(57)【要約】【課題】アンテナ面に対してあらゆる向きに翳された非接触ＩＣカードとの間で安定して通信を行うことを可能とするアンテナ装置を提供する。【解決手段】ループアンテナの総面積を２等分するように２つのループで構成され、通電により各ループ部分から互いに逆向きの磁束を発生する第１アンテナコイルＬ１と、第１アンテナコイルＬ１に絶縁状態で重ねて配置され、平面上に一列に並んだ３つのループで形成され、全体として第１アンテナコイルＬ１のアンテナ総面積と同一面積を有し、３つのループのうちの中間のループ部と両側の個々のループ部との面積比が２対１に設定され、通電により中間ループ部と両端ループ部とから互いに逆向きの磁束を発生する第２アンテナコイルＬ２と、第１アンテナコイルＬ１に対して平面内で略９０度回転した向きで絶縁状態で重ねて配置され、前記第１アンテナコイルＬ１と同一形状の第３アンテナコイルとを具備する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのアンテナコイルを有し、これらのアンテナコイルがそれぞれ、平面上に形成されたループアンテナであって、そのループアンテナの総面積を２等分するように２つのループで構成されるとともに、通電により前記各ループの部分から互いに逆向きの磁束を発生するように形成され、かつ、前記２つのアンテナコイルが、互いに平面内で略９０度回転した向きで絶縁状態で重ねて配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
平面上に形成されたループアンテナであって、そのループアンテナの総面積を２等分するように２つのループで構成されるとともに、通電により前記各ループの部分から互いに逆向きの磁束を発生する第１アンテナコイルと、
前記第１アンテナコイルに絶縁状態で重ねて配置された第２アンテナコイルであって、平面上に一列に並んだ３つのループで形成され、全体として前記第１アンテナコイルのループアンテナの総面積と同一面積を有するとともに、前記３つのループのうちの中間のループ部と両側の個々のループ部との面積比が２対１に設定され、通電により前記中間のループ部と両端のループ部とから互いに逆向きの磁束を発生する第２アンテナコイルと
を具備することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
平面上に形成されたループアンテナであって、そのループアンテナの総面積を２等分するように２つのループで構成されるとともに、通電により前記各ループの部分から互いに逆向きの磁束を発生する第１アンテナコイルと、
前記第１アンテナコイルに絶縁状態で重ねて配置された第２アンテナコイルであって、平面上に一列に並んだ３つのループで形成され、全体として前記第１アンテナコイルのループアンテナの総面積と同一面積を有するとともに、前記３つのループのうちの中間のループ部と両側の個々のループ部との面積比が２対１に設定され、通電により前記中間のループ部と両端のループ部とから互いに逆向きの磁束を発生する第２アンテナコイルと、
前記第１アンテナコイルに対して平面内で略９０度回転した向きで絶縁状態で重ねて配置され、前記第１アンテナコイルと同一のループ形状を有する第３アンテナコイルと
を具備することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
２つのアンテナコイルを有し、これらのアンテナコイルがそれぞれ、平面上に形成されたループアンテナであって、そのループアンテナの総面積を２等分するように２つのループで構成されるとともに、通電により前記各ループの部分から互いに逆向きの磁束を発生するように形成され、かつ、前記２つのアンテナコイルが、互いに平面内で略９０度回転した向きで絶縁状態で重ねて配置されたアンテナ部と、
前記アンテナ部の２つのアンテナコイルのうち駆動するアンテナコイルを切り替える切り替え手段と
を具備することを特徴とする非接触ＩＣカードリーダライタ装置。
【請求項５】
前記切り替え手段により駆動するアンテナコイルを順次切り替えて、非接触ＩＣカードとの通信に使用するアンテナコイルを判定する判定手段をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の非接触ＩＣカードリーダライタ装置。
