができ、高Ｑにすることができる。導体１に絶縁体１２を被覆することにより絶縁体１２の厚みの調製は容易であり、必要量も少なくできる。したがって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できる。
【００７３】
また、絶縁体１６を樹脂材料で構成することにより、耐衝撃性を高めることができるので、磁性体１３、１４が破損しないため、高信頼性のアンテナ素子となる。
【００７４】
また、絶縁体樹脂の接着材料で構成することにより、耐衝撃性を高めることができるうえに、金属部材１５に接着することができる。したがって磁性体１３、１４が破損しないのと、導体や磁性体の金属部材に対する位置がかわらずに安定しているため、受信感度が安定して、高信頼性のアンテナ素子となる。
【００７５】
（実施の形態１３）
図２４は、本発明の実施の形態１３によるアンテナ素子を示す斜視図であり、給電端子３を備えた導体１と、導体１を被覆あるいは内包した絶縁体１７と、絶縁体１７に接合された磁性体１８を備えたアンテナ素子を示すものであり、導体はｅの向きに電流が流れる。
【００７６】
磁性体を絶縁体に接合することにより、導体および絶縁体および磁性体を一体化できる。
【００７７】
導体、絶縁体、磁性体をそれぞれ印刷し、焼成することにより容易に一体化できる。
【００７８】
したがって、さらに薄型化、小型化するのも容易である。
【００７９】
（実施の形態１４）
図２５は、本発明の実施の形態１４によるアンテナ素子を示す斜視図であり、給電端子３を備えた導体１と、導体１に接合されるとともに絶縁体２０に被覆あるいは内包されている磁性体１９とを備えたアンテナ素子を示すものであり、導体はｅの向きに電流が流れる。
【００８０】
導体に磁性体を接合することにより、導体および絶縁体および磁性体を一体化できる。
【００８１】
導体、絶縁体、磁性体をそれぞれ印刷し、焼成することにより容易に一体化できる。
【００８２】
したがって、さらに薄型化、小型化するのも容易である。
【００８３】
（実施の形態１５）
図２６は、本発明の実施の形態１５によるアンテナ素子を示す斜視図であり、給電端子３を備えた導体１と、絶縁体４を介して磁性体２を備えたアンテナ素子を示している。導体１に対しては、図２６のように、絶縁体４でこれを被覆、内包することなく、単に配置してもよい。
【００８４】
（実施の形態１６）
図２７は、本発明の実施の形態１６によるアンテナ素子を示す斜視図であり、給電端子３を備えた導体１と、導体１の表面の一部を磁性体２１で被覆したアンテナ素子を示すものであり、導体はｅの向きに電流が流れる。図２８は図２７のＨ−Ｈ’断面図である。
【００８５】
導体表面の一部に、磁性体を被覆することにより容易に一体化、小型化、薄型化できるとともに、導体から放射される磁束５が広がる前に、磁性体内を通過するようにその軌道を修正し、上方に向けることができる。したがってコンパクトでありながら、磁束が放射される軌道を制御できる高性能なアンテナ素子となる。
【００８６】
図２９は、本発明の実施の形態１６によるアンテナ素子の変形例を示す斜視図であり、磁性体が磁性膜の場合である。図３０は図２９のＩ−Ｉ’断面図である。
【００８７】
導体１を流れる電流が高周波になればなるほど、放射される磁束が磁性体内に入り込む深さは浅くなるので、磁性膜であっても高周波電流により放射される磁束の軌道を有効に修正することができ、上方に向けることができる。したがって導体を印刷法等で作成すれば、コンパクトでありながら、磁束が放射される軌道を制御できる非常に小型の高性能なアンテナ素子となる。
【００８８】
（実施の形態１７）
図３１は、本発明の実施の形態１７によるアンテナ素子を示す斜視図であり、給電端子３を備えた導体１と、導体１の表面の一部を磁性粉体で被覆したアンテナ素子を示すものであり、導体はｅの向きに電流が流れる。図３２は図３１のＪ−Ｊ’断面図である。
【００８９】
