WO2006033408A1

WO2006033408A1 - ループアンテナユニット及び無線通信媒体処理装置

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Publication number: WO2006033408A1
Application number: PCT/JP2005/017516
Authority: WO
Inventors: Keisuke Maruyama; Futoshi Deguchi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2004-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2006-03-30
Also published as: GB2431053A; GB2431053A8; US20070139285A1; US7446729B2; GB0616218D0; GB2431053B

Abstract

　本発明は、設置場所の制限、特に金属構造物の影響を受けず、アンテナの共振周波数やインピーダンスの調整が不要で、設置時の利便性、拡張性に優れ、周囲からの不要なノイズに強い安定した性能を有する無線通信媒体処理装置を提供することを目的とする。　給電ループアンテナユニットに関して、給電ループアンテナの概同一平面上の外側にそれを囲むように無給電ループアンテナをドーナツ状に配置する事により、給電ループアンテナユニットに隣接して無給電ループアンテナユニットが直線状・放射状・配列状に設置された際の無給電ループアンテナユニットによる給電ループアンテナユニットへのアンテナ特性に関わる影響を抑える事ができ、無給電ループアンテナユニットを拡張・増設する際の給電ループアンテナユニットのアンテナ調整を不要とすることができる。

Description

明細書

ループアンテナユニット及び無線通信媒体処理装置

技術分野

[0001] 本発明は、商品棚などに収納される商品や書籍に貼付された非接触 ICカードや IC タグなどの無線通信媒体に電力と送信データを供給し、無線通信媒体から受信データを負荷変動により取得する無線通信媒体処理装置であって、特に自動で商品管理、書籍管理等が可能となる収納棚、展示棚などに好適に用いられるループアンテナュニット及び無線通信媒体処理装置に関する。

背景技術

[0002] 従来、 ICカードを用いたリーダライタシステムは、一般に非接触 ICカードシステムと呼ばれ、例えば 13. 56MHzの周波数帯を利用した物流システム、交通システム、商品管理、書籍管理システム等に実用化されつつある。このシステムは、 1枚の榭脂製カード上に ICチップとアンテナコイルを備えた ICカードと、この ICカードとの通信を行う読み書き部とを備え、この読み書き部にはループアンテナが備えられている。このループアンテナにより電力と送信データを常時または間欠に送信し、この電力と送信データを受信できる範囲内にある ICカードからの受信データを得るものである。

[0003] 従来の読み書き部の通信範囲を広げる手段として、一つのループアンテナでそのサイズを大きくする事が考えられる力アンテナサイズの大型化に伴、アンテナの感度が増加し、これにより周辺力もの不要なノイズの影響を受けやすくなり更に、遠方への電界の放射の増加による他の電子機器等への影響が大きくなるという課題があつた。更にアンテナサイズの大型化によりそれ自身が周辺の金属等構造物の影響を受けやすぐまた機構面での強度向上が求められ結果的に重量が重たくなる等電気的性能、機械的性能面での課題があった。

[0004] また、通信範囲を広げる別手段として、ループアンテナの近傍に閉ループ回路 (共振回路)を配置し、電磁的に結合してループアンテナで生じた磁束がその閉ループ回路 (共振回路)を貫く事で、この閉ループ回路がループアンテナのように振る舞!/、、通信範囲を広げるという工夫が提案されている。 [0005] この一例として、（特許文献 1)に記載の従来の技術におけるアンテナユニットの斜視図を図 19に示す。図 19において、発振器 108に接続されたドライバ 107を経由してアンテナ基板 102上に設けられたループアンテナ 111が接続され、その周囲に閉ループ回路 112、 121が配置された構成のアンテナユニット 101である。ループアンテナ 111から生じた磁束 113により電磁的に結合した閉ループ回路 112、 121がループアンテナ 111のように振る舞うと言うものである。

特許文献 1 :特開 2001— 85927号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] し力しながら、従来のアンテナユニット及び通信エリア拡大方法は、以下のような複数の課題を有していた。

[0007] 即ち、（特許文献 1)に記載のアンテナユニット及び通信エリア拡大方法の場合では、図 19で示した様に、アンテナユニット 101はアンテナ基板 102上に設けられたループアンテナ 111と閉ループ回路（共振回路） 112、 121からのみなる構成であり、このアンテナユニット 101が自由空間（アンテナが設置される周囲に金属等の構造物が無!、広!、空間）に設置される場合は所望の動作 (ICカード等との通信)を行うものの、これを商品管理や書籍管理等を行う収納棚や展示棚等に応用する場合、収納棚等を構成する木製、榭脂製あるいは金属製の構造物と極めて近接した所にアンテナュニット 101を配置する必要性が生じる。この場合アンテナユニット 101と収納棚等を構成する木製、榭脂製、あるいは金属製の構造物との距離が極めて短くなるためにァンテナ性能が著しく低下する。特に金属製の構造物の場合影響が大きぐループアンテナ 111および閉ループ回路（共振回路） 112、 121のアンテナインピーダンスが金属製の構造物からの影響を大きく受けて変動し、共振周波数の変動が生じたりリーダー Zライタ装置の入出力インピーダンスとインピーダンス整合が取れなくなったりし、そのたびに調整を余儀なくされる必要性が生じた。また通常のループアンテナ 11 1すなわち平衡型ループアンテナ力特に金属製の構造物に近接するとアンテナが高周波的にショート (短絡状態）に近い特性となりアンテナのインピーダンスが零に限りなく近づき調整範囲を逸脱し、後続の回路側のインピーダンス整合が取れなくなりアンテナユニット 101から ICカードに対して十分な電力供給ができなくなる。その結果、通信距離が極端に短くなつたり、通信できなくなったり、最悪の場合リーダー Zライタ装置の送信回路が壊れてしまう等の障害を生じると言う致命的な課題があった。

[0008] さらに (特許文献 1)に記載のアンテナユニット及び通信エリア拡大方法の場合では

、閉ループ回路 (共振回路）はコイルとコンデンサとを接続して構成した閉ループ回路であると記述されている。すなわちコイルとコンデンサ力も成る並列共振回路（閉回路）そのものであり、並列共振回路のインピーダンスは通常数百〜数 ΚΩのハイ'インピーダンスと高いものになっている。閉ループ回路（共振回路）がハイ'インピーダンスである事から、この閉ループ回路を流れる電流の値が小さくなる事は言うまでもない。またこの回路には、整合負荷が接続されていない為、不整合により定在波が生じ、これにより動作が不安定となりまた不整合損失が生じる事でさらに電流が小さくなり、閉ループ回路力も再放射される磁束の密度もより小さいものとなり、アンテナュニット全体の効率が非常に低くなる。

[0009] また、より通信範囲を広げる必要がある場合、さらに連続して閉ループ回路を配置しても末端の閉ループ回路へ殆んど磁束が届力なくなると言う致命的な課題があつた。

[0010] そこで、本発明は上記のような課題を解決し、取り付ける場所の周囲の金属等の構造物影響を大幅に低減し安定した読み取りと書き込み特性を満足すると共に、通信範囲を簡単な方法で広げられると言う拡張性と利便性に優れた非接触 ICカード読み書き部に関する。

