JP2008098890A - 無線送信装置及び無線タグシステム - Google Patents

Abstract

【課題】受信アンテナの方向性による影響を軽減する。
【解決手段】ＬＦアンテナ２５は、複数のループアンテナ素子Lp_1〜Lp_nを備え、各ループアンテナ素子Lp_i、Lp_i+1は互いに隣接するアンテナ線Atに流れる電流が逆向きとなるように接続されている。１方向にのみ感度を有する受信アンテナがＬＦアンテナ２５のループアンテナ素子Lp_iを通過するときに、ループアンテナ素子Lp_iの磁場を受けることができなくても、隣接するループアンテナ素子Lp_i+1からの磁場を受けることができる。このため、受信アンテナが１方向にのみ感度を有するものであったとしても、この方向性による影響を軽減できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線送信装置及び無線タグシステムに関するものである。

各競技者の周回数や競技タイム等を計測する競技用計測システム（例えば、特許文献１参照）、人の通過を管理する入場管理システムに用いられる無線タグシステムが知られている。

競技用計測システムでは、各競技者が無線タグを保持し、競技トラック上の計測エリア内にループアンテナが配置される。無線送信装置としてのＬＦ（Low Frequency）信号送信機は、このループアンテナを含んで構成され、トリガ信号を送信し、競技者が計測エリア内を走行すると、無線タグは、このトリガ信号に応答して、ＬＦ信号送信機にＩＤ（識別番号）を送信する。

また、入場管理システムでは、例えば、人が無線タグを保持し、入場口等の床面にループアンテナが敷設される。ＬＦ信号送信機は、ループアンテナを含んで構成され、ＬＦ波をループアンテナから送信し、無線タグがこのＬＦ波をトリガとして自身のＩＤをＬＦ信号送信機に送信する。

ＬＦ信号送信機は、このようなＬＦトリガ信号装置として用いられ、制御機器のトリガ信号として用いられる１００ｋＨｚ前後の比較的低い周波数の信号で被変調されたそれより高周波の磁場を発生させる。

このＬＦトリガ信号装置は、図１２に示すようなループアンテナによって構成されたＬＦアンテナを備える。

従来、ループアンテナは、１個だけ用いられ、このループアンテナが必要な検知範囲をカバーするようにしていた。
特開２００６−４７２６３号公報（第１１頁、図１）。

しかし、図１２に示すように、また、１方向のみに感度が高い受信アンテナが、ｙ軸方向に長いループアンテナ５１の上を、矢印方向に通過する場合、受信アンテナは、向きによって、ループアンテナ５１の磁場を受けることができない場合がある。

即ち、図１３に示すように、受信アンテナ５２がループアンテナ５１の上を通過するものとする。この受信アンテナ５２は、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、コア５２ａにコイル５２ｂが巻き回されて構成され、このコア５２ａの軸方向が最も受信感度が高い方向となる。

図１３（ａ）に示すように、コア５２ａの軸がｚ方向に向いて受信アンテナ５２がループアンテナ５１の上を通過する場合、ループアンテナ５１が生成する磁界の方向とコア５２ａの軸方向とが一致する。このため、受信アンテナ５１は、ループアンテナ５１から、図１３（Ａ）に示すように強さが変化する磁場を受けることができる。

図１３（ｂ）に示すように、コア５２ａの軸がｙ方向に向いて受信アンテナ５２がループアンテナ５１の上を通過する場合、受信アンテナ５１は、ループアンテナ５１から、図１３（Ｂ）に示すように強さが変化する磁場を受けることができる。ただし、ループアンテナ５１の中心近傍で全ての磁場が受信アンテナ５２に対し直交するするため、中心近傍で磁場が消滅する。

しかし、コア５２ａの軸が受信アンテナ５２が図１３（ｃ）に示すような向きでループアンテナ５１上を通過した場合、ループアンテナ５１の中心近傍で全ての磁界が受信アンテナ５２に対し直交する。このため、受信アンテナ５２は、図１３（Ｃ）に示すように、ループアンテナ５１から磁場を受けることができない。

