(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ループ状に配索される導線からなり、電気的に接続されるコンデンサと共振回路を形成するコイルアンテナであって、
前記ループ状をなす主配索パターンの一部または全体の複数箇所に分散され、前記主配索パターンと比較して巻回形状が小さくなるように前記導線により形成された複数の巻線パターンを有することを特徴とするコイルアンテナ。
【請求項２】
前記巻線パターンの巻回形状は、渦巻き形状からなることを特徴とする請求項１に記載のコイルアンテナ。
【請求項３】
前記巻線パターンは、前記主配索パターンと同一平面上に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のコイルアンテナ。
【請求項４】
前記巻線パターンは、前記主配索パターンに沿って連続的に形成され、隣接する当該巻線パターン間で渦巻き形状の巻き方向が逆であることを特徴とする請求項３に記載のコイルアンテナ。
【請求項５】
前記巻線パターンは、前記主配索パターンが形成される平面に直交する平面上に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のコイルアンテナ。
【請求項６】
前記巻線パターンは、前記主配索パターンの一部を横切って分散するよう形成されていることを特徴とする請求項５に記載のコイルアンテナ。
【請求項７】
前記巻線パターンは、前記主配索パターンの少なくとも一部に沿って分散するよう形成されていることを特徴とする請求項５に記載のコイルアンテナ。
【請求項８】
前記巻線パターンの巻回形状は、前記主配索パターンの少なくとも一部に沿って分散するよう巻線形状を該主配索パターンと同一平面上に展開させて形成したジグザグ形状からなることを特徴とする請求項１に記載のコイルアンテナ。
【請求項９】
前記巻線パターンが形成された領域近傍の片面または両面に重なるよう配設される遮蔽物を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のコイルアンテナ。
【請求項１０】
ループ状に配索される導線からなり、電気的に接続されるコンデンサと共振回路を形成するコイルアンテナであって、
前記ループ状をなす主配索パターンの一部に、前記主配索パターンと比較して巻回形状が小さくなるように前記導線により形成された巻線パターンを有し、
前記巻線パターンが形成された領域近傍の片面または両面に重なるよう配設される遮蔽物を備えることを特徴とするコイルアンテナ。
【請求項１１】
前記遮蔽物は、磁性体からなることを特徴とする請求項９または１０に記載のコイルアンテナ。
【請求項１２】
前記遮蔽物は、電気導電体からなることを特徴とする請求項９または１０に記載のコイルアンテナ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一つに記載のコイルアンテナと、
該コイルアンテナに電気的に接続されて共振回路を形成するコンデンサと、
前記共振回路に接続されてリーダライタとの間で送受信する情報を制御するＩＣ回路と、
を備えることを特徴とする非接触情報媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルアンテナおよびそれを用いた非接触情報媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁誘導を利用して情報の授受を行うために用いられるコイルアンテナは、共振回路によって構成され、通常は、情報の授受を効率よく行うために共振周波数の調整（チューニング）がなされる。共振回路の共振周波数を決定する重要なパラメータとして、共振回路の自己インダクタンスとキャパシタンスがある。共振周波数の調整は、これらの自己インダクタンスとキャパシタンスの値を変化させることで実施するのが通常である。
【０００３】
一方、自己インダクタンスのある複数の電気回路が近接して配置された場合には相互インダクタンスが発生する。この相互インダクタンスも情報の授受を効率よく行うために重要なパラメータであり、通常は、通信の送信側／受信側の両アンテナの結合を強くする目的で、想定される使用環境においてできるだけ大きな値となるように設計される。
【０００４】
ところで、コイルアンテナを利用するアプリケーションの一つに非接触情報媒体がある。非接触情報媒体は、リーダライタとの接触がないため、接触不良を生じず、リーダライタから離れた位置での使用が可能である。また、非接触法は、汚れ、雨、静電気に強いなどの特長があり、セキュリティレベルも高いことから需要が増加している。
【０００５】
非接触情報媒体は、リーダライタから受信した電波を利用して電磁誘導によって動作電力を得るとともに、所定周波数の電波を利用してリーダライタとの間で情報を交換する。このため、非接触情報媒体とリーダライタは、所定周波数の電波を送受信するためのコイルアンテナを内蔵している。
【０００６】
ここで、従来の非接触情報媒体は、基本的には、外部からの電力の受け取りと情報の送受信とを行うアンテナ部を形成するコイルと、このコイルと共振回路を形成するコンデンサと、非接触情報媒体の処理動作を制御するＩＣチップとを有する。このような非接触情報媒体を動作させるためには、リーダライタ近傍の通信範囲内に非接触情報媒体を配置させる。この結果、非接触情報媒体の共振回路とリーダライタの共振回路との間に相互作用が発生し、非接触情報媒体のアンテナ部を形成するコイルに誘導電流が生ずる。この誘導電流を動作電源として、ＩＣチップが動作を行い、アンテナ部を形成するコイルを介してリーダライタへ情報を送信する。このようにして、非接触情報媒体とリーダライタとは無線通信を行うことによって、情報を送受信する（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
ところが、複数の非接触情報媒体をリーダライタの近傍に配置した場合には、非接触情報媒体とリーダライタの間だけでなく、非接触情報媒体同士の間にも相互作用が発生する。このような場合には、使用時の環境が、設計時に想定された使用環境とは異なってしまい、非接触情報媒体の共振周波数に変化が生じ、リーダライタとの間での相互作用の影響が低下し、多くの場合、通信ができなくなってしまう。
