WO2017013954A1 - アンテナ装置及びモジュール装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ユーザに自由に電磁界通信技術を利用したサービスを選択させることが可能な、アンテナ装置を提供する。 【解決手段】第１のアンテナと、前記第１のアンテナの開口面積より開口面積が小さく、前記第１のアンテナと電磁結合可能な第２のアンテナ及び前記第１のアンテナとの電磁結合によって前記第２のアンテナが生じる電流により動作するモジュールを備えるモジュール部と、を備え、前記モジュール部は前記第１のアンテナに着脱可能である、アンテナ装置が提供される。
Description
本開示は、アンテナ装置及びモジュール装置に関する。
近年、リーダライタ（または、リーダライタ機能を有する情報処理装置）と非接触式に通信可能な非接触ＩＣ（Integrated Circuit）カードが普及している。リーダライタと非接触ＩＣカードとは、例えば１３．５６ＭＨｚなど特定の周波数の磁界を搬送波として用いることにより通信を行う。具体的には、リーダライタが搬送波信号をのせた搬送波を送信し、搬送波をアンテナで受信した非接触ＩＣカードが負荷変調によって受信した搬送波信号に対する応答信号を返信することによって、リーダライタと非接触ＩＣカードとは通信を行うことができる。
また、非接触ＩＣカードは、リーダライタから発生された磁界が通信アンテナを通過するときに磁界に応じて発生する電圧（誘起電圧）を電源として駆動することができる。よって、非接触ＩＣカードは、別途の電源を必要とせずにリーダライタとの通信に係る各種処理を行うことができる。そして、ユーザが複数の非接触ＩＣカードを所持したケースも考慮した技術も提案されている（特許文献１、２等参照）。
しかし、今後はカードのような形態では無く、ユーザが体に身につけられる、いわゆるウェアラブルデバイスと言われている装置の普及が進むことが考えられる。リーダライタと非接触ＩＣカードとの非接触通信のような、電磁界通信技術をウェアラブルデバイスのような装置に適用することで、その装置の利用シーンが大きく広まる。そして、そのような装置に電磁界通信技術を適用する場合、利用するサービスをユーザが自由に選択できることが望ましい。
そこで本開示では、ユーザに自由に電磁界通信技術を利用したサービスを選択させることが可能な、新規かつ改良されたアンテナ装置及びモジュール装置を提案する。
本開示によれば、電流が流れることで磁界を発生させる第１のアンテナと、前記第１のアンテナの開口面積より開口面積が小さく、前記第１のアンテナと電磁結合可能な第２のアンテナ及び前記第１のアンテナとの電磁結合によって前記第２のアンテナが生じる電流により動作するモジュールを備えるモジュール部と、を備え、前記モジュール部は前記第１のアンテナに着脱可能である、アンテナ装置が提供される。
また本開示によれば、電流が流れることで磁界を発生させる第１のアンテナと、前記第１のアンテナの開口面積より開口面積が小さく、前記第１のアンテナと電磁結合可能な第２のアンテナ及び前記第１のアンテナとの電磁結合によって前記第２のアンテナが生じる電流により動作するモジュールを備えるモジュール部と、を備え、前記第２のアンテナの開口部は、前記第１のアンテナが発生させる磁界を通過するよう設けられる、アンテナ装置が提供される。
また本開示によれば、電流が流れることで磁界を発生させる第１のアンテナの開口面積より開口面積が小さく、前記第１のアンテナと電磁結合可能な第２のアンテナを備え、前記第１のアンテナとの電磁結合によって前記第２のアンテナが生じる電流により動作するとともに、前記第１のアンテナに着脱可能である、モジュール装置が提供される。
以上説明したように本開示によれば、ユーザに自由に電磁界通信技術を利用したサービスを選択させることが可能な、新規かつ改良されたアンテナ装置及びモジュール装置を提供することが出来る。
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．本開示の実施の形態
１．１．外観例
１．２．ＩＣモジュールの構成例
１．３．等価回路
１．４．磁界
１．５．変形例
２．まとめ
１．本開示の実施の形態
１．１．外観例
１．２．ＩＣモジュールの構成例
１．３．等価回路
１．４．磁界
１．５．変形例
２．まとめ
＜１．第１の実施形態＞
［１．１．外観例］
まず、本開示の一実施形態に係るアンテナ装置の外観例を説明する。図１は、本開示の一実施形態に係るアンテナ装置の外観例を示す説明図である。
［１．１．外観例］
まず、本開示の一実施形態に係るアンテナ装置の外観例を説明する。図１は、本開示の一実施形態に係るアンテナ装置の外観例を示す説明図である。
図１に示したように、アンテナ装置１００は、メインアンテナ１１０と、ＩＣモジュール１２０と、を備える。