導体表面の一部に、磁性粉体を被覆することにより容易に一体化、小型化、薄型化できるとともに、導体から放射される磁束５が広がる前に、磁性体内を通過するようにその軌道を修正し、上方に向けることができる。またバルクな導体に対しても、マスキング等により磁性粉体を所望のエリアに吹き付けて被着させることができる。したがってコンパクトでありながら、磁束が放射される軌道を制御できる高性能なアンテナ素子となる。
【００９０】
（実施の形態１８）
図３３は本発明の実施の形態１８によるループアンテナを示す斜視図、図３４は本発明の実施の形態１８による焼結フェライトを示す平面図である。図３３において、３１はループアンテナ、３２は焼結フェライト、３３は金属板である。また、図３４に示すように焼結フェライト３２は小片に分割されている。
【００９１】
図３５は図３３のＫ−Ｋ’断面図であり、３５はループアンテナ３１で通信を行うときに発生する磁束である。図３６は参照例を示す図であり、図３５における焼結フェライト
３２を磁性体シート３６に置き換えた図である。
【００９２】
図３３、図３４に示すように、ループアンテナ３１の後面には、分割した焼結フェライト３２からなる磁性体が配置されている。なお、ループアンテナ３１の後面とは、図３３の下側であり、非接触ＩＣカード等の無線通信媒体の通信方向と反対側である。
【００９３】
磁性体は焼結フェライト材を用いる。シート状のフェライト材に比べて、焼結フェライト材は、同じ原材料を用いるならば、より高温で焼結してあり不純物が少ない焼結フェライトのほうが、一般的には透磁率が高く性能が良い。この焼結フェライト３２を図３４に示すように、分割した焼結フェライト３２を構成することにより、磁性体シート３６に比べて実効透磁率が高く、また、分割されずに１枚で構成されている場合に比べて、渦電流損失を更に少なくすることができるので、ループアンテナ３１に対しての特性インピーダンスを高くすることができ、ループアンテナ３１の後面に配置されている金属板３３に対する近傍磁束の減衰を抑えて、通信到達距離を伸ばすことができる。
【００９４】
（実施の形態１９）
図３７は、本発明の実施の形態１９によるループアンテナを示す斜視図であり、焼結フェライト３２と金属板３３とを備えたループアンテナ３１を示し、図３８は図３７のＬ−Ｌ’断面図である。３７は樹脂材料である。
【００９５】
本実施の形態１９においては、図３７に示すように、焼結フェライト３２は、分割した焼結フェライト３２により構成されている。また、図３８に示すように、分割された焼結フェライト３２の周囲は樹脂材料３７によって覆われている。このように焼結フェライト３２の周囲全域を樹脂材料３７で包むことによって、割れにくくなる。またたとえクラック等が入ったとしても、全周囲をつつまれているため磁気特性が急激に劣化することはなく、良好な磁気特性を維持できる。したがって金属板３３にループアンテナ３１より発生した磁束が流入することなく、ループアンテナ３１の後面に配置されている金属板３３に対する近傍磁束の減衰を抑えることができ、通信到達距離を伸ばすことができる。
【００９６】
（実施の形態２０）
図３９は、本発明の実施の形態２０によるループアンテナを示す斜視図であり、焼結フェライト３２と金属板３３とを備えたループアンテナ３１を示している。図４０は本発明の実施の形態２０による焼結フェライトを示す平面図である。図４１は、図４０のＢ部分の拡大図であり、分割した焼結フェライト３２の１個１個の磁化容易軸方向を矢印３４によってあらわす図である。
【００９７】
図４１においては、分割した焼結フェライト３２の寸法を規定している。ｗはループアンテナ７に対する幅方向の長さ、ｄはループアンテナ７に対して長手方向の長さ、ｔはループアンテナ３１の通信方向に対する厚みをあらわす。
【００９８】