課題を解決するための手段

[0011] 本発明に係る第 1の発明は、複数のループアンテナから構成されるループアンテナユニットであって、給電される第 1のループアンテナと、第 1のループアンテナを囲み、給電されない第 2のループアンテナとを有するループアンテナユニットである。この構成によれば、無給電ループアンテナを、ループアンテナユニットに隣接して設置した状態で、第 1のループアンテナのみに給電した場合に、第 1のループアンテナと無給電ループアンテナと力第 2のループアンテナがバッファとして機能しながら、相互誘導により電磁結合させることが出来る。これにより、たとえ無給電ループアンテナを複数増設した場合であっても、第 1のループアンテナの共振周波数の変動を抑制することが出来るので、ループアンテナユニットのインピーダンス整合の調整を不要とすることが出来る。

[0012] 本発明に係る第 2の発明は、上記第 1の発明であるループアンテナユニットであつて、更に、接地された金属部材を有し、第 1のループアンテナ及び第 2のループアンテナが金属部材と接続されたループアンテナユニットである。この構成によれば、ループアンテナユニットの設置場所の近辺に存在する (例えば金属製、木製、榭脂製からなる）構造物や、周辺からの不要なノイズによる、アンテナ特性に対する影響を低減させることが出来るので、基準電位 (接地電位)の変動を小さくすることが出来る。

[0013] 本発明に係る第 3の発明は、上記第 2の発明であるループアンテナユニットであつて、更に、第 1のループアンテナ及び第 2のループアンテナと、金属部材とを接続する、単一の接地線路を有するループアンテナユニットである。この構成によれば、基準電位 (接地電位）の変動を小さくするものでありながら、ループアンテナユニットの部品点数を抑制することが出来る。

[0014] 本発明に係る第 4の発明は、上記第 2ないし第 3いずれかのループアンテナュ-ットであって、更に、第 1のループアンテナ及び第 2のループアンテナと、金属部材との間に配置された磁性部材を有するループアンテナユニットである。この構成によれば、内側ループアンテナを給電した場合に、生じた磁束の多くを、磁性部材に通過させることで、金属部材に通過させないようにすることが出来、磁束の通過による渦電流を、金属部材に生じさせないようにすることが出来る。その結果、周囲の金属による影響を受けに《しながら、磁界の損失を少なくさせることで、磁界強度を向上させることが出来る。

[0015] 本発明に係る第 5の発明は、上記第 1ないし第 4いずれかのループアンテナュ-ットであって、更に、第 1のループアンテナに接続された、共振回路及び整合回路を含む第 1の回路ユニットと、第 2のループアンテナに接続された、共振回路、整合回路、及び整合負荷を含む第 2の回路ユニットとを有するループアンテナユニットである。この構成によれば、整合負荷の定数 (例えば抵抗値)を設定することによって、共振周波数が通信周波数 (例えば 13. 56MHz)力も変動しないようにすることが出来る。これにより、不整合による定在波の発生を抑制することが出来るので、安定した動作で損失の少ないアンテナを安定して動作させることが出来、その結果、電磁誘導により電磁界を再放射する、効率の高い安定した性能を確保することが出来る。

[0016] 本発明に係る第 6の発明は、上記第 1ないし第 5いずれかのループアンテナュ-ットと、ループアンテナユニットが有する第 1のループアンテナに接続され、無線通信媒体に格納された情報の読み及び書きの少なくとも一方の処理を第 1のループアンテナを介して行う、読み書き部とを備え、読み書き部からの信号電流が、第 1のループアンテナのみに給電される無線通信媒体処理装置である。この構成によれば、共振周波数の変動を抑制することが出来るループアンテナユニットを提供することが出来る。

[0017] 本発明に係る第 7の発明は、上記第 6の無線通信媒体処理装置であって、更に、給電されない第 3のループアンテナを備え、第 3のループアンテナは、第 1ないし第 5 いずれかのループアンテナユニットに隣接して配列された無線通信媒体処理装置である。この構成によれば、ループアンテナユニットのインピーダンス整合の調整を不要としながら、通信範囲を拡張することが出来る。

[0018] 本発明に係る第 8の発明は、無線通信媒体と通信を行い両端に一対の開放端部を有するループアンテナと、ループアンテナと近接して配置された金属部材を有するループアンテナユニットであって、金属部材は通信周波数の波長の略 1Z200〜1Z4 000の間隔をもってループアンテナの開放端部の一方と電気的に接続されていることを特徴とするループアンテナユニットであって、金属部材によりアンテナのインピーダンス調整を行うことができ、アンテナの基準電位 (接地電位)を安定ィ匕することが可能となり、設置場所の周囲の金属等によるアンテナ特性への影響を大きく低減できるものである。

[0019] 本発明に係る第 9の発明は、ループアンテナは、無線通信媒体に対して、電磁誘導により電力と送信データを供給し、無線通信媒体から受信データを負荷変動により取得するループアンテナであることを特徴とする上記第 8のループアンテナユニットであって、基準電位を安定させて無線通信媒体との通信を実現することができるものである。 [0020] 本発明に係る第 10の発明は、金属部材が、ループアンテナの主面と略平行に配置されて!、ることを特徴とする上記第 8乃至第 9 、ずれか記載のループアンテナュ- ットであって、アンテナ特性への影響低減を更に向上させることができるものである。

[0021] 本発明に係る第 11の発明は、ループアンテナと金属部材との間に、磁性部材が配置されていることを特徴とする上記第 8〜第 10いずれか 1記載のループアンテナュ- ットであって、磁界強度を向上させると共に、ループアンテナの薄型化を実現することができる。

[0022] 本発明に係る第 12の発明は、磁性部材は、ループアンテナの主面と略平行に配置されていることを特徴とする上記第 11記載のループアンテナユニットであって、磁界強度向上を更に強化することができるものである。

[0023] 本発明に係る第 13の発明は、磁性部材は、ループアンテナ、および金属部材との間に所定の間隔を有して配置されていることを特徴とする上記第 11乃至第 12いずれか記載のループアンテナユニットであって、相互の悪影響を防止することができるものである。

[0024] 本発明に係る第 14の発明は、金属部材の面積が、ループアンテナの開口部面積の略 1. 1倍以上であることを特徴とする上記第 8〜第 13いずれ力 1記載のループアンテナユニットであって、周囲の金属や非金属などの存在によるアンテナ特性の変化を大幅に低減するという性能を保持しつつ、そのサイズを最小とすることが可能となり、ループアンテナユニットの小型化を図ることができる。

[0025] 本発明に係る第 15の発明は、磁性部材が柔軟性を有する磁性部材であることを特徴とする上記第 11〜第 14いずれか 1記載のループアンテナユニットであって、耐衝撃性や耐久性を向上させることができるものである。

[0026] 本発明に係る第 16の発明は、一対の開放端部の一方が、金属部材に電気的に接続されると共に、不平衡型の共振回路及び整合回路の接地端子に接続され、一対の開放端部の他方が不平衡型の共振回路及び整合回路の信号端子に接続されることを特徴とする上記第 8〜第 15いずれか 1記載のループアンテナユニットであって、読み書き部の基準電位 (接地電位)の変動を大幅に小さくする事が可能となり、周辺からの不要なノイズに強い安定した性能を有するループアンテナユニットを提供するものである。

