JP2017063275A - 無線通信装置、無線通信システム、およびアンテナへの供給電流の位相切替制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】広い通信エリアを確保しつつ、不感帯の影響を低減する無線通信装置を提供する。【解決手段】無線通信装置は、同一平面上に並べた複数のループアンテナ１１０と、ループアンテナ１１０に流れる電流の位相を切替える位相切替部１２０と、位相切替部を制御する位相切替制御部１４０とを備える。ループアンテナ１１０は、少なくとも一部に直線部を有し、隣接するループアンテナ１１０は直線部同士が対向するように配置される。位相切替制御部（マイコン１４０）は、前記ループアンテナ１１０の位相を順次切り替え、相手との通信が可能となる位相の組合せを探る。【選択図】図２
Description
本発明は、無線通信装置、無線通信システム、およびアンテナへの供給電流の位相切替制御方法に関する。
従来、近距離無線通信（ＮＦＣ、ワイヤレスカードシステムなど）のリーダライタ（誘導式読み書き通信設備など）の技術として、カード型のタグ（相手側通信装置）との安定した通信エリアを確保する技術（例えば、特許文献１など）が開示されている。
他方、近年、アンテナの小型化が進んでおり、カード型のタグ以外に、コイン型や貼り付けられるシールタイプなど、より小型で扱いやすい形状のタグが普及している。そのため、小型のタグ、つまり、小さなアンテナを備えるタグに対する、安定した通信技術が求められている。
他方、近年、アンテナの小型化が進んでおり、カード型のタグ以外に、コイン型や貼り付けられるシールタイプなど、より小型で扱いやすい形状のタグが普及している。そのため、小型のタグ、つまり、小さなアンテナを備えるタグに対する、安定した通信技術が求められている。
アンテナによって形成される磁界には、不感帯が存在することが知られている。不感帯とは、磁束密度が小さく通信に適さない場所である。つまり、タグのアンテナがリーダライタの不感帯内に存在する場合、リーダライタとタグとの間の通信が成立しない。
通信エリアを広くとるため、リーダライタのアンテナの開口は大きいことが好ましい。しかしながら、アンテナの開口が大きいほど不感帯のエリアが広くなり、通信に失敗する可能性が高くなるという問題がある。タグのアンテナの小型化により、この問題が生じる可能性は、より高くなっている。また、特許文献１に記載の技術は、ターン数を変えることで、通信エリアを拡大する技術であるが、不感帯の問題は解消されない。
本発明は、このような問題を解決すべく、広い通信エリアを確保しつつ、不感帯の影響を低減することができる無線通信装置、無線通信システム、およびアンテナへの供給電流の位相切替制御方法を提供することを目的とする。
通信エリアを広くとるため、リーダライタのアンテナの開口は大きいことが好ましい。しかしながら、アンテナの開口が大きいほど不感帯のエリアが広くなり、通信に失敗する可能性が高くなるという問題がある。タグのアンテナの小型化により、この問題が生じる可能性は、より高くなっている。また、特許文献１に記載の技術は、ターン数を変えることで、通信エリアを拡大する技術であるが、不感帯の問題は解消されない。
本発明は、このような問題を解決すべく、広い通信エリアを確保しつつ、不感帯の影響を低減することができる無線通信装置、無線通信システム、およびアンテナへの供給電流の位相切替制御方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様によれば、無線通信装置は、複数のループアンテナと前記ループアンテナに流れる電流の位相を切替える位相切替部と前記位相切替部を制御する位相切替制御部とを備える。
本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る無線通信装置は、前記ループアンテナが、少なくとも一部に直線部を有し、隣接する前記ループアンテナが、前記直線部同士が対向するように配置される。
本発明の第３の態様によれば、第１または第２の態様に係る無線通信装置は、前記位相切替部は、複数の前記ループアンテナの１つである第１のループアンテナに流れる電流の位相を、当該第１のループアンテナに隣接する前記ループアンテナである第２のループアンテナに流れる電流の位相と同じ位相に切替える。
本発明の第４の態様によれば、第１から第３の何れかの態様に係る無線通信装置は、前記位相切替部は、複数の前記ループアンテナの１つである第１のループアンテナに流れる電流の位相を、当該第１のループアンテナに隣接する前記ループアンテナである第２のループアンテナに流れる電流の位相と逆の位相に切替える。
本発明の第５の態様によれば、第１から第４の何れかの態様に係る無線通信装置は、前記位相切替制御部は、前記ループアンテナの位相を順次切り替え、相手との通信が可能となる位相の組合せを探る。
本発明の第６の態様によれば、無線通信システムは、相手側通信装置と、第１から第５の何れかの態様に係る無線通信装置とを備える。
本発明の第７の態様によれば、アンテナへの供給電流の位相切替制御方法は、隣接する２つのループアンテナである第１のループアンテナと第２のループアンテナのうち、前記第１のループアンテナに流れる電流の位相を第１の位相に切替える第１切替ステップと、前記第１のループアンテナに流れる電流の位相を第１の位相と異なる第２の位相に切替える第２切替ステップと、を有する。
本発明の第８の態様によれば、第７の態様に係るアンテナへの供給電流の位相切替制御方法は、前記第１切替ステップの後に、前記第１のループアンテナおよび前記第２のループアンテナを介して相手側通信装置との通信が可能か否かを判定する判定ステップをさらに有し、前記第２切替ステップは、前記相手側通信装置との通信ができないと判定された場合に実行される。
上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、無線通信装置は、隣接する複数のループアンテナを備え、それぞれのループアンテナへ流れる電流の位相を切替える。これにより、無線通信装置は、複数のループアンテナを備えることで、広い通信範囲を確保することができる。また、無線通信装置は、ループアンテナに発生する磁界の形状を変化させることができる。すなわち、無線通信装置のループアンテナと相手側通信装置との通信において、不感帯のエリアのため通信が出来ない場合であっても、無線通信装置がループアンテナの磁界の形状を変化させ、不感帯のエリアを変えることで、相手側通信装置との通信が可能となる。このように、無線通信装置は、それぞれのループアンテナへ流れる電流の位相を切替えることで、不感帯の影響を低減することができる。
《第１の実施形態》
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図１は、第１の実施形態に係る通信システム１の基本構成を示したブロック図である。図１によれば、通信システム１は、体組成計１００と活動量計２０（タグ）とを備える。体組成計１００は、無線通信装置を備えており、活動量計２０は、無線通信装置と近距離無線通信による通信を行う相手側通信装置（タグ）を備えている。本実施形態に係る近距離無線通信（ＮＦＣ：Near Field radio Communication）とは、数センチメートルから数十センチメートル離れたアンテナの間で行われる通信である。
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図１は、第１の実施形態に係る通信システム１の基本構成を示したブロック図である。図１によれば、通信システム１は、体組成計１００と活動量計２０（タグ）とを備える。体組成計１００は、無線通信装置を備えており、活動量計２０は、無線通信装置と近距離無線通信による通信を行う相手側通信装置（タグ）を備えている。本実施形態に係る近距離無線通信（ＮＦＣ：Near Field radio Communication）とは、数センチメートルから数十センチメートル離れたアンテナの間で行われる通信である。
体組成計１００は、アンテナアレイ１１０、位相切替回路１２０、ＲＦトランシーバ１３０、マイコン１４０、表示操作回路１５０、通信回路１６０、体組成計部１７０を備える。このうち、アンテナアレイ１１０と、位相切替回路１２０と、ＲＦトランシーバ１３０と、マイコン１４０とは、無線通信装置を構成する。アンテナアレイ１１０は、アンテナ１１１およびアンテナ１１２から構成される。アンテナ１１１は、第２のループアンテナの一例である。アンテナ１１２は、第１のループアンテナの一例である。アンテナアレイ１１０は、体組成計１００のプラットフォームのうち電極が配置されない部分の下方に設置されている。プラットフォームとは、体組成計１００の筐体のうち、利用者が乗るための天板の部分である。位相切替回路１２０は、アンテナ１１２に流れる電流の位相を切替える回路である。位相切替回路１２０は、位相切替部の一例である。ＲＦトランシーバ１３０は、アンテナアレイ１１０への無線信号を送信する処理と、アンテナアレイ１１０からの無線信号を受信する処理を行う回路である。ＲＦトランシーバ１３０は、無線信号の送信のために交流電流をアンテナアレイ１１０へ供給する。表示操作回路１５０は、体組成計１００のスイッチを操作する操作回路と、測定データの表示を行う表示回路である。通信回路１６０は、アンテナアレイ１１０を使用する近距離無線通信より遠隔での通信が可能な他の方式の無線通信での通信を行う回路である。通信回路１６０による通信方式は、例えば、ＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）やＷｉ−Ｆｉ（登録商標）などである。体組成計部１７０は、被測定者の体重および生体インピーダンスの測定により、脂肪率、筋肉量、内臓脂肪量などの体組成データを測定する。
マイコン１４０は、体組成計部１７０を制御し、測定された体組成データを、表示操作回路１５０へ表示させ、当該体組成データを通信回路１６０を介して外部機器へ送信する。また、マイコン１４０は、ＲＦトランシーバ１３０と、位相切替回路１２０と、アンテナアレイ１１０による近距離無線通信によって、活動量計２０の活動量データを取得する。
