KR20060114373A - 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나 - Google Patents
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Abstract
안테나면적이나 안테나로의 공급전력이 제약되는 경우라도 통신거리를 늘리는 것이 가능한 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나를 제공하기 위해, 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나를, 루프패턴(1)을 형성하기 위한 프린트기판(2)과, 프린트기판(2)을 에칭처리 등에 의해서 형성된 루프패턴(1)과, 신호 송신을 위한 전력공급이나 수신한 신호를 출력하기 위한 기점단자(3) 및 종점단자(4)를 구비한 루프안테나를 소정의 간격만큼 유지하도록 하여 2층으로 적층한 구성으로 한다.
루프안테나, 루프패턴, 프린트기판, 기점단자, 종점단자, 전력증폭기, 전환제어부
Description
본 발명은 소형 루프안테나에 관한 것이다.
종래부터 기본적인 안테나로서 루프안테나가 사용되어 왔다. 루프안테나는 간단한 구조이기 때문에 소형화가 용이하고, 저가격으로 실현 가능한 것이기 때문에 유도식 읽기 쓰기 장치에 있어서도 종래부터 사용되고 있다.
또, 근래에는 유도식 읽기 쓰기 장치(예를 들면, 비접촉형 카드 등)가 실용화되어 있다. 예를 들면 ISO규격의 ISO14443이나 ISO15693 등에 의한 비접촉형 카드이다. 그 중에서도 통신거리가 10㎝이하에서 실행되는 비접촉형 카드에서는 ISO14443의 통신방식이 많이 채용되고 있다. 또, ISO15693의 규격은 70㎝이하 정도의 통신거리가 있으므로 RF-ID(Radio Frequency Identification)로서 이용되는 장치가 많다. 유도식 읽기 쓰기 장치에 루프안테나를 실장하는 경우에는 프린트기판을 사용해서 복수회 감긴 소용돌이 형상의 패턴을 에칭함으로써 루프안테나를 형성하고 있는 것이 일반적이다.
예를 들면, 도 1A 및 도 1B에는 루프안테나 구성의 종래예를 나타내고 있다.
도 1A는 루프안테나의 상면도를 나타내고 있고, 루프패턴(29)이 형성된 프린 트기판(30)과, 프린트기판(30)상에 에칭처리 등에 의해서 형성된 루프패턴(29)과, 신호 송신을 위한 전력공급이나 수신한 신호를 출력하기 위한 기점단자(31) 및 종점단자(32)를 구비한 루프안테나이다.
여기에서, 동일 도면에 나타낸 구성예에는 소용돌이 형상으로 2번(2턴) 감아 루프를 형성한 경우의 루프패턴(29)의 예를 나타내고 있다.
도 1B에는 도 1A에 나타낸 루프안테나의 단면도를 나타내고 있다. 동일 도면에 나타내는 바와 같이, 종래부터 이용되고 있는 루프안테나는 1개의 기판상에 소용돌이 형상으로 하여 루프패턴을 형성하기 위해 크기가 다른 루프를 복수 형성하게 된다.
특허문헌 1에서는 중심을 같게 하고, 동일 평면상에 배치된 루프 반지름이 다른 복수의 루프안테나소자를 조합해서 이루어지는 루프안테나에 대해서 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2에서는 IC카드 등에 적용하고, 안테나로부터 전력의 공급을 받는 구성에 있어서도 안테나의 효율을 향상시켜, 통신 가능한 거리를 증대시키기 위해 복수회의 감기선의 결합이 드문드문하게 되도록 해서 구성된 루프안테나에 대해 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본국 특개소54-008441호 공보
특허문헌 2: 일본국 특개평11-272826호 공보
도 1A 및 도 1B에 나타낸 루프안테나와 같이 복수회 감긴 소용돌이 형상의 루프를 형성하는 루프안테나에서는, 예를 들면 루프안테나가 실장되는 송신기 또는 수신기의 사이즈나 배터리의 용량 등의 설계상의 제약 등으로부터 안테나면적(루프 안테나의 루프패턴이 형성되는 루프내를 쇄교자속이 통과하는 면적)이나 안테나에 공급할 수 있는 전력이 제약되어 버린다. 그들 허용되는 안테나면적이나 공급전력 등에 의해서 안테나면에 대한 수직방향으로의 전계강도의 증가는 곤란하고, 읽기 쓰기의 거리(통신거리)의 증대는 바랄 수 없다.