[0027] 本発明に係る第 17の発明は、一対の開放端部の一方が、無線通信媒体とデータの読み、もしくは書き、もしくは読み書きを行う読み書き部の接地端子に接続され、一対の開放端部の他方が、読み書き部の信号端子に接続されることを特徴とする上記第 8〜第 15いずれか 1記載のループアンテナユニットであって、読み書き部の基準電位 (接地電位)の変動を大幅に小さくする事が可能となり、周辺力もの不要なノイズに強い安定した性能を有するループアンテナユニットを提供するものである。

[0028] 本発明に係る第 18の発明は、ループアンテナユニットにおいて、ループアンテナ、および磁性部材、および金属部材、およびループアンテナと磁性部材の間に配置される第一の隔離部材、および磁性部材と金属部材の間に配置される第二の隔離部材が積層形成されていることを特徴とする上記第 8〜上記第 17いずれ力 1記載のループアンテナユニットであって、小型化、薄型化した給電ループアンテナユニットを提供するものである。

[0029] 本発明に係る第 19の発明は、ループアンテナが、電子基板に形成されたパターン導体より形成され、電子基板がループアンテナとして積層されることを特徴とする上記第 18記載のループアンテナユニットであって、小型化、薄型化した給電ループアンテナユニットを提供するものである。

[0030] 本発明に係る第 20の発明は、電子基板に、共振回路および整合回路が形成されていることを特徴とする上記第 19記載のループアンテナユニットであって、小型化、薄型化した給電ループアンテナユニットを提供するものである。

[0031] 本発明に係る第 21の発明は、ループアンテナユニットが収納ケースに格納されていることを特徴とする上記第 18記載のループアンテナユニットであって、小型化、薄型化した給電ループアンテナユニットを提供するものである。

[0032] 本発明に係る第 22の発明は、上記第 8〜第 17いずれか 1記載のループアンテナユニットがハウジングに格納されていることを特徴とするループアンテナユニットであつて、汎用使用が容易なループアンテナユニットとすることができるものである。

[0033] 本発明に係る第 23の発明は、複数のループアンテナユニットが、略同一平面状において、直線状、又は放射状、又は配列上に配置されていることを特徴とする上記第 8〜第 22いずれか 1記載のループアンテナユニットであって、無線通信媒体との通信範囲を拡張することができるものである。

[0034] 本発明に係る第 24の発明は、複数のループアンテナユニットには、信号電流が給電される給電ループアンテナユニットと、信号電流が非給電の無給電ループアンテナユニットが含まれることを特徴とする上記第 23記載のループアンテナユニットであつて、ループアンテナ毎の位相ずれによる誤認識を防止し、消費電力を削減しつつ、通信範囲を拡張することができるものである。

[0035] 本発明に係る第 25の発明は、複数の上記第 8〜第 24いずれか 1記載のループアンテナユニットと、無線通信媒体とデータの読み、もしくは書き、もしくは読み書きを行う読み書き部を有する無線通信媒体装置であって、複数のループアンテナユニットには、信号電流が給電される給電ループアンテナユニットと、信号電流が非給電の無給電ループアンテナユニットが含まれることを特徴とする無線通信媒体処理装置であつて、ループアンテナ毎の位相ずれによる誤認識を防止し、消費電力を削減しつつ、通信範囲を拡張することができるものである。

[0036] 本発明に係る第 26の発明は、複数のループアンテナユニットの内、給電ループアンテナユニットのみに読み書き部が接続されていることを特徴とする上記第 25記載の無線通信媒体処理装置であって、消費電力を削減し、装置全体の小型化を実現するものである。

発明の効果

[0037] 本発明の構成により、無給電ループアンテナを、ループアンテナユニットに隣接して設置した状態で、第 1のループアンテナのみに給電した場合に、第 1のループアンテナと無給電ループアンテナと力第 2のループアンテナがバッファとして機能しながら、相互誘導により電磁結合させることが出来る。これにより、たとえ無給電ループアンテナを複数増設した場合であっても、第 1のループアンテナの共振周波数の変動を抑制することが出来るので、ループアンテナユニットのインピーダンス整合の調整を不要とすることが出来る。

[0038] また、本発明の構成により、商品管理、書籍管理等を行う収納棚、展示棚などにおいて、アンテナを取り付ける場所の、収納棚等を構成する木製、榭脂製、あるいは金属製の構造物の影響を大幅に低減し安定した読み取りと書き込み特性を満足しつつ、通信範囲を簡単に拡大できる構成とし、利便性、拡張性に優れた無線通信媒体処理装置を提供する事が可能となる。

[0039] 特に、ループアンテナに金属部材を有する接地型ループアンテナユニットとしたことで、金属部材が在る状態、すなわちループアンテナの二つの開放端部の内の一端を、金属部材に電気的に接地した不平衡型のループアンテナの状態で事前にアンテナのインピーダンス調整を行うことにより、アンテナの基準電位 (接地電位)を安定化し、アンテナインピーダンスの変動を極小にすることが可能となる、よって設置場所の収納棚等を構成する木製、榭脂製、あるいは金属製の材質に関係なく周囲の構造物によるアンテナ特性への影響を無くし設置時に調整が不要であることを実現できる

[0040] この接地型ループアンテナを用いた給電ループアンテナユニットと無給電ループアンテナユニットを用意することにより、隣接するループアンテナが相互誘導により電磁結合し、無給電ループアンテナユニットの数を増やして近接配置するだけで容易に通信範囲を拡大することが可能となる。無給電ユニットも周囲の構造物によるアンテナ特性への影響を無くし設置時に調整が不要である事はいうまでもない。

[0041] また無給電ループアンテナユニットはループアンテナに共振回路、整合回路を経て整合負荷に接続された構成であるため、反射波による定在波の発生及び不整合損失の発生を抑える事が可能となり、再放射される磁束の密度もより大きいものとなり、ループアンテナユニット全体の効率が非常に高ぐ且つ安定した特性を得る事ができトータルの通信範囲を大幅に広げることが可能となる。

[0042] また、無給電ループアンテナユニットは無給電であるので、余分な消費電力の原因とならず、他の電子機器への影響も無く省電力である。また、給電ループアンテナュニット及び無給電ループアンテナユニットを積層構造にしてケースに格納することで、機器の薄型化、小型化を実現し、持ち運びや設置を容易とし、更に耐久性や耐候性を向上させて、簡単に置くだけで設置が可能となる。特に、通信範囲を変えたい場合などには特に有効であり、通信範囲の拡大を最適化することができる。

[0043] また、給電ループアンテナユニットと無給電ループアンテナユニットが格納されるケースが、薄型ケースであることで、商品棚などに容易に設置でき、商品や書籍等に組み込まれた無線通信媒体と、外部の読み書き部との通信を行うことができるようになる

[0044] これらにより、例えば、物流倉庫や販売店の在庫管理、スーパーマーケットや文具店等の陳列棚の商品管理、官公庁、事務所等の書類管理などを行うことができ、種々のシステム、アプリケーション、ビジネスに適用することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0045] [図 1] (a)本発明の実施の形態 1における第一のループアンテナユニットの斜視図、（ b)本発明の実施の形態 1における第一のループアンテナユニットの断面図

[図 2] (a)本発明の実施の形態 1における第二のループアンテナユニットの斜視図、 ( b)本発明の実施の形態 1における第二のループアンテナユニットの断面図