メインアンテナ１１０は、本開示の第１のアンテナの一例であり、図示しないリーダライタとの間の電磁誘導により誘導電流を流すアンテナである。メインアンテナ１１０は結合部１０１によって結合と分離とが可能なよう構成される。メインアンテナ１１０が図１のように結合部１０１で結合されている状態における開口面積の大きさは特定の大きさに限定されるものでは無いが、例えばブレスレット程度の大きさであり、成人が手首に着けて余裕がある程度の大きさを有しうる。またメインアンテナ１１０のターン数は１つであってもよく２つ以上であってもよい。なおメインアンテナ１１０には、図示しないリーダライタとの間の電磁誘導のためのコンデンサが設けられる。
ＩＣモジュール１２０は、図１に示したように、例えば円筒状の形状を有する。そして筒状の形状を有するＩＣモジュール１２０は、メインアンテナ１１０が通過できるように中心に穴が開けられている。そしてＩＣモジュール１２０には、所定の巻き数を有するコイルアンテナが旋回されている。またＩＣモジュール１２０には、図示しないリーダライタとの非接触通信を行う非接触ＩＣチップが備えられている。非接触ＩＣチップはコイルアンテナと接続されている。ＩＣモジュール１２０の構造については後に詳述する。
メインアンテナ１１０は、図示しないリーダライタとの間の電磁誘導により誘導電流を流す。メインアンテナ１１０が電流を流すことでメインアンテナ１１０の周囲に磁界が発生する。メインアンテナ１１０の周囲に磁界が発生することで、ＩＣモジュール１２０に旋回されたコイルアンテナに、電磁誘導により誘導電流が流れる。なおＩＣモジュール１２０には、メインアンテナ１１０との間の電磁誘導のためのコンデンサが設けられる。
ＩＣモジュール１２０に旋回されたコイルアンテナに電流が流れると、ＩＣモジュール１２０に備えられた非接触ＩＣチップに電力が供給される。非接触ＩＣチップは、電力の供給を受けて動作し、図示しないリーダライタとの間でメインアンテナ１１０との磁界結合を介した非接触通信を実行する。
すなわち、図１に示したアンテナ装置１００は、ＩＣモジュール１２０に備えられたコイルアンテナが、リーダライタと磁界結合するのではなく、メインアンテナ１１０と磁界結合することで動作し、非接触ＩＣチップとリーダライタとの間で非接触通信を実行する装置である。
図１では、ＩＣモジュール１２０が１つだけ備えられたアンテナ装置１００を示したが、本開示は係る例に限定されるものではない。すなわち、アンテナ装置１００は、ＩＣモジュール１２０が複数備えられていても良い。ＩＣモジュール１２０が複数備えられることで、アンテナ装置１００は、それぞれの非接触ＩＣチップに対応するサービスを利用できる。また、リーダライタとそれぞれのＩＣモジュール１２０が通信するだけでなく、メインアンテナ１１０を介して、ＩＣモジュール１２０同士の非接触通信も可能である。またアンテナ装置１００は、結合部１０１によって結合と分離とが可能なよう構成されているので、メインアンテナ１１０への複数のＩＣモジュール１２０の着脱も容易である。
［１．２．ＩＣモジュールの構成例］
続いて、ＩＣモジュール１２０の構成例を説明する。図２は、アンテナ装置１００のＩＣモジュール１２０を拡大して示す説明図である。図２に示したように、ＩＣモジュール１２０は、コイルアンテナ１２１と、非接触ＩＣチップ１２２とが、モジュール本体１２３に備えられた構成を有する。
続いて、ＩＣモジュール１２０の構成例を説明する。図２は、アンテナ装置１００のＩＣモジュール１２０を拡大して示す説明図である。図２に示したように、ＩＣモジュール１２０は、コイルアンテナ１２１と、非接触ＩＣチップ１２２とが、モジュール本体１２３に備えられた構成を有する。
コイルアンテナ１２１は、本開示の第２のアンテナの一例であり、モジュール本体１２３の周囲にトロイダルコイルのような形状で旋回されるアンテナであり、メインアンテナ１１０の周囲に磁界が発生すると、電磁誘導により電流が流れる。図２では、コイルアンテナ１２１はほぼ均等な間隔となるようにモジュール本体１２３の周囲に旋回されているが、コイルアンテナ１２１の旋回の形態は係る例に限定されるものではない。
上述したように、リーダライタとの間の電磁誘導によりメインアンテナ１１０が電流を流すと、メインアンテナ１１０の周囲に磁界が発生する。メインアンテナ１１０の周囲に磁界が発生することで、モジュール本体１２３の周囲にトロイダルコイルのような形状で旋回されたコイルアンテナ１２１に、電磁誘導により誘導電流が流れる。
非接触ＩＣチップ１２２は、コイルアンテナ１２１と接続されており、コイルアンテナ１２１が電流を流すと、その電流によって動作して、リーダライタとの間で非接触通信処理を実行するチップである。
モジュール本体１２３は、例えばプラスチックで形成され、メインアンテナ１１０により貫通されるような形状を有する。またモジュール本体１２３は、メインアンテナ１１０に沿って自由に移動でき、またメインアンテナ１１０を中心に回転できるよう構成されている。モジュール本体１２３の大きさは特定のものに限定されるものではないが、モジュール本体１２３の空洞部の内径をメインアンテナ１１０の太さに近づけ、外径を長くすると、コイルアンテナ１２１の旋回している部分の開口面積が広くなり、ＩＣモジュール１２０の通信特性を向上させることが出来る。
