JP2014120817A - 据置型近接無線通信装置、携帯型近接無線通信装置、近接無線通信システムおよび近接無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】狭指向性を持つアンテナを用いながら安定に無線通信を行えるようにする。
【解決手段】据置型近接無線通信装置は、携帯型近接無線通信装置をかざす領域であることを示す第１指標と、前記領域内における前記携帯型近接無線通信装置をかざすのに最適な推奨位置と外れた位置から前記推奨位置の方向に指向性を持つ電波を放射する、前記領域内に配置されるアンテナと、を有する電波送受信部と、前記アンテナで送受される電波の変復調処理を行う無線通信部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、近接無線通信を行う据置型近接無線通信装置、携帯型近接無線通信装置、近接無線通信システムおよび近接無線通信方法に関する。

ＩＣカード等の携帯機器を近接させて行う非接触無線通信技術として、RFID、FeliCa（登録商標）、NFC、TransferJet（登録商標）などが知られている。これらの技術では、コイルやカプラを使用した電磁誘導による無線通信と、UHF帯などのアンテナで電波を送受する無線通信とがある。

UHF帯を用いる無線通信は、比較的通信可能距離が長く、数10cm以上の通信が可能である。このため、携帯機器をリーダの１０ｃｍ程度の距離に近づければ、安定した通信を行うことができ、携帯機器とリーダのそれぞれについて、アンテナの設置場所についての制約は少ない。したがって、UHF帯を用いるリーダには、携帯機器をかざすおおまかな位置をマーク等で示すのが一般的である。

ところが、４０ＧＨｚを超えるようなミリ波帯を用いる無線通信では、波長が短いため、アンテナの形状が非常に小さくなる。また、ミリ波帯では、アンテナ利得を持たせるために、一定方向に指向性を向けるのが一般的である。

このように、ミリ波帯を用いる無線通信は、UHF帯を用いる無線通信よりも、アンテナの指向性が非常に狭くなり、携帯機器やリーダ等に明記されたかざすべき位置から外れた位置でかざしてしまうと、良好な通信ができないおそれがある。

特開2002-183773号公報 特開2002-352198号公報 特開2004-355580号公報 特開2005-033629号公報 特開2011-259366号公報

本実施形態は、狭指向性を持つアンテナを用いながら安定に無線通信を行うことができる据置型近接無線通信装置、携帯型近接無線通信装置、近接無線通信システムおよび近接無線通信方法を提供するものである。

本実施形態では、携帯型近接無線通信装置をかざす領域であることを示す第１指標と、前記領域内における前記携帯型近接無線通信装置をかざすのに最適な推奨位置と外れた位置から前記推奨位置の方向に指向性を持つ電波を放射する、前記領域内に配置されるアンテナと、を有する電波送受信部と、
前記アンテナで送受される電波の変復調処理を行う無線通信部と、を備える据置型近接無線通信装置が提供される。

（ａ）〜（ｃ）は第１の実施形態に係る据置型近接無線通信装置１の要部を示す図。 第１の実施形態に係る据置型近接無線通信装置１の外観を示す斜視図。 第１の実施形態に係る据置型近接無線通信装置１の主要部の構成を示すブロック図。 ＩＣチップ１２の一例を示す図。 （ａ）と（ｂ）は図４のループ状のアンテナ７の指向性のシミュレーション結果の一例を示す図。 （ａ）〜（ｃ）は斜め下方に電波を放射する例を示す図。 第２の実施形態に係る据置型近接無線通信装置１の要部を示す図。 図７の一変形例を示す図。 第３の実施形態に係る据置型近接無線通信装置１の要部を示す図。 第４の実施形態に係る据置型無線通信装置の要部を示す図。 図１０の一変形例を示す図。 （ａ）〜（ｄ）は第５の実施形態に係る携帯型近接無線通信装置３０を示す図。 携帯型近接無線通信装置３０の主要部の構成を示すブロック図。 第６の実施形態に係る携帯型近接無線通信装置３０を示す図であり、図１４（ａ）は正面図、図１４（ｂ）は背面図、図１４（ｃ）は携帯型近接無線通信装置３０のアンテナ３１の設置場所および水平面方向の放射方向を示す図、図１４（ｄ）は側面方向におけるアンテナ３１の放射方向を示す図。 ９０度異なる方向に電波を放射する２つのアンテナ７を据置型近接無線通信装置１に設ける例を示す図。 それぞれ９０度ずつ異なる方向に電波を放射する４つのアンテナ７を据置型近接無線通信装置１に設ける例を示す図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る据置型近接無線通信装置１の要部を示す図、図２は第１の実施形態に係る据置型近接無線通信装置１の外観を示す斜視図である。