여기에서, 예를 들면 도 1A 및 도 1B에 나타낸 안테나에 있어서 1장의 기판상의 루프패턴을 추가로 4~5감기로 증가하여 에칭하는 것도 생각할 수 있는데, 전계강도로서는 안테나면에 대해서 수평방향으로는 증가하지만 수직방향으로는 효과가 없다(자계는 오른쪽 나사의 법칙에 따라 패턴상에 흐르는 전류의 방향에 대해 오른쪽 회전방향에서 발생하는데, 패턴이 복수이어도 수평방향으로 나열하기 때문에 수직방향으로는 증가하지 않는다). 송신전력을 올림으로써 전파를 강하게 하는 방법도 있는데, 안테나에 전력을 공급하기 위한 전원부의 사이즈가 커지고, 또 발열량도 증가하며, 또한 비용증가가 되는 등이 문제가 된다.
그러나, 작은 안테나면적 또한 작은 전력에 의해 통신거리를 늘리고 싶다고 하는 기술적인 요청은 근래 점점 강해져 오고 있다.
본 발명은 상술한 문제에 감안하여 이루어진 것이고, 그 해결하려고 하는 과제는 안테나면적이나 안테나로의 공급전력이 제약되는 경우이어도 통신거리를 늘리는 것이 가능한 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나를 제공하는 것이다.
청구항 1에 기재한 발명은 유도식 읽기 쓰기 장치에 사용하는 루프안테나로서, 적어도 1회 감기 이상의 소용돌이 형상으로 형성된 2 이상의 루프패턴을 소정의 간격으로 유지한 상태에서 적층하고, 상기 적층된 모든 루프패턴의 각 기점을 상호 접속하며, 상기 적층된 모든 루프패턴의 각 종점을 상호 접속함으로써 상기 적층된 루프패턴이 모두 병렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나이다.
청구항 1에 기재한 발명에 따르면, 상기 적층된 루프패턴의 각 기점을 상호 접속하고, 또한 상기 적층된 루프패턴의 각 종점을 상호 접속함으로써 상기 루프패턴은 병렬로 접속되므로, 모든 루프패턴에는 동일 방향의 전류가 흐르며, 상기 각 루프패턴에는 동일 방향으로 자계가 발생하므로 자계의 오버래핑에 의해서 자계강도가 증가하는 작용에 의해 통신거리가 커지는 효과를 이룬다.
또, 상기 루프안테나에 의해서 신호를 송신하는 송신부에 대해서 상기 적층된 루프패턴은 병렬로 접속되는 회로를 구성하기 때문에, 상기 송신부로부터 상기 루프안테나에 공급하는 전력도 거의 증가하지 않는 효과를 이룬다.
청구항 2에 기재한 발명은, 1개의 기판상에는 1개의 상기 루프패턴이 형성된 2 이상의 기판을 소정의 간격으로 유지한 상태에서 적층하여 배치하는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재한 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나이다.
청구항 2에 기재한 발명에 따르면, 청구항 1에 기재한 발명과 똑같은 효과를 이룬다. 즉, 상기 적층된 기판상에 형성된 루프패턴의 각 기점이 상호 접속되고, 또한 상기 적층된 기판상에 형성된 루프패턴의 각 종점이 상호 접속됨으로써 상기 루프패턴에는 동일 방향의 전류가 흐르며, 상기 각 패턴에는 동일 방향으로 자계가 발생하므로 오버래핑에 의해서 자계강도가 증가하는 작용에 의해 통신거리가 커지는 효과를 이룬다.
또, 상기 루프안테나에 의해서 신호를 송신하는 송신부에 대해서 상기 적층된 기판상에 형성된 루프패턴은 병렬로 접속되는 회로를 구성하기 때문에, 상기 송신부로부터 상기 루프안테나에 공급하는 전력도 거의 증가하지 않는 효과를 이룬다.
청구항 3에 기재한 발명은, 상기 루프패턴은 1개의 기판상에 소정의 간격을 유지한 상태에서 적층하여 배치되는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재한 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나이다.
청구항 3에 기재한 발명에 따르면, 청구항 1에 기재한 발명과 똑같은 효과를 이룬다. 즉, 상기 적층된 루프패턴의 각 기점이 상호 접속되고, 또한 상기 적층된 루프패턴의 각 종점이 상호 접속됨으로써 상기 루프패턴에는 동일 방향의 전류가 흐르며, 상기 각 패턴에는 동일 방향으로 자계가 발생하므로 오버래핑에 의해서 자계강도가 증가하는 작용에 의해 통신거리가 커지는 효과를 이룬다.
