(57)【要約】【課題】１チャンネルのリーダライタで、ＩＣタグのアンテナ面の入力角度によらず通信媒体の読み取り書き込みを可能とし、特に読み取り低下防止箇所（ヌル部）のない安定した通信機能を有する非接触型のリーダライタシステムの提供を目的とした。【解決手段】電磁誘導を用いて非接触によりＩＣチップに記録されている情報を読み書きするためのリーダライタ１であって、リーダライタに電気的に接続された第一のコイル状アンテナ３と、電気的には非接続の少なくとも１ターン以上周回する第二のコイル状アンテナ４とを備え、第二のコイル状アンテナ４は、線幅が異なる部分もしくは非直線状の部分を含み全体としてアンテナパターンが偏心した分布を呈し、第一のコイル状アンテナ３に給電されると、第一のコイル状アンテナ３に発生する電磁界によって第二のコイル状アンテナ４にも電磁界を発生する、ようにしたリーダライタシステムである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導または電磁結合を用いて非接触によりＩＣチップに記録されている情報を読み書きするためのリーダライタであって、
リーダライタに電気的に接続された第一のコイル状アンテナと、電気的には非接続の少なくとも１ターン以上周回する第二のコイル状アンテナとを備え、
第二のコイル状アンテナは、線幅が異なる部分もしくは非直線状の部分を含み全体としてアンテナパターンが偏心した分布を呈し、
第一のコイル状アンテナに給電されると、第一のコイル状アンテナに発生する電磁界によって第二のコイル状アンテナにも電磁界を発生するようにしたことを特徴とするリーダライタシステム。
【請求項２】
前記第二のコイル状アンテナは、第一のコイル状アンテナに対し少なくとも１個垂直に配置されることを特徴とする請求項１に記載のリーダライタシステム。
【請求項３】
前記第一のコイル状アンテナと第二のコイル状アンテナは、少なくとも一箇所に電磁結合用の直線部分を含み、第二のコイル状アンテナの直線部の長さが第一のそれよりも長いことを特徴とする請求項1または請求項２に記載のリーダライタシステム。
【請求項４】
前記第二のコイル状アンテナの共振周波数は、前記第一のコイル状アンテナの共振周波数と同じであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリーダライタシステム。
【請求項５】
前記第二のコイル状アンテナの非直線部分は、少なくとも一往復以上のつづら折り形状を呈することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリーダライタシステム。
【請求項６】
前記第二のコイル状アンテナは、共振周波数調整用の導電性パターンを備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のリーダライタシステム。
【請求項７】
前記第二のコイル状アンテナは、共振周波数調整用の電子部品を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のリーダライタシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触方式で情報の授受を行うリーダライタに係り、特には、ＩＣカードやＩＣタグのアンテナ面をリーダライタのアンテナ面と平行にしなくとも、安定した情報の読み取り書き込みが可能となるリーダライタ側のアンテナ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線によりＩＣチップに蓄積された情報を読みだせるＲＦＩＤタグ（以下、ＩＣタグと略記、あるいは通信媒体とも記す。）は、入出退管理用の非接触ＩＤカードや定期券に内蔵されて用いられる一方、市場に流通する種々の物品にラベルとして貼付され、万引き防止用、真贋判定用、履歴管理、流通管理、在庫管理、等の用途で利用されている。これらのキーパーツであるＩＣタグ７自体は、図２に示すように電磁波を送受信するコイル状のアンテナ３とコイルアンテナ３につながるＩＣチップ５を薄い基材９上に並べて、当該基材９の表裏を図示しないフィルム基材、プラスチック基材あるいは紙基材で被覆しただけの非常に簡単な構造である。
【０００３】
