JP2005033413A - ループアンテナ及び非接触ｉｃカード読取／書込装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電磁波の近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰させることができるループアンテナ及び非接触ＩＣカード読取／書込装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、少なくとも一方の面に電磁波シールド１を備えたループアンテナ１０であって、電磁波シールド１は、複数の導電体２と、グランドに接続するためのグランド接点３と、複数の導電体２とグランド接点３とを接続するリード線４とを備え、複数の導電体２はリード線４を介してグランド接点３と電気的に接続され、複数の導電体２は各々の導電体２の任意の点からリード線４を経てグランド接点３へ至る経路が一意的に定まる様に配されてなる構成とした。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触ＩＣカードに電力と送信データを供給し、非接触ＩＣカードから受信データを負荷変動により取得するループアンテナ及び非接触ＩＣカード読取／書込装置に関し、特に、電磁波の近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰させることが可能なループアンテナ及び非接触ＩＣカード読取／書込装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、非接触ＩＣカードを用いたリーダライタシステムは、一般に非接触ＩＣカードシステムと呼ばれ、例えば１３．５６ＭＨｚの周波数帯を利用した物流システム、交通システム、航空貨物管理システム等々に実用化されつつある。このシステムは、１枚の樹脂製カード上にＩＣチップとアンテナコイルを備えた非接触ＩＣカードと、この非接触ＩＣカードとの通信を行う読取／書込装置とを備え、この読取／書込装置にはループアンテナが備えられている。このループアンテナにより電力と送信データを常時または間欠に送信し、この電力と送信データを受信できる範囲内にある非接触ＩＣカードからの受信データを得るものである。
【０００３】
ところで、このシステムでは、通信に高周波磁束を利用するものであるが、通信用のアンテナを駆動する際に、高周波磁束以外に高周波電界も放出されることになる。高周波電界の強度は、電波法により規制が行われており、この法律を満足すべく例えば、アンテナの出力を下げるなどの措置が行われたが、この場合、通信距離が短くなるなどの問題が発生した。他の対策として、アンテナの周囲にシールド板を配置することなどが行われている。
【０００４】
ここで、図１９は従来の非接触ＩＣカード読取／書込装置の概略斜視図である。例えば、（特許文献１）によれば、図１９に示すように電界シールドパターン３１、給電パターンコイル３２からなるシールドアンテナコイル３３が開示されている。電界シールドパターン３１は、給電パターンコイル３２を覆うような幅からなり、磁束成分の放射の妨げになる渦電流の発生を防ぐために開ループとされ、給電パターンコイル３２を覆うように配され、グランドとなるように図示されている。このような構成とすることで、通信に必要な磁束成分を確保しつつ、他の無線装置の通信妨害となる電界成分を減らすことができることが示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３２６５２６号公報
【０００６】
【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カード読取／書込装置の構成では電界は減らすことができるものの、通信で必要とされる近傍磁束の減衰も大きくなってしまい、通信距離が極端に短くなってしまうなどの問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するもので、電磁波の近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰させることができるループアンテナ及び非接触ＩＣカード読取／書込装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【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、本発明のループアンテナは、少なくとも一方の面に電磁波シールドを備えたループアンテナであって、電磁波シールドは、複数の導電体と、グランドに接続するためのグランド接点と、複数の導電体とグランド接点とを接続するリード線とを備え、複数の導電体はリード線を介してグランド接点と電気的に接続され、複数の導電体は各々の導電体の任意の点からリード線を経てグランド接点へ至る経路が一意的に定まる様に配されてなる構成とした。
【０００９】
また、本発明の非接触ＩＣカード読取／書込装置は、非接触ＩＣカードに電磁誘導により電力と送信データを供給し、非接触ＩＣカードから受信データを負荷変動により取得する本発明のループアンテナと、ループアンテナに接続された読取／書込装置部とを備えた構成としたものである。
【００１０】
本発明によれば、ループアンテナから放出される電磁波の磁束と電磁波シールドとの磁気的結合を小さく出来るので、近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰できるループアンテナ及び非接触ＩＣカード読取／書込装置の提供が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１に係る発明は、少なくとも一方の面に電磁波シールドを備えたループアンテナであって、電磁波シールドは、複数の導電体と、グランドに接続するためのグランド接点と、複数の導電体と前記グランド接点とを接続するリード線とを備え、複数の導電体はリード線を介してグランド接点と電気的に接続され、複数の導電体は各々の導電体の任意の点からリード線を経てグランド接点へ至る経路が一意的に定まる様に配されてなることを特徴とするループアンテナであり、ループアンテナから放出される電磁波の近傍磁束と電磁波シールドとの磁気的結合を小さくできて、近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰できる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、少なくとも一方の面に電磁波シールドを備えたループアンテナであって、電磁波シールドは、複数の導電体と、グランドに接続するためのグランド接点と、複数の導電体とグランド接点とを接続するリード線とを備え、複数の導電体は、閉ループ構造を作らない様な電気的接続によりリード線を経てグランド接点に接続されてなることを特徴とするループアンテナであり、ループアンテナから放出される電磁波の近傍磁束と電磁波シールドとの磁気的結合を小さくできて、近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰できる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、電磁波シールドの複数の導電体と、グランド接点と、リード線とは、支持体上に設けられたことを特徴とする請求項１，２の内いずれか１項に記載のループアンテナであり、取り扱いが容易である。
