JP4010263B2 - アンテナ、及びデータ読取装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線信号を送受信することによって、非接触式カードなどの被読取媒体上のデータを読み取るデータ読取装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、無線信号により非接触で通信可能な非接触式ＩＣカードがある。情報読取装置がこのＩＣカードから情報を読み出す場合の動作を図１５を参照しつつ説明する。情報読取装置の信号処理回路５０内のキャリア信号発生器で所定のキャリア信号を発生し、増幅器５１により所定の電圧レベルまで増幅した後、ループアンテナ５２から磁界として放出する。カード６０がループアンテナ５２と十分に電磁誘導を引き起こす範囲内にあると、電力がカード６０に供給される。このとき、カード６０のスイッチ６１を読み出し情報に応じてオン／オフすると、キャリアレベルが変化し、この変動を信号処理回路５０側で検波回路５３により検波すればデータを読み出すことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図１５に示すような非接触ＩＤカードシステムでは、情報読取装置とカードとの通信距離を延ばすことが望まれている。通信距離を延ばす１つの方法としては、ループアンテナが発生する磁界強度を大きくすることが考えられるが、この方法では、例えば増幅器の増幅度を大きくする必要があり、装置の大型化やコストアップにつながるという問題がある。
【０００４】
そこで、通信距離を延ばす他の方法として、下記特許文献１に示すような方法が考えられている。この方法では、図１６に示すように、１次ループと２次ループとでトランスを形成し、２次ループにはコンデンサを接続して、このコンデンサの値を可変に制御してアンテナの入力インピーダンスを調整し通信距離を延ばしている。なお、１次ループ側には、固定値として数千ｐＦ程度の値を有する直流カット用のコンデンサが必要に応じて設けられている。
【０００５】
なお、図１７に示すように、アンテナから信号処理回路（ＲＦ回路）７０を見たとき、ＲＦ回路７０は開放電圧Ｖ０（アンテナを接続していないときの信号処理回路の出力電圧）と内部インピーダンス（抵抗分Ｒｇ及び内部リアクタンス分Ｘｇ）で表現することができる（例えば下記文献２を参照）。なお、図ではリアクタンスＸｇとして誘導性であるインダクタＬｇを図示しているが、容量性の場合もあり得る。以下では、リアクタンスＸｇが誘導性の場合を説明する。
【０００６】
アンテナは１次ループ７１と２次ループ７２とからなり、１次ループ７１は自己インダクタンスＬ１と抵抗Ｒ１を、また、２次ループ７２は自己インダクタンスＬ２と抵抗Ｒ２を、それぞれ有する。Ｍは１次ループ７１と２次ループ７２の相互インダクタンスである。ここで、２次ループ７２に直列に接続されているコンデンサＣ２とアンテナの放射磁界強度との関係を図１８に示す。
【０００７】
図１８において、横軸のキャパシタンス比Ｋ２は、アンテナの共振周波数がキャリアの周波数と一致するときのコンデンサＣ２の値Ｃ０との比（Ｋ２＝Ｃ２／Ｃ０）であり、縦軸の磁界強度比は、コンデンサＣ２＝Ｃ０のときの磁界強度Ｈ０との比（＝Ｈ／Ｈ０）である。
【０００８】
図から明らかなように、比率Ｋ２が約１．２となるようにコンデンサＣ２を調整すると、アンテナの共振周波数をキャリアの周波数と一致させた場合（すなわち、Ｋ２＝１の場合）に比べ、約１．４倍だけ磁界強度比を大きくすることができる。
【０００９】
しかし、この方法では、無線信号を送受信することによって、被読取媒体上のデータを読み取るデータ読取装置において、回路係数などが必ずしも最適に調整されているとは限らないという問題がある。
【００１０】
本発明の課題は、通信距離を延ばすことが可能なデータ読取装置、及びアンテナを提供することである。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−１８５９３９「アンテナコイル及び電磁誘導型非接触データキャリアシステム」
【非特許文献１】
「回路の応答」コロナ社、電子通信学会編
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明のアンテナは、無線信号を送受信することによって、被読取媒体上のデータを読み取るデータ読取装置に備えられたアンテナにおいて、信号処理回路から接続リードを介して電圧を供給されると共に、コンデンサ及びインダクタの少なくとも１つを含むリアクタンス回路が直列に接続された１次コイルと、該１次コイルと相互誘導により結合し、コンデンサが直列に接続された２次コイルとを備え、前記２次コイル側のコンデンサの両端に生じる電圧が最大となる、前記接続リードを含んだ前記信号処理回路のリアクタンスの値と、前記２次コイル側のコンデンサの値とを求め、前記２次コイル側のコンデンサを当該求めたコンデンサ値に設定し、当該求めた接続リードを含んだ前記信号処理回路のリアクタンスの値と、前記アンテナから見た接続リードを含んだ信号処理回路のリアクタンスの値との差のリアクタンスを、前記１次コイルに直列に接続することを特徴とするアンテナである。
【００１３】
ここで、アンテナの２次コイル側のコンデンサの両端に生じる電圧が最大となるように、１次コイル側のリアクタンスと２次コイル側のコンデンサとを共に設定するので、従来例のように、前記２次コイル側のコンデンサの値に関係なく、１次コイル側に固定値として数千ｐＦ程度の値を有するコンデンサを直流カット用に設ける場合と比較して、通信距離を延ばすことが可能なアンテナを提供することができる。
【００１４】