図１の据置型近接無線通信装置１は、例えば駅の自動改札機等のチケットゲート機に内蔵される。図２は本実施形態に係る据置型近接無線通信装置１をチケットゲート機２に適用した例を示している。なお、本実施形態に係る据置型近接無線通信装置１は、チケットゲート機２への適用に限定されるものではなく、近接無線通信を行う種々の装置への適用が可能である。

図２の据置型近接無線通信装置１の上面には、ユーザが所持する携帯型近接無線通信装置との間で近接無線通信を行う電波送受信部３が設けられている。図１は図２に示す電波送受信部３の上面を拡大図示したものである。以下では、電波送受信部３の上面方向を水平面方向と呼び、電波送受信部３の上面の法線方向を上下方向と呼ぶ。

図１（ａ）に示すように、電波送受信部３の上面４には、例えばトラック形状または矩形状の第１指標５と、この第１指標５の内側に設けられる第２指標６とが設けられている。第１指標５と第２指標６は、電波送受信部３の上面４に別の色等で描かれてもよいし、シール等の薄膜部材を電波送受信部３の上面４に貼り付けたものでもよい。

第１指標５は、携帯型近接無線通信装置をかざす領域であることをユーザに認識させるためのものである。第２指標６は、携帯型近接無線通信装置をかざすのに最適な推奨位置をユーザに認識させるためのものである。第１指標５と第２指標６の具体的な表示形態は問わない。境界線のみで、各指標を識別させてもよいし、各指標の内部の色を変えて識別させてもよい。異なるマークで識別させてもよい。

第２指標６は、例えば図１（ａ）に示す星印マークのように、ユーザが推奨位置であることを認識しやすい形態で表示される。また、マークの代わりに、「タッチ」や「Ｔｏｕｃｈ」等の文字を表示してもよいし、マークの代わりにＬＥＤ等の照明器具を設けて、点灯または点滅させてもよい。

図１（ａ）の例では、星印マークの周りを矩形状の線で囲んでいるが、この線は特に必須ではない。また、第２指標６のサイズや形状も任意であるが、第２指標６内に携帯型近接無線通信装置をかざすと、据置型近接無線通信装置１内のアンテナ７からの電波を安定して受信できることを想定しているため、第２指標６は、電波を安定して受信できるサイズや形状に設定される。

ユーザが携帯型近接無線通信装置を第２指標６にかざす際には、携帯型近接無線通信装置を第２指標６に接触させてもよいし、わずかに第２指標６から離してかざしてもよい。携帯型近接無線通信装置との無線通信ができた場合には、例えば第１指標５にその旨の表示を行うか、音声でユーザに知らせてもよい。

本実施形態では、図１（ａ）に示すように、第１指標５の領域内の第２指標６の位置と外れた位置で、かつ第１指標５の領域内にアンテナ７を設置している。このアンテナ７は、第２指標６の方向に指向性を持つ電波を放射する。したがって、ユーザが携帯型近接無線通信装置を第２指標６にかざすと、アンテナ７からの電波を安定に受信可能となる。

図１（ｂ）は据置型近接無線通信装置１のアンテナ７の電波の放射方向１０を示す図である。図示のように、アンテナ７は、概略的には扇状に電波を放射し、扇状の概略中心方向に電波の最大利得を持っている。よって、望ましくは、アンテナ７から放射される電波の最大利得の方向と第２指標６の方向とが概略一致するように、アンテナ７の設置場所が設定される。

図１（ｃ）は電波送受信部３の上下方向におけるアンテナ７の電波の放射方向１０を示す図である。図示のように、アンテナ７は、電波送受信部３の上面４よりも下方の面８上に設置されており、この設置場所から上下方向に対しても、所定の鋭角の角度範囲で電波を放射する。したがって、アンテナ７が電波送受信部３の上面４よりも下方に設置されていても、電波送受信部３の上面４よりも上方にも電波が放射されることになり、電波送受信部３の上面４の上方にかざされた携帯型近接無線通信装置で安定に電波を受信できる。

本実施形態では、例えば、４０ＧＨｚ〜８０ＧＨｚの周波数範囲内のミリ波の電波を用いて近接無線通信を行うものである。ミリ波帯の無線通信は、伝送速度が高速な上に、電波の直進性が強くて伝搬損失が大きいことから、第三者に傍受されにくくセキュアな通信ができるという特徴がある。その一方で、安定した通信を行うための十分な受信電力を得るため、送受のいずれかもしくは両方に狭い指向性のアンテナを用いてアンテナ利得を持たせることが一般的であり、そのため従来の近接無線と比較して指向性が非常に狭いという短所もある。そこで、本実施形態では、上述したように、据置型近接無線通信装置１のアンテナ７の設置場所を工夫して、携帯型近接無線通信装置と安定に無線通信ができるようにしている。

