JP5318726B2 - アンテナ装置及び通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線タグとの間で通信を行うためのアンテナ装置及び当該アンテナ装置を有する通信システムに関する。

無線タグであるＲＦＩＤタグや非接触型のＩＣカードとの間で通信を行う通信システムとして、ループアンテナを用いるものが知られている（例えば特許文献１−４等参照）。具体的には、複数のループアンテナを用いることで、タグの位置検出の精度や速度を向上させるものや、タグ側に効率的に送信電力を伝達させるもの、隣り合うループアンテナに供給される電流の位相を相異なるものとすることで通信可能なエリアを拡げるもの等が知られている（特許文献１−３参照）。また、単独のループアンテナの周囲にスクランブル信号を発生させて外部から通信内容を傍受されないようにするものも知られている（特許文献４参照）。

その他、ループアンテナであるか不明であるが、複数のアンテナを１つの切換システムによって制御するものも知られている（特許文献５参照）。

特開２００９−６９９６１号公報 特開２００６−２６８６２７号公報 特開２００４−１９９２２６号公報 特開２０００−３６０１９号公報 特開２００１−５２１２４号公報

しかしながら、隣り合うループアンテナにおいて、各々に対応するタグのみと交信したい場合には、上記いずれの技術を用いても、十分な対処ができない。つまり、隣り合うループアンテナ同士が干渉したり結合したりすることで、通信可能なエリア内での交信が安定しなかったり、或いは、交信を行いたくないタグ等との間で交信が行われてしまったりする可能性がある。

そこで、本発明は、複数のループアンテナを併設した場合にも、１つのループアンテナとこれに対応する無線タグとの通信可能なエリアを適切に制御可能なアンテナ装置、及び、これを用いてループアンテナ相互の通信エリアの干渉等を回避できる通信システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るアンテナ装置は、（ａ）入力された高周波を含む送信信号に応じて動作する共振回路と、（ｂ）共振回路に接続可能なループアンテナと、（ｃ）ループアンテナを結合状態及び短絡状態のいずれかに切り替える第１のスイッチ回路と、（ｄ）共振回路及びループアンテナから独立して設けられたループ状導体と、（ｅ）ループ状導体をループアンテナの結合状態及び短絡状態に対応して開放状態及び短絡状態のいずれかに切り替える第２のスイッチ回路と、を備え、第２のスイッチ回路は、ループアンテナが短絡状態である場合、ループ状導体を短絡状態に切り替える。

上記アンテナ装置では、第１のスイッチ回路での切替により、ループアンテナを短絡状態すなわち非動作状態とした場合に、当該ループアンテナと併存する他のループアンテナの動作によってループアンテナ内に発生する磁界を、打ち消すように弱めることができる。さらに、第２のスイッチ回路での切替により、ループアンテナに対応して設けたループ状導体を短絡状態とすることで、当該ループアンテナと他のループアンテナとが隣接していても、両ループアンテナに関して無線タグとの間で通信可能なエリアが干渉することを抑制できる。つまり、例えば当該ループアンテナが非動作状態である場合に、ループ状導体がループアンテナ内の磁界を更に弱め、或いは、ループアンテナ周辺の磁界を打ち消すように作用させることで、他のループアンテナと無線タグとの通信可能なエリアを適切に制御できる。
より具体的には、上記アンテナ装置において、第２のスイッチ回路が、ループアンテナが短絡状態である場合にループ状導体を短絡状態に切り替える。この場合、まず、当該ループアンテナは、短絡状態であることにより非動作状態となり、例えば他のループアンテナが隣接している場合に、他のループアンテナが動作状態であってもこれに影響を与えない。また、当該ループアンテナは、短絡状態となっているため、ループ面を通過する磁束に対しては、これを弱めるように作用する。さらに、このような状況下で、第２のスイッチ回路は、ループ状導体を短絡状態に切り替えるため、さらに当該ループアンテナのループ面及びその周辺を通過する磁界を弱めるように作用する。つまり、他のループアンテナが当該ループアンテナ内や周辺の無線タグ誤検出することを防止できる。

また、本発明の別の態様によれば、ループアンテナとループ状導体とは、ループ面が互いに所定値以下の間隔で互いに重ね合わされるように配置されている。この場合、ループアンテナの位置でループ状導体によって磁界を弱めることができる。