[図 3]本発明の実施の形態 1における第一の給電ループアンテナユニットの斜視図 [図 4]本発明の実施の形態 1における第一の無給電ループアンテナユニットの斜視図

[図 5]本発明の実施の形態 1における第一の使用例を示す斜視図

[図 6]本発明の実施の形態 1における第二の給電ループアンテナユニットの斜視図

[図 7]本発明の実施の形態 1における第二の無給電ループアンテナユニットの斜視図

[図 8]本発明の実施の形態 1における第二の使用例を示す斜視図

[図 9] (a)本発明の実施の形態 1における無線通信媒体装置の斜視図、（b)本発明の実施の形態 1における無線通信媒体装置の断面図

[図 10] (a)本発明の実施の形態 1におけるループアンテナユニットの分解図、（b)本発明の実施の形態 1におけるループアンテナユニットの側断面図

[図 11]本発明の実施の形態 2における無線通信媒体処理装置の使用例の斜視図

[図 12]本発明の実施の形態 2における無線通信媒体処理装置の第二の使用例の斜視図

[図 13] (a)本発明の実施の形態 3におけるループアンテナユニットの斜視図、（b)本発明の実施の形態 3におけるループアンテナユニットの側面図 [図 14] (a)本発明の実施の形態 4におけるループアンテナユニットを示す斜視図、（b

)本発明の実施の形態 4におけるループアンテナユニットの側面図

[図 15]本発明の実施の形態 5におけるループアンテナユニットを示す斜視図

[図 16]本発明の実施の形態 6におけるループアンテナユニットを示す斜視図

[図 17]本発明の実施の形態 7における無線通信媒体装置を示す斜視図

[図 18]本発明の実施の形態 8における無線通信媒体処理装置の使用例を示す斜視図

[図 19]従来の技術におけるアンテナユニットの斜視図

符号の説明

[0046] 2 金属部材

6 磁性部材

8 共振回路

9 整合回路

10 整合負荷

12 読み書き部

21 ノレープアンテナユニット

21a 第 1のループアンテナ（内側ループアンテナ）

21b 第 2のループアンテナ（外側ループアンテナ）

25 接地線路

30 第 1の回路ユニット

31 第 2の回路ユニット

40 無線通信媒体処理装置

41 無線通信媒体処理装置

発明を実施するための最良の形態

[0047] 以下、本発明の実施の形態について、図 1から図 18を用いて説明する。なお、本発明における無線通信媒体とは、例えば、非接触 ICカード、 ICタグ、 IDタグ、識別ラベル、 RF— IDタグ等の非接触で処理装置との通信を行うことができる媒体であり、その処理装置とは、これら無線通信媒体と通信を行う装置であり、いわゆる、リーダー、リーダーライターをいう。

[0048] (実施の形態 1)

図 1 (a)は本発明の実施の形態 1における第一のループアンテナユニットの斜視図、図 1 (b)は本発明の実施の形態 1における第一のループアンテナユニットの断面図である。

[0049] 図 1において、 1はループアンテナ、 2は金属部材である。 3はループアンテナ 1の開放端部の一端、 4はループアンテナ 1の開放端部の他端であり、 5は導電性の線材、板材、または棒材であり、ループアンテナ 1の開放端部付近と金属部材を電気的に接地している。またループアンテナ 1と金属部材 2は所望の間隔 tlを隔てて略平行に配置されている。なお、ループアンテナ 1としては、中央に開口部を備えたループ形状であればよぐその形状は、円形または略矩形または多角形のいずれであってもよい。更に、ループアンテナ 1の材質としては、導電性の金属製線材、金属製板材、金属製箔材または金属製筒材等カも適宜選択することができる。また、ループアンテナ 1のループ長は、通信周波数の波長の略 1Z10〜1Z100 (通信周波数が 13. 56 MHzの場合、 220〜2200mm)であることが好ましい。また、ループアンテナ 1と金属部材 2は略平行であることが好ま、が、略平行でなくてもよ!/、ものである。

[0050] 図 2 (a)は本発明の実施の形態 1における第二のループアンテナユニットの斜視図、図 2 (b)は本発明の実施の形態 1における第二のループアンテナユニットの断面図である。

[0051] 図 2において 6は磁性部材であり、磁性部材 6はループアンテナ 1の背面から t2、金属部材 2の前面力 t3の位置に配置され、その材質としては、シート状または板状の磁性体が用いられる。これらシート状または板状の磁性体としては、フェライトコア等を用いることもできるが、例えば、軟磁性体粉末を榭脂材料等の有機結合体内に混練した磁性体シートを用いることが軽量ィ匕を図ることができ好ましい。また、フェライト系粉末に有機溶剤などを混合させた磁性部材 6とすることで、柔軟性を確保し、耐衝撃性や耐久性を向上させることができるものである。磁性部材 6の形状は、ループアンテナ 1の開口部に相当する領域を含めて全面に配置されていてもよいが、ループアンテナ 1の形状と一致させて、ループ形状 (ドーナツ形状)とすることで、磁性体の使用量を削減できる。これは、価格的に高価な磁性体シートを用いる場合では、特に好ましい。金属部材 2は、金属製の平板を用いることができる。金属部材 2は、ループアンテナ 1よりも大き、ことが好ま、。

[0052] 更に、金属部材 2は、ループアンテナ 1に比べ、略 1. 1倍以上のサイズ (面積: W1

XW3)であれば、金属部材 2が在る状態で事前にアンテナのインピーダンス調整を行うことにより、アンテナの基準電位 (グランド電位)を安定ィ匕することが可能となり、設置場所の周囲の金属による影響でアンテナのインピーダンスの変化や共振周波数のズレ (変移)が生じる事が無く共振周波数の調整が不要となる。よって、金属部材 2のサイズを、ループアンテナ 1のサイズの少なくとも 1. 1倍程度とすれば、これらの性能を保持しつつ、そのサイズを最小とすることが可能となり、装置の小型化を図ることができる。

[0053] 図 3は本発明の実施の形態 1における第一の給電ループアンテナユニットの斜視図を示す。図中プリント基板 7上に共振回路 8、整合回路 9を設けた構成である。ループアンテナ 1の開放端部の内、導電性の線材、板材、または棒材 5の接地端子側が共振回路 8、整合回路 9のグランド側に接続され、またループアンテナ 1の開放端部の他端 4は共振回路 8、整合回路 9の信号側に接続された給電ループアンテナュ- ットである。その後同軸ケーブル 11等の伝送線路を経由して、読み書き部 12の送受信回路へ接続される。この構成にした事により、読み書き部 12の基準電位 (接地電位)の変動を大幅に小さくする事が可能となり、周辺からの不要なノイズに強い安定した性能を確保する事ができる。

[0054] 図 4は本発明の実施の形態 1における第一の無給電ループアンテナユニットの斜視図を示す。図中プリント基板 7上に共振回路 8、整合回路 9及び整合負荷 10を設けた構成である。ループアンテナ 1の開放端部の内、導電性の線材、板材、または棒材 5の接地端子側が共振回路 8、整合回路 9のグランド側に接続され、その後整合負荷 10の一端に接続され、尚且つ、ループアンテナ 1の二つの開放端部の内の他端力共振回路 8及び整合回路 9の信号側に接続された後、整合負荷 10の他端に接続されたことにより、設置場所の周囲の金属等によるアンテナ特性への影響を受けにくくするとともに、不整合による定在波の発生を抑えることで動作の安定した損失の少ないアンテナとなり、電磁誘導により電磁界を再放射する効率の高い安定した性能を確保する事ができる。

