(57)【要約】【課題】  電波法の規制範囲内で良好な送受信ができるようにした近距離通信用アンテナを提案する。【解決手段】  カードリーダライタよりの情報信号を非接触情報カードに電磁誘導により送信するようにした近距離通信用アンテナにおいて、磁気コア４０に設けた複数の磁極４０ａ，４０ｂを、この非接触情報カードの走査方向に沿って配すると共にこの複数の磁極の少なくとも１つの磁極４０ａにアンテナ線４１を巻装したものである。【選択図】  図１ 
2005124109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カードリーダライタよりの情報信号を非接触情報カードに電磁誘導により送信するようにした近距離通信用アンテナにおいて、
磁気コアに設けた複数の磁極を前記非接触情報カードの走査方向に沿って配すると共に前記複数の磁極の少なくとも１つにアンテナ線を巻装したことを特徴とする近距離通信用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えば自動改札システム、入退室管理システム等における定期券、管理カード等の非接触情報カードとカードリーダライタとの間で電磁誘導により情報信号を送受信するのに使用して好適な近距離通信用アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年例えば自動改札システム、入退室管理システム等における定期券、管理カード等の非接触情報カードとカードリーダライタとの間で電磁誘導により識別番号、入退室、期限日等の情報を送受信するようにしたものが提案されている。
【０００３】
この自動改札システム、入退室管理システム等の情報カードシステムの例を図３に示す。この図３につき説明するに、図３において、１はカードリーダライタを示し、２はこのカードリーダライタ１と電磁誘導で情報信号の送受信を行う非接触情報カードである。
【０００４】
このカードリーダライタ１において、１０はＣＰＵ（中央処理装置）より成る主制御部、１１は上位インターフェース制御回路を示し、この主制御部１０よりの送信情報のデジタル信号をパラレル−シリアル変換するＰ／Ｓ変換回路１２を介してデジタル変調例えばＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変換、又はＦＳＫ（Frequeny Shift Keying)変調し、その信号を増幅するデジタル変調・増幅回路１３に供給し、このデジタル変調・増幅回路１３の出力側に得られるデジタル変調信号を送信アンテナ１４に供給する。１５は周波数が数１００ｋＨｚの搬送波信号を発振する搬送波発振器である。
【０００５】
また、１６はカードリーダライタの受信アンテナを示し、この受信アンテナ１６に得られるデジタル変調信号を増幅し、デジタル復調する増幅・復調回路１７に供給し、この増幅・復調回路１７の出力側に得られる復調されたデジタル信号をシリアル−パラレル変換するＳ／Ｐ変換回路１８を介して主制御部１０に供給する如くする。
【０００６】
また、非接触情報カード２において、２０は送信アンテナ１４よりのデジタル変調信号を電磁誘導により受信する受信アンテナを示す。この電磁誘導により数１００ｋＨｚの搬送波信号のデジタル変調信号を送受信する例として、図４に示す如く送信アンテナ１４としてループアンテナを使用すると共に、受信アンテナとして、コア入りアンテナを使用し、このループアンテナ１４に供給される数１００ｋＨｚの無線周波電流によって、このループアンテナ１４の近傍に生ずる磁界の変化により、受信アンテナ（コア入りアンテナ）２０に誘起する信号により通信を行うようにする。
【０００７】
この受信アンテナ２０に得られるデジタル変調信号を増幅し、デジタル復調例えばＡＳＫ復調又はＦＳＫ復調する増幅・復調回路２１に供給し、この増幅・復調回路２１の出力側に得られるデジタル信号をシリアル−パラレル変換するＳ／Ｐ変換回路２２を介してＣＰＵより成る主制御部２３に供給する。
【０００８】
この主制御部２３においては、このデジタル信号による情報が読み出し指令信号、書き込み指令信号、書き込み情報等であるかを判断し、データメモリ２４に所定の信号を供給する如し、この主制御部２３によりデータメモリ２４の書き込み、読み出し指令等を行う如くする。
【０００９】
またこのデータメモリ２４より読み出した情報信号であるデジタル信号を主制御部２３に供給し、この主制御部２３よりの読み出した情報信号であるデジタル信号をパラレル−シリアル変換するＰ／Ｓ変換回路２５を介して、デジタル変調例えばＡＳＫ変調し、その信号を増幅するデジタル変調・増幅回路２６に供給し、このデジタル変調・増幅回路２６の出力側に得られるデジタル変調信号をカードリーダライタ１の受信アンテナ１６にこのデジタル変調信号を電磁誘導により伝送する送信アンテナ２７に供給する如くする。２８は数１００ｋＨｚの周波数の搬送波信号を発振する搬送波発振器である。