また、本発明の別の態様によれば、ループアンテナとループ状導体との間に挟まれるように配置されるシート状の磁性体をさらに有する。この場合、ループ状導体等によって磁界を弱める作用をさらに大きくすることができる。

また、本発明の別の態様によれば、ループアンテナとループ状導体とは、ループ面が互いに同一面内となるように隣接して配置されている。この場合、ループアンテナ周辺において任意の範囲で磁界を弱めることができる。

また、本発明の別の態様によれば、アンテナ装置が、信号分離回路をさらに備える。この信号分離回路は、共振回路の前段に設置され、外部からの送信信号を、共振回路に送信される高周波信号と第１及び第２のスイッチ回路の状態を指定するスイッチ回路制御信号とに分離するこの場合、外部からの送信信号を、高周波信号とスイッチ回路制御信号とをアンテナ装置に対して一体的に送信することができ、アンテナ装置と外部装置とのコネクタの構成を簡潔なものとすることができる。

上記課題を解決するため、本発明に係る通信システムは、（ａ）上記いずれかのアンテナ装置を少なくとも１つ含む複数のアンテナ装置を有する通信システムであって、（ｂ）複数のアンテナ装置への送信信号の切替を行うアンテナ切替器と、（ｃ）アンテナ切替器を介して複数のアンテナ装置へ送信信号を出力するリーダライタと、を備える。

上記通信システムでは、上記いずれかのアンテナ装置を用いることで、非動作状態のループアンテナ内又はその周辺の磁界を弱めることができ、通信可能なエリアを制御できる。これにより、複数のアンテナ装置を用いる場合であっても、例えば隣接するアンテナ装置間での通信可能なエリアが干渉することを回避できる。

上記通信システムにおいて、リーダライタが、共振回路に送信される高周波信号に対して第１及び第２のスイッチ回路の状態を指定するスイッチ回路制御信号を重畳することによって、送信信号を生成する。

第１実施形態に係る通信システム及びアンテナ装置について説明するための概念図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、ループアンテナとループ状導体との状態の切替動作についてそれぞれ説明する図である。 ループアンテナとループ状導体との配置関係を説明する図である。 ２つのループアンテナが隣接した状態を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、２つのループアンテナによって形成される磁場の様子を示す図である。 第２実施形態に係る通信システムについて説明するための図である。 第３実施形態に係る通信システムについて説明するための図である。 第４実施形態に係る通信システムについて説明するための図である。 第５実施形態に係る通信システムについて説明するための図である。 第６実施形態に係る通信システムについて説明するための図である。

〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照して、本発明の第１実施形態に係るアンテナ装置及び通信システムについて説明する。

図１に示す通信システム１００は、信号の送受信用のアンテナ装置１０と、アンテナ装置１０を駆動するためのリーダライタ３０とを備える。このうち、アンテナ装置１０は、本体ユニット１１と、付加ユニット２１とを備える。また、リーダライタ３０は、送信回路３１と、受信回路３２と、制御回路３３とを備える。

アンテナ装置１０において、本体ユニット１１は、給電コネクタ１２と、共振回路１３と、第１スイッチ回路ｓ１と、ループアンテナ１５とを有する。

給電コネクタ１２は、リーダライタ３０からの送信信号ＳＧ０を共振回路１３に伝達し、共振回路１３からの受信信号をリーダライタ３０に伝達する。共振回路１３は、コンデンサ等を有しており、給電コネクタ１２を介してリーダライタ３０から受け取った送信信号ＳＧ０を、第１スイッチ回路ｓ１を介してループアンテナ１５に伝達する。また、共振回路１３は、ループアンテナ１５から第１スイッチ回路ｓ１を介して受け取った受信信号を、給電コネクタ１２を介してリーダライタ３０に伝達する。

図２（Ａ）に示すように、第１スイッチ回路ｓ１は、ループアンテナ１５の一対の端子１５ａ，１５ｂを短絡状態にしたり開放状態にすることで、本体ユニット１１の送受信動作をオフ状態にしたりオン状態にすることができる。第１スイッチ回路ｓ１の切替動作は、図１のリーダライタ３０から適当なタイミングで出力される切替信号であるスイッチ回路制御信号ＳＧ２によって制御される。