このとき、マイコン１４０は、ＲＦトランシーバ１３０を制御し、近距離無線通信の送信信号を、アンテナアレイ１１０へ送る。そして、活動量計２０のアンテナ２１より、返信された近距離無線信号（応答信号）を、アンテナアレイ１１０が受信し、ＲＦトランシーバ１３０を介して、マイコン１４０は、活動量データを受取る。マイコン１４０は、位相切替部を制御する位相切替制御部の一例である。
このとき、マイコン１４０は、ＲＦトランシーバ１３０を制御し、近距離無線通信の送信信号を、アンテナアレイ１１０へ送る。そして、活動量計２０のアンテナ２１より、返信された近距離無線信号（応答信号）を、アンテナアレイ１１０が受信し、ＲＦトランシーバ１３０を介して、マイコン１４０は、活動量データを受取る。マイコン１４０は、位相切替部を制御する位相切替制御部の一例である。
活動量計２０は、アンテナ２１、ＩＣチップ２２、活動量部２３を備える。
アンテナ２１は、活動量計２０に組み込まれている近距離無線通信のタグ側の専用アンテナである。アンテナ２１の通信範囲は、アンテナアレイ１１０に生じる不感帯より狭くてもよい。
ＩＣチップ２２は、活動量計２０に組み込まれている近距離無線通信のタグ側の専用ＩＣである。ＩＣチップ２２は、アンテナ２１を励起させ、体組成計１００との通信処理を行う。
活動量部２３は、被測定者に装着することで歩数や消費エネルギーなどの活動量データを計測する。
これにより、活動量計２０は、計測した歩数や消費エネルギーのデータを、近距離無線通信により外部機器へ送信することができる。
アンテナ２１は、活動量計２０に組み込まれている近距離無線通信のタグ側の専用アンテナである。アンテナ２１の通信範囲は、アンテナアレイ１１０に生じる不感帯より狭くてもよい。
ＩＣチップ２２は、活動量計２０に組み込まれている近距離無線通信のタグ側の専用ＩＣである。ＩＣチップ２２は、アンテナ２１を励起させ、体組成計１００との通信処理を行う。
活動量部２３は、被測定者に装着することで歩数や消費エネルギーなどの活動量データを計測する。
これにより、活動量計２０は、計測した歩数や消費エネルギーのデータを、近距離無線通信により外部機器へ送信することができる。
次に、体組成計１００が行う近距離無線通信の内容について説明する。活動量計２０は、体組成計１００と、電磁波を用いた近距離無線通信により通信する。活動量計２０は、体組成計１００が発する磁界の有効範囲内にかざされることで、体組成計１００による読み書きを受け付ける。これにより、活動量計２０は、計測した活動量データを、送信することができる。本実施形態に係る通信システム１によれば、被測定者が活動量計２０を体組成計１００にかざすことにより、体組成計部１７０が計測した体組成データと活動量計２０が計測した活動量データを容易に紐付けすることができる。よってケーブルの接続や、送信開始のスイッチ操作を行うことなく活動量データを伝送できるため、使用者にとって利便性が高い。また、体組成計１００と活動量計２０の双方において、接続用のコネクター部分が不要となるため、防水性などの向上を図ることができる。また、活動量データの通信に必要な電力は、体組成計１００より供給されるため、活動量計２０の消費電力を低減することができる。
上記の体組成計１００と活動量計２０との間で行われる近距離無線通信は、例えば数ｃｍ程度の近接した距離での無線通信である。本実施形態に係る通信システム１によれば、このような近距離無線通信によって、活動量計２０などの装置に設けられる様々な形状の相手側通信装置に対して安定した広範囲な通信を提供することが可能である。
図２は、図１で示した、位相切替回路１２０とアンテナ１１１、アンテナ１１２について、さらに詳しい構成を示す図である。図２に示すように、アンテナアレイ１１０は、アンテナ１１１とアンテナ１１２の計２個のループアンテナによって構成される。
位相切替回路１２０は、ＮＯＴゲート１２２、スイッチ１２３、スイッチ１２４、スイッチ１２５、スイッチ１２６を備える。
ＮＯＴゲート１２２は、マイコン１４０から入力される位相切替制御信号１２１のレベルを反転させた反転制御信号を出力する。つまり、位相切替制御信号１２１がＨｉレベルのとき、ＮＯＴゲート１２２は、Ｌｏレベルの反転制御信号を出力する。また、位相切替制御信号１２１がＬｏレベルのとき、ＮＯＴゲート１２２は、Ｈｉレベルの反転制御信号を出力する。
スイッチ１２３のａ端子は、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａ端子に接続され、スイッチ１２３のｂ端子は、アンテナ１１２の第１端子に接続される。スイッチ１２３のｃ端子は、ＮＯＴゲート１２２からの反転制御信号の入力を受け付ける。スイッチ１２３は、ｃ端子に入力される反転制御信号がＨｉレベルのときに、ａ端子とｂ端子とを接続する。スイッチ１２３は、ｃ端子に入力される反転制御信号がＬｏレベルのときに、ａ端子とｂ端子とを開放する。
スイッチ１２４のａ端子は、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂ端子に接続され、スイッチ１２４のｂ端子は、アンテナ１１２の第１端子に接続される。スイッチ１２４のｃ端子は、マイコン１４０からの位相切替制御信号１２１の入力を受け付ける。スイッチ１２４は、ｃ端子に入力される位相切替制御信号１２１がＨｉレベルのときに、ａ端子とｂ端子とを接続する。スイッチ１２４は、ｃ端子に入力される位相切替制御信号１２１がＬｏレベルのときに、ａ端子とｂ端子とを開放する。
スイッチ１２５のａ端子は、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂ端子に接続され、スイッチ１２５のｂ端子は、アンテナ１１２の第２端子に接続される。スイッチ１２５のｃ端子は、ＮＯＴゲート１２２からの反転制御信号の入力を受け付ける。スイッチ１２５は、ｃ端子に入力される反転制御信号がＨｉレベルのときに、ａ端子とｂ端子とを接続する。スイッチ１２５は、ｃ端子に入力される反転制御信号がＬｏレベルのときに、ａ端子とｂ端子とを開放する。
スイッチ１２６のａ端子は、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａ端子に接続され、スイッチ１２６のｂ端子は、アンテナ１１２の第２端子に接続される。スイッチ１２６のｃ端子は、マイコン１４０からの位相切替制御信号１２１の入力を受け付ける。スイッチ１２６は、ｃ端子に入力される位相切替制御信号１２１がＨｉレベルのときに、ａ端子とｂ端子とを接続する。スイッチ１２６は、ｃ端子に入力される位相切替制御信号１２１がＬｏレベルのときに、ａ端子とｂ端子とを開放する。
つまり、マイコン１４０から入力される位相切替制御信号１２１がＬｏレベルのとき、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａ端子とアンテナ１１２の第１端子とが接続され、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂ端子とアンテナ１１２の第２端子とが接続される。また、マイコン１４０から入力される位相切替制御信号１２１がＨｉレベルのとき、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａ端子とアンテナ１１２の第２端子とが接続され、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂ端子とアンテナ１１２の第１端子とが接続される。ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａ端子と、アンテナ１１１の第１端子は、常に接続され、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂ端子と、アンテナ１１１の第２端子は、常に接続されている。
位相切替回路１２０は、ＮＯＴゲート１２２、スイッチ１２３、スイッチ１２４、スイッチ１２５、スイッチ１２６を備える。
ＮＯＴゲート１２２は、マイコン１４０から入力される位相切替制御信号１２１のレベルを反転させた反転制御信号を出力する。つまり、位相切替制御信号１２１がＨｉレベルのとき、ＮＯＴゲート１２２は、Ｌｏレベルの反転制御信号を出力する。また、位相切替制御信号１２１がＬｏレベルのとき、ＮＯＴゲート１２２は、Ｈｉレベルの反転制御信号を出力する。
スイッチ１２３のａ端子は、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａ端子に接続され、スイッチ１２３のｂ端子は、アンテナ１１２の第１端子に接続される。スイッチ１２３のｃ端子は、ＮＯＴゲート１２２からの反転制御信号の入力を受け付ける。スイッチ１２３は、ｃ端子に入力される反転制御信号がＨｉレベルのときに、ａ端子とｂ端子とを接続する。スイッチ１２３は、ｃ端子に入力される反転制御信号がＬｏレベルのときに、ａ端子とｂ端子とを開放する。
スイッチ１２４のａ端子は、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂ端子に接続され、スイッチ１２４のｂ端子は、アンテナ１１２の第１端子に接続される。スイッチ１２４のｃ端子は、マイコン１４０からの位相切替制御信号１２１の入力を受け付ける。スイッチ１２４は、ｃ端子に入力される位相切替制御信号１２１がＨｉレベルのときに、ａ端子とｂ端子とを接続する。スイッチ１２４は、ｃ端子に入力される位相切替制御信号１２１がＬｏレベルのときに、ａ端子とｂ端子とを開放する。
スイッチ１２５のａ端子は、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂ端子に接続され、スイッチ１２５のｂ端子は、アンテナ１１２の第２端子に接続される。スイッチ１２５のｃ端子は、ＮＯＴゲート１２２からの反転制御信号の入力を受け付ける。スイッチ１２５は、ｃ端子に入力される反転制御信号がＨｉレベルのときに、ａ端子とｂ端子とを接続する。スイッチ１２５は、ｃ端子に入力される反転制御信号がＬｏレベルのときに、ａ端子とｂ端子とを開放する。
