JP2004328722A

JP2004328722A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2004328722A
Application number: JP2004102114A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Shishido; 淳宍戸; Toshiya Kitagawa; 敏哉北川
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2003-04-07
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: US20040196205A1; EP1467435A1; CN100367565C; EP1467435B1; DE602004004689T2; JP3781042B2; CN1536714A; US7046208B2; DE602004004689D1; ATE354184T1

Abstract

【課題】
この発明は、３ループ以上の送信アンテナを用いた場合に、送信アンテナと受信アンテナとの間で電流の結合による不適な電流の減少を完全に打ち消すことができるアンテナ構造を提供し、これにより信頼性の高い安定した送信能力を確保できるようにした。
【解決手段】
この発明は、３ループ以上の送信アンテナを設け、この送信アンテナの３ループ以上の各ループと対応する受信アンテナの各磁束通過領域に生じる正位相の磁束量と逆位相の磁束量との総和が打ち消し合うように、該受信アンテナの少なくとも１つの磁束通過領域のループ形状を変形して設ける。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば入退室の管理あるいは荷物の自動仕分けを行うために人や物に付帯させて用いられるデータキャリアとの間で非接触にデータ通信を行うアンテナ装置に関し、さらに詳しくは非接触通信時の受信能力を高めたアンテナ装置に関する。

通常、データキャリアとして用いられる非接触ＲＦタグ(以下ＲＦタグと称す)は、コイルアンテナと不揮発性メモリを内蔵するＩＣチップとからなり、誘導磁界を発生するアンテナ装置と無線でデータ通信されている。この非接触通信の技術は、バーコードに代わる認識技術として注目を浴びている。このような非接触通信を可能にするＲＦタグに対しては、ＩＣチップを動作させるための電源を、アンテナが発生する誘導磁界から取出すので電池が不要になる。

一方、アンテナ装置にはループアンテナが用いられ、その使用方法や場所によって様々なアンテナ形状を構成することになる。

例えば、１つのアンテナを検出領域の片側に対向させて配置したアンテナ装置、あるいは同形状の２つのアンテナを、検出領域の両側に対向させて配置したゲート型のアンテナ装置が存在する。これらのアンテナ装置は、コンベアに搬送される物品の自動読取り装置や物品の入出庫管理のための読取り装置、もしくは従来の万引き防止のセキュリティゲートなどに用いられている。

このような目的に使用されるアンテナ装置は、検出領域内のＲＦタグを、その位置や向きに依存せずに読取ることが要求され、しかも電波法規制内の限られた電波出力内で実現する必要がある。この相反する要求を満足するために、従来の電波を用いたアンテナ装置では、多くの形態のアンテナが提案されている。

この種のアンテナの通信性能について考察してみると、送信と受信とを１つのアンテナで行うことも可能であるが、通常このような場合のアンテナは送信周波数に適応するように設定されているため、受信感度は最適な場合に比べて低くなる。そこで、送信アンテナまたは送受信アンテナとは別に、受信周波数に適応するように設定された受信アンテナを設ける場合がある。

例えば、図６に示すように、長方形にかたどった１ループの送信アンテナ６１の内側に同長方形にかたどった１ループの受信アンテナ６２を配置すると、送信アンテナ６１のループ形状を貫く方向に発生した磁界によって、受信アンテナ６２に電流６３が誘起されて結合してしまう。このため、送信アンテナ６１に流れる電流は、受信アンテナ６２に結合して消費される分、減少してしまう。

この電流減少の対策として、図７に示すように、第１ループアンテナ７１ａと第２ループアンテナ７１ｂとを８の字型に有する送信アンテナ７１を設け、第１ループアンテナ７１ａに、第２ループアンテナ７１ｂとは逆位相の電流を流す場合は、第１ループアンテナ７１ａが発生させる磁界によって受信アンテナ７２に誘起される電流７３ａと、第２ループアンテナ７１ｂが発生させる磁界によって受信アンテナ７２に誘起される電流７３ｂとは、それぞれ大きさは同じで電流の向きが逆になるので打ち消し合う。これにより、送信アンテナ７１と受信アンテナ７２との結合を無くし、送信アンテナ７１の電流が減少しないようにしている。

