JP3111347B2

JP3111347B2 - 近距離通信用アンテナ及びその製造方法

Info

Publication number: JP3111347B2
Application number: JP07130799A
Authority: JP
Inventors: 進柳堀; 正弘藤本; 昭七斎藤; 勝久折原
Original assignee: Sony Chemicals Corp
Current assignee: Dexerials Corp
Priority date: 1995-05-29
Filing date: 1995-05-29
Publication date: 2000-11-20
Anticipated expiration: 2015-11-20
Also published as: JPH08330838A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カードリーダライタと
非接触情報カードとの間で情報信号を送信又は送受信す
るためのカードリーダライタ側の近距離通信用アンテナ
及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、交信領域
内で、非接触情報カードがその向きに関係なく効率良く
情報信号を伴った磁界を受信可能にする近距離通信用ア
ンテナ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今は、ＩＣカードシステム、特に情報
の送受信を非接触で行う非接触情報カードシステムが、
例えば自動改札及び入退室管理システム等の分野におい
て急速に話題になっている。

【０００３】非接触情報カードシステムは、主として質
問器であるカードリーダライタと、応答器の非接触情報
カードとから構成される。そして、前記カードリーダラ
イタに具備された通信用アンテナから情報信号を伴った
磁束が発生し、その磁束が非接触情報カード側のコイル
（いわゆるアンテナコイル）を鎖交することにより電磁
誘導が起きてコイルに電圧が発生し、ＩＣを稼働させる
しくみになっている。尚、カードリーダライタに具備さ
れる通信用アンテナは、通常ループアンテナが使用され
ている。

【０００４】非接触情報カードシステムの一例を図１８
に示す。図１８において、１はカードリーダライタを示
し、２はこのカードリーダライタ１と電磁誘導で情報信
号の送受信を行う非接触情報カードである。このカード
リーダライタ１において、１０はＣＰＵ（中央処理装
置）より成る主制御部、１１は上位インターフェース制
御回路を示し、この主制御部１０よりの送信情報のデジ
タル信号をパラレル−シリアル変換するＰ／Ｓ変換回路
１２を介してデジタル変調例えばＡＳＫ（Amplitude Sh
ift Keying）変調、又はＦＳＫ（Frequency Shift Keyi
ng) 変調し、その信号を増幅するデジタル変調・増幅回
路１３に供給し、このデジタル変調・増幅回路１３の出
力側に得られる被変調波を送信アンテナ１４に供給す
る。１５は周波数が数１００ｋＨｚの搬送波信号を発振
する搬送波発振器である。

【０００５】１６はカードリーダライタの受信アンテナ
を示し、この受信アンテナ１６に得られるデジタル変調
波を増幅し、復調する増幅・復調回路１７に供給し、こ
の増幅・復調回路１７の出力側に得られる復調されたデ
ジタル信号をシリアル−パラレル変換するＳ／Ｐ変換回
路１８を介して主制御部１０に供給する如くする。

【０００６】また、非接触情報カード２において、２０
は送信アンテナ１４よりの変調波を電磁誘導により受信
する受信アンテナを示す。この電磁誘導により数１００
ｋＨｚの搬送波信号被変調波を送受信する場合を例にと
ると、カードリーダライタ１の送信アンテナ１４に供給
される数１００ｋＨｚの無線周波電流によって、この送
信アンテナ１４の近傍に生ずる磁界の変化により、非接
触情報カード２の受信アンテナ２０に誘起する信号によ
り通信を行うようにする。

【０００７】受信アンテナ２０に得られる変調波を増幅
し、復調例えばＡＳＫ復調又はＦＳＫ復調する増幅・復
調回路２１に供給し、この増幅・復調回路２１の出力側
に得られるデジタル信号をシリアル−パラレル変換する
Ｓ／Ｐ変換回路２２を介してＣＰＵより成る主制御部２
３に供給する。

【０００８】この主制御部２３においては、このデジタ
ル信号による情報が読み出し指令信号、書き込み指令信
号、書き込み情報等であるかを判断し、データメモリ２
４に所定の信号を供給する如し、この主制御部２３によ
りデータメモリ２４の書き込み、読み出し指令等を行う
如くする。