【請求項６】
平面上に形成されたループアンテナであって、そのループアンテナの総面積を２等分するように２つのループで構成されるとともに、通電により前記各ループの部分から互いに逆向きの磁束を発生する第１アンテナコイルと、前記第１アンテナコイルに絶縁状態で重ねて配置された第２アンテナコイルであって、平面上に一列に並んだ３つのループで形成され、全体として前記第１アンテナコイルのループアンテナの総面積と同一面積を有するとともに、前記３つのループのうちの中間のループ部と両側の個々のループ部との面積比が２対１に設定され、通電により前記中間のループ部と両端のループ部とから互いに逆向きの磁束を発生する第２アンテナコイルとを有するアンテナ部と、
前記アンテナ部の２つのアンテナコイルのうち駆動するアンテナコイルを切り替える切り替え手段と
を具備することを特徴とする非接触ＩＣカードリーダライタ装置。
【請求項７】
前記切り替え手段により駆動するアンテナコイルを順次切り替えて、非接触ＩＣカードとの通信に使用するアンテナコイルを判定する判定手段をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の非接触ＩＣカードリーダライタ装置。
【請求項８】
平面上に形成されたループアンテナであって、そのループアンテナの総面積を２等分するように２つのループで構成されるとともに、通電により前記各ループの部分から互いに逆向きの磁束を発生する第１アンテナコイルと、前記第１アンテナコイルに絶縁状態で重ねて配置された第２アンテナコイルであって、平面上に一列に並んだ３つのループで形成され、全体として前記第１アンテナコイルのループアンテナの総面積と同一面積を有するとともに、前記３つのループのうちの中間のループ部と両側の個々のループ部との面積比が２対１に設定され、通電により前記中間のループ部と両端のループ部とから互いに逆向きの磁束を発生する第２アンテナコイルと、前記第１アンテナコイルに対して平面内で略９０度回転した向きで絶縁状態で重ねて配置され、前記第１アンテナコイルと同一のループ形状を有する第３アンテナコイルとを有するアンテナ部と、
前記アンテナ部の各アンテナコイルのうち駆動するアンテナコイルを切り替える切り替え手段と
を具備することを特徴とする非接触ＩＣカードリーダライタ装置。
【請求項９】
前記切り替え手段により駆動するアンテナコイルを順次切り替えて、非接触ＩＣカードとの通信に使用するアンテナコイルを判定する判定手段をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の非接触ＩＣカードリーダライタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば自動改札機、無線式自動料金収受システムなどに採用され、非接触ＩＣカードとの間で無線通信を行うアンテナ装置と非接触ＩＣカードリーダライタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、様々な料金収受の場では、省力化を目的として自動改札機が導入されている。この自動改札機は、利用者が駅構内や遊戯施設などの施設内に入場する場合や、施設内から出場する場合などに、入場券、定期券、乗車券などの券媒体を取り込み、券媒体に記憶された券情報に基づいて利用者の通行を許可するか否かの通行判定処理を行う。
【０００３】
また近年、無線通信媒体である非接触ＩＣカードとの間で無線通信を行うことにより改札処理を行う改札機が実用化されている。このような改札機は、非接触ＩＣカードとの間で無線通信を行うための無線通信装置である非接触ＩＣカードリーダライタを備えており、この非接触ＩＣカードリーダライタのアンテナ部に非接触ＩＣカードを水平に翳すだけで改札処理を行うことができる。また、このような非接触ＩＣカードを用いた料金収受は、有料道路での料金収受システムへの採用も検討されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−１５０９９３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の非接触ＩＣカードリーダライタは、そのアンテナのループが単一であることにより次のような課題があった。すなわち、非接触ＩＣカードをアンテナ面に水平に翳した場合、非接触ＩＣカードリーダライタのアンテナから発生する磁束は非接触ＩＣカードのアンテナコイルを通過するため、非接触ＩＣカードとの交信を行うことが可能であるが、非接触ＩＣカードをアンテナ面に対して垂直に翳した場合、非接触ＩＣカードリーダライタのアンテナから発生する磁束は非接触ＩＣカードのアンテナコイルを通過しないので交信に失敗する恐れがあった。