このような不具合を解消する解決策として、３軸方向に感度を有する受信アンテナを用いられることがある。

しかし、このような受信アンテナを用いた場合、受信アンテナのサイズが大きくなり、この受信アンテナを備える受信機の小型化も困難になる。また、３軸方向の回路が必要になるため消費電流も増大し、構造的に複雑となるため、コストも上昇する。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、１軸方向にのみ受信感度を有する受信アンテナの方向性による影響を軽減することが可能な無線送信装置及び無線タグシステムを提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る無線送信装置は、
磁場をキャリア信号として無線タグに制御信号を送信する無線送信装置において、
前記制御信号を送信する送信アンテナと、
前記送信アンテナに電流を供給する電流供給部と、を備え、
前記送信アンテナは、複数方向の前記磁場を生成する複数のアンテナ素子からなり、
前記複数のアンテナ素子は互いの前記制御信号が干渉しないように設けられる
ことを特徴とする。

前記無線送信装置は、前記キャリア信号を変調して所定の情報を含む前記制御信号を生成する変調部を備えることも好ましい。

前記複数のアンテナ素子は、それぞれ、ループアンテナ素子からなり、
前記複数のループアンテナ素子は、前記電流供給部から供給された電流をアンテナ線の電流入力端から電流出力端まで周回させるものであり、各ループアンテナ素子に流れる電流が、隣接するループアンテナ素子の隣接するアンテナ線に流れる電流と向きが逆向きとなり、互いの前記制御信号が干渉しないように各ループアンテナ素子が接続される
ことも好ましい。

前記複数のアンテナ素子は、それぞれ、ループアンテナ素子からなり、
前記複数のループアンテナ素子は、それぞれ、アンテナ線が矩形の形状を有するものであってもよい。

前記複数のアンテナ素子は、それぞれ、ループアンテナ素子からなり、
前記複数のループアンテナ素子は、それぞれ、アンテナ線が円形の形状を有するものであってもよい。

前記複数のアンテナ素子は、それぞれ、ループアンテナ素子からなり、各ループアンテナ素子は異なる磁性部材を組み合わせることにより構成されたものであってもよい。

また、本発明の第２の観点に係る無線タグシステムは、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の無線送信装置と、
前記無線タグと、を備え、
前記無線タグは、前記無線送信装置からの前記制御信号を受信して所定動作を開始する
ことを特徴とする。

本発明によれば、受信アンテナの方向性による影響を軽減することができる。

以下、本発明の実施形態に係る無線タグシステムを図面を参照して説明する。尚、本実施形態では、無線送信装置を無線タグシステムのトリガ信号送信装置として説明する。

本実施形態に係る無線タグシステムの構成を図１に示す。
本実施形態の無線タグシステム１は、無線タグとしてのＬＦ信号受信機１０と、トリガ信号送信装置としてのＬＦ信号送信機２０と、を備える。

この無線タグシステム１は、前述のように、例えば、特開２００６−４７２６３号公報に記載されているような競技用計測システム、入場管理システムに用いられる。

そして、無線タグシステム１は、無線タグを装着した人あるいは物がゲートを通過する際に、ゲートに対応して配置されたトリガ信号送信装置の送信する制御信号を無線タグが受信することにより、この人あるいは物がゲートを通過したことを検知する。

無線タグとしてのＬＦ信号受信機１０は、ＬＦ信号送信機２０からの制御信号を受信して所定動作を開始するものであり、受信アンテナ１１と、増幅回路１２と、検波回路１３と、電圧比較器１４と、ＣＰＵ１５と、ＲＦ送信回路１６と、ＲＦアンテナ１７と、を備える。

受信アンテナ１１は、ＬＦ信号送信機２０からの磁場を受けることにより、信号を受信するものであり、フェライトアンテナ等の１方向で感度が高くなるアンテナによって構成される。

受信アンテナ１１は、図２に示すように、コア１１ａの周囲にコイル１１ｂを巻き回すことによって形成される。この受信アンテナ１１の感度が最大となる方向は、矢印で示すようにコア１１ａの軸方向となる。

増幅回路１２は、受信アンテナ１１から得られた電磁信号の電圧を増幅するものである。

検波回路１３は、ＬＦ信号送信機２０から送られてくるキャリア信号又は変調された信号を復調するものである。

電圧比較器１４は、検波回路１３が復調したデータ信号の電圧を予め設定された電圧値と比較して信号を２値化することより、ＣＰＵ１５が処理可能なデジタル信号に変換するためのものである。

ＣＰＵ１５は、電圧比較器１４が変換したデジタル信号に基づいて、ＬＦ信号送信機２０のＣＰＵ２５から送られてくる情報を復元するものである。

ＲＦ送信回路１６は、ＣＰＵ１５からの指示により、取得した有意な情報としてのゲートＩＤ等、トリガ点の情報が正しければ決められたコード情報で、例えば、４００ＭＨｚのＲＦ信号を変調し、ＲＦアンテナ１７を介してＲＦ信号を送信するものである。