또, 상기 루프안테나에 의해서 신호를 송신하는 송신부에 대해서 상기 적층된 기판상에 형성된 루프패턴은 병렬로 접속되는 회로를 구성하기 때문에, 상기 송신부로부터 상기 루프안테나에 공급하는 전력도 거의 증가하지 않는 효과를 이룬다.
청구항 4에 기재한 발명은, 상기 적층된 루프패턴의 각 기점간의 접속을 선택적으로 실행하는 기점간 접속전환부와, 상기 적층된 루프패턴의 각 종점간의 접속을 선택적으로 실행하는 종점간 접속전환부를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 청구항 1에서 3의 어느 쪽인가 한 항에 기재한 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나이다.
청구항 4에 기재한 발명에 따르면, 청구항 1에 기재한 발명의 효과에 덧붙여서 상기 적층된 루프패턴의 각 기점간의 접속을 선택적으로 실행하는 기점간 접속전환부와, 상기 적층된 루프패턴의 각 종점간의 접속을 선택적으로 실행하는 종점간 접속전환부에 의해서, 상기 루프안테나에 의해 신호를 송신하는 송신부에 대해서 병렬로 접속되는 루프패턴의 수의 증감을 조정하는 것이 가능해지는 효과를 이룬다.
청구항 5에 기재한 발명은, 상기 기점간 접속전환부 및 상기 종점간 접속전환부는 통신거리에 따라서 전환을 실행하는 것을 특징으로 하는 청구항 4에 기재한 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나이다.
청구항 5에 기재한 발명에 따르면, 청구항 1에서 4에 기재한 발명의 효과에 덧붙여서 상기 기점간 접속전환부 및 상기 종점간 접속전환부에 의해 상기 송신부에 대해서 병렬로 접속되는 루프패턴의 수를 적게 함으로써 통신거리를 짧게 설정하는 것이 가능해지고, 상기 기점간 접속전환부 및 상기 종점간 접속전환부에 의해 상기 송신부에 대해서 병렬로 접속되는 루프패턴의 수를 증가시킴으로써 통신거리를 길게 설정하는 것이 가능해지는 효과를 이룬다.
도 1A는 루프안테나 구성의 종래예를 나타내는 상면도이다.
도 1B는 루프안테나 구성의 종래예를 나타내는 단면도이다.
도 2A는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 루프안테나의 구성을 나타내는 상면도이다.
도 2B는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 루프안테나의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 루프안테나의 자계강도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 루프안테나의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 루프안테나의 전환방식의 예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도 2A에서 도 5에 의거하여 설명한다.
도 2A 및 도 2B는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 루프안테나의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2A는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 루프안테나 구성의 상면을 나타내는 도면이다.
본 실시예에 관련되는 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나는 제 1 루프패턴(1)이 형성된 제 1 프린트기판(2)과, 제 1 프린트기판(2)상에 에칭처리 등에 의해서 형성된 제 1 루프패턴(1)과, 신호 송신을 위한 전력공급이나 수신한 신호를 출력하기 위한 기점단자(3) 및 종점단자(4)를 구비한 제 1 층째의 루프안테나와, 제 2 루프패턴(5)가 형성된 제 2 프린트기판(6)과, 제 2 프린트기판(6)상에 에칭처리 등에 의해서 형성된 제 2 루프패턴(5)과, 신호 송신을 위한 전력공급이나 수신한 신호를 출력하기 위한 기점단자 및 종점단자를 구비한 도시하지 않는 제 2 층째의 루프안테나를 소정의 간격만큼 유지하도록 하여 2층으로 적층된 루프안테나이다.
도 2B는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 루프안테나 구성의 단면을 나타내는 도면이다.
제 1 프린트기판(2)상에 형성된 루프패턴(1)의 기점단자(3)와 제 2 프린트기판(6)상에 형성된 루프패턴(5)의 도시하지 않는 기점단자는 서로 접속되고, 마찬가지로 제 1 프린트기판(2)상에 형성된 루프패턴(1)의 종점단자(4)와 제 2 프린트기판(6)상에 형성된 루프패턴(5)의 도시하지 않는 종점단자도 서로 접속되어 있으며, 제 1 루프패턴(1)에 흐르는 전류의 방향과 제 2 루프패턴(5)에 흐르는 전류의 방향이 같은 방향에 있도록 전력이 공급된다.