【０００６】
この発明は、このような課題を解決するためのものであり、アンテナ面に対してあらゆる向きに翳された非接触ＩＣカードとの間で安定して通信を行うことを可能とするアンテナ装置と非接触ＩＣカードリーダライタ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のアンテナ装置は、２つのアンテナコイルを有し、これらのアンテナコイルがそれぞれ、平面上に形成されたループアンテナであって、そのループアンテナの総面積を２等分するように２つのループで構成されるとともに、通電により前記各ループの部分から互いに逆向きの磁束を発生するように形成され、かつ、前記２つのアンテナコイルが、互いに平面内で略９０度回転した向きで絶縁状態で重ねて配置されていることを特徴とするものである。このアンテナ装置によれば、個々のアンテナコイルを切り替えて使用することによって、非接触ＩＣカードがユーザから見て水平に臥せた姿勢でかつアンテナ面に対して垂直に翳された場合でも、ユーザから見て垂直に立てた姿勢でかつアンテナ面に対して垂直に翳された場合のどちらの場合であっても、非接触ＩＣカードとの交信が保証される。
【０００８】
また、本発明のアンテナ装置は、平面上に形成されたループアンテナであって、そのループアンテナの総面積を２等分するように２つのループで構成されるとともに、通電により前記各ループの部分から互いに逆向きの磁束を発生する第１アンテナコイルと、前記第１アンテナコイルに絶縁状態で重ねて配置された第２アンテナコイルであって、平面上に一列に並んだ３つのループで形成され、全体として前記第１アンテナコイルのループアンテナの総面積と同一面積を有するとともに、前記３つのループのうちの中間のループ部と両側の個々のループ部との面積比が２対１に設定され、通電により前記中間のループ部と両端のループ部とから互いに逆向きの磁束を発生する第２アンテナコイルとを具備することを特徴とするものである。このアンテナ装置によれば、個々のアンテナコイルを切り替えて使用することによって、非接触ＩＣカードがアンテナ面に対して垂直に翳された場合と、アンテナ面に対して水平に翳された場合の、どちらの状態においても、非接触ＩＣカードとの交信が保証される。
【０００９】
さらに、本発明のアンテナ装置は、平面上に形成されたループアンテナであって、そのループアンテナの総面積を２等分するように２つのループで構成されるとともに、通電により前記各ループの部分から互いに逆向きの磁束を発生する第１アンテナコイルと、前記第１アンテナコイルに絶縁状態で重ねて配置された第２アンテナコイルであって、平面上に一列に並んだ３つのループで形成され、全体として前記第１アンテナコイルのループアンテナの総面積と同一面積を有するとともに、前記３つのループのうちの中間のループ部と両側の個々のループ部との面積比が２対１に設定され、通電により前記中間のループ部と両端のループ部とから互いに逆向きの磁束を発生する第２アンテナコイルと、前記第１アンテナコイルに対して平面内で略９０度回転した向きで絶縁状態で重ねて配置され、前記第１アンテナコイルと同一のループ形状を有する第３アンテナコイルとを具備することを特徴とする。このアンテナ装置によれば、個々のアンテナコイルを切り替えて使用することによって、非接触ＩＣカードがユーザから見て水平に臥せた姿勢でかつアンテナ面に対して垂直に翳された場合でも、ユーザから見て垂直に立てた姿勢でかつアンテナ面に対して垂直に翳された場合のどちらの場合であっても、非接触ＩＣカードとの交信が保証されるとともに、非接触ＩＣカードがアンテナ面に対して水平に翳された場合でも非接触ＩＣカードとの交信が保証される。
【００１０】