また、本発明の別態様によれば、本発明のデータ読取装置は、無線信号を送受信することによって、被読取媒体上のデータを読み取るデータ読取装置において、コンデンサ及びインダクタの少なくとも１つを含むリアクタンス回路が直列に接続された１次コイルと、該１次コイルと相互誘導により結合し、コンデンサが直列に接続された２次コイルとを有するアンテナと、前記１次コイルに接続リードを介して電圧を供給する信号処理回路とを備え、前記２次コイル側のコンデンサの両端に生じる電圧が最大となる、前記接続リードを含んだ前記信号処理回路のリアクタンスの値と、前記２次コイル側のコンデンサの値とを求め、前記２次コイル側のコンデンサを当該求めたコンデンサ値に設定し、当該求めた接続リードを含んだ前記信号処理回路のリアクタンスの値と、前記アンテナから見た接続リードを含んだ信号処理回路のリアクタンスの値との差のリアクタンスを、前記１次コイルに直列に接続することを特徴とするデータ読取装置である。
【００１５】
ここで、アンテナの２次コイル側のコンデンサの両端に生じる電圧が最大となるように、１次コイル側のリアクタンスと２次コイル側のコンデンサとを共に設定するので、従来例のように、前記２次コイル側のコンデンサの値に関係なく、１次コイル側に固定値として数千ｐＦ程度の値を有するコンデンサを直流カット用に設ける場合と比較して、通信距離を延ばすことが可能なデータ読取装置を提供することができる。
【００１６】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態のアンテナを示す図である。このアンテナは、無線信号を送受信することによって、被読取媒体上のデータを読み取るデータ読取装置に備えられたアンテナである。
【００１７】
図１において、アンテナは、１次ループ（１次コイル）と２次ループ（２次コイル）とからなり、１次ループには、リアクタンス成分（図ではコンデンサＣａ）が直列に接続されている。また、２次ループには、共振コンデンサＣｂが直列に接続されている。なお、図１では、１次ループには、コンデンサＣａを直列に接続しているが、コンデンサの替わりにインダクタを直列に接続したり、コンデンサとインダクタの組み合わせを接続したりしてもよい。
【００１８】
以下では、１次ループに接続するリアクタンスの値（コンデンサ、またはインダクタ、あるいは、これらコンデンサとインダクタとの組み合わせ）をどのようにして求めるかにつき説明する。
【００１９】
図２は、図１のアンテナとそのアンテナの１次ループ側に接続された送信回路（ＲＦ回路、または電源）とを示す等価回路である。なお、図２においては、１次ループ側に以下の手順により値を設定され挿入されることになる上記リアクタンス（例えば図１ではコンデンサＣａに対応）は含まれていない。
【００２０】
また、図２において、誘導性のリアクタンスを有するＲＦ回路１０は交流電圧Ｖ１が印加される電源１１、電源抵抗１２、電源インダクタンス１３により構成される。Ｒｇは電源抵抗１２の抵抗値、Ｌｇは電源インダクタンス１３のインダクタンス値である。なお、ＲＦ回路１０のリアクタンスが容量性の場合、電源インダクタンス１３は（電源）キャパシタンスで置き換えられる。
【００２１】
図２においてＲＦ回路１０は１次ループ（主要部）２０に接続されている。１次ループ２０は、図１の１次コイルに対応しており、抵抗２１と自己インダクタンス２２とを有する。Ｒ１は抵抗２１の抵抗値、Ｌ１は自己インダクタンス２２のインダクタンス値である。
【００２２】
２次ループ（共振器）３０は、図１の２次コイルに対応すると共に、１次ループ２０と相互誘導により結合し、抵抗３１と自己インダクタンス３２と共振キャパシタンス（共振コンデンサ）３３とを有する。Ｒ２は抵抗３１の抵抗値、Ｌ２は自己インダクタンス３２のインダクタンス値、Ｃは共振キャパシタンス３３のキャパシタンス値である。また、Ｖ２は、共振コンデンサ３３の両端に生じる電圧、Ｍは１次ループと２次ループとの相互インダクタンスである。
【００２３】
カードの受信電圧はアンテナが作る磁束に比例し、その磁束はアンテナを流れる電流に比例する。アンテナを流れる電流には、１次ループを流れる電流Ｉ１と２次ループを流れる電流Ｉ２とがあり、それらの間には、Ｉ２＞＞Ｉ１の関係が成り立つので、与えられたアンテナ定数（Ｒ１，Ｒ２，Ｌ１，Ｌ２，Ｍ）の下で、通信距離をより長くするには、上記Ｉ２が最大となるように、等価回路における上記アンテナ定数以外の回路定数を調整することになる。なお、回路定数Ｒｇをどこまでも小さく調整することはできない。その理由は、Ｒｇを小さくすればＩ２の値を大きくすることができるが、回路が安定動作するためには、Ｒｇは所定値以上でなければならず、この所定値がＲｇの下限値となるからである。一方、Ｉ２が最大のとき、Ｖ２も最大となるので、以下ではＶ２が最大となる場合について、２次ループ側のコンデンサの値に基づいて、１次ループ側のリアクタンスを設定する場合を考える。
【００２４】
すなわち、まず、ＲＦ回路のリアクタンスが誘導性の場合には、Ｖ２を最大とするＬｇとＣとの組を求め、そのようにして求めたＬｇとＣとの組に対し、Ｌｇとアンテナ側から見たＲＦ回路のリアクタンスとの差をなくすように値を設定したリアクタンス（インダクタ、コンデンサ、またはそれらの組み合わせ）を１次ループに直列に接続する。
【００２５】
次に、ＲＦ回路のリアクタンスが容量性の場合には、Ｖ２を最大とするＣｇとＣとの組を求め、そのようにして求めたＣｇとＣとの組に対し、Ｃｇとアンテナ側から見たＲＦ回路のリアクタンスとの差をなくすように値を設定したリアクタンス（インダクタ、コンデンサ、またはそれらの組み合わせ）を１次ループに直列に接続する。
【００２６】
以下では、図２を参照しつつ、上記した１次ループ側のリアクタンスを設定するプロセスをより具体的に説明する。
図２の回路において、以下の式が成り立つ。
Ｖ１＝（Ｒｇ＋Ｒ１＋ｊωＬｇ＋ｊωＬ１）×Ｉ１＋ｊωＭＩ２ ・・・（１）
Ｖ２＝ｊωＭＩ１＋（ｊωＬ２＋Ｒ２）×Ｉ２ ・・・（２）
＝−Ｉ２／ｊωＣ ・・・（３）
ここで、（２）（３）式より、
Ｉ１＝（Ｃ／Ｍ）（ｊωＬ２＋（１／ｊωＣ）＋Ｒ２）Ｖ２ ・・・（４）
（４）式を（１）式に代入すると、次式となる。
【００２７】
Ｖ２／Ｖ１＝１／α ・・・（５）
ただし、α＝（Ｃ／Ｍ）（Ｒｇ＋Ｒ１＋ｊωＬｇ＋ｊωＬ１）（ｊωＬ２＋
１／ｊωＣ＋Ｒ２）＋ω２ＣＭ ・・・（６）ここで、上記比Ｖ２／Ｖ１を最大、すなわち、αを最小とするＣの値を下記（７）式より求める。