上述の２ループの形状は、これに限らず、図８に示すように、長方形にかたどり、その中央部が交わらない間隔に絞って上側を第１ループアンテナ８１ａに設け、下側を第２ループアンテナ８１ｂに設けて８の字型の送信アンテナ８１を設けることもできる。

さらに、３ループの送信アンテナの場合を考えてみると、図９に示すように、長方形に直列して配置された第１〜第３ループアンテナ９１ａ〜９１ｃのうち、両端部の第１ループアンテナ９１ａと第３ループアンテナ９１ｃは、第２ループアンテナ９１ｂに対して逆位相の電流が流れている。

この場合、同長方形の受信アンテナ９２を送信アンテナ９１と同平面上で内側に沿って配置すると、第１〜第３ループアンテナ９１ａ〜９１ｃと対応する受信アンテナ９２の内側の第１〜第３磁束通過領域Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３には、送信アンテナ９１が発生させる各々の磁束が通過する。このとき、第１と第３の磁束通過領域Ｓ_１，Ｓ_３の磁束の向きは第２磁束通過領域Ｓ_２の磁束の向きと逆になる。

これらの磁束通過領域Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３毎の磁束をそれぞれΦ_１，Φ_２，Φ_３とすると、受信アンテナ９２の第１〜第３磁束通過領域Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３を通過する磁束の総和Φは、Φ_１−Φ_２＋Φ_３となる。

通常、受信アンテナ９２の磁束通過領域を通過する磁束を打ち消し合せたときの打ち消し度合いの関係は、Φ_１＋Φ_３＝Φ_２ではないので、磁束の総和Φは零にはならない。このため、受信アンテナ９２には電流が誘起され、送信アンテナ９１に流れる電流が受信アンテナ９２に消費されて減少してしまい、送信能力が低下する。このような不適な結合を完全に打ち消すことができない場合は、通信性能が低下してＲＦタグの検出領域が狭くなってしまう。

また、特許文献１には、４ループの送信アンテナを用い、ループアンテナが交差する部分に生じる不検出領域を最小化して良好な通信が得られる技術が開示されているが、このアンテナ装置の受信能力を高めるために従来の長方形の受信アンテナを設けると、先に述べた磁束の総和が零にならないことに起因して送信能力が低くなる場合がある。

特開２００２−２３７７２０号公報

そこでこの発明は、３ループ以上の送信アンテナを用いた場合に、送信アンテナと受信アンテナとの間で電流の結合による不適な電流の減少を完全に打ち消すことができるアンテナ構造を提供し、これにより信頼性の高い安定した送信能力を確保できるようにしたアンテナ装置を得ることを目的とする。

この発明は、平面上に隣り合ってループ状に配置された３ループ以上のループを設け、これらの隣り合う一方のループに流れる電流に対して他方のループに流れる電流を逆位相にしたループを少なくとも１つ以上有する送信アンテナと、該送信アンテナと同平面上で沿うように配置された１ループの受信アンテナとを組合せた１組以上のアンテナ組立体を有し、このアンテナ組立体とデータキャリア(ＲＦタグ)との間で非接触にデータ通信を行うアンテナ装置であって、前記送信アンテナの３ループ以上の各ループと対応する前記受信アンテナの各磁束通過領域に生じる正位相の磁束量と逆位相の磁束量との総和が打ち消し合うように該受信アンテナの少なくとも１つの磁束通過領域のループ形状を変形して設けたことを特徴とする。