スイッチ１２６のａ端子は、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａ端子に接続され、スイッチ１２６のｂ端子は、アンテナ１１２の第２端子に接続される。スイッチ１２６のｃ端子は、マイコン１４０からの位相切替制御信号１２１の入力を受け付ける。スイッチ１２６は、ｃ端子に入力される位相切替制御信号１２１がＨｉレベルのときに、ａ端子とｂ端子とを接続する。スイッチ１２６は、ｃ端子に入力される位相切替制御信号１２１がＬｏレベルのときに、ａ端子とｂ端子とを開放する。
つまり、マイコン１４０から入力される位相切替制御信号１２１がＬｏレベルのとき、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａ端子とアンテナ１１２の第１端子とが接続され、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂ端子とアンテナ１１２の第２端子とが接続される。また、マイコン１４０から入力される位相切替制御信号１２１がＨｉレベルのとき、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａ端子とアンテナ１１２の第２端子とが接続され、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂ端子とアンテナ１１２の第１端子とが接続される。ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａ端子と、アンテナ１１１の第１端子は、常に接続され、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂ端子と、アンテナ１１１の第２端子は、常に接続されている。
ここで、アンテナ１１１に流れる電流の位相と同じ位相を第１の位相と呼ぶ。またアンテナ１１１に流れる電流の位相と逆の位相（１８０度遅れた位相）を第２の位相と呼ぶ。つまり、本実施形態に係るアンテナアレイ１１０においては、アンテナ１１１へ流れる電流の位相は、常に第１の位相に固定される。他方、アンテナ１１２へ流れる電流の位相は、位相切替回路１２０によって切り替え可能となっている。位相切替回路１２０に入力される位相切替制御信号１２１がＬｏレベルのとき、電流の位相は第１の位相となる。このとき、アンテナ１１１に流れる電流の位相と、アンテナ１１２に流れる電流の位相とは同相である。他方、位相切替制御信号１２０がＨｉレベルのとき、電流の位相は第２の位相となる。このとき、アンテナ１１１の流れる電流の位相と、アンテナ１１２に流れる電流の位相とは、逆相になる。このようにマイコン１４０が位相切替制御信号１２１によって位相切替回路１２０を制御し、アンテナ１１２に流れる電流の位相を切替えることで、アンテナアレイ１１０に生じる磁界を切替えることができる。
ここで、アンテナ１１１とアンテナ１１２によって構成されるアンテナアレイ１１０の磁界について説明する。
図３は、本実施形態に係るループアンテナとその磁界を示す図である。図３（Ａ）は、本実施形態に係るアンテナアレイ１１０の形状を示す図である。アンテナ１１１およびアンテナ１１２は、矩形のループアンテナである。アンテナ１１１およびアンテナ１１２は、アンテナ１１１の直線部の１つとアンテナ１１２の直線部の１つとが対向するように、隣接して配置される。また、アンテナ１１１に流れる電流の位相は第１の位相である。アンテナ１１２に流れる電流の位相は、位相切替回路１２０により、第１の位相と第２の位相とに切り替え可能となっている。
図３（Ｂ）は、アンテナ１１１とアンテナ１１２とに流れる電流が同相のときにアンテナアレイ１１０のＡ断面に係る磁界を示す図である。図３（Ｃ）は、アンテナ１１１とアンテナ１１２とに流れる電流が逆相のときのアンテナアレイ１１０のＡ断面に係る磁界を示す図である。
図３は、本実施形態に係るループアンテナとその磁界を示す図である。図３（Ａ）は、本実施形態に係るアンテナアレイ１１０の形状を示す図である。アンテナ１１１およびアンテナ１１２は、矩形のループアンテナである。アンテナ１１１およびアンテナ１１２は、アンテナ１１１の直線部の１つとアンテナ１１２の直線部の１つとが対向するように、隣接して配置される。また、アンテナ１１１に流れる電流の位相は第１の位相である。アンテナ１１２に流れる電流の位相は、位相切替回路１２０により、第１の位相と第２の位相とに切り替え可能となっている。
図３（Ｂ）は、アンテナ１１１とアンテナ１１２とに流れる電流が同相のときにアンテナアレイ１１０のＡ断面に係る磁界を示す図である。図３（Ｃ）は、アンテナ１１１とアンテナ１１２とに流れる電流が逆相のときのアンテナアレイ１１０のＡ断面に係る磁界を示す図である。
図３において、ループアンテナの断面の記号は、ある瞬間における電流の向きを表している。すなわち、図３におけるＸ記号は、ある瞬間において紙面手前側から紙面奥側へ流れる電流を示す。また図３における黒丸記号は、ある瞬間において紙面奥側から紙面手前側へ流れる電流を示す。
図３（Ｂ）に示す例では、アンテナ１１１とアンテナ１１２の電流の向きは、同じ向き（図３（Ａ）の紙面に対していずれも反時計回り）である。つまり、図３（Ｂ）は、電流が、図３（Ｂ）においてアンテナ１１１およびアンテナ１１２それぞれの紙面左の奥行側から手前側に流れ、紙面手前側において紙面左から紙面右へと流れ、紙面右の手前側から奥行き側へ流れていることを示している。図３（Ｂ）の中央部分は、アンテナ１１１とアンテナ１１２の隣接した直線部分において、それぞれ逆方向に電流が流れ、磁界を打ち消し合う状態となっている。つまり、図３（Ｂ）に示す、アンテナ１１１とアンテナ１１２の境界に近い部分に、不感帯のエリアｄｚ１が発生する。
次に図３（Ｃ）に示す例では、アンテナ１１１に対しアンテナ１１２の電流の向きは、逆向き（図３（Ａ）の紙面に対してそれぞれ反時計回りと時計回り）となっている。つまり、図３（Ｃ）は、アンテナ１１１に流れる電流が、図３（Ｃ）において紙面左の奥行側から手前側に流れ、紙面手前側において紙面左から紙面右へと流れ、紙面右の手前側から奥行き側へ流れていることを示している。他方、図３（Ｃ）は、アンテナ１１２に流れる電流が、図３（Ｃ）において紙面右の奥行側から手前側に流れ、紙面手前側において紙面右から紙面左へと流れ、紙面左の手前側から奥行き側へ流れていることを示している。図３（Ｃ）の中央部分の磁界は、アンテナ１１１とアンテナ１１２の隣接した直線部分に同じ方向に電流が流れるため、磁束密度が大きくなり、磁界の形状が変化したことを示している。また、図３（Ｃ）に示す、外側のアンテナに近い部分の２箇所に、不感帯のエリアｄｚ２、ｄｚ３が発生する。
このように、本実施形態によれば、アンテナアレイ１１０を構成する隣接する２つのループアンテナであるアンテナ１１１とアンテナ１１２のうち、アンテナ１１２に流れる電流の向き（位相）を変えることで、異なる形状の磁界を作ることができる。
これらのアンテナアレイ１１０の磁界と、例えば、極小アンテナを備える活動量計２０との通信に関して説明する。初めに、アンテナ１１１とアンテナ１１２へ流れる電流の位相を同相とする場合、図３（Ｂ）のｄｚ１に示す不感帯のエリアが存在する。このｄｚ１のエリアに、極小アンテナを備える活動量計２０が入ると、通信が出来ない。次に、アンテナ１１２へ流れる電流の位相を、アンテナ１１１へ流れる電流の位相と逆相とすると、図３（Ｃ）へ磁界が変化し、元のｄｚ１の位置は、不感帯ではなくなり通信が可能となる。また、図３（Ｃ）のｄｚ２とｄｚ３に示す２つの不感帯のエリアが存在し、この２つの不感帯のエリアに、極小アンテナを備える活動量計２０が入ると、通信が出来ない。しかし、アンテナ１１２へ流れる電流の位相を、アンテナ１１１へ流れる電流の位相と同相とすることで、ｄｚ２とｄｚ３の位置は、不感帯ではなくなるため、通信が可能となる。
これにより、体組成計１００は、アンテナアレイ１１０の磁界の形状を変更し、不感帯の位置を変更することで、特に小さなアンテナを備える活動量計２０との通信に関して、不感帯の影響を低減することができる。
これらのアンテナアレイ１１０の磁界と、例えば、極小アンテナを備える活動量計２０との通信に関して説明する。初めに、アンテナ１１１とアンテナ１１２へ流れる電流の位相を同相とする場合、図３（Ｂ）のｄｚ１に示す不感帯のエリアが存在する。このｄｚ１のエリアに、極小アンテナを備える活動量計２０が入ると、通信が出来ない。次に、アンテナ１１２へ流れる電流の位相を、アンテナ１１１へ流れる電流の位相と逆相とすると、図３（Ｃ）へ磁界が変化し、元のｄｚ１の位置は、不感帯ではなくなり通信が可能となる。また、図３（Ｃ）のｄｚ２とｄｚ３に示す２つの不感帯のエリアが存在し、この２つの不感帯のエリアに、極小アンテナを備える活動量計２０が入ると、通信が出来ない。しかし、アンテナ１１２へ流れる電流の位相を、アンテナ１１１へ流れる電流の位相と同相とすることで、ｄｚ２とｄｚ３の位置は、不感帯ではなくなるため、通信が可能となる。
これにより、体組成計１００は、アンテナアレイ１１０の磁界の形状を変更し、不感帯の位置を変更することで、特に小さなアンテナを備える活動量計２０との通信に関して、不感帯の影響を低減することができる。
本実施形態に係るアンテナアレイについて、従来のループアンテナと比較して説明する。図４は、参考として提示する従来の単一ループアンテナとその磁界の関係を示す図である。図４（Ａ）は、従来の単一のループアンテナの形状を示す図である。図４（Ｂ）は、従来の単一のループアンテナのＢ断面に係る磁界を示す図である。図４（Ｂ）に示す例では、電流が紙面左から手前を通り紙面右へと流れることを示している。図４（Ｂ）に示す単一ループアンテナの中央部分の磁界は、ループアンテナから離れるほど磁界が小さく、通信ができない不感帯となるエリアｄｚが存在する。
ここで、図面を参照すると、図４（Ｂ）に示す単一のループアンテナの磁界の形状と図３（Ｂ）に示す磁界の形状とが類似していることが分かる。これは、図３（Ａ）に示すアンテナアレイ１１０の外周を通る電流の位相が、図４（Ａ）に示す単一のループアンテナを通る電流の位相と同一であり、かつ図３（Ａ）に示すアンテナ１１１とアンテナ１１２の隣接した直線部分の電流の位相が逆となり磁界が打ち消されるためである。つまり、本実施形態に係るアンテナアレイ１１０は、アンテナ１１１とアンテナ１１２とへ流れる電流の位相を同相にすることで、大きな１つのループアンテナと同等の広い通信範囲を確保することができる。
