JP2014120937A - ループアンテナ中継装置、通信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】中継装置20は、端末アンテナ11を備える情報端末10に配置されるものであり、第1アンテナ41と、第1アンテナ41が設けられ、第1アンテナ41及び端末アンテナ11間が電磁誘導方式により結合するように、第1アンテナ41及び端末アンテナ11が対向した状態で第1アンテナ41及び情報端末10間の位置を保持する本体ケース部31と、第1アンテナ41に対して電気的に接続されたループアンテナである第2アンテナ42とを備え、第2アンテナ42の外形は、端末アンテナ11の外形とは大きさが異なり、ICタグ50のタグアンテナ52との間で電磁誘導方式により結合可能な大きさである。
【選択図】図1
Description
一方、情報端末の内部アンテナに接続される外部アンテナがあった(例えば特許文献1)。この外部アンテナは、2つのアンテナを備えており、1つは、情報端末の内部アンテナに接続されており、もう1つは、情報端末以外の応答器に接続できるようになっている。
しかし、従来の外部アンテナは、いわゆるスマートフォンのようなアンテナが背面に配置された端末に、装着するものではなかった。
・第2の発明は、第1の発明のループアンテナ中継装置において、前記媒体のループアンテナ(52)の外形は、前記端末アンテナ(11)の外形よりも小さく、前記第2アンテナ(42,242−1,242−2)の外形は、前記媒体のループアンテナの外形に対応した大きさであること、を特徴とするループアンテナ中継装置である。
・第3の発明は、第1又は第2の発明のループアンテナ中継装置において、利用者が把持する軸状の軸状ケース(32)と、前記保持部材(31)及び前記軸状ケース間に接続されたケーブル(33)とを備え、前記第2アンテナ(42)は、前記軸状ケースの先端に収容され、前記ケーブルを介して前記第1アンテナ(41)に接続されていること、を特徴とするループアンテナ中継装置である。
・第4の発明は、第1又は第2の発明のループアンテナ中継装置において、前記保持部材(31)は、前記情報端末(10)をカバーするように取り付けられ、前記第1アンテナ(41)に加えて、前記第2アンテナ(42)が設けられていること、を特徴とするループアンテナ中継装置である。
・第5の発明は、第1から第4までのいずれかの発明のループアンテナ中継装置において、外形が異なる複数の前記第2アンテナ(242−1,242−2)を備えること、を特徴とするループアンテナ中継装置である。
以下、図面等を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、第1実施形態の通信システム1の斜視図、読み取り面32aを示す図である。
図1(a)は、情報端末10、中継装置20の斜視図である。
図1(b)は、情報端末10を中継装置20に取り付けた状態の斜視図である。
図1(c)は、読み取り面32aを正面(図1(a)の矢印A)から見た図である。
図2は、第1実施形態の情報端末10を中継装置20に取り付けた状態の断面図である。
なお、図面の理解を容易にするために、各図には、図1の状態を基準として、左右方向X、奥行方向Y、鉛直方向Zの座標軸を設けた。また、各図は、構成を明確にするために、厚み方向を適宜誇張して図示した。
通信システム1は、情報端末10を中継装置20に配置した状態で、利用者がペン状ケース部32の読み取り部をICタグ50に近づけることにより、情報端末10及びICタグ50が中継装置20を介して通信するものである。
情報端末10は、端末アンテナ11、表示部12、記憶部15、制御部16を備える。
端末アンテナ11は、ループアンテナである。端末アンテナ11は、表示部12とは反対側の奥側Y2(背面側)に収容されている。端末アンテナ11の外形は、通常は、ICカード等と通信するために適切な大きさであり、例えば、1辺の長さが40mm〜80mm程度の長方形である。
表示部12は、タッチパネルであり、表示装置、入力装置を兼用するものである。表示部12は、情報端末10の一方の面である手前側Y1(正面側)に配置されている。表示部12の大きさは、例えば3〜5インチ程度である。情報端末10の外形は、表示部12の外形よりも一回り大きい程度である。
