(57)【要約】【課題】  大型化や製造コストの上昇を抑えつつ、より広い通信エリアを実現できる情報処理装置を提供する。【解決手段】  ２つのループアンテナ１０５は、それが形成された平面の垂直方向に間隔を隔てて配置されている。それらループアンテナ１０５には、周波数が等しく、向きが逆の磁界を発生させる。それにより、それらが発生する磁界の向きを偏向させ、ループアンテナ１０５が形成された平面と平行な方向に通信エリアを形成させる。【選択図】      図３
2005107659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣを内蔵した情報記憶媒体と非接触で通信を行う情報処理装置において、
前記情報記憶媒体と非接触で通信を行うための第１のループアンテナと、
前記第１のループアンテナが形成された平面の垂直方向に間隔を隔てて配置された第２のループアンテナと、
前記第１、及び第２のループアンテナにそれぞれ電流を加えて、向きが異なる磁界を発生させる駆動手段と、
を具備することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記第１、及び第２のループアンテナは、前記平面上の最外側の形状が等しく形成され、且つ前記垂直方向上に重なる状態に配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記第１、及び第２のループアンテナに、周波数が等しく向きが反対の磁界を発生させる、
ことを特徴とする請求項１、または２記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記第１、及び第２のループアンテナの前記平面上の最外側の形状は円形である、
ことを特徴とする請求項２記載の情報処理装置。
【請求項５】
ＩＣを内蔵した情報記憶媒体と非接触で通信を行うために用いられる方法であって、
前記情報記憶媒体と非接触で通信を行うための第１のループアンテナ、及び第２のループアンテナを、該第１のループアンテナが形成された平面の垂直方向に間隔を隔てて少なくとも配置し、
前記第１、及び第２のループアンテナに向きが異なる磁界を発生させることにより、該第１、及び第２のループアンテナがそれぞれ発生する磁界の向きを偏向させて、前記情報記憶媒体との通信を行わせる、
ことを特徴とするループアンテナによる通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣカードやＩＣタグ等のＩＣを内蔵した情報記憶媒体と非接触で通信を行うための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣを内蔵した情報記憶媒体と無線により非接触で通信可能な非接触キャリアシステムの導入が盛んになっている。それにより、カードにＩＣを内蔵した「ＩＣカード」を用いた交通ゲート入退装置や入退出室管理装置、ＩＣを内蔵した「ＩＣタグ」を物品に付けて物品管理を行う物流管理装置、腕時計にＩＣを内蔵した「ＩＣリストバンド」を用いた入退出室管理装置、などのように大小さまざまな形状の非接触式記録媒体が利用されている。
【０００３】
そのような非接触式記録媒体（以下「ＩＣメディア」と呼ぶ）との通信を行う情報処理装置であるリーダライタ装置には、その通信を選択的に行えるように、通常、指向性を有するループアンテナが採用（搭載）される。
【０００４】
図５は、従来のループアンテナによる通信方法を説明する図である。
そのループアンテナ５０は、図５に示すように、平面上に線状の導電性部材を１回、以上ループ状に巻いた形で形成されている。そのループアンテナ５０に電流を加えることで発生する磁界の向きは、その平面の垂直方向に沿ったものとなる。それにより、情報記憶媒体６０は、その垂直方向上にかざすようになっている。
【０００５】
通信可能な通信エリアが狭いと、情報記憶媒体をかざすうえでの制約が大きく、不便である。ループアンテナ５０は、指向性を有することから、通信エリアを広くする場合、従来は、より大きなループアンテナ５０を採用するか、或いはその数を多くさせていた。しかし、そのようにすると、それを搭載させる情報処理装置は大型化し、その製造コストは上昇する。このため、そのようなことを抑えつつ、より広い通信エリアを実現させることが望まれていた。
【０００６】
先行技術文献として、特許文献１には、情報記憶媒体の向きに応じて、ループアンテナを所定の軸に沿って回転させたり、その情報記憶媒体の移動方向に応じて、ループアンテナを移動させる情報処理装置が記載されている。特許文献２には、２個のループアンテナを、その面の垂直方向に間隔を隔てて配置し、それらに同じ向きの磁界を発生させることにより、その間に形成される通信エリア内の磁界の強さを強めた情報処理装置が記載されている。
【０００７】
特許文献１に記載の従来の情報処理装置では、ループアンテナを移動させることにより、通信エリアの位置を変化させることができるが、通信エリアを広げるものではない。特許文献２に記載の従来の情報処理装置は、情報記憶媒体のかざし方によるそれに搭載されたループアンテナの位置が通信確度に影響しないように通信エリア内の磁界の強さを強めるのであって、通信エリアを広げるものではない。
【特許文献１】特開２００２−２７９３６２号公報