すなわち、ＬＦ信号受信機１０は、ＣＰＵ１５の制御により、トリガ点の情報を取得すると、所定の動作を開始し、例えば、ゲートＩＤに基づいてトリガ点を特定し、自身のタグＩＤ、自身の計時する時刻情報を添えて、このトリガ点を通過した旨を示すコード情報を図示しない受信装置に送信する。

この受信装置は、コード情報を図示しない処理装置に送り、処理装置は、コード情報からゲートＩＤ、タグＩＤ及び時刻情報を取出し、ＬＦ信号受信機１０が何れのトリガ点を通過したかの履歴を生成する。

なお、ＬＦ信号受信機１０は、キャリア信号を受信したときに待機状態から所定の動作を開始する。例えば、ＬＦ信号受信機１０に温度センサ、振動センサ等を設けるとして、ＬＦ信号受信機１０は、これらセンサの検出状態を図示しない受信装置に送信する動作を開始するようにしてもよい。

ＬＦ信号送信機２０は、例えば、物品あるいは人が通過するゲートに配置されてＬＦ信号受信機１０に制御信号を送信するためのものであり、発振回路２１と、ＣＰＵ２２と、電力増幅回路２４と、ＬＦアンテナ２５と、を備える。さらに必要に応じ信号として有意なデータを送信する場合は変調回路２３を備える。

発振回路２１は、ＬＦ信号のキャリア信号として、周波数１２５ｋＨｚの信号を生成する回路である。

ＣＰＵ２２は、有意な情報としてのゲートＩＤ等、トリガ点の情報を生成するものである。

変調回路２３は、キャリア信号を変調して所定の情報を含む制御信号を生成するものであり、ＣＰＵ２２からの制御により所定の情報としてのトリガ点情報を、ＯＯＫ変調方式によりキャリア信号に重畳する。

電力増幅回路２４は、ＬＦアンテナ２５に電流を供給することにより、制御信号として無変調のキャリア信号又は変調回路２３によりキャリア信号を変調した信号を、空中に放出するのに必要な信号レベルまで増幅する回路である。

ＬＦアンテナ２５は、電力増幅回路２４が増幅したＬＦ信号を送信するアンテナである。

本実施形態のＬＦアンテナ２５は、図３に示すように、複数のループアンテナ素子Lp_1〜Lp_n（ｎは、２以上の自然数、２≦ｉ≦ｎ−１）が接続されることによって構成される。

各ループアンテナ素子Lp_1〜Lp_nは、隣接するループアンテナ素子Lp_iのアンテナ線に流れる電流が、隣接するループアンテナ素子Lp_i+1又はループアンテナ素子Lp_i-1の隣接するアンテナ線に流れる電流と向きが逆向きとなり、互いの制御信号が干渉しないように接続されている。

即ち、送信アンテナ２５は、図４（ａ）に示すように、電流ｉｃを供給、流出する２つの電流線Ｌ１，Ｌ２を有している。電力増幅回路２４は、この送信アンテナの電流線Ｌ１に電流ｉｃを供給する。

ループアンテナ素子Lp_１のアンテナ線Atの電流入力端であるノードＮ１１は、この電流線Ｌ１に接続され、電流出力端であるノードＮ１２は、電流線Ｌ２に接続される。電流ｉｃは、ループアンテナ素子Lp_1のアンテナ線AtをノードＮ１１からノードＮ１２まで周回して流れる。

また、ループアンテナ素子Lp_1に隣接するループアンテナ素子Lp_2のアンテナ線Atの電流入力端であるノードＮ２１は、電流線Ｌ２に接続され、電流出力端であるノードＮ２２は、電流線Ｌ１に接続される。電流ｉｃは、ノードＮ２１からノードＮ２２まで、ループアンテナ素子Lp_2のアンテナ線Atを周回して流れる。

そして、ループアンテナ素子Lp_1のアンテナ線Atに流れる電流ｉｃと、ループアンテナ素子Lp_1に隣接するループアンテナ素子Lp_2の隣接するアンテナ線Atには、向きが逆の電流ｉｃが流れる。