이에 따라, 상기 기점단자 및 종점단자에 접속되는 루프안테나에 전력을 공급하는 도시하지 않는 전력공급부에 대해서 제 1 루프패턴(1) 및 제 2 루프패턴(5)은 병렬로 접속되게 되고, 공급하는 전력의 증가를 억제하는 것이 가능해진다.
또, 에칭처리 등에 의해 소용돌이 형상으로 2번 감긴 루프패턴(1)이 형성되어 있는 제 1 프린트기판(2)과 제 2 프린트기판(6)은 소정의 거리(7)를 유지하여 적층되어 있고, 제 1 프린트기판(2)과 제 2 프린트기판(6)의 거리(7)는 안테나 전체의 자계강도(안테나면에 대해서 수직방향의 자계강도)가 최대가 되도록 거리를 조정함으로써 얻어진다. 본 실시예에서는 세로 약 10㎝×가로 약 10㎝의 정사각형으로 구성되는 안테나면적에 대해서 소정의 거리(7)가 약 2㎜이다.
언뜻 보면 제 1 프린트기판(2)과 제 2 프린트기판(6)의 거리(7)를 0으로 할 경우에 안테나 전체의 자계강도가 최대가 되는 것처럼 생각되는데, 실제로는 제 1 프린트기판(2)상에 형성된 제 1 루프패턴(1)이 갖는 자기인덕턴스, 제 2 프린트기판(6)상에 형성된 제 2 루프패턴(5)이 갖는 자기인덕턴스, 및 제 1 루프패턴(1)과 제 2 루프패턴(5)의 상호인덕턱스에 의한 영향 등에 기인하여 자계강도가 최대가 되는 거리가 변동한다고 생각된다.
예를 들면, 제 1 루프패턴(1)에 전류(I)가 흐름으로써 발생한 자속(Φ)이 제 2 루프패턴(5)내를 통과하면, 제 2 루프패턴(5)이 갖는 제 1 루프패턴(1)과 제 2 루프패턴(5)의 상호인덕턱스에 의해서 제 2 루프패턴(5)에 역 유도기전력이 발생하기 때문에 제 2 루프패턴(5)을 흐르는 전류(I)는 감소한다. 그로 인해 전류(I)를 흘림으로써 제 2 루프패턴(5)에서 발생하는 자계강도는 감소한다. 또한 루프패턴(5)이 형성하는 루프내를 통과하는 쇄교자속은 제 1 루프패턴(1)과 제 2 루프패턴(5)의 거리가 작을수록 커진다. 따라서, 제 1 프린트기판(2)과 제 2 프린트기판(6)의 거리(7)를 단순하게 0으로 해도 안테나 전체의 자계강도를 최대로 하는 것은 할 수 없다고 생각된다.
도 2A 및 도 2B에 나타내는 구성과 같이 루프안테나를 다층으로 적층함으로써 안테나면적에 제한이 있는 경우라도 통신거리가 커지고, 유도식 읽기 쓰기 장치에 있어서는 그 읽기 쓰기 가능한 거리가 커지는 효과를 얻을 수 있다.
본 실시예에서는 도 2A 및 도 2B에 나타낸 바와 같이 루프안테나를 2층으로 적층한 경우의 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나에 대해서 설명을 하고 있는데, 본 발명에 있어서는 루프안테나를 2층으로 적층하는 것에 한정되지 않는다. 즉, 루프안테나를 2 이상의 다층으로 적층하는 구성이라도 좋다. 본 실시예에서 나타낸 2층 이상으로 적층함으로써 더욱더 통신거리를 크게 하는 것이 가능해진다.
또, 도 2A 및 도 2B에 나타낸 제 1 루프패턴(1) 및 제 2 루프패턴(5)은 2턴의 경우의 형상을 나타냈는데, 이것에 한정하는 것은 아니다. 1턴 이상의 복수 감기의 루프패턴이라도 좋다.
또, 기판에는 접어 구부림 불가인 경질인 프린트기판을 사용하고 있는데, 예를 들면 부드러운 베이스필름(예를 들면 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)필름 등)상에 구리 등으로 배선하여 형성되는 필름기판을 사용해도 좋다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 루프안테나의 자계강도를 나타내는 도면이다.