前記３ループ以上の送信アンテナを構成する場合、該送信アンテナに長方形などの単純な形のループ形状を有する受信アンテナを沿設すると、この沿設された受信アンテナによって送信電流が該受信アンテナ側に消費されることがあり、送信能力が低下する恐れが生じる。このため、送信能力が低下しないように受信アンテナを配置する必要がある。そこで、受信アンテナの磁束通過領域と対応するループ部分のループ形状を変えれば、磁束通過領域を通過する正逆の相反する磁束量を完璧に打ち消し合うように配置することができる。

この発明によれば、３ループ以上の送信アンテナにした場合、該送信アンテナに沿って配置された受信アンテナ側も同ループ数に応じた３個以上の磁束通過領域の数が存在することになる。従って、これらの磁束通過領域と対応する受信アンテナのループ形状を部分的に変えることによって、各々の磁束通過領域の大きさを変えることができる。このため、受信アンテナの各磁束通過領域を通過する正位相の磁束量と逆位相の磁束量とを完全に打ち消し合わせるように磁束量の大きさを部分的に調整することができる。

この結果、送信アンテナに沿って受信アンテナを配置しても、送信アンテナに出力された電流が受信アンテナ側で消費されなくなり、送信電流はそのまま有効に送信出力として使用される。このため、送信能力は低下せず、信頼性の高い安定した送信性能を維持することができる。

前記データキャリアは、誘導磁界を介して非接触にデータ通信できる固有のデータを有しており、ＩＣタグ（ＲＦ−ＩＤタグ、ＲＦタグ）、ＩＤタグ等の非接触ＲＦタグで構成することができる。その形状はカード型、スティック型、コイン型等に形成できる。

前記ループ形状は、ループ内の磁束通過領域が広くとれる形状が好ましく、また平面上でのループの配置に適した形状が好ましいため、長方形や正方形などの矩形、あるいは矩形に近い楕円形などが適している。

また、３ループ以上の送信アンテナを構成する場合、同一の大きさの複数のループを配置してもよく、ループ毎に大きさを変えて配置してもよく、任意の大きさに配置して設けることができる。

例えば、３ループの場合であれば、中央部に正位相の磁束を生じさせる大きいループを設け、その両側に逆位相の磁束を生じさせる１／２の大きさの小さいループをそれぞれ設ければ、受信アンテナ側では３ループに対応する３区画の磁束通過領域が得られ、中央のループと両側のループとで互いに異なる磁束を打ち消し合せる配置構成がとれる。

また、ループを平面上に配置すれば、平板状のアンテナ組立体となり、検出領域が広くとれるとともに、薄型で限られたスペースへの配置に好適となる。

このアンテナ装置の利用に際しては、検出領域の片面にアンテナ組立体を１組対設して配置構成してもよく、検出領域を挟んだ両側に同形のアンテナ組立体を対設するゲート型にも適用することができる。
前記送信アンテナには、この送信アンテナに限らず、送信機能と受信機能を備えた送受信アンテナを適用することもできる。

この発明の別の形態では、前記送信アンテナのループ形状を矩形に設け、該送信アンテナのループ形状に対応させて前記受信アンテナのループ形状を矩形に設け、該受信アンテナのループ形状の一部を、磁束量調整用に狭めて構成することができる。

この場合は、送信アンテナおよび受信アンテナのループ形状を平面上の配置に適した矩形に設け、さらに受信アンテナのループ形状の一部を狭めることによって、この狭められたループアンテナの部分での磁束量を減らすことができる。従って、磁束通過領域が広いループ形状をとっている場合には、そのループの一部を狭めれば、磁束通過領域を通過する磁束の正逆の総和を零に設定することができる。このように構成した場合も、送信電流を損なわずに受信アンテナを配置することができる。

この発明の別の形態では、送信アンテナおよび前記送信アンテナのループ形状を矩形に設け、該送信アンテナのループ形状に対応させて前記受信アンテナのループ形状を矩形に設け、該受信アンテナのループ形状の一部を、磁束量調整用に広げて構成することができる。