[0055] こうすることで、ループアンテナ 1は、金属部材 2の影響を受けにくいので、金属部材 2との間隔（図 1 (b)に示す tlに相当する間隔）を小さくすることが出来る。この場合、ループアンテナ 1と金属部材 2との間隔は、通信距離の低下を抑制しながら、後述する無線通信媒体装置を小型化するためには、通信周波数の波長の略 1Z200〜1 Z4000の値（通信周波数が 13. 56MHzの場合、 5. 5〜： L 10mm)が好ましい。即ち、間隔が 5. 5mm以下となると、金属部材 2に渦電流の発生量が大きくなり、その結果、磁界の損失を多くなるため、通信距離が極端に短くなる。一方、間隔が 110mm 以上にすると、ループアンテナ 1や金属部材 2を収容する筐体（図示せず)が大きくなるため、無線通信媒体装置が大型化する。

[0056] 図 5は本発明の実施の形態 1における第一の使用例を示す斜視図である。図中 13 は、図 3に示した第一の給電ループアンテナユニット、 14は図 4に示した第一の無給電ループアンテナユニットである。給電ループアンテナユニット 13の両隣に無給電ループアンテナユニット 14を配置した一例を示す。

[0057] 図 6は本発明の実施の形態 1における第二の給電ループアンテナユニットの斜視図である。

[0058] 図 7は本発明の実施の形態 1における第二の無給電ループアンテナユニットの斜視図である。

[0059] 図 8は本発明の実施の形態 1における第二の使用例を示す斜視図である。

[0060] 図 6〜図 8において、 6は磁性部材を示しループアンテナユニットの薄型化に効果を有している。

[0061] 次に、本発明の実施の形態 1における無線通信媒体処理装置のアンテナについて高周波電流の流れ、磁束の流れを含め詳しく説明する。

[0062] 図 9 (a)は本発明の実施の形態 1における無線通信媒体装置の斜視図であり、図 9

(b)は本発明の実施の形態 1における無線通信媒体装置の断面図である。

[0063] 図 9 (a)において、給電ループアンテナユニット 13の両隣に無給電ループアンテナユニット 14を 2個ずつ直線的に配置した場合を示して、る。ここで読み書き部 12の送信回路から出力された高周波の送信電力及び送信信号は、同軸ケーブル 11を経由して給電ループアンテナユニット 13の整合回路 9へ供給される、その後共振回路 8を経てループアンテナ 1へと導かれる。このとき整合回路 9の効果により、読み書き部 1 2の送信回路及び同軸ケーブル 11のインピーダンスと共振回路 8とのインピーダンス整合が充分取られる事で、定在波の発生を抑え効率良くアンテナに給電される。給電ループアンテナユニット 13のループアンテナ 1に流れる高周波電流 ilにより生じた磁束 HI及び H2は、それぞれ隣接する無給電ループアンテナユニット 14のループアンテナ 1の開口面内を貫ぐこれにより、無給電ループアンテナユニット 14のループアンテナ 1には各々、高周波電流 i2、 i4が流れ、さらに高周波電流 i2により磁束 H 3、高周波電流 i4により磁束 H5が生じる。同様に磁束 H3により高周波電流 i3、磁束 H5により高周波電流 i5が生じる。さらに高周波電流 i3により磁束 H4、高周波電流 i5 により磁束 H6が生じる。このように無給電ループアンテナユニット 14のループアンテナ 1に、共振回路 8、整合回路 9、整合負荷 10を設け不整合による定在波の発生を抑えた事により反射波の存在を無くす事で効率良くループアンテナ 1に高周波電流が流れることで、磁束の再放射が延々と続き、通信範囲の拡大に大きく寄与するものである。

[0064] 図 10 (a)は本発明の実施の形態 1におけるループアンテナユニットの分解図であり、図 10 (b)は本発明の実施の形態 1におけるループアンテナユニットの側断面図である。

[0065] 図 10 (b)から明らかなとおり、ループアンテナ（特に電子基板上に形成されると薄型化が更に促進される） 1、磁性部材 6、金属部材 2が、ループアンテナ 1と金属部材 2との間に第一の隔離部材としてのスぺーサ、ループアンテナ 1と磁性部材 6との間に第二の隔離部材としてのスぺーサを積層することで、非常に薄型のループアンテナユニットを実現できるものである。

[0066] また、電子基板上にパターン導体などでループアンテナ 1を形成する場合に、同じ電子基板上に整合回路 9や共振回路 8も形成することで、更なる薄型化を実現することがでさるちのである。

[0067] 更に、電子基板上に、共振回路 8及び整合回路 9を設ける構成により、無給電ループアンテナユニット 14においては、電子基板上に、不平衡型の共振回路 8、整合回路 9及び整合負荷 10を設ける構成にしたことにより小型化、薄型化、低価格化を図ることができると共に、給電ループアンテナユニット 13、無給電ループアンテナユニット 14とも共通の榭脂筐体が使用出来、低価格化が図れる。

[0068] また、電子基板上に作成した、ループアンテナお第一の隔離部材、磁性部材 6、第二の隔離部材、金属部材 2を、樹脂製筐体 (本体)と樹脂製筐体 (裏ブタ)で挟み込む構成にしたことにより、製造時の組み立ての容易さが増し、各素子の位置決め組み立て寸法精度が向上することによる性能のばらつきを低減することができる。

[0069] (実施の形態 2)

図 11は本発明の実施の形態 2における無線通信媒体処理装置の使用例の斜視図、図 12は本発明の実施の形態 2における無線通信媒体処理装置の第二の使用例の斜視図である。

[0070] 図 11は、その第一の使用例を示す。図中、木製、榭脂製または金属製の商品棚 1 7の上に、 ICタグ 19が添付された商品または書籍等 18等が置かれている。商品棚 1 7と商品または書籍等 18との間には、給電ループアンテナユニット 15と無給電ループアンテナユニット 16が 1対 N (N≤1)の関係で配置されている。図中上段の棚には中央付近に給電ループアンテナユニット 15が、図中下段の棚にはサイドに給電ループアンテナユニット 15が配置された配置の一例である。このように金属製の商品棚 1 7に置くだけで無調整と言う利便性に優れ、通信範囲の拡張性も優れた安定した特性を有する無線通信媒体装置である。

[0071] 図 12は、その第二の使用例を示す。図 12 (a)は両側面に無給電ループアンテナユニットが垂直に配置された一例、図 12 (b)は背面に無給電ループアンテナユニットが垂直に配置された一例を示し、このように通信範囲を平面状だけでなく立体状にも簡単に拡張できると、う利点を有して、る。

[0072] (実施の形態 3)

図 13 (a)は、本発明の実施の形態 3におけるループアンテナユニットの斜視図、図 13 (b)は、本発明の実施の形態 3におけるループアンテナユニットの側面図である。