【０００９】また、このデータメモリ２４より読み出し
た情報信号であるデジタル信号を主制御部２３に供給
し、この主制御部２３よりの読み出した情報信号である
デジタル信号をパラレル−シリアル変換するＰ／Ｓ変換
回路２５を介して、デジタル変調例えばＡＳＫ変調し、
その信号を増幅するデジタル変調・増幅回路２６に供給
し、このデジタル変調・増幅回路２６の出力側に得られ
る被変調波を、カードリーダライタ１の受信アンテナ１
６にこの被変調波を電磁誘導により伝送する送信アンテ
ナ２７に供給する如くする。２８は数１００ｋＨｚの周
波数の搬送波信号を発振する搬送波発振器である。

【００１０】従来の非接触情報カードシステムは上述の
如く構成されているので、情報を非接触情報カードに書
き込みを行うときは、まず、書き込み命令信号と書き込
み情報信号がカードリーダライタ１の主制御部１０より
Ｐ／Ｓ変換回路１２を介してデジタル変調・増幅回路１
３に供給され、これが変調されて送信アンテナ１４に供
給される。

【００１１】送信アンテナ１４に供給された信号と同じ
信号が電磁誘導により、非接触情報カード２の受信アン
テナ２０に誘起され、この誘起された信号はこの非接触
情報カード２の増幅・復調回路２１で情報信号であるデ
ジタル信号に復調され、この復調されたデジタル信号が
Ｓ／Ｐ変換回路２２でシリアル−パラレル変換されて主
制御部２３に供給される。

【００１２】この主制御部２３でこの送信されたデジタ
ル信号を書き込み命令信号及び書き込み情報信号を識別
し、この書き込み情報信号をデータメモリ２４に書き込
み格納する。

【００１３】また、この非接触情報カード２のデータメ
モリ２４より指定の情報を読み出すときは、上述書き込
み動作の場合と同様にして、カードリーダライタ１から
この非接触情報カード２にデジタル変調信号としてデジ
タル読み出し命令信号が伝送される。

【００１４】この非接触情報カード２の主制御部２３に
おいては、このカードリーダライタ１から伝送された読
み出し命令を検出し、この命令によって指定されたデー
タメモリ２４の領域から指定情報を読み出し、この読み
出した情報信号であるデジタル信号をＰ／Ｓ変換回路２
５でシリアル信号に変換してデジタル変調・増幅回路２
６で変調して、この情報信号の変調信号を得、このデジ
タル変調信号を送信アンテナ２７を介して電磁誘導によ
りカードリーダライタ１の受信アンテナ１６に伝送され
る。

【００１５】この受信アンテナ１６に伝送されたこの変
調信号を増幅・復調回路１７にて情報信号であるデジタ
ル信号とし、この情報信号であるデジタル信号をＳ／Ｐ
変換回路１８にてパラレル信号に変換して、元のデジタ
ル信号の情報信号とし、これを主制御部１０に供給する
如くする。

【００１６】尚、図１８に示すカードリーダライタ１に
おける送信アンテナ１４と受信アンテナ１６は、送受信
を兼ねた１つの通信用アンテナによって構成することが
できる。また、非接触情報カード２における受信アンテ
ナ２０と送信アンテナ２７も、送受信を兼ねた１つの通
信用アンテナで構成することができる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、カードリー
ダライタの通信用アンテナであるループアンテナにおい
ては、図１６に示すように、このループアンテナ３１に
より発生する磁束３２がループを囲むように発生する。
従って、図１７Ａに示すようにループアンテナ３１に平
行するように非接触情報カード３３を翳せば、、カード
リーダライタと非接触情報カード間での電力伝達の効率
の点では最も良いが、常にこのような位置で通信用アン
テナと交信するのは不可能に近い。例えば図１７Ｂに示
すように非接触情報カード３３をループアンテナに対し
て垂直に翳したときには電力効率が激減する。通信用ア
ンテナから発生させる磁界レベルを上げることも考えら
れるが、近傍の機器への影響や法的制限があり好ましく
ない。