【０００８】
こうした問題を解決するための対策として、特許文献２では、非接触情報媒体のコイルの一部にチップコイル（集中定数型インダクタ）を設け、非接触情報媒体同士の相互作用を低減させつつ、通信に使用される電波の周波数と非接触情報媒体の共振周波数とを一致させることで、複数の非接触情報媒体がリーダライタの近傍に配置された場合の読取性能を向上させるようにしている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−３４７２５号公報
【特許文献２】特開２００６−６７４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載の非接触情報媒体に示されるチップコイル（集中定数型インダクタ）の場合、相互インダクタンスを小さく抑えるためには大きなインダクタンスを有するチップを用いる必要があり、このようなチップは比較的形状が大きくて厚みを有するものとなってしまう。この結果、例えばカード型の非接触情報媒体等として商品化する上で、ＩＣチップ等の厚みは比較的薄型化が進んでいる（現状では、０．１５ｍｍ程度）にも関わらず、チップコイル等の厚み（現状では、０．５ｍｍ程度）がネックとなり、チップコイル部分を含めてフラットに仕上げるためには全体に厚めとしたハードカードとせざるを得ず、薄型化によるフレキシブル化等の要請に応えることができないものである。
【００１１】
また、特許文献２に記載の非接触情報媒体であっても、特許文献２中の図１２に示される如く、コイルの一部に巻線パターンの小型コイルを設けただけでは、非接触情報媒体に内蔵されたコイルアンテナ同士には、依然として、比較的大きな相互インダクタンスが存在し、互いに及ぼし合う影響が比較的大きな状況にある。よって、複数の非接触情報媒体がリーダライタの近傍に配置された場合の読取性能のより一層の向上を図る上では、不十分な対応策である。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、チップコイルのような部品を用いることなく薄型化に対応可能で、自己インダクタンスと相互インダクタンスとの比率がより大きくなるように適正化することで、相対的に相互インダクタンスが小さくて互いに重なり合っても及ぼし合う影響を小さくすることができるコイルアンテナおよびこれを用いた非接触情報媒体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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるコイルアンテナは、ループ状に配索される導線からなり、電気的に接続されるコンデンサと共振回路を形成するコイルアンテナであって、前記ループ状をなす主配索パターンの一部または全体に亘って分散され、前記主配索パターンと比較して巻回形状が十分小さくなるように前記導線により形成された巻線パターンを有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかるコイルアンテナは、上記発明において、前記巻線パターンの巻回形状は、渦巻き形状からなることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかるコイルアンテナは、上記発明において、前記巻線パターンは、前記主配索パターンと同一平面上で、該主配索パターンの複数箇所に分散させて形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかるコイルアンテナは、上記発明において、前記巻線パターンは、前記主配索パターンに沿って連続的に形成され、隣接する当該巻線パターン間で渦巻き形状の巻き方向が逆であることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかるコイルアンテナは、上記発明において、前記巻線パターンは、前記主配索パターンが形成される平面に直交する平面上に形成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明にかかるコイルアンテナは、上記発明において、前記巻線パターンは、前記主配索パターンの一部を横切って分散するよう形成されていることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明にかかるコイルアンテナは、上記発明において、前記巻線パターンは、前記主配索パターンの少なくとも一部に沿って分散するよう形成されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明にかかるコイルアンテナは、上記発明において、前記巻線パターンの巻回形状は、前記主配索パターンの少なくとも一部に沿って分散するよう巻線形状を該主配索パターンと同一平面上に展開させて形成したジグザグ形状からなることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明にかかるコイルアンテナは、上記発明において、前記巻線パターンが形成された領域近傍の片面または両面に重なるよう配設される遮蔽物を備えることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明にかかる非接触情報媒体は、ループ状に配索される導線からなり、電気的に接続されるコンデンサと共振回路を形成するコイルアンテナであって、前記ループ状をなす主配索パターンの一部に、前記主配索パターンと比較して巻回形状が十分小さくなるように前記導線により形成された巻線パターンを有し、前記巻線パターンが形成された領域近傍の片面または両面に重なるよう配設される遮蔽物を備えることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明にかかるコイルアンテナは、上記発明において、前記遮蔽物は、磁性体からなることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明にかかるコイルアンテナは、上記発明において、前記遮蔽物は、電気導電体からなることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明にかかる非接触情報媒体は、上記発明に記載のコイルアンテナと、