各ループアンテナ素子Lp_1〜Lp_nのアンテナ線Atは矩形の形状を有している。また、各ループアンテナ素子Lp_1〜Lp_nは、隣接するループアンテナ素子が生成する磁場の向きが影響しないような間隔をもって配置される。これにより、ＬＦ信号受信機１０は、各ループアンテナ素子Lp_1〜Lp_nから互いに干渉しないキャリア信号又は変調された信号を受ける。

次に本実施形態に係る無線タグシステム１の動作を説明する。
ＣＰＵ２２は、有意なゲートＩＤ等、トリガ点の情報を生成する。ＬＦ信号送信機２０の発振回路２１は、ＬＦ信号のキャリア信号として、周波数１２５ｋＨｚの信号を生成し、変調回路２３は、ＣＰＵ２２からの制御によりトリガ点情報をキャリア信号に重畳する。

電力増幅回路２４は、変調回路２３の出力信号を増幅し、ＬＦアンテナ２５に供給する。

ＬＦアンテナ２５は、電力増幅回路２４が増幅したＬＦ信号を送信する。図４（ａ）に示すように、ループアンテナ素子Lp_iに電流ｉｃが供給されると、電流ｉｃは、ループアンテナ素子Lp_iのアンテナ線Atを流れる。

アンテナ線Atに電流ｉｃが流れると、図４（ｂ）に示すように、ループアンテナ素子Lp_iは、磁場Ｈを生成する。複数のループアンテナ素子Lp_1〜Lp_nが配置されているため、磁場Ｈは水平方向に広がる。

また、ループアンテナ素子Lp_i，Lp_i+1のアンテナ線Atが図４（ａ）に示すように接続されているため、生成された磁場Ｈは、隣接するループアンテナ素子Lp_i，Lp_i+1同士で、打ち消されなくなる。

ＬＦ信号受信機１０の受信アンテナ１１は、ＬＦ信号送信機２０からの磁場を受けることにより、信号を受信する。

図５にループアンテナ素子Lp_i，Lp_i+1がそれぞれ生成する磁場と受信アンテナ１１の感度との関係を示す。磁場強度Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚは磁場の強さをｘ，ｙ，ｚ軸方向の成分に分解したときのものである。

ループアンテナ素子Lp_iは、ｚ軸方向に中心磁場強度Ｈｚが分布した磁場を生成する。この磁場強度Ｈｚは、ループアンテナ素子Lp_iの中間点ｏで最大となる。

また、ループアンテナ素子Lp_iは、ｙ軸方向に磁場強度Ｈｙが分布した磁場を生成する。この磁場強度Ｈｙは、ループアンテナ素子Lp_iの中間点ｏで反転するため、ループアンテナ素子Lp_iのアンテナ線At上の点ｙ１，ｙ２、中間点ｏ上で最小となり、点ｙ１と中間点ｏとの間、中間点ｏと点ｙ２との間で最大となる。

また、ループアンテナ素子Lp_iは、ｘ軸方向に磁場強度Ｈｘが分布した磁場を生成する。この磁場強度Ｈｘは、ループアンテナ素子Lp_iの中間点ｏで反転するため、ループアンテナ素子Lp_iのアンテナ線At上の点ｘ１，ｘ２、中間点ｏ上で最小となり、点ｘ１と中間点ｏとの間、中間点ｏと点ｘ２との間で最大となる。

また、ループアンテナ素子Lp_iに隣接するループアンテナ素子Lp_i+1は、ｚ軸方向に磁場強度Ｈｚが分布した磁場を生成する。この磁場強度Ｈｚは、ループアンテナ素子Lp_iの中間点ｏで最大となる。この磁場強度Ｈｚは、ｚ軸を中心に磁場強度Ｈｚが分布しているため、ループアンテナ素子Lp_iを通過する受信アンテナ１１にも影響を及ぼす。

また、ループアンテナ素子Lp_i+1は、ｙ軸方向に磁場強度Ｈｙが分布した磁場を生成する。この磁場強度Ｈｘは、ループアンテナ素子Lp_i+1の中間点ｏ'で反転するため、ループアンテナ素子Lp_i+1のアンテナ線At上の点ｙ３，ｙ４、中間点ｏ'上で最小となり、点ｙ３と中間点ｏ'との間、中間点ｏ'と点ｙ４との間で最大となる。