０＝∂（｜α｜２）／∂Ｃ＝２Ａ・（ｄＡ／ｄＣ）＋２Ｂ・（ｄB／ｄＣ）・・・（７）
ただし、Ａはαの実数部、Ｂはαの虚数部で、｜α｜２＝Ａ２＋B２
（６）式を（７）式に代入して計算することにより、下記（８）式が得られ、この式により与えられたＬｇに対し上記比Ｖ２／Ｖ１を最大とするＣの値が求められる。
【００２８】
ここで、計算により、∂２（｜α｜２）／∂Ｃ２＞０となるので、（８）式を満たすＣに対し、｜α｜２が極小となり、（５）式の比Ｖ２／Ｖ１が最大となることが分かる。
【００２９】
送信回路（ＲＦ回路）のリアクタンスが容量性の場合は、そのキャパシタンスをＣｇとすると、（１）式において、Ｌｇを（−１／ω２Ｃｇ）で置き換えた次式により計算を行い、下記（９）式により与えられたＣｇに対し上記比Ｖ２／Ｖ１を最大とするＣの値を求める。
【００３０】
このようにして、（８）または（９）式により、与えられたＬｇに対してＶ２を最大とするＣ、または、与えられたＣｇに対してＶ２を最大とするＣを求めている。
【００３１】
ここで、例えばＶ２を最大にするＬｇとＣの組を決めるには、（８）式を（５）（６）式に代入して比Ｖ２／Ｖ１をＣを用いずにＬｇで表した式を求め、その式をＬｇで偏微分して、微係数＝０となるＬｇの値を求める。そして、このようにして求めたＬｇに対応するＣを（８）式により算出する。
【００３２】
その後は、そのようにして求めたＬｇとＣとの組に対し、Ｌｇとアンテナ側から見たリアクタンスとの差をなくすように値を設定したリアクタンス（インダクタ、コンデンサ、またはそれらの組み合わせ）を１次ループに直列に接続する。
【００３３】
なお、Ｖ２を最大にするＣｇとＣの組についても同様の方法で決めることができるので、説明を省略する。
以下では、アンテナとそのアンテナの１次ループ側に接続されたＲＦ回路とに具体的な数値を設定し、上記した１次ループに接続するリアクタンスの値を回路計算ツールにより求めた。
【００３４】
図３は、この計算において使用したアンテナの形状を示す図であり、図４はアンテナやＲＦ回路に設定した抵抗、インダクタンス等の値を示す図である。
まず、アンテナからＲＦ回路側を見たＲＦインピーダンス＋アンテナの接続リードのインピーダンスとを求める。図５（ａ）は回路計算ツールによる計算回路である。ＲＦ回路の実測した抵抗及びリアクタンスの値は図４よりそれぞれ２６Ω、０．２８２μＨ（ｊ２４Ωに相当）であり、アンテナ接続位置に電圧源を接続して、ノード▲７▼の電圧とノード▲１▼−▲４▼を流れる電流の比からインピーダンスの周波数特性を計算する。図５（ｂ）はその周波数特性の計算結果を示す図である。図５（ｂ）に示すグラフは、ＲＦ回路の交流電源の周波数を横軸にとり、インピーダンスの実数部（抵抗分）とインピーダンスの虚数部（リアクタンス分）とを縦軸にとっている。そして、その実数部と虚数部とに対応して２本の直線がグラフ上に描かれている。この計算例では、交流電源の周波数の値を１３．５６ＭＨｚに設定しているので、この１３．５６ＭＨｚのところでの抵抗分と、リアクタンス分とを読み取ることにより、図６に示すように、アンテナ側から見たＲＦ側定数が求められる。
【００３５】
続いて、（８）式によりＬｇとＣとの関係を求めて図示すると、図７（ａ）に示すグラフが得られる。また、このＬｇとＣの組み合わせを（５）（６）式に代入してＬｇとＶ２／Ｖ１の関係を求めて図示すると、図７（ｂ）に示すグラフが得られ、Ｌｇ＝１．２μＨ（Ｃ＝３５４ｐＦ）に対し電圧比Ｖ２／Ｖ１が最大となることがわかる。
【００３６】
同様に、（９）式によりＣｇとＣとの関係を求めて図示すると、図８（ａ）に示すグラフが得られる。また、このＣｇとＣの組み合わせを（５）（６）式に代入してＣｇとＶ２／Ｖ１の関係を求めて図示すると、図８（ｂ）に示すグラフが得られ、Ｃｇ＝８０ｐＦ（Ｃ＝２９３ｐＦ）に対し電圧比Ｖ２／Ｖ１が最大となることがわかる。
【００３７】
そして、図７（ｂ）と図８（ｂ）との電圧比Ｖ２／Ｖ１のピーク値を比較すればわかるように、この計算例では、ＲＦ回路のリアクタンスが容量性であった方が、ＲＦ回路のリアクタンスが誘導性である場合より、発生磁束を高くすることができる。
【００３８】
この発生磁束がより高くなる場合、すなわち、ＲＦ回路のリアクタンスＣｇ＝８０ｐＦ、共振器のキャパシタンスＣ＝２９３ｐＦの場合につき以下で、１次ループ側のリアクタンスの設定方法を説明する。
【００３９】
図６に示すように、接続リードを含めたアンテナから見たＲＦ回路のリアクタンスはＸｇ＝＋３５．５５であるので、ＲＦ回路のリアクタンスＣｇとアンテナから見たＲＦ回路のリアクタンスＸｇとの差により１次ループに直列に接続するキャパシタンスＣｃを次式により求めることができる。
【００４０】
Ｘｇ−１／ωＣｃ＝１／ωＣｇ
上式より、Ｃｃ＝１／［（１／ωＣｇ＋Ｘｇ）ω］＝１／［（１／２π×１３．５６×１０６×８０×１０−１２）＋３５．５５］×（２π×１３．５６×１０６）≒６４ｐＦ
以上の計算から、磁束を最大とするには、図９に示すように、主要部のキャパシタンスの値として６４ｐＦ，共振器のキャパシタンスの値として２９３ｐＦを設定すればよい。
【００４１】
図１０は、１次コイル側のリアクタンスがコンデンサである場合に、その１次コイル側に直列に接続したコンデンサの容量Ｃａと磁界強度比（上記電圧比Ｖ１／Ｖ２に比例）との関係を示す図である。
【００４２】
図１０において、各曲線は、所定のＫ２の値に対応している。ここで、Ｋ２＝Ｃｂ／Ｃ０（Ｃｂは２次コイルの共振コンデンサの容量、Ｃ０はアンテナの共振周波数がキャリア周波数と一致するときのＣｂの値）である。グラフの尺度が異なるので一概にはいえないが、各Ｋ２に対応する曲線のピークを結べば図７や図８に対応する図が得られる。
【００４３】