図４１に示すように、ｗ＞ｄ、ｗ＞ｔの関係を保つように焼結フェライト３２を分割すると矢印３４に示すような形状磁気異方性が付与できる。矢印３４方向の磁気異方性が強くなるということは、その方向に容易に磁化されやすいということであり、つまりその方向に実効透磁率が高くなるということであるから、ループアンテナ３１より発生した磁束がループアンテナ３１後面に配置されている金属板３３に流入しにくくなり、近傍磁束の減衰を抑えて、通信到達距離を伸ばすことができる。
【００９９】
（実施の形態２１）
図４２は、本発明の実施の形態２１によるループアンテナを示す斜視図であり、分割した焼結フェライト３２と金属板３３とを備えたループアンテナ３１を示し、図４３は本発
明の実施の形態２１による焼結フェライトを示す平面図である。分割した焼結フェライト３２により構成されていることを示している。図４４は、図４３のＣ部分の拡大図であり、分割した焼結フェライト３２の配置方法を示している。
【０１００】
図４４に示すように、ループアンテナ３１の幅方向に対して１個１個の分割した焼結フェライト３２の長手方向の辺はループアンテナ３１の長手方向に対して直角ではない。もし、それが直角であるときは、１個１個の分割した焼結フェライト３２の各々隣のフェライトとの隙間を通じて、ループアンテナ３１からの磁束が一部漏れて金属板３３に流入するので、その分だけループアンテナ３１の後面に配置されている金属板３３に対する近傍磁束が減衰することになり、通信到達距離が短くなったり、通信到達距離にばらつきが出たりする。したがって、本発明の実施の形態２１によれば、ループアンテナ３１の後面に配置されている金属板３３に対する近傍磁束の減衰を抑えることができ、通信到達距離を伸ばすことができる。
【０１０１】
（実施の形態２２）
図４５は、本発明の実施の形態２２によるループアンテナを示す斜視図であり、分割した焼結フェライト３２と金属板３３とを備えたループアンテナ３１を示す。図４６は本発明の実施の形態２２による焼結フェライトを示す平面図である。図４７は、図４６のＤ部分の拡大図であり、分割した焼結フェライト３２の配置方法をあらわしている。図４８は図４７のＱ−Ｑ’断面図をあらわし、分割した焼結フェライト３２の他の配置方法をあらわす図である。本実施の形態２２においては、図４８に示すように分割した焼結フェライト３２が２層に積層されており、その周囲は樹脂材料３７で覆われている。これにより、１個１個の分割した焼結フェライト３２の各々隣のフェライトとの隙間を通じて、ループアンテナ３１からの磁束が一部漏れて金属板３３に流入することがない。また、焼結フェライトの周囲全域を樹脂材料３７で包むことによって、割れにくくなる。またたとえクラック等が入ったとしても、全周囲をつつまれているため磁気特性が急激に劣化することはなく、良好な磁気特性を維持できる。したがって金属板３３にループアンテナ３１より発生した磁束が流入することなく、ループアンテナ３１の後面に配置されている金属板３３に対する近傍磁束の減衰を抑えることができ、通信到達距離を伸ばすことができる。
【０１０２】
（実施の形態２３）
図４９は、本発明の実施の形態２３によるループアンテナを備えた無線通信媒体処理装置を示す斜視図である。既に説明した図面と同様に、３１はループアンテナ、３２は焼結フェライト、３３は金属板、３７は樹脂材料であり、４０は筐体、４１は無線通信媒体処理部である。
【０１０３】
無線通信媒体処理部４１はループアンテナ３１の開口部に配置されている。この焼結フェライト３２を背面に有するループアンテナ３１を用いることにより、金属の近くに置いて使用した場合、金属の影響により、発生する磁界が弱まりＩＣカードに対して十分な電力供給ができなくなり、通信距離が短くなったり、通信できなくなる等の障害がなくなる。
【０１０４】
また、磁性体シートを用いる場合に比べて、磁性体シートを通りぬける磁束の漏れを少なくできるので、ループアンテナ３１のインピーダンスが変動し共振周波数の変動が生じたり、無線通信媒体処理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、ループアンテナ３１から非接触ＩＣカード等の無線通信処理媒体に対して十分な電力供給ができなくなることがない。その結果、到達通信距離を伸ばすことができる。