また、本発明の非接触ＩＣカードリーダライタ装置は、上記のアンテナ装置をアンテナ部として備え、このアンテナ部において駆動するアンテナコイルを切り替える切り替え手段を具備するものである。
【００１１】
また、本発明の非接触ＩＣカードリーダライタ装置は、前記切り替え手段により駆動するアンテナコイルを順次切り替えて、非接触ＩＣカードとの通信に使用するアンテナコイルを判定する判定手段を有するものであってよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態にかかるアンテナ装置１００の構成を模式的に示す図、図２乃至図５は図１のアンテナ装置１００における個々のアンテナコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の構成を示す図である。
【００１４】
これらの図に示すように、このアンテナ装置１００は４つのアンテナコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４で構成され、これら４つのアンテナコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は互いの面を合わせるようにして重ねて、アンテナ支持体１に配置されている。より具体的には、アンテナ支持体１となるプリント基板に各アンテナコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の導体パターンを図示しない絶縁層を介して順に形成することによって、このアンテナ装置１００は実現されている。
【００１５】
これら４つのアンテナコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４はうちの第１アンテナコイルＬ１は、図２に示すように、平面上で８の字形のループで形成されている。さらに詳細には、アンテナコイルＬ１は、８の字形のループの交点で分けられる２つのループのうちの一方のループにより形成されるアンテナコイル領域Ｌ１Ａと、他方のループで形成されるアンテナコイル領域Ｌ１Ｂとで構成されている。アンテナコイル領域Ｌ１Ａとアンテナコイル領域Ｌ１Ｂの平面上の形状および面積は互いに同一である。すなわち、アンテナコイルＬ１はＸ軸方向に一定の幅を有し、Ｙ軸方向においてアンテナコイル領域Ｌ１Ａとアンテナコイル領域Ｌ１Ｂとに等分割されている。
【００１６】
このアンテナコイルＬ１に端子より矢印方向の電流を流すと、一方のアンテナコイル領域Ｌ１Ａの中心においては紙面手前方向への磁束Ｈ１Ａが発生し、他方のアンテナコイル領域Ｌ１Ｂの中心においては紙面奥方向への磁束Ｈ１Ｂが発生する。各々のアンテナコイル領域Ｌ１Ａおよびアンテナコイル領域Ｌ１Ｂに発生した磁束Ｈ１Ａおよび磁束Ｈ１Ａの方向は逆である。したがって、図３に示すように、アンテナコイル領域Ｌ１Ａとアンテナコイル領域Ｌ１Ｂとの境界の部分には、同部分に、第１アンテナコイルＬ１の面に対してほぼ垂直で、かつＸ軸とＺ軸とがなす平面に対してほぼ水平な向きで翳された非接触ＩＣカード２のアンテナ装置２Ａを通過する向きの磁束Ｈ１Ｃ、すなわち、同状態で翳された非接触ＩＣカード２との交信に適した向きの磁束Ｈ１Ｃが形成される。
【００１７】
第２の第１アンテナコイルＬ２は、図４に示すように、第１アンテナコイルＬ１の８の字形のループにさらにもう一つのループが追加されたもので、すなわち、３つのアンテナコイル領域Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂ，Ｌ２Ｃで形成されている。これらのアンテナコイル領域Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂ，Ｌ２Ｃの平面上の面積の関係は、ほぼＬ２Ｂ＝Ｌ２Ａ＋Ｌ２Ｃとなっており、中間のアンテナコイル領域Ｌ２Ｂの面積は両側のアンテナコイル領域Ｌ２ＡおよびＬ２Ｃの面積を足したものにほぼ等しい。さらに詳細には、第２アンテナコイルＬ１の各アンテナコイル領域Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂ，Ｌ２ＣのＸ軸方向の幅は等しく、Ｙ軸方向の幅の関係は、ほぼＬ２Ｂ＝Ｌ２Ａ＋Ｌ２Ｃとなっている。
【００１８】