ここで、図面を参照すると、図４（Ｂ）に示す単一のループアンテナの磁界の形状と図３（Ｂ）に示す磁界の形状とが類似していることが分かる。これは、図３（Ａ）に示すアンテナアレイ１１０の外周を通る電流の位相が、図４（Ａ）に示す単一のループアンテナを通る電流の位相と同一であり、かつ図３（Ａ）に示すアンテナ１１１とアンテナ１１２の隣接した直線部分の電流の位相が逆となり磁界が打ち消されるためである。つまり、本実施形態に係るアンテナアレイ１１０は、アンテナ１１１とアンテナ１１２とへ流れる電流の位相を同相にすることで、大きな１つのループアンテナと同等の広い通信範囲を確保することができる。
次に、マイコン１４０の近距離無線通信に関する動作の説明を行う。図５は第１の実施形態に係る無線通信装置のフローチャートである。初めにマイコン１４０は、ＲＦトランシーバ１３０に指示して、アンテナアレイ１１０よりポーリング信号（タグアンテナ検出信号）を送信する（ステップＳ１）。例えば、このとき送信される位相切替制御信号１２１のレベルは、Ｌｏレベルである。次にマイコン１４０は、活動量計２０からの返信信号をアンテナアレイ１１０より検出したか否かを判定する（ステップＳ２）。マイコン１４０は、活動量計２０からの返信信号をアンテナアレイ１１０より検出した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、次の処理（ステップＳ３）へ進む。次の処理としては、例えば、返信信号から活動量データを判読する処理や、活動量データと体組成データとを紐づける処理などの返信信号に基づく処理が挙げられる。他方、マイコン１４０は、ポーリング信号を送信し、ある一定の時間が経過するまで活動量計２０からの返信信号を受信しない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、位相切替回路１２０に入力する位相切替制御信号１２１のレベルを反転させることで、アンテナ１１２に流れる電流の位相を、前回と異なる位相へ切替える（ステップＳ４）。つまり、位相切替制御信号１２１をＬｏレベルからＨｉレベルに切り替えて、位相切替回路１２０に入力する。そして、マイコン１４０は、予め設定された全ての位相の組み合わせ（本実施形態においては、アンテナ１１１に流れる電流の位相とアンテナ１１２に流れる電流の位相とが同位相となる組み合わせと、アンテナ１１１に流れる電流の位相とアンテナ１１２に流れる電流の位相とが逆位相となる組み合わせとの計２通り）について、アンテナアレイ１１０の位相の切り替えを行ったか否かを判定する（ステップＳ５）。位相の切り替えを試みていない組み合わせが存在する場合（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップ１のポーリング信号の送信へ進む。ここでマイコン１４０が、既に全ての位相の組み合わせを試みている場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、不要な電波の発射を防ぐために、ポーリング信号の送信を停止して一定時間待機（ステップＳ６）する。その後、マイコン１４０は、再び活動量計２０のアンテナ２１を検出するために、ステップ１のポーリング信号の送信へ進む。
以上に説明したように、第１の実施形態では、マイコン１４０が、位相切替回路１２０を制御することにより、アンテナ１１２へ流れる電流の位相を変え、アンテナ１１１とアンテナ１１２で構成されるアンテナアレイ１１０による磁界を、異なる２つの形状に変更することができる。これにより、アンテナアレイ１１０の磁界における不感帯の位置を変更することができる。つまり、活動量計２０のアンテナ２１がアンテナアレイ１１０のある不感帯に存在する場合であっても、マイコン１４０は、不感帯の位置を変更することにより、アンテナ２１と通信することが可能となる。
《第２の実施形態》
次に、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、通信システム１の体組成計１００がアンテナ１１１とアンテナ１１２の２個のループアンテナで構成されるアンテナアレイ１１０を備える場合について説明した。第２実施形態では、通信システム１の体組成計１００がアンテナ１１１とアンテナ１１２とアンテナ１１３とアンテナ１１４の、４個で構成されるアンテナアレイ３１０を備える場合について説明する。
本実施形態によれば、アンテナアレイ３１０を構成するアンテナの数が４個であるため、体組成計１００は、図６に示すように、アンテナ１１２の位相を切り替える位相切替回路１２０に加え、さらにアンテナ１１３の位相を切り替える位相切替回路２１０とアンテナ１１４の位相を切り替える位相切替回路２２０とを備える。なお、位相切替回路２１０および位相切替回路２２０の構成は、位相切替回路１２０の構成と同じである。また、マイコン１４０は、位相切替回路１２０を制御する位相切替制御信号１２１と、位相切替回路２１０を制御する位相切替制御信号２１１と、位相切替回路２２０を制御する位相切替制御信号２２１とを出力する。なお、ＲＦトランシーバ１３０、表示操作回路１５０、通信回路１６０、および体組成計部１７０の構成は、第１の実施形態と同じである。
次に、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、通信システム１の体組成計１００がアンテナ１１１とアンテナ１１２の２個のループアンテナで構成されるアンテナアレイ１１０を備える場合について説明した。第２実施形態では、通信システム１の体組成計１００がアンテナ１１１とアンテナ１１２とアンテナ１１３とアンテナ１１４の、４個で構成されるアンテナアレイ３１０を備える場合について説明する。
本実施形態によれば、アンテナアレイ３１０を構成するアンテナの数が４個であるため、体組成計１００は、図６に示すように、アンテナ１１２の位相を切り替える位相切替回路１２０に加え、さらにアンテナ１１３の位相を切り替える位相切替回路２１０とアンテナ１１４の位相を切り替える位相切替回路２２０とを備える。なお、位相切替回路２１０および位相切替回路２２０の構成は、位相切替回路１２０の構成と同じである。また、マイコン１４０は、位相切替回路１２０を制御する位相切替制御信号１２１と、位相切替回路２１０を制御する位相切替制御信号２１１と、位相切替回路２２０を制御する位相切替制御信号２２１とを出力する。なお、ＲＦトランシーバ１３０、表示操作回路１５０、通信回路１６０、および体組成計部１７０の構成は、第１の実施形態と同じである。
図７は、本実施形態に係るアンテナアレイ３１０のアンテナの配置図である。
図７に示すように、アンテナアレイ３１０は、アンテナアレイの中心点Ｏの周りの同一平面上に配置された、アンテナ１１１とアンテナ１１２とアンテナ１１３とアンテナ１１４によって構成される。アンテナ１１１、アンテナ１１２、アンテナ１１３およびアンテナ１１４は、いずれも矩形のループアンテナである。アンテナ１１１とアンテナ１１２とは、アンテナ１１１の一部の直線部とアンテナ１１２の一部の直線部とが略平行に向き合うようにＸ軸方向に隣接して配置される。またアンテナ１１３とアンテナ１１４とは、アンテナ１１３の一部の直線部とアンテナ１１４の一部の直線部とが略平行に向き合うようにＸ軸方向に隣接して配置される。またアンテナ１１１とアンテナ１１４とは、アンテナ１１１の一部の直線部とアンテナ１１４の一部の直線部とが略平行に向き合うようにＹ軸方向に隣接して配置される。またアンテナ１１２とアンテナ１１３とは、アンテナ１１２の一部の直線部とアンテナ１１３の一部の直線部とが略平行に向き合うようにＹ軸方向に隣接して配置される。
図７に示すように、アンテナアレイ３１０は、アンテナアレイの中心点Ｏの周りの同一平面上に配置された、アンテナ１１１とアンテナ１１２とアンテナ１１３とアンテナ１１４によって構成される。アンテナ１１１、アンテナ１１２、アンテナ１１３およびアンテナ１１４は、いずれも矩形のループアンテナである。アンテナ１１１とアンテナ１１２とは、アンテナ１１１の一部の直線部とアンテナ１１２の一部の直線部とが略平行に向き合うようにＸ軸方向に隣接して配置される。またアンテナ１１３とアンテナ１１４とは、アンテナ１１３の一部の直線部とアンテナ１１４の一部の直線部とが略平行に向き合うようにＸ軸方向に隣接して配置される。またアンテナ１１１とアンテナ１１４とは、アンテナ１１１の一部の直線部とアンテナ１１４の一部の直線部とが略平行に向き合うようにＹ軸方向に隣接して配置される。またアンテナ１１２とアンテナ１１３とは、アンテナ１１２の一部の直線部とアンテナ１１３の一部の直線部とが略平行に向き合うようにＹ軸方向に隣接して配置される。
次にアンテナアレイ３１０の磁界について説明する。アンテナ１１２とアンテナ１１３とアンテナ１１４は、アンテナ１１１に対して、流れる電流の位相を位相切替回路によって同相か逆相か切替えられる。ここで、アンテナ１１１に流れる電流の位相と同じ位相を第１の位相と呼ぶ。またアンテナ１１１に流れる電流の位相と逆の位相を第２の位相と呼ぶ。本実施形態のアンテナアレイ３１０の発生する磁界の組合せは４通りである。この４通りについて以下で説明する。また、図８、図９、図１０は、アンテナアレイ３１０の指向性を表す図である。なお、図８、図９、図１０には、黒色から白色へ段階的に変化する彩色がなされている。これは、黒色に近い色に彩色された部分ほど磁界の強度が小さく、白色に近い色に彩色された部分ほど磁界の強度が大きいことを示す。また、以下の説明では、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が、中心Ｏを通り互いに直交する直線であるものとして説明する。
まず、図７に示すアンテナアレイ３１０を構成するアンテナ１１１、アンテナ１１２、アンテナ１１３およびアンテナ１１４へ流れる電流の位相が、いずれも第１の位相である場合について説明する。本実施形態では、このような電流によって生じる磁界をＥ１磁界とよぶ。