この場合も同様に、受信アンテナのループ形状を平面上の配置に適した矩形に設け、さらに受信アンテナのループ形状の一部を広げることによって、この広げられたループアンテナの部分での磁束量を増やすことができる。従って、磁束通過領域が狭いループ形状をとっている場合には、そのループの一部を広げれば、磁束通過領域を通過する磁束の正逆の総和を零に設定することができる。このように構成した場合も、送信電流を損なわずに受信アンテナを配置することができる。

この発明によれば、３ループ以上の送信アンテナを用いる場合、送信アンテナと受信アンテナとの間の不適な結合による電流の損失を回避することができるループ形状の受信アンテナを配置することができる。

この発明の一実施の形態を以下図面に基づいて説明する。
図面はアンテナ装置を示し、図１は入退室の管理を行うアンテナ装置１１の実施の形態を示す。

このアンテナ装置１１は、出入口１２に通じる入退室通路１３を挟んで対設した一方の第１アンテナ組立体１４と、他方の第２アンテナ組立体１５とから構成される。

これらの対向する２組の同じアンテナ組立体１４，１５との間に形成される空間をＲＦタグ１６の検出領域１７に設定している。そして、この検出領域１７にＲＦタグ１６を携帯した人１８が進入したとき、両側のアンテナ組立体１４，１５がＲＦタグ１６の存在を非接触にデータ通信して検出する。

ここに用いられるＲＦタグ１６は、銅線をコイル状に巻回したアンテナコイルと、データを記憶するメモリや必要な回路を集積したＩＣチップとを備え、これらの表裏を長方形の保護シートで挟んで一体に形成している。

前記各アンテナ組立体１４，１５は、外観を普通人の身長程度の高さで、通路方向の長さを検出領域１７を作り出すことができる程度の長さを有する縦長の平板面を通信面にして立設させたものである。これらの対向する通信面間の空間の全てを通信可能な検出領域１７に設定し、ＲＦタグ１６が検出領域１７のどの位置で通過しても通信できるようにしている。

この場合、各アンテナ組立体１４，１５は同じアンテナ構造を有し、対向する２組を一対として、左右から検出領域１７に向けて非接触の同様な通信を行うため、その一方のアンテナ構造について説明する。

このアンテナ構造は、図２に示すように、平面上に隣り合って矩形のループ状に配置され、隣り合う一方のループに流れる電流に対して他方のループに流れる電流を逆位相にした第１ループアンテナ２１と、第２ループアンテナ２２と、第３ループアンテナ２３との３個のループアンテナからなる送信アンテナ２４を送信機２５に接続し、該送信アンテナ２４と同平面上で、その内側に沿って配置された同長方形状を有する１ループの受信アンテナ２６を受信機２７に接続している。

上述の送信アンテナ２４は、長方形のループを３個直列して配置した第１〜第３ループアンテナ２１〜２３を有している。このうち、両端部の第１ループアンテナ２１と第３ループアンテナ２３は、第２ループアンテナ２２に対して逆位相の電流が流れている。この図２において、２１ａ，２３ａは正方向（紙面奥方向）の磁界により受信アンテナ２６に誘起される電流を示し、２２ａは逆方向（紙面手前方向）の磁界により受信アンテナ２６に誘起される電流を示す。

この場合、同長方形の受信アンテナ２６を、送信アンテナ２４と同平面上で、その内側に沿って配置すると、第１〜第３ループアンテナ２１〜２３と対応する受信アンテナ２６の内側の第１〜第３磁束通過領域Ｓ_２１，Ｓ_２２，Ｓ_２３には、送信アンテナ２４が発生させる磁界によって各々の磁束が通過する。

このとき、第１と第３の磁束通過領域Ｓ_２１，Ｓ_２３の磁束の向きは、第２磁束通過領域Ｓ_２２の磁束の向きとは逆になる。これらの磁束通過領域Ｓ_２１，Ｓ_２２，Ｓ_２３毎の磁束をそれぞれΦ_２１，Φ_２２，Φ_２３とすると、受信アンテナ２６の第１〜第３磁束通過領域Ｓ_２１，Ｓ_２２，Ｓ_２３を通過する磁束の総和Φは、Φ_２１−Φ_２２＋Φ_２３で表すことができる。