ＩＣチップ５駆動用のエネルギーは、一般にＩＣタグ７に近接して置かれたリーダライタから放射される電磁波から受け取り、エネルギー源として電池を内蔵する必要がないため小型軽量化でき、破壊されない限り半永久的に使用できる。通信周波数は、アンテナ３のコイル径を小さくできる１３．５６ＭＨｚや９００ＭＨｚ帯あるいは２．４５ＧＨｚ帯が使用され、通信可能な距離は、数十ｃｍから１ｍ程度である。
【０００４】
特に封緘シール用のラベルとして段ボール、封印用袋、電子機器類の筺体などの折り目や、玩具などに貼り付けられたＩＣタグラベルは、貼付された物品が買い手に渡った後では、封緘シールとしての機能を果たし終えてしまうが、ＩＣタグの機能がそのまま維持されている。すると、ＩＣチップ５の内容が読み取られたりするおそれや、中身が改竄されて悪用されるおそれがある。そのため、ＩＣタグラベルを取り外して、開封する時に、外力によりＩＣタグ自体が自壊して、ＩＣタグとしての機能が失われることが好ましい。それもできるだけ弱い外力で破壊されるような脆性機能が付与されることもある。
【０００５】
ところで、ＩＣタグ７あるいはラベルにおける電磁誘導方式の通信方式においては、リーダライタ側のコイルアンテナによって生じる磁界がＩＣタグ７やラベル側に内蔵されたコイルアンテナ３の閉ループを貫くことによって誘起起電力が発生し、ＩＣチップ５に電力が供給されて、ＩＣチップ５をアクティベートし、リーダライタとの通信が可能となる。したがって、リーダライタからの放射磁界をコイルアンテナ３で受けてＩＣチップ５が通信できる距離内であればＩＣタグ、カード側にバッテリーを内蔵しなくとも半永久的に通信可能である。
【０００６】
そこで、リーダライタ側のアンテナで生じる磁束を通信媒体側のコイルアンテナ３でより多く補足することが、安定した通信のために不可欠である。一般に、通信媒体側のアンテナ面３をリーダライタ側のコイルアンテナ面に対してθ傾けると媒体側で補足できる磁束がｃｏｓθ倍だけ減少する。傾きを９０°にした場合は貫通磁束が０となり通信不能となる。
【０００７】
通信媒体側のアンテナ面の向きに拠らず通信を確保するには、リーダライタの数量を増やし、いずれかのアンテナ面が互いに平行になる配置が得られるようにして貫通磁束が0になる事態を避けるが、リーダライタの数を増すことは過大な費用が発生することになる。また、単純にアクティブなアンテナを増やしてアンテナ同士を近接させることは電波干渉による読み取りに不具合を発生させる一因ともなる。
【０００８】
貫通磁束を増すための技術としては、特許文献1にＵ字型またはＶ字型の溝を設け相対する壁の中にコイル状アンテナを配置してアンテナ数を２チャンネル化する技術が開示されている。壁はあってもなくても構わないが、要は二つのコイルアンテナを所定の距離隔てて対抗させて配置するものである。しかしながら、独立した二つのコイルアンテナを相対させるため、小規模なリーダライタシステムにはオーバースペックとなりコスト的に問題である。また、致命的なことは読み取り側の通信媒体側のアンテナ面の向きに制約があり、アンテナ面が互いに垂直になると、磁束が通信媒体側のアンテナ面を貫通しなくなるという問題が依然として残る。
【０００９】
似たような技術として、対抗させて配置したコイルアンテナを適切に連結して給電部を共通にし、対抗するコイルアンテナを流れる電流の向きを同じになるようにして磁束密度を増加させる構成がある。２チャンネル構成で磁束密度を増加させるよりは有利であるが、アンテナ線の引き回しが面倒なのと、通信媒体側のアンテナ面の向きに制約がかかることは変わらない。
【００１０】
別の発明として、リーダライタ側のコイルアンテナと垂直方向に非アクティブアンテナを配置して磁界結合させることで非アクティブコイルに誘導起電力を発生させる技術が特許文献２に開示されている。これにより、非アクティブコイルにも磁界の発生が可能となり、アクティブコイルに生じる磁界とは垂直方向に磁界が発生することになり、一応通信媒体のアンテナ面の向きによらず通信が可能になる。しかしながら、非アクティブコイルのラインとスペースの設定が適切でないと、磁界分布の疎密が生じ、ＩＣタグ７の可読エリアが狭まるという問題がある。
【００１１】