また、ループアンテナ素子Lp_i+1は、ｘ軸方向に磁場強度Ｈｘが分布した磁場を生成する。この磁場強度Ｈｘは、ループアンテナ素子Lp_i+1の中間点ｏ'で反転するため、ループアンテナ素子Lp_i+1のアンテナ線At上の点ｘ３，ｘ４、中間点ｏ'上で最小となり、点ｘ３と中間点ｏ'との間、中間点ｏ'と点ｘ４との間で最大となる。

受信アンテナ１１の感度は、コア１１ａの軸方向で最大となる。そして、受信アンテナ１１は、様々の方向に向いており、このループアンテナ素子Lp_i、Lp_i+1上を通過する。

図６（ａ）に示すように、コア１１ａの軸がループアンテナ素子Lp_iのループ面に対して垂直なｚ軸方向に向いた受信アンテナ１１が領域Ａを通過する場合（ＬＦ信号受信機１０がノードＮ１２、Ｎ１１側からループアンテナ素子Lp_i上をｙ軸方向に通過するとする。以下に述べる図６（ｂ）乃至（ｆ）についても同様とする。）、受信アンテナ１１は、ループアンテナ素子Lp_iがｚ軸方向に生成した磁場を受ける。

受信アンテナ１１が受けた磁場の強さは、磁場強度Ｈｚに従って変化し、図６（ｂ）に示すように、受信アンテナ１１がループアンテナ素子Lp_iの中間点ｏを通過するときに最も強くなり、点ｙ１、ｙ２を通過するときに最も弱くなる。受信アンテナ１１は、この磁場を受けて、ＬＦ信号送信機２０からのトリガ点情報を受信する。

図６（ｃ）に示すように、コア１１ａの軸がｙ軸方向に向いた受信アンテナ１１が領域Ａを通過する場合、受信アンテナ１１は、ループアンテナ素子Lp_iが生成したｙ軸方向の磁場を受ける。

受信アンテナ１１が受けた磁場の強さは、磁場強度Ｈｙに従って変化し、図６（ｄ）に示すように、受信アンテナ１１がループアンテナ素子Lp_iの中間点ｏを通過するときに最も弱くなり、点ｙ１、ｙ２を通過するときに最も強くなる。受信アンテナ１１は、この磁場を受けて、ＬＦ信号送信機２０からのトリガ点情報を受信する。

図６（ｅ）に示すように、コア１１ａの軸がｘ軸方向に向いた受信アンテナ１１が領域Ａを通過する場合、ループアンテナ素子Lp_iが生成した磁場の磁場強度Ｈｘは、コア１１ａの軸がｘ軸方向に向いているため、受信アンテナ１１は、ｘ軸方向の磁場Ｈｘを受けることができない。しかし、受信アンテナ１１は、隣接するループアンテナ素子Lp_i+1の磁場を受けることができる。

受信アンテナ１１が受ける磁場の強さは、ループアンテナ素子Lp_i+1のｘ軸方向の磁場強度Ｈｘに従って変化し、図６（ｆ）に示すように、受信アンテナ１１がループアンテナ素子Lp_i+1の点ｘ４を通過するときに最も強くなり、点ｙ３、ｙ４の横を通過するときに最も弱くなる。受信アンテナ１１は、この磁場を受けて、ＬＦ信号送信機２０からのトリガ点情報を受信する。

このように、受信アンテナ１１が領域Ａを通過する場合、受信アンテナ１１は、向きによってループアンテナ素子Lp_iの磁場を受けることができなくても、隣接するループアンテナ素子Lp_i+1からの磁場を受けることができる。

次に、図７（ａ）に示すように、コア１１ａの軸がｚ軸方向に向いた受信アンテナ１１がループアンテナ素子Lp_i+1のアンテナ線At上Ｂを通過する場合（ＬＦ信号受信機１０がノードＮ１２、Ｎ１１側からループアンテナ素子Lp_i+1のアンテナ線At上をｙ軸方向に通過するとする。以下に述べる図７（ｂ）乃至（ｆ）についても同様とする。）、受信アンテナ１１は、ループアンテナ素子Lp_i+1が生成した磁場を受ける。

受信アンテナ１１が受けた磁場の強さは、磁場強度Ｈｚに従って変化し、図７（ｂ）に示すように、点ｙ３、点ｙ４の横を通過するときに最も弱くなり、点ｘ４を通過するときに最も強くなる。受信アンテナ１１は、この磁場を受けて、ＬＦ信号送信機２０からのトリガ点情報を受信する。