【００１４】
請求項４に係る発明は、電磁波シールドの複数の導電体は、絶縁性材料で被覆されてなることを特徴とする請求項１〜３の内いずれか１項に記載のループアンテナであり、複数の導電体が互いに交差した場合でも導電体間での電気的絶縁性を保持できる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、電磁波シールドの複数の導電体は、クシ状、或いは、網目状、或いは、格子状であることを特徴とする請求項１〜４の内いずれか１項に記載のループアンテナであり、効率良く近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰できる。
【００１６】
請求項６に係る発明は、電磁波シールドは、袋状であることを特徴とする請求項１〜４の内いずれか１項に記載のループアンテナであり、ループアンテナの全方位に亘って近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰できる。
【００１７】
請求項７に係る発明は、電磁波シールドは、多層構造であることを特徴とする請求項１〜６の内いずれか１項に記載のループアンテナであり、効率良く近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰できる。
【００１８】
請求項８に係る発明は、電磁波シールドの複数の導電体は、ループアンテナを包み込むように配置されてなることを特徴とする請求項１〜７の内いずれか１項に記載のループアンテナであり、ループアンテナの略全方位に亘って近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰できる。
【００１９】
請求項９に係る発明は、電磁波シールドと対向するループアンテナの背面に、磁性体シートを配置したことを特徴とする請求項１〜８の内いずれか１項に記載のループアンテナであり、効率的に磁束のループ（閉回路）を作ることができる。
【００２０】
請求項１０に係る発明は、磁性体シートに、ループアンテナ側に立設する側壁を設けたことを特徴とする請求項９に記載のループアンテナであり、更に効率的に磁束のループ（閉回路）を作ることができる。
【００２１】
請求項１１に係る発明は、磁性体シートの背面に金属板を配置したことを特徴とする請求項１０に記載のループアンテナであり、予めこの状態でアンテナの整合を行うことにより、設置場所の制限、特に金属の影響を低減することができる。
【００２２】
請求項１２に係る発明は、金属板に、ループアンテナ側に立設する側壁を設けたことを特徴とする請求項１１に記載のループアンテナであり、フレキシブルな磁性体シートを保持することが可能となり、機械的な強度も増加する。
【００２３】
請求項１３に係る発明は、金属板に、複数の貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１２に記載のループアンテナであり、軽量化を図ることができる。
【００２４】
請求項１４に係る発明は、電磁波シールドのグランド接点をループアンテナのグランドと接続したことを特徴とする請求項１〜１３の内いずれか１項に記載のループアンテナであり、グランドを共通とし、配線の引き回し等が複雑でなくなり、設計上の自由度が向上する。
【００２５】
請求項１５に係る発明は、複数の導電体が、各々の導電体の任意の点からグランド接点へ至る経路が一意的に定まる様に配されてなる電磁波シールドを備えたことを特徴とするループアンテナであり、ループアンテナから放出される電磁波の近傍磁束と電磁波シールドとの磁気的結合を小さくできて、近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰できる。
【００２６】
請求項１６に係る発明は、複数の導電体が、閉ループ構造を作らない様な電気的接続によりグランド接点に接続されてなる電磁波シールドを備えたことを特徴とするループアンテナであり、ループアンテナから放出される電磁波の近傍磁束と電磁波シールドとの磁気的結合を小さくできて、近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰できる。
【００２７】
請求項１７に係る発明は、複数の導電体は、クシ状、或いは、網目状、或いは、格子状であることを特徴とする請求項１５，１６の内いずれか１項に記載のループアンテナであり、効率良く近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰できる。
【００２８】
請求項１８に係る発明は、非接触ＩＣカードに電磁誘導により電力と送信データを供給し、非接触ＩＣカードから受信データを負荷変動により取得する請求項１〜１７の内いずれか１項に記載のループアンテナと、ループアンテナに接続された読取／書込装置部とを備えたことを特徴とする非接触ＩＣカード読取／書込装置であり、ループアンテナから放出される電磁波の近傍磁束と電磁波シールドとの磁気的結合を小さくできて、近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰できる。
【００２９】
請求項１９に係る発明は、読取／書込装置部はループアンテナの開口部内に配置され、筐体内に収納されたことを特徴とする請求項１８に記載の非接触ＩＣカード読取／書込装置であり、ループアンテナと一体化された非接触ＩＣカード読取／書込装置を実現でき、取り扱いも容易であって、設置場所等の制約を受けることがない。
【００３０】