図１１は、１次ループと２次ループとのキャパシタンス比Ｃａ／Ｃｂと磁界強度との関係を示す図であり、特に、回路係数としてのコンデンサの容量が取る範囲が従来例と本実施形態とでは異なることを説明する図である。なお、グラフ上の点に対応するＣａとＣｂの値は、図１０の各Ｋ２において磁界が最大となるＣａとＣｂである。従来の場合、１次ループ側に設けられるコンデンサの容量Ｃａは、直流カット用のため、一般に数千ｐＦ以上である（ここでは１０００ｐＦとした）。これに対し、本実施形態では、上記計算例からも明らかなように、Ｃａの代表的な値は数十ｐＦである。これにより、本実施形態と従来例とでは、１次ループ側に設けられるコンデンサの容量Ｃａに１桁以上の開きが生じることがわかる。
【００４４】
図１２は、本実施形態における回路係数としてのコンデンサの容量が取る範囲を示す図である。
図１３は、磁界強度比と上記Ｋ２との関係を示す図であり、磁界強度比のピーク値を本実施形態と従来例とで比較している。本実施形態では、従来例と比較し、２次ループ側のキャパシタンスに応じて、１次ループ側のキャパシタンスを設定する構成としていることから、磁界強度比として従来の約１．４倍の値が得られる。
【００４５】
なお、図１では、Ｃａ（もしくは対応するリアクタンス成分）、Ｃｂをアンテナ面と同じ平面に接続しているが、図１４に示すように、アンテナと、ＲＦ回路が含まれる信号処理回路基板をケーブル等で接続し、この基板上にＣａ、またはＣｂの少なくとも１つを設置するようにしてもよい（図では、ＣａとＣｂの双方を設置している）。アンテナを機器、例えば自動販売機等に取り付ける場合、アンテナ周囲には、金属や取り付けパネル等の構成品がある。そして、それら構成品によってコンデンサの調整スペースがなくなったり、それら構成品の影響でアンテナ特性が変化したりするという問題がある。そこで、上記したＣａ、Ｃｂを信号処理回路基板上に設置することにより、コンデンサＣａ、Ｃｂの回路係数に対する上記構成品による悪影響を防ぐことができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、本発明のデータ読取装置に備えられたアンテナでは、２次コイル側のコンデンサの両端に生じる電圧が最大となるように、１次コイル側のリアクタンスと２次コイル側のコンデンサとを共に設定するので、通信距離を延ばすことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のアンテナを示す図である。
【図２】図１のアンテナとそのアンテナの１次ループ側に接続されたＲＦ回路とを示す等価回路から１次ループ側に挿入されるリアクタンスを除いた図である。
【図３】計算例において使用したアンテナの形状を示す図である。
【図４】計算例において、アンテナやＲＦ回路に設定した抵抗、インダクタンス等の数値を示す図である。
【図５】アンテナから見たＲＦ回路側の定数の計算プロセスを説明する図であり、（ａ）は回路計算ツールによる計算回路を、（ｂ）はその周波数特性の計算結果を、それぞれ示す図である。
【図６】アンテナ側から見たＲＦ定数を示す図である。
【図７】ＲＦ回路（電源）のリアクタンスが誘導性の場合において、（ａ）は電源インダクタンスＬｇと共振キャパシタンスＣとの関係を示す図であり、（ｂ）は電源インダクタンスＬｇと入出力電圧比との関係を示す図である。
【図８】ＲＦ回路（電源）のリアクタンスが容量性の場合において、（ａ）は電源キャパシタンスＣｇと共振キャパシタンスＣとの関係を示す図であり、（ｂ）は電源キャパシタンスＣｇと入出力電圧比との関係を示す図である。
【図９】計算例の計算結果を示す図である。
【図１０】１次コイル側のコンデンサの容量Ｃａと磁界強度比との関係を示す図である。
【図１１】１次ループと２次ループとのキャパシタンス比Ｃａ／Ｃｂと磁界強度との関係を示す図であり、特に、回路係数としてのコンデンサの容量が取る範囲が従来例と本実施形態とでは異なることを説明する図である。
【図１２】本実施形態における回路係数としてのコンデンサの容量が取る範囲を示す図である。
【図１３】磁界強度比と上記Ｋ２との関係を示す図であり、磁界強度比のピーク値を本実施形態と従来例とで比較している図である。
【図１４】本実施形態のアンテナとそのアンテナの１次ループ側に接続されたＲＦ回路とを含む情報読取装置の構成例である。
【図１５】従来例の非接触式ＩＣカードシステムである。
【図１６】従来例のアンテナを示す図である。
【図１７】従来例のアンテナとそのアンテナの１次ループ側に接続されたＲＦ回路とを示す等価回路である。
【図１８】２次ループ側のコンデンサＣ２とアンテナの放射磁界強度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０ ＲＦ回路
１１ 電源
１２ 抵抗
１３ インダクタンス
２０ １次ループ
２１ 抵抗
２２ インダクタンス
３０ ２次ループ
３１ 抵抗
３２ インダクタンス
３３ 共振キャパシタンス
５０ 信号処理回路
５１ 増幅器
５２ ループアンテナ
５３ 検波回路
６０ カード
６１ スイッチ
７０ 信号処理回路
７１ １次ループ
７２ ２次ループ
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線信号を送受信することによって、非接触式カードなどの被読取媒体上のデータを読み取るデータ読取装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、無線信号により非接触で通信可能な非接触式ＩＣカードがある。情報読取装置がこのＩＣカードから情報を読み出す場合の動作を図１５を参照しつつ説明する。情報読取装置の信号処理回路５０内のキャリア信号発生器で所定のキャリア信号を発生し、増幅器５１により所定の電圧レベルまで増幅した後、ループアンテナ５２から磁界として放出する。カード６０がループアンテナ５２と十分に電磁誘導を引き起こす範囲内にあると、電力がカード６０に供給される。このとき、カード６０のスイッチ６１を読み出し情報に応じてオン／オフすると、キャリアレベルが変化し、この変動を信号処理回路５０側で検波回路５３により検波すればデータを読み出すことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図１５に示すような非接触ＩＤカードシステムでは、情報読取装置とカードとの通信距離を延ばすことが望まれている。通信距離を延ばす１つの方法としては、ループアンテナが発生する磁界強度を大きくすることが考えられるが、この方法では、例えば増幅器の増幅度を大きくする必要があり、装置の大型化やコストアップにつながるという問題がある。