該コイルアンテナに電気的に接続されて共振回路を形成するコンデンサと、前記共振回路に接続されてリーダライタとの間で送受信する情報を制御するＩＣ回路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明にかかるコイルアンテナによれば、チップコイル等の部品を用いることなく、主配索パターンを形成する導線を用いて巻線パターンを形成しているので、当該コイルアンテナを用いる製品の薄型化によるフレキシブル化に対応することができ、また、ループ状をなす主配索パターンの一部または全体に亘って分散され、主配索パターンと比較して巻回形状が十分小さくなるように導線により形成された巻線パターンを有するよう配索パターンを工夫したので、自己インダクタンスと相互インダクタンスとの比率が、より大きくなるように効率よく適正化することで、相対的に相互インダクタンスを小さくすることができ、よって、コイルアンテナ同士が互いに重なり合っても及ぼし合う影響を小さくすることができるという効果を奏する。
【００２７】
本発明にかかるコイルアンテナによれば、チップコイル等の部品を用いることなく、主配索パターンを形成する導線を用いて主配索パターンの一部に巻線パターンを形成しているので、当該コイルアンテナを用いる製品の薄型化によるフレキシブル化に対応することができ、また、ループ状をなす主配索パターンの一部に、主配索パターンと比較して巻回形状が十分小さくなるように導線により形成された巻線パターンの領域近傍の片面または両面に重なるように遮蔽物を配設し、自己インダクタンスと相互インダクタンスとの比率が、より大きくなるように効率よく適正化することで、相対的に相互インダクタンスを小さくすることができるという効果を奏する。
【００２８】
また、本発明にかかる非接触情報媒体によれば、上述のコイルアンテナを備え、コイルアンテナ自身が薄型化可能であるので、非接触情報媒体の薄型化も可能となり、フレキシブル化等の要望に応えることができ、また、非接触情報媒体同士の相互作用を小さくすることができ、よって、リーダライタの近傍に同時に配置可能な非接触情報媒体の数量を格段に増加させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態であるコイルアンテナおよび非接触情報媒体について説明する。なお、各実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。
【００３０】
まず、実施の形態にかかるコイルアンテナについて説明する。本実施の形態におけるコイルアンテナは、ループ状をなす主配索パターンと巻線パターンとを同一の導線により形成してなり、巻線パターンは、ループ状をなす主配索パターンの一部または全体に亘って分散されて、主配索パターンと比較して巻回形状が小さくなるように配索パターンが工夫されており、相対的に、自己インダクタンスを増加させて相互インダクタンスを減少させるように機能し、自己インダクタンスと相互インダクタンスとの比率が、より大きくなるように効率よく適正化する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１にかかるコイルアンテナ１０の概要構成を模式的に示す図である。図１に示すように、本実施の形態１にかかるコイルアンテナ１０は、主配索パターン１２と複数の巻線パターン１４とを同一の導線１６により形成してなる。主配索パターン１２は、所望の大きさで矩形ループ状に配索されて、例えば共振回路を形成するコンデンサ（図示せず）に電気的に接続される接続部１８を両端に有する。なお、主配索パターン１２のループ形状は、矩形状に限らず、対象物に応じて適宜形状、例えば円形状であってもよい（以降の実施の形態でも同様）。巻線パターン１４は、例えば主配索パターン１２が配索される同一平面上で、主配索パターン１２の内周側の６箇所に分散させて渦巻き形状に形成されたものである。ここで、巻線パターン１４の渦巻き形状からなる巻回形状は、主配索パターン１２の大きさと比較して十分小さくなるように形成されている。
【００３２】
本実施の形態１にかかるコイルアンテナ１０の自己インダクタンスは、主配索パターン１２が有する自己インダクタンスと各巻線パターン１４が有する自己インダクタンスとの総和となる。これにより、同一形状の主配索パターンで構成されて同等の自己インダクタンスを有する一般的なるコイルアンテナに比較すると、コイルアンテナ同士が近接配置された場合に生ずる相互インダクタンスの値を十分に小さくすることができ、相互作用の影響が激減するものとなる。これは、各巻線パターン１４が有する自己インダクタンス分、主配索パターン１２が有すべき自己インダクタンスの値を小さくすることができ、よって、主配索パターン１２を鎖交する磁束による相互インダクタンスを小さくできるためである。この際、各巻線パターン１４を鎖交する磁束による相互インダクタンスも発生するが、各巻線パターン１４の巻回形状が小さく、かつ、複数箇所に分散されて個々の巻線パターン１４の自己インダクタンスの値もあまり大きくないので、発生する相互インダクタンスは小さめのものとなる。例えば、巻線パターンを１箇所に集中的に設けた場合に比べ、本実施の形態１のように、巻線パターン１４を複数箇所に分散させて設けることで、同等の自己インダクタンスの場合であれば、相互インダクタンスを一層小さくすることができ、コイルアンテナ同士が接近配置した場合の相互作用による共振周波数の変動を半減させることができたものである。
【００３３】
これにより、自己インダクタンスが同等な一般的なコイルアンテナに比べて相互インダクタンスが小さなコイルアンテナ１０を提供することができる。このようなコイルアンテナ１０によれば、互いに接近配置されても、互いに及ぼし合う影響が小さく、複数のコイルアンテナ同士を近接して配置した際に生ずる通信特性の大きな変動を回避することができる。すなわち、共振周波数を決定する自己インダクタンスを確保しつつ、相互インダクタンスを小さくすることで、干渉物があっても環境の変動に強い安定した通信を可能にすることができる。また、巻線パターン１４は、複数箇所に分散させて形成されており、厚みがチップコイルの如く局所的に厚くなってしまうこともない。
【００３４】