制御部16は、情報端末10を統括的に制御するための制御装置であり、例えば、CPU(中央処理装置)等から構成される。
制御部16は、端末アンテナ11を制御することにより、他の媒体との間で、電磁誘導方式によって、非接触により直接通信をする機能を有する。
実施形態では、情報端末10は、この非接触通信としてNFC規格(ISO/IEC18092(NFC IP−1)、ISO/IEC21481(NFC IP−2))に基づいて、13.56MHzの電磁波を利用して、ICタグ50等の媒体との間で直接通信をし、ICタグ50の情報を読み取ったり、更新したりする機能を備える。
本体ケース部31は、中継装置20の本体の筐体であり、第1アンテナ41等の構成部品を内部に収容して保持する。本体ケース部31は、例えば、樹脂、ゴム等の材料により形成される。
本体ケース部31は、背面部31a、側部31b、突出部31cを備える。
背面部31aは、本体ケース部31を情報端末10に取り付けた状態で、情報端末10の背面側(奥側Y2)に配置される。背面部31aは、平板状の部材であり、第1アンテナ41を収容する。
側部31bは、背面部31aの左右方向の両端から手前側Y1に形成された壁状の部分である。側部31bの内寸は、情報端末10の左右方向Xの長さとほぼ等しい。
突出部31cは、側部31bの手前側先端から左右内側に突出するように設けられたフランジ状の部分である。
これにより、背面部31a内の第1アンテナ41及び情報端末10内の端末アンテナ11は、対向した状態で保持され、電磁誘導方式により結合可能になる。
ペン状ケース部32の先端の面は、ICタグ50を読み取るための読み取り面32aである。この読み取り面32aも、例えば外径が10mm以内である。
なお、ケーブル33は、USB接続端子等を用いて本体ケース部31及びペン状ケース部32に対して着脱可能にしてもよい。この場合には、ケーブル長が異なるケーブル33に交換可能にでき、利用者が使用場面に応じてケーブル33を選択できるので、利便性を向上できる。
第1アンテナ41は、本体ケース部31内部の手前側Y1の領域に配置される(図2参照)。これは、情報端末10が取り付けられた状態で、第1アンテナ41を端末アンテナ11に対してより近接して配置するためである。
第1アンテナ41の両端部及び第2アンテナ42の両端部(図1(c)の端部42a,42b参照)は、ケーブル33内の電線43により、電気的に接続されている。
ICタグ50は、ICチップ51、タグアンテナ52を備える。
ICチップ51は、電磁誘導方式で信号伝達可能な集積回路である。ICチップ51は、ICタグ50の動作に必要なプログラム等を記憶する記憶部(図示せず)と、この記憶部に記憶されたプログラム等を適宜読み出して実行することにより、ICタグ50を統括的に制御する制御部(図示せず)とを備える。なお、この記憶部は、記憶情報の読み出し専用のタイプでも、記憶情報を書き換え可能のタイプでもよい。
タグアンテナ52は、例えば3回巻き程度のループアンテナである。端末アンテナ11の両端の端子は、ICチップ51に接続される。タグアンテナ52の外形は、例えば、外径が10〜20mm程度の円形である。
(第1アンテナ41及び端末アンテナ11の結合)
図2に示すように、通信システム1の使用時には、情報端末10が本体ケース部31に取り付けられているので、第1アンテナ41及び端末アンテナ11が対向した状態になる。第1アンテナ41及び端末アンテナ11間の距離は、例えば10mm程度以内である。これにより、第1アンテナ41及び端末アンテナ11は、電磁誘導方式により結合し、情報を送受信できる。
これにより、通信システム1は、汎用性を向上できる。
ペン状ケース部32の読み取り面32aがICタグ50にかざされた状態では、第2アンテナ42及びタグアンテナ52が対向した状態になる。第2アンテナ42及びタグアンテナ52間の距離は、例えば10mm程度以内である。
また、第1アンテナ41及び端末アンテナ11の上記結合により、第1アンテナ41に発生した起電力によって、第2アンテナ42に交流の電流が流れる。これにより、第2アンテナ42及びタグアンテナ52は、電磁誘導方式により結合し、情報を送受信できる。