【０００４】
そこで、通信距離を延ばす他の方法として、下記特許文献１に示すような方法が考えられている。この方法では、図１６に示すように、１次ループと２次ループとでトランスを形成し、２次ループにはコンデンサを接続して、このコンデンサの値を可変に制御してアンテナの入力インピーダンスを調整し通信距離を延ばしている。なお、１次ループ側には、固定値として数千ｐＦ程度の値を有する直流カット用のコンデンサが必要に応じて設けられている。
【０００５】
なお、図１７に示すように、アンテナから信号処理回路（ＲＦ回路）７０を見たとき、ＲＦ回路７０は開放電圧Ｖ０（アンテナを接続していないときの信号処理回路の出力電圧）と内部インピーダンス（抵抗分Ｒｇ及び内部リアクタンス分Ｘｇ）で表現することができる（例えば下記文献２を参照）。なお、図ではリアクタンスＸｇとして誘導性であるインダクタＬｇを図示しているが、容量性の場合もあり得る。以下では、リアクタンスＸｇが誘導性の場合を説明する。
【０００６】
アンテナは１次ループ７１と２次ループ７２とからなり、１次ループ７１は自己インダクタンスＬ１と抵抗Ｒ１を、また、２次ループ７２は自己インダクタンスＬ２と抵抗Ｒ２を、それぞれ有する。Ｍは１次ループ７１と２次ループ７２の相互インダクタンスである。ここで、２次ループ７２に直列に接続されているコンデンサＣ２とアンテナの放射磁界強度との関係を図１８に示す。
【０００７】
図１８において、横軸のキャパシタンス比Ｋ２は、アンテナの共振周波数がキャリアの周波数と一致するときのコンデンサＣ２の値Ｃ０との比（Ｋ２＝Ｃ２／Ｃ０）であり、縦軸の磁界強度比は、コンデンサＣ２＝Ｃ０のときの磁界強度Ｈ０との比（＝Ｈ／Ｈ０）である。
【０００８】
図から明らかなように、比率Ｋ２が約１．２となるようにコンデンサＣ２を調整すると、アンテナの共振周波数をキャリアの周波数と一致させた場合（すなわち、Ｋ２＝１の場合）に比べ、約１．４倍だけ磁界強度比を大きくすることができる。
【０００９】
しかし、この方法では、無線信号を送受信することによって、被読取媒体上のデータを読み取るデータ読取装置において、回路係数などが必ずしも最適に調整されているとは限らないという問題がある。
【００１０】
本発明の課題は、通信距離を延ばすことが可能なデータ読取装置、及びアンテナを提供することである。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−１８５９３９「アンテナコイル及び電磁誘導型非接触データキャリアシステム」
【非特許文献１】
「回路の応答」コロナ社、電子通信学会編
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明のアンテナは、無線信号を送受信することによって、被読取媒体上のデータを読み取るデータ読取装置に備えられたアンテナにおいて、信号処理回路から接続リードを介して電圧を供給されると共に、コンデンサ及びインダクタの少なくとも１つを含むリアクタンス回路が直列に接続された１次コイルと、該１次コイルと相互誘導により結合し、コンデンサが直列に接続された２次コイルとを備え、前記２次コイル側のコンデンサの両端に生じる電圧が最大となる、前記接続リードを含んだ前記信号処理回路のリアクタンスの値と、前記２次コイル側のコンデンサの値とを求め、前記２次コイル側のコンデンサを当該求めたコンデンサ値に設定し、当該求めた接続リードを含んだ前記信号処理回路のリアクタンスの値と、前記アンテナから見た接続リードを含んだ信号処理回路のリアクタンスの値との差のリアクタンスを、前記１次コイルに直列に接続することを特徴とするアンテナである。
【００１３】
ここで、アンテナの２次コイル側のコンデンサの両端に生じる電圧が最大となるように、１次コイル側のリアクタンスと２次コイル側のコンデンサとを共に設定するので、従来例のように、前記２次コイル側のコンデンサの値に関係なく、１次コイル側に固定値として数千ｐＦ程度の値を有するコンデンサを直流カット用に設ける場合と比較して、通信距離を延ばすことが可能なアンテナを提供することができる。
【００１４】
また、本発明の別態様によれば、本発明のデータ読取装置は、無線信号を送受信することによって、被読取媒体上のデータを読み取るデータ読取装置において、コンデンサ及びインダクタの少なくとも１つを含むリアクタンス回路が直列に接続された１次コイルと、該１次コイルと相互誘導により結合し、コンデンサが直列に接続された２次コイルとを有するアンテナと、前記１次コイルに接続リードを介して電圧を供給する信号処理回路とを備え、前記２次コイル側のコンデンサの両端に生じる電圧が最大となる、前記接続リードを含んだ前記信号処理回路のリアクタンスの値と、前記２次コイル側のコンデンサの値とを求め、前記２次コイル側のコンデンサを当該求めたコンデンサ値に設定し、当該求めた接続リードを含んだ前記信号処理回路のリアクタンスの値と、前記アンテナから見た接続リードを含んだ信号処理回路のリアクタンスの値との差のリアクタンスを、前記１次コイルに直列に接続することを特徴とするデータ読取装置である。
【００１５】
ここで、アンテナの２次コイル側のコンデンサの両端に生じる電圧が最大となるように、１次コイル側のリアクタンスと２次コイル側のコンデンサとを共に設定するので、従来例のように、前記２次コイル側のコンデンサの値に関係なく、１次コイル側に固定値として数千ｐＦ程度の値を有するコンデンサを直流カット用に設ける場合と比較して、通信距離を延ばすことが可能なデータ読取装置を提供することができる。
【００１６】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態のアンテナを示す図である。このアンテナは、無線信号を送受信することによって、被読取媒体上のデータを読み取るデータ読取装置に備えられたアンテナである。