なお、本実施の形態１において、コイルアンテナ１０が有する自己インダクタンスと相互インダクタンスとは相対的なものであり、相互インダクタンスが同等の一般的なコイルアンテナに比べると、自己インダクタンスの値が大きなコイルアンテナを提供することができる。本実施の形態１によれば、要は、自己インダクタンスと相互インダクタンスとの比率を所望通り十分に大きくしたコイルアンテナ１０を提供することができる。
【００３５】
（変形例１）
分散させて形成する巻線パターン１４の数は、６個に限らず、例えば主配索パターン１２の四隅四箇所に分散させてもよい。さらには、主配索パターン１２に沿って連続的に分散させて形成してもよい。図２は、変形例１のコイルアンテナ１０Ａの概要構成を模式的に示す図である。変形例１のコイルアンテナ１０Ａは、主配索パターン１２の内周全体に沿って連続的に分散させて多数の巻線パターン１４を形成したものである。これにより、薄型構造にして、自己インダクタンスと相互インダクタンスとの比率を、より一層大きくすることができる。
【００３６】
（変形例２）
図３は、変形例２のコイルアンテナ１０Ｂの概要構成を模式的に示す図である。変形例２のコイルアンテナ１０Ｂは、主配索パターン１２の内周全体に沿って連続的に分散させて多数の巻線パターンを形成する上で、隣接する巻線パターン１４ａ，１４ｂ間で渦巻き方向を左巻きと右巻きとで逆方向としたものである。これによれば、隣接する巻線パターン１４ａ，１４ｂ間では、電流が流れた場合に発生する磁束の向きが逆となり、打ち消し合うため、巻線パターン１４ａ，１４ｂの作る磁場の影響が遠くまで及ばなくなり、その分、相互インダクタンスを小さくすることが可能となる。
【００３７】
（実施の形態２）
図４は、本実施の形態２にかかるコイルアンテナ２０の概要構成を模式的に示す斜視図である。図４に示すように、本実施の形態２にかかるコイルアンテナ２０は、主配索パターン２２と巻線パターン２４とを同一の導線２６により形成してなる。主配索パターン２２は、所望の大きさで矩形ループ状に配索されて、例えば共振回路を形成するコンデンサ（図示せず）に電気的に接続される接続部２８を両端に有する。巻線パターン２４は、例えば主配索パターン２２が配索される平面Ｐａに直交する平面Ｐｂ上に渦巻き形状に形成されたものである。ここで、巻線パターン２４は、主配索パターン２２の中央部を横切ることで主配索パターン２２の全体に対して分散するよう形成されている。また、巻線パターン２４の渦巻き形状からなる巻回形状は、主配索パターン２２を横切る長さを有するが、平面Ｐｂ上で扁平であり、主配索パターン２２の大きさと比較して十分小さくなるように形成されている。
【００３８】
本実施の形態２にかかるコイルアンテナ２０の自己インダクタンスは、主配索パターン２２が有する自己インダクタンスと巻線パターン２４が有する自己インダクタンスとの総和となる。これにより、同一形状の主配索パターンで構成されて同等の自己インダクタンスを有する一般的なるコイルアンテナに比較すると、コイルアンテナ同士が近接配置された場合に生ずる相互インダクタンスの値を十分に小さくすることができ、相互作用の影響が激減するものとなる。これは、巻線パターン２４が有する自己インダクタンス分、主配索パターン２２が有すべき自己インダクタンスの値を小さくすることができ、よって、主配索パターン２２を鎖交する磁束による相互インダクタンスを小さくできるためである。加えて、巻線パターン２４は主配索パターン２２とは直交する平面Ｐｂ上に形成されており、主配索パターン２２を鎖交する磁束は巻線パターン２４を鎖交しないため、巻線パターン２４の形状（自己インダクタンス）を比較的大きくとることができ、発生する相互インダクタンスを小さくすることができる。
【００３９】
これにより、自己インダクタンスが同等な一般的なコイルアンテナに比べて相互インダクタンスが小さなコイルアンテナ２０を提供することができる。このようなコイルアンテナ２０によれば、互いに接近配置されても、互いに及ぼし合う影響が小さく、複数のコイルアンテナ同士を近接して配置した際に生ずる通信特性の大きな変動を回避することができる。すなわち、共振周波数を決定する自己インダクタンスを確保しつつ、相互インダクタンスを小さくすることで、干渉物があっても環境の変動に強い安定した通信を可能にすることができる。また、巻線パターン２４は、主配索パターン２２の中央部を横切るように分散させて扁平に形成されており、厚みがチップコイルの如く局所的に厚くなってしまうこともない。
【００４０】
なお、本実施の形態２においても、コイルアンテナ２０が有する自己インダクタンスと相互インダクタンスとは相対的なものであり、相互インダクタンスが同等の一般的なコイルアンテナに比べると、自己インダクタンスの値が大きなコイルアンテナを提供することができる。
【００４１】
（実施の形態３）
図５は、本実施の形態３にかかるコイルアンテナ３０の概要構成を模式的に示す斜視図である。図５に示すように、本実施の形態３にかかるコイルアンテナ３０は、主配索パターン３２と巻線パターン３４とを同一の導線３６により形成してなる。主配索パターン３２は、所望の大きさで矩形ループ状に配索されて、例えば共振回路を形成するコンデンサ（図示せず）に電気的に接続される接続部３８を両端に有する。巻線パターン３４は、主配索パターン２２の例えば一辺に沿って渦巻き形状を連続させることで分散するよう形成されている。ここで、巻線パターン３４は、例えば主配索パターン３２が配索される平面Ｐａに対して一辺上で直交する平面Ｐｃにおいて扁平な渦巻き形状に形成されたものである。また、巻線パターン３４の渦巻き形状からなる巻回形状は、主配索パターン２２の大きさと比較して十分小さくなるように形成されている。
【００４２】
本実施の形態３にかかるコイルアンテナ３０の自己インダクタンスは、主配索パターン３２が有する自己インダクタンスと巻線パターン３４が有する自己インダクタンスとの総和となる。これにより、同一形状の主配索パターンで構成されて同等の自己インダクタンスを有する一般的なるコイルアンテナに比較すると、コイルアンテナ同士が近接配置された場合に生ずる相互インダクタンスの値を十分に小さくすることができ、相互作用の影響が激減するものとなる。これは、巻線パターン３４が有する自己インダクタンス分、主配索パターン３２が有すべき自己インダクタンスの値を小さくすることができ、よって、主配索パターン３２を鎖交する磁束による相互インダクタンスを小さくできるためである。加えて、巻線パターン３４は主配索パターン３２とは直交する平面Ｐｃ上に形成されており、主配索パターン３２を鎖交する磁束は巻線パターン３４を鎖交しないため、発生する相互インダクタンスを小さくすることができる。