マイコン１４０は、位相切替回路１２０、位相切替回路２１０、および位相切替回路２２０へ、Ｌｏレベルの位相切替制御信号を入力する。つまり、マイコン１４０が出力する位相切替制御信号１２１、位相切替制御信号２１１および位相切替制御信号２２１は、いずれもＬｏレベルである。これにより、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａは、アンテナ１１１の第１端子と、アンテナ１１２の第１端子と、アンテナ１１３の第１端子と、アンテナ１１４の第１端子とに接続される。また、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂは、アンテナ１１１の第２端子と、アンテナ１１２の第２端子と、アンテナ１１３の第２端子と、アンテナ１１４の第２端子とに接続される。
したがって、アンテナ１１２とアンテナ１１３とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は、いずれも第１の位相となり、アンテナ１１１へ流れる電流の位相と同じになる。このときのアンテナアレイ３１０の磁界（Ｅ１磁界）は図８に示すとおりである。具体的には、Ｅ１磁界における磁束密度は、アンテナアレイ３１０の中心点ＯからＺ軸方向に離れるに従って小さくなる。また、Ｅ１磁界における磁束密度は、アンテナアレイ３１０の外周側からＺ軸に近づくに従って小さくなる。このとき、不感帯は、Ｚ軸を中心とするエリアに存在する。なお、Ｅ１磁界は、４つのアンテナで構成されるアンテナアレイ３１０外側の外周を結んだ、単一の矩形ループアンテナの磁界と類似したものとなる。
マイコン１４０は、位相切替回路１２０、位相切替回路２１０、および位相切替回路２２０へ、Ｌｏレベルの位相切替制御信号を入力する。つまり、マイコン１４０が出力する位相切替制御信号１２１、位相切替制御信号２１１および位相切替制御信号２２１は、いずれもＬｏレベルである。これにより、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａは、アンテナ１１１の第１端子と、アンテナ１１２の第１端子と、アンテナ１１３の第１端子と、アンテナ１１４の第１端子とに接続される。また、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂは、アンテナ１１１の第２端子と、アンテナ１１２の第２端子と、アンテナ１１３の第２端子と、アンテナ１１４の第２端子とに接続される。
したがって、アンテナ１１２とアンテナ１１３とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は、いずれも第１の位相となり、アンテナ１１１へ流れる電流の位相と同じになる。このときのアンテナアレイ３１０の磁界（Ｅ１磁界）は図８に示すとおりである。具体的には、Ｅ１磁界における磁束密度は、アンテナアレイ３１０の中心点ＯからＺ軸方向に離れるに従って小さくなる。また、Ｅ１磁界における磁束密度は、アンテナアレイ３１０の外周側からＺ軸に近づくに従って小さくなる。このとき、不感帯は、Ｚ軸を中心とするエリアに存在する。なお、Ｅ１磁界は、４つのアンテナで構成されるアンテナアレイ３１０外側の外周を結んだ、単一の矩形ループアンテナの磁界と類似したものとなる。
次に、図７に示すアンテナアレイ３１０を構成するアンテナ１１１およびアンテナ１１２に流れる電流の位相が第１の位相となり、アンテナ１１３およびアンテナ１１４に流れる電流の位相が第２の位相となる場合について説明する。このような電流によって生じる磁界をＥ２磁界とよぶ。
マイコン１４０は、位相切替回路１２０へ、Ｌｏレベルの位相切替制御信号を入力し、位相切替回路２１０および位相切替回路２２０へ、Ｈｉレベルの位相切替制御信号を入力する。つまり、マイコン１４０が出力する位相切替制御信号１２１はＬｏレベルであり、位相切替制御信号２１１および位相切替制御信号２２１は、いずれもＨｉレベルである。これにより、第１の実施形態で説明した位相切替回路から、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａは、アンテナ１１１の第１端子と、アンテナ１１２の第１端子と、アンテナ１１３の第２端子と、アンテナ１１４の第２端子へ接続される。また、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂは、アンテナ１１１の第２端子と、アンテナ１１２の第２端子と、アンテナ１１３の第１端子と、アンテナ１１４の第１端子へ接続される。
したがって、アンテナ１１１とアンテナ１１２へ流れる電流の位相は、第１の位相となる。そして、アンテナ１１３とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は、第２の位相となる。つまり、アンテナ１１１へ流れる電流の位相とアンテナ１１２へ流れる電流の位相は同相である。またアンテナ１１３へ流れる電流の位相とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は同相である。他方、アンテナ１１１へ流れる電流の位相とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は逆相である。また、アンテナ１１２へ流れる電流の位相とアンテナ１１３へ流れる電流の位相は逆相である。このときのアンテナアレイ３１０の磁界（Ｅ２磁界）は図９に示すとおりである。具体的には、Ｅ２磁界における磁束密度は、アンテナアレイ３１０の中心点ＯからＹ軸に沿ってアンテナアレイ３１０の外周に近づくほど大きくなる。このとき、不感帯は、Ｘ軸を中心とするエリアに存在する。
マイコン１４０は、位相切替回路１２０へ、Ｌｏレベルの位相切替制御信号を入力し、位相切替回路２１０および位相切替回路２２０へ、Ｈｉレベルの位相切替制御信号を入力する。つまり、マイコン１４０が出力する位相切替制御信号１２１はＬｏレベルであり、位相切替制御信号２１１および位相切替制御信号２２１は、いずれもＨｉレベルである。これにより、第１の実施形態で説明した位相切替回路から、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａは、アンテナ１１１の第１端子と、アンテナ１１２の第１端子と、アンテナ１１３の第２端子と、アンテナ１１４の第２端子へ接続される。また、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂは、アンテナ１１１の第２端子と、アンテナ１１２の第２端子と、アンテナ１１３の第１端子と、アンテナ１１４の第１端子へ接続される。
したがって、アンテナ１１１とアンテナ１１２へ流れる電流の位相は、第１の位相となる。そして、アンテナ１１３とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は、第２の位相となる。つまり、アンテナ１１１へ流れる電流の位相とアンテナ１１２へ流れる電流の位相は同相である。またアンテナ１１３へ流れる電流の位相とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は同相である。他方、アンテナ１１１へ流れる電流の位相とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は逆相である。また、アンテナ１１２へ流れる電流の位相とアンテナ１１３へ流れる電流の位相は逆相である。このときのアンテナアレイ３１０の磁界（Ｅ２磁界）は図９に示すとおりである。具体的には、Ｅ２磁界における磁束密度は、アンテナアレイ３１０の中心点ＯからＹ軸に沿ってアンテナアレイ３１０の外周に近づくほど大きくなる。このとき、不感帯は、Ｘ軸を中心とするエリアに存在する。
次に、図７に示すアンテナアレイ３１０を構成するアンテナ１１１およびアンテナ１１４に流れる電流の位相が第１の位相となり、アンテナ１１２およびアンテナ１１３に流れる電流の位相が第２の位相となる場合について説明する。このような電流によって生じる磁界をＥ３磁界とよぶ。
マイコン１４０は、位相切替回路２２０へ、Ｌｏレベルの位相切替制御信号を入力し、位相切替回路１２０および位相切替回路２１０へ、Ｈｉレベルの位相切替制御信号を入力する。つまり、マイコン１４０が出力する、位相切替制御信号２２１は、Ｌｏレベルであり、位相切替制御信号１２１および位相切替制御信号２１１は、いずれもＨｉレベルである。これにより、第１の実施形態で説明した位相切替回路から、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａは、アンテナ１１１の第１端子と、アンテナ１１４の第１端子と、アンテナ１１２の第２端子と、アンテナ１１３の第２端子へ接続される。また、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂは、アンテナ１１１の第２端子と、アンテナ１１４の第２端子と、アンテナ１１２の第１端子と、アンテナ１１３の第１端子へ接続される。
したがって、アンテナ１１１とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は、第１の位相となる。そして、アンテナ１１２とアンテナ１１３へ流れる電流の位相は、第２の位相となる。つまり、アンテナ１１１へ流れる電流の位相とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は同相である。またアンテナ１１２へ流れる電流の位相とアンテナ１１３へ流れる電流の位相は同相である。他方、アンテナ１１１へ流れる電流の位相とアンテナ１１２へ流れる電流の位相は逆相である。また、アンテナ１１３へ流れる電流の位相とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は逆相である。このときのアンテナアレイ３１０の磁界（Ｅ３磁界）は図９をＺ軸を中心に、ＸＹ平面上に９０°回転させたものと等しくなる。具体的には、Ｅ２磁界における磁束密度は、アンテナアレイ３１０の中心点ＯからＸ軸に沿ってアンテナアレイ３１０の外周に近づくほど大きくなる。このとき、不感帯は、Ｙ軸を中心とするエリアに存在する。