請求項２０に係る発明は、読取／書込装置部はループアンテナに隣接して配置され、筐体内に収納されたことを特徴とする請求項１８に記載の非接触ＩＣカード読取／書込装置であり、ループアンテナと一体化された非接触ＩＣカード読取／書込装置を実現でき、取り扱いも容易であって、設置場所等の制約を受けることがない。
【００３１】
請求項２１に係る発明は、非接触ＩＣカードに電磁誘導により電力と送信データを供給し、非接触ＩＣカードから受信データを負荷変動により取得するループアンテナと、ループアンテナに接続された読取／書込装置部とを備え、ループアンテナの非接触ＩＣカードとの通信方向側に、複数の導電体が、各々の導電体の任意の点からグランド接点へ至る経路が一意的に定まる様に配されてなる電磁波シールドを介在させることを特徴とする非接触ＩＣカード読取／書込装置であり、ループアンテナから放出される電磁波の近傍磁束と電磁波シールドとの磁気的結合を小さくできて、近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰できる。
【００３２】
請求項２２に係る発明は、非接触ＩＣカードに電磁誘導により電力と送信データを供給し、非接触ＩＣカードから受信データを負荷変動により取得するループアンテナと、ループアンテナに接続された読取／書込装置部とを備え、ループアンテナの非接触ＩＣカードとの通信方向側に、複数の導電体が、閉ループ構造を作らない様な電気的接続によりグランド接点に接続されてなる電磁波シールドを介在させることを特徴とする非接触ＩＣカード読取／書込装置であり、ループアンテナから放出される電磁波の近傍磁束と電磁波シールドとの磁気的結合を小さくできて、近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰できる。
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１７を用いて説明する。
【００３４】
なお、本発明における非接触ＩＣカードの定義は、いわゆるカードに限定されるものではなく、非接触で読取／書込装置との通信を行うことができる無線通信媒体である。よって、用途によってはＩＣタグ、ＩＤタグ、識別ラベルと呼ばれるものを含む。
【００３５】
（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１による電磁波シールドを備えたループアンテナを示す概略斜視図、図１（ｂ）は、本発明の実施の形態１による電磁波シールドを備えたループアンテナを示す概略断面図である。
【００３６】
図１において、１は電磁波シールド、２は導電体、３はグランド接点、４はリード線である。また、１０はループアンテナを示す。
【００３７】
図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、ループアンテナ１０の前面には、クシ状の電磁波シールド１が配置されている。なお、ループアンテナ１０の前面とは、図１（ｂ）の上側であり、非接触ＩＣカード等の無線通信媒体の通信方向である。
【００３８】
電磁波シールド１についての詳細は後述するが、電磁波シールド１は、複数の導電体２と、複数の導電体２を接地するためのグランド接点３と、複数の導電体２とグランド接点３とを接続するリード線４とを備えている。また、図中の黒丸印は、導電体２の間で電気的に接続されていることを示している。従って、複数の導電体２が交差している他の部分で、黒丸印の無い部分は、電気的な接続が無く互いに絶縁されている状態である。なお、図１（ａ）では図示していないが、グランド接点３はループアンテナ１０のグランドへと接続される。
【００３９】
このように、ループアンテナ１０の少なくとも一方の面（この場合は前面）に、電磁波シールド１を配置することによって、ループアンテナ１０の前面における近傍磁束の減衰を抑えて、遠方電界強度を低減することができる。
【００４０】
（実施の形態２）
図２（ａ）は、本発明の実施の形態２による電磁波シールドを備えたループアンテナを示す概略斜視図、図２（ｂ）は、本発明の実施の形態２による電磁波シールドを備えたループアンテナを示す概略断面図である。
【００４１】
本実施の形態２においては、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、ループアンテナ１０の前面、側面、背面を包むように、電磁波シールド１が配置されている。このようにループアンテナ１０を包むように、電磁波シールド１を配置することによって、ループアンテナ１０の全包囲にわたって、近傍磁束の減衰を抑えて、遠方電界強度を低減することができる。
【００４２】
（実施の形態３）
図３（ａ）は、本発明の実施の形態３による電磁波シールドを備えたループアンテナを示す概略斜視図、図３（ｂ）は、本発明の実施の形態３による電磁波シールドを備えたループアンテナを示す概略断面図である。
【００４３】
本実施の形態３においては、図３（ａ）に示すように、ループアンテナ１０の前面には、網状（格子状）の電磁波シールド１が配置されている。
【００４４】
このように、電磁波シールド１の形状は、実施の形態１，２で示したようなクシ状の他、本実施の形態３で示した網状（格子状）のものを用いることができる。また、他に放射状等の形状であってもよい。
【００４５】
（電磁波シールドの説明）
ここで、実施の形態１〜３で示した電磁波シールド１について更に詳しく説明する。
【００４６】
図４（ａ）は、本発明の一実施の形態による電磁波シールドを示す概略斜視図である。図４において、５は支持体を示す。
【００４７】
図４（ａ）に示すように、電磁波シールド１は、複数の導電体２と、複数の導電体２を接地するためのグランド接点３と、複数の導電体２とグランド接点３とを接続するリード線４と、複数の導電体２とグランド接点３とリード線４とを保持するための支持体５とから構成されている。そして、複数の導電体２の形状はクシ状をなしている。
【００４８】
なお、図中の黒丸印は、導電体２の間で電気的に接続されていることを示している。従って、複数の導電体２が交差している部分で、黒丸印の無い部分は、電気的な接続が無い互いに絶縁されている状態を示す。
【００４９】
また、図４（ａ）に示したように、複数の導電体２はそれぞれ１箇所で、グランド接点３につながるリード線４と、電気的に接触している。これは、電気的に見た場合、複数の導電体２の何れにおいても、導電体２上の任意の点からグランド接点３へ、導電体２上をたどる場合の経路が一意に定まる事を示している。別な言い方をすれば、これは複数の導電体２の各々又は個々で電気的に接続された閉ループを形成しないことを意味する。