【００１７】
図１において、アンテナは、１次ループ（１次コイル）と２次ループ（２次コイル）とからなり、１次ループには、リアクタンス成分（図ではコンデンサＣａ）が直列に接続されている。また、２次ループには、共振コンデンサＣｂが直列に接続されている。なお、図１では、１次ループには、コンデンサＣａを直列に接続しているが、コンデンサの替わりにインダクタを直列に接続したり、コンデンサとインダクタの組み合わせを接続したりしてもよい。
【００１８】
以下では、１次ループに接続するリアクタンスの値（コンデンサ、またはインダクタ、あるいは、これらコンデンサとインダクタとの組み合わせ）をどのようにして求めるかにつき説明する。
【００１９】
図２は、図１のアンテナとそのアンテナの１次ループ側に接続された送信回路（ＲＦ回路、または電源）とを示す等価回路である。なお、図２においては、１次ループ側に以下の手順により値を設定され挿入されることになる上記リアクタンス（例えば図１ではコンデンサＣａに対応）は含まれていない。
【００２０】
また、図２において、誘導性のリアクタンスを有するＲＦ回路１０は交流電圧Ｖ１が印加される電源１１、電源抵抗１２、電源インダクタンス１３により構成される。Ｒｇは電源抵抗１２の抵抗値、Ｌｇは電源インダクタンス１３のインダクタンス値である。なお、ＲＦ回路１０のリアクタンスが容量性の場合、電源インダクタンス１３は（電源）キャパシタンスで置き換えられる。
【００２１】
図２においてＲＦ回路１０は１次ループ（主要部）２０に接続されている。１次ループ２０は、図１の１次コイルに対応しており、抵抗２１と自己インダクタンス２２とを有する。Ｒ１は抵抗２１の抵抗値、Ｌ１は自己インダクタンス２２のインダクタンス値である。
【００２２】
２次ループ（共振器）３０は、図１の２次コイルに対応すると共に、１次ループ２０と相互誘導により結合し、抵抗３１と自己インダクタンス３２と共振キャパシタンス（共振コンデンサ）３３とを有する。Ｒ２は抵抗３１の抵抗値、Ｌ２は自己インダクタンス３２のインダクタンス値、Ｃは共振キャパシタンス３３のキャパシタンス値である。また、Ｖ２は、共振コンデンサ３３の両端に生じる電圧、Ｍは１次ループと２次ループとの相互インダクタンスである。
【００２３】
カードの受信電圧はアンテナが作る磁束に比例し、その磁束はアンテナを流れる電流に比例する。アンテナを流れる電流には、１次ループを流れる電流Ｉ１と２次ループを流れる電流Ｉ２とがあり、それらの間には、Ｉ２＞＞Ｉ１の関係が成り立つので、与えられたアンテナ定数（Ｒ１，Ｒ２，Ｌ１，Ｌ２，Ｍ）の下で、通信距離をより長くするには、上記Ｉ２が最大となるように、等価回路における上記アンテナ定数以外の回路定数を調整することになる。なお、回路定数Ｒｇをどこまでも小さく調整することはできない。その理由は、Ｒｇを小さくすればＩ２の値を大きくすることができるが、回路が安定動作するためには、Ｒｇは所定値以上でなければならず、この所定値がＲｇの下限値となるからである。一方、Ｉ２が最大のとき、Ｖ２も最大となるので、以下ではＶ２が最大となる場合について、２次ループ側のコンデンサの値に基づいて、１次ループ側のリアクタンスを設定する場合を考える。
【００２４】
すなわち、まず、ＲＦ回路のリアクタンスが誘導性の場合には、Ｖ２を最大とするＬｇとＣとの組を求め、そのようにして求めたＬｇとＣとの組に対し、Ｌｇとアンテナ側から見たＲＦ回路のリアクタンスとの差をなくすように値を設定したリアクタンス（インダクタ、コンデンサ、またはそれらの組み合わせ）を１次ループに直列に接続する。
【００２５】
次に、ＲＦ回路のリアクタンスが容量性の場合には、Ｖ２を最大とするＣｇとＣとの組を求め、そのようにして求めたＣｇとＣとの組に対し、Ｃｇとアンテナ側から見たＲＦ回路のリアクタンスとの差をなくすように値を設定したリアクタンス（インダクタ、コンデンサ、またはそれらの組み合わせ）を１次ループに直列に接続する。
【００２６】
以下では、図２を参照しつつ、上記した１次ループ側のリアクタンスを設定するプロセスをより具体的に説明する。
図２の回路において、以下の式が成り立つ。
Ｖ１＝（Ｒｇ＋Ｒ１＋ｊωＬｇ＋ｊωＬ１）×Ｉ１＋ｊωＭＩ２ ・・・（１）
Ｖ２＝ｊωＭＩ１＋（ｊωＬ２＋Ｒ２）×Ｉ２ ・・・（２）
＝−Ｉ２／ｊωＣ ・・・（３）
ここで、（２）（３）式より、
Ｉ１＝（Ｃ／Ｍ）（ｊωＬ２＋（１／ｊωＣ）＋Ｒ２）Ｖ２ ・・・（４）
（４）式を（１）式に代入すると、次式となる。
【００２７】
Ｖ２／Ｖ１＝１／α ・・・（５）
ただし、α＝（Ｃ／Ｍ）（Ｒｇ＋Ｒ１＋ｊωＬｇ＋ｊωＬ１）（ｊωＬ２＋
１／ｊωＣ＋Ｒ２）＋ω２ＣＭ ・・・（６）ここで、上記比Ｖ２／Ｖ１を最大、すなわち、αを最小とするＣの値を下記（７）式より求める。
０＝∂（｜α｜２）／∂Ｃ＝２Ａ・（ｄＡ／ｄＣ）＋２Ｂ・（ｄB／ｄＣ）・・・（７）
ただし、Ａはαの実数部、Ｂはαの虚数部で、｜α｜２＝Ａ２＋B２
（６）式を（７）式に代入して計算することにより、下記（８）式が得られ、この式により与えられたＬｇに対し上記比Ｖ２／Ｖ１を最大とするＣの値が求められる。
【００２８】
【００２９】
送信回路（ＲＦ回路）のリアクタンスが容量性の場合は、そのキャパシタンスをＣｇとすると、（１）式において、Ｌｇを（−１／ω２Ｃｇ）で置き換えた次式により計算を行い、下記（９）式により与えられたＣｇに対し上記比Ｖ２／Ｖ１を最大とするＣの値を求める。
【００３０】
【００３１】
ここで、例えばＶ２を最大にするＬｇとＣの組を決めるには、（８）式を（５）（６）式に代入して比Ｖ２／Ｖ１をＣを用いずにＬｇで表した式を求め、その式をＬｇで偏微分して、微係数＝０となるＬｇの値を求める。そして、このようにして求めたＬｇに対応するＣを（８）式により算出する。
【００３２】
その後は、そのようにして求めたＬｇとＣとの組に対し、Ｌｇとアンテナ側から見たリアクタンスとの差をなくすように値を設定したリアクタンス（インダクタ、コンデンサ、またはそれらの組み合わせ）を１次ループに直列に接続する。
【００３３】
なお、Ｖ２を最大にするＣｇとＣの組についても同様の方法で決めることができるので、説明を省略する。