マイコン１４０は、位相切替回路２２０へ、Ｌｏレベルの位相切替制御信号を入力し、位相切替回路１２０および位相切替回路２１０へ、Ｈｉレベルの位相切替制御信号を入力する。つまり、マイコン１４０が出力する、位相切替制御信号２２１は、Ｌｏレベルであり、位相切替制御信号１２１および位相切替制御信号２１１は、いずれもＨｉレベルである。これにより、第１の実施形態で説明した位相切替回路から、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａは、アンテナ１１１の第１端子と、アンテナ１１４の第１端子と、アンテナ１１２の第２端子と、アンテナ１１３の第２端子へ接続される。また、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂは、アンテナ１１１の第２端子と、アンテナ１１４の第２端子と、アンテナ１１２の第１端子と、アンテナ１１３の第１端子へ接続される。
したがって、アンテナ１１１とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は、第１の位相となる。そして、アンテナ１１２とアンテナ１１３へ流れる電流の位相は、第２の位相となる。つまり、アンテナ１１１へ流れる電流の位相とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は同相である。またアンテナ１１２へ流れる電流の位相とアンテナ１１３へ流れる電流の位相は同相である。他方、アンテナ１１１へ流れる電流の位相とアンテナ１１２へ流れる電流の位相は逆相である。また、アンテナ１１３へ流れる電流の位相とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は逆相である。このときのアンテナアレイ３１０の磁界（Ｅ３磁界）は図９をＺ軸を中心に、ＸＹ平面上に９０°回転させたものと等しくなる。具体的には、Ｅ２磁界における磁束密度は、アンテナアレイ３１０の中心点ＯからＸ軸に沿ってアンテナアレイ３１０の外周に近づくほど大きくなる。このとき、不感帯は、Ｙ軸を中心とするエリアに存在する。
次に、図７に示すアンテナアレイ３１０を構成するアンテナ１１１およびアンテナ１１３に流れる電流の位相が第１の位相となり、アンテナ１１２およびアンテナ１１４に流れる電流の位相が第２の位相となる場合について説明する。このような電流によって生じる磁界をＥ４磁界とよぶ。
マイコン１４０は、位相切替回路２１０へＬｏレベルの位相切替制御信号２１１を入力し、位相切替回路１２０へＨｉレベルの位相切替制御信号１２１を入力し、位相切替回路２２０へ、Ｈｉレベルの位相切替制御信号２２１を入力する。これにより、第１の実施形態で説明した位相切替回路から、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａは、アンテナ１１１の第１端子と、アンテナ１１３の第１端子と、アンテナ１１２の第２端子と、アンテナ１１４の第２端子へ接続される。また、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂは、アンテナ１１１の第２端子と、アンテナ１１３の第２端子と、アンテナ１１２の第１端子と、アンテナ１１４の第１端子へ接続される。
したがって、アンテナ１１１とアンテナ１１３へ流れる電流の位相は、第１の位相となる。そして、アンテナ１１２とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は、第２の位相となる。つまり、アンテナ１１１へ流れる電流の位相とアンテナ１１３へ流れる電流の位相は同相である。またアンテナ１１２へ流れる電流の位相とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は同相である。他方、アンテナ１１１およびアンテナ１１３へ流れる電流の位相と、アンテナ１１２およびアンテナ１１４へ流れる電流の位相は逆相である。このときのアンテナアレイ３１０の磁界（Ｅ４磁界）は図１０に示すとおりである。具体的には、Ｅ４磁界における磁束密度は、アンテナアレイ３１０の中央から、アンテナアレイ３１０外形の四隅に近づくに従って大きくなる。また、Ｅ４磁界における磁束密度は、アンテナアレイ３１０の外周側からＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に近づくに従って小さくなる。このとき、不感帯は、Ｘ軸を中心とするエリア、Ｙ軸を中心とするエリア、およびＺ軸を中心とするエリアにそれぞれ存在する。
マイコン１４０は、位相切替回路２１０へＬｏレベルの位相切替制御信号２１１を入力し、位相切替回路１２０へＨｉレベルの位相切替制御信号１２１を入力し、位相切替回路２２０へ、Ｈｉレベルの位相切替制御信号２２１を入力する。これにより、第１の実施形態で説明した位相切替回路から、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ａは、アンテナ１１１の第１端子と、アンテナ１１３の第１端子と、アンテナ１１２の第２端子と、アンテナ１１４の第２端子へ接続される。また、ＲＦトランシーバ１３０の入出力Ｂは、アンテナ１１１の第２端子と、アンテナ１１３の第２端子と、アンテナ１１２の第１端子と、アンテナ１１４の第１端子へ接続される。
したがって、アンテナ１１１とアンテナ１１３へ流れる電流の位相は、第１の位相となる。そして、アンテナ１１２とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は、第２の位相となる。つまり、アンテナ１１１へ流れる電流の位相とアンテナ１１３へ流れる電流の位相は同相である。またアンテナ１１２へ流れる電流の位相とアンテナ１１４へ流れる電流の位相は同相である。他方、アンテナ１１１およびアンテナ１１３へ流れる電流の位相と、アンテナ１１２およびアンテナ１１４へ流れる電流の位相は逆相である。このときのアンテナアレイ３１０の磁界（Ｅ４磁界）は図１０に示すとおりである。具体的には、Ｅ４磁界における磁束密度は、アンテナアレイ３１０の中央から、アンテナアレイ３１０外形の四隅に近づくに従って大きくなる。また、Ｅ４磁界における磁束密度は、アンテナアレイ３１０の外周側からＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に近づくに従って小さくなる。このとき、不感帯は、Ｘ軸を中心とするエリア、Ｙ軸を中心とするエリア、およびＺ軸を中心とするエリアにそれぞれ存在する。
次に、図５のフローチャートを参照しながら本実施形態の体組成計１００の動作について説明する。
本実施形態においては、アンテナ１１１とアンテナ１１２とアンテナ１１３とアンテナ１１４と、位相切替回路１２０、２１０、２２０によって、組み合わせられる磁界は、Ｅ１磁界、Ｅ２磁界、Ｅ３磁界、Ｅ４磁界の４通りである。体組成計１００のマイコン１４０は、この４種類の磁界によってポーリング信号を送信し、いずれかの磁界で、活動量計２０からの返信信号を受取り、通信を行う。
初めにマイコン１４０は、Ｅ１磁界となる位相の組み合わせで、アンテナアレイ３１０よりポーリング信号を送信する（ステップＳ１）。次にマイコン１４０は、活動量計２０からの返信信号をアンテナアレイ３１０より検出したか否かを判定する（ステップＳ２）。活動量計２０の返信が一定時間経過しても無い場合（ステップＳ２：ＮＯ）、次のＥ２磁界となる位相の組み合わせを設定する（ステップＳ４）。そして、マイコン１４０は、予め設定された全ての位相の組み合わせ（本実施形態においては、Ｅ１磁界、Ｅ２磁界、Ｅ３磁界、Ｅ４磁界の計４通り）について、アンテナアレイ３１０の位相の切り替えを行ったか否かを判定する（ステップＳ５）。このとき、試みていない位相の組み合わせがまだ存在するため（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ１へ進む。マイコン１４０は、再びポーリング信号を送信し（ステップＳ１）、活動量計２０の返信が一定時間経過しても無い場合（ステップＳ２：ＮＯ）、次のＥ３磁界となる位相の組み合わせを設定する（ステップＳ４）。マイコン１４０は、再びポーリング信号を送信し（ステップＳ１）、活動量計２０の返信が一定時間経過しても無い場合（ステップＳ２：ＮＯ）、次のＥ３磁界となる位相の組み合わせを設定する（ステップＳ４）。この処理を各磁界について順次実行し、マイコン１４０は、アンテナへ流す電流の位相の４通りの全ての組み合わせについて切り替え処理が終了した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、一定期間待機（ステップ６）へ進む。このように、マイコン１４０は、位相切替回路を操作し、アンテナアレイ３１０に発生する磁界を変化させ、活動量計２０との通信が可能となる磁界を探ることができる。なお、上記手順において、Ｅ１磁界、Ｅ２磁界、Ｅ３磁界、Ｅ４磁界の何れかによる通信において活動量計２０からの返信信号をアンテナアレイ３１０より検出した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、次の処理（ステップＳ３）へ進む。
このように、本実施形態によれば、アンテナアレイ３１０に発生する磁界の種類が増えることで、活動量計２０との通信位置が限定されない。また、マイコン１４０が、自動的にアンテナアレイ３１０に発生する磁界を切替えながら、活動量計２０との通信を短時間で探るため、使用者にとって、より利便性が高い通信方法となる。
本実施形態においては、アンテナ１１１とアンテナ１１２とアンテナ１１３とアンテナ１１４と、位相切替回路１２０、２１０、２２０によって、組み合わせられる磁界は、Ｅ１磁界、Ｅ２磁界、Ｅ３磁界、Ｅ４磁界の４通りである。体組成計１００のマイコン１４０は、この４種類の磁界によってポーリング信号を送信し、いずれかの磁界で、活動量計２０からの返信信号を受取り、通信を行う。