さらに非アクティブなアンテナとアクティブなアンテナが電磁結合するために、両者を確実に重ねる合わせる必要があること、およびこれらを折り曲げて運用するなど、極めて限定的な物理仕様の読取りシステムに適用されるものである。加えて、リーダシステムの対象が書類のような大型の物品に貼付されたＩＣタグであるため、小ぶりのＩＣタグが対象になるとアンテナコイルの面積が狭く起電力不足になるという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−１７２７９４号公報
【特許文献２】特開２０１２−０１９３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで本発明は、１チャンネルのリーダライタで、通信媒体側（ＩＣタグ、ＩＣカード）アンテナ面の入力角度によらず通信媒体の読み取り書き込みを可能とし、加えて読み取り書き込み性能が低下する箇所（ヌル部）のない安定した通信性能を有する非接触型のリーダライタシステムの提供を目的とした。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を達成するための請求項１に記載の発明は、電磁誘導または電磁結合を用いて非接触によりＩＣチップに記録されている情報を読み書きするためのリーダライタであって、
リーダライタに電気的に接続された第一のコイル状アンテナと、電気的には非接続の少なくとも１ターン以上周回する第二のコイル状アンテナとを備え、
第二のコイル状アンテナは、線幅が異なる部分もしくは非直線状の部分を含み全体として
アンテナパターンが偏心した分布を呈し、
第一のコイル状アンテナに給電されると、第一のコイル状アンテナに発生する電磁界によって第二のコイル状アンテナにも電磁界を発生するようにしたことを特徴とするリーダライタシステムとしたものである。
【００１５】
上記課題を達成するための請求項２に記載の発明は、前記第二のコイル状アンテナは、第一のコイル状アンテナに対し少なくとも１個垂直に配置されることを特徴とする請求項１に記載のリーダライタシステムとしたものである。
【００１６】
上記課題を達成するための請求項３に記載の発明は、前記第一のコイル状アンテナと第二のコイル状アンテナは、少なくとも一箇所に電磁結合用の直線部分を含み、第二のコイル状アンテナの直線部の長さが第一のそれよりも長いことを特徴とする請求項1または請求項２に記載のリーダライタシステムとしたものである。
【００１７】
上記課題を達成するための請求項４に記載の発明は、前記第二のコイル状アンテナの共振周波数は、前記第一のコイル状アンテナの共振周波数と同じであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリーダライタシステムとしたものである。
【００１８】
上記課題を達成するための請求項５に記載の発明は、前記第二のコイル状アンテナの非直線部分は、少なくとも一往復以上のつづら折り形状を呈することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリーダライタシステムとしたものである。
【００１９】
上記課題を達成するための請求項６に記載の発明は、前記第二のコイル状アンテナは、共振周波数調整用の導電性パターンを備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のリーダライタシステムとしたものである。
上記課題を達成するための請求項７に記載の発明は、前記第二のコイル状アンテナは、共振周波数調整用の電子部品を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のリーダライタシステムとしたものである。
【発明の効果】
【００２０】
非アクティブなコイルアンテナをアクティブなコイルアンテナと磁界結合させることで、１チャンネルでありながらも多面アンテナとして実質的に機能させることができる。多面であれば通信媒体（ＩＣタグやＩＣカード）の入力角度によらず安定した通信が可能となる。
【００２１】
非アクティブなコイルアンテナのアンテナパターンを偏心配置にすることで、通信媒体側アンテナ面とリーダライタ側アンテナ構造の相対的な位置関係によらず安定した通信が可能になる。また、通信媒体側コイルアンテナのコイルの大きさによらず、大きなアンテナでも小さなアンテナでも安定して通信することが可能になる。
【００２２】
請求項６と請求項７の発明によれば、送受信用電波の共振周波数の調整が容易に可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明になるアンテナ面の構成を模式的に説明する斜視概略図である。