コイルアンテナ１２１が、図２に示したようにトロイダルコイルのような形状でモジュール本体１２３に旋回されていることで、モジュール本体１２３がメインアンテナ１１０に沿って移動しても、非接触ＩＣチップ１２２とリーダライタとの通信特性に影響を及ぼすことはない。
またコイルアンテナ１２１が、図２に示したようにトロイダルコイルのような形状でモジュール本体１２３に旋回されていることで、モジュール本体１２３がメインアンテナ１１０を中心に回転しても、非接触ＩＣチップ１２２とリーダライタとの通信特性に影響を及ぼす影響は少ない。
図２に示したＩＣモジュール１２０の例では、コイルアンテナ１２１が剥き出しの状態となっているが、本開示は係る例に限定されるものではない。ＩＣモジュール１２０は、コイルアンテナ１２１を覆うカバーを備えても良い。コイルアンテナ１２１を覆うカバーの素材は、プラスチックであってもよく、金属であっても良い。コイルアンテナ１２１を覆うカバーに金属を用いたとしても、メインアンテナ１１０が発生させる磁界はカバーの内側に発生するので、金属のカバーによってコイルアンテナ１２１に流れる誘導電流に影響を及ぼすことはない。
図２に示したＩＣモジュール１２０におけるモジュール本体１２３にフェライトコアが設けられていても良い。ＩＣモジュール１２０は、モジュール本体１２３にフェライトコアを設けることでインダクタンスを増加させて、コイルアンテナ１２１のターン数を減らしても受電効率を維持または向上させることができる。
メインアンテナ１１０にＩＣモジュール１２０を複数取り付けることが可能であるが、メインアンテナ１１０にＩＣモジュール１２０を複数取り付けると、複数のＩＣチップで電力を分け合うことになり、非接触通信時の通信距離が、メインアンテナ１１０にＩＣモジュール１２０を１つだけ取り付けた状態と比較すると短くなる。
メインアンテナ１１０にＩＣモジュール１２０を複数取り付けても、複数のＩＣチップが同時に非接触通信を行うケースは稀である。従って、本開示の無効化部の一例として、例えばＩＣモジュール１２０ごとに機能を無効化する機構が設けられても良い。ＩＣモジュール１２０ごとに機能を無効化する機構としては、例えばコイルアンテナ１２１上に設けられるメカニカルスイッチ等であってもよい。メカニカルスイッチ等を用いてコイルアンテナ１２１を切断して誘導電流が流れないようにしてもよい。またＩＣモジュール１２０ごとに機能を無効化する機構としては、メカニカルスイッチ等を用いてコイルアンテナ１２１に繋がるキャパシタの容量を変化させる等して、共振周波数をずらすものであってもよい。共振周波数をずらして、メインアンテナ１１０が磁界を発生させても電磁誘導が起こらないようにすることで、ＩＣモジュール１２０ごとに機能を無効化することが可能となる。
メインアンテナ１１０とＩＣモジュール１２０の共振周波数は、各アンテナのインダクタンスか、並列接続されたコンデンサの定数の調整によって調整することができる。
例えば、メインアンテナ１１０にＩＣモジュール１２０を装着した状態（メインアンテナ１１０とＩＣモジュール１２０とが結合している状態）で、メインアンテナ１１０とＩＣモジュール１２０それぞれの共振周波数が搬送波周辺になるように調整する。あらかじめ装着するＩＣモジュールの数や特性が決まっている場合は、この方法で共振周波数を調整することが望ましい。
また例えば、メインアンテナ１１０からＩＣモジュール１２０を取り外した状態で、メインアンテナ１１０とＩＣモジュール１２０の共振周波数が搬送波周辺になるように調整する。あらかじめ装着するＩＣモジュールの数や特性が決まっていない場合は、この方法で共振周波数を調整することが望ましい。
また例えば、非接触通信を行わないダミーのモジュールをメインアンテナ１１０に装着した状態で、メインアンテナ１１０とＩＣモジュール１２０それぞれの共振周波数が搬送波周辺になるように調整する。ダミーモジュールは、ＩＣモジュール１２０がメインアンテナ１１０に装着された際の共振周波数への影響を模擬している。ダミーモジュールは、メインアンテナ１１０と結合させることにより共振周波数等の周波数特性を調整するために用いられる。ダミーモジュールは、コイルとコンデンサからなり、さらに抵抗負荷を含んでも良い。そのため、ＩＣモジュール１２０を追加する際は、ダミーモジュールとＩＣモジュール１２０を取り換えることで、共振周波数への影響なくＩＣモジュール１２０の追加ができる。ダミーのモジュールは、例えば発光するなどして非接触通信を行わないモジュールであることが利用者に分かるような構成を有しても良い。
ＩＣモジュール１２０をメインアンテナ１１０から着脱可能としたことで、本開示の一実施形態に係るアンテナ装置１００は、ＩＣモジュール１２０を物理的に追加することで追加したＩＣモジュール１２０に設けられるＩＣが対応するサービスを追加できるようになる。
非接触通信を利用した新しいサービスを利用しようとした場合、従来であれば、カードを新たに１枚持つか、所持しているカードにソフトウェア的にサービスを追加する必要があった。本開示の一実施形態に係るアンテナ装置１００は、磁界結合によりＩＣモジュール１２０をメインアンテナ１１０に接続するため、新しく追加するＩＣモジュール１２０は独立したカードよりも大幅に小型化が可能となる。