図７（ｃ）に示すように、コア１１ａの軸がｙ軸方向に向いた受信アンテナ１１がループアンテナ素子Lp_i+1のアンテナ線At上Ｂを通過する場合、受信アンテナ１１は、ループアンテナ素子Lp_i+1が生成した磁場を受ける。

受信アンテナ１１が受ける磁場の強さは、ループアンテナ素子Lp_i+1の磁場Ｈｙに従って変化し、図７（ｄ）に示すように、受信アンテナ１１が点ｘ４を通過するときに最も弱くなり、点ｙ３、点ｙ４の横を通過するときに最も強くなる。受信アンテナ１１は、この磁場を受けて、ＬＦ信号送信機２０からのトリガ点情報を受信する。

図７（ｅ）に示すように、コア１１ａの軸がｘ軸方向に向いた受信アンテナ１１がループアンテナ素子Lp_i+1のアンテナ線At上Ｂを通過する場合、受信アンテナ１１は、ループアンテナ素子Lp_i+1が生成した磁場を受ける。

受信アンテナ１１が受ける磁場の強さは、ループアンテナ素子Lp_i+1が生成する磁場の磁場強度Ｈｚに従って変化し、図７（ｆ）に示すように、点ｙ３、ｙ４の横を通過するときに最も弱くなり、点ｘ４を通過するときに、最も強くなる。受信アンテナ１１は、この磁場を受けて、ＬＦ信号送信機２０からのトリガ点情報を受信する。

このように受信アンテナ１１は、Ｂラインを通過する場合には、どの方向に向いていても、ＬＦアンテナ２５が生成した磁場を受けることができる。

そして、増幅回路１２は、受信アンテナ１１から得られた電磁信号の電圧を増幅し、検波回路１３は、ＬＦ信号送信機２０で変調されたトリガ点情報を復調する。電圧比較器１４は、検波回路１３が復調したトリガ点情報の電圧を予め設定された電圧値と比較してトリガ点情報を２値化してデジタル信号を生成する。

ＣＰＵ１５は、電圧比較器１４が変換したデジタル信号に基づいて、ＬＦ信号送信機２０のＣＰＵ２５から送られてくる情報を復元する。

ＲＦ送信回路１６は、ＣＰＵ１５からの指示により、取得したゲート情報が正しければ決められたコード情報で、例えば、４００ＭＨｚのＲＦ信号を変調し、ＲＦアンテナ１７を介してＲＦ信号を送信する。

以上説明したように、本実施形態１によれば、ＬＦアンテナ２５は、複数のループアンテナ素子Lp_1〜Lp_nを備え、各ループアンテナ素子Lp_i、Lp_i+1は互いに隣接するアンテナ線Atに流れる電流が逆向きとなるように接続されている。

従って、受信アンテナ１１がＬＦアンテナ２５のループアンテナ素子Lp_iを通過するときに、ループアンテナ素子Lp_iの磁場を受けることができなくても、隣接するループアンテナ素子Lp_i+1からの磁場を受けることができる。このため、受信アンテナ１１が１方向にのみ感度を有するものであったとしても、この方向性による影響を軽減できる。

１方向にのみ感度を有する受信アンテナ１１であれば、受信アンテナ１１に、３軸方向に等しい受信感度を有するようなものを用いなくてもよくなり、受信機を小型化することができ、また、電流を消費せずにトリガ点情報を受信することができるし、構造も単純になる。

尚、本発明を実施するにあたっては、種々の形態が考えられ、上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、ループアンテナ素子Lp_iのアンテナ線Atは、図３に示すような正方形の形状を有していなくてもよく、例えば、図８（ａ）に示すような円形の形状を有するものであってもよい。受信アンテナ１１に対して全方向に均一に近い磁場を必要とする場合、円形のアンテナ線Atを有するループアンテナ素子Lp_iは、有効である。

また、ループアンテナ素子Lp_1〜Lp_nの配線も、図３に示すようなものに限られるものではなく、例えば、図８（ｂ）に示すような配線であってもよい。配線は、隣接するループアンテナ素子Lp_i、Lp_i+1のアンテナ線At間の磁場の方向が一致するように電流を逆方向に流すことができるような配線であれば、どのような配線であってもよい。

また、ループアンテナ素子Lp_iは、異なる磁性部材を組み合わせたものであってもよい。図９（ａ）、（ｂ）はその例を示す。ループアンテナ素子Lp_iは、異なる部材として、ループコイルLp_aとコイルcoとによって構成される。このコイルcoは、磁性材４１にコイル４２を巻き付けることによって構成される。