【００１８】このような問題を解決した従来技術はな
く、受信時の非接触情報カード３３の翳す向きに制限さ
れない新しい技術が待ち望まれていた。

【００１９】本発明は、上述の点に鑑み、受信時の非接
触情報カードの翳す向きに制限されることなく、電力伝
達を効率良く行えるようにした近距離通信用アンテナ及
びその製造方法を提供するものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】第１の本発明に係る近距
離通信用アンテナは、カードリーダライタと非接触情報
カードとの間で情報信号を電磁誘導により送信又は送受
信するようにしたカードリーダライタ側の近距離通信用
アンテナにおいて、この近距離通信用アンテナをループ
アンテナで構成し、このループアンテナをアンテナ導体
が交差するように折り返し、隣接するループコイルにカ
ードリーダライタの給電端子から逆向きの電流が流れる
ようにし、隣接するループコイルのなす角θが１８０°
より小さくなるようにした構成とする。

【００２１】第２の本発明に係る近距離通信用アンテナ
の製造方法は、所定の間隔に固定された複数のボビン
に、アンテナ導体をこのボビンの間を交互に通過させな
がら往復巻装して上記第１の発明の近距離通信用アンテ
ナを製造する。

【００２２】第３の本発明に係る近距離通信用アンテナ
の製造方法は、第２の発明の近距離通信用アンテナの製
造方法において、ボビンを往復運動可能なワーク台に固
定し、アンテナ導体を供給する往復運動可能なアンテナ
導体供給用ヘッドを具備したアームによりアンテナ導体
を巻装するようになす。

【００２３】第４の本発明に係る近距離通信用アンテナ
は、カードリーダライタと非接触情報カードとの間で情
報信号を電磁誘導により送信又は送受信するようにした
カードリーダライタ側の近距離通信用アンテナにおい
て、アンテナ導体、又はアンテナ導体及び調整用ストリ
ップが絶縁基板上に形成された導体パターンであって、
絶縁基板の両面に形成され互いにスルーホール等を介し
て接続された導体パターンによりループコイルが形成さ
れ、隣接するループコイルにカードリーダライタの給電
端子から逆向きの電流が流れるようにした構成とする。

【００２４】第５の本発明に係る近距離通信用アンテナ
は、第４の発明の近距離通信用アンテナにおいて、アン
テナ導体、又はアンテナ導体及び調整用ストリップが化
学的エッチングにより形成された構成とする。

【００２５】

【作用】第１の本発明に係る近距離通信用アンテナにお
いては、ループアンテナがアンテナ導体を交差するよう
にループ状に折り返し、隣接するループコイルにカード
リーダライタの給電端から逆向きの電流が流れるように
構成したことにより、一のループコイルから発生した磁
束が、隣接する他のループコイルに戻ることから、隣接
するループコイル間に対応する部分で磁束が閉じること
になる。従って、その部分の磁束密度が高く非接触情報
カードに電磁誘導により十分な誘起電圧を発生させるこ
とができる。隣接するループコイルのなす角θを１８０
°より小さくすることにより、指向性を有することにな
り、非接触情報カードの動作エリアの狭小化が図れ、さ
らにアンテナの設置スペースが小さくなる。

【００２６】また、磁束が閉じていることから、非接触
情報カードをアンテナに翳す向き、従って、その傾きを
気にすることなく交信を確実にすることができる。

【００２７】第２の本発明に係る近距離通信用アンテナ
の製造方法においては、所定の間隔に固定された複数の
ボビンにアンテナ導体を、ボビンの間を交互に通過させ
ながら往復巻装してループ状に作成することにより、互
いに電流の向きが逆向きとなるループコイルを隣接して
有する第１の発明の近距離通信用アンテナを精度よく製
造することができ、安定した交信領域が得られる。

【００２８】第３の本発明に係る近距離通信用アンテナ
の製造方法においては、第２の発明において、ボビンを
往復運動可能なワーク台に固定し、アンテナ導体を供給
する往復運動可能なアンテナ導体供給用ヘッドを具備し
たアームによりアンテナ導体を巻装することにより、第
１の発明の近距離通信用アンテナの自動巻線機による製
造が可能となる。