【特許文献２】特開２０００−３４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、大型化や製造コストの上昇を抑えつつ、より広い通信エリアを実現できる情報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】
【０００９】
本発明の情報処理装置は、ＩＣを内蔵した情報記憶媒体と非接触で通信を行うことを前提とし、情報記憶媒体と非接触で通信を行うための第１のループアンテナと、第１のループアンテナが形成された平面の垂直方向に間隔を隔てて配置された第２のループアンテナと、第１、及び第２のループアンテナにそれぞれ電流を加えて、向きが異なる磁界を発生させる駆動手段と、を具備する。
【００１０】
なお、上記第１、及び第２のループアンテナは、平面上の最外側の形状が等しく形成され、且つ垂直方向上に重なる状態に配置されている、ことが望ましい。また、駆動手段は、第１、及び第２のループアンテナに、周波数が等しく向きが反対の磁界を発生させる、ことが望ましい。第１、及び第２のループアンテナの平面上の最外側の形状については円形である、ことが望ましい。
【００１１】
本発明のループアンテナによる通信方法は、ＩＣを内蔵した情報記憶媒体と非接触で通信を行うために用いられることが前提であり、情報記憶媒体と非接触で通信を行うための第１のループアンテナ、及び第２のループアンテナを、該第１のループアンテナが形成された平面の垂直方向に間隔を隔てて少なくとも配置し、第１、及び第２のループアンテナに向きが異なる磁界を発生させることにより、該第１、及び第２のループアンテナがそれぞれ発生する磁界の向きを偏向させて、情報記憶媒体との通信を行わせる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、情報記憶媒体と非接触で通信を行うための第１のループアンテナ、及び第２のループアンテナを、第１のループアンテナが形成された平面の垂直方向に間隔を隔てて少なくとも配置し、第１、及び第２のループアンテナに向きが異なる磁界を発生させることにより、それらがそれぞれ発生する磁界を影響させてその向きを偏向させる。その偏向により、磁束が通る範囲をより拡大させることができる。その偏向は２つのループアンテナを配置することで行えるため、大型化や製造コストの上昇は抑えることができる。これらの結果、大型化や製造コストの上昇を抑えつつ、より広い通信エリアを実現させることができる。
【００１３】
上記第１、及び第２のループアンテナを、平面上の最外側の形状が等しく形成し、且つ垂直方向上に重なる状態に配置した場合には、２つのループアンテナに対して通信特性（磁束密度、等）が等しい通信エリアをその形状に応じて対称的に作ることができる。第１、及び第２のループアンテナに、周波数が等しく向きが反対の磁界を発生させるようにした場合には、常に安定した通信エリアを作ることができる。第１、及び第２のループアンテナの平面上の最外側の形状を円形とした場合には、２つのループアンテナの周囲に、つまり３６０度の範囲にわたって通信特性の等しい通信エリアを作ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について詳細に説明する。
図１は、本実施例による情報処理装置（リーダライタ装置）、及び情報記憶媒体の回路構成を示す図である。
【００１５】
その情報処理装置１０は、図１に示すように、２つのループアンテナ１０５により情報記憶媒体２０と非接触で通信を行うものであり、各種データ処理を行うデータ処理回路１０１と、データ処理回路１０１から入力した信号に対し信号変調などの送信処理を行う送信回路１０２と、送信回路１０２から入力した信号によりループアンテナ１０５から磁界を発生させるドライバ回路１０３と、ループアンテナ１０５により受信した信号を復調する復調／受信回路１０４と、を備えて構成されている。
【００１６】
各ループアンテナ１０５は、１回以上、同一平面上に線状の導電性部材をループ状に巻いた形で形成されている。それらは、図１に示すように、その平面の垂直（交差）方向上に所定の間隔をおいて配置されている。ここでは便宜的に、その平面に沿った方向を「水平方向」、その垂直方向は「垂直方向」とそれぞれ呼ぶことにする。また、特に断らない限り、平面とは、ループアンテナ１０５が形成された面（仮想的な面である）を指す意味で用いることとする。
【００１７】
他方の情報記憶媒体２０は、上記情報処理装置１０と非接触で通信を行うためのループアンテナ２０１と、そのループアンテナ２０１に流れる電流を整流して平滑化（安定化）する整流／平滑回路２０２と、その回路２０２からの信号を各部に供給する電源回路２０３と、ループアンテナ２０１が受信した信号を復調する復調／受信回路２０４と、各種データ処理を行う信号処理回路２０５と、各種データを記憶するメモリ２０６と、信号処理回路２０５から入力した信号の変調などの送信処理を行う変調／送信回路２０７と、を備えて構成されている。
【００１８】
以上の構成において、ループアンテナ１０５による通信方法、及びそれを実現させる動作について具体的に説明する。