【００４３】
これにより、自己インダクタンスが同等な一般的なコイルアンテナに比べて相互インダクタンスが小さなコイルアンテナ３０を提供することができる。このようなコイルアンテナ３０によれば、互いに接近配置されても、互いに及ぼし合う影響が小さく、複数のコイルアンテナ同士を近接して配置した際に生ずる通信特性の大きな変動を回避することができる。すなわち、共振周波数を決定する自己インダクタンスを確保しつつ、相互インダクタンスを小さくすることで、干渉物があっても環境の変動に強い安定した通信を可能にすることができる。また、巻線パターン３４は、主配索パターン３２に沿って分散させて扁平に形成されており、厚みがチップコイルの如く局所的に厚くなってしまうこともない。
【００４４】
なお、本実施の形態３においても、コイルアンテナ３０が有する自己インダクタンスと相互インダクタンスとは相対的なものであり、相互インダクタンスが同等の一般的なコイルアンテナに比べると、自己インダクタンスの値が大きなコイルアンテナを提供することができる。
【００４５】
（実施の形態４）
図６は、本実施の形態４にかかるコイルアンテナ４０の概要構成を模式的に示す図である。図６に示すように、本実施の形態４にかかるコイルアンテナ４０は、主配索パターン４２と巻線パターン４４とを同一の導線４６により形成してなる。主配索パターン４２は、所望の大きさで矩形ループ状に配索されて、例えば共振回路を形成するコンデンサ（図示せず）に電気的に接続される接続部４８を両端に有する。巻線パターン４４は、主配索パターン４２の例えば一辺に沿って分散するように巻線形状をこの主配索パターン４２と同一平面上に展開させて形成したジグザグ形状からなる。ここで、巻線パターン４４のジグザグ形状からなる平面的な巻回形状は、主配索パターン４２の大きさと比較して十分小さくなるように短ピッチで形成されている。
【００４６】
本実施の形態４にかかるコイルアンテナ４０の自己インダクタンスは、主配索パターン４２が有する自己インダクタンスと巻線パターン４４が有する自己インダクタンスとの総和となる。これにより、同一形状の主配索パターンで構成されて同等の自己インダクタンスを有する一般的なるコイルアンテナに比較すると、コイルアンテナ同士が近接配置された場合に生ずる相互インダクタンスの値を十分に小さくすることができ、相互作用の影響が激減するものとなる。これは、巻線パターン４４が有する自己インダクタンス分、主配索パターン４２が有すべき自己インダクタンスの値を小さくすることができ、よって、主配索パターン４２を鎖交する磁束による相互インダクタンスを小さくできるためである。加えて、巻線パターン４４は主配索パターン４２に沿って短ピッチでジグザグ形状に形成されており、巻線パターン４４の近傍では磁束が強いが離れると打ち消し合って弱くなるため、巻線パターン４４部分で発生する相互インダクタンスは小さくすることができる。
【００４７】
これにより、自己インダクタンスが同等な一般的なコイルアンテナに比べて相互インダクタンスが小さなコイルアンテナ４０を提供することができる。このようなコイルアンテナ４０によれば、互いに接近配置されても、互いに及ぼし合う影響が小さく、複数のコイルアンテナ同士を近接して配置した際に生ずる通信特性の大きな変動を回避することができる。すなわち、共振周波数を決定する自己インダクタンスを確保しつつ、相互インダクタンスを小さくすることで、干渉物があっても環境の変動に強い安定した通信を可能にすることができる。また、巻線パターン４４は、主配索パターン４２に沿って同一平面上で平面的に形成されており、厚みが局所的に厚くなってしまうこともない。
【００４８】
なお、本実施の形態４においても、コイルアンテナ４０が有する自己インダクタンスと相互インダクタンスとは相対的なものであり、相互インダクタンスが同等の一般的なコイルアンテナに比べると、自己インダクタンスの値が大きなコイルアンテナを提供することができる。例えば、３０ｍｍ角の主配索パターン４２の一辺に幅６ｍｍのジグザグ形状の巻線パターン４４を形成した場合、３０ｍｍ角の主配索パターンのみからなるコイルアンテナの場合に比べて、自己インダクタンスを８０％程度向上させることができたものである。これは、矩形状のコイル面積を倍以上にした場合の自己インダクタンスに相当する。また、巻線パターン４４の幅、長さ、ピッチ等を適宜変更することで、自己インダクタンスと相互インダクタンスとの比率を変えることができる。
【００４９】
（実施の形態５）
図７は、本実施の形態５にかかるコイルアンテナ５０の概要構成を模式的に示す分解斜視図である。図７に示すように、本実施の形態５にかかるコイルアンテナ５０は、例えばコイルアンテナ１０の構成に加え、各巻線パターン１４が形成された領域近傍の両面（片面でもよい）に重なるよう配設される遮蔽物５２を備える。ここで、遮蔽物５２は、薄い磁性体からなる。
【００５０】
巻線パターン１４部分の周りに、磁束を作りやすくなる磁性体からなる遮蔽物５２を配設して遮蔽することで、巻線パターン１４部分の自己インダクタンスが上がるのに対して相互インダクタンスはあまり変わらないため、実施の形態１の効果に加えて、自己インダクタンスと相互インダクタンスとの比率をより一層大きくすることができる。また、巻線パターン１４の近傍領域の電流密度の高い部分のみを遮蔽物５２で効率よく遮蔽しているものであり、アンテナ機能を果たす主配索パターン１２のパターン形状内は殆ど開いたままであり磁束が通り抜けるので、本来の通信機能を大きく損なうこともない。
【００５１】
なお、本実施の形態５は、コイルアンテナ１０への適用だけでなく、コイルアンテナ１０Ａ，１０Ｂ，２０，３０，４０等に対しても同様に適用可能である。図８は、コイルアンテナ１０Ａへ適用したコイルアンテナ５０Ａの例を示す図であり、図９は、コイルアンテナ１０Ｂへ適用したコイルアンテナ５０Ｂの例を示す図であり、図１０は、コイルアンテナ２０へ適用したコイルアンテナ５０Ｃの例を示す図であり、図１１は、コイルアンテナ３０へ適用したコイルアンテナ５０Ｄの例を示す図であり、図１２は、コイルアンテナ４０へ適用したコイルアンテナ５０Ｅの例を示す図である。