【００２９】第４の本発明に係る近距離通信用アンテナ
においては、アンテナ導体、又はアンテナ導体及び調整
用ストリップが絶縁基板上に形成された導体パターンで
形成され、絶縁基板の両面に形成され互いにスルーホー
ルを介して接続された導体パターンによりループコイル
が形成され、隣接するループコイルにカードリーダライ
タの給電端子から逆向きの電流が流れるように構成した
ことにより、一のループコイルから発生した磁束が隣接
する他のループコイルに戻ることから、隣接するループ
コイル間に対応する部分で磁束が閉じることになる。従
ってその部分の磁束密度が高く非接触情報カードに電磁
誘導により十分な誘起電圧を発生させることができる。
また、磁束が閉じていることから非接触情報カードをア
ンテナに翳す向き、従って傾きを気にすることなく交信
を確実にすることができる。

【００３０】調整用ストリップを形成するときは、アン
テナ周辺の機器への影響やアンテナ導体の製造上のバラ
ツキを補正できる。

【００３１】そして、この発明では絶縁基板の両面に形
成した導体パターンによってループコイルを形成するの
で、近距離通信用アンテナを高精度に且つコンパクトに
製造できると共に、近距離通信用アンテナの配置を容易
にすることができる。

【００３２】第５の本発明に係る近距離通信用アンテナ
においては、第４の発明の近距離通信用アンテナにおい
て、そのアンテナ導体、又はアンテナ導体及び調整用ス
トリップが化学的エッチングにより形成することによ
り、精度の良い近距離通信用アンテナが得られる。

【００３３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００３４】図１及び図２は、カードリーダライタの通
信用アンテナ即ち、送信アンテナ、又は送受信アンテナ
となる本発明に係る近距離通信用アンテナの一実施例を
示す。本例の近距離通信用アンテナ４１は、アンテナ導
体４２を中間で交差するようにループ状に折り返し、即
ち平面的にみて８の字型に巻回し、互いに電流ｉの向き
が逆向きとなる２つのループコイル４３Ａ及び４３Ｂを
隣接して形成し、アンテナ導体４２の両端より給電端子
４４Ａ及び４４Ｂを導出して構成する。

【００３５】この近距離通信用アンテナ４１において
は、２つのループコイル４３Ａ及び４３Ｂに互いに逆向
きの電流が流れるので、図３に示すように、一方のルー
プコイル４３Ａから発生した磁束４５は隣接する他方の
ループコイル４３Ｂに戻ることから、隣接するループコ
イル４３Ａ及び４３Ｂ間に対応する部分４６及び４７で
磁束４５が閉じることになる。また、左右のループコイ
ル４３Ａ及び４３Ｂからの磁束が相剰する。従って、こ
の部分４６及び４７の磁束密度が高くなり、電磁誘導に
より非接触情報カード３３に十分な誘起電圧を発生させ
ることができる。

【００３６】また、交信時、非接触情報カード３３はア
ンテナ４１に翳しながら移動するが、アンテナ４１の磁
束４５が閉じていることから、非接触情報カード３３を
翳す向き、従ってその傾きを気にすることなく交信を確
実にすることができる。

【００３７】即ち、非接触情報カード３３を、図３の実
線図示のように、近距離通信用アンテナであるループア
ンテナ４１の平面に垂直に翳した場合、又は鎖線図示の
ように、非接触情報カード３３をループアンテナ４１の
平面に平行に翳した場合のいずれに対しても確実に交信
することができる。つまり、本実施例では、非接触情報
カード３３のループアンテナ４１に対する傾き角度に拘
らず電力の伝達効率を、１つのループコイルによるアン
テナに比べて向上する。

【００３８】図３に示す近距離通信用アンテナ４１の磁
束４５が閉じる部分４６及び４７を利用して通信を行う
際、この部分４６及び４７の磁界４５を必要最小限に抑
えれば、アンテナ端部に対応する部分４８の磁界４５ａ
はさらに弱くなり、隣接機器への妨害を低減することが
できる。

【００３９】この近距離通信用アンテナ４１では、非接
触情報カード３３の動作エリアを上記隣接するループコ
イル間に対応する部分４６及び４７の領域のみに限定す
ることができる。