【００５０】
複数の導電体２とリード線４とは、例えば半田付けにより電気的な接触を得ることができる。そして、リード線４には複数の導電体２との半田付けが容易な様に絶縁被覆なしの銅線を用いることができる。なお、リード線４は複数の導電体２との接続部以外では絶縁被覆されていてもよい。
【００５１】
グランド接点３は、ループアンテナ１０のグランドと電気的接続を得るための接点である。グランド接点３は、ループアンテナ１０のグランドと電気的な接続を取ることが出来れば良く、その方法には、機械的な接続による方法や、半田付けによる方法などがあり、その方法に応じた構成をとれば良い。
【００５２】
複数の導電体２とリード線４及びグランド接点３は、例えば樹脂製基板からなる支持体５上に接着固定することで電磁波シールド１を形成することができる。
【００５３】
このように、支持体５を設けることで、電磁波シールド１を取り扱い易くなるが、支持体５に、可撓性基板を用いることで、フレキシブルとなり、電磁波シールド１を種々の形状の筐体等に取り付け易くすることもできる。
【００５４】
更に、支持体５上への固定の方法は、接着に限るものではなく、例えば支持体５上に導電体２をからげ固定することもできる。からげピンを設けておけば、複数の導電体２はこのからげピンに巻きつけ固定することで電磁波シール１ドを形成することができる。この際、複数の導電体２の配置は、複数の導電体２を電気的に見た場合、複数の導電体２の何れにおいても、導電体２上の任意の点からグランド接点３へ導電体２上をたどる場合の経路が一意に定まる配置、或いは複数の導電体２の各々又は個々で電気的に接続された閉ループを形成しない配置とすれば何等問題はない。更に、支持体５の上に金属膜を形成し、これを化学的或いは物理的エッチングによって、パターニングすることで、導電体２を形成してもよい。
【００５５】
また、電磁波シールドの形状として、図４（ｂ）に示すように、複数の導電体２の形状を網状（格子状）としてもよい。なお、図４（ｂ）は、本発明の一実施の形態による電磁波シールドを示す概略斜視図である。
【００５６】
そして、図４（ｂ）に示すように、複数の導電体２の形状を網状（格子状）とし、縦と横に導電体２が交差するような配置の場合であっても、複数の導電体２を電気的に見た場合、複数の導電体２の何れにおいても、導電体２上の任意の点からグランド接点３へ導電体２上をたどる場合の経路が一意に定まる配置、或いは複数の導電体２の各々又は個々で電気的に接続された閉ループを形成しない配置とすれば何等の問題はない。なお、リード線４上以外の複数の導電体２が交差する位置では、複数の導電体２は互いに絶縁される。
【００５７】
なお、図４（ａ）、図４（ｂ）では、複数の導電体２とグランド接点３とリード線４とを支持体５上に配置して電磁波シールド１を形成したものを示したが、この場合、電磁波シールド１を取り扱い易くするために支持体５上に配置するものであり、電磁波シールド１としての特性への影響に関して支持体５は必ずしも必要ではない。
【００５８】
ここで、図５（ａ）、図５（ｂ）は、本発明の一実施の形態による電磁波シールドを示す概略斜視図である。図５（ａ）に示したように、クシ状の電磁波シールド１をその導電体２が互いに交差するように重ね合わせて、図５（ｂ）に示すように、網状（格子状）としてもよい。
【００５９】
この場合、グランド接点３同士を接合し、共有グランド接点３ａとし、ループアンテナ１０のグランドと電気的な接続をとればよい。
【００６０】
なお、図５（ｂ）に示したように、支持体５を備えていない場合は、そのまま重ねた状態で用いてもよいが、導電体２を編み込んで構成すれば、取り扱いが容易となる。
【００６１】
また、図５の例では２つのクシ状の電磁波シールド１を重ね合わせ、２層構成の場合を示したが、３層構成、４層構成等、２層以上の多層構成とすることができる。
【００６２】
更に、図６に示すように、電磁波シールド１を袋状に形成することもできる。通常、電磁波は３次元的に放出されるため、このような形状とすることで、電磁波の発生源を３次元的に遮蔽することができる。即ち、ループアンテナ１０をこの袋状の電磁波シールド１を用いて包みこめばよい。なお、図６は、本発明の一実施の形態による電磁波シールドを示す概略斜視図である。
【００６３】
ここで、導電体２について説明する。図７（ａ）、図７（ｂ）は本発明の一実施の形態における電磁波シールドの導電体の断面図である。図７において、６は絶縁被覆、７は銅材である。
【００６４】
導電体２には、図７（ａ）に示すような、絶縁被覆６を施した複数の細線を撚り合わせてなる線、いわゆるリッツ線を用いることができる。また、図７（ｂ）に示すような、絶縁被膜６と銅材７とから構成されて単線を導電体２に用いてもよい。なお、図７（ａ）で示すリッツ線と図７（ｂ）で示す単線とは、同程度の断面積を有するとして以下説明する。
【００６５】
最適な導電体２の断面積は、遮蔽しようとする電磁波の周波数に応じて選択すれば良い。即ち、周波数が高い電磁波の場合は、導電体２の断面積は小さい方が望ましく、周波数が低い電磁波の場合、導電体２の断面積は特に小さくする必要性はない。しかしながら、周波数が高く導電体２の断面積を小さくした場合、遠方電界の遮蔽効果の劣化が考えられるが、この場合は、断面積の小さな細線の集合体、いわゆるリッツ線を用いること、もしくは複数の導電体２の面積当たりの導電体２の本数を増すことで断面積を小さくした場合の遠方電界の遮蔽効果の劣化の問題は解決できる。すなわち、電磁波の周波数に応じて導電体２の断面積を決定し、遠方電界の遮蔽効果が最適となるように導電体２の面密度、或いはリッツ線の撚り線数を決めれば良い。
【００６６】
なお、導電体２であるリッツ線を構成する細線の断面形状、または単線の断面形状は、ほぼ円形のものを使用すればよいが、断面形状は円形に限るものではない。ただ、電磁波シールド１を構成する導電体２と近傍磁束との鎖交面積が狭く、断面形状が等方的であれば、電磁波の入射方向に拠らずに磁束は減衰する事になる。電磁波シールド１の設置場所によっては、電磁波の発生源から直接電磁波シールド１に入射する電磁波の他に、発生源の周囲物の反射等を経て入射方する電磁波もでてくるようになる。周囲物の反射等を経て電磁波シールド１に入射する電磁波の入射の方向は、全方向となるために、電磁波シールド１を構成する導電体の断面形状は、等方的形状である方が望ましい。
【００６７】