図３は第１の実施形態に係る据置型近接無線通信装置１の主要部の構成を示すブロック図である。図３の据置型近接無線通信装置１は、アンテナ（第１アンテナ）７を内蔵した電波送受信部（第１電波送受信部）３と、無線通信部（第１無線通信部）１１とを有する。無線通信部１１は、アンテナ７で送受される電波の変復調処理を行う。

電波送受信部３と無線通信部１１との少なくとも一部は、ＩＣチップ化することが可能である。例えば、図４はこの種のＩＣチップ１２の一例を示す図である。図４は、ＩＣチップ１２内のボンディングワイヤを用いてアンテナ７を形成した、アンテナ７内蔵型のＩＣチップ１２の一例を示している。

図４では、無線通信部１１が内蔵されたＩＣチップ１２の上面に形成される差動給電線１３と、この差動給電線１３から左右に延在される２本のワイヤ１４と、これら２本のワイヤ１４の先端同士を誘電体基板上で接続する金属部１５とで、ループ状のアンテナ７を形成している。このループ状のアンテナ７の指向性の範囲および方向は、ワイヤ１４の傾斜角度やワイヤ１４間の距離等を調整することで変更可能である。ワイヤ１４はボンディングワイヤと同じ材料で形成されており、図４では、ＩＣチップ１２、ワイヤ１４およびアンテナ７を同じパッケージ２０内に収納している。

図５は図４のループ状のアンテナ７の指向性のシミュレーション結果の一例を示す図である。図５（ａ）のように、ＩＣチップ１２の左側側面部にアンテナ７が設けられている場合、その指向性は図５（ｂ）に示すようにＩＣチップ１２の左側側面方向の範囲１８になる。したがって、ＩＣチップ１２の設置面方向に電波を放射することができる。

本実施形態では、図５に示すようなＩＣチップ１２に内蔵されたアンテナ７を図１（ｂ）に示す位置に設けて、この位置から第２指標６の位置側（図１（ｂ）の点線９から左側）に電波の指向性の最大利得が向くようにする。利用形態によっては、厳密な意味で、アンテナ７から放射される電波の最大利得の方向が第２指標６の方向にならない場合もありうるが、少なくとも、アンテナ７の水平面方向の指向性を、アンテナ７の位置から第２指標６の位置側に向ける必要がある。すなわち、アンテナ７を通過する図１（ｂ）の点線９から左側にアンテナ７の指向性を向ける必要がある。

従来の据置型近接無線通信装置１は、電波送受信部３の上面４から法線方向に指向性を向けて電波を放射するのが一般的であった。これに対して、本実施形態に係る据置型近接無線通信装置１は、例えば図５のようなループ状のアンテナ７を用いることで、図１（ｂ）と図１（ｃ）に示すように、電波送受信部３の上面４に沿った方向に電波を放射する。これは、本実施形態では、ミリ波での無線通信を想定しており、指向性が狭いことから、携帯型近接無線通信装置を第２指標６にかざしたときに安定して無線通信ができるよう、アンテナ７から第２指標６の方向に電波の指向性を向けるためである。

本実施形態におけるアンテナ７の電波の放射方向は、必ずしも電波送受信部３の上面４に略平行である必要はなく、図６に示すように、水平面方向に対して所定の鋭角角度だけ傾けた方向でもよい。アンテナ７は、電波送受信部３の上面４よりも下方に設置されるため、アンテナ７から水平面方向に略平行に電波を放射すると、第２指標６の電波強度は、必ずしも最大にならない。そこで、図６（ｃ）に示すように、アンテナ７から第２指標６の方向に向けて、斜め上方に電波を放射すれば、第２指標６の電波強度をより高くすることができ、より安定に無線通信を行うことができる。

なお、図６の例では、電波送受信部３の上下方向における電波の放射角度を傾けるものであり、図６（ｂ）に示す水平面方向における電波の放射角度は図１（ｂ）と同様であり、図６（ａ）に示すアンテナ７の設置場所も図１（ａ）と同様である。