このようにループアンテナ素子Lp_iが構成された場合、コイルcoは、ｘ軸方向の磁場を生成し、ループコイルLp_aはｙ軸方向の磁場を生成し、それぞれ、異なる方向の磁場を生成する。

すなわち、図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように、磁場方向が異なる方向となるように異なる部材のループコイルLp_aとコイルcoとを組み合わせるのである。また、交流磁場の場合、磁場の方向は電流が反転する毎に反転する。

このように構成されたループアンテナ素子Lp_i上の領域Ａ、Ｂの境界の近傍において受信アンテナ１１のコア１１ａがｘ軸方向に向いている場合、この受信アンテナ１１は、図１０（ａ）に示すように、ループコイルLp_aが生成したｘ軸方向の磁場を受ける。

ループコイルLp_a内側の領域Ａにおいて、コア１１ａがｚ軸方向に向いている受信アンテナ１１は、図１０（ｂ）に示すように、ループコイルLp_aが生成したｚ軸方向（上向き）の磁場を受ける。

ループコイルLp_a外側の領域Ｂにおいて、コア１１ａがｚ軸方向に向いている受信アンテナ１１は、図１０（ｃ）に示すように、ループコイルLp_aが生成したｚ軸方向（下向き）の磁場を受ける。

コア１１ａがｙ軸方向に向いている受信アンテナ１１は、図１０（ｄ）に示すように、コアcoが生成したｙ軸方向の磁場を受ける。このように、受信アンテナ１１は、どの方向に向いていてもループアンテナ素子Lp_iの磁場を受けることができる。

また、上述の実施形態では、隣接するループアンテナ素子のアンテナ線に流れる電流の方向を逆としたが、本発明はこれに限るものではない。ある程度（ループアンテナ素子の辺長分）隣接するループアンテナ素子間の距離を離すと、複数のループアンテナ素子の配置の方法によっては必ずしも隣接するループアンテナ素子に流れる電流の方向が逆でなくても、本発明の各アンテナ素子の３軸方向の磁場を互いに干渉させずに組み合わせることが可能となる。

例えば、図１１（ｂ）に示すようにループアンテナ素子Lp_i、Lp_i+1をその辺長分ｗだけ間隔を取って配置して、その辺長分の中心線にそってループアンテナ素子Lp_j、Lp_j+1をオフセットして千鳥配置することにより、ループアンテナ素子Lp_i、Lp_i+1に流れる電流の向きを同一方向に揃えることが可能となる。