동일 도면은 안테나면으로부터의 거리와 전계강도의 관계를 나타내고 있고, 가로축에 안테나면으로부터의 거리(단위는 ㎜)를 취하며, 세로축에 자계강도(단위는 A/m)를 취한 경우의 특성곡선이다.
동일 도면에 있어서, 실선(8)은 종래부터 이용되고 있는 예를 들면 도 1A 및 도 1B에 나타낸 루프안테나의 특성을 나타내고, 파선(9)은 본 실시예에 관련되는 안테나의 특성을 나타내고 있다. 또, 안테나면으로부터의 거리(㎜)를 나타내는 가로축과 평행으로 그어진 실선은 통신에 의해 신호의 판독이 가능한 자계강도의 최 소값(판독 하한값)을 나타내고 있다. 이 판독 하한값보다 전계강도가 밑돌면 전계전력 부족에 의해서 통신에 의한 신호의 판독이 불가능하게 되므로 판독 하한값보다 크게 자계강도가 유지되는 범위(동일 도면에 나타내는 판독 하한값 선의 상측)의 안테나면으로부터의 거리에서 통신에 의한 신호의 판독이 가능해진다.
본 실시예에 관련되는 안테나를 사용함으로써 동일 도면에 나타내는 거리(1)만큼 통신거리가 커지는 것을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 루프안테나의 구성을 나타내는 도면이다.
본 실시예에 관련되는 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나는 루프패턴이 형성된 제 1 프린트기판(10) 및 프린트기판(10)상에 에칭처리 등에 의해서 형성된 루프패턴(11)에 의해서 구성되는 제 1 층째의 루프안테나(12)와, 루프패턴이 형성된 제 2 프린트기판(13) 및 프린트기판(13)상에 에칭처리 등에 의해서 형성된 루프패턴(14)에 의해서 구성되는 제 2 층째의 루프안테나(15)와, 루프패턴이 형성된 제 3 프린트기판(16) 및 프린트기판(16)상에 에칭처리 등에 의해서 형성된 루프패턴(17)에 의해서 구성되는 제 3 층째의 루프안테나(18)와, 제 1 층째의 루프안테나(12)의 기점단자(19) 및 종점단자(20)와 제 2 층째의 루프안테나(15)의 기점단자(21) 및 종점단자(22)와 제 3 층째의 루프안테나(18)의 기점단자(23) 및 종점단자(24)가 접속되는 제 1 전환스위치(25)와, 제 2 층째의 루프안테나(15)의 기점단자(21) 및 종점단자(22)와 제 3 층째의 루프안테나(18)의 기점단자(23) 및 종점단자(24)가 접속되는 제 2 전환스위치(26)를 적어도 갖는 안테나이다.
제 1 층째의 루프안테나(12)와 제 2 층째의 루프안테나(15)와 제 3 층째의 루프안테나(18)는 소정의 간격을 유지한 상태에서 적층되어 있고, 그 간격은 안테나 전체의 자계강도(안테나면에 대해서 수직방향의 자계강도)가 최대가 되도록 거리가 조정되어 있다.
본 실시예에 나타내는 도면에서는 도시하지 않는 송신부 또는 수신부내이고, 제 1 전환스위치(25)와 제 2 전환스위치(26)를 제어하기 위해 전환제어부(28)가 각 전환스위치와 접속되어, 통신거리에 따라 각 전환스위치의 제어를 실행한다.
여기에서, 전환제어부(28)는 트랜지스터 등의 논리회로에 의해서 구성되어도 좋은데, 본 실시예에 있어서는 통신거리에 따라 각 전환스위치에 전환명령을 실행하는 기능을 갖고, 송신부 또는 수신부내에 구비되는 CPU와, CPU에 전환제어를 실행시키는 프로그램 등을 격납하는 불휘발성 메모리(예를 들면 EEPROM) 및 CPU의 연산 등에 사용하는 레지스터 또는 휘발성 메모리(예를 들면 RAM) 등에 의해서 구성된다.
또, 제 1 전환스위치(25) 및 제 2 전환스위치(26)는 예를 들면 트랜지스터 등에 의해서 구성되고, 전환제어부(28)로부터의 제어신호에 의해서 각 전환스위치의 상태가 ON상태 또는 OFF상태로 전환된다.