【０１０５】
なお、以下述べる、非接触ＩＣカード（ＲＦ−ＩＤタグ）読取／書込装置と非接触ＩＣカード（ＲＦ−ＩＤタグ）とを用いた非接触ＩＣカードシステム（ＲＦ−ＩＤシステム）
においては、電波法の規制と通信距離の観点から、本発明における、放出される電磁波の近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰させることが可能なアンテナ素子及びそれを用いたループアンテナの用途としては最適である。
【０１０６】
図５０は、本発明の実施の形態２３による無線通信媒体処理装置と無線通信媒体との通信状態を示す概念図である。図５０において、４００は非接触ＩＣカード読取／書込装置であり、無線通信媒体処理装置としての一例である。
【０１０７】
そして、４２はループアンテナ３１に電力と送信データを供給する無線送信部、４３はループアンテナ３１からの受信データを取得する無線受信部、４４は無線送信部４２および無線受信部４３を制御する制御部であり、４５は、これら無線送信部４２、無線受信部４３、制御部４４を搭載した制御基板である。そして、制御基板４５に搭載された無線送信部４２、無線受信部４３、制御部４４によって、無線通信媒体処理部４１（読取／書込装置部）が構成されている。
【０１０８】
更に、４６は無線送信部４２、無線受信部４３、制御部４４および制御基板４５を収納するシールドケースである。これら制御基板４５等をシールドケース４６内に収納することで、不要電磁波の外部への漏洩低減および、外部から到来する妨害波の浸入低減、並びに、自ら発する送信信号の受信回路への回り込みを低減することが可能となる。
【０１０９】
また、４７は共振整合回路部であり、共振整合回路部４７はループアンテナ３１の給電点近傍に近接して設けられ、ループアンテナ３１に接続されている。一方、共振整合回路部４７の出力は、同軸ケーブルにより、分配合成回路部（図示せず）を経由して、無線送信部４２、無線受信部４３に接続される。
【０１１０】
更に、筐体４０は、これら焼結フェライト３２を備えたループアンテナ３１、無線通信媒体処理部４１等を収納するものであり、樹脂材料等で構成される。このように、非接触ＩＣカード読取／書込装置４００を構成する各手段を一つの筐体４０内に収納することにより、設置時の利便性を大幅に改善することができる。
【０１１１】
また、５０は、ＰＣ等のコントロール端末を示しており、６１は非接触ＩＣカードであり、無線通信媒体としての一例である。６２はＩＣチップ、６３はアンテナコイルを示す。
【０１１２】
なお、ループアンテナ３１は、非接触ＩＣカード６１に電力と送信データを供給し、非接触ＩＣカード６１から受信データを負荷変動により取得するものである。
【０１１３】
なお、図５０においては、内部を明らかにするため筐体４０を透過状態で図示し、シールドケース４６、非接触ＩＣカード６１についても同様に透過状態で図示している。
【０１１４】
以下、本実施の形態２３における非接触ＩＣカード読取／書込装置４００を使用した通信の動作について説明する。
【０１１５】
非接触ＩＣカード読取／書込装置４００から非接触ＩＣカード６１へ電力のみが供給される場合（スタンバイモード）、先ず、図５０において、非接触ＩＣカード読取／書込装置４００では一定振幅の高周波信号が発振回路（図示せず）から無線送信部４２へ供給されここで増幅され、給電線路を介してループアンテナ３１に送られる。
【０１１６】
非接触ＩＣカード６１においては、非接触ＩＣカード読取／書込装置４００のループアンテナ３１と電磁結合されたアンテナコイル６３を介して高周波信号がＩＣチップ６２に
供給される。この高周波信号は、ＩＣチップ６２内の整流回路（図示せず）で整流され、非接触ＩＣカード６１の各部に必要な所定の電源電圧が生成される。
【０１１７】