以下では、アンテナとそのアンテナの１次ループ側に接続されたＲＦ回路とに具体的な数値を設定し、上記した１次ループに接続するリアクタンスの値を回路計算ツールにより求めた。
【００３４】
図３は、この計算において使用したアンテナの形状を示す図であり、図４はアンテナやＲＦ回路に設定した抵抗、インダクタンス等の値を示す図である。
まず、アンテナからＲＦ回路側を見たＲＦインピーダンス＋アンテナの接続リードのインピーダンスとを求める。図５（ａ）は回路計算ツールによる計算回路である。ＲＦ回路の実測した抵抗及びリアクタンスの値は図４よりそれぞれ２６Ω、０．２８２μＨ（ｊ２４Ωに相当）であり、アンテナ接続位置に電圧源を接続して、ノード▲７▼の電圧とノード▲１▼−▲４▼を流れる電流の比からインピーダンスの周波数特性を計算する。図５（ｂ）はその周波数特性の計算結果を示す図である。図５（ｂ）に示すグラフは、ＲＦ回路の交流電源の周波数を横軸にとり、インピーダンスの実数部（抵抗分）とインピーダンスの虚数部（リアクタンス分）とを縦軸にとっている。そして、その実数部と虚数部とに対応して２本の直線がグラフ上に描かれている。この計算例では、交流電源の周波数の値を１３．５６ＭＨｚに設定しているので、この１３．５６ＭＨｚのところでの抵抗分と、リアクタンス分とを読み取ることにより、図６に示すように、アンテナ側から見たＲＦ側定数が求められる。
【００３５】
続いて、（８）式によりＬｇとＣとの関係を求めて図示すると、図７（ａ）に示すグラフが得られる。また、このＬｇとＣの組み合わせを（５）（６）式に代入してＬｇとＶ２／Ｖ１の関係を求めて図示すると、図７（ｂ）に示すグラフが得られ、Ｌｇ＝１．２μＨ（Ｃ＝３５４ｐＦ）に対し電圧比Ｖ２／Ｖ１が最大となることがわかる。
【００３６】
同様に、（９）式によりＣｇとＣとの関係を求めて図示すると、図８（ａ）に示すグラフが得られる。また、このＣｇとＣの組み合わせを（５）（６）式に代入してＣｇとＶ２／Ｖ１の関係を求めて図示すると、図８（ｂ）に示すグラフが得られ、Ｃｇ＝８０ｐＦ（Ｃ＝２９３ｐＦ）に対し電圧比Ｖ２／Ｖ１が最大となることがわかる。
【００３７】
そして、図７（ｂ）と図８（ｂ）との電圧比Ｖ２／Ｖ１のピーク値を比較すればわかるように、この計算例では、ＲＦ回路のリアクタンスが容量性であった方が、ＲＦ回路のリアクタンスが誘導性である場合より、発生磁束を高くすることができる。
【００３８】
この発生磁束がより高くなる場合、すなわち、ＲＦ回路のリアクタンスＣｇ＝８０ｐＦ、共振器のキャパシタンスＣ＝２９３ｐＦの場合につき以下で、１次ループ側のリアクタンスの設定方法を説明する。
【００３９】
図６に示すように、接続リードを含めたアンテナから見たＲＦ回路のリアクタンスはＸｇ＝＋３５．５５であるので、ＲＦ回路のリアクタンスＣｇとアンテナから見たＲＦ回路のリアクタンスＸｇとの差により１次ループに直列に接続するキャパシタンスＣｃを次式により求めることができる。
【００４０】
Ｘｇ−１／ωＣｃ＝１／ωＣｇ
上式より、Ｃｃ＝１／［（１／ωＣｇ＋Ｘｇ）ω］＝１／［（１／２π×１３．５６×１０６×８０×１０−１２）＋３５．５５］×（２π×１３．５６×１０６）≒６４ｐＦ
以上の計算から、磁束を最大とするには、図９に示すように、主要部のキャパシタンスの値として６４ｐＦ，共振器のキャパシタンスの値として２９３ｐＦを設定すればよい。
【００４１】
図１０は、１次コイル側のリアクタンスがコンデンサである場合に、その１次コイル側に直列に接続したコンデンサの容量Ｃａと磁界強度比（上記電圧比Ｖ１／Ｖ２に比例）との関係を示す図である。
【００４２】
図１０において、各曲線は、所定のＫ２の値に対応している。ここで、Ｋ２＝Ｃｂ／Ｃ０（Ｃｂは２次コイルの共振コンデンサの容量、Ｃ０はアンテナの共振周波数がキャリア周波数と一致するときのＣｂの値）である。グラフの尺度が異なるので一概にはいえないが、各Ｋ２に対応する曲線のピークを結べば図７や図８に対応する図が得られる。
【００４３】
図１１は、１次ループと２次ループとのキャパシタンス比Ｃａ／Ｃｂと磁界強度との関係を示す図であり、特に、回路係数としてのコンデンサの容量が取る範囲が従来例と本実施形態とでは異なることを説明する図である。なお、グラフ上の点に対応するＣａとＣｂの値は、図１０の各Ｋ２において磁界が最大となるＣａとＣｂである。従来の場合、１次ループ側に設けられるコンデンサの容量Ｃａは、直流カット用のため、一般に数千ｐＦ以上である（ここでは１０００ｐＦとした）。これに対し、本実施形態では、上記計算例からも明らかなように、Ｃａの代表的な値は数十ｐＦである。これにより、本実施形態と従来例とでは、１次ループ側に設けられるコンデンサの容量Ｃａに１桁以上の開きが生じることがわかる。
【００４４】
図１２は、本実施形態における回路係数としてのコンデンサの容量が取る範囲を示す図である。
図１３は、磁界強度比と上記Ｋ２との関係を示す図であり、磁界強度比のピーク値を本実施形態と従来例とで比較している。本実施形態では、従来例と比較し、２次ループ側のキャパシタンスに応じて、１次ループ側のキャパシタンスを設定する構成としていることから、磁界強度比として従来の約１．４倍の値が得られる。
【００４５】
なお、図１では、Ｃａ（もしくは対応するリアクタンス成分）、Ｃｂをアンテナ面と同じ平面に接続しているが、図１４に示すように、アンテナと、ＲＦ回路が含まれる信号処理回路基板をケーブル等で接続し、この基板上にＣａ、またはＣｂの少なくとも１つを設置するようにしてもよい（図では、ＣａとＣｂの双方を設置している）。アンテナを機器、例えば自動販売機等に取り付ける場合、アンテナ周囲には、金属や取り付けパネル等の構成品がある。そして、それら構成品によってコンデンサの調整スペースがなくなったり、それら構成品の影響でアンテナ特性が変化したりするという問題がある。そこで、上記したＣａ、Ｃｂを信号処理回路基板上に設置することにより、コンデンサＣａ、Ｃｂの回路係数に対する上記構成品による悪影響を防ぐことができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、本発明のデータ読取装置に備えられたアンテナでは、２次コイル側のコンデンサの両端に生じる電圧が最大となるように、１次コイル側のリアクタンスと２次コイル側のコンデンサとを共に設定するので、通信距離を延ばすことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のアンテナを示す図である。