【００１０】
従来の情報カードシステムは上述の如く構成されているので、情報を非接触情報カードに書き込みを行うときは、まず、書き込み命令信号と書き込み情報信号がカードリーダライタ１の主制御部１０よりＰ／Ｓ変換回路１２を介してデジタル変調・増幅回路１３に供給され、これがデジタル変調されて送信アンテナ１４に供給される。
【００１１】
送信アンテナ１４に供給された信号と同じ信号が電磁誘導により、非接触情報カード２の受信アンテナ２０に誘起され、この誘起された信号はこの非接触情報カード２の増幅・復調回路２１で情報信号であるデジタル信号に復調され、この復調されたデジタル信号がＳ／Ｐ変換回路２２でシリアル−パラレル変換されて主制御部２３に供給される。
【００１２】
この主制御部２３でこの送信されたデジタル信号を書き込み命令信号及び書き込み情報信号を識別し、この書き込み情報信号をデータメモリ２４に書き込み格納する。
【００１３】
また、この非接触情報カード２のデータメモリ２４より指定の情報を読み出すときは、上述書き込み動作の場合と同様にして、カードリーダライタ１からこの非接触情報カード２にデジタル変調信号としてデジタル読み出し命令信号が伝送される。
【００１４】
この非接触情報カード２の主制御部２３においては、このカードリーダライタ１から伝送された読み出し命令を検出し、この命令によって指定されたデータメモリ２４の領域から指定情報を読み出し、この読み出した情報信号であるデジタル信号をＰ／Ｓ変換回路２５でシリアル信号に変換してデジタル変調・増幅回路２６でデジタル変調して、この情報信号のデジタル変調信号を得、このデジタル変調信号を送信アンテナ２７を介して電磁誘導によりカードリーダライタ１の受信アンテナ１６に伝送される。
【００１５】
この受信アンテナ１６に伝送されたこのデジタル変調信号を増幅・復調回路１７にて情報信号であるデジタル信号とし、この情報信号であるデジタル信号をＳ／Ｐ変換回路１８にてパラレル信号に変換して、元のデジタル信号の情報信号とし、これを主制御部１０に供給する如くする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
斯る従来の情報カードシステムにおいてはカードリーダライタ１と非接触情報カードとの間で電磁誘導により情報信号を送受信する送信アンテナ１４，２７としてループアンテナが使用されていた。
【００１７】
斯る送信アンテナ１４，２７としてのループアンテナは波長に比べて充分小さいものが使用され、この通信領域は波長に比べて充分小さいので、静磁界のみと考えられ、図５に示す如き磁界分布となる。１４ａは磁力線を示す。
【００１８】
この為、この通信領域が、前後、左右、上下で対称となる。この場合、電波法の規制内での放射電磁界強度（３ｍ離れた位置で５００μＶ／ｍ）に制限すると通信距離が短くなり、通信品質の確保が困難となる不都合があった。
【００１９】
またループアンテナは指向性が弱いためこのループアンテナの近傍の金属に影響を受け易い不都合がある。
【００２０】
また、この送信アンテナ１４，２７として図６に示す如く、強磁性体より成るポットコア３０の溝部にアンテナ線３１を巻装することが考えられる。この場合、磁力線は中央の凸状コア３０ａより外周の円環状コア３０ｂを結ぶものとなるが、このときは全方向に漏洩磁束を生じるので、周囲金属の影響を受けやすい。
【００２１】
また図７に示す如く、この図６に示す如きアンテナをカードリーダライタ１の送信アンテナ１４として使用し、非接触情報カード２を走査させる場合（例えば自動改札システムとして使用したとき）、この非接触情報カード２をどの方向からも走査は可能であるが、全方向に磁束が生じているので、この非接触情報カード２が受信する磁束密度が小さくなり、この場合、磁束密度を大きくするためには、磁気コアであるポットコア３０を小さくしなければならず、通信領域が小さくなる不都合があった。
【００２２】