次に、非接触ＩＣカード読取／書込装置４００から非接触ＩＣカード６１へデータが送信される場合（送信モード）について説明する。
【０１１８】
図５０において、非接触ＩＣカード読取／書込装置４００ではコントロール端末５０などからのデータが制御部４４を介して無線送信部４２へ送られる。この無線送信部４２では、上述したスタンバイモードと同様に一定振幅の高周波信号が供給されており、この高周波信号がデータで変調されて変調高周波信号が出力される。この変調高周波信号が給電線を介してループアンテナ３１に送られる。そこで、非接触ＩＣカード６１においては、非接触ＩＣカード読取／書込装置４００のループアンテナ３１と電磁結合されたアンテナコイル６３を介して高周波信号がＩＣチップ６２に供給される。この高周波信号は、上述したスタンバイモードと同様に整流回路で整流され、非接触ＩＣカード６１の各部に必要な所定の電源電圧が生成される。また、アンテナコイル６３の出力信号はＩＣチップ６２内の受信回路（図示せず）にも供給され、この部分でデータが復調され、メモリ（図示せず）に書き込まれる。
【０１１９】
最後に、非接触ＩＣカード読取／書込装置４００が非接触ＩＣカード６１からデータを受信する場合（受信モード）について説明する。
【０１２０】
非接触ＩＣカード読取／書込装置４００の無線送信部４２からは上述したスタンバイモードと同様に無変調で一定振幅の高周波信号が出力され、ループアンテナ３１、アンテナコイル６３を介して非接触ＩＣカード６１に送られて、上述したスタンバイモードの場合と同様に非接触ＩＣカード６１の各部に必要な所定の電源電圧が生成される。一方、非接触ＩＣカード６１においては、メモリから読み出されたデータに応じて、例えばアンテナコイル６３に接続された負荷抵抗（図示せず）とスイッチ（図示せず）とからなり、データの“１”、“０”ビットに応じて、このスイッチがオン、オフされる。
【０１２１】
非接触ＩＣカード読取／書込装置４００においては、上記のようにスイッチがオン、オフすると、アンテナコイル６３に対する負荷が変動し、電磁誘導によりループアンテナ３１側のインピーダンスが変動し結果として高周波電流の振幅が変動する。即ち、この高周波電流は非接触ＩＣカード６１のデータによって振幅変調される。この変調高周波信号が無線受信部４３で復調されてデータが得られる。このデータは制御部４４で処理されて、コントロール端末５０などに送られる。
【０１２２】
そして、本実施の形態２３における非接触ＩＣカード読取／書込装置４００においては、ループアンテナ３１には焼結フェライト３２を備えるので、非接触ＩＣカード６１との通信距離を維持することができる。また、非接触ＩＣカード読取／書込装置４００では、非接触ＩＣカード読取／書込装置４００を構成する各手段を一つの筐体４０内に収納し、特に、ループアンテナ３１を一体化することにより、様々な場所に設置が可能となり、好適な形態と言える。
【実施例１】
【０１２３】
図５１は本発明の実施例１によるアンテナ素子を示す斜視図である。アルミ板上に焼結フェライトと導体を配置した。３種の焼結フェライトａ，ｂ，ｃの各周波数におけるＱ値を測定した結果を（表１）に示す。Ｑ値は焼結フェライトａ＞焼結フェライトｂ＞焼結フェライトｃとなっている。
【０１２４】
【表１】
2006319866.tif 000003
（表１）から明らかなように、これらのＱ値は導体に電流を流したときに放射される磁束が、焼結フェライトを一部通過してアルミ板に吸収される損失割合を示しており、Ｑ値が高い方がアルミ板に磁束が吸収されることが少ない。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明は、取り付ける場所の周囲の金属等影響を低減し、安定した読み取りと書き込み特性を満足する、設置時の利便性の高いアンテナ素子及びそれを用いたループアンテナ並びに無線通信媒体処理装置が必要とされる、電磁波の近傍磁束の減衰を抑制することが可能なアンテナ素子及びそれを用いたループアンテナ並びに無線通信媒体処理装置の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の実施の形態１によるアンテナ素子を示す斜視図