そこで、受信アンテナ２６の各磁束通過領域Ｓ_２１，Ｓ_２２，Ｓ_２３に生じる正位相の磁束量と逆位相の磁束量との総和が打ち消し合うように、例えば該受信アンテナ２６の第２磁束通過領域Ｓ_２２に該当するループの直線部分を、幅方向に内向きに狭めた幅狭部２８を形成して磁束量を減らすように調整する。この実施の形態では凹状の台形に部分変形させて幅狭部２８を形成している。

このようにすれば、幅狭部２８によって狭められた部分での磁束通過領域を小さくして、この狭められたループ部分での磁束量を減らすことができる。このため、幅狭部２８の幅狭調整度合いによって受信アンテナ２６の各磁束通過領域を通過する正逆の磁束量の総和を微調整することができ、磁束量の総和を容易に零に設定することができる。このため、受信アンテナ２６を組込んでも送信電流に悪影響を及ぼさずに配置できる。従って、送信電流を損なわずに受信アンテナ２６を設けることができる。

上述の送信機２５と受信機２７は、ＲＦタグ１６を検知する上位の図示しない制御部に接続されている。これにより、制御部からの制御指示に従って、ＲＦタグ１６との通信制御を実行する。

上述の実施の形態では、受信アンテナ２６のループを狭めて、位相の異なる磁束量を完全に打ち消し合せるように調整したが、これとは逆に該ループを広げて位相の異なる磁束量を完全に打ち消し合せるように調整することもできる。
例えば、図３に示すように、送信アンテナ３４は、上述の実施の形態と同構成であり、長方形のループを３個直列して配置した第１〜第３ループアンテナ３１〜３３を有している。このうち、両端部の第１，第３ループアンテナ３１，３３と、中間部の第２ループアンテナ３２とは逆位相の電流が流れる。

この場合、同長方形の受信アンテナ３６を、送信アンテナ３４と同平面上で、その内側に沿って配置したときに、受信アンテナ３６の各磁束通過領域Ｓ_３１，Ｓ_３２，Ｓ_３３に生じる正位相の磁束量と逆位相の磁束量との総和が打ち消し合うように、例えば該受信アンテナ３６の第１磁束通過領域Ｓ_３１と第３磁束通過領域Ｓ_３３のループの直線部分を、幅方向に外向きに広げた幅広部３８を形成して磁束量を増やすように調整する。この実施の形態では凸状の台形に突出させて幅広部３８を形成している。

このように構成した場合は、幅広部３８によって受信アンテナ３６の広げられた部分での磁束通過領域を大きくして磁束量を増やすことができる。従って、受信アンテナ３６のどこかの磁束通過領域Ｓ_３１，Ｓ_３２，Ｓ_３３が狭く、磁束量が若干少ないループ形状になっている場合には、磁束量の増大が要求される該当するループ部分を広げることによって、受信アンテナに生じる正逆の磁束量の総和を零に設定できる。この場合も、正逆の磁束量の差が生じないため送信アンテナ３４と受信アンテナ３６との間の不適な結合による電流の減少を解消して電流の損失を回避できる。

このように、正位相と逆位相の磁束量の総和が僅かに異なる場合に、その磁束量の微調整のために一方のループ形状を狭めたり、広げたりして正逆の位相の異なる磁束量の総和を零に設定することができる。このほかにも、受信アンテナの１ループの一方の磁束通過領域を幅狭にし、同ループの他方の磁束通過領域を広幅にして磁束量を調整することもできる。