[0073] ループアンテナユニット 21は、図 13 (a)に示すように、内側ループアンテナ 21a (第 1のループアンテナ）、及び外側ループアンテナ 21b (第 2のループアンテナ）を有している。外側ループアンテナ 21bは、内側ループアンテナ 21aの外周を周回している。なお、内側ループアンテナ 21aと外側ループアンテナ 21bとは、図 13 (a)に示すように同一平面上に配置されている力外側ループアンテナ 21bが内側ループアンテナ 21aを囲む、配置関係にあれば、必ずしも同一平面上に配置する必要はない。後述するように、内側ループアンテナ 21aのみが給電される際に、内側ループアンテナ 21aと外側ループアンテナ 21bとが磁気結合すれば、これらが異なる平面上に配置させることち可會である。

[0074] また、ループアンテナユニット 21は、図 13 (a)に示すように、折り返し部 21c、金属部材 2、及び接地線路 25を有している。内側ループアンテナ 21aが有する一方の端子と、外側ループアンテナ 21bが有する一方の端子とは、折り返し部 21cを介して接続されている。折り返し部 21cは、導電性の材質からなり、その形状としては、線状、板状、棒状、いずれの形状であってもよい。折り返し部 21cは、接地線路 25を介して、金属部材 2に接続されている。接地線路 25は、折り返し部 21cと同様に、導電性の材質からなり、その形状としては、線状、板状、棒状、いずれの形状であってもよい。金属部材 2は、矩形状の板材である。内側ループアンテナ 2 la及び外側ループアンテナ 21bと、金属部材 2とは、図 13 (b)に示すように、所望の間隔 tlを隔てて略平行に配置されている。

[0075] なお、ループアンテナユニット 21を構成する、内側ループアンテナ 21a及び外側ループアンテナ 21bとしては、中央部に開口部を備えたループ形状であればよぐその形状は、円形または略矩形または多角形のいずれであってもよい。さらに、内側ループアンテナ 21a及び外側ループアンテナ 21bの材質としては、導電性の金属製線材、金属製板材、金属製箔材または金属製筒材等から適宜選択することができる。また、ループアンテナユニット 21の内側ループアンテナ 21aと外側ループアンテナ 21bのループ長は、通信周波数（例えば、 13. 56MHz)の波長の略 1Z10〜1Z100(13 . 56MHzであれば、 220〜2200mm)であることが好ましい。ループアンテナ 21a、 21bの長さの大小関係力内側ループアンテナ 21aく外側ループアンテナ 21bの関係であることは言うまでもな!/、。 [0076] また、内側ループアンテナ 21aは、図 13 (a)に示すように、 2つの端子 23a、 24aを有している。 2つの端子 23a、 24aとの間には、図示しない、共振回路及び整合回路（後述）が設けられている。具体的には、端子 23aが、共振回路及び整合回路の接地側と接続され、端子 24aが、共振回路及び整合回路の信号側と接続されている。共振回路及び整合回路は、図示しない、同軸ケーブル (後述)等の伝送線路を経由して、 RF— ID (RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION)や電子タグなどの無線通信媒体に格納された情報の読み及び書きの少なくとも一方の処理を行う、図示しない、読み書き部（後述）に接続される。

[0077] この構成にしたことにより、ループアンテナユニットの設置場所の近辺に存在する（例えば金属製、木製、榭脂製力もなる)構造物や、周辺からの不要なノイズによる、ァンテナ特性に対する影響を低減させることが出来るので、読み書き部の基準電位 (接地電位)の変動を小さくすることが出来る。

[0078] さらに、外側ループアンテナ 21bは、内側ループアンテナ 21aと同様に、 2つの端子 23b、 24bを有している。 2つの端子 23b、 24bとの間には、図示しない、共振回路、整合回路、及び整合負荷が設けられている。具体的には、端子 23bが、共振回路及び整合回路の接地側、及び整合負荷の一端に接続されている。端子 24bが、共振回路及び整合回路の信号側、及び整合負荷の他端に接続されてヽる。

[0079] この構成にぉ、て、図示しな、、後述の無給電ループアンテナ（第 3のループアンテナ）を、ループアンテナユニット 21に隣接して設置した状態で、内側ループアンテナ 21aのみに給電した場合に、内側ループアンテナ 21aと無給電ループアンテナと力外側ループアンテナ 21bがバッファとして機能しながら、相互誘導により電磁結合させることが出来る。これにより、たとえ無給電ループアンテナを複数増設した場合であっても、第 1のループアンテナの共振周波数の変動を抑制することが出来るので

、通信範囲を簡単に拡大できるものでありながら、ループアンテナユニット 21のインピ一ダンス整合調整を不要とすることが出来る。

[0080] また、ループアンテナユニット 21では、折り返しループアンテナ構造にしたことにより、打ち抜き等の加工が可能となり製造、組み立ての容易さが増し、各素子の組み立て寸法精度の向上で性能ばらつきを低減できる。また、折り返し部 21cおよび接地線路 25の中央付近を二分割し、独立した二つの接地型ループを構成しても電気的な特性に変化が無、ことは言うまでもな、。

[0081] なお、外側ループアンテナ 21bは、内側ループアンテナ 21aとしては、中央に開口部を備え、一対の開放端部を有するループ形状であればよぐその形状は円形または略矩形または多角形のいずれであってもよい。更に、内側ループアンテナ 21a及び外側ループアンテナ 2 lbの材質としては、導電性の金属製線材、金属製板材、金属製箔材または金属製筒材等力適宜選択することができる。

[0082] (実施の形態 4)

図 14 (a)は本発明の実施の形態 4におけるループアンテナユニットを示す斜視図、図 14 (b)はその側面図である。図 14では、実施の形態 4と同一の要素に同一の符号を付して、その説明を省略する。

[0083] 図 14のループアンテナユニット 21は、実施の形態 3と異なり、独立した二つの接地型ループで構成されてヽると共に、内側ループアンテナ 21a及び外側ループアンテナ 21b力矩形状に構成されている。内側ループアンテナ 21a及び外側ループアンテナ 21bそれぞれには、接地線路 25が設けられており、導電性の線材 '板材または棒材である。なお、発明の理解を容易にするために、図 14 (b)では、後述する磁性部材 6を支持する部材を省略して、る。

[0084] 内側ループアンテナ 21a及び外側ループアンテナ 21bの有する端子のうち、接地側の端子 24a、 24bが金属部材 2と電気的に接続させることによって、設置場所の周囲の金属等によるアンテナ特性への影響を受けに《することが出来る。また、内側ループアンテナ 21a及び外側ループアンテナ 21bと、金属部材 2とは、所望の間隔を隔てて略平行に配置されて、る。内側ループアンテナ 2 la及び外側ループアンテナ 21bと、金属部材と 2は、略平行であることが好ましいが、必ずしも略平行でなくてもよい。金属部材 2は金属製の平板を用いることができ、外側ループアンテナ 21bよりも大きいことが好ましい。

[0085] また、ループアンテナユニット 21、図 14に示すように、磁性部材 6を有している。磁性部材 6は、内側ループアンテナ 21a及び外側ループアンテナ 21bと、金属部材 2との間に配置されている。こうすることで、内側ループアンテナ 21aを給電した場合に、生じた磁束の多くを、磁性部材 6に通過させることで、金属部材 2に通過させないようにすることが出来、磁束の通過による渦電流を、金属部材 2に生じさせないようにすることが出来る。その結果、周囲の金属による影響を受けにくくしながら、磁界の損失を少なくさせることで、磁界強度を向上させることが出来る。