【図２】図１のアンテナとそのアンテナの１次ループ側に接続されたＲＦ回路とを示す等価回路から１次ループ側に挿入されるリアクタンスを除いた図である。
【図３】計算例において使用したアンテナの形状を示す図である。
【図４】計算例において、アンテナやＲＦ回路に設定した抵抗、インダクタンス等の数値を示す図である。
【図５】アンテナから見たＲＦ回路側の定数の計算プロセスを説明する図であり、（ａ）は回路計算ツールによる計算回路を、（ｂ）はその周波数特性の計算結果を、それぞれ示す図である。
【図６】アンテナ側から見たＲＦ定数を示す図である。
【図７】ＲＦ回路（電源）のリアクタンスが誘導性の場合において、（ａ）は電源インダクタンスＬｇと共振キャパシタンスＣとの関係を示す図であり、（ｂ）は電源インダクタンスＬｇと入出力電圧比との関係を示す図である。
【図８】ＲＦ回路（電源）のリアクタンスが容量性の場合において、（ａ）は電源キャパシタンスＣｇと共振キャパシタンスＣとの関係を示す図であり、（ｂ）は電源キャパシタンスＣｇと入出力電圧比との関係を示す図である。
【図９】計算例の計算結果を示す図である。
【図１０】１次コイル側のコンデンサの容量Ｃａと磁界強度比との関係を示す図である。
【図１１】１次ループと２次ループとのキャパシタンス比Ｃａ／Ｃｂと磁界強度との関係を示す図であり、特に、回路係数としてのコンデンサの容量が取る範囲が従来例と本実施形態とでは異なることを説明する図である。
【図１２】本実施形態における回路係数としてのコンデンサの容量が取る範囲を示す図である。
【図１３】磁界強度比と上記Ｋ２との関係を示す図であり、磁界強度比のピーク値を本実施形態と従来例とで比較している図である。
【図１４】本実施形態のアンテナとそのアンテナの１次ループ側に接続されたＲＦ回路とを含む情報読取装置の構成例である。
【図１５】従来例の非接触式ＩＣカードシステムである。
【図１６】従来例のアンテナを示す図である。
【図１７】従来例のアンテナとそのアンテナの１次ループ側に接続されたＲＦ回路とを示す等価回路である。
【図１８】２次ループ側のコンデンサＣ２とアンテナの放射磁界強度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０ ＲＦ回路
１１ 電源
１２ 抵抗
１３ インダクタンス
２０ １次ループ
２１ 抵抗
２２ インダクタンス
３０ ２次ループ
３１ 抵抗
３２ インダクタンス
３３ 共振キャパシタンス
５０ 信号処理回路
５１ 増幅器
５２ ループアンテナ
５３ 検波回路
６０ カード
６１ スイッチ
７０ 信号処理回路
７１ １次ループ
７２ ２次ループ
Claims (3)
- 無線信号を送受信することによって、被読取媒体上のデータを読み取るデータ読取装置に備えられたアンテナにおいて、
信号処理回路から接続リードを介して電圧を供給されると共に、コンデンサ及びインダクタの少なくとも１つを含むリアクタンス回路が直列に接続された１次コイルと、
該１次コイルと相互誘導により結合し、コンデンサが直列に接続された２次コイルとを備え、
前記２次コイル側のコンデンサの両端に生じる電圧が最大となる、前記接続リードを含んだ前記信号処理回路のリアクタンスの値と、前記２次コイル側のコンデンサの値とを求め、
前記２次コイル側のコンデンサを当該求めたコンデンサ値に設定し、
当該求めた接続リードを含んだ前記信号処理回路のリアクタンスの値と、前記アンテナから見た接続リードを含んだ信号処理回路のリアクタンスの値との差のリアクタンスを、前記１次コイルに直列に接続する
ことを特徴とするアンテナ。 - 無線信号を送受信することによって、被読取媒体上のデータを読み取るデータ読取装置において、
コンデンサ及びインダクタの少なくとも１つを含むリアクタンス回路が直列に接続された１次コイルと、該１次コイルと相互誘導により結合し、コンデンサが直列に接続された２次コイルとを有するアンテナと、
前記１次コイルに接続リードを介して電圧を供給する信号処理回路とを備え、
前記２次コイル側のコンデンサの両端に生じる電圧が最大となる、前記接続リードを含んだ前記信号処理回路のリアクタンスの値と、前記２次コイル側のコンデンサの値とを求め、
前記２次コイル側のコンデンサを当該求めたコンデンサ値に設定し、
当該求めた接続リードを含んだ前記信号処理回路のリアクタンスの値と、前記アンテナから見た接続リードを含んだ信号処理回路のリアクタンスの値との差のリアクタンスを、前記１次コイルに直列に接続する
ことを特徴とするデータ読取装置。 - 無線信号を送受信することによって、被読取媒体上のデータを読み取るデータ読取装置に備えられたアンテナの定数設定方法において、
信号処理回路から接続リードを介して電圧を供給されると共に、コンデンサ及びインダクタの少なくとも１つを含むリアクタンス回路が直列に接続された１次コイルと、該１次コイルと相互誘導により結合し、コンデンサが直列に接続された２次コイルとを備える前記アンテナに対し、
前記２次コイル側のコンデンサの両端に生じる電圧が最大となる、前記接続リードを含んだ前記信号処理回路のリアクタンスの値と、前記２次コイル側のコンデンサの値とを求め、
前記２次コイル側のコンデンサを当該求めたコンデンサ値に設定し、
当該求めた接続リードを含んだ前記信号処理回路のリアクタンスの値と、前記アンテナから見た接続リードを含んだ信号処理回路のリアクタンスの値との差のリアクタンスを、前記１次コイルに直列に接続するリアクタンスとして設定する
ことを特徴とするアンテナの定数設定方法。
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