この第２アンテナコイルＬ２に端子より矢印方向の電流を流すと、両側のアンテナコイル領域Ｌ２ＡおよびＬ２Ｃにおいては紙面手前方向への磁束Ｈ２Ａおよび磁束Ｈ２Ｃが発生し、中間のアンテナコイル領域Ｌ２Ｂにおいては紙面奥方向への磁束Ｈ２Ｂが発生する。そして、これら両側のアンテナコイル領域Ｌ２ＡおよびＬ２Ｃに発生した磁束Ｈ２Ａおよび磁束Ｈ２Ｃの向きと、中間のアンテナコイル領域Ｌ２Ｂに発生した磁束Ｈ２Ｂの向きは互いに逆である。したがって、図５に示すように、アンテナコイル領域Ｌ２Ａとアンテナコイル領域Ｌ２Ｂとの境界の部分と、アンテナコイル領域Ｌ２Ｂとアンテナコイル領域Ｌ２Ｃとの境界の部分には、それぞれ、この第２のアンテナコイルＬ２の面に対してほぼ水平に翳された非接触ＩＣカード２のアンテナ２Ａを通過する向きの磁束Ｈ２Ｄおよび磁束Ｈ２Ｅ、つまり同姿勢で翳された非接触ＩＣカード２との交信に適した向きの磁束Ｈ２Ｄ，Ｈ２Ｅが形成される。
【００１９】
第３アンテナコイルＬ３は、図６に示すように、第１アンテナコイルＬ１のＸ軸とＹ軸との向きを交換したものである。すなわち、第１アンテナコイルＬ１に対して、Ｘ軸とＹ軸とがなす平面内で、９０度もしくは略９０度回転した状態で配設されたものである。したがって、図７に示すように、アンテナコイル領域Ｌ３Ａとアンテナコイル領域Ｌ３Ｂとの境界の部分には、同部分に、第３アンテナコイルＬ３の面に対してほぼ垂直で、かつＹ軸とＺ軸とがなす平面に対してほぼ水平な向きで翳された非接触ＩＣカード２のアンテナ２Ａを通過する向きの磁束Ｈ３Ｃ、すなわち、同状態で翳された非接触ＩＣカード３との交信に適した向きの磁束Ｈ３Ｃが形成される。
【００２０】
第４アンテナコイルＬ４は、図８に示すように、第２アンテナコイルＬ２のＸ軸とＹ軸との向きを交換したものである。すなわち、第２アンテナコイルＬ２に対して、Ｘ軸とＹ軸とがなす平面内で、９０度もしくは略９０度回転した状態で配設されたものである。したがって、図９に示すように、アンテナコイル領域Ｌ４Ａとアンテナコイル領域Ｌ４Ｂとの境界の部分と、アンテナコイル領域Ｌ４Ｂとアンテナコイル領域Ｌ４Ｃとの境界の部分には、それぞれ、この第４アンテナコイルＬ４の面に対してほぼ水平に翳された非接触ＩＣカード２のアンテナ２Ａを通過する向きの磁束Ｈ４Ｄおよび磁束Ｈ４Ｅ、つまり同姿勢で翳された非接触ＩＣカード２との交信に適した向きの磁束Ｈ４Ｄ，Ｈ４Ｅが形成される。
【００２１】
なお、第２アンテナコイルＬ２と第４アンテナコイルＬ４は、いずれもアンテナ面に対してほぼ水平に翳された非接触ＩＣカードとの交信に適した向きの磁界を形成するので、必ずしも両方を必要としない。いずれか一方であっても構わない。また、アンテナ支持体１への上記各アンテナコイルの積層順に制限はなく、どのような順に各アンテナコイルを積層しても構わない。
【００２２】
このようにして、このアンテナ装置１００は、ループ形状および向きの異なる複数のアンテナコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を組み合わせて構成されているので、これらのアンテナコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を切り替えて通信を行うことによって、非接触ＩＣカード２がアンテナ装置１００のアンテナ面に対して、垂直に翳されても、水平に翳されても、非接触ＩＣカード２との交信を行うことが可能となる。
【００２３】
次に、このアンテナ装置１００を用いた非接触式ＩＣカードリーダライタ装置２００について説明する。
【００２４】
図１０は、この非接触式ＩＣカードリーダライタ装置２００の構成を示す図である。同図に示すように、この非接触式ＩＣカードリーダライタ装置２００は無線機３と上位装置４とを有する。無線機３は、上記のアンテナ装置１００と制御装置５とを有する。制御装置５は、上位装置４との間で各種コマンドやデータを送受信すると共に無線機３全体を制御する制御回路５１と、上位装置４から送信された通信コマンドに基づいて非接触ＩＣカード２との無線通信を行う無線回路５２と、アンテナ装置１００の共振周波数を決定する同調回路５３と、アンテナ装置１００の各アンテナコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を切り替えるための切替回路５４とを有する。上記の制御回路５１は、コマンドやデータを解析するＣＰＵ回路、各種データを記憶するメモリ回路、およびロジック回路を有する。無線回路５２は、制御回路５１を介して入力されるコマンドデータを変調する変調回路、およびアンテナ装置１００を介して受信したデータを復調する復調回路を有する。