【００４０】図４及び図５は、本発明に係る近距離通信
用アンテナの他の実施例を示す。本例の近距離通信用ア
ンテナ５１は、平面的にみて図１と同様にアンテナ導体
４２を８の字状に巻回し、隣接する２つのループコイル
４３Ａ及び４３Ｂを形成すると共に、特にループコイル
４３Ａ及び４３Ｂをその両ループコイル４３Ａ及び４３
Ｂのなす角θを１８０°より小さくなるように折曲して
構成する。

【００４１】この様に、２つのループコイル４３Ａ及び
４３Ｂを折曲して構成したときには、指向性を有するの
で非接触情報カード３３の動作エリアの狭小化を図るこ
とができ、さらにアンテナの設置スペースを小さくする
ことができる。

【００４２】図６は、本発明に係る近距離通信用アンテ
ナの他の実施例を示す。本例の近距離通信用アンテナ５
３は、１本のアンテナ導体４２を交差させながら巻回
し、互いに電流の向きが逆向きとなる３つ以上、本例で
は３つのループコイル５４Ａ，５４Ｂ及び５４Ｃを連接
して形成し、アンテナ導体４２の両端より給電端子４４
Ａ及び４４Ｂを導出して構成する。

【００４３】この近距離通信用アンテナ５３において
は、中央のループコイル５４Ｂから発生した磁束は、隣
接する両側のループコイル５４Ａ及び５４Ｃに夫々戻る
ことから、夫々の隣接するループコイル５４Ａ及び５４
Ｂ間、及びループコイル５４Ｂ及び５４Ｃ間、夫々アン
テナ導体４２が交差する部分に対応した領域で夫々磁束
が閉じることになり、この結果、磁束密度の高い領域が
広くなり、非接触情報カード３３の動作エリアを任意の
距離だけ伸ばすことができる。即ち動作エリアの拡大化
を図ることができる。

【００４４】この時、ループコイル５４Ａと５４Ｃを各
１回巻く間、ループコイル５４Ｂのみ２回巻いて、ルー
プコイル５４Ａ：ループコイル５４Ｂ：ループコイル５
４Ｃの巻数を１：２：１とする事も出来る。

【００４５】この様に、上述の各実施例を選択すること
により、非接触情報カード３３の動作エリアを自由に設
定することもできる。

【００４６】図７及び図８は、本発明に係る近距離通信
用アンテナの他の実施例を示す。本例の近距離通信用ア
ンテナ５６は、絶縁基板５７の上面５７ａにアンテナ導
体となる例えば逆Ｓ字状の導体パターン５９を形成する
と共に、下面５７ｂに上面５７ａの逆Ｓ字状の導体パタ
ーン５９と中間で交差するように、アンテナ導体となる
例えばＳ字状の導体パターン６０を形成し、夫々の導体
パターン５９及び６０の一端同士をスルーホール６１を
介して接続し、両導体パターン、即ちアンテナ導体５９
及び６０によって、平面的にみて互いに電流ｉの向きが
逆向きとなる２つの隣接するループコイル６２Ａ及び６
２Ｂを形成し、導体パターンによる給電端子６４Ａ及び
６４Ｂを導出して構成する。

【００４７】この近距離通信用アンテナ５６において
も、図１と同様に隣接するループコイル６２Ａ及び６２
Ｂに流れる電流ｉの向きが逆になるので、一方のループ
コイル６２Ａから発生する磁束が他方のループコイル６
２Ｂに戻り、磁束が閉じることになる。従って、図１と
同様に、非接触情報カード３３に十分な誘起電圧を発生
させることができ、また非接触情報カード３３を翳す傾
きに拘らず交信を確実にすることができる。

【００４８】図９は、本発明に係る近距離通信用アンテ
ナの他の実施例を示す。この近距離通信用アンテナ６６
は、図７の構成において、更に絶縁基板５７の上面５７
ａに導体パターン即ちアンテナ導体５９及び６０と共
に、調整用ストリップ（金属箔片）６７を形成して構成
する。

【００４９】この近距離通信用アンテナ６６は、図７と
同様の作用効果を奏するも、特に調整用ストリップ６７
を有するので、アンテナ周辺の機器への影響やアンテナ
導体５９，６０の製造上のバラツキを補正する効果を有
する。尚、調整は、この調整用ストリップ６７を適宜剥
離することにより、容易に行われる。