上述の幅狭部２８と幅広部３８の形状は、任意の凹凸形状に設ければよいが、上下左右を対称形にしてバランスのよい磁束を生じさせるのが好ましい。

図４は第１〜第４のループアンテナ４１〜４４を有する送信アンテナ４５と、これらの内側に沿う大きな１ループの受信アンテナ４６とを組合せて構築したアンテナ組立体４７である。

このアンテナ組立体４７は、長方形のループ状に屈曲されたコイルの両端部が長方形となり、その中間部幅狭部分の一辺の略中点から平行に外方に延びてマッチング回路４７ａに接続された第１，第３ループアンテナ４１，４３が同一平面上に、かつマッチング回路４７ａに接続される端子を挟んで互いに逆側に配置される。

同様に長方形のループ状に屈曲されたコイルの両端部が長方形となり、その中間部幅狭部分の一辺の略中点から平行に外方に延びてマッチング回路４７ｂに接続された第２，第４ループアンテナ４２，４４が同一平面上に、かつマッチング回路４７ｂに接続される端子を挟んで互いに逆側に配置される。

さらに、第１，第２，第３，第４ループアンテナ４１〜４４の順に、同一平面上で長方形の辺が隣接するように配置された構成を有する。

そして、第１，第３ループアンテナ４１，４３と、第２，第４ループアンテナ４２，４４とは流れる電流が互いに逆位相になり、第１，第３ループアンテナ４１，４３または第２，第４ループアンテナ４２，４４の何れかに流れる電流の位相がデータ通信に対応した所定のタイミングで反転するように制御する。これにより、検出領域が切替わり、アンテナ中央部とアンテナ両側との検出領域を時間的に補完して検出性能を維持するものである。

この切替えは、送信機４９から出力された送信信号を分配器５０によって分配した後、この分配器５０に入力された送信信号を一方のマッチング回路４７ａと他方のマッチング回路４７ｂへの出力に分配して位相を切替える。

この場合も、受信アンテナ４６を、送信アンテナ４４と同平面上で、その内側に沿わせて配置したときに、送信アンテナ４４の第１〜第４のループアンテナ４１〜４４に対応する受信アンテナ４６の各磁束通過領域Ｓ_４１，Ｓ_４２，Ｓ_４３，Ｓ_４４に生じる正位相の磁束量と逆位相の磁束量との総和が打ち消し合うようにする。

例えば、該受信アンテナ４６の第２磁束通過領域Ｓ_４２と第３磁束通過領域Ｓ_４３の両側の直線部分を形成するループを、これより内向きの台形状に狭めた幅狭部４８にそれぞれ形成して磁束量を調整するものである。

具体的な受信アンテナ形状の調整の方法と、実際の計測値を以下に示す。
まず、図１１は、３ループの送信アンテナ１１１に電流を流した場合の、送信アンテナ１１１及び受信アンテナ１１２が配置されている平面における、紙面に対して垂直方向の磁束密度の分布を色の濃淡によって示している。

このように、送信アンテナにより形成される磁束密度は複雑に分布しており、この送信アンテナに沿わせて配置した受信アンテナを通過する磁束量の総和が打ち消し合うように調整することは容易ではない。

理論的には、単位面積あたりの磁束分布が均一の場合には、磁束量は、磁束密度と面積の積となるが、実際には図１１のように、磁束密度は均一ではないため、単純な積ではなく、積分計算により算出される。

さらに、計算上算出される磁束量は、実測の値とは微妙に異なるため、受信アンテナの最終的形状は、上述の積分計算により概略の形状を形成した上で、実際に送信アンテナに電流を流した際の受信アンテナに流れる電流値を検出することにより微調整を行って決定される。

ここで、図４の４ループのアンテナ組立体の場合を例に挙げ、図１０の従来の４ループのアンテナ組立体と比較して、本願発明の効果が発揮され、送信アンテナに流れる電流がロスしていない計測結果を示す。

下記の表１は、上記両者における、各アンテナの流れる電流値を示している。

ここで、図１０のアンテナ組立体４７’は、送信アンテナ４１〜４４、及び、回路構成並びに制御方法については図４のそれと同じであるが、受信アンテナ４６’は、従来例として上述したように単なる矩形に形成されており、磁束量の調整について何ら加工を行っていない。