또, 각층의 루프안테나의 기점 및 종점은 도시하지 않는 송신부 또는 수신 부내이고, 안테나에 전력을 공급하기 위한 전력증폭기(27)가 제 1 전환스위치(25) 및 제 2 전환스위치(26)를 통하여 접속되어 있다.
제 1 전환스위치(25)를 OFF상태(따라서, 제 2 전환스위치(26)도 OFF상태)인 경우에는, 본 실시예에 관련되는 루프안테나는 제 1 층째의 루프안테나(12)만으로 구성되는 안테나가 된다(즉, 제 2 층째의 루프안테나(15) 및 제 3 층째의 루프안테나(18)는 송신부 또는 수신부로부터 회로적으로 분리된 상태가 된다).
또, 제 1 전환스위치(25)를 ON상태로 하고, 제 2 전환스위치(26)를 OFF상태로 하면 제 1 층째의 루프안테나(12) 및 제 2 층째의 루프안테나(15)가 소정의 간격을 유지한 상태에서 적층된 구성의 안테나가 된다(즉, 제 3 층째의 루프안테나(18)는 송신부 또는 수신부로부터 회로적으로 분리된 상태가 된다).
또한 제 1 전환스위치(25) 및 제 2 전환스위치(26)를 동시에 ON상태로 한 경우에는, 제 1 층째의 루프안테나(12)와 제 2 층째의 루프안테나(15)와 제 3 층째의 루프안테나(18)가 서로 소정의 간격을 유지한 상태에서 적층된 구성의 안테나가 된다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 루프안테나의 전환방식의 예를 나타내는 도면이다.
동일 도면은 통신거리 A, B, C가 A＜B＜C의 관계를 갖는 경우에 도 4에 나타낸 전환제어부(28)에 의해서 제 1 전환스위치(25) 및 제 2 전환스위치(26)를 제어하고, 루프안테나를 1층에서 3층까지의 구성으로 전환하기 위한 테이블의 예를 나타내고 있다. 또, 동일 도면에 나타내는 테이블은, 예를 들면 전환제어부(28)가 갖는 ROM에 미리 격납되고, 순차 CPU가 참조함으로써 제어된다.
도시하지 않는 센서로부터 CPU에 대해서 통신거리가 C라고 통지되면, CPU는 상기 테이블이 격납되어 있는 주소를 참조하고, 제 1 전환스위치(25)에 대해서 ON 상태가 되도록 제어신호를 보내며, 제 2 전환스위치(26)에 대해서도 ON상태가 되도록 제어신호를 보낸다. 전환제어부(28)로부터의 제어신호에 따라 제 1 전환스위치(25) 및 제 2 전환스위치(26)는 ON상태가 되고, 제 1 층째의 루프안테나(12)와 제 2 층째의 루프안테나(15)와 제 3 층째의 루프안테나(18)가 3층으로 적층되는 안테나를 구성하며, 본 실시예에서의 구성으로 최대의 통신거리를 얻을 수 있다.
마찬가지로 하여, 도시하지 않는 센서로부터 CPU에 대해서 통신거리가 B라고 통지되면, CPU는 상기 테이블이 격납되어 있는 주소를 참조하고, 제 1 전환스위치(25)에 대해서는 ON상태가 되도록 제어신호를 보내며, 제 2 전환스위치(26)에 대해서는 OFF상태가 되도록 제어신호를 보낸다. 전환제어부(28)로부터의 제어신호에 따라 제 1 전환스위치(25)는 ON상태가 되고, 제 2 전환스위치(26)는 OFF상태가 되며, 제 1 층째의 루프안테나(12)와 제 2 층째의 루프안테나(15)가 2층으로 적층되는 안테나를 구성한다.
또한 도시하지 않는 센서로부터 CPU에 대해서 통신거리가 A라고 통지되면, CPU는 상기 테이블이 격납되어 있는 주소를 참조하고, 제 1 전환스위치(25) 및 제 2 전환스위치(26)에 대해서는 OFF상태가 되도록 제어신호를 보낸다. 전환제어부(28)로부터의 제어신호에 따라 제 1 전환스위치(25) 및 제 2 전환스위치(26)는 OFF상태가 되고, 제 1 층째의 루프안테나(12)만의 안테나를 구성하며, 본 실시예에서의 구성으로 최소의 통신거리가 된다.