【００２５】
次に、この非接触式ＩＣカードリーダライタ装置２００の動作を説明する。
【００２６】
図１１は、アンテナ装置１００の各アンテナコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を切り替えて非接触ＩＣカード２との無線通信を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。図１２は各アンテナコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の切り替えタイミングを示す図である。
【００２７】
まず、上位装置４は、アンテナ装置１００に翳された非接触ＩＣカード２との無線通信をどのアンテナコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４で行うことが可能であるかをサーチする。これは次のように行われる。
【００２８】
上位装置４は、最初のアンテナコイル（仮に第１アンテナコイルＬ１とする）を接続するための制御信号（図１２のａ）を制御装置５の制御回路５１に送る。制御装置５の制御回路５１は、この制御信号により、切替回路５４に対して第１アンテナコイルＬ１の選択信号Ｓ１を出力する（ステップ１１０１）。切替回路５４はこの選択信号Ｓ１がＯＮである期間、第１アンテナコイルＬ１のみアンテナとして有効に機能させる。すなわち、４つのアンテナコイルＬ１−Ｌ４のうち第１アンテナコイルＬ１のみに電流を流して、アンテナとして機能させる。
【００２９】
この後、上位装置４から無線機３の制御回路５１に通信コマンド（図１２のＣ１）が送信される（ステップ１１０２）。上位装置４から送信されたコマンドデータは、無線回路５２の変調回路で変調され、切替回路５４、同調回路５３を経由してアンテナ装置１００の第１アンテナコイルＬ１を通じて非接触ＩＣカード２へ送信される。上位装置４は、通信コマンドの送信と同時にタイマーを起動させる。
【００３０】
設定時間が経過しても非接触ＩＣカード２からの応答がなければ（ステップ１１０３のＮＯ、ステップ１１０４のＹＥＳ）、上位装置４は、次のアンテナコイルに切り替えるように制御装置５の制御回路５１に対して制御信号（図１２のｂ、ｃ）を供給する。制御装置５の制御回路５１は、これらの制御信号に基づいて、第１アンテナコイルＬ１の選択信号Ｓ１をＯＦＦとし（ステップ１１０６）、代わって次のアンテナコイルである第２アンテナコイルＬ２の選択信号Ｓ２をＯＮにする（ステップ１１０７）。切替回路５４はこの選択信号Ｓ２がＯＮである期間第２アンテナコイルＬ２のみアンテナとして有効に機能させる。すなわち、４つのアンテナコイルＬ１−Ｌ４のうち、第２アンテナコイルＬ２のみに電流を流して、アンテナとして機能させる。
【００３１】
この後、上位装置４から無線機３の制御回路５１に通信コマンド（図１２のＣ２）が送信され、コマンドデータがアンテナ装置１００の第２アンテナコイルＬ２を通じて非接触ＩＣカード２へ送信される（ステップ１１０８）。上位装置４は、通信コマンドの送信と同時にタイマーを起動させ、上記と同様に非接触ＩＣカード２からの応答を待ち（ステップ１１０９）、設定時間が経過しても非接触ＩＣカード２からの応答がなければ（ステップ１１０９のＮＯ、ステップ１１１０のＹＥＳ）、上位装置４は、再度次のアンテナコイルに切り替えるように制御装置５の制御回路５１に対して制御信号（図１２のｄ、ｅ）を供給する。
【００３２】
このように、非接触ＩＣカード２からの応答が発生するまで、各アンテナコイルＬ１−Ｌ４を一つずつサイクリックに切り替える。この実施形態では、第１アンテナコイルＬ１から、第２アンテナコイルＬ２、第３アンテナコイルＬ３、第４アンテナコイルＬ４の順で切り替えて行き、第４アンテナコイルＬ４に切り替えても非接触ＩＣカード２からの応答が発生しなければ再び第１アンテナコイルＬ１からの切り替えを繰り返す。