一方、導電体２であるリッツ線を構成する細線の断面形状、または単線の断面形状が、扁平形状など等方的でない場合、電磁波の入射方向で近傍磁束の減衰の程度が変わることになる。導電体の断面形状が等方的ではない場合で、導電体の形状寸法を決める場合は、等方的ではない導電体の特に長軸方向の寸法を決める際に、遮蔽しようとする電磁波の周波数を考慮して、渦電流が発生し難い寸法とする必要がある。
【００６８】
また、導電体２間の電気的絶縁性を得るための絶縁被膜６に絶縁性の被覆材を用いたが導電体２の被覆材の選択は、対象とする電磁波の周波数により最適な材料・構成とすれば良い。例えば、電磁波の周波数が高くなった場合、導電体２間での容量性結合により、導電体２間の絶縁性が小さくなる場合があるが、この様な場合は、導電体２間で電気的な絶縁性を維持できるような被覆材の厚みもしくは誘電率を選択すれば良い。
【００６９】
ここで、本発明の電磁波シールドについて、その特性評価試験を行った。
【００７０】
（実施例１）
本発明の実施の形態１で説明した形態、即ち、図１（ａ）、図１（ｂ）に示したように、ループアンテナの前面に、クシ状の電磁波シールドを配置した。評価試験の条件としては、送信出力＝１Ｗ、近傍磁束測定距離＝３０ｃｍ、遠方電界強度測定距離＝３．５ｍである。
【００７１】
（比較例１）
ループアンテナ１０の前面に、クシ状の電磁波シールド１を配置しないことを除き、他は実施例１と同じ条件で測定を行った。
【００７２】
実施例１、比較例１の測定結果を合わせて（表１）に示す。
【００７３】
【表１】

【００７４】
（表１）から、明らかなように、本発明の電磁波シールドは、近傍磁束の低減を抑えて遠方電界強度を低減できることが確認された。
【００７５】
本発明の電磁波シールド１において、複数の導電体２は、電気的に見た場合、複数の導電体２の何れにおいても、導電体２上の任意の点からグランド接点３へ、導電体２上をたどる場合の経路が一意に定まる構成、或いは複数の導電体２の各々又は個々で電気的に接続された閉ループを形成しない構成としたいるので、ループアンテナ１０で誘導される近傍磁束と電磁波シールド１との磁気的結合は抑制され、従って渦電流の発生も抑制され、近傍磁束の減衰は抑えられる。更に、遠方電界強度に関しては、導電体２をグランド電位とするために、その減衰を達成することが出来ると考えられる。
【００７６】
（実施の形態４）
図８（ａ）は、本発明の実施の形態４による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略斜視図、図８（ｂ）は、本発明の実施の形態４による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略断面図である。なお、図８において、１１は磁性体シート、１２は金属板を示す。
【００７７】
図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、実施の形態１と同様に、ループアンテナ１０の前面には、クシ状の電磁波シールド１が配置されている。本実施の形態４では、ループアンテナ１０の背面に、磁性体シート１１が配置され、更に、磁性体シート１１の背面に金属板１２が配置されている。
【００７８】
なお、ループアンテナ１０の前面とは、図８（ｂ）の上側であって、非接触ＩＣカード等の無線通信媒体との通信方向であり、ループアンテナ１０（或いは磁性体シートの）背面とは、図８（ｂ）の下側であり、この方向には、ループアンテナ１０が設置される構造物、例えば、壁面やゲートの支柱等が存在する。
【００７９】
磁性体シート１１は、その材質としては、シート状（或いは板状）の磁性体が用いられる。これらシート状の磁性体としては、例えば、軟磁性体粉末を樹脂材料等の有機結合体内に混練した磁性体のシートを用いることが軽量化を図ることができ好ましい。そして、ループアンテナ１０の背面に磁性体シート１１を配置したことにより磁束密度が密な部分がループアンテナ１０の直下の磁性体シート１１に集中し、効率的に磁束のループ（閉回路）を作ることができる。
【００８０】
更に、金属板１２は、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）等の金属製の平板を用いることができる。そして、予め金属板１２が在る状態でループアンテナ１０のインピーダンス調整を行うことにより、これを設置した場所の周囲の金属による影響を低減することが可能となる。よって、設置場所の周囲の金属による影響でループアンテナ１０のインピーダンスの変化や共振周波数のズレ（変移）が生じる事が無く共振周波数の調整が不要とすることができる。また、金属板１２に、複数の貫通孔を有する、いわゆるパンチングメタルを用いることで軽量化を図ることもできる。
【００８１】
このように、ループアンテナ１０の少なくとも一方の面（この場合は前面）に、電磁波シールド１を配置することによって、ループアンテナ１０の前面における近傍磁束の減衰を抑えて、遠方電界強度を低減し、ループアンテナ１０の背面に、磁性体シート１１を設け、磁気回路の効率を上げ、更に、金属板１２を配置することにより、設置場所の周囲の金属による影響でループアンテナ１０のインピーダンスの変化や共振周波数のズレ（変移）が生じる事が無く共振周波数の調整が不要とすることができる。
【００８２】
（実施の形態５）
図９（ａ）は、本発明の実施の形態５による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略斜視図、図９（ｂ）は、本発明の実施の形態５による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略断面図である。
【００８３】
本実施の形態５においては、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、ループアンテナ１０の前面、側面、背面を包むように、クシ状の電磁波シールド１が配置されている。そして、実施の形態４と同様に、ループアンテナ１０の背面に、磁性体シート１１が配置され、磁性体シート１１の背面に金属板１２が配置されている。本実施の形態５においては、電磁波シールド１の配置が異なる場合を示しており、他の説明は実施の形態４と同様であるので省略する。
【００８４】
（実施の形態６）
図１０（ａ）は、本発明の実施の形態６による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略斜視図、図１０（ｂ）は、本発明の実施の形態６による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略断面図である。