またソフトウェアでのサービスの追加や削除の場合、従来であればリーダライタやデバイスの認証等が必要になり、簡単にサービスの追加や削除が行えなかった。本開示の一実施形態に係るアンテナ装置１００は、ＩＣモジュール１２０の着脱によってサービスの選択が可能なので、ユーザがデバイスで利用できるサービスを簡単にカスタマイズできる。
ソフトウェアでのサービス追加を前提にした場合、カードには複数のサービスを保存できるだけのメモリが必要となる。この場合サービスの上限数を超えた追加は出来ない。また上限数以下のサービスしか利用しない場合は余分なメモリを待たせていることになる。本開示の一実施形態に係るアンテナ装置１００は、各サービスで１つのＩＣを使用するため、各サービスに合わせて必要最低限のメモリがＩＣモジュール１２０にあればよい。
ソフトウェアでのサービス追加では、カードの券面などハードウェアには何も変化がないため、外観でサービスの識別ができない。本開示の一実施形態に係るアンテナ装置１００は、各サービスに対応するＩＣモジュール１２０が存在するため、ユーザによる外観での識別が容易に可能となる。
［１．３．等価回路例］
続いて、図１に示したアンテナ装置１００の等価回路を示す。図３は、図１に示したアンテナ装置１００の等価回路を示す説明図である。
続いて、図１に示したアンテナ装置１００の等価回路を示す。図３は、図１に示したアンテナ装置１００の等価回路を示す説明図である。
メインアンテナ１１０は、インダクタンスＬ１のコイル及びキャパシタンスＣ１のキャパシタを有する。またＩＣモジュール１２０は、インダクタンスＬ２のコイルアンテナ１２１及びキャパシタンスＣ２のキャパシタを有する。メインアンテナ１１０とコイルアンテナ１２１との結合係数はｋ１２とする。
メインアンテナ１１０に電流が流れると磁界が発生し、メインアンテナ１１０が発生させた磁界によりコイルアンテナ１２１に誘導電流が流れる。コイルアンテナ１２１に誘導電流が流れると、非接触ＩＣチップ１２２に電力が供給され、非接触ＩＣチップ１２２の動作が可能となる。
メインアンテナ１１０単独で形成される共振回路の周波数特性のピークが無線通信の搬送波周波数の近傍となるように設計されてもよく、または無線通信の搬送波周波数より高い周波数、もしくは低い周波数になるように設計されてもよい。また、メインアンテナ１１０にＩＣモジュール１２０を装着した際の周波数特性のピークが、無線通信の搬送波周波数の近傍となるように設計されてもよい。なお、周波数特性のピークが複数生じる場合は、それらの一つが無線通信の搬送波周波数の近傍となるように設計されてもよい。
［１．４．磁界］
続いて、図１に示したアンテナ装置１００の周囲に発生する磁界を模式的に説明する。図４及び図５は、アンテナ装置１００の周囲に発生する磁界を、磁束線で模式的に示す説明図である。
続いて、図１に示したアンテナ装置１００の周囲に発生する磁界を模式的に説明する。図４及び図５は、アンテナ装置１００の周囲に発生する磁界を、磁束線で模式的に示す説明図である。
リーダライタ１０のループアンテナ１１に電流が流れると、図４に示したようにループアンテナ１１は磁界Ｈ１を発生させる。このループアンテナ１１が発生させた磁界Ｈ１がメインアンテナ１１０の開口部を通過することで、メインアンテナ１１０に誘導電流Ｉ１が流れる。図４では説明を簡略化させるために２本の磁束線のみが示されている。
メインアンテナ１１０に誘導電流Ｉ１が流れると、図５に示したようにメインアンテナ１１０は磁界Ｈ２を発生させる。図５では説明を簡略化させるために１本の磁束線のみが示されている。このメインアンテナ１１０が発生させた磁界Ｈ２が、コイルアンテナ１２１の開口部を通過することで、コイルアンテナ１２１に誘導電流Ｉ２が流れる。
図４及び図５に示したように、コイルアンテナ１２１の開口部は、メインアンテナ１１０が発生させる磁界を通過するよう設けられる。すなわち、図４及び図５に示したように、リーダライタ１０のループアンテナ１１に電流が流れ、ループアンテナ１１が発生させた磁界Ｈ１がメインアンテナ１１０の開口部を通過すると、最終的にコイルアンテナ１２１に誘導電流Ｉ２が流れる。コイルアンテナ１２１が流す誘導電流Ｉ２によって非接触ＩＣチップ１２２が動作して、リーダライタ１０と非接触ＩＣチップ１２２との間の非接触通信が行われる。
［１．５．変形例］
続いて、アンテナ装置やＩＣモジュールの変形例を説明する。
続いて、アンテナ装置やＩＣモジュールの変形例を説明する。
まずアンテナ装置の変形例を説明する。図６は、アンテナ装置２００の外観を示す説明図である。図６に示したアンテナ装置２００は、メインアンテナ２１０がプラスチックで成形されたカード２０１に形成され、ＩＣモジュール２２０が、カード２０１を挟み込むようなクリップ状に形成されている。そしてＩＣモジュール２２０は、コイルアンテナ２２１及び非接触ＩＣチップ２２２を有する。