이상의 설명과 같이, 필요에 따라 통신거리를 변화시키는 것이 가능해지므로 전력의 소비를 더욱 작게 억제하는 것이 가능해진다. 또, 전파가 지나치게 퍼짐으 로써 다른 기기에까지 영향을 미쳐 버리는 것을 방지하는 것이 용이하게 될 수 있게 된다.
이상의 설명에 있어서, 제 1 전환스위치(25) 및 제 2 전환스위치(26)가 ON상태란 회로적으로 접속되어 있는 상태를 말하고, OFF상태란 회로적으로 미접속인 상태를 말한다.
또, 이상의 설명에서는 전환제어부(28)에 의해서 통신거리에 따라 자동적으로 안테나의 적층상태를 전환한 경우의 설명을 했는데, 자동적으로 안테나의 적층상태를 전환하는 경우에 한정되지 않는다. 예를 들면 제 1 전환스위치(25) 및 제 2 전환스위치(26)를 DIP-SWITCH 등으로 구성함으로써 수동으로 전환을 실행해도 좋다.
또, 루프안테나를 1층에서 3층까지의 구성으로 전환하기 위해 통신개시시의 초기상태는 3층 구성으로 해 두고, 통신상태나 통신거리에 따라 구성을 전환하도록 제 1 전환스위치(25) 및 제 2 전환스위치(26)를 제어해도 좋다.
본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 관련되는 루프안테나는 각 기판에 대해서 1개의 루프패턴을 형성하고, 그들 기판을 적층시킴으로써 루프안테나를 구성하는 예를 나타냈는데, 이 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 1개의 기판상에 2 이상의 루프패턴을 소정의 간격을 유지하도록 적층함으로써 루프안테나를 구성해도 좋다. 이 경우에는 각 루프패턴은 예를 들면 절연층을 통하여 적층하고, 그 절연층의 두께를 안테나 전체의 자계강도(안테나면에 대해서 수직방향의 자계강도)가 최대가 되도록 조정하면 좋다.
또, 1개의 기판의 표면측과 이면측에 루프패턴을 형성함으로써 루프안테나를 구성해도 좋다. 이 경우에는 기판의 두께를 안테나 전체의 자계강도(안테나면에 대해서 수직방향의 자계강도)가 최대가 되도록 조정하면 좋다.
또, 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 관련되는 루프안테나를 구성하는 루프패턴의 형상 및 사이즈(예를 들면 루프 전체의 사이즈나, 루프를 구성하는 도체패턴의 두께나 폭 등)는 동일한 것이 바람직한데, 이것에 한정되는 것은 아니다. 사이즈나 형상이 다소 차이가 나는 경우도 본 발명의 범위내이며 안테나면적이나 안테나로의 공급전력이 제약되는 경우라도 통신거리를 늘리는 효과를 얻을 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 어느 것인가의 형태에 의해서도 안테나면적이나 안테나로의 공급전력이 제약되는 경우라도 통신거리를 늘리는 것이 가능한 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나를 제공하는 것이 가능해진다.
Claims (5)
- 유도식 읽기 쓰기 장치에 사용하는 루프안테나로서,적어도 1회 감기 이상의 소용돌이 형상으로 형성된 2 이상의 루프패턴을 소정의 간격을 유지한 상태에서 적층하고,상기 적층된 모든 루프패턴의 각 기점을 상호 접속하며, 상기 적층된 모든 루프패턴의 각 종점을 상호 접속함으로써 상기 적층된 루프패턴이 모두 병렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나.
- 제 1 항에 있어서,1개의 기판상에는 1개의 상기 루프패턴이 형성된 2 이상의 기판을 소정의 간격으로 유지한 상태에서 적층하여 배치하는 것을 특징으로 하는 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나.
- 제 1 항에 있어서,상기 루프패턴은 1개의 기판상에 소정의 간격을 유지한 상태에서 적층하여 배치되는 것을 특징으로 하는 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나.
- 제 1 항에서 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,상기 적층된 루프패턴의 각 기점간의 접속을 선택적으로 실행하는 기점간 접 속전환부와,상기 적층된 루프패턴의 각 종점간의 접속을 선택적으로 실행하는 종점간 접속전환부를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나.
- 제 4 항에 있어서,상기 기점간 접속전환부 및 상기 종점간 접속전환부는 통신거리에 따라서 전환을 실행하는 것을 특징으로 하는 유도식 읽기 쓰기 장치용 소형 루프안테나.
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