【００３３】
いずれかのアンテナコイル（仮に第４アンテナコイルＬ４とする）の選択中に非接触ＩＣカード２からの応答が設定時間内に返ってきた場合（ステップ１１２１のＹＥＳ）、その非接触ＩＣカード２からの応答は、アンテナ装置１００の第４アンテナコイルＬ４を介して無線回路５２で受信され、復調回路で復調される。無線回路５２で復調された応答データは、制御回路５１によって上位装置４へ返送される。上位装置４は、応答データの正常な取得を判定すると、その後の通信処理（たとえば、認証、データ読み出し、データ書き込み等）を行い（ステップ１１２３）、かかる通信処理が正常終了したならば、切替回路５４を次の切り替え順のアンテナコイル（この例では第１のアンテナコイルＬ１）に切り替えて（ステップ１１２４、ステップ１１２５）、次の非接触ＩＣカード２との交信に利用するためのアンテナコイルのサーチに移行する。
【００３４】
この動作は、第１アンテナコイルＬ１、第２アンテナコイルＬ２、もしくは第３アンテナコイルＬ３の選択中に非接触ＩＣカード２からの応答が設定時間内に返ってきた場合（ステップ１１０３、ステップ１１０９、もしくはステップ１１１５のＹＥＳ）も同様に行われる。
【００３５】
なお、アンテナ装置１００のアンテナコイルの切替え順序については図１１および図１２の例に限定されるものではない。
【００３６】
また、上記の実施形態では、アンテナコイルＬ１−Ｌ４を順に切り替える課程で最初に応答を受信できたアンテナコイルを用いて非接触ＩＣカード２との通信を行うようにしたが、たとえば、それぞれのアンテナコイルＬ１−Ｌ４を使用時の受信レベルを制御回路５１が測定し、最大の受信レベルが得られたときのアンテナコイルを判断するようにしてもよい。この構成によれば、無線機３内での使用アンテナコイルの判定処理となるので、上位装置４の負担を軽減することができる。
【００３７】
ところで、一般に、複数のアンテナコイルを重ね合わせるとアンテナコイル同士で電磁結合が発生し、アンテナコイルのインダクタンスの変動によりアンテナ共振周波数が変動する。しかしながら、本発明にかかるアンテナ装置１００では、４つのアンテナコイルＬ１−Ｌ４を重ね合わせた構成をとっているものの、各アンテナコイルＬ１−Ｌ４が相互に結合することはない。以下、その原理について説明する。
【００３８】
図１３に４つのアンテナコイルＬ１−Ｌ４が結合しない原理を示す。
【００３９】
まず、第１アンテナコイルＬ１に通電している状態で一方のアンテナコイル領域Ｌ１Ａに着目する。アンテナコイル領域Ｌ１Ａに発生する磁束Ｈ１Ａは、第２アンテナコイルＬ２の点線で示す枠１１内を通過するが、このとき第２アンテナコイルＬ２の一端のアンテナコイル領域Ｌ２Ａで発生する磁束と、中間のアンテナコイル領域Ｌ２Ｂの上半分の領域で発生する磁束は、その量（磁束密度）が等しく、かつ磁束の向きは逆向きとなる。したがって、両磁束は互いに打ち消し合ってキャンセルされるため、第１アンテナコイルＬ１のアンテナコイル領域Ｌ１Ａと第２アンテナコイルＬ２のアンテナコイル領域Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂとでの結合は発生しない。
【００４０】
同様に第１アンテナコイルＬ１の他方のアンテナコイル領域Ｌ１Ｂに着目した場合も、当該アンテナコイル領域Ｌ１Ｂで発生した磁束Ｈ１Ｂは、第２アンテナコイルＬ２のアンテナコイル領域Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃで上記と同様の原理で共にキャンセルされるため、第１アンテナコイルＬ１のアンテナコイル領域Ｌ１Ｂと第２アンテナコイルＬ２のアンテナコイル領域Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃとでの結合も発生しない。
【００４１】
以上により、第１アンテナコイルＬ１と第２アンテナコイルＬ２との間では結合は発生しないこととなる。
【００４２】