ループアンテナ１５は、例えば矩形の輪郭を有し、１回以上巻かれた環状の導線で形成されたアンテナである。ループアンテナ１５は、電磁場の形成によって外部の無線タグＴＧに高周波を含む送信信号を出力するとともに、外部の無線タグＴＧからの高周波を含む受信信号を検出する。ループアンテナ１５が開放状態すなわち開ループとなって、本体ユニット１１がオン状態（動作状態）の場合、共振回路１３を経た送信信号がループアンテナ１５に出力され或いはループアンテナ１５からの受信信号が共振回路１３に出力される。このように開放状態のループアンテナ１５は、共振回路１３との間で高周波信号の入出力が可能な結合状態となっている。一方、ループアンテナ１５が短絡状態すなわち閉ループとなって、本体ユニット１１がオフ状態（非動作状態）の場合、送受信の動作が停止されるとともに、周囲の磁場の電磁誘導によってループアンテナ１５に電流が流れ、周囲の磁場を相殺するような磁場を形成するので、例えば周囲に設けた別の通信システム等からの送信信号を弱めることができ、本体ユニット１１の検出エリア内にある無線タグＴＧが誤検出されることを防止できる。

図１に示すように、付加ユニット２１は、第２スイッチ回路ｓ２と、ループ状導体２５とを有する。

図２（Ｂ）に示すように、第２スイッチ回路ｓ２は、ループ状導体２５の一対の端子２５ａ，２５ｂを短絡状態にしたり開放状態にすることで、付加ユニット２１の減衰動作すなわち遮蔽動作を、オン状態にしたりオフ状態にすることができる。第２スイッチ回路ｓ２の切替動作は、リーダライタ３０から適当なタイミングで出力される切替信号であるスイッチ回路制御信号ＳＧ２によって制御される。

ループ状導体２５は、ループアンテナ１５と同一の形状及び構造を有しており、１回以上巻かれた環状の導線で形成されている。ループ状導体２５が開放状態すなわち開ループとなって、付加ユニット２１がオフ状態の場合、周囲の電磁場との干渉がほとんどなくなる。一方、ループ状導体２５が短絡状態すなわち閉ループとなって、付加ユニット２１がオン状態の場合、周囲の磁場の電磁誘導によって電流が流れ、周囲の磁場を相殺するような磁場を形成するので、例えば周囲に設けた別の通信システム等からの送信信号を弱めることができ、本体ユニット１１の検出エリア内にある無線タグＴＧが誤検出されることを防止できる。

図１に戻って、リーダライタ３０は、送信信号ＳＧ０を作成する送信回路３１と、受信信号を受け取って解読する受信回路３２と、リーダライタ３０の動作を制御する制御回路３３とを備える。制御回路３３は、リーダライタ３０を制御することで、通信システム１００全体の動作を統括するものであり、既述のように、第１及び第２スイッチ回路ｓ１、ｓ２に対して適当なタイミングで切替信号であるスイッチ回路制御信号ＳＧ２を出力する。また、制御回路３３は、共振回路１３を動作させるための高周波信号である送信信号ＳＧ０を送信回路３１に作成させて送信させるとともに、受信回路３２で検出された受信信号からＩＤ情報等を解析する。

なお、無線タグＴＧは、アンテナ、整流回路、定電圧回路、制御用集積回路等を内蔵し、通信システム１００からの高周波信号に応答して高周波信号を出力する。

図３は、本体ユニット１１のループアンテナ１５と、付加ユニット２１のループ状導体２５との配置関係を説明する図である。図示のように、ループアンテナ１５とループ状導体２５とは、紙面に垂直な方向に僅かに位置ずれした状態で略重畳して配置されている。つまり、ループアンテナ１５のループ面Ｌ１と、ループ状導体２５のループ面Ｌ２とは、略重なった状態で近接して配置されている。このように、ループアンテナ１５とループ状導体２５とを重畳させることにより、ループアンテナ１５内に形成される電磁波（特に磁場）をループ状導体２５によって補助的に減衰させることができ、本体ユニット１１の検出エリア内にある無線タグＴＧが外部の別の通信システム等によって誤検出されることを防止できる。

図４、５（Ａ）及び５（Ｂ）は、図１で説明したループアンテナ１５に対して、他のループアンテナ８５が隣接している状態を図示している。ループアンテナ１５と他のループアンテナ８５とは、一方が動作状態（オン状態）にあるとき他方が非動作状態（オフ状態）となるように同期して動作するものとする。この際、ループアンテナ１５は、自己の検出エリア内の対応する無線タグＡのみを検出し、他のループアンテナ８５は、自己の検出エリア内の対応する無線タグＢのみを検出するものとなる。