このように、第１の実施形態では、第１指標５の内側に第２指標６を設けて、第１指標５の範囲内で第２指標６とは異なる位置に設置されるアンテナ７から、第２指標６の方向に向けて電波を放射するため、ユーザが携帯型近接無線通信装置を第２指標６にかざすと、アンテナ７からの電波を安定して受信できるようになる。これにより、ミリ波のように指向性が非常に狭い電波であっても、安定した無線通信が可能になる。

（第２の実施形態）
以下に説明する第２の実施形態では、第２指標６を省略するものである。

図７は第２の実施形態に係る据置型近接無線通信装置１の要部を示す図、図８は図７の一変形例を示す図である。図７と図８の据置型近接無線通信装置１はそれぞれ、上述した図１と図６から第２指標６を省略したものである。

ユーザは、第１指標５を視認すると、暗黙の了解として、第１指標５の中心付近が携帯型近接無線通信装置をかざす位置であると認識するものと考えられる。そこで、本実施形態では、第２指標６を省略するものである。

本実施形態のアンテナ７は、第１指標５の範囲内で、第１指標５の中心位置から外れた位置に設置される（図７（ａ）、図８（ａ））。そして、アンテナ７は、第１指標５の中心位置に向けて電波を放射する（図７（ｂ）、図８（ｂ））。より望ましくは、アンテナ７から第１指標５の中心方向が電波の最大強度になるようにする。最低限、アンテナ７から第１指標５の中心に近い側（図７（ｂ）と図８（ｂ）の点線９よりも左側）に電波の指向性が向くようにする。

また、アンテナ７から放射される電波は、図７（ｃ）に示すように水平面に平行でもよいし、図８（ｃ）に示すように所定の鋭角角度の方向、すなわち斜め上方でもよい。

このように、第２の実施形態では、第２指標６を省略するため、電波送受信部３の上面４の表示形態を簡易化できる。第２指標６を省略しても、通常のユーザは第１指標５の中心付近が携帯型近接無線通信装置のかざし位置であると認識するため、第１指標５の中心付近にアンテナ７からの電波の指向性を向ければ、安定した無線通信が可能となる。

第２の実施形態のように、第２指標６を省略すると、ユーザは、第１指標５を視認しながら、第１指標５の中心位置を目測で予測して携帯型近接無線通信装置をかざす行為を行うことになる。よって、第２指標６がある場合とくらべて、実際にユーザがかざす位置のばらつきが大きくなることが予想される。よって、ユーザが携帯型近接無線通信装置をかざす位置が多少ずれても、安定した無線通信が行えるように、図８に示すようにアンテナ７から斜め上方に電波を放射させて、第１指標５の中心付近の比較的広い範囲での電波強度をより高めるようにするのが望ましい。

（第３の実施形態）
以下に説明する第３の実施形態では、ユーザに対して、携帯型近接無線通信装置のかざし位置だけでなく、かざし方向も知らせるものである。

図９は第３の実施形態に係る据置型近接無線通信装置１の要部を示す図である。図９では、第２指標６として、「Ｔｏｕｃｈ」という英文字情報を表示し、この英文字情報がかざし位置を表し、この英文字情報の表示方向、すなわち各英文字の頭部の方向がかざし方向を表すようにしている。この場合、ユーザは、図９の矢印１９の方向から携帯型近接無線通信装置３０をかざすことになる。電波送受信部３の上面４にかざし方向を明示する矢印マーク等の方向表記がなくても、ユーザは、英文字情報の表示方向により、かざし方向を認識できる。

なお、図９では、英文字情報だけを第２指標６としているが、この英文字情報の中心位置に、第１指標５の一部をなす星印等のマークを付けてもよい。あるいは英文字情報を省略して、矢印等のかざし方向をユーザに認識させることができるマークのみを第２指標６としてもよい。

図９では、第２指標６の中心線２２から外れた位置にアンテナ７を設置し、この位置から、ユーザが携帯型近接無線通信装置３０をかざす方向とは反対側、すなわち中心線２２の方向に向かって電波を放射するようにしている。これにより、図９（ｂ）に示すように、アンテナ７からの電波が水平面方向に広がっている方向にユーザが進入して、携帯型近接無線通信装置３０をかざすことになり、アンテナ７からの電波を受信しやすくなる。

上下方向についても同様であり、ユーザがかざす行為を行う際に、ユーザの携帯型近接無線通信装置３０は、図９（ｃ）の矢印２１の方向に沿って、アンテナ７からの電波が上下方向に広がっている範囲を通って、据置型近接無線通信装置１の脇を通過していくことになる。