【００５２】
（実施の形態６）
図１３は、本実施の形態６にかかるコイルアンテナ６０の概要構成を模式的に示す分解斜視図である。図１３に示すように、本実施の形態６にかかるコイルアンテナ６０は、例えばコイルアンテナ１０の構成に加え、各巻線パターン１４が形成された領域近傍の両面（片面でもよい）に重なるよう配設される遮蔽物６２を備える。ここで、遮蔽物６２は、薄い金属等の電気伝導体からなる。
【００５３】
巻線パターン１４部分の周りに、金属等の電気伝導体からなる遮蔽物６２を配設して遮蔽することで、巻線パターン１４部分の自己インダクタンスが小さくなるのに対して相互インダクタンスはさらに小さくなるため、相対的に自己インダクタンスと相互インダクタンスとの比率を大きくし得る効果がある。よって、実施の形態１の効果に加えて、自己インダクタンスと相互インダクタンスとの比率をより一層大きくすることができる。また、巻線パターン１４の近傍領域の電流密度の高い部分のみを遮蔽物６２で効率よく遮蔽しているものであり、アンテナ機能を果たす主配索パターン１２のパターン形状内は殆ど開いたままであり磁束が通り抜けるので、本来の通信機能を大きく損なうこともない。
【００５４】
なお、本実施の形態６は、コイルアンテナ１０への適用だけでなく、コイルアンテナ１０Ａ，１０Ｂ，２０，３０，４０等に対しても同様に適用可能である。図１４は、コイルアンテナ１０Ａへ適用したコイルアンテナ６０Ａの例を示す図であり、図１５は、コイルアンテナ１０Ｂへ適用したコイルアンテナ６０Ｂの例を示す図であり、図１６は、コイルアンテナ２０へ適用したコイルアンテナ６０Ｃの例を示す図であり、図１７は、コイルアンテナ３０へ適用したコイルアンテナ６０Ｄの例を示す図であり、図１８は、コイルアンテナ４０へ適用したコイルアンテナ６０Ｅの例を示す図である。
【００５５】
（実施の形態７）
図１９は、本実施の形態７にかかるコイルアンテナ７０の概要構成を模式的に示す分解斜視図である。図１９に示すように、本実施の形態７にかかるコイルアンテナ７０は、主配索パターン７２と一つの巻線パターン７４とを同一の導線７６により形成してなる。主配索パターン７２は、所望の大きさで矩形ループ状に配索されて、例えば共振回路を形成するコンデンサ（図示せず）に電気的に接続される接続部７８を両端に有する。巻線パターン７４は、例えば主配索パターン７２が配索される同一平面上で、主配索パターン７２の一部において渦巻き形状に形成されたものである。ここで、巻線パターン７４の渦巻き形状からなる巻回形状は、主配索パターン７２の大きさと比較して十分小さくなるように形成されている。また、本実施の形態７のコイルアンテナ７０は、巻線パターン７４が形成された領域近傍の両面（片面でもよい）に重なるよう配設される遮蔽物７１を備える。ここで、遮蔽物７１は、薄い磁性体からなる。
【００５６】
本実施の形態７によれば、巻線パターン７４部分の周りに、磁束を作りやすくなる磁性体からなる遮蔽物７１を配設して遮蔽することで、巻線パターン１４部分の自己インダクタンスが上がるのに対して相互インダクタンスはあまり変わらないため、自己インダクタンスと相互インダクタンスとの比率を大きくすることができる。また、巻線パターン７４の近傍領域の電流密度の高い部分のみを遮蔽物７１で効率よく遮蔽しているものであり、アンテナ機能を果たす主配索パターン７２のパターン形状内は殆ど開いたままであり磁束が通り抜けるので、本来の通信機能を大きく損なうこともない。
【００５７】
これにより、自己インダクタンスが同等な一般的なコイルアンテナに比べて相互インダクタンスが小さなコイルアンテナ７０を提供することができる。このようなコイルアンテナ７０によれば、互いに接近配置されても、互いに及ぼし合う影響が小さく、複数のコイルアンテナ同士を近接して配置した際に生ずる通信特性の大きな変動を回避することができる。すなわち、共振周波数を決定する自己インダクタンスを確保しつつ、相互インダクタンスを小さくすることで、干渉物があっても環境の変動に強い安定した通信を可能にすることができる。また、巻線パターン７４は、導線７６による巻線状態で形成されており、厚みがチップコイルの如く局所的に厚くなってしまうこともない。
【００５８】
（実施の形態８）
図２０は、本実施の形態８にかかるコイルアンテナ８０の概要構成を模式的に示す分解斜視図である。図２０に示すように、本実施の形態８にかかるコイルアンテナ８０は、主配索パターン８２と一つの巻線パターン８４とを同一の導線８６により形成してなる。主配索パターン８２は、所望の大きさで矩形ループ状に配索されて、例えば共振回路を形成するコンデンサ（図示せず）に電気的に接続される接続部８８を両端に有する。巻線パターン８４は、例えば主配索パターン８２が配索される同一平面上で、主配索パターン８２の一部において渦巻き形状に形成されたものである。ここで、巻線パターン８４の渦巻き形状からなる巻回形状は、主配索パターン８２の大きさと比較して十分小さくなるように形成されている。また、本実施の形態８のコイルアンテナ８０は、巻線パターン８４が形成された領域近傍の両面（片面でもよい）に重なるよう配設される遮蔽物８１を備える。ここで、遮蔽物８１は、薄い金属等の電気導電体からなる。
【００５９】
本実施の形態８によれば、巻線パターン８４部分の周りに、金属等の電気伝導体からなる遮蔽物８１を配設して遮蔽することで、巻線パターン８４部分の自己インダクタンスが小さくなるのに対して相互インダクタンスはさらに小さくなるため、相対的に自己インダクタンスと相互インダクタンスとの比率を大きくすることができる。また、巻線パターン８４の近傍領域の電流密度の高い部分のみを遮蔽物８１で効率よく遮蔽しているものであり、アンテナ機能を果たす主配索パターン８２のパターン形状内は殆ど開いたままであり磁束が通り抜けるので、本来の通信機能を大きく損なうこともない。
【００６０】
これにより、自己インダクタンスが同等な一般的なコイルアンテナに比べて相互インダクタンスが小さなコイルアンテナ８０を提供することができる。このようなコイルアンテナ８０によれば、互いに接近配置されても、互いに及ぼし合う影響が小さく、複数のコイルアンテナ同士を近接して配置した際に生ずる通信特性の大きな変動を回避することができる。すなわち、共振周波数を決定する自己インダクタンスを確保しつつ、相互インダクタンスを小さくすることで、干渉物があっても環境の変動に強い安定した通信を可能にすることができる。また、巻線パターン８４は、導線８６による巻線状態で形成されており、厚みがチップコイルの如く局所的に厚くなってしまうこともない。