まず、ループアンテナ１５による送受信の動作について説明する。図４及び５（Ａ）に示すように、ループアンテナ１５が結合状態となってオン状態であり、他のループアンテナ８５がオン状態でない場合、ループ面Ｌ１の内側の交信エリアＩＡ及び外側の交信エリアＯＡが通信可能な範囲となる。これにより、例えば交信エリアＩＡ内に無線タグＡが入ると、ループアンテナ１５は、この無線タグＡを検出する。つまり、送信信号がループアンテナ１５に出力され或いは無線タグＡからの受信信号がループアンテナ１５によって検出される。この際、図５（Ａ）に示すように、ループアンテナ１５によって磁場ＩＨａが発生しており、磁場ＩＨａの強弱により図４の交信エリアＩＡ，ＯＡの範囲が定まる。

一方、ループアンテナ１５がオン状態でない場合、このループアンテナ１５は、無線タグＡを検出しないが、オン状態となっている他のループアンテナ８５に対して遮蔽動作を行う。つまり、ループアンテナ１５は、遮蔽状態となって、ループ面Ｌ１内及びその近傍において、ループアンテナ８５で発生する磁場を相殺し、例えば交信エリアＩＡ内にある無線タグＡが他のループアンテナ８５によって誤検出されることを防止する。具体的に説明すると、ループアンテナ１５及びループ状導体２５は、図４等に示す各スイッチ回路ｓ１，ｓ２により同期して短絡状態に切り替えられることで、図５（Ｂ）に示すように、他のループアンテナ８５によって形成された磁場ＩＨｂに対して、これを相殺するような向きの磁場ＩＨａを発生させる。この結果、ループ面Ｌ１内及びその近傍での磁場が弱められ、交信不能な状態を保つ。従って、例えばループ面Ｌ１内及びその近傍のうち他のループアンテナ８５に近いエリアＡＡに無線タグＡがある場合、この無線タグＡが他のループアンテナ８５によって誤検出されることが防止される。

なお、ループアンテナ１５がオン状態であり、他のループアンテナ８５がオフ状態の場合において、他のループアンテナ８５のループ面ＬＬ内及びその近傍において、ループアンテナ１５で発生する磁場を相殺した遮蔽状態とすることで、無線タグＢがループアンテナ１５によって誤検出されることを防止できる。つまり、他のループアンテナ８５及びループ状導体８６は、非動作時に各スイッチ回路ｓ３，ｓ４により短絡状態とされることで遮蔽状態となって、ループ面ＬＬ内及びその近傍での磁場を弱め、無線タグＢとの交信を不能な状態にする。

上記第１実施形態の通信システムでは、ループアンテナ１５に同期してループ状導体２５を短絡状態とすることで、ループアンテナ１５のループ面Ｌ１内及びその近傍に存在する無線タグＴＧが上記他のループアンテナ８５によって誤検出されることを抑制できる。つまり、複数のループアンテナを併設した場合にも、各ループアンテナとこれに対応する無線タグＴＧとの通信可能なエリアを適切に設定することができる。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る通信システムについて説明する。なお、第２実施形態に係る通信システムは、第１実施形態を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様であるものとする。

図６は、図３に対応するものであり、本体ユニット１１のループアンテナ１５と、付加ユニット２１のループ状導体１２５との配置関係を示している。ループ状導体１２５は、第１実施形態のループ状導体２５と同一の形状及び特性を有している。本実施形態の場合、ループアンテナ１５とループ状導体１２５とは、重ね合わされておらず、それらのループ面Ｌ１，Ｌ２が互いに同一面内となるように隣接して配置している。

ループアンテナ１５については、第１スイッチ回路ｓ１によって結合状態と短絡状態との切替が行われ、ループ状導体１２５については、第２スイッチ回路ｓ２によって開放状態と短絡状態との切替が行われる。スイッチ回路ｓ１，ｓ２の動作は、図１に示すリーダライタ３０によって制御されている。ループアンテナ１５を第１スイッチ回路ｓ１によって短絡状態すなわち非動作状態にしたとき、隣接するループ状導体１２５は、第１スイッチ回路ｓ１に同期して切り替わる第２スイッチ回路ｓ２により短絡状態となる。結果的に、ループアンテナ１５を非動作状態にした場合、ループアンテナ１５が短絡状態となって、図示のループアンテナ１５とは別に設けた他のループアンテナ８５（図４参照）によってループアンテナ１５のループ面Ｌ１内及びその近傍に形成される電磁場を弱めることができる。また、ループアンテナ１５を非動作状態にした場合、ループアンテナ１５に隣接するループ状導体１２５も短絡されるので、上記他のループアンテナ８５によってループ状導体１２５のループ面Ｌ２内及びその近傍に形成される電磁場も弱めることができる。