[0086] (実施の形態 5)

図 15は本発明の実施の形態 5におけるループアンテナユニットを示す斜視図である。

[0087] 実施の形態 5では、ループアンテナユニット 21は、接地側の端子 24a、 24bを接続する共通線路 21cを有している。共通線路 21cは、単一の接地線路 25を介して金属部材 2に接続されている。これ〖こより、内側ループアンテナ 21aと外側ループアンテナ 21bとで、接地線路 25を共有することが出来るので、部品点数の増加を抑制しながら、基準電位 (接地電位)の変動を小さくすることで、ループアンテナユニット 21は、周辺からの不要なノイズに強!、安定した性能を有することが出来る。

[0088] (実施の形態 6)

図 16は、本発明の実施の形態 6におけるループアンテナユニットを示す斜視図である。図 16では、実施の形態 3ないし 5と同一の要素に同一の符号を付して、その説明を省略する。

[0089] 図 16のループアンテナユニット 21は、実施の形態 4のループアンテナユニットに、共振回路、整合回路、整合負荷を接続した構成を有している。具体的には、内側ループアンテナ 21aは、図 16に示すように、第 1の回路ユニット 30を有している。第 1の回路ユニット 30は、回路基板 7を有しており、回路基板 7には、共振回路 8、及び整合回路 9が実装されている。整合回路 9は、マッチングのための回路であって、例えばコンデンサ及び抵抗の並列回路で構成される。共振回路 8、及び整合回路 9の接地側は、接地線路 25、及び端子 24aに接続されている。一方、共振回路 8、及び整合回路 9の信号側は、端子 23aに接続されている。

[0090] 外側ループアンテナ 21bは、図 16に示すように、第 2の回路ユニット 31を有している。第 2の回路ユニット 31は、回路基板 22を有している。回路基板 22には、上述した回路基板 7と同様に、共振回路 8及び整合回路 9が実装されている。共振回路 8、及び整合回路 9の接地側は、接地線路 25、及び端子 24bに接続されている。一方、共振回路 8及び整合回路 9の信号側は、端子 23bに接続されている。

[0091] また、回路基板 22には、上述した回路基板 7と異なり、共振回路 8及び整合回路 9 だけでなぐ整合負荷 10が実装されている。整合負荷 10は、チップ抵抗素子などの抵抗である。整合負荷 10の抵抗値は、給電側となる内側ループアンテナ 21aの共振周波数が通信周波数 (例えば、 13. 56MHz)力も変動しないように、予め、整合が可能な所定値 (例えば k Ωオーダの値）に設定しておく。

[0092] 例えば、ループアンテナユニットの出荷段階や設置直後に、このように抵抗値を設定しておくことで、共振周波数が通信周波数 (例えば 13. 56MHz)力変動しないようにすることが出来るので、インピーダンス整合の調整を行う必要がなくなる。これにより、不整合による定在波の発生を抑制することが出来るので、安定した動作で損失の少ないアンテナを安定して動作させることが出来、その結果、電磁誘導により電磁界を再放射する、効率の高い安定した性能を確保することが出来る。

[0093] なお、実施の形態 6では、実施の形態 4、 5と異なり、ループアンテナ 21a、 21bと金属部材 2との間に、磁性部材が設けられていない構成について説明した力実施の形態 4、 5と同様に、磁性部材を設けることも可能である。こうすることで、実施の形態 4、 5と同様の効果を奏することが出来る。

[0094] (実施の形態 7)

図 17は、本発明の実施の形態 7における無線通信媒体装置を示す斜視図である。無線通信媒体処理装置 40は、図 17に示すように、ループアンテナユニット 21と、読み書き部 12とを有している。このループアンテナユニット 21は、実施の形態 5に示したループアンテナユニット 21 (図 15参照）に、実施の形態 6に示した回路ユニット 30 、 31が接続されている。回路基板 7上に実装された共振回路 8及び整合回路 9の信号側は、同軸ケーブル等の伝送線路 11を経由して、読み書き部 12の送受信回路（図示せず）に接続されている。読み書き部 12は、 RF— IDや電子タグなどの無線通信媒体に格納された、情報の読み及び書きの少なくとも一方の処理を行う。

[0095] (実施の形態 8)

図 18は、本発明の実施の形態 8における無線通信媒体処理装置の使用例を示す斜視図である。無線通信媒体処理装置 41は、図 18に示すように、ループアンテナュニット 21と、給電されない無給電ループアンテナ（第 3のループアンテナ） 14とを有している。無給電ループアンテナ 14は、 2つ設けられており、ループアンテナユニット 2 1の両隣に隣接して配列されている。なお、無給電ループアンテナ 14は、図 16で示した外側ループアンテナ 21bと同様の構成であるので、その構成についての説明は省略する。

[0096] なお、図 18では、 2つの無給電ループアンテナ 14が設けられているが、 1つであつてもよく、あるいは、ループアンテナユニット 21の左右それぞれに複数の無給電ループアンテナ 14を配列してもよい。複数の無給電ループアンテナ 14は、図 18のように直線状に配列してもよぐあるいは、同心円状に配列してもよい。また、図 18では、無給電ループアンテナ 14を平面状に配列して、る力隣り合う無給電ループアンテナ 14を近接して配置すれば、無給電ループアンテナ 14を立体的に配列することも可能である。

[0097] このような構成で、読み書き部 12の送受信回路（図示せず)が、高周波の送信電力及び送信信号を、同軸ケーブル 11を介して整合回路 9に送信すると、高周波の送信電力及び送信信号が、共振回路 8を介して、内側ループアンテナ 21aに供給される。即ち、内側ループアンテナ 21aが給電される一方、内側ループアンテナ 21は給電されない。

[0098] こうすることで、内側ループアンテナ 21aと無給電ループアンテナ 14とは、外側ループアンテナ 21bがバッファとして機能しながら、相互誘導により電磁結合させることが出来る。これにより、たとえ無給電ループアンテナ 14を複数増設した場合であっても、内側ループアンテナの共振周波数の変動を抑制することが出来るので、通信範囲を簡単に拡張できるものでありながら、ループアンテナユニット 21のインピーダンス整合調整を不要とすることが出来る。従って、無給電ループアンテナ 14を複数増設した場合であっても、ループアンテナユニットのインピーダンス整合の調整を不要としないので、容易に通信範囲を拡張することが出来る。

[0099] また、無給電ループアンテナユニット 14は無給電であるので、余分な消費電力の原因とならず、省電力でありながら、他の電子機器に影響を与えないようにすることが出来る。

[0100] また、ループアンテナユニット及び無給電ループアンテナを積層構造にしてケースに格納することで、機器の薄型化、小型化を実現し、持ち運びや設置を容易とし、更に耐久性や耐候性を向上させて、簡単に置くだけで設置が可能となる。通信範囲を変えたい場合などには特に有効であり、通信範囲の拡大を最適化することが出来る。

[0101] ループアンテナユニットと無給電ループアンテナとが格納されるケース力薄型ケースであることで、商品棚などに容易に設置でき、商品や書籍等に組み込まれた無線通信媒体と、外部の読み書き部との通信を行うことが出来るようになる。これらにより、例えば物流倉庫や販売店の在庫管理、スーパーマーケットや文具店等の陳列棚の商品管理、官公庁、事務所等の書類管理などを行うことができ、種々のシステム' アプリケーション 'ビジネスに適用することが可能となる。