【図２】従来のコイルアンテナの導体パターンの配置を説明する上面視の図である。
【図３】第二のコイルアンテナの導体パターンの配置の一例を説明する上面視の図である。
【図４】第二のコイルアンテナの導体パターンの配置の別の一例を説明する上面視の図である。
【図５】（ａ）リーダライタ側アンテナ面とＩＣタグのアンテナ面の相対関係の一例を説明する斜視図である。（ｂ）リーダライタ側アンテナ面とＩＣタグのアンテナ面の相対関係の別の一例を説明する斜視図である。（ｃ）リーダライタ側アンテナ面とＩＣタグのアンテナ面の相対関係のさらに別の一例を説明する斜視図である。
【図６】ＲＦＩＤタグとリーダライタの通信機能を説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明になるリーダライタシステム１の概要を図1に示した。リーダライタとＲＦＩＤ間の送受信システムの概要をブロック図として図６に示した。当該システム１はアンテナを介してＲＦＩＤ側のＩＣチップの情報を読み書きする通信制御部（以下、リーダライタ２あるいは給電部とも記す。）、第一のコイルアンテナ３、第二のコイルアンテナ４を基本構成とする。
【００２５】
第二のコイルアンテナ４は、非アクティブなコイルアンテナであって、共振周波数を調整するための電子部品５を備えることができる。ここで、非アクティブなアンテナとは給電部を備えず、別のアンテナによってアクティベートされるアンテナを意味している。電子部品５の具体例としては、固体素子あるいはアンテナと同じ材質からなる導電性パターンが挙げられるが、いずれもコンデンサーとしての機能を果たすものである。
【００２６】
また、図１のコイルアンテナ３，４は、アンテナ骨格のみが具体的な構造を省略して記載されている。一般に、第一のコイルアンテナ３および第二のコイルアンテナ４とも、硬質のリジッド基板または軟質なＦＰＣ（Flexible Print Circuit Board）基板等の支持基板上に形成搭載されている。第一のコイルアンテナの上面視形状は、ＩＣタグ側のアンテナと類似であって図２で代用した。第二のコイルアンテナの上面視形状の一例を、図３、図４に示した。
【００２７】
これらのコイルアンテナ３，４は、支持基材の表面にループ状に敷設されている。線幅が１０μｍ程度以上の導電性パターン３を複数回ループ状に引き回し、一端を、スルーホール８を用いて裏面側に一度退避させてから再度表面に引き出してアンテナ両端を接続用アイランド１０につなげている。電子部品（固体素子）５やＩＣチップは、これらの端子が、接続用アイランド１０にはんだ接続もしくは異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）あるいは異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Anisotropic Conductive Paste）を介して接続・固定される。
【００２８】
リジッド基板には、ＦＲ４などのガラス繊維を含むガラスエポキシ基板、テフロン（登録商標）基板、セラミック基板等がある。フレキシブル基板には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＩ（ポリイミド）等の樹脂フィルムが使用できる。コンデンサー等の電子部品やパッケージ類の搭載と端子接続工程が伴うことを考慮すると基板には１５０℃以上の耐熱性があることが好ましい。
【００２９】
しかし、導体パターンの形成を、導電性ペーストを用いて印刷で行う場合には、紙基材も使用できる。紙基材は、上質紙、アート紙、コート紙、マット紙、合成紙等の紙基材のいずれかから選択して用いられる。あるいは、これらフィルム、紙にカオリン、炭酸カルシウムの可塑剤を分散して脆性を付与した基材も使用できる。合成紙は、合成樹脂中に空孔を細かく分散させ多孔質状に成型されたもので固体と気体の不均一分散系である。
【００３０】
支持基板の厚みは特に制限されるものではないが、コストや重さを考慮すると５０〜５
００μｍの範囲が好ましい。本発明では、２００μｍ厚のＦＲ４シートを用いている。
【００３１】