このように、第３の実施形態では、ユーザが携帯型近接無線通信装置３０をかざす方向とは逆側にアンテナ７を配置して、ユーザの進入方向に向けて電波を放射するため、ユーザは特に意識しなくても、電波の放射範囲が広がっている方向に携帯型近接無線通信装置３０がかざすことになり、安定した無線通信が可能となる。

（第４の実施形態）
以下に説明する第４の実施形態は、第１指標５の範囲外に、携帯型近接無線通信装置３０のかざし方向をユーザに知らせる情報を表示するものである。

図１０は第４の実施形態に係る据置型無線通信装置の要部を示す図である。図１０では、第１指標５の範囲外に、「カードを触れてください」等の文字情報２３を表示している。この文字情報の表示方向は、ユーザが携帯型近接無線通信装置３０をかざす方向であり、ユーザはこの方向に進入しながら、携帯型近接無線通信装置３０をかざす行為を行う。

図１０では、星印等のマークを第１指標５としている。そして、図９と同様に、ユーザが携帯型近接無線通信装置３０をかざす方向とは逆方向に電波の放射方向１０が広がるようにアンテナ７を設置している。これにより、ユーザは、電波の放射方向１０が広がっている方向から携帯型近接無線通信装置３０をかざすことになり、安定した無線通信が可能となる。

図１１は図１０の一変形例を示す図であり、図１０の据置型無線通信装置を自動改札機等のチケットゲート機２に適用した例を示している。図１１の例では、第１指標５の範囲外に、ユーザの進入方向を示す矢印マーク２４を表示している。この例では、ユーザが進入する方向とは逆方向に電波の放射方向が広がるようにアンテナ７を設置している。

なお、図１１の例では、図１０のように、第１指標５の範囲外に、「カードを触れてください」等の文字情報２３を表示してもよいし、この表示を省略してもよい。

このように、第４の実施形態では、第１指標５の範囲外に、ユーザの進入方向と携帯型近接無線通信装置３０のかざし方向との少なくとも一方を示す表示を行い、この表示にしたがってユーザが携帯型近接無線通信装置３０をかざす際に、そのかざす方向とは逆方向に電波の放射方向が広がるようにアンテナ７を設置するため、安定した無線通信が行える。

（第５の実施形態）
第５の実施形態は、上述した第１〜第４の実施形態で説明した据置型近接無線通信装置１と無線通信を行うことが可能な携帯型近接無線通信装置３０の構成に特徴があるものである。

図１２は第５の実施形態に係る携帯型近接無線通信装置３０を示す図であり、スマートフォンに適用した例を示している。図１２（ａ）は正面図、図１２（ｂ）は背面図、図１２（ｃ）は携帯型近接無線通信装置３０のアンテナ３１の設置場所および水平面方向の放射方向を示す図、図１２（ｄ）は携帯型近接無線通信装置３０の側面方向におけるアンテナ３１の放射方向を示す図である。以下では、携帯型近接無線通信装置３０のタッチパネル操作面（表示パネル面）を正面と呼び、その対向面を背面と呼ぶ。

図１２の携帯型近接無線通信装置３０では、正面の上辺側にカメラ３２などが配置され、下辺側に操作キー３３などが配置されており、携帯型近接無線通信装置３０の上下をユーザが認識可能な形状になっている。また、携帯型近接無線通信装置３０の背面の上辺側にはカメラ３４が配置され、背面についてもその上下をユーザが認識可能な形状になっている。

また、携帯型近接無線通信装置３０の背面には、かざし位置を示す指標３５が設けられている。図１２（ｂ）の例では、楕円形マークの中心に星印マークを設けたものを指標３５としているが、指標３５の具体的な表示形態は問わない。

図１２（ｃ）に示すように、アンテナ３１は、指標３５とは異なる位置に設置され、このアンテナ３１から指標３５の方向に指向性を持つ電波を放射する。より具体的には、アンテナ３１は、指標３５の長手方向の中心線３６から外れた位置に設けられて、この中心線３６方向に電波を放射する。また、図１２（ｄ）に示すように、アンテナ３１からの電波は、背面に向かうななめ下方に放射される。

図１２の携帯型近接無線通信装置３０では、その正面を上にして、かつ正面の上辺をユーザの進入方向に配置した状態で、背面の指標３５を据置型近接無線通信装置１のかざし位置にかざす行為を行うことを前提としている。

図１３は携帯型近接無線通信装置３０の主要部の構成を示すブロック図である。図１３の携帯型近接無線通信装置３０は、アンテナ３１を内蔵した電波送受信部（第２電波送受信部）４０と、無線通信部（第２無線通信部）４１とを有する。無線通信部４１は、アンテナ３１で送受される電波の変復調処理を行う。