【００８５】
本実施の形態６においては、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、ループアンテナ１０の前面と背面に、それぞれクシ状の電磁波シールド１が配置されている。そして、実施の形態４と同様に、ループアンテナ１０の背面に、磁性体シート１１が配置され、磁性体シート１１の背面に金属板１２が配置されている。
【００８６】
本実施の形態６においても、電磁波シールド１の配置が異なる場合を示しており、他の説明は実施の形態４と同様である。
【００８７】
（実施の形態７）
図１１（ａ）は、本発明の実施の形態７による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略斜視図、図１１（ｂ）は、本発明の実施の形態７による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略断面図である。
【００８８】
本実施の形態７においては、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、ループアンテナ１０及び磁性体シート１１を包むように、クシ状の電磁波シールド１が配置されている。そして、その背面に金属板１２が配置されている。
【００８９】
本実施の形態７においても、電磁波シールド１等の配置が異なる場合を示しており、他の説明は実施の形態４と同様である。
【００９０】
（実施の形態８）
図１２（ａ）は、本発明の実施の形態８による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略斜視図、図１２（ｂ）は、本発明の実施の形態８による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略断面図である。
【００９１】
本実施の形態８においては、図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、ループアンテナ１０及び磁性体シート１１、更に金属板１２を包むように、クシ状の電磁波シールド１が配置されている。
【００９２】
本実施の形態８においても、電磁波シールド１等の配置が異なる場合を示しており、他の説明は実施の形態４と同様である。
【００９３】
（実施の形態９）
図１３（ａ）は、本発明の実施の形態９による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略斜視図、図１３（ｂ）は、本発明の実施の形態９による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略断面図である。
【００９４】
本実施の形態９においては、図１３（ａ）、図１３（ｂ）に示すように、ループアンテナ１０の前面には、クシ状の電磁波シールド１が配置されている。そして、ループアンテナ１０の背面に、磁性体シート１１が配置され、磁性体シート１１の背面に金属板１２が配置されている。更に、磁性体シート１１には、側壁１１ａが設けられている。この側壁１１ａによって、磁気回路の効率が更に向上する。なお、その他の説明は実施の形態４と同様である。
【００９５】
（実施の形態１０）
図１４（ａ）は、本発明の実施の形態１０による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略斜視図、図１４（ｂ）は、本発明の実施の形態１０による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略断面図である。
【００９６】
本実施の形態１０においては、図１４（ａ）、図１４（ｂ）に示すように、ループアンテナ１０の前面には、クシ状の電磁波シールド１が配置されている。そして、ループアンテナ１０の背面に、磁性体シート１１が配置され、磁性体シート１１の背面に金属板１２が配置され、磁性体シート１１には、側壁１１ａが設けられている。更に、金属板１２にも側壁１２ａが形成され、例えば、フレキシブルな磁性体シート１１を保持することが可能となり、機械的な強度も増加する。なお、その他の説明は実施の形態４と同様である。
【００９７】
（実施の形態１１）
図１５（ａ）は、本発明の実施の形態１１による非接触ＩＣカード読取／書込装置を示す概略斜視図、図１５（ｂ）は、本発明の実施の形態１１による非接触ＩＣカード読取／書込装置を示す概略断面図である。
【００９８】
図１５（ａ）、図１５（ｂ）において、１３は読取／書込装置部であり、１４は筐体を示し、１００は非接触ＩＣカード読取／書込装置を示す。
【００９９】
図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示すように、非接触ＩＣカード読取／書込装置１００には、実施の形態１で説明した、その前面に、クシ状の電磁波シールド１が配置されたループアンテナ１０と、そのループアンテナ１０の開口部内に配置された読取／書込装置部１３とを備えており、これらの構成が筐体１４内に納められて一体化した構成となっている。このように一体化することで、取り扱い易くなり、種々の場所に設置することができる。
【０１００】
読取／書込装置部１３は、図１５（ａ）、図１５（ｂ）において、細かな構成は省略しているが、プリント基板上に、例えば、発振回路、電力増幅器、電流検出回路、制御回路、アンテナ調整回路、送信部、受信部等の回路を備え、ループアンテナ１０を介して、非接触ＩＣカードに対して電力と送信データを供給し通信を行うものである。
【０１０１】
また、筐体１４は樹脂製のものを用いることで軽量化を図ることができる上、ループアンテナ１０のインピーダンスと読取／書込装置部１３の入出力インピーダンスとの整合を取る場合等にも、筐体１４の影響を考慮する必要がなくなるので好ましい。また、上部筐体、下部筐体から構成すれば、組み立てが容易となり好ましい。
【０１０２】
なお、本実施の形態１１では、実施の形態１における、前面にクシ状の電磁波シールド１が配置されたループアンテナ１０を用いた場合を示しているが、実施の形態２〜１０で説明したように、電磁波シールド１の形状も網目状等や多層構成であってもよいし、ループアンテナ１０の背面に磁性体シート１１や金属板１２を備えていてもよい。
【０１０３】
ここで、図１６は、本発明の実施の形態１１による非接触ＩＣカードと非接触ＩＣカード読取／書込装置のシステム構成を示す概略斜視図である。
【０１０４】