【００６１】
（実施の形態９）
図２１は、本実施の形態９にかかる非接触情報媒体９０の概要構成を模式的に示す図である。図２１に示すように、本実施の形態９にかかる非接触情報媒体９０は、例えば前述の実施の形態１のコイルアンテナ１０と、コンデンサ９１と、チップ構成のＩＣ回路９２とを備える。コイルアンテナ１０とコンデンサ９１とは、接続部１８において電気的に接続される。
【００６２】
ここで、非接触情報媒体９０は、例えばカードタイプのものであり、コイルアンテナ１０は、ＩＣ回路９２の外側でその周囲に設けられている。また、コンデンサ９１は、所定の容量を有してエネルギー蓄積機能を備えるとともに、コイルアンテナ１０と協働して共振回路を形成する。この共振回路の共振周波数は、リーダライタが送信する電波の周波数に合せて調整（チューニング）されている。これにより、所定周波数の電波を発するリーダライタに非接触情報媒体９０が近接した場合、共振回路は共振し、この共振回路には誘導電流が発生する。共振回路は、この誘導電流をＩＣ回路９２に供給する。
【００６３】
また、コイルアンテナ１０は、リーダライタからの送信電波を受信しＩＣ回路９２に出力するともに、ＩＣ回路９２から出力される信号をリーダライタに送信するアンテナ部を形成する。
【００６４】
ＩＣ回路９２は、制御部９３と送受信部９４と記憶部９５とを備え、非接触情報媒体９０が送受信する情報を制御する。制御部９３は、送受信部９４および記憶部９５の処理動作を制御する。送受信部９４は、コイルアンテナ１０が受信したリーダライタからの送信電波を処理し、リーダライタから要求された情報を記憶部９５から抽出し、抽出した情報に応じた信号をコイルアンテナ１０に送信する。記憶部９５は、非接触情報媒体９０をそれぞれ識別する識別情報を含む各種情報を記憶する。また、ＩＣ回路９２は、コイルアンテナ１０とコンデンサ９１とからなる共振回路から誘導電流を供給され、この誘導電流に対応する電圧値がＩＣ回路９２の動作可能電圧値となった場合に動作を開始する。
【００６５】
つぎに、図２２を参照して、本実施の形態７の非接触情報媒体９０を用いた通信システムについて説明する。図２２に示すように、非接触情報媒体９０に対して情報の送受信を行うリーダライタ１００は、リーダライタ１００の処理動作を指示する指示情報を入力する入力部１０１と、送受信する情報を処理する処理部１０２と、送受信した情報を出力する出力部１０３、所定の周波数の電波を介して電力の供給と情報の送受信を行うアンテナ１０４とを有する。このようなリーダライタ１００と非接触情報媒体９０を用いる通信システムは、双方がアンチコリジョン機能を備えていれば、複数の非接触情報媒体から一括して情報を受信することが可能である。
【００６６】
非接触情報媒体９０は、コイルアンテナ１０とコンデンサ９１とで形成される共振回路の共振周波数が、リーダライタ１００から発せられる電波の周波数に合せて調整（チューニング）されている。このため、図２２に示すように、単体の非接触情報媒体９０は、アンテナ１０４から送信された電波を受けることによって、共振回路に誘導電流が流れる。この結果、非接触情報媒体９０は、ＩＣ回路９２が起動し、リーダライタから送信された応答要求情報Ｄａに応じて、応答情報Ｄｂを送信する。したがって、非接触情報媒体９０が単体で配置された場合、非接触情報媒体９０とリーダライタ１００との間における無線通信は正確に行われる。
【００６７】
一方、複数の非接触情報媒体９０が重なるように近接配置される場合を考える。コイルアンテナを有する複数の非接触情報媒体が近接配置された場合に、リーダライタとの間だけでなく、非接触情報媒体同士のコイルアンテナ間に生ずる相互干渉が大きいと、その影響を受けて、共振回路の共振周波数が変動することで、通信状態の不安定化や通信不能が発生する。
【００６８】
ここで、本実施の形態９にかかる非接触情報媒体９０は、共振回路を形成するコイル成分として、実施の形態１で説明したようなコイルアンテナ１０を用いているので、非接触情報媒体同士の相互作用を小さくすることができる。よって、非接触情報媒体９０同士が複数重なり合った場合でも、従来と比較して、コイルアンテナ１０間の相互干渉を低く抑えることができ、各非接触情報媒体９０における共振回路での共振周波数の変動を抑えることができる。このため、各非接触情報媒体９０は、リーダライタ１００との間で正確な通信を行うことができる。例えば、図２３に示す非接触情報媒体群９０Ａのように、複数の非接触情報媒体９０が隙間なく重なり合って配置された場合であっても、各非接触情報媒体９０は、リーダライタ１００からの応答要求情報Ｄａに応じた応答情報Ｄｂをそれぞれ送信し、リーダライタ１００との間で正確な無線通信を行うことができる。
【００６９】
よって、本実施の形態９によれば、リーダライタ１００の近傍に同時に配置可能な非接触情報媒体９０の数量を格段に増加させることができる。本発明者らの実験によれば、５０枚程度重なり合って配置された場合でも、個別に通信可能なことを確認できたものである。また、相互インダクタンスを相対的に小さくするために、局所的に厚くなるようなチップコイルのような部品を用いておらず、コイルアンテナ１０自身の薄型化が可能となる。例えばカード型の非接触情報媒体９０のベースとなるインレイにおいては、その厚さがチップコイルを用いた従来の０．５ｍｍ程度から０．２５ｍｍ程度にまで薄型化できたものである（チップ構成のＩＣ回路９２の厚みは、現状では０．１５ｍｍ程度）。このようなインレイの薄型化により、商品化される非接触情報媒体９０をラベル並みにフレキシブルカード化することが可能となる。また、例えばセラミックス等からなり壊れやすくてコスト高なチップコイルを用いておらず、コイルアンテナ１０を全て１本の導線１６で形成しているので、低コストにして壊れにくく、安定して動作させることができ、品質安定化を図る上でも効果的となる。
【００７０】