支持基板上に形成するアンテナパターンを含む導電パターンは、厚みが２０μｍ程度の銅箔あるいはアルミ箔の打ち抜き加工や所定温度の塩化第二鉄溶液を用いるエッチング加工、あるいは銀、カーボン、金等からなる導電性インクを用いてパターン印刷してから、焼結乾燥により形成する。導電層の厚みは、使用した材料の抵抗によるが、概ね１０〜１５０μｍの範囲である。
【００３２】
リーダライタ用基板には、ＦＲ４の両面に５０μｍ厚の銅箔を接着した３層板を使用した。表裏にレジストをコートし所定のマスクを用いて露光してから、定法の現像工程とエッチング工程を経て、基板上に所望の導電パターンを形成した。コイルアンテナ４の終端部には接続用のアイランド１０あるいはスルーホール８を設け電子部品５やリーダライタ１の通信制御部２と接続できるようにした。端子接続は、はんだ接続もしくはＡＣＰを使用した。
【００３３】
非アクティブな第二のコイルアンテナ４のパターンとしては、図３に示すように第一のコイルアンテナ３と電磁結合する箇所の配線部分は、配線幅を細くして密度を上げ、向かい側の箇所を幅広のパターンとするのが好ましい。ここで、第一のコイルアンテナ３と電磁結合する部分とは、図１、図３、図４では第二のコイルアンテナ４の下側の→で示す部分である。向かい側とはコイルアンテナの→で示す部分よりも上側の部分である。
【００３４】
アンテナコイルの導電パターンを図３に示すように偏心配置にすることでアンテナ中に流れる電流を増大することができる。向かい合う側を幅広とすることで、第二のコイルアンテナ４を流れる電流によってコイル面を上下に貫通する磁界だけでなく、導電パターン周囲に生じる磁界も利用できる。これらにより、従来ではコイル中央部の磁束密度が低くなって、ＩＣタグ側のコイルアンテナに捕捉くされる磁束が少なくなり通信不能となるという事態が回避できる。
【００３５】
第二のコイルアンテナで安定した磁界を得るために、第一のコイルアンテナで生じる磁束を、第二のコイルアンテナでより多くかつ安定して捕捉する必要がある。そのために、第一のコイルアンテナと第二のコイルアンテナの結合部を直線とし、これらを近接させることでより多くの磁束を補足できる。さらに、第二のコイルアンテナの結合部直線長さを第一のコイルアンテナの結合部直線長さより長くすることで、第一のコイルアンテナの直線部の周囲に発生する磁束を余すことなく捕捉できる。
【００３６】
同様な効果は、第二のコイルアンテナに一部を、図４に示すようにつづら折り形状にすることによっても期待できる。つづら折り形状にしても導体部分の占める量を増やすことになるからである。
【００３７】
第二のコイルアンテナ４については、導体パターン形成と同時に導体パターンの側壁を対抗させるか表裏で対抗させるかして電子部品５（コンデンサー）として機能させることができる。コンデンサーは第二のアンテナと対となって送受信用の共振回路を構成するために使用する。もちろん通常の固体素子タイプのコンデンサーであっても構わない。
【００３８】
次に、コイルアンテナを用いたＩＣタグの送受信システムの概要について説明する。
図６は、リーダライタ２１とＲＦＩＤタグ２０の送受信システムの一構成例をブロック図で表わしたものである。これは、電源供給用のバッテリーを有しないバッテリーレス型のＲＦＩＤタグが用いられている。ＲＦＩＤ側のコンデンサー２７とループアンテナ２６ｂは共振回路を構成し、リーダライタ２１側のアンテナ２６ａから放射された電磁波を受信し、受信した電磁波を電気信号に変換した後、ＩＣチップ７側で処理する。
【００３９】
リーダライタ２１は、ホストコンピュータ２２、ＤＰＵ（Digital Processing Unit２３）、変調・復調回路２４、２５、ループアンテナ２６ａから構成されている。ホストコンピュータ２２は、ＤＰＵ２３を制御して、ＩＣタグ側のメモリ３１に所定のデータを書き込むか、または、所定のデータを読み出して、リーダライタ側のディスプレイ上に表示する等の機能がある。
【００４０】
ＤＰＵ２３は、ホストコンピュータ２２からの指令に基づいて、各種制御用のコントロール信号と送信データを生成し変復調回路に供給する。逆に、変復調回路を介してＩＣチップ７からデータを取得して再生データを生成し、ホストコンピュータ２２に出力する。変復調回路２４，２５は、送信データを送信波に重畳して変調し、または、ＩＣチップ側からの変調波を復調し、ＤＰＵ２３に入力する。ループアンテナ２６ａは、変調信号に対応する電磁波を放射する。