図１６において、２０１はＩＣチップ、２０２はアンテナコイル、２００は非接触ＩＣカードを示し、３００は制御機器であるＰＣを示す。
【０１０５】
図１６に示すように、非接触ＩＣカード読取／書込装置１００は、ＩＣチップ２０１とアンテナコイル２０２を備えた非接触ＩＣカード２００と通信を行う。そして、非接触ＩＣカード読取／書込装置１００のループアンテナ１０によって、電力と送信データを常時または間欠に送信し、この電力と送信データを受信できる範囲内にある非接触ＩＣカード２００からの受信データを得る。
【０１０６】
本実施の形態１１の非接触ＩＣカード読取／書込装置１００は、そのループアンテナ１０に電磁波シールド１を備えており、即ち、非接触ＩＣカード２００とループアンテナ１０との間に、電磁波シールド１が存在する。よって、電磁波の近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰させることができるので、非接触ＩＣカード２００との通信距離も短くなることなく、不要輻射対策が容易に出来る。そして、電波法による規制も満足することができる。
【０１０７】
（実施の形態１２）
図１７（ａ）は、本発明の実施の形態１２による非接触ＩＣカード読取／書込装置を示す概略斜視図、図１７（ｂ）は、本発明の実施の形態１２による非接触ＩＣカード読取／書込装置を示す概略断面図である。
【０１０８】
図１７（ａ）、図１７（ｂ）に示すように、非接触ＩＣカード読取／書込装置１００には、実施の形態１で説明した、その前面に、クシ状の電磁波シールド１が配置されたループアンテナ１０と、そのループアンテナ１０に隣接する位置に配置された読取／書込装置部１３とを備えており、これらの構成が筐体１４内に納められて一体化した構成となっている。
【０１０９】
非接触ＩＣカード読取／書込装置１００の構成としては、図１７（ａ）、図１７（ｂ）で示した構成であってもよく、他は実施の形態１１と同様であるので、説明は省略する。
【０１１０】
（実施の形態１３）
図１８は、本発明の実施の形態１３による非接触ＩＣカード読取／書込装置を示す概略斜視図である。
【０１１１】
図１８に示すように、非接触ＩＣカード読取／書込装置１００は、袋状の電磁波シールド１を備えたループアンテナ１０と、これにケーブルで接続された、読取／書込装置部１３とを備えている。
【０１１２】
実施の形態１１，１２で説明したアンテナ一体型の非接触ＩＣカード読取／書込装置の形態をとることが好ましいが、図１８に示した形態であってもよい。
【０１１３】
【発明の効果】
本発明によれば、ループアンテナから放出される電磁波の磁束と電磁波シールドとの磁気的結合を小さく出来るので、近傍磁束の減衰を抑制したまま遠方電界を減衰できるループアンテナ及び非接触ＩＣカード読取／書込装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１による電磁波シールドを備えたループアンテナを示す概略斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態１による電磁波シールドを備えたループアンテナを示す概略断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態２による電磁波シールドを備えたループアンテナを示す概略斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態２による電磁波シールドを備えたループアンテナを示す概略断面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態３による電磁波シールドを備えたループアンテナを示す概略斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態３による電磁波シールドを備えたループアンテナを示す概略断面図
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態による電磁波シールドを示す概略斜視図
（ｂ）本発明の一実施の形態による電磁波シールドを示す概略斜視図
【図５】（ａ）本発明の一実施の形態による電磁波シールドを示す概略斜視図
（ｂ）本発明の一実施の形態による電磁波シールドを示す概略斜視図
【図６】本発明の一実施の形態による電磁波シールドを示す概略斜視図
【図７】（ａ）本発明の一実施の形態における電磁波シールドの導電体の断面図
（ｂ）本発明の一実施の形態における電磁波シールドの導電体の断面図
【図８】（ａ）本発明の実施の形態４による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態４による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略断面図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態５による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態５による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略断面図
【図１０】（ａ）本発明の実施の形態６による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態６による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略断面図
【図１１】（ａ）本発明の実施の形態７による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態７による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略断面図
【図１２】（ａ）本発明の実施の形態８による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態８による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略断面図
【図１３】（ａ）本発明の実施の形態９による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態９による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略断面図