図６に示したアンテナ装置２００は、リーダライタが発生させた磁界をメインアンテナ２１０の開口部が通過すると、メインアンテナ２１０に誘導電流が流れる。そしてメインアンテナ２１０に誘導電流が流れると、メインアンテナ２１０が発生させた磁界が、コイルアンテナ２２１の開口部を通過することで、コイルアンテナ２２１に誘導電流Ｉが流れる。
コイルアンテナ２２１に誘導電流Ｉが流れることで非接触ＩＣチップ２２２が動作して、リーダライタと非接触ＩＣチップ２２２との間の非接触通信が可能となる。
図６に示したアンテナ装置２００も、ＩＣモジュール２２０がカード２０１を挟み込むようなクリップ状に形成されているので、ＩＣモジュール２２０のカード２０１への着脱が容易となっている。従って、利用者がＩＣモジュール２２０をカード２０１へ着脱させることで、アンテナ装置２００は、それぞれのＩＣモジュール２２０に設けられた非接触ＩＣチップに対応するサービスを利用できる。
続いてＩＣモジュールの変形例を説明する。図７～図１０は、それぞれ、図１に示したメインアンテナ１１０に装着可能なＩＣモジュールの外観を示す説明図である。
図７に示したのは、モジュール本体３２３の長手方向にスリットを入れたＩＣモジュール３２０の外観例である。コイルアンテナ３２１は、図２に示したＩＣモジュール１２０と同様にモジュール本体３２３にトロイダルコイルのような形状で旋回されている。モジュール本体３２３の長手方向にスリットが入れられていることで、メインアンテナ１１０を結合部１０１で分離せずにＩＣモジュール３２０をメインアンテナ１１０に着脱させることが容易となる。またモジュール本体３２３の長手方向にスリットが入っていることで、スリット部分に金属板を挿入することによるＩＣモジュール３２０の機能の無効化の実現が可能となる。
図８に示したのは、モジュール本体４２３が球形であるＩＣモジュール４２０の外観例である。コイルアンテナ４２１は、図２に示したＩＣモジュール１２０と同様にモジュール本体４２３にトロイダルコイルのような形状で旋回されている。本開示の実施の形態に係るアンテナ装置は、モジュール本体の形状を円筒形だけでなく、例えば図８に示したように球形とすることで、アンテナ装置全体としてのデザイン性を向上させることができる。
図９に示したのは、モジュール本体５２３に偏りを持たせてコイルアンテナ５２１が旋回されているＩＣモジュール５２０の外観例である。モジュール本体５２３に偏りを持たせてコイルアンテナ５２１を旋回させる場合、図２のＩＣモジュール１２０のコイルアンテナ１２１と比べてコイルアンテナ５２１のターン数を少なくしても、図２のＩＣモジュール１２０と同等のインダクタンスを確保することができる。コイルアンテナ５２１のターン数を少なくすることでコイルアンテナ５２１全体の抵抗を少なくすることが可能になる。図９のように、モジュール本体５２３に偏りを持たせてコイルアンテナ５２１を旋回させる場合、非接触ＩＣチップ５２２にはコイルアンテナ５２１が掛からないように旋回させても良い。非接触ＩＣチップ５２２にはコイルアンテナ５２１が掛からないように旋回させることで、非接触ＩＣチップ５２２の通信性能を向上させることが出来る。
図１０に示したのは、モジュール本体６２３の形状に偏りを持たせたＩＣモジュール６２０の外観例である。モジュール本体６２３の形状に偏りを持たせることで、ＩＣモジュール６２０をメインアンテナ１１０に装着させた際に、モジュール本体６２３の重心が安定し、回転が抑えられる。モジュール本体６２３の重心が安定して回転が抑えられることで、ＩＣモジュール６２０を装着したメインアンテナ１１０をリーダライタにかざした際の、非接触ＩＣチップ６２２の通信性能の低下を抑制することができる。
本開示におけるＩＣモジュールの構造は上述したものに限定されるものでは無い。例えば、図７にはモジュール本体３２３にスリットを入れたＩＣモジュール３２０の外観例が示されているが、例えばＩＣモジュールは、モジュール本体のスリットの幅を限りなく小さくしてストッパを設けるとともに、スリットの反対側に蝶番のようなものを設けて、ストッパを外すことでメインアンテナ１１０から容易に取り外せる構造としても良い。
ここまでの例では、メインアンテナ１１０はリーダライタ１０が発生する磁界により誘導電流を流していた。続いて、バッテリを内蔵したモジュールをメインアンテナ１１０に装着することでメインアンテナ１１０に誘導電流を流し、他のモジュールに誘導電流を生じさせるアンテナ装置の例を示す。
図１１は、アンテナ装置の変形例を回路図で示す説明図である。図１１に示したアンテナ装置１００’は、バッテリ２１を内蔵したモジュール２０がメインアンテナ１１０に装着されたものである。図１１に示したアンテナ装置１００’は、ＩＣモジュール１２０の他に、無線通信を行う通信モジュール１３０、ＬＥＤにより発光する発光モジュール１４０がメインアンテナ１１０に装着された状態を回路図で示している。
通信モジュール１３０は、コイルアンテナ１３１、無線通信ＩＣチップ１３２及び無線通信アンテナ１３３を備える。通信モジュール１３０は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）による無線通信を行う。