上記第２実施形態の通信システムでは、ループアンテナ１５のループ面Ｌ１内及びその近傍だけでなく、ループアンテナ１５の周囲のうちループ状導体１２５のループ面Ｌ２内及びその近傍に存在する無線タグＴＧが上記他のループアンテナ８５（図４参照）によって誤検出されることを抑制できる。つまり、複数のループアンテナを併設した場合にも、各ループアンテナとこれに対応する無線タグＴＧとの通信可能なエリアを適切に設定することができる。

〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る通信システムについて説明する。なお、第３実施形態に係る通信システムは、第１実施形態を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様であるものとする。

図７は、図３に対応するものであり、本体ユニット１１のループアンテナ１５と、付加ユニット２１のループ状導体２５，１２５との配置関係を示している。本実施形態の場合、付加ユニット２１が、第１ループ状導体２５と第２ループ状導体１２５とを有している。ループアンテナ１５については、第１スイッチ回路ｓ１によって結合状態と短絡状態との切替が行われ、第１ループ状導体２５については、第２スイッチ回路ｓ２によって開放状態と短絡状態との切替が行われ、第２ループ状導体１２５については、第３スイッチ回路ｓ３によって開放状態と短絡状態との切替が行われる。スイッチ回路ｓ１，ｓ２，ｓ３の動作は、図１に示すリーダライタ３０によって制御されている。

ループアンテナ１５を第１スイッチ回路ｓ１によって短絡状態すなわち非動作状態にしたとき、重畳配置された第１ループ状導体２５は、第１スイッチ回路ｓ１に同期して切り替わる第２スイッチ回路ｓ２により短絡状態となり、隣接配置された第２ループ状導体１２５は、第１スイッチ回路ｓ１に同期して切り替わる第３スイッチ回路ｓ３により短絡状態となる。結果的に、ループアンテナ１５を非動作状態にした場合、ループアンテナ１５や第１ループ状導体２５が短絡状態となって、図示のループアンテナ１５とは別に設けた他のループアンテナ８５（図４参照）によってループアンテナ１５のループ面Ｌ１内及びその近傍に形成される電磁場を弱めることができる。また、ループアンテナ１５を非動作状態にした場合、重畳配置された第１ループ状導体２５だけでなく隣接配置されたループ状導体１２５も短絡されるので、上記他のループアンテナ８５によって第２ループ状導体１２５のループ面Ｌ２内及びその近傍に形成される電磁場も弱めることができる。

上記第３実施形態の通信システムでは、ループアンテナ１５のループ面Ｌ１内及びその近傍に存在する無線タグＴＧが上記他のループアンテナ８５（図４参照）によって誤検出されることを確実に防止できる。さらに、ループアンテナ１５の周囲のうち第２ループ状導体１２５のループ面Ｌ２内及びその近傍に存在する無線タグＴＧが上記他のループアンテナ８５によって誤検出されることも抑制できる。結果的に、複数のループアンテナを併設した場合にも、各ループアンテナとこれに対応する無線タグＴＧとの通信可能なエリアを適切に設定することができる。

なお、上記第３実施形態では、ループアンテナ１５の周囲に１つの第２ループ状導体１２５を配置するとしたが、ループアンテナ１５の周囲に複数の第２ループ状導体１２５を配置することもできる。この場合、ループアンテナ１５の周囲の任意の箇所に存在する無線タグＴＧが上記他のループアンテナ８５によって誤検出されることも抑制できる。

〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態に係る通信システムについて説明する。なお、第４実施形態に係る通信システムは、第１実施形態を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様であるものとする。

図８に示すように、本体ユニット１１のループアンテナ１５と、付加ユニット２１のループ状導体２５との狭い隙間には、磁性体シート３１８が配置されている。つまり、ループアンテナ１５のループ面Ｌ１と、ループ状導体２５のループ面Ｌ２とは、近接して互いに平行に配置されており、両ループ面Ｌ１，Ｌ２の間に、磁性体シート３１８が配置されている。磁性体シート３１８の輪郭は、ループアンテナ１５等と一致する矩形となっている。