【図１４】（ａ）本発明の実施の形態１０による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態１０による電磁波シールドと磁性体シート及び金属板を備えたループアンテナを示す概略断面図
【図１５】（ａ）本発明の実施の形態１１による非接触ＩＣカード読取／書込装置を示す概略斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態１１による非接触ＩＣカード読取／書込装置を示す概略断面図
【図１６】本発明の実施の形態１１による非接触ＩＣカードと非接触ＩＣカード読取／書込装置のシステム構成を示す概略斜視図
【図１７】（ａ）本発明の実施の形態１２による非接触ＩＣカード読取／書込装置を示す概略斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態１２による非接触ＩＣカード読取／書込装置を示す概略断面図
【図１８】本発明の実施の形態１３による非接触ＩＣカード読取／書込装置を示す概略斜視図
【図１９】従来の非接触ＩＣカード読取／書込装置の概略斜視図
【符号の説明】
１ 電磁波シールド
２ 導電体
３ グランド接点
４ リード線
５ 支持体
６ 絶縁被膜
７ 銅材
１０ ループアンテナ
１１ 磁性体シート
１２ 金属板
１１ａ，１２ａ 側壁
１３ 読取／書込装置部
１４ 筐体
１００ 非接触ＩＣカード読取／書込装置
２００ 非接触ＩＣカード

Claims (22)

1. 少なくとも一方の面に電磁波シールドを備えたループアンテナであって、前記電磁波シールドは、複数の導電体と、グランドに接続するためのグランド接点と、前記複数の導電体と前記グランド接点とを接続するリード線とを備え、前記複数の導電体は前記リード線を介して前記グランド接点と電気的に接続され、前記複数の導電体は各々の導電体の任意の点から前記リード線を経て前記グランド接点へ至る経路が一意的に定まる様に配されてなることを特徴とするループアンテナ。
2. 少なくとも一方の面に電磁波シールドを備えたループアンテナであって、前記電磁波シールドは、複数の導電体と、グランドに接続するためのグランド接点と、前記複数の導電体と前記グランド接点とを接続するリード線とを備え、前記複数の導電体は、閉ループ構造を作らない様な電気的接続により前記リード線を経て前記グランド接点に接続されてなることを特徴とするループアンテナ。
3. 前記電磁波シールドの複数の導電体と、グランド接点と、リード線とは、支持体上に設けられたことを特徴とする請求項１，２の内いずれか１項に記載のループアンテナ。
4. 前記電磁波シールドの複数の導電体は、絶縁性材料で被覆されてなることを特徴とする請求項１〜３の内いずれか１項に記載のループアンテナ。
5. 前記電磁波シールドの複数の導電体は、クシ状、或いは、網目状、或いは、格子状であることを特徴とする請求項１〜４の内いずれか１項に記載のループアンテナ。
6. 前記電磁波シールドは、袋状であることを特徴とする請求項１〜４の内いずれか１項に記載のループアンテナ。
7. 前記電磁波シールドは、多層構造であることを特徴とする請求項１〜６の内いずれか１項に記載のループアンテナ。
8. 前記電磁波シールドの複数の導電体は、前記ループアンテナを包み込むように配置されてなることを特徴とする請求項１〜７の内いずれか１項に記載のループアンテナ。
9. 前記電磁波シールドと対向するループアンテナの背面に、磁性体シートを配置したことを特徴とする請求項１〜８の内いずれか１項に記載のループアンテナ。
10. 前記磁性体シートに、前記ループアンテナ側に立設する側壁を設けたことを特徴とする請求項９に記載のループアンテナ。
11. 前記磁性体シートの背面にを配置したことを特徴とする請求項１０に記載のループアンテナ。
12. 前記金属板に、前記ループアンテナ側に立設する側壁を設けたことを特徴とする請求項１１に記載のループアンテナ。
13. 前記金属板に、複数の貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１２に記載のループアンテナ。
14. 前記電磁波シールドのグランド接点を前記ループアンテナのグランドと接続したことを特徴とする請求項１〜１３の内いずれか１項に記載のループアンテナ。
15. 複数の導電体が、各々の導電体の任意の点からグランド接点へ至る経路が一意的に定まる様に配されてなる電磁波シールドを備えたことを特徴とするループアンテナ。
16. 複数の導電体が、閉ループ構造を作らない様な電気的接続によりグランド接点に接続されてなる電磁波シールドを備えたことを特徴とするループアンテナ。
17. 前記複数の導電体は、クシ状、或いは、網目状、或いは、格子状であることを特徴とする請求項１５，１６の内いずれか１項に記載のループアンテナ。
18. 非接触ＩＣカードに電磁誘導により電力と送信データを供給し、前記非接触ＩＣカードから受信データを負荷変動により取得する請求項１〜１７の内いずれか１項に記載のループアンテナと、前記ループアンテナに接続された読取／書込装置部とを備えたことを特徴とする非接触ＩＣカード読取／書込装置。
19. 前記読取／書込装置部は前記ループアンテナの開口部内に配置され、筐体内に収納されたことを特徴とする請求項１８に記載の非接触ＩＣカード読取／書込装置。
20. 前記読取／書込装置部は前記ループアンテナに隣接して配置され、筐体内に収納されたことを特徴とする請求項１８に記載の非接触ＩＣカード読取／書込装置。
21. 非接触ＩＣカードに電磁誘導により電力と送信データを供給し、前記非接触ＩＣカードから受信データを負荷変動により取得するループアンテナと、前記ループアンテナに接続された読取／書込装置部とを備え、前記ループアンテナの前記非接触ＩＣカードとの通信方向側に、複数の導電体が、各々の導電体の任意の点からグランド接点へ至る経路が一意的に定まる様に配されてなる電磁波シールドを介在させることを特徴とする非接触ＩＣカード読取／書込装置。
22. 非接触ＩＣカードに電磁誘導により電力と送信データを供給し、前記非接触ＩＣカードから受信データを負荷変動により取得するループアンテナと、前記ループアンテナに接続された読取／書込装置部とを備え、前記ループアンテナの前記非接触ＩＣカードとの通信方向側に、複数の導電体が、閉ループ構造を作らない様な電気的接続によりグランド接点に接続されてなる電磁波シールドを介在させることを特徴とする非接触ＩＣカード読取／書込装置。

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