発光モジュール１４０は、コイルアンテナ１４１及びＬＥＤ１４２を備える。発光モジュール１４０は、コイルアンテナ１４１が誘導電流を発生させるとＬＥＤ１４２が発光するモジュールである。
バッテリ２１の電力を使い動作する非接触ＩＣ２２は搬送波を発生させ、コイルアンテナ２３に電流を流す。コイルアンテナ２３に電流が流れると、コイルアンテナ２３が磁界を発生させる。コイルアンテナ２３が発生させた磁界がメインアンテナ１１０の開口部を通過すると、メインアンテナ１１０に誘導電流が流れる。と磁界が発生し、メインアンテナ１１０が発生させた磁界により、コイルアンテナ１２１、１３１、１４１に誘導電流が流れる。
コイルアンテナ１２１に誘導電流が流れることで非接触ＩＣチップ１２２に電力が供給される。同様に、コイルアンテナ１３１に誘導電流が流れることで無線通信ＩＣチップ１３２に電力が供給され、コイルアンテナ１４１に誘導電流が流れることでＬＥＤ１４２に電力が供給される。
図１１に示したアンテナ装置１００’は、このようにバッテリ２１を内蔵したモジュール２０をメインアンテナ１１０に装着することで、アンテナ装置１００’をリーダライタにかざすことなくコイルアンテナ２３が発生させた磁界によってメインアンテナ１１０に磁界を発生させることが出来る。
＜２．まとめ＞
以上説明したように本開示の一実施形態によれば、メインアンテナに着脱可能なモジュールをメインアンテナに装着した状態で、メインアンテナが発生させた磁界に応じた誘導電流によりモジュールに設けられたＩＣを動作させて、リーダライタとＩＣとの間の非接触通信や無線通信等を行うアンテナ装置が提供される。
以上説明したように本開示の一実施形態によれば、メインアンテナに着脱可能なモジュールをメインアンテナに装着した状態で、メインアンテナが発生させた磁界に応じた誘導電流によりモジュールに設けられたＩＣを動作させて、リーダライタとＩＣとの間の非接触通信や無線通信等を行うアンテナ装置が提供される。
モジュールをメインアンテナから着脱可能としたことで、本開示の一実施形態に係るアンテナ装置は、物理的にモジュールを追加することで追加したモジュールに設けられるＩＣが対応するサービスを追加できるようになる。
非接触通信を利用した新しいサービスを利用しようとした場合、従来であれば、カードを新たに１枚持つか、所持しているカードにソフトウェア的にサービスを追加する必要があった。本開示の一実施形態に係るアンテナ装置は、磁界結合によりモジュールをメインアンテナに接続するため、新しく追加するモジュールは独立したカードよりも大幅に小型化が可能となる。
またソフトウェアでのサービスの追加や削除の場合、従来であればリーダライタやデバイスの認証等が必要になり、簡単にサービスの追加や削除が行えなかった。本開示の一実施形態に係るアンテナ装置は、モジュールの着脱によってサービスの選択が可能なので、ユーザがデバイスで利用できるサービスを簡単にカスタマイズできる。
ソフトウェアでのサービス追加を前提にした場合、カードには複数のサービスを保存できるだけのメモリが必要となる。この場合サービスの上限数を超えた追加は出来ない。また上限数以下のサービスしか利用しない場合は余分なメモリを待たせていることになる。本開示の一実施形態に係るアンテナ装置は、各サービスで１つのＩＣを使用するため、各サービスに合わせて必要最低限のメモリがモジュールにあればよい。
ソフトウェアでのサービス追加では、カードの券面などハードウェアには何も変化がないため、外観でサービスの識別ができない。本開示の一実施形態に係るアンテナ装置は、各サービスにモジュールが存在するため、ユーザによる外観での識別が容易に可能となる。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
電流が流れることで磁界を発生させる第１のアンテナと、
前記第１のアンテナの開口面積より開口面積が小さく、前記第１のアンテナと電磁結合可能な第２のアンテナ及び前記第１のアンテナとの電磁結合によって前記第２のアンテナが生じる電流により動作するモジュールを備えるモジュール部と、
を備え、
前記モジュール部は前記第１のアンテナに着脱可能である、アンテナ装置。
（２）
前記モジュールは、リーダライタとの非接触通信が可能な非接触ＩＣチップである、前記（１）に記載のアンテナ装置。
（３）
前記モジュール部は、前記第１のアンテナに沿って移動可能である、前記（１）または（２）に記載のアンテナ装置。
（４）
前記第２のアンテナは、前記モジュール部の周囲で旋回される、前記（１）～（３）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（５）
前記第２のアンテナは、前記モジュール部の周囲で偏りを持たせて旋回される、前記（４）に記載のアンテナ装置。
（６）
前記モジュール部は複数備えられる、前記（１）～（５）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（７）