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図
【図３】参照例を示す図
【図４】図３のＢ−Ｂ’断面図
【図５】本発明の実施の形態２によるアンテナ素子を示す斜視図
【図６】参照例を示す図
【図７】本発明の実施の形態３によるアンテナ素子を示す斜視図
【図８】図７のＣ−Ｃ’断面図
【図９】参照例を示す図
【図１０】図９のＤ−Ｄ’断面図
【図１１】本発明の実施の形態４によるアンテナ素子を示す斜視図
【図１２】図１１のＥ−Ｅ’断面図
【図１３】本発明の実施の形態５によるアンテナ素子を示す斜視図
【図１４】図１３の部分拡大図
【図１５】本発明の実施の形態６によるアンテナ素子を示す斜視図
【図１６】図１５の部分拡大図
【図１７】本発明の実施の形態８によるアンテナ素子を示す斜視図
【図１８】本発明の実施の形態９によるアンテナ素子を示す斜視図
【図１９】本発明の実施の形態１０によるアンテナ素子を示す斜視図
【図２０】図１９のＦ−Ｆ’断面図
【図２１】本発明の実施の形態１１によるアンテナ素子を示す斜視図
【図２２】本発明の実施の形態１２によるアンテナ素子を示す斜視図
【図２３】図２２のＧ−Ｇ’断面図
【図２４】本発明の実施の形態１３によるアンテナ素子を示す斜視図
【図２５】本発明の実施の形態１４によるアンテナ素子を示す斜視図
【図２６】本発明の実施の形態１５によるアンテナ素子を示す斜視図
【図２７】本発明の実施の形態１６によるアンテナ素子を示す斜視図
【図２８】図２７のＨ−Ｈ’断面図
【図２９】本発明の実施の形態１６によるアンテナ素子の変形例を示す斜視図
【図３０】図２９のＩ−Ｉ’断面図
【図３１】本発明の実施の形態１７によるアンテナ素子を示す斜視図
【図３２】図３１のＪ−Ｊ’断面図
【図３３】本発明の実施の形態１８によるループアンテナを示す斜視図
【図３４】本発明の実施の形態１８による焼結フェライトを示す平面図
【図３５】図３３のＫ−Ｋ’断面図
【図３６】参照例を示す図
【図３７】本発明の実施の形態１９によるループアンテナを示す斜視図
【図３８】図３７のＬ−Ｌ’断面図
【図３９】本発明の実施の形態２０によるループアンテナを示す斜視図
【図４０】本発明の実施の形態２０による焼結フェライトを示す平面図
【図４１】図４０のＢ部分の拡大図
【図４２】本発明の実施の形態２１によるループアンテナを示す斜視図
【図４３】本発明の実施の形態２１による焼結フェライトを示す平面図
【図４４】図４３のＣ部分の拡大図
【図４５】本発明の実施の形態２２によるループアンテナを示す斜視図
【図４６】本発明の実施の形態２２による焼結フェライトを示す平面図
【図４７】図４６のＤ部分の拡大図
【図４８】図４７のＱ−Ｑ’断面図
【図４９】本発明の実施の形態２３によるループアンテナを備えた無線通信媒体処理装置を示す斜視図
【図５０】本発明の実施の形態２３による無線通信媒体処理装置と無線通信媒体との通信状態を示す概念図
【図５１】本発明の実施例１によるアンテナ素子を示す斜視図
【図５２】従来の非接触型ＩＣカード読取／書込装置を示す概念図
【図５３】従来の非接触型ＩＣカード読取／書込装置のアンテナの近傍における金属障害物の有無と磁束の流れの関係を示す説明図
【符号の説明】
【０１２７】
１    導体
２    磁性体
３    給電端子
４    絶縁体
５    磁束
６    間隙
３１    ループアンテナ
３２    焼結フェライト
３３    金属板
【図１】
2006319866.tif 000004
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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