この場合、タグアンテナ52に発生した起電力により、ICチップ51に駆動電力が伝達される。
このため、利用者は、ペン状ケース部32の読み取り面32aを、ICタグ50に狙いを定めて、容易にかざすことができる。また、小型のタグアンテナ52を有する小型のICタグ50であっても、第2アンテナ42及びタグアンテナ52間が安定して結合できる。このため、システムは、小型のICタグ50を読み取る場合の操作性を向上できるし、情報端末10及びICタグ50間で安定して通信できる。
図3は、第1実施形態の通信システム1の使用態様の一例を説明する図である。
図3の二点鎖線内は、読み取り操作を拡大して説明する斜視図である。
利用者Pは、中継装置20が取り付けられた情報端末10を一方の手で持ち、他方の手でペン状ケース部32を持つ。ICタグ50は、テーブル60の上に縦横に、小間隔で複数配列されている。
利用者Pは、情報端末10との間で、ICタグ50を1つずつ通信させて、ICタグ50の情報を読み取ったり、ICタグ50に情報を書き込む。
また、本体ケース部31及びペン状ケース部32は、ケーブル33を介して分離しているので、利用者は、情報端末10の表示部12に表示される必要な情報(例えば、ICタグ50から読み取った情報等)を視認しながら、作業できる。これにより、作業性を向上できる。表示部12に必要な情報を表示するには、情報端末10にプログラムをインストールしておき、情報端末10の制御部16が必要な処理をすればよい。
また、ポスタ等の掲示物にICタグ50が設けられている場合等であっても、利用者は、情報端末10及び本体ケース部31を持ちながら、ペン状ケース部32の読み取り面32aを、ICタグ50に正確にかざすことができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾(下2桁)に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図4は、第2実施形態の通信システム201の斜視図である。
図4(a)は、中継装置220の斜視図である。
図4(b)は、情報端末10を中継装置220に取り付けた状態の斜視図である。
図5は、第2実施形態の情報端末10を中継装置220に取り付けた状態の断面図である。
通信システム201は、中継装置220の形態が第1実施形態とは異なる。
2つのペン状ケース部232−1,232−2は、本体ケース部231の左側X1及び右側X2に、本体ケース部231に一体に形成されている。ペン状ケース部232−1の外径は、ペン状ケース部232−2の外径よりも小さい。
例えば、ペン状ケース部232−1の外径が5〜10mm程度であれば、ペン状ケース部232−2の外径が15〜20mm程度である。なお、これらの外径は、この例に限定されず、通信対象のICタグ250(250−1,250−2)等の大きさに合わせて、適宜設定できる。
情報端末10を中継装置220に取り付けた状態において、2つのペン状ケース部232−1,232−2の先端は、情報端末10の天面よりも上側Z2に突出する。
第2アンテナ242−1,242−2は、本体ケース部231内の電線により、第1アンテナ241に電気的に接続されている。第2アンテナ242−1,242−2の外径は、ペン状ケース部232−1,232−2の外径に対応しており、それぞれペン状ケース部232−1,232−2の外径よりも、1〜5mm程度小さい。
図5に示すように、第2アンテナ242−1,242−2は、第1アンテナ241に対して、並列に接続されている。このため、第2アンテナ242−1,242−2は、異なる大きさのICタグ250−1,250−2との間で、独立して通信できる。
なお、これら3つの第2アンテナ242−1,242−2、第1アンテナ241は、直列に接続されていてもよい。
通信システム201を使用する場合、利用者は、情報端末10の背面をICタグ250にかざすことなく、ペン状ケース部232−1,232−2の読み取り面232a−1,232a−2をICタグ250にかざせばよい(図1(b)参照)。このため、利用者は、情報端末10の端末アンテナ11の配置に制約されることがないので、情報端末10単体で使用する場合よりも、操作性を向上できる。