表１に示すように、本願発明の図４の実施例においては、図１０の従来例と比較して、受信アンテナ４６（４６’）に流れる電流が小さく、限りなく０に近くなっており、これに伴い、送信アンテナ４１〜４４に流れるべき電流が減少していないことが明確に見て取れる。

この結果、送信アンテナ４１〜４４に流れる電流は、受信アンテナに結合して損失されることなく、送信アンテナの通信可能領域を広く保つことが可能となっている。

これとは逆に、図１０の従来例の場合、送信アンテナと受信アンテナの不適な結合により、送信アンテナ４１〜４４の電流が損失し、結果的に通信可能領域が減少してしまっていることが見て取れる。

つまり、図１０においては、各磁束通過領域Ｓ’_４１，Ｓ’_４２，Ｓ’_４３，Ｓ’_４４に生じる正位相の磁束量と逆位相の磁束量との総和が打ち消し合っていない。

例えば図１０に示す向きに電流を送信アンテナ４５に流す場合、Ｓ’_４２，Ｓ’_４３に生じる紙面手前方向の磁束量と、Ｓ’_４１，Ｓ’_４４に生じる紙面奥方向の磁束量とが均衡していないため、受信アンテナ４６’に電流が誘起されてしまっている。

そこで、図４のように、Ｓ_４２，Ｓ_４３の領域を幅狭部４８によって狭め、Ｓ_４１，Ｓ_４４に生じる磁束量と、Ｓ_４２，Ｓ_４３に生じる磁束量との均衡を図っているのである。

さらに、必要に応じて、マッチング回路４７により電流の位相を反転させた場合についても調整を行う。
この図４の例の場合、Ｓ_４１，Ｓ_４２に生じる磁界の方向を同じにし、Ｓ_４３，Ｓ_４４に生じる磁界の方向を同じにすることで、上述の磁界の方向では検出しきれない検出領域を時間的に補完することができる。

よって、Ｓ_４１及びＳ_４２に生じる磁束量の和と、Ｓ_４３及びＳ_４４に生じる磁束量の和との均衡を図り、結果として、受信アンテナ４６に電流が誘起されないよう、幅狭部４８の形状の微調整を行う。

先に述べたＳ_４１，Ｓ_４４に対するＳ_４２，Ｓ_４３の調整と、両立させる必要があるため、検出領域の切替えを行う場合には、この幅狭部４８は、複数の磁束通過領域に形成する、若しくは、複数の磁束通過領域に跨って形成することが望ましい。

かかる両方の場合において、受信アンテナ４６に流れる電流が最も少なくなる最適な場合を幅狭部４８の形状の調整によって見つけ出す。
送信アンテナに流す電流の位相パターンを、更に他にも用いる場合には、それぞれの場合において、受信アンテナ４６に流れる電流が最も少なくなる最適な場合を幅狭部４８の形状の調整によって見つけ出す。

図５は物品の自動仕分けにアンテナ装置５１を適用した場合を示す。
このアンテナ装置５１は物品５２を搭載して搬送するベルトコンベア５３の上下面を挟む上下方向に隔たった検出位置に、第１のアンテナ組立体５４と第２のアンテナ組立体５５を対設して構成したものである。

この場合は、物品５２に付けられたＲＦタグ５６が物品５２とともにベルトコンベア５３によって搬送され、このＲＦタグ５６が第１，第２のアンテナ組立体５４，５５と対向する検出領域５７に至ったとき、これらの上下に対向するアンテナ組立体５４，５５がＲＦタグ５６と非接触に通信して、ＲＦタグ５６の存在を検出し、該ＲＦタグ５６とのデータ通信を行う。