【００５０】図７及び図９のアンテナ導体５９，６０、
又は調整用ストリップ６７は、絶縁基板５７に被着され
た導電箔又は導電層を化学的選択エッチングで形成する
ことができる。この近距離通信用アンテナ５６，６６に
よれば、これら、アンテナ導体５９，６０、又は調整用
ストリップ６７の位置及び大きさ等は、化学的エッチン
グにより、精度よく得られるので、同じ大きさのループ
コイル６２Ａ，６２Ｂを所定の位置に多数作成すること
ができ、量産に向いている。

【００５１】また、この近距離通信用アンテナ５６にお
いては、絶縁基板５７の両面５７ａ，５７ｂに形成した
導体パターン５９，６０によってループコイル６２Ａ，
６２Ｂを形成するので、高精度に且つコンパクトに製造
できると共に、近距離通信用アンテナの配置を容易にす
ることができる。

【００５２】上述の図７及び図９では、２つのループコ
イル６２Ａ及び６２Ｂを形成したが、その他、３つ以上
のループコイルを形成するようにした構成とすることも
できる。

【００５３】上例のループコイル４３Ａ，４３Ｂ，５４
Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，６２Ａ，６２Ｂの形状は、例えば
平面的にみて真円としたが、これに限らず、横長の楕
円、方形等でも良い。また、図１、図４、図６のアンテ
ナ導体４２は、線状のアンテナ線であり、アンテナの厚
み方向に多巻装することも可能である。

【００５４】次に、本発明の近距離通信用アンテナの製
造方法を説明する。

【００５５】図１０に示すように、共通基板７１上に１
対の巻枠７２，７３を所定間隔を置いて対向配置して成
る巻線装置７４を用意する。この巻線装置７４の１対の
巻枠７２，７３に手作業によってアンテナ導線を例えば
Ｓ字状に巻回する。即ち、左の巻枠７２では左巻とな
り、右の巻枠７３では右巻となるように交互に巻き付け
方向を変えて巻回する。

【００５６】この様な巻線装置７４を用いることによ
り、手作業によって例えば図１に示す本発明の近距離通
信用アンテナ４１を容易に作製することができる。

【００５７】左右の交差箇所での重なり頻度を落とす場
合は、例えば左の巻枠７２に複数回（例えば２回以上）
を単位として巻回してから反転して右の巻枠７３に同じ
回数だけ巻回するようにして目的の近距離通信用アンテ
ナを作製するようにしてもよい。

【００５８】本発明の他の製造方法としては、図１１及
び図１２に示す自動巻線機を用いて作製することができ
る。この例は、同図に示すように、ワーク台７６上に図
１０の巻線装置７４を一方向に往復運動可能に載置する
と共に、このワーク台７６上にアンテナ導体供給用ヘッ
ド（いわゆる巻線ヘッド）７７を有する回動アーム７８
を取付けた自動巻線機７９を用いる。回動アーム７８は
軸７９を中心に巻線装置７４の往復動方向ａと交差、例
えば直交する方向ｂに往復運動するように回動する。ア
ンテナ導体４２は回動アーム７８に沿わされて先端のア
ンテナ導体供給用ヘッド７７に供給される。

【００５９】この自動巻線機７９においては、巻線装置
７４を直線的に往復運動させながら、回動アーム７８を
軸７９を中心に往復運動するように回動することによ
り、上述の手巻きと同じように、アンテナ導体４２が巻
線装置７４の巻枠７２，７３にＳ字状に巻回され２つの
ループコイル４３Ａ，４３Ｂからなる本発明の例えば図
１の近距離通信用アンテナ４１が作製される。勿論、複
数単位巻きも可能である。