本発明は斯る点に鑑み電波法の規制範囲内で良好な送受信ができるようにした近距離通信用アンテナを提案せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明近距離通信用アンテナは例えば図１及び図３に示す如く、カードリーダライタ１よりの情報信号を非接触情報カード２に電磁誘導により送信するようにした近距離通信用アンテナにおいて、磁気コア４０に設けた複数の磁極４０ａ，４０ｂを、この非接触情報カード２の走査方向に沿って配すると共にこの複数の磁極の少なくとも１つの磁極４０ａにアンテナ線４１を巻装したものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば磁気コア４０に設けた複数の磁束４０ａ，４０ｂを非接触情報カード２の走査方向に沿って、配したので、アンテナ線４１により発生する主磁束及び漏れ磁束は共にこの非接触情報カード２の走査方向のみに発生し、この磁界強度は指向性をもつので、通信領域外への磁束の漏れが少なく、電波法の規制範囲内で通信領域を長くでき良好な送受信ができると共に磁束の漏れが少ないので近傍の金属への干渉が少ない。
【００２５】
また本発明によれば磁界強度に指向性をもっているので磁束密度が向上し送受信の効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図１、図２及び図３を参照して本発明近距離通信用アンテナを実施するための最良の形態例につき説明しよう。
【００２７】
本例においても、上述図３に示す如く、主制御部１０よりの送信情報のデジタル信号をパラレル−シリアル変換するＰ／Ｓ変換回路１２を介してデジタル変調例えばＡＳＫ変調し、その信号を増幅するデジタル変調・増幅回路１３に供給し、このデジタル変調・増幅回路１３の出力側に得られるデジタル変調信号を送信アンテナ１４に供給する。
【００２８】
本例においては、この情報カードシステムの送信アンテナ１４の如き近距離通信用アンテナを図１及び図２に示す如く構成する。
【００２９】
図１及び図２において、４０は強磁性体より成り２つの磁極４０ａ，４０ｂを有するコ字状の磁気コアを示し、このコ字状の磁気コア４０を、図３に示す如き非接触情報カード２の走査方向ａに沿ってこの２つの磁極４０ａ及び４０ｂを配する如くする。
【００３０】
また本例に於いては、このコ字状の磁気コア４０の磁極４０ａにアンテナ線４１を巻装し、デジタル変調・増幅回路１３の出力側に得られるデジタル変調信号をこのアンテナ線４１に供給する。
【００３１】
また本例に於いては図３に示す如く構成した非接触情報カード２をこの磁気コア４０の２つの磁極４０ａ及び４０ｂの方向を走査方向ａとして所定面を対応させて走査する如くする。
【００３２】
本例は上述の如く、コ字状の磁気コア４０に設けた２つの磁極４０ａ及び４０ｂを非接触情報カード２の走査方向に沿って配したので、アンテナ線４１より発生する主磁束及び漏れ磁束は図１に実線及び破線で示す如く共に磁極４０ａ，４０ｂ間である非接触情報カード２の走査方向のみに発生し、この磁界強度は指向性をもつので、通信領域外への磁束の漏れが少なく、電波法の規制範囲内で通信領域を長くでき良好な送受信ができると共に磁束の漏れが少ないので、近傍の金属への干渉が少ない利益がある。
【００３３】
また本例によれば非接触情報カード２の走査方向ａにおいて磁界強度に指向性をもっているので磁束密度が向上し、送受信の効率が向上する利益がある。
【００３４】
尚上述実施例においては磁気コア４０として２つの磁極４０ａ，４０ｂのコ字状の磁気コアを使用したが、この磁気コアの磁極が一方向に沿って３つ以上あっても良い。この場合この磁気コアの磁極が４つ以上のときは複数の磁極にアンテナ線を巻装することを可とする。
【００３５】
また、本発明は上述実施例に限ることなく、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成が採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明近距離通信用アンテナの一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の説明に供する線図である。
【図３】情報カードシステムの例を示す構成図である。
【図４】電磁誘導の説明に供する線図である。
【図５】ループアンテナの説明に供する線図である。
【図６】従来の近距離通信用アンテナの例を示す斜視図である。
【図７】図６の説明に供する線図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  カードリーダライタ
２  非接触情報カード
１４  送信アンテナ
２０  受信アンテナ
４０  磁気コア
４０ａ，４０ｂ  磁極
４１  アンテナ線
【図１】
2005124109.tif 000003
【図２】
2005124109.tif 000004
【図３】
2005124109.tif 000005
【図４】
2005124109.tif 000006
【図５】
2005124109.tif 000007
【図６】
2005124109.tif 000008
【図７】
2005124109.tif 000009