[0102] 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。例えば、通信周波数は特に 13. 56MHzである必要はなぐ HF帯（3— 30 MHz)であれば、 13. 56MHz以外の周波数であってもよい。

[0103] 本出願は、 2004年 9月 22日出願の日本特許出願（特願 2004— 275318)、 2004 年 9月 30日出願の日本特許出願（特願 2004— 287051)、及び 2005年 5月 12日出願の日本特許出願 (特願 2005— 139545)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

産業上の利用可能性

[0104] 本発明は、商品棚などに収納される非接触 ICカードや ICタグなどの無線通信媒体に電力と送信データを供給し、無線通信媒体から受信データを負荷変動により取得する無線通信媒体処理装置であって、特に自動で商品管理、書籍管理等が可能となる収納棚、展示棚以外の医薬品管理、危険物管理、貴重品管理システム等々などの、通信範囲を拡大させることが必要な用途にも適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 複数のループアンテナ力も構成されるアンテナユニットであって、

給電される第 1のループアンテナと、

前記第 1のループアンテナを囲み、給電されない第 2のループアンテナとを有するノレープアンテナユニット。

[2] 請求項 1に記載のループアンテナユニットであって、更に、

接地された金属部材を有し、

前記第 1のループアンテナ及び前記第 2のループアンテナが前記金属部材と接続されたループアンテナユニット。

[3] 請求項 2に記載のループアンテナユニットであって、更に、

前記第 1のループアンテナ及び前記第 2のループアンテナと、前記金属部材とを接続する、単一の接地線路を有するループアンテナユニット。

[4] 請求項 2または 3項記載のループアンテナユニットであって、更に、

前記第 1のループアンテナ及び前記第 2のループアンテナと、前記金属部材との間に配置された磁性部材を有するループアンテナユニット。

[5] 請求項 1ないし 4いずれ力 1項記載のループアンテナユニットであって、更に、

前記第 1のループアンテナに接続された、共振回路及び整合回路を含む第 1の回路ユニットと、

前記第 2のループアンテナに接続された、共振回路、整合回路、及び整合負荷を含む第 2の回路ユニットとを有するループアンテナユニット。

[6] 請求項 1な!、し 5 、ずれか 1項記載のループアンテナユニットと、

前記ループアンテナユニットが有する第 1のループアンテナに接続され、無線通信媒体に格納された情報の読み及び書きの少なくとも一方の処理を前記第 1のループアンテナを介して行う、読み書き部とを備え、

前記読み書き部からの信号電流が、前記第 1のループアンテナのみに給電される無線通信媒体処理装置。

[7] 請求項 6記載の無線通信媒体処理装置であって、更に、

給電されな!、第 3のループアンテナを備え、前記第 3のループアンテナは、請求項 1な!、し 5 、ずれか 1項記載のループアンテナユニットに隣接して配列された無線通信媒体処理装置。

[8] 無線通信媒体と通信を行い両端に一対の開放端部を有するループアンテナと、前記ループアンテナと近接して配置された金属部材を有するループアンテナユニットであって、

前記金属部材は通信周波数の波長の略 1Z200〜1Z4000の間隔をもって前記ループアンテナの開放端部の一方と電気的に接続されてヽることを特徴とするループアンテナユニット。

[9] 前記ループアンテナは、前記無線通信媒体に対して、電磁誘導により電力と送信データを供給し、前記無線通信媒体から受信データを負荷変動により取得するループアンテナであることを特徴とする請求項 8記載のループアンテナユニット。

[10] 前記金属部材が、前記ループアンテナの主面と略平行に配置されていることを特徴とする請求項 8乃至 9いずれか記載のループアンテナユニット。

[11] 前記ループアンテナと前記金属部材との間に、磁性部材が配置されていることを特徴とする請求項 8〜10いずれか 1記載のループアンテナユニット。

[12] 前記磁性部材は、前記ループアンテナの主面と略平行に配置されていることを特徴とする請求項 11記載のループアンテナユニット。

[13] 前記磁性部材は、前記ループアンテナ、および前記金属部材との間に所定の間隔を有して配置されてヽることを特徴とする請求項 11乃至 12 ヽずれか記載のループアンテナユニット。

[14] 前記金属部材の面積が、前記ループアンテナの開口部面積の略 1. 1倍以上であることを特徴とする請求項 8〜 13いずれか 1記載のループアンテナユニット。

[15] 前記磁性部材が柔軟性を有する磁性部材であることを特徴とする請求項 11〜14いずれ力 1記載のループアンテナユニット。

[16] 前記一対の開放端部の一方が、前記金属部材に電気的に接続されると共に、不平衡型の共振回路及び整合回路の接地端子に接続され、前記一対の開放端部の他方が前記不平衡型の共振回路及び前記整合回路の信号端子に接続されることを特徴とする請求項 8〜15いずれか 1記載のループアンテナユニット。

[17] 前記一対の開放端部の一方が、前記無線通信媒体とデータの読み、もしくは書き、もしくは読み書きを行う読み書き部の接地端子に接続され、前記一対の開放端部の他方が、前記読み書き部の信号端子に接続されることを特徴とする請求項 8〜15いずれ力 1記載のループアンテナユニット。

[18] 前記ループアンテナユニットにおいて、前記ループアンテナ、および前記磁性部材、および前記金属部材、および前記ループアンテナと前記磁性部材の間に配置される第一の隔離部材、および前記磁性部材と前記金属部材の間に配置される第二の隔離部材が積層形成されていることを特徴とする請求項 8〜 17いずれか 1記載のループアンテナユニット。

[19] 前記ループアンテナが、電子基板に形成されたパターン導体より形成され、前記電子基板が前記ループアンテナとして積層されることを特徴とする請求項 18記載のループアンテナユニット。

[20] 前記電子基板に、前記共振回路および前記整合回路が形成されて!ヽることを特徴とする請求項 19記載のループアンテナユニット。

[21] 前記ループアンテナユニットが収納ケースに格納されていることを特徴とする請求項

18記載のループアンテナユニット。

[22] 請求項 8〜17いずれか 1記載のループアンテナユニットがハウジングに格納されていることを特徴とするループアンテナユニット。

[23] 複数の前記ループアンテナユニットが、略同一平面状において、直線状、又は放射状、又は配列上に配置されていることを特徴とする請求項 8〜22いずれか 1記載のノレープアンテナユニット。

[24] 前記複数のループアンテナユニットには、信号電流が給電される給電ループアンテナユニットと、信号電流が非給電の無給電ループアンテナユニットが含まれることを特徴とする請求項 23記載のループアンテナユニット。

[25] 複数の請求項 8〜24 、ずれ力 1記載のループアンテナユニットと、

前記無線通信媒体とデータの読み、もしくは書き、もしくは読み書きを行う読み書き部を有する無線通信媒体装置であって、

前記複数のループアンテナユニットには、信号電流が給電される給電ループアンテナユニットと、信号電流が非給電の無給電ループアンテナユニットが含まれることを特徴とする無線通信媒体処理装置。

前記複数のループアンテナユニットの内、給電ループアンテナユニットのみに読み書き部が接続されていることを特徴とする請求項 25記載の無線通信媒体処理装置。