【００６０】図１３は、アンテナ導体供給用ヘッド７７
の動作順を示している。ヘッド７７の動作順及びその位
置を（１）〜（８）で示す。（Ａ）欄には、巻線装置７
４のａ方向の左右移動によるヘッド７７の動作順の位置
を示し、（Ｂ）欄には、回動アーム７８のｂ方向の回動
変位によるヘッド７７の動作順の位置を示す。いずれ
も、横軸方向に関して離れているとき（例えば（Ａ）欄
の（１）と（２）、（Ｂ）欄の（２）と（３））は移動
又は回転変位の量が大きく、並んでいるとき（例えば
（Ａ）欄の（２）と（３）、（Ｂ）欄の（１）と
（２））は移動又は回転変位の量が小さいことを示す。

【００６１】図１３の手順通りになるように、巻線装置
７４及び回動アーム７８を往復運動することにより、図
１の近距離通信用アンテナ４１が作製される。

【００６２】（Ａ）欄及び（Ｂ）欄の動作を変え、上述
の手巻による作製で説明したと同様に、左右の巻枠７
２，７３に各複数回の単位で巻いて交差箇所での重なり
頻度を低減するようになすことも可能である。

【００６３】図１１及び図１２の自動巻線機７９におい
て、巻線装置７４及び回動アーム７８の動力源として
は、直線動作のステッピングモーター等を使えば、簡単
で安価な装置で済み、且つ、１回単位や２回単位の巻線
形態の違うループコイルの切り替えも容易であり、極め
て経済的である。

【００６４】図１４及び図１５は、３ループコイルから
なる近距離通信用アンテナの製造方法の例を示す。図１
４に示すように、共通基板８１上に３つの巻枠８２，８
３，８４を互いに所定間隔を置いて１列に配列して巻線
装置８５を用意する。この巻線装置８５を図１１及び図
１２の自動巻線機７９に巻線装置７４に代えて装着す
る。そして、図１５で示すアンテナ導体供給用ヘッド７
７の動作位置（い）〜（ほ）及びその動作順（１）〜
（１２）に沿って巻線装置８５及び回動アーム７８を往
復運動することにより、例えば図６に示す本発明の近距
離通信用アンテナ５３を作製することができる。図１５
の表図は、図１３の表図と同じ記載方式をとっているの
で詳細説明は省略する。

【００６５】図１５の表図の場合は、巻枠８２，８３，
８４に巻かれる巻数は１：１：１であるが、動作順
（１）〜（４）までに限り２回繰り返せば、作成された
３つのループコイルのうち、中央のループコイルの巻数
が左右のループコイルの巻数の２倍となる。この様にす
ると、磁束の発生量のバランスがとれる。

【００６６】

【発明の効果】本発明に係る近距離通信用アンテナによ
れば、複数のループコイルが形成されることによって、
磁束の閉じた部分が形成されると共に、その部分の磁束
密度は隣接するループコイルからの磁束の相剰効果で、
高くなり、十分な交信が可能となり、且つ受信時の非接
触情報カードの向き（傾き）に関係なく効率良く情報信
号を伴った磁界を受信することができる。従って、カー
ドリーダライタの通信用アンテナに対して非接触情報カ
ードの向きを自由に選択することができる。

【００６７】また、ＩＣカードシステム運用時の通信可
能範囲を所要の領域に設定することが可能となり、且つ
隣接機器への妨害を低減することができる。

【００６８】本発明に係る近距離通信用アンテナの製造
方法によれば、アンテナ導体を交差して電流の向きが逆
向きとなる複数のループコイルからなる近距離通信用ア
ンテナを精度良く作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明近距離通信用アンテナの一実施例を示す
平面図である。

【図２】図１の近距離通信用アンテナの断面図である。

【図３】本発明に係る近距離通信用アンテナの磁束の状
態を示す説明図である。

【図４】本発明に係る近距離通信用アンテナの他の実施
例を示す平面図である。

【図５】図４の近距離通信用アンテナの断面図である。

【図６】本発明に係る近距離通信用アンテナの他の実施
例を示す平面図である。

【図７】本発明に係る近距離通信用アンテナの他の実施
例を示す平面図である。

【図８】図７の近距離通信用アンテナの斜視図である。

【図９】本発明に係る近距離通信用アンテナの他の実施
例を示す平面図である。

【図１０】Ａ本発明の近距離通信用アンテナの製造に
使用する巻線装置の一例を示す平面図である。Ｂ本発明の近距離通信用アンテナの製造に使用する巻
線装置の一例を示す正面図である。Ｃ本発明の近距離通信用アンテナの製造に使用する巻
線装置の一例を示す側面図である。