電波送受信部４０は、据置型近接無線通信装置１に設けられた指示位置にかざすための推奨位置を示す指標３５と、この指標３５の位置と外れた位置に配置されて指標３５の方向に指向性を持つ電波を放射するアンテナ（第２アンテナ）３１とを有する。

図１２の携帯型近接無線通信装置３０には、図１の据置型近接無線通信装置１にあったような第１指標５に対応するものは設けられていない。これは、携帯型近接無線通信装置３０のユーザは、暗黙の了解として、タッチパネル操作面の対向面がかざし面であると認識しているためである。

また、図１２の携帯型近接無線通信装置３０では、図１の第２指標６に対応する指標３５を、背面の中央付近に設けているが、背面には、カメラなどの他の部材も設置されているため、これらの部材の邪魔にならない位置に指標３５を設ければよい。なお、理想的には、アンテナ３１からの電波の最大利得の方向に沿って、指標３５を設けるのが望ましい。アンテナ３１からの電波の最大利得の方向であれば、背面の中央から外れた位置に指標３５を設けてもよい。

携帯型近接無線通信装置３０は、背面全体を覆う不透明の保護カバーに収納して使用されることも考えられる。この場合、せっかく背面に指標３５を設けても、保護カバーに覆われて外部から指標３５を視認できなくなる。ただし、人間は一般に、背面に指標３５があることを一度でも目にすると、その記憶を留めて、指標３５が見えなくても、背面がかざし面として認識する。よって、背面に指標３５を設けることは、ある程度の効果があると考えられる。

あるいは、携帯型近接無線通信装置３０が普及して、世の中の大部分の人間がかざす操作に慣れてくると、指標３５がまったくなくても、背面の略中央部をかざすことを自然に行うようになると考えられる。よって、携帯型近接無線通信装置３０に指標３５を設けることは必ずしも必須ではない。

図１２（ｄ）では、側面方向におけるアンテナ３１の指向性を、背面に向かって斜め下方としているが、アンテナ３１と背面との距離が非常に短ければ、背面に略平行な方向に電波を放射してもよい。

このように、第５の実施形態では、携帯型近接無線通信装置３０のユーザは、携帯型近接無線通信装置３０の正面を上にして、かつ正面の上辺側を自身の進入方向に配置した状態でかざす行為を行うのが一般的なため、それに合わせてアンテナ３１を配置することで、据置型近接無線通信装置１との間で安定した無線通信を行うことができる。

（第６の実施形態）
携帯型近接無線通信装置３０の中には、上下の区別がまったくつかないものがある。特に、正面の全体がタッチパネルになっており、物理的なボタンやカメラ等がない場合には、画面を表示させない限り、上下の区別がつかない。以下に説明する第６の実施形態では、上下の区別がつかない携帯型近接無線通信装置３０を想定したものである。

図１４は第６の実施形態に係る携帯型近接無線通信装置３０を示す図であり、図１４（ａ）は正面図、図１４（ｂ）は背面図、図１４（ｃ）は携帯型近接無線通信装置３０のアンテナ３１の設置場所および水平面方向の放射方向を示す図、図１４（ｄ）は側面方向におけるアンテナ３１の放射方向を示す図である。

図１４の携帯型近接無線通信装置３０は、正面と背面のいずれにも、上下を区別する部材が存在しない。そこで、背面には、かざし位置を示す指標３５の周辺に、かざす方向を示す別の指標３７が設けられている。この指標３７は、例えば、図１４（ｂ）に示すように、矢印の形態で表示され、矢印の矢先の方向がかざす方向になる。

この場合、図１４（ｃ）に示すように、矢印の矢尻の方向にアンテナ３１が設置され、アンテナ３１からは、かざし位置の方向に電波が放射される。また、側面方向については、アンテナ３１は、背面に向かう斜め下方向に電波を放射する。

ユーザは、携帯型近接無線通信装置３０の背面の矢印の方向に沿って、かざす行為を行う。これにより、携帯型近接無線通信装置３０のアンテナ３１からは、かざす方向に電波が放射されることになり、この方向に据置型近接無線通信装置１のアンテナ３１が設置されていれば、両者間で安定に無線通信を行うことができる。

このように、第６の実施形態では、携帯型近接無線通信装置３０の正面と背面のどちらにも、ユーザがかざす方向を認識できるような部材がない場合には、少なくとも背面にかざす方向を示す指標３７を設けるため、この指標３７を見たユーザは、かざす方向を容易に把握でき、据置型近接無線通信装置１と安定した無線通信が可能となる。