この場合、磁性体シート３１８が磁気抵抗を減少させるので、ループアンテナ１５やループ状導体２５によって、ループ面Ｌ１，Ｌ２内に形成される磁場を弱める効果を高めることができ、ループアンテナ１５のループ面Ｌ１内又は近傍に存在する無線タグＴＧが上記他のループアンテナ８５（図４参照）によって誤検出されることをより確実に防止することができる。

なお、磁性体シート３１８の輪郭形状は、ループアンテナ１５等の輪郭形状に正確に一致させる必要はなく、両輪郭形状に適宜差を設けることができる。

〔第５実施形態〕
以下、第５実施形態に係る通信システムについて説明する。なお、第５実施形態に係る通信システムは、第１実施形態を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様であるものとする。

図９に示すように、本体ユニット１１は、給電コネクタ１２と共振回路１３との間に、信号分離回路４１６を備える。信号分離回路４１６は、給電コネクタ１２を介してリーダライタ３０から受け取った送信信号ＳＧ０から高周波信号ＳＧ１を分離して共振回路１３に伝達するとともに、この送信信号ＳＧ０からスイッチ回路制御信号ＳＧ２を分離して第１及び第２スイッチ回路ｓ１，ｓ２に出力する。この場合、制御回路３３は、第１及び第２スイッチ回路ｓ１，ｓ２を専用の信号線を介して直接的に制御するのではなく、送信信号ＳＧ０を利用して間接的に制御することになる。

なお、制御回路３３は、送信回路３１の動作を制御することにより、例えば高周波の高周波信号ＳＧ１に低周波のスイッチ回路制御信号ＳＧ２を重畳した送信信号ＳＧ０を生成させる。この場合、信号分離回路４１６は、周波数フィルタ等で構成することができる。

〔第６実施形態〕
以下、第６実施形態に係る通信システムについて説明する。なお、第６実施形態に係る通信システムは、第１実施形態を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様であるものとする。

図１０に示すように、通信システム５００は、多数のアンテナ装置１０（１）、１０（２）、〜１０（ｎ）と、アンテナ装置１０（１）、１０（２）、〜１０（ｎ）を駆動するためのリーダライタ３０と、アンテナ装置１０（１）、１０（２）、〜１０（ｎ）のうち活用するものを選択のためのアンテナ切替回路５０とを備える。各アンテナ装置１０（１）、１０（２）、〜１０（ｎ）は、図９に示す第５実施形態のアンテナ装置１０と同様の構造を有する。

ここで、アンテナ切替回路５０は、各アンテナ装置１０（１）、１０（２）、〜１０（ｎ）に対応して、ｎ個のＲＦ信号出力端子５１と、ｎ個のＲＦ信号用スイッチ５２とを備える。また、アンテナ切替回路５０は、高周波信号ＳＧ１をリーダライタ３０から受け取るＲＦ信号入力端子５４と、スイッチ回路制御信号ＳＧ２をリーダライタ３０から受け取る制御信号入力端子５５とを備える。ＲＦ信号入力端子５４は、リーダライタ３０から受け取った高周波信号ＳＧ１をｎ個のＲＦ信号用スイッチ５２に出力する。制御信号入力端子５５は、リーダライタ３０から受け取った制御信号ＳＧ３をｎ個のＲＦ信号用スイッチ５２に出力する。ＲＦ信号用スイッチ５２は、受け取った制御信号ＳＧ３が自己の動作を許可するものであれば、ＲＦ信号入力端子５４から出力された高周波信号ＳＧ１をＲＦ信号出力端子５１に転送し、制御信号ＳＧ３が自己の動作を禁止するものであれば、ＲＦ信号入力端子５４から出力された高周波信号ＳＧ１をＲＦ信号出力端子５１に転送しない。なお、ＲＦ信号用スイッチ５２は、ＲＦ信号入力端子５４から出力された高周波信号ＳＧ１をＲＦ信号出力端子５１に転送する際に、制御信号ＳＧ３から生成したスイッチ回路制御信号ＳＧ２を高周波信号ＳＧ１に重畳させてＲＦ信号出力端子５１に出力する。ここで、高周波信号ＳＧ１とスイッチ回路制御信号ＳＧ２とは、図９の送信信号ＳＧ０に相当するものとなっている。