【図１１】本発明の近距離通信用アンテナの製造に使用
する自動巻線機の正面図である。

【図１２】図１１の自動巻線機の平面図である。

【図１３】図１０の巻線装置を組み込んだ自動巻線機に
よる巻線ヘッドの動作順序を示す表図である。

【図１４】Ａ本発明の近距離通信用アンテナの製造に
使用する巻線装置の他の例を示す平面図である。Ｂ本発明の近距離通信用アンテナの製造に使用する巻
線装置の他の例を示す正面図である。Ｃ本発明の近距離通信用アンテナの製造に使用する巻
線装置の他の例を示す側面図である。

【図１５】図１４の巻線装置を組み込んだ自動巻線機に
よる巻線ヘッドの動作順序を示す表図である。

【図１６】従来のループアンテナの磁束の状態を示す説
明図である。

【図１７】Ａ従来のループアンテナに対して水平に翳
した非接触情報カードと磁束の関係を示す説明図であ
る。Ｂ従来のループアンテナに対して垂直に翳した非接触
情報カードと磁束の関係を示す説明図である。

【図１８】情報カードシステムの例を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１カードリーダライタ２，３３非接触情報カード４１，５３，５６，６６近距離通信用アンテナ４２，５９，６０アンテナ導体４３Ａ，４３Ｂ，５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，６２Ａ，６
２Ｂループコイルｉ電流４４Ａ，４４Ｂ給電端子４５磁束５７絶縁基板７４，８５巻線装置７２，７３，８２，８３，８４巻枠７６ワーク台７７アンテナ導体供給ヘッド７８回動アーム７９自動巻線機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者折原勝久栃木県鹿沼市さつき町18番地ソニーケミカル株式会社鹿沼工場内 (56)参考文献特開平８−162837（ＪＰ，Ａ) 特開平７−30319（ＪＰ，Ａ) 実開平３−90110（ＪＰ，Ｕ) 実公昭42−17509（ＪＰ，Ｙ１) 米国特許4260990（ＵＳ，Ａ) 欧州特許出願公開544136（ＥＰ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 7/00 G06K 7/08 H04B 5/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】カードリーダライタと非接触情報カード
との間で情報信号を電磁誘導により送信又は送受信する
ようにした前記カードリーダライタ側の近距離通信用ア
ンテナにおいて、該近距離通信用アンテナがループアンテナで構成され、
前記ループアンテナはアンテナ導体を交差するように折
り返し、隣接するループコイルに前記カードリーダライ
タの給電端子から逆向きの電流が流れるようにし、前記隣接するループコイルのなす角θが１８０°より小
さくなるようにして成ることを特徴とする近距離通信用
アンテナ。
【請求項２】所定の間隔に固定された複数のボビンに
アンテナ導体を、該ボビンの間を交互に通過させながら
往復巻装することを特徴とする請求項１に記載の近距離
通信用アンテナの製造方法。
【請求項３】前記ボビンを往復運動可能なワーク台に
固定し、前記アンテナ導体を供給する往復運動可能なア
ンテナ導体供給用ヘッドを具備したアームにより前記ア
ンテナ導体を巻装することを特徴とする請求項２に記載
の近距離通信用アンテナの製造方法。
【請求項４】カードリーダライタと非接触情報カード
との間で情報信号を電磁誘導により送信又は送受信する
ようにした前記カードリーダライタ側の近距離通信用ア
ンテナにおいて、アンテナ導体、又はアンテナ導体及び調整用ストリップ
が絶縁基板上に形成された導体パターンであって、前記
絶縁基板の両面に形成され互いにスルーホール等を介し
て接続された導体パターンによりループコイルが形成さ
れ、隣接するループコイルに前記カードリーダライタの
給電端子から逆向きの電流が流れるようにして成ること
を特徴とする近距離通信用アンテナ。
【請求項５】前記アンテナ導体、又はアンテナ導体及
び調整用ストリップが化学的エッチングにより形成され
て成ることを特徴とする請求項４に記載の近距離通信用
アンテナ。