（第７の実施形態）
上述した第１〜第６の実施形態は、据置型近接無線通信装置１または携帯型近接無線通信装置３０にアンテナ７または３１を一つだけ設ける例を示したが、それぞれ異なる方向に電波を放射する複数のアンテナ７または３１を設けてもよい。

図１５は９０度異なる方向に電波を放射する２つのアンテナ７を据置型近接無線通信装置１に設ける例を示し、図１６はそれぞれ９０度ずつ異なる方向に電波を放射する４つのアンテナ７を据置型近接無線通信装置１に設ける例を示している。

図１５と図１６は、据置型近接無線通信装置１のアンテナ７の配置の一例を示しているが、携帯型近接無線通信装置３０のアンテナ７の配置を図１５または図１６と同様にしてもよい。

図１５（ａ）は、トラック状の第１指標５の長辺側に一つのアンテナ７を配置し、短辺側に他のアンテナ７を配置する例を示している。図１５（ｂ）は長辺側のアンテナ７が放射する電波の放射範囲を示し、図１５（ｃ）は短辺側のアンテナ７が放射する電波の放射範囲を示している。これら２つのアンテナ７からの電波はそれぞれ、第２指標６の方向に放射される。

図１６（ａ）は、トラック状の第１指標５の長辺側に二つのアンテナ７を配置し、短辺側に他の二つのアンテナ７を配置する例を示している。図１６（ｂ）〜図１６（ｅ）はこれらアンテナ７が放射する電波の放射範囲を示している。これら４つのアンテナ７からの電波はそれぞれ、第２指標６の方向に放射される。

ミリ波通信では、そもそも指向性が狭いため、アンテナ７が一つだけだと、指標３５（第２指標６）の設置場所によっては、その設置場所に電波が十分に届かないおそれがある。また、携帯型近接無線通信装置３０は、予め想定した方向からかざされるとは限らない。例えば、図１５（ｂ）のような放射方向を持つアンテナ７だけが据置型近接無線通信装置１に設けられていたとすると、このアンテナ７の電波放射方向とは反対側から携帯型近接無線通信装置３０をかざす場合には、安定した無線通信ができる可能性が大きいが、このアンテナ７と９０度異なる方向からユーザが携帯型近接無線通信装置３０をかざした場合には、十分な電波を送受信できないおそれがある。そこで、図１５（ｃ）のように、９０度異なる方向にもアンテナ７を設けて電波を放射したとすると、予め想定した方向と９０度異なる方向からユーザが携帯型近接無線通信装置３０をかざす行為を行った場合も、正常に無線通信できる可能性が高くなる。

アンテナ７の数を増やすほど、安定して通信可能な範囲を広げることができるが、設備コストが高くなるため、必要に応じてアンテナ７の数を設定すればよい。

また、携帯型近接無線通信装置３０においても、ユーザがかざす行為を行う際に、予め想定した方向に携帯型近接無線通信装置３０を向けるとは限らないため、アンテナ７が一つだけだと、アンテナ７からの電波の放射方向がかざす方向とは異なる方向になるおそれもある。したがって、図１５や図１６のように、それぞれ異なる方向に電波を放射する複数のアンテナ７を携帯型近接無線通信装置に設ければ、より安定に無線通信を行うことが可能となる。

本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

１ 据置型無線通信装置、２ チケットゲート機、３ 電波送受信部、５ 第１指標、６ 第２指標、７ アンテナ、１１ 無線通信部、３０ 携帯型近接無線通信装置、３１ アンテナ、３５ 指標、４０ 電波送受信部、４１ 無線通信部

Claims (17)