各前記モジュール部を独立して無効化させる無効化部をさらに備える、前記（６）に記載のアンテナ装置。
（８）
前記無効化部は、前記第２のアンテナを切断することで各前記モジュール部を無効化させるスイッチである、前記（７）に記載のアンテナ装置。
（９）
前記無効化部は、共振周波数を変化させることで各前記モジュール部を無効化させる、前記（７）に記載のアンテナ装置。
（１０）
前記モジュール部は円筒形である、前記（１）～（９）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１１）
前記モジュール部は長手方向にスリットが設けられている、前記（１０）に記載のアンテナ装置。
（１２）
前記モジュール部は球形である、前記（１）～（９）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１３）
前記第１のアンテナはカードの内部に設けられ、前記モジュール部は前記カードに着脱可能である、前記（１）～（９）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１４）
前記第１のアンテナは、リーダライタからの電波による電磁誘導により電流を生じさせる、前記（１）～（１３）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１５）
前記第１のアンテナは、前記第１のアンテナに電流を流すバッテリをさらに備える、前記（１）～（１３）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１６）
電流が流れることで磁界を発生させる第１のアンテナと、
前記第１のアンテナの開口面積より開口面積が小さく、前記第１のアンテナと電磁結合可能な第２のアンテナ及び前記第１のアンテナとの電磁結合によって前記第２のアンテナが生じる電流により動作するモジュールを備えるモジュール部と、
を備え、
前記第２のアンテナの開口部は、前記第１のアンテナが発生させる磁界を通過するよう設けられる、アンテナ装置。
（１７）
前記モジュールは、リーダライタとの非接触通信が可能な非接触ＩＣチップである、前記（１６）に記載のアンテナ装置。
（１８）
電流が流れることで磁界を発生させる第１のアンテナより開口面積が小さく、前記第１のアンテナと電磁結合可能な第２のアンテナを備え、
前記第１のアンテナとの電磁結合によって前記第２のアンテナが生じる電流により動作するとともに、前記第１のアンテナに着脱可能である、モジュール装置。
（１）
電流が流れることで磁界を発生させる第１のアンテナと、
前記第１のアンテナの開口面積より開口面積が小さく、前記第１のアンテナと電磁結合可能な第２のアンテナ及び前記第１のアンテナとの電磁結合によって前記第２のアンテナが生じる電流により動作するモジュールを備えるモジュール部と、
を備え、
前記モジュール部は前記第１のアンテナに着脱可能である、アンテナ装置。
（２）
前記モジュールは、リーダライタとの非接触通信が可能な非接触ＩＣチップである、前記（１）に記載のアンテナ装置。
（３）
前記モジュール部は、前記第１のアンテナに沿って移動可能である、前記（１）または（２）に記載のアンテナ装置。
（４）
前記第２のアンテナは、前記モジュール部の周囲で旋回される、前記（１）～（３）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（５）
前記第２のアンテナは、前記モジュール部の周囲で偏りを持たせて旋回される、前記（４）に記載のアンテナ装置。
（６）
前記モジュール部は複数備えられる、前記（１）～（５）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（７）
各前記モジュール部を独立して無効化させる無効化部をさらに備える、前記（６）に記載のアンテナ装置。
（８）
前記無効化部は、前記第２のアンテナを切断することで各前記モジュール部を無効化させるスイッチである、前記（７）に記載のアンテナ装置。
（９）
前記無効化部は、共振周波数を変化させることで各前記モジュール部を無効化させる、前記（７）に記載のアンテナ装置。
（１０）
前記モジュール部は円筒形である、前記（１）～（９）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１１）
前記モジュール部は長手方向にスリットが設けられている、前記（１０）に記載のアンテナ装置。
（１２）
前記モジュール部は球形である、前記（１）～（９）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１３）
前記第１のアンテナはカードの内部に設けられ、前記モジュール部は前記カードに着脱可能である、前記（１）～（９）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１４）
前記第１のアンテナは、リーダライタからの電波による電磁誘導により電流を生じさせる、前記（１）～（１３）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１５）
