JPH0818325A - 近距離通信用アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 電波法の規制範囲内で良好な送受信ができる
ようにした近距離通信用アンテナを提案する。 【構成】 カードリーダライタよりの情報信号を非接触
情報カードに電磁誘導により送信するようにした近距離
通信用アンテナにおいて、磁気コア４０に設けた複数の
磁極４０ａ，４０ｂを、この非接触情報カードの走査方
向に沿って配すると共にこの複数の磁極の少なくとも１
つの磁極４０ａにアンテナ線４１を巻装したものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば自動改札システ
ム、入退室管理システム等における定期券、管理カード
等の非接触情報カードとカードリーダライタとの間で電
磁誘導により情報信号を送受信するのに使用して好適な
近距離通信用アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年例えば自動改札システム、入退室管
理システム等における定期券、管理カード等の非接触情
報カードとカードリーダライタとの間で電磁誘導により
識別番号、入退室、期限日等の情報を送受信するように
したものが提案されている。

【０００３】この自動改札システム、入退室管理システ
ム等の情報カードシステムの例を図３に示す。この図３
につき説明するに、図３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。

【０００４】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 Shift Keying）変換、又はＦＳＫ
（Frequeny Shift Keying)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デジタル変調信号
を送信アンテナ１４に供給する。１５は周波数が数１０
０ｋＨｚの搬送波信号を発振する搬送波発振器である。

【０００５】また、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
ル変調信号を増幅し、デジタル復調する増幅・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よりのデジタル変調信号を電磁誘導
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１００ｋＨｚの搬送波信号のデジタル変調信号を送
受信する例として、図４に示す如く送信アンテナ１４と
してループアンテナを使用すると共に、受信アンテナと
して、コア入りアンテナを使用し、このループアンテナ
１４に供給される数１００ｋＨｚの無線周波電流によっ
て、このループアンテナ１４の近傍に生ずる磁界の変化
により、受信アンテナ（コア入りアンテナ）２０に誘起
する信号により通信を行うようにする。

【０００７】この受信アンテナ２０に得られるデジタル
変調信号を増幅し、デジタル復調例えば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Ｃ
ＰＵより成る主制御部２３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デ
ジタル変調信号をカードリーダライタ１の受信アンテナ
１６にこのデジタル変調信号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１００
ｋＨｚ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１３に供
給され、これがデジタル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でデジタル変調して、この情報信号のデジタル変調信
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に伝送されたこのデ
ジタル変調信号を増幅・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】

【発明が解決しようとする課題】斯る従来の情報カード
システムにおいてはカードリーダライタ１と非接触情報
カードとの間で電磁誘導により情報信号を送受信する送
信アンテナ１４，２７としてループアンテナが使用され
ていた。

【００１７】斯る送信アンテナ１４，２７としてのルー
プアンテナは波長に比べて充分小さいものが使用され、
この通信領域は波長に比べて充分小さいので、静磁界の
みと考えられ、図５に示す如き磁界分布となる。１４ａ
は磁力線を示す。

【００１８】この為、この通信領域が、前後、左右、上
下で対称となる。この場合、電波法の規制内での放射電
磁界強度（３ｍ離れた位置で５００μＶ／ｍ）に制限す
ると通信距離が短くなり、通信品質の確保が困難となる
不都合があった。

【００１９】またループアンテナは指向性が弱いためこ
のループアンテナの近傍の金属に影響を受け易い不都合
がある。

【００２０】また、この送信アンテナ１４，２７として
図６に示す如く、強磁性体より成るポットコア３０の溝
部にアンテナ線３１を巻装することが考えられる。この
場合、磁力線は中央の凸状コア３０ａより外周の円環状
コア３０ｂを結ぶものとなるが、このときは全方向に漏
洩磁束を生じるので、周囲金属の影響を受けやすい。

【００２１】また図７に示す如く、この図６に示す如き
アンテナをカードリーダライタ１の送信アンテナ１４と
して使用し、非接触情報カード２を走査させる場合（例
えば自動改札システムとして使用したとき）、この非接
触情報カード２をどの方向からも走査は可能であるか、
全方向に磁束が生じているので、この非接触情報カード
２が受信する磁束密度が小さくなり、この場合、磁束密
度を大きくするためには、磁気コアであるポットコア３
０を小さくしなければならず、通信領域が小さくなる不
都合があった。

【００２２】本発明は斯る点に鑑み電波法の規制範囲内
で良好な送受信ができるようにした近距離通信用アンテ
ナを提案せんとするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明近距離通信用アン
テナは例えば図１及び図３に示す如く、カードリーダラ
イタ１よりの情報信号を非接触情報カード２に電磁誘導
により送信するようにした近距離通信用アンテナにおい
て、磁気コア４０に設けた複数の磁極４０ａ，４０ｂ
を、この非接触情報カード２の走査方向に沿って配する
と共にこの複数の磁極の少なくとも１つの磁極４０ａに
アンテナ線４１を巻装したものである。