本発明の実施形態１に係る無線タグシステムの構成を示すブロック図である。 図１の受信アンテナの構成を示す図であり、（ａ）は、受信アンテナの側面図であり、（ｂ）は、その正面図である。 図１に示すＬＦアンテナの構成を示す図である。 図３のＬＦアンテナの詳細を示す図であり、（ａ）は、ＬＦアンテナの２つのループアンテナ素子を示し、（ｂ）は、ループアンテナ素子に電流を供給したときにループアンテナ素子が生成する磁場を示す。 図４に示す隣接するループアンテナ素子と生成する磁場と様々な方向に向いた受信アンテナとを示す図であり、（ａ）は、ｚ軸方向に向いた受信アンテナを示し、（ｂ）は、ｙ軸方向に向いた受信アンテナを示し、（ｃ）は、ｘ軸方向に向いた受信アンテナを示す。 ループアンテナ素子上を受信アンテナが通過するときの状態と受信する磁場との関係を示す図であり、（ａ）は、コアの軸がｚ軸方向に向いた受信アンテナがループアンテナ素子の領域を通過する例を示し、（ｂ）は、このときに受信アンテナがループアンテナ素子から受ける磁場の強さを示す。また、（ｃ）は、コアの軸がｙ軸方向に向いた受信アンテナがループアンテナ素子の領域を通過する例を示し、（ｄ）は、このときに受信アンテナがループアンテナ素子から受ける磁場の強さを示す。（ｅ）は、コアの軸がｘ軸方向に向いた受信アンテナがループアンテナ素子の領域を通過する例を示し、（ｆ）は、このときに受信アンテナがループアンテナ素子から受ける磁場の強さを示す。 隣接するループアンテナ素子のアンテナ線上を受信アンテナが通過する状態と受ける磁場との関係を示す図であり、（ａ）は、コアの軸がｚ軸方向に向いた受信アンテナがアンテナ線上を通過する例を示し、（ｂ）は、このときに受信アンテナがループアンテナ素子から受ける磁場の強さを示す。また、（ｃ）は、コアの軸がｙ軸方向に向いた受信アンテナがアンテナ線上を通過する例を示し、（ｄ）は、このときに受信アンテナがループアンテナ素子から受ける磁場の強さを示す。（ｅ）は、コアの軸がｘ軸方向に向いた受信アンテナがアンテナ線上を通過する例を示し、（ｆ）は、このときに受信アンテナがループアンテナ素子から受ける磁場の強さを示す。 ＬＦアンテナの応用例を示す図であり、（ａ）は、円形のループアンテナ素子を有するＬＦアンテナを示し、（ｂ）は、隣接するループアンテナ素子の隣接するアンテナ線同士に電流が逆向きに流れるように接続されたＬＦアンテナを示す。 ＬＦアンテナの応用例として、異なる磁場を生成する素子を組み合わせたループアンテナ素子の例を示す図であり、（ａ）は、ループアンテナ素子の正面図であり、（ｂ）は、側面図である。 図９に示すループアンテナ素子の異なる磁場と受信アンテナの向きとの関係を示す図であり、（ａ）は、コアがｘ軸方向に向いている受信アンテナとループアンテナ素子のループコイルが生成したｘ軸方向の磁場との関係を示す。（ｂ）は、ループコイル内側の領域において、コアがｚ軸方向に向いている受信アンテナとループコイルが生成したｚ軸方向の磁場との関係を示す。（ｃ）は、ループコイル外側の領域において、コアがｚ軸方向に向いている受信アンテナとループコイルが生成したｚ軸方向の磁場との関係を示す。（ｄ）は、コアがｙ軸方向に向いている受信アンテナとループアンテナ素子のコアが生成したｙ軸方向の磁場との関係を示す。 ＬＦアンテナの応用例として、（ａ）は隣接するループアンテナ素子に互いに逆方向の電流を流すようにループアンテナ素子を配置した例を示し、（ｂ）は隣接するループアンテナ素子に互いに同方向の電流を流すようにループアンテナ素子を配置した例を示す図である。 従来のＬＦアンテナを示す図である。 従来のＬＦアンテナの課題を説明するための図である。

符号の説明

１ ＬＦトリガ信号装置
１１ 受信アンテナ
２５ ＬＦアンテナ
Lp_1〜Lp_n ループアンテナ素子

Claims (7)

1. 磁場をキャリア信号として無線タグに制御信号を送信する無線送信装置において、
   前記制御信号を送信する送信アンテナと、
   前記送信アンテナに電流を供給する電流供給部と、を備え、
   前記送信アンテナは、複数方向の前記磁場を生成する複数のアンテナ素子からなり、
   前記複数のアンテナ素子は互いの前記制御信号が干渉しないように設けられる
   ことを特徴とする無線送信装置。
2. 前記キャリア信号を変調して所定の情報を含む前記制御信号を生成する変調部を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線送信装置。
3. 前記複数のアンテナ素子は、それぞれ、ループアンテナ素子からなり、
   前記複数のループアンテナ素子は、前記電流供給部から供給された電流をアンテナ線の電流入力端から電流出力端まで周回させるものであり、各ループアンテナ素子に流れる電流が、隣接するループアンテナ素子の隣接するアンテナ線に流れる電流と向きが逆向きとなり、互いの前記制御信号が干渉しないように各ループアンテナ素子が接続された、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線送信装置。
4. 前記複数のアンテナ素子は、それぞれ、ループアンテナ素子からなり、
   前記複数のループアンテナ素子は、それぞれ、アンテナ線が矩形の形状を有するものである、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線送信装置。
5. 前記複数のアンテナ素子は、それぞれ、ループアンテナ素子からなり、
   前記複数のループアンテナ素子は、それぞれ、アンテナ線が円形の形状を有するものである、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線送信装置。
6. 前記複数のアンテナ素子は、それぞれ、ループアンテナ素子からなり、各ループアンテナ素子は異なる磁性部材を組み合わせることにより構成されたものである、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線送信装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の無線送信装置と、
   前記無線タグと、を備え、
   前記無線タグは、前記無線送信装置からの前記制御信号を受信して所定動作を開始する
   ことを特徴とする無線タグシステム。
   

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