【００４１】
ＲＦＩＤ２０側は、図３の右側に示すように、ループアンテナ２６ｂとコンデンサー７よりなる共振回路とＩＣチップから構成されている。共振回路の共振周波数は、一般にリーダライタ側の発振器の発振周波数に対応する値に設定されている。
【００４２】
ＩＣチップには、整流回路３２、変調回路２４、復調回路２５、レギュレータ２９、シーケンサ３０、ハイパスフィルター２８、メモリ３１等が組み込まれている。整流回路３２は、ループアンテナ２６ｂより供給された信号を整流平滑化し、正のレベルの電圧を、レギュレータ２９に供給している。レギュレータ２９は、前記電圧を、安定化させ、所定のレベルの直流電圧に変換し、シーケンサ３０、その他の電子回路に電力を供給する。
【００４３】
整流回路３２につながる変調回路２４は、図示はしないがインピーダンス素子とＦＥＴ（Field Effect Transistor）の直列回路により構成されており、共振回路のコイルを構成するループアンテナ２６ｂと並列に接続されている。ＦＥＴは、シーケンサ３０からの信号に対応してインピーダンス素子がループアンテナ２６ｂに対して並列に挿入された状態、または挿入されない状態にスイッチングする機能がある。これにより、リーダライタ２１側のループアンテナ２６ａに対するＲＦＩＤ２０側の負荷が変化される。
【００４４】
ハイパスフィルター２８は、コンデンサーと抵抗から構成されるが、整流回路３２により整流平滑された信号に重畳されている高周波成分を抽出して、復調回路２５に供給する機能を有する。復調回路２５は、入力された高周波成分の信号を復調し、シーケンサ３０に出力する。シーケンサ３０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）を内部に有している。
【００４５】
シーケンサ３０は、復調回路２５より入力された信号（コンマンド）をＲＡＭに記憶させ、ＲＯＭに内蔵されているプログラムに従ってこれを解析し、解析された結果に基づいて、必要に応じてメモリに格納されているデータを読み出す。シーケンサ３０はさらに、コマンドに対応するレスポンスを返すためにレスポンス信号を生成し、変調回路２４に供給する機能を有している。
【００４６】
また、シーケンサ３０は、復調回路２５より供給されたコンマンドが読み出しコマンドである場合、そのコマンドに対応するデータをメモリから読み出す。シーケンサ３０は、読み出したデータに対応して、ＦＥＴをオン、またはオフする。ＦＥＴがオンされると、インピーダンス素子がループアンテナ２６ｂに並列に接続され、ＦＥＴがオフされると、その並列接続が解除される。その結果、ループアンテナ２６ｂを介して電磁結合しているリーダライタ側のループアンテナ２６ａの負荷回路のインピーダンスが、読み出しデータに対応して変化される。
【００４７】
リーダライタ側のループアンテナ２６ａ端子電圧は、その負荷のインピーダンスの変化に応じて変化する。復調回路２５は、この変化を読み取ることにより、読み出されたデータを復調し、ＤＰＵ２３に出力する。ＤＰＵ２３は、入力されたデータを適宜処理し、ホストコンピュータ２２に出力する。ホストコンピュータ２２は、ＤＰＵ２３より入力された読み出しデータを処理し、必要に応じて図示せぬディスプレイ上に表示する。
【００４８】
リーダライタと通信媒体間の通信性能の安定性は、リーダライタのアンテナシステム２６ａと通信媒体のアンテナ２６ｂの性能に依存している。本発明は、リーダライタ側のアンテナ２６ａとして、図１で示すようなアクティブなコイルアンテナ３と非アクティブなコイルアンテナ４をアンテナ面が垂直になる構成を採用し、アンテナの平面形状に先述した工夫を加えたものである。
【００４９】
非接触リーダライタの通信規格としては、ＨＦ帯（１３．５６ＭＨｚに、人が持つ近接型としてＩＳＯ１４４４３ＴｙｐｅＡ，ＴｙｐｅＢ，ＴｙｐｅＣがあり、物品管理としてＩＳＯ１５６９３がある。さらにＮＦＣの統合規格として、ＩＳＯ１４４４３ＴｙｐｅＡとＴｙｐｅＣを統合したＮＦＣ  ＩＰ１（ＩＳＯ１８０９２）がある。これら全ての規格を統合したＮＦＣ  ＩＰ２（ＩＳＯ２１４８１）がある。本発明はいずれの規格にも対応可能である。
【実施例】
【００５０】
図１に示す構成のリーダライタシステムを採用し、直交するアンテナ面に挟まれた空間に、直径が１５ｍｍのコイン型ＩＣタグを静置し、ＩＣタグの空間内の位置とアンテナ面の角度を変えて通信性能を比較する実験を行った。