初めにマイコン１４０は、Ｅ１磁界となる位相の組み合わせで、アンテナアレイ３１０よりポーリング信号を送信する（ステップＳ１）。次にマイコン１４０は、活動量計２０からの返信信号をアンテナアレイ３１０より検出したか否かを判定する（ステップＳ２）。活動量計２０の返信が一定時間経過しても無い場合（ステップＳ２：ＮＯ）、次のＥ２磁界となる位相の組み合わせを設定する（ステップＳ４）。そして、マイコン１４０は、予め設定された全ての位相の組み合わせ（本実施形態においては、Ｅ１磁界、Ｅ２磁界、Ｅ３磁界、Ｅ４磁界の計４通り）について、アンテナアレイ３１０の位相の切り替えを行ったか否かを判定する（ステップＳ５）。このとき、試みていない位相の組み合わせがまだ存在するため（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ１へ進む。マイコン１４０は、再びポーリング信号を送信し（ステップＳ１）、活動量計２０の返信が一定時間経過しても無い場合（ステップＳ２：ＮＯ）、次のＥ３磁界となる位相の組み合わせを設定する（ステップＳ４）。マイコン１４０は、再びポーリング信号を送信し（ステップＳ１）、活動量計２０の返信が一定時間経過しても無い場合（ステップＳ２：ＮＯ）、次のＥ３磁界となる位相の組み合わせを設定する（ステップＳ４）。この処理を各磁界について順次実行し、マイコン１４０は、アンテナへ流す電流の位相の４通りの全ての組み合わせについて切り替え処理が終了した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、一定期間待機（ステップ６）へ進む。このように、マイコン１４０は、位相切替回路を操作し、アンテナアレイ３１０に発生する磁界を変化させ、活動量計２０との通信が可能となる磁界を探ることができる。なお、上記手順において、Ｅ１磁界、Ｅ２磁界、Ｅ３磁界、Ｅ４磁界の何れかによる通信において活動量計２０からの返信信号をアンテナアレイ３１０より検出した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、次の処理（ステップＳ３）へ進む。
このように、本実施形態によれば、アンテナアレイ３１０に発生する磁界の種類が増えることで、活動量計２０との通信位置が限定されない。また、マイコン１４０が、自動的にアンテナアレイ３１０に発生する磁界を切替えながら、活動量計２０との通信を短時間で探るため、使用者にとって、より利便性が高い通信方法となる。
以上のように、４個のアンテナアレイ３１０の場合、各ループアンテナに流れる電流の位相を切替えることで、４種類の磁界を発生させることができる。これにより、アンテナアレイ３１０は、第１の実施形態と比較して、より複雑な磁界を発生させることができる。
例えば、活動量計２０のアンテナ２１がアンテナアレイ３１０の中心点Ｏの上方（図７のエリアＡ１）、すなわちＺ軸の近傍に配置される場合、Ｅ１磁界およびＥ４磁界における不感帯となる可能性が高い。他方、この配置位置は、Ｅ２磁界またはＥ３磁界において不感帯とならない可能性が高い。そのため、マイコン１４０は、アンテナアレイ３１０の磁界がＥ２磁界またはＥ３磁界になるように位相切替制御信号を送信することで、活動量計２０との通信を可能にすることができる。
また例えば、活動量計２０のアンテナ２１がアンテナ１１１とアンテナ１１４との境界の近傍、またはアンテナ１１２とアンテナ１１３との境界の近傍（図７のエリアＡ２）、すなわちＸ軸の近傍に配置される場合、Ｅ２磁界およびＥ４磁界における不感帯となる可能性が高い。他方、この配置位置は、Ｅ１磁界およびＥ３磁界において不感帯とならない可能性が高い。そのため、マイコン１４０は、アンテナアレイ３１０の磁界がＥ１磁界またはＥ３磁界になるように位相切替制御信号を送信することで、活動量計２０との通信を可能にすることができる。
また例えば、活動量計２０のアンテナ２１がアンテナ１１１とアンテナ１１２との境界の近傍、またはアンテナ１１３とアンテナ１１４との境界の近傍（図７のエリアＡ３）、すなわちＹ軸の近傍に配置される場合、Ｅ３磁界およびＥ４磁界における不感帯となる可能性が高い。他方、この配置位置は、Ｅ１磁界およびＥ２磁界において不感帯とならない可能性が高い。そのため、マイコン１４０は、アンテナアレイ３１０の磁界がＥ１磁界またはＥ２磁界になるように位相切替制御信号を送信することで、活動量計２０との通信を可能にすることができる。
また例えば、活動量計２０のアンテナ２１が、アンテナ１１１、アンテナ１１２、アンテナ１１３、またはアンテナ１１４の中心点Ｏから最も遠い角部の付近（図７のエリアＡ４）に配置される場合、Ｅ１磁界、Ｅ２磁界、およびＥ３磁界における不感帯となる可能性が高い。他方、この配置位置は、Ｅ４磁界において不感帯とならない可能性が高い。そのため、マイコン１４０は、アンテナアレイ３１０の磁界がＥ４磁界になるように位相切替制御信号を送信することで、活動量計２０との通信を可能にすることができる。
また、第２の実施形態では、アンテナアレイ３１０を構成するすべてのアンテナへ常に電流を流す構成としていたが、例えば、アンテナアレイ３１０を構成するいずれかのアンテナを、電流を流さないループアンテナとしてもよい。電流を流すアンテナを選択し、電流を逆位相とする場合も含め、位相の組み合わせをさらに多くすることができる。
例えば、活動量計２０のアンテナ２１がアンテナアレイ３１０の中心点Ｏの上方（図７のエリアＡ１）、すなわちＺ軸の近傍に配置される場合、Ｅ１磁界およびＥ４磁界における不感帯となる可能性が高い。他方、この配置位置は、Ｅ２磁界またはＥ３磁界において不感帯とならない可能性が高い。そのため、マイコン１４０は、アンテナアレイ３１０の磁界がＥ２磁界またはＥ３磁界になるように位相切替制御信号を送信することで、活動量計２０との通信を可能にすることができる。
また例えば、活動量計２０のアンテナ２１がアンテナ１１１とアンテナ１１４との境界の近傍、またはアンテナ１１２とアンテナ１１３との境界の近傍（図７のエリアＡ２）、すなわちＸ軸の近傍に配置される場合、Ｅ２磁界およびＥ４磁界における不感帯となる可能性が高い。他方、この配置位置は、Ｅ１磁界およびＥ３磁界において不感帯とならない可能性が高い。そのため、マイコン１４０は、アンテナアレイ３１０の磁界がＥ１磁界またはＥ３磁界になるように位相切替制御信号を送信することで、活動量計２０との通信を可能にすることができる。
また例えば、活動量計２０のアンテナ２１がアンテナ１１１とアンテナ１１２との境界の近傍、またはアンテナ１１３とアンテナ１１４との境界の近傍（図７のエリアＡ３）、すなわちＹ軸の近傍に配置される場合、Ｅ３磁界およびＥ４磁界における不感帯となる可能性が高い。他方、この配置位置は、Ｅ１磁界およびＥ２磁界において不感帯とならない可能性が高い。そのため、マイコン１４０は、アンテナアレイ３１０の磁界がＥ１磁界またはＥ２磁界になるように位相切替制御信号を送信することで、活動量計２０との通信を可能にすることができる。
また例えば、活動量計２０のアンテナ２１が、アンテナ１１１、アンテナ１１２、アンテナ１１３、またはアンテナ１１４の中心点Ｏから最も遠い角部の付近（図７のエリアＡ４）に配置される場合、Ｅ１磁界、Ｅ２磁界、およびＥ３磁界における不感帯となる可能性が高い。他方、この配置位置は、Ｅ４磁界において不感帯とならない可能性が高い。そのため、マイコン１４０は、アンテナアレイ３１０の磁界がＥ４磁界になるように位相切替制御信号を送信することで、活動量計２０との通信を可能にすることができる。
また、第２の実施形態では、アンテナアレイ３１０を構成するすべてのアンテナへ常に電流を流す構成としていたが、例えば、アンテナアレイ３１０を構成するいずれかのアンテナを、電流を流さないループアンテナとしてもよい。電流を流すアンテナを選択し、電流を逆位相とする場合も含め、位相の組み合わせをさらに多くすることができる。
《第３の実施形態》
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、第２の実施形態と同じアンテナアレイ３１０を使用した構成である。この第３の実施形態では、複数のタグから特定の位置のタグと通信させる方法について説明する。
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、第２の実施形態と同じアンテナアレイ３１０を使用した構成である。この第３の実施形態では、複数のタグから特定の位置のタグと通信させる方法について説明する。
第３の実施形態に係る体組成計１００は、アンテナアレイ３１０の上に複数の活動量計２０が置かれた場合に、その中の１つと選択的に通信を行うことが可能となる。つまりアンテナアレイ３１０の４個のループアンテナへ流す電流の位相を変えることで、アンテナアレイ３１０に様々な磁界を発生させ、磁界の形状を変えることにより、複数の活動量計２０の中から、ある特定の活動量計２０と通信を行うことができる。一回の通信で一つのタグのみと通信可能な従来のリーダライタにおいて、一つのリーダライタの通信範囲に複数のタグが置かれた場合、リーダライタから送信させられるポーリング信号によって、通信範囲内にある複数のタグが応答する。このときタグの応答信号が重なるため、リーダライタは、信号を読み取ることができない場合がある。
図１１は、本実施形態に係るアンテナアレイ３１０と活動量計２０Ａ、活動量計２０Ｂの配置関係を示した図である。アンテナアレイ３１０は、体組成計１００のプラットフォームＰの下方におけるプラットフォームＰと平行な面に配置される。活動量計２０Ａおよび活動量計２０Ｂは、プラットフォームＰの上に置かれる。活動量計２０Ａは、Ｘ軸の上方に配置される。活動量計２０Ｂは、Ｙ軸の上方に配置される。
図１２は、本実施形態に係るアンテナアレイ３１０の磁界と活動量計のアンテナとの配置関係を示した図である。
図１２のＥ２磁界は、第２の実施形態で説明したとおり、Ｘ軸を中心とするエリアに不感帯が存在する磁界である。図１２のＥ３磁界は、第２の実施形態で説明したとおり、Ｙ軸を中心とするエリアに不感帯が存在する磁界である。
マイコン１４０は、まず、アンテナアレイ３１０の磁界がＥ２磁界となるように位相切替回路を設定し、ポーリング信号を送信する。このとき、活動量計２０Ａのアンテナ２１Ａは、Ｅ２磁界の不感帯に存在するため、マイコン１４０は、活動量計２０Ｂのみから応答信号を受信する。次にマイコン１４０は、アンテナアレイ３１０の磁界がＥ３磁界となるように位相切替回路を設定し、ポーリング信号を送信する。このとき、活動量計２０Ｂのアンテナ２１Ｂは、Ｅ３磁界の不感帯に存在するため、マイコン１４０は、活動量計２０Ａのみから応答信号を受信する。よって、マイコン１４０は、アンテナアレイ３１０上に活動量計２０Ａと活動量計２０Ｂとのそれぞれが存在することを認識することができる。マイコン１４０は、活動量計２０Ａのデータを体組成計１００へ読み取り、活動量計２０Ａに予め登録されている被測定者番号と、同じ被測定者番号の体組成データへ紐付けする。同様に活動量計２０Ｂのデータを、活動量計２０Ｂに該当する体組成データと紐付けする。このように、体組成計１００は、活動量計２０を使用していた被測定者の脂肪率や筋肉量と、運動量や歩数などのデータを照合することができる。