また、第１アンテナコイルのアンテナコイル領域Ｌ１Ａで発生する磁束Ｈ１Ａが第３アンテナコイルＬ３を通過する場合については、第３アンテナコイルＬ３の一方のアンテナコイル領域Ｌ３Ａの上半分の領域で発生する磁束と、他方のアンテナコイル領域Ｌ３Ｂの上半分の領域で発生する磁束は、その量（磁束密度）が等しく、かつ磁束の向きは逆向きとなるので、やはり、第１アンテナコイルＬ１のアンテナコイル領域Ｌ１Ａと、第３アンテナコイルＬ３のアンテナコイル領域Ｌ３Ａ、Ｌ３Ｂでの結合は発生しない。
【００４３】
同様に、第１アンテナコイルＬ１のアンテナコイル領域Ｌ１Ａで発生する磁束Ｈ１Ａが第４アンテナコイルＬ４を通過する場合についても、第４アンテナコイルＬ４の両側の各アンテナコイル領域Ｌ４Ａ、Ｌ４Ｃの上半分の領域でそれぞれ発生する磁束の和と、中間のアンテナコイル領域Ｌ４Ｂの上半分の領域で発生する磁束は、その量（磁束密度）が等しく、かつ磁束の向きは逆向きとなるので、やはり、第１アンテナコイルＬ１のアンテナコイル領域Ｌ１Ａと、第４アンテナコイルＬ３のアンテナコイル領域Ｌ４Ａ、Ｌ４Ｂ、Ｌ４Ｃでの結合は発生しない。
【００４４】
同様に第１アンテナコイルＬ１の他方のアンテナコイル領域Ｌ１Ｂの領域に着目した場合も前記した動作と同様であるため、第１アンテナコイルＬ１とその他のアンテナコイルＬ２、Ｌ３、Ｌ４との結合は発生しないこととなる。
【００４５】
以上を同様に全てのアンテナコイルで見た場合に同じ原理となっているため、結果として４つのアンテナコイルＬ１−Ｌ４間での電磁結合は発生しない。
【００４６】
なお、本発明のアンテナ装置および非接触ＩＣカードリーダライタ装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４７】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、アンテナ面に対してあらゆる向きに翳された非接触ＩＣカードとの間で、安定して通信を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるアンテナ装置１００の構成を模式的に示す図である。
【図２】アンテナ装置１００における第１のアンテナコイルＬ１の構成を示す図である。
【図３】図２の第１のアンテナコイルＬ１と非接触ＩＣカード２との磁気結合を示す図である。
【図４】アンテナ装置１００における第２のアンテナコイルＬ２の構成を示す図である。
【図５】図４の第２のアンテナコイルＬ２と非接触ＩＣカード２との磁気結合を示す図である。
【図６】アンテナ装置１００における第３のアンテナコイルＬ３の構成を示す図である。
【図７】第３のアンテナコイルＬ３と非接触ＩＣカード２との磁気結合を示す図である。
【図８】アンテナ装置１００における第４のアンテナコイルＬ４の構成を示す図である。
【図９】第４のアンテナコイルＬ４と非接触ＩＣカード２との磁気結合を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態にかかる非接触式ＩＣカードリーダライタ装置２００の構成を示す図である。
【図１１】アンテナ装置の各アンテナコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を切り替えて非接触ＩＣカード２との無線通信を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】各アンテナコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の切り替えタイミングを示す図である。
【図１３】各アンテナコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が結合しない原理を説明するための図である。
【符号の説明】
１・・・・アンテナ支持体、２・・・・非接触ＩＣカード、３・・・・無線機、４・・・・上位装置、５・・・・制御装置、５１・・・・制御回路、５２・・・・無線回路、５３・・・・同調回路、５４・・・・切替回路、１００・・・・アンテナ装置、Ｌ１・・・・第１アンテナコイル、Ｌ２・・・・第２アンテナコイル、Ｌ３・・・・第３アンテナコイル、Ｌ４・・・・第４アンテナコイル。
【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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