なお、本実施の形態９では、コイルアンテナ１０を用いた非接触情報媒体９０の例で説明したが、コイルアンテナ１０に限らず、前述のコイルアンテナ１０Ａ，１０Ｂ，２０，３０，４０，５０，５０Ａ〜５０Ｅ，６０，６０Ａ〜６０Ｅ、７０，８０のいずれを用いて構成してもよい。本発明者らの実験によれば、コイルアンテナ１０Ａ〜３０を適用した非接触情報媒体の場合も、読み取り可能な非接触情報媒体の積層枚数が５０枚程度まで格段に向上し、非接触情報媒体の厚さ（インレイ状態）も０．２５ｍｍ程度まで薄型化することが確認できたものである。また、遮蔽物５２を備えるコイルアンテナ５０を適用した非接触情報媒体の場合も、読み取り可能な非接触情報媒体の積層枚数が５０枚程度までと格段に向上し、非接触情報媒体（インレイ状態）の厚さも、遮蔽物の分、若干厚くなるものの０．３０ｍｍ程度まで薄型化することが確認できたものである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す図である。
【図２】変形例１のコイルアンテナの概要構成を模式的に示す図である。
【図３】変形例２のコイルアンテナの概要構成を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態３にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態４にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す図である。
【図７】本発明の実施の形態５にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図８】実施の形態５の変形例にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す図である。
【図９】実施の形態５の他の変形例にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す図である。
【図１０】実施の形態５のさらに他の変形例にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す図である。
【図１１】実施の形態５のさらに他の変形例にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す図である。
【図１２】実施の形態５のさらに他の変形例にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態６にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図１４】実施の形態６の変形例にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す図である。
【図１５】実施の形態６の他の変形例にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す図である。
【図１６】実施の形態６のさらに他の変形例にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す図である。
【図１７】実施の形態６のさらに他の変形例にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す図である。
【図１８】実施の形態６のさらに他の変形例にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態７にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図２０】本発明の実施の形態８にかかるコイルアンテナの概要構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図２１】本発明の実施の形態９にかかる非接触情報媒体の概要構成を模式的に示す図である。
【図２２】非接触情報媒体が単体時の通信システムの概略構成を模式的に示す斜視図である。
【図２３】非接触情報媒体が複数枚時の通信システムの概略構成を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０，１０Ａ，１０Ｂ  コイルアンテナ
１２  主配索パターン
１４  巻線パターン
１６  導線
２０  コイルアンテナ
２２  主配索パターン
２４  巻線パターン
２６  導線
３０  コイルアンテナ
３２  主配索パターン
３４  巻線パターン
３６  導線
４０  コイルアンテナ
４２  主配索パターン
４４  巻線パターン
４６  導線
５０，５０Ａ〜５０Ｅ  コイルアンテナ
５２  遮蔽物
６０，６０Ａ〜６０Ｅ  コイルアンテナ
６２  遮蔽物
７０  コイルアンテナ
７１  遮蔽物
７２  主配索パターン
７４  巻線パターン
７６  導線
８０  コイルアンテナ
８１  遮蔽物
８２  主配索パターン
８４  巻線パターン
８６  導線
９０  非接触情報媒体
９１  コンデンサ
９２  ＩＣ回路
【図１】
0005118462.tif 000002
【図２】
0005118462.tif 000003
【図３】
0005118462.tif 000004
【図４】
0005118462.tif 000005
【図５】
0005118462.tif 000006
【図６】
0005118462.tif 000007
【図７】
0005118462.tif 000008
【図８】
0005118462.tif 000009
【図９】
0005118462.tif 000010
【図１０】
0005118462.tif 000011
【図１１】
0005118462.tif 000012
【図１２】
0005118462.tif 000013
【図１３】
0005118462.tif 000014
【図１４】
0005118462.tif 000015
【図１５】
0005118462.tif 000016
【図１６】
0005118462.tif 000017
【図１７】
0005118462.tif 000018
【図１８】
0005118462.tif 000019
【図１９】
0005118462.tif 000020
【図２０】
0005118462.tif 000021
【図２１】
0005118462.tif 000022
【図２２】
0005118462.tif 000023
【図２３】
0005118462.tif 000024