【００２４】

【作用】本発明によれば磁気コア４０に設けた複数の磁
束４０ａ，４０ｂを非接触情報カード２の走査方向に沿
って、配したので、アンテナ線４１により発生する主磁
束及び漏れ磁束は共にこの非接触情報カード２の走査方
向のみに発生し、この磁界強度は指向性をもつので、通
信領域外への磁束の漏れが少なく、電波法の規制範囲内
で通信領域を長くでき良好な送受信ができると共に磁束
の漏れが少ないので近傍の金属への干渉が少ない。

【００２５】また本発明によれば磁界強度に指向性をも
っているので磁束密度が向上し送受信の効率が向上す
る。

【００２６】

【実施例】以下、図１、図２及び図３を参照して本発明
近距離通信用アンテナの一実施例につき説明しよう。

【００２７】本例においても、上述図３に示す如く、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デジタル変調信号を送信ア
ンテナ１４に供給する。

【００２８】本例においては、この情報カードシステム
の送信アンテナ１４の如き近距離通信用アンテナを図１
及び図２に示す如く構成する。

【００２９】図１及び図２において、４０は強磁性体よ
り成り２つの磁極４０ａ，４０ｂを有するコ字状の磁気
コアを示し、このコ字状の磁気コア４０を、図３に示す
如き非接触情報カード２の走査方向ａに沿ってこの２つ
の磁極４０ａ及び４０ｂを配する如くする。

【００３０】また本例に於いては、このコ字状の磁気コ
ア４０の磁極４０ａにアンテナ線４１を巻装し、デジタ
ル変調・増幅回路１３の出力側に得られるデジタル変調
信号をこのアンテナ線４１に供給する。

【００３１】また本例に於いては図３に示す如く構成し
た非接触情報カード２をこの磁気コア４０の２つの磁極
４０ａ及び４０ｂの方向を走査方向ａとして所定面を対
応させて走査する如くする。

【００３２】本例は上述の如く、コ字状の磁気コア４０
に設けた２つの磁極４０ａ及び４０ｂを非接触情報カー
ド２の走査方向に沿って配したので、アンテナ線４１よ
り発生する主磁束及び漏れ磁束は図１に実線及び破線で
示す如く共に磁極４０ａ，４０ｂ間である非接触情報カ
ード２の走査方向のみに発生し、この磁界強度は指向性
をもつので、通信領域外への磁束の漏れが少なく、電波
法の規制範囲内で通信領域を長くでき良好な送受信がで
きると共に磁束の漏れが少ないので、近傍の金属への干
渉が少ない利益がある。

【００３３】また本例によれば非接触情報カード２の走
査方向ａにおいて磁界強度に指向性をもっているので磁
束密度が向上し、送受信の効率が向上する利益がある。

【００３４】尚上述実施例においては磁気コア４０とし
て２つの磁極４０ａ，４０ｂのコ字状の磁気コアを使用
したが、この磁気コアの磁極が一方向に沿って３つ以上
あっても良い。この場合この磁気コアの磁極が４つ以上
のときは複数の磁極にアンテナ線を巻装することを可と
する。

【００３５】また、本発明は上述実施例に限ることな
く、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成
が採り得ることは勿論である。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば通信領域外への磁束の漏
れが少なく、電波法の規制範囲内で良好な送受信ができ
ると共に磁束の漏れが少ないので、近傍の金属への干渉
が少ない利益がある。また本発明によれば非接触情報カ
ードの走査方向において磁界強度に指向性をもっている
ので、磁束密度が向上し、送受信の効率が向上する利益
がある。

【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
斜視図である。

【図２】本発明の説明に供する線図である。

【図３】情報カードシステムの例を示す構成図である。

【図４】電磁誘導の説明に供する線図である。

【図５】ループアンテナの説明に供する線図である。

【図６】従来の近距離通信用アンテナの例を示す斜視図
である。

【図７】図６の説明に供する線図である。

【符号の説明】

１ カードリーダライタ ２ 非接触情報カード １４ 送信アンテナ ２０ 受信アンテナ ４０ 磁気コア ４０ａ，４０ｂ 磁極 ４１ アンテナ線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳堀 進 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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カードリーダライタよりの情報信号を非
   接触情報カードに電磁誘導により送信するようにした近
   距離通信用アンテナにおいて、 磁気コアに設けた複数の磁極を前記非接触情報カードの
   走査方向に沿って配すると共に前記複数の磁極の少なく
   とも１つにアンテナ線を巻装したことを特徴とする近距
   離通信用アンテナ。