図１２は、本実施形態に係るアンテナアレイ３１０の磁界と活動量計のアンテナとの配置関係を示した図である。
図１２のＥ２磁界は、第２の実施形態で説明したとおり、Ｘ軸を中心とするエリアに不感帯が存在する磁界である。図１２のＥ３磁界は、第２の実施形態で説明したとおり、Ｙ軸を中心とするエリアに不感帯が存在する磁界である。
マイコン１４０は、まず、アンテナアレイ３１０の磁界がＥ２磁界となるように位相切替回路を設定し、ポーリング信号を送信する。このとき、活動量計２０Ａのアンテナ２１Ａは、Ｅ２磁界の不感帯に存在するため、マイコン１４０は、活動量計２０Ｂのみから応答信号を受信する。次にマイコン１４０は、アンテナアレイ３１０の磁界がＥ３磁界となるように位相切替回路を設定し、ポーリング信号を送信する。このとき、活動量計２０Ｂのアンテナ２１Ｂは、Ｅ３磁界の不感帯に存在するため、マイコン１４０は、活動量計２０Ａのみから応答信号を受信する。よって、マイコン１４０は、アンテナアレイ３１０上に活動量計２０Ａと活動量計２０Ｂとのそれぞれが存在することを認識することができる。マイコン１４０は、活動量計２０Ａのデータを体組成計１００へ読み取り、活動量計２０Ａに予め登録されている被測定者番号と、同じ被測定者番号の体組成データへ紐付けする。同様に活動量計２０Ｂのデータを、活動量計２０Ｂに該当する体組成データと紐付けする。このように、体組成計１００は、活動量計２０を使用していた被測定者の脂肪率や筋肉量と、運動量や歩数などのデータを照合することができる。
従来、体組成計が２つの活動量計Ａ、Ｂと通信を行う場合、まず活動量計Ａを体組成計のリーダライタ部へ置き、活動量計Ａと体組成計間の通信を終了させ、次に活動量Ａを体組成計から離れた場所へ移動させ、次に活動量計Ｂを、体組成計のリーダライタ部へ置き、活動量計Ｂと体組成計間の通信を行う必要があった。これに対し、本実施形態に係る体組成計１００は、複数の活動量計２０が所定の位置に置かれ、磁界をＥ２磁界とＥ３磁界とに切り替えることで、それぞれの活動量計２０との通信を行うことができる。つまり、アンテナアレイ３１０の流れる電流の位相を切替え、磁界を変化させることで、２つの活動量計のどちらか一方を選択し、通信することができる。よって、２つの活動量計２０Ａ、活動量計２０Ｂを所定の位置に置くことで、活動量計を動かすことなく、２つの活動量計と通信することができる。また、２つの活動量計のうち、どちらかの活動量計を選択し、１つの活動量計のみと通信することもできる。
《変形例》
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。例えば、上述した実施形態では、アンテナアレイを構成するループアンテナの数を２個または４個として説明したが、これに限らず、他の個数とすることも可能である。また、マイコン１４０は、電流を流すアンテナを選択し、切替えてもよい。例えば、マイコン１４０は、一列に並べられた３個のループアンテナのうち、真中のループアンテナに常に電流を流し、右側のループアンテナと左側のループアンテナ、どちらか一方のループアンテナへ電流を切替えてもよい。さらに、マイコン１４０は、真中のループアンテナへ流す電流の位相と、同じ位相と逆の位相へ切替えてもよい。このように、ループアンテナの数を増やすことで、より多用な磁界を発生させ、様々な形状の相手側通信装置のアンテナに対応可能となり、通信範囲を広くすることが可能である。さらに、磁界の指向性を操作することで複数のタグと同時に通信することも可能となる。また、位相切替回路は、アンテナへ送信する信号を入れ替えることでアンテナに流れる位相を切り替えるものに限らず、例えば回路内で信号を反転させるものであってもよい。
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。例えば、上述した実施形態では、アンテナアレイを構成するループアンテナの数を２個または４個として説明したが、これに限らず、他の個数とすることも可能である。また、マイコン１４０は、電流を流すアンテナを選択し、切替えてもよい。例えば、マイコン１４０は、一列に並べられた３個のループアンテナのうち、真中のループアンテナに常に電流を流し、右側のループアンテナと左側のループアンテナ、どちらか一方のループアンテナへ電流を切替えてもよい。さらに、マイコン１４０は、真中のループアンテナへ流す電流の位相と、同じ位相と逆の位相へ切替えてもよい。このように、ループアンテナの数を増やすことで、より多用な磁界を発生させ、様々な形状の相手側通信装置のアンテナに対応可能となり、通信範囲を広くすることが可能である。さらに、磁界の指向性を操作することで複数のタグと同時に通信することも可能となる。また、位相切替回路は、アンテナへ送信する信号を入れ替えることでアンテナに流れる位相を切り替えるものに限らず、例えば回路内で信号を反転させるものであってもよい。
また、アンテナアレイ１１０を構成するループアンテナの形状は、例えば台形型や多角形、半円型のアンテナ形状でもよい。また、アンテナどうしの隣り合う部分は、必ずしも直線部でなくともよく、対向する部分が平行でなくともよい。他方、磁界の形状を切替える効果としては、隣り合う部分が直線部であって、かつ平行に対向するアンテナ形状あることが好ましい。なお、アンテナの直線部は、必ずしも真直線である必要はなく、緩やかなカーブや多少の歪みを有するものであってもよい。これらの矩形以外の形状のアンテナは、面積や外周の距離が等しい矩形型と同様のものとみなすことができる。よって、これらの組み合わせによって、多様なアンテナ形状が可能である。
また、上述した実施形態では、体組成計１００と活動量計２０とを備える通信システム１の例について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、無線通信装置が体組成計１００以外の装置に設けられても良いし、相手側通信装置として活動量計２０以外の装置と通信を行うものであっても良い。また、アンテナアレイを構成する各アンテナは、必ずしも同一平面に設けられなくてもよい。例えば、他の実施形態において、隣接して配置されるアンテナのそれぞれの開口面は、互いに交差する面であってもよく、互いに平行な面であってもよい。
また、上述した実施形態では、第１の位相と第２の位相とが逆相である場合について説明したが、これに限られない。つまり、他の実施形態では、第２の位相は、第１の位相と同相でない位相であれば、他の位相（例えば、第１の位相から９０度遅れた位相、第１の位相から９０度進んだ位相など）であってもよい。また、上述した実施形態では、アンテナ１１２に流れる電流の位相を第１の位相とすることで、アンテナ１１１とアンテナ１１２に流れる電流が同相となる場合について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、アンテナ１１１に流れる電流の位相が他の位相（例えば、第１の位相から９０度遅れた位相、第１の位相から９０度進んだ位相など）であってもよい。
１ 通信システム
２０ 活動量計
１００ 体組成計
１１０ アンテナアレイ
１２０ 位相切替回路
１３０ ＲＦトランシーバ
１４０ マイコン
１５０ 表示操作回路
１６０ 通信回路
２０ 活動量計
１００ 体組成計
１１０ アンテナアレイ
１２０ 位相切替回路
１３０ ＲＦトランシーバ
１４０ マイコン
１５０ 表示操作回路
１６０ 通信回路
Claims (8)
- 複数のループアンテナと
前記ループアンテナに流れる電流の位相を切替える位相切替部と
前記位相切替部を制御する位相切替制御部と
を備える無線通信装置。 - 前記ループアンテナが、少なくとも一部に直線部を有し、
隣接する前記ループアンテナが、前記直線部同士が対向するように配置される
請求項１に記載の無線通信装置。 - 前記位相切替部は、複数の前記ループアンテナの１つである第１のループアンテナに流れる電流の位相を、当該第１のループアンテナに隣接する前記ループアンテナである第２のループアンテナに流れる電流の位相と同じ位相に切替える
請求項１または請求項２に記載の無線通信装置。 - 前記位相切替部は、複数の前記ループアンテナの１つである第１のループアンテナに流れる電流の位相を、当該第１のループアンテナに隣接する前記ループアンテナである第２のループアンテナに流れる電流の位相と逆の位相に切替える
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の無線通信装置。 - 前記位相切替制御部は、前記ループアンテナの位相を順次切り替え、相手との通信が可能となる位相の組合せを探る
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の無線通信装置。 - 相手側通信装置と、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の無線通信装置と
を備える無線通信システム。 - 隣接する２つのループアンテナである第１のループアンテナと第２のループアンテナのうち、前記第１のループアンテナに流れる電流の位相を第１の位相に切替える第１切替ステップと、
前記第１のループアンテナに流れる電流の位相を第１の位相と異なる第２の位相に切替える第２切替ステップと、
を有するアンテナへの供給電流の位相切替制御方法。 - 前記第１切替ステップの後に、前記第１のループアンテナおよび前記第２のループアンテナを介して相手側通信装置との通信が可能か否かを判定する判定ステップをさらに有し、
前記第２切替ステップは、前記相手側通信装置との通信ができないと判定された場合に実行される、
請求項７に記載のアンテナへの供給電流の位相切替制御方法。
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|---|---|---|---|---|
| JP2021089503A (ja) * | 2019-12-03 | 2021-06-10 | 凸版印刷株式会社 | アンテナシートおよびｉｃカード |
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