また、中継装置220の本体ケース部231及びペン状ケース部232−1,232−2が一体的に形成されているので、利用者は、情報端末10及び中継装置220を一方の手のみで把持でき操作性がよい。また、この場合、利用者は、空いている他方の手で表示部12をタッチ操作等することもできる。
さらに、利用者は、異なる大きさのICタグ250−1,250−2との間で連続して通信する場合でも、その大きさに合わせて、ペン状ケース部232−1,232−2、つまり第2アンテナ242−1,242−2を選択すればよい。このため、情報端末10を交換する等の手間が不要であり、操作性がよい。
例えば、第1実施形態に対して、第2実施形態の構成を適用して、2つの大きさの異なる第2アンテナを第1アンテナに接続し、2つのペン状ケース部に収容し、異なる大きさのICタグと通信できるようにしてもよい。
(1)実施形態において、情報端末は、スマートフォンのような携帯端末である例を示したが、これに限定されない。例えば、情報端末は、中継装置の第1アンテナと通信できるループアンテナを備えるものであればよく、例えば、10インチ又はこれ以下の表示部を備えるタブレットタイプの端末でもよい。
10 情報端末
11 端末アンテナ
12 表示部
20,220 中継装置
31,231 本体ケース部
32,232−1,232−2 ペン状ケース部
32a,232a−1,232a−2 読み取り面
33 ケーブル
41,241 第1アンテナ
42,242−1,242−2 第2アンテナ
50,250−1,250−2 ICタグ
52 タグアンテナ
Claims (6)
- ループアンテナである端末アンテナを備える情報端末に配置されるループアンテナ中継装置であって、
ループアンテナである第1アンテナと、
前記第1アンテナが設けられ、前記第1アンテナ及び前記端末アンテナ間が電磁誘導方式により結合するように、前記第1アンテナ及び前記端末アンテナが対向した状態で、前記第1アンテナ及び前記情報端末間の位置を保持する保持部材と、
前記第1アンテナに対して電気的に接続されたループアンテナである第2アンテナとを備え、
前記第2アンテナの外形は、前記端末アンテナの外形とは大きさが異なり、媒体のループアンテナとの間で電磁誘導方式により結合可能な大きさであること、
を特徴とするループアンテナ中継装置。 - 請求項1に記載のループアンテナ中継装置において、
前記媒体のループアンテナの外形は、前記端末アンテナの外形よりも小さく、
前記第2アンテナの外形は、前記媒体のループアンテナの外形に対応した大きさであること、
を特徴とするループアンテナ中継装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のループアンテナ中継装置において、
利用者が把持する軸状の軸状ケースと、
前記保持部材及び前記軸状ケース間に接続されたケーブルとを備え、
前記第2アンテナは、前記軸状ケースの先端に収容され、前記ケーブルを介して前記第1アンテナに接続されていること、
を特徴とするループアンテナ中継装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のループアンテナ中継装置において、
前記保持部材は、
前記情報端末をカバーするように取り付けられ、
前記第1アンテナに加えて、前記第2アンテナが設けられていること、
を特徴とするループアンテナ中継装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれかに記載のループアンテナ中継装置において、
外形が異なる複数の前記第2アンテナを備えること、
を特徴とするループアンテナ中継装置。 - 請求項1から請求項5までのいずれかに記載のループアンテナ中継装置と、
前記第1アンテナに電磁誘導方式により結合する端末アンテナを備える情報端末と、
前記第2アンテナに電磁誘導方式により結合するループアンテナを備える媒体と、
を備える通信システム。
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- 2012-12-17 JP JP2012274832A patent/JP2014120937A/ja active Pending
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