垂直方向に間隔を隔てて配置した２つのループアンテナ１０５には、周波数が等しく、向きが逆の（極性が１８０度、異なる）磁界を発生するようにドライバ回路１０３から電流を加えている。そのような磁界の発生は、２つのループアンテナ１０５に加える高周波電流に位相差を持たせるか、或いはそれらの巻線の方向を逆にすることで実現させることができる。
【００１９】
磁界の極性は必ずしも１８０度、異ならせる必要はなく、その大きさ（強さ）も同一とさせる必要はない。また、周波数も必ずしも等しくさせなくとも良い。つまり、最低限、発生する磁界の向きが水平方向上に偏向するようにさせれば良い。しかし、常に安定した通信エリアを実現させるためには、周波数は等しくさせ、磁界の極性（向き）は１８０度、異ならせることが望ましい。磁界の強さは、ループアンテナ１０５に加える高周波電流の大きさやその巻数（ターン数）等により調整することができる。本実施例では、その強さも等しくさせている。
【００２０】
各ループアンテナ１０５は、図１に示すように、垂直方向上、重なるように、つまり垂直方向に間隔を隔てた平面上における位置が一致するように配置されている。その平面上の最外側の形状、大きさは一致するように形成されている。
【００２１】
上述したような磁界を各ループアンテナ１０５に発生させることにより、その磁界の向きは水平方向上に偏向する。それらの大きさ（強さ）を一致させることにより、それらの位置関係、及び形状から、図３に示すように、磁界の向きは水平方向と平行なものとなる。それにより、各ループアンテナ１０５の平面上の最外側の形状が円形であれば、各水平方向の磁束密度は均一となって、図２に示すように、ループアンテナ１０５の水平方向上の全てが、言い換えれば３６０度にわたり通信特性の等しい通信エリアとして実現されることになる。それにより、情報記憶媒体２０との通信は、それに搭載されたループアンテナ２０１を、それが形成された平面がその水平方向に対して垂直となるようにかざすことで行うようになっている。
【００２２】
本実施例では、図２に示すように、各ループアンテナ１０５の平面上の最外側の形状を円形とさせている。その形状を円形などの曲線で表現される形状にすると、磁束密度のムラが抑えられるため、磁界強度が急激に低下する通信エリアが存在しないようにすることができる。それにより、磁界強度の変動がより少ない通信エリアを作ることができるという効果も得ることができる。
【００２３】
発生した磁界の向きを偏向させることにより、図２、及び図３に示すように通信エリアとなる範囲は１つのループアンテナのそれ（図５参照）と比較して大きく拡大させることができる。これは、多くのループアンテナを配置したり、その位置を移動させることなく、広い通信エリアを作り出せることを意味する。このため、装置の大型化や製造コストの上昇を抑えつつ、広い通信エリアを実現させることができる。各ループアンテナ１０５の他のループアンテナ１０５と対向していない側にも通信エリアは実現される。
【００２４】
なお、本実施例では、ループアンテナ１０５の最外側の形状を円形としているが、その形状としては、図４に示すように、三角形（図４（ａ））や四角形（図４（ｂ））、五角形（図４（ｃ））、楕円形（図４（ｄ））、或いは曲線と直線を組み合わせて得られる形状（図４（ａ））などを採用しても良い。ｎ（３以上の整数）角形であればｎ方向に通信エリアを作ることができる。その最外側の形状、大きさを一致させ、それらが垂直方向上に重なるように配置した場合には、その形状に依存した、通信特性の等しい通信エリアを対称的に作ることができる。その形状や大きさ、位置関係は、利用の形態等を考慮して任意に採用すれば良い。通信エリアは、ループアンテナ１０５の水平方向上にではなく、その垂直方向を除く交差方向上に実現させても良い。
【００２５】
ループアンテナ１０５は２つ配置しているが、その数はそれより多くさせても良い。垂直方向上、隣り合うループアンテナ１０５に発生させる磁界の向きを反対にすれば各ループアンテナ１０５で発生した磁界の向きはそれぞれ偏向されることから、その数をより多くすることにより、ループアンテナ１０５の垂直方向上の通信エリアをより広くさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施例による情報処理装置（リーダライタ装置）、及び情報記憶媒体の回路構成を示す図である。
【図２】ループアンテナに発生した磁界の向きの偏向を説明する図である（ループアンテナの垂直方向（図１のａ−ａ’線方向）を視点とした場合）。
【図３】ループアンテナに発生した磁界の向きの偏向を説明する図である（ループアンテナの水平方向（図１のｂ−ｂ’線方向）を視点とした場合）。
【図４】ループアンテナの形状として採用可能な他の形状を示す図である。
【図５】従来のループアンテナによる通信方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０    情報処理装置
２０    情報記憶媒体
１０１    データ処理回路
１０２    送信回路
１０３    ドライバ回路
１０５    ループアンテナ
【図１】
2005107659.tif 000003
【図２】
2005107659.tif 000004
【図３】
2005107659.tif 000005
【図４】
2005107659.tif 000006
【図５】
2005107659.tif 000007