1. 携帯型近接無線通信装置をかざす領域であることを示す第１指標と、前記領域内に配置され、前記領域内における前記携帯型近接無線通信装置をかざすのに最適な推奨位置と外れた位置から前記推奨位置の方向に指向性を持つ電波を放射するアンテナと、を有する電波送受信部と、
   前記アンテナで送受される電波の変復調処理を行う無線通信部と、を備える据置型近接無線通信装置。
2. 前記アンテナは、電波の最大利得の方向と前記推奨位置の方向とが一致するように電波を放射する請求項１に記載の据置型近接無線通信装置。
3. 前記アンテナは、前記領域の水平面に沿った所定の角度範囲の指向性を持ち、かつ前記角度範囲内に前記推奨位置を含むように電波を放射する請求項１または２に記載の据置型近接無線通信装置。
4. 前記アンテナは、電波の最大利得の方向が水平面方向か、または前記水平面から所定の鋭角範囲の方向に電波を放射する請求項１乃至３のいずれかに記載の据置型近接無線通信装置。
5. 前記電波送信部は、前記推奨位置であることを示す第２指標を有し、
   前記第１指標および前記第２指標は、前記領域の上面に設けられ、
   前記アンテナは、前記領域の上面よりも下部側の所定位置に配置されて、斜め上方に電波を放射する請求項１乃至３のいずれかに記載の据置型近接無線通信装置。
6. 前記アンテナは、前記携帯型近接無線通信装置の所持者が前記携帯型近接無線通信装置をかざしながら前記領域を通過する方向とは逆の方向に電波を放射可能な位置に配置される請求項１乃至５のいずれかに記載の据置型近接無線通信装置。
7. 前記アンテナは、それぞれが異なる方向から前記推奨位置の方向に指向性を持つ電波を放射する複数のアンテナ部を有する請求項１乃至６のいずれかに記載の据置型近接無線通信装置。
8. 前記電波の周波数は、４０ＧＨｚ乃至８０ＧＨｚの範囲内である請求項１乃至７のいずれかに記載の据置型近接無線通信装置。
9. 据置型近接無線通信装置に設けられた指示位置にかざすための推奨位置を示す第１指標と、前記第１指標の位置と外れた位置に配置されて前記第１指標の方向に指向性を持つ電波を放射するアンテナと、を有する電波送受信部と、
   前記アンテナで送受される電波の変復調処理を行う無線通信部と、を備える携帯型近接無線通信装置。
10. 前記アンテナは、電波の最大利得の方向と前記第１指標の方向とが一致するように電波を放射する請求項９に記載の携帯型近接無線通信装置。
11. 前記アンテナは、前記第１指標が設けられる領域の水平面に沿った所定の角度範囲の指向性を持ち、かつ前記角度範囲内に前記第１指標の方向を含むように、電波を放射する請求項９または１０に記載の携帯型近接無線通信装置。
12. 前記アンテナから放射される電波の上下方向における最大利得の方向は、前記領域の水平面の方向か、または前記水平面から背面に傾いた所定の鋭角の方向である請求項１１に記載の携帯型近接無線通信装置。
13. 前記アンテナから放射する電波の最大利得の方向とは逆方向が所持者のかざす方向であることを示す第２指標を有する請求項９乃至１２のいずれかに記載の携帯型近接無線通信装置。
14. 前記第１指標は、表示パネル面とは反対側の面に設けられる請求項９乃至１３のいずれかに記載の携帯型近接無線通信装置。
15. 前記電波の周波数は、４０ＧＨｚ乃至８０ＧＨｚの範囲内である請求項９乃至１４のいずれかに記載の携帯型近接無線通信装置。
16. 互いに近接無線通信を行う据置型近接無線通信装置および携帯型近接無線通信装置を備え、
    前記据置型近接無線通信装置は、
    前記携帯型近接無線通信装置をかざす領域であることを示す第１指標と、前記領域内に配置され、前記領域内における前記携帯型近接無線通信装置をかざすのに最適な推奨位置と外れた位置から前記推奨位置の方向に指向性を持つ電波を放射する第１アンテナと、を有する第１電波送受信部と、
    前記アンテナで送受される電波の変復調処理を行う第１無線通信部と、を備え、
    前記携帯型近接無線通信装置は、
    前記据置型近接無線通信装置に設けられた指示位置にかざすための推奨位置を示す第２指標と、前記第２指標の位置と外れた位置に配置されて前記第２指標の方向に指向性を持つ電波を放射する第２アンテナと、を有する第２電波送受信部と、
    前記第２アンテナで送受される電波の変復調処理を行う第２無線通信部と、を備える近接無線通信システム。
17. 据置型近接無線通信装置と携帯型近接無線通信装置とで近接無線通信を行う近接無線通信方法であって、
    前記据置型近接無線通信装置は、前記携帯型近接無線通信装置をかざす領域であることを示す第１指標を有し、前記領域内における前記携帯型近接無線通信装置をかざすのに最適な推奨位置と外れた位置に設けられる第１アンテナから、前記推奨位置の方向に指向性を持つ電波を放射し、
    前記携帯型近接無線通信装置は、前記据置型近接無線通信装置に設けられた指示位置にかざすための推奨位置を示す第２指標の位置と外れた位置に設けられる第２アンテナから、前記第２指標の方向に指向性を持つ電波を放射し、
    前記携帯型近接無線通信装置は、前記第１アンテナからの電波の放射方向と前記第２アンテナからの電波の放射方向とは対向するような方向から前記推奨位置にかざされる近接無線通信方法。