通信システム５００では、制御回路３３からアンテナ切替回路５０に出力される制御信号ＳＧ３によってＲＦ信号用スイッチ５２のオン・オフが切り替えられ、活用されるアンテナ装置１０（１）、１０（２）、〜１０（ｎ）が切り替えられる。これにより、例えばアンテナ装置１０（１）、１０（２）、〜１０（ｎ）のうちいずれか１つのアンテナ装置を選択的に動作させることができる。そして、選択されなかったアンテナ装置は、選択されたアンテナ装置のループアンテナ１５によってループ面Ｌ１内に形成される電磁場を弱めるとともに、これに対応するループ状導体２５によってループ面Ｌ２内に形成される電磁場を弱めるので、選択されなかったアンテナ装置の検出エリアにある無線タグＴＧが誤検出されることを防止できる。

以上の第６実施形態において、アンテナ装置１０（１）、１０（２）、…は、マトリックス状その他の任意のパターンで配列される。

以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、ループアンテナ１５やループ状導体２５，１２５の輪郭形状が矩形であるとしたが、ループアンテナ１５等の輪郭形状は矩形に限らず円形、楕円、多角形等の各種形状とすることができる。

また、第２実施形態等において、ループアンテナ１５とループ状導体２５との形状を正確に一致させる必要はない。さらに、第２実施形態において、付加ユニット２１のループ状導体１２５の輪郭形状は、本体ユニット１１のループアンテナ１５の輪郭形状に一致させる必要はない。

また、例えばループアンテナ１５とループ状導体２５との形状を一致させる場合おいて、ループ状導体２５を複数の小さなループ状導体に分割し、これら小さなループ状導体全体の輪郭をループアンテナ１５の輪郭形状に近づけることもできる。

また、上記第１実施形態では、ループアンテナ１５とループ状導体２５とが紙面に垂直な方向に僅かに位置ずれした状態で配置されているとしたが、これらが同一面内で内外に配置されてもよい。

また、本体ユニット１１のループアンテナ１５を短絡状態とするタイミングと、付加ユニット２１のループ状導体２５，１２５を短絡状態とするタイミングと正確に一致させる必要はなく、要は、他のループアンテナ８５を動作させるときに、ループアンテナ１５及びループ状導体２５，１２５を短絡状態とすればよい。

Claims (7)

1. 入力された高周波を含む送信信号に応じて動作する共振回路と、
   前記共振回路に接続可能なループアンテナと、
   前記ループアンテナを結合状態及び短絡状態のいずれかに切り替える第１のスイッチ回路と、
   前記共振回路及び前記ループアンテナから独立して設けられたループ状導体と、
   前記ループ状導体を前記ループアンテナの結合状態及び短絡状態に対応して開放状態及び短絡状態のいずれかに切り替える第２のスイッチ回路と、
   を備え、
   前記第２のスイッチ回路は、前記ループアンテナが短絡状態である場合、前記ループ状導体を短絡状態に切り替えるアンテナ装置。
2. 前記ループアンテナと前記ループ状導体とは、ループ面が互いに所定値以下の間隔で互いに重ね合わされるように配置されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記ループアンテナと前記ループ状導体との間に挟まれるように配置されるシート状の磁性体をさらに有する請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記ループアンテナと前記ループ状導体とは、ループ面が互いに同一面内となるように隣接して配置されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
5. 前記共振回路の前段に設置され、外部からの送信信号を、前記共振回路に送信される高周波信号と前記第１及び第２のスイッチ回路の状態を指定するスイッチ回路制御信号とに分離する信号分離回路をさらに備える請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のアンテナ装置。
6. 請求項１から請求項５までに記載のアンテナ装置を少なくとも１つ含む複数のアンテナ装置を有する通信システムであって、
   前記複数のアンテナ装置への送信信号の切替を行うアンテナ切替器と、
   前記アンテナ切替器を介して前記複数のアンテナ装置へ送信信号を出力するリーダライタと、
   を備える通信システム。
7. 前記リーダライタは、前記共振回路に送信される高周波信号に対して前記第１及び第２のスイッチ回路の状態を指定するスイッチ回路制御信号を重畳することによって、前記送信信号を生成する、請求項６に記載の通信システム。

Images