このデータ通信を行ったとき、検出領域５７で、物品５２に付けられたＲＦタグ５６のデータを読取り、この読取ったデータに基づいて、物品５２を読取りデータに応じた方向に搬送制御して各物品５２を処理目的の方向に自動的に仕分けることができる。このように、個々の物品の検出に適用できるほか、人が携帯するＲＦタグを検出して各人を特定する入退室管理用のゲートなどの通路やベルトコンベアなどの搬送路の全てに適用することができる。

この発明の構成と、上述の一実施の形態の構成との対応において、
この発明のデータキャリアは、実施の形態のＲＦタグ１６，５６に対応し、
以下同様に、
ループ形状の変形は、幅狭部２８，４８と幅広部３８とに対応するも、
この発明は、上述の実施の形態の構成のみに限定されるものではなく、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、多くの実施の形態を得ることができる。

入退室の管理を行うアンテナ装置の使用状態を示す斜視図。幅狭部を備えたアンテナ組立体を示す説明図。幅広部を備えたアンテナ組立体を示す説明図。４ループアンテナを有するアンテナ組立体とその回路構成図。物品の自動仕分けにアンテナ装置を適用した使用状態を示す斜視図。従来の１ループのアンテナ組立体を示す説明図。従来の２ループのアンテナ組立体を示す説明図。従来の２ループの異なったアンテナ組立体を示す説明図。従来の３ループのアンテナ組立体を示す説明図。従来の４ループのアンテナ組立体を示す説明図。３ループのアンテナ組立体の磁束密度分布を示す説明図。

符号の説明

１１…アンテナ装置
１２…出入口
１３…入退室通路
１４，１５，４７，４７’，５４，５５…アンテナ組立体
１６，５６…ＲＦタグ
１７，５７…検出領域
１８…人
２１，３１，４１，７１ａ，８１ａ，９１ａ…第１ループアンテナ
２２，３２，４２，７１ｂ，８１ｂ，９１ｂ…第２ループアンテナ
２３，３３，４３，９１ｃ…第３ループアンテナ
４４…第４ループアンテナ
２４，３４，４５，６１，７１，８１，９１，１１１…送信アンテナ
２５，４９…送信機
２６，３６，４６，４６’，６２，７２，９２，１１２…受信アンテナ
２７…受信機
２８，４８…幅狭部
３８…幅広部
４７ａ，４７ｂ…マッチング回路
５０…分配器
５１…アンテナ装置
５２…物品
５３…ベルトコンベア
６３，７３ａ，７３ｂ…電流
Ｓ_２１〜Ｓ_２３，Ｓ_３１〜Ｓ_３３，Ｓ_４１〜Ｓ_４４，Ｓ’_４１〜Ｓ’_４４…磁束通過領域

Claims

平面上に隣り合ってループ状に配置された３ループ以上のループを設け、これらの隣り合う一方のループに流れる電流に対して他方のループに流れる電流を逆位相にしたループを少なくとも１つ以上有する送信アンテナと、該送信アンテナと同平面上で沿うように配置された１ループの受信アンテナとを組合せた１組以上のアンテナ組立体を有し、このアンテナ組立体とデータキャリアとの間で非接触にデータ通信を行うアンテナ装置であって、
前記送信アンテナの３ループ以上の各ループと対応する前記受信アンテナの各磁束通過領域に生じる正位相の磁束量と逆位相の磁束量との総和が打ち消し合うように該受信アンテナの少なくとも１つの磁束通過領域のループ形状を変形して設けたアンテナ装置。
前記送信アンテナのループ形状を矩形に設け、該送信アンテナのループ形状に対応させて前記受信アンテナのループ形状を矩形に設け、該受信アンテナのループ形状の一部を磁束量調整用に狭めた請求項１記載のアンテナ装置。
前記送信アンテナのループ形状を矩形に設け、該送信アンテナのループ形状に対応させて前記受信アンテナのループ形状を矩形に設け、該受信アンテナのループ形状の一部を磁束量調整用に広げた請求項１記載のアンテナ装置。