【００５１】
コイン型ＩＣタグは，厚さが２０μｍのアルミ箔を貼り付けたＰＥＴ基材上に定法のウエットエッチング法を適用してコイル状のアンテナパターンと表裏に対抗する電極を形成した。共振回路はアンテナとコンデンサーからなる。アンテナ末端に接続するＩＣチップは、概ね０．４〜１．０ｍｍ角程度の大きさである。通信周波数は、１３．５６ＭＨｚ（ＨＦ）、９００ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ（ＵＨＦ）のいずれかが好ましいが、特にこの周波数に制限されず用途に応じて選択できる。ＩＣチップと接続部を保護するためにＩＣチップを封止樹脂で被覆することもできる。
【００５２】
本実施例では、ＩＣチップはＨＦ帯（ＩＳＯ１４４４３）準拠品を使用し、具体的には、ＮＸＰ社製Ｉ／ＣＯＤＥ  ＳＬＩＸを使用した。ＩＣチップを、アンテナ末端の接続用アイランドにＡＣＰを介して接続し、その後、表裏をＰＥＴで被覆して保護した。
【００５３】
このコイン型ＩＣタグ７を図５（表１）に示すような配置でリーダライタ側のアンテナ空間に静置した。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
リーダライタ側の第一のコイルアンテナ３と第二のコイルアンテナ４の方向は図５から容易に類推できるので、ＩＣタグ７のアンテナ面の向きを、図５ではコインを貫通する→で示してある。矢印→の方向は、コイルの巻き方向である（アンテナが載る面は矢印に垂直な方向である。）が、概ね図５（ａ），図５（ｂ），図５（ｃ）で示す３つの方向で試験を行った。また、（ａ）〜（ｃ）の配置は、表１ではそれぞれパターン１，２，３に対応している。尚、図５では、図１と異なり電子部品とリーダライタが省略されている。
【００５６】
第一のコイルアンテナ３は、図２に示すように線幅が同じ単純なコイルパターンで図５
（ａ）〜（ｃ）で共通であるが、第二のコイルアンテナ４の形状は、図２に示す線幅が同じ単純コイル、図３に示す線幅が非一様な偏心パターン、図４に示すつづら折り配置とした。表１では、従来、偏心、つづらに対応している。
【００５７】
リーダライタ側のアンテナは、コイン型ＩＣタグのコイル寸法に合わせて外側で５０mm角、内側で４０mm角の寸法で形成した。
【００５８】
通信性能の比較結果は表１の右側に示した。◎は良好な通信性能、○は実用範囲の通信性能、▽〜×は実用には不安が残るという意味である。第二のコイルアンテナ４を用いることでＩＣタグを第一のアンテナに対してアンテナ面が垂直でも通信可能となった。さらに、偏心パターン化、つづら折り配置とすることでアンテナ面の角度に依存しない通信が可能となった。特につづら折のコイルアンテナを導入することで、従来は通信が不能であった角度でも実用範囲の通信性能が得られた。
【００５９】
ＩＣタグが置かれる位置については結果を明示していないが、第一のアンテナコイルと第二のアンテナコイルのなす直方体空間の内部にありさえすれば概ね良好な通信が可能であった。
本発明になるアンテナ構成と導電パターンを用いることによって、通信性能が向上することが確認された。
【符号の説明】
【００６０】
１、（非接触）リーダライタシステム
２、リーダライタ（給電部）
３、第一のコイルアンテナ
４、第二のコイルアンテナ
５、周波数調整用電子部品
６、つづら折り部
７、ＩＣタグ（カード）
８、スルーホール
９、基材
１０、接続用アイランド
２０、ＲＦＩＤ
２１、リーダライタ（ＲＷ）
２２、ホストコンピュータ
２３、ＤＰＵ
２４、変調回路
２５、復調回路
２６、ループアンテナ
２６ａ、リーダライタ側
２６ｂ、ＲＦＩＤ側
２７、コンデンサー
２８、ハイパスフィルター
２９、レギュレータ
３０、シーケンサ
３１、メモリ
３２、整流回路
【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図１】
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【図３】
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【図５】
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