前記第１のアンテナは、前記第１のアンテナに電流を流すバッテリをさらに備える、前記（１）～（１３）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１６）
電流が流れることで磁界を発生させる第１のアンテナと、
前記第１のアンテナの開口面積より開口面積が小さく、前記第１のアンテナと電磁結合可能な第２のアンテナ及び前記第１のアンテナとの電磁結合によって前記第２のアンテナが生じる電流により動作するモジュールを備えるモジュール部と、
を備え、
前記第２のアンテナの開口部は、前記第１のアンテナが発生させる磁界を通過するよう設けられる、アンテナ装置。
（１７）
前記モジュールは、リーダライタとの非接触通信が可能な非接触ＩＣチップである、前記（１６）に記載のアンテナ装置。
（１８）
電流が流れることで磁界を発生させる第１のアンテナより開口面積が小さく、前記第１のアンテナと電磁結合可能な第２のアンテナを備え、
前記第１のアンテナとの電磁結合によって前記第２のアンテナが生じる電流により動作するとともに、前記第１のアンテナに着脱可能である、モジュール装置。
１０ ：リーダライタ
１１ ：ループアンテナ
２０ ：モジュール
２１ ：バッテリ
２３ ：コイルアンテナ
１００、１００' ：アンテナ装置
１０１ ：結合部
１１０ ：メインアンテナ
１２０ ：ＩＣモジュール
１２１ ：コイルアンテナ
１２２ ：非接触ＩＣチップ
１２３ ：モジュール本体
１１ ：ループアンテナ
２０ ：モジュール
２１ ：バッテリ
２３ ：コイルアンテナ
１００、１００' ：アンテナ装置
１０１ ：結合部
１１０ ：メインアンテナ
１２０ ：ＩＣモジュール
１２１ ：コイルアンテナ
１２２ ：非接触ＩＣチップ
１２３ ：モジュール本体
Claims (18)
- 電流が流れることで磁界を発生させる第１のアンテナと、
前記第１のアンテナの開口面積より開口面積が小さく、前記第１のアンテナと電磁結合可能な第２のアンテナ及び前記第１のアンテナとの電磁結合によって前記第２のアンテナが生じる電流により動作するモジュールを備えるモジュール部と、
を備え、
前記モジュール部は前記第１のアンテナに着脱可能である、アンテナ装置。 - 前記モジュールは、リーダライタとの非接触通信が可能な非接触ＩＣチップである、請求項１に記載のアンテナ装置。
- 前記モジュール部は、前記第１のアンテナに沿って移動可能である、請求項１に記載のアンテナ装置。
- 前記第２のアンテナは、前記モジュール部の周囲で旋回される、請求項１に記載のアンテナ装置。
- 前記第２のアンテナは、前記モジュール部の周囲で偏りを持たせて旋回される、請求項４に記載のアンテナ装置。
- 前記モジュール部は複数備えられる、請求項１に記載のアンテナ装置。
- 各前記モジュール部を独立して無効化させる無効化部を備える、請求項６に記載のアンテナ装置。
- 前記無効化部は、前記第２のアンテナを切断することで各前記モジュール部を無効化させるスイッチである、請求項７に記載のアンテナ装置。
- 前記無効化部は、共振周波数を変化させることで各前記モジュール部を無効化させる、請求項７に記載のアンテナ装置。
- 前記モジュール部は円筒形である、請求項１に記載のアンテナ装置。
- 前記モジュール部は長手方向にスリットが設けられている、請求項１０に記載のアンテナ装置。
- 前記モジュール部は球形である、請求項１に記載のアンテナ装置。
- 前記第１のアンテナはカードの内部に設けられ、前記モジュール部は前記カードに着脱可能である、請求項１に記載のアンテナ装置。
- 前記第１のアンテナは、リーダライタからの電波による電磁誘導により電流を生じさせる、請求項１に記載のアンテナ装置。
- 前記第１のアンテナに電磁誘導による電流を生じさせるバッテリモジュールをさらに備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
- 電流が流れることで磁界を発生させる第１のアンテナと、
前記第１のアンテナの開口面積より開口面積が小さく、前記第１のアンテナと電磁結合可能な第２のアンテナ及び前記第１のアンテナとの電磁結合によって前記第２のアンテナが生じる電流により動作するモジュールを備えるモジュール部と、
を備え、
前記第２のアンテナの開口部は、前記第１のアンテナが発生させる磁界を通過するよう設けられる、アンテナ装置。 - 前記モジュールは、リーダライタとの非接触通信が可能な非接触ＩＣチップである、請求項１６に記載のアンテナ装置。
- 電流が流れることで磁界を発生させる第１のアンテナの開口面積より開口面積が小さく、前記第１のアンテナと電磁結合可能な第２のアンテナを備え、
前記第１のアンテナとの電磁結合によって前記第２のアンテナが生じる電流により動作するとともに、前記第１のアンテナに着脱可能である、モジュール装置。
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