JP4930563B2

JP4930563B2 - 結合器及び通信システム

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Publication number: JP4930563B2
Application number: JP2009216629A
Authority: JP
Inventors: 拓也永井
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2029-09-18
Also published as: JP2011066744A; CN102025024A; US20110070831A1

Description

本発明は、一次アンテナを備えた通信装置に複数の二次アンテナを結合する結合器及びその通信システムに関するものである。

従来、電磁誘導方式や電波方式によって電力や信号を非接触で伝送する通信装置がある。このような通信装置として、例えば、情報を記憶可能な無線タグ回路素子に対し、情報の送受信を行なう無線タグ通信装置からなるＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（以下、ＲＦＩＤとする）システムが知られている。

このＲＦＩＤシステムは販売・流通等の業種において、製品の在庫を確かめるために定期的に行われる物品の棚卸作業や所定の物品を探索するための探索作業などに用いられる。下記特許文献１では、このような物品管理において、非接触型データキャリア端末と物品に備えられた無線タグとの情報の送受信を行ないやすくして、作業効率を改善するために、非接触型データキャリア端末に備えられた内部アンテナとは別に複数の外部アンテナを設けている。

具体的には、非接触型データキャリア端末に備えられる２つの外部アンテナを、作業用手袋の左右にそれぞれ設け、商品を両手で把持するときに、物品に設けられた無線タグと前記外部アンテナとの距離が短くなるので、識別情報などの信号の送受信を行ないやすいように構成されている。

特開２００８−２６９４００号公報

しかしながら、上記のような外部アンテナが備えられた作業用手袋を用いて無線タグとの情報の送受信を行なう場合に、非接触型データキャリア端末において、一次アンテナから出力された信号と各々の外部アンテナから送信される信号レベルが同程度でないと、外部アンテナごとに通信範囲に差異が生じてしまう。その結果、前記作業用手袋を用いて無線タグの読み取り動作を行なった場合に、右手に備えられた外部アンテナでは読める位置なのに、左手に備えられた外部アンテナでは読めないというような場合も生じる。このような場合、通常、作業者は通信範囲の相違などは意識して作業をしていないため、読み取り漏れが生じるおそれがあった。

本発明は、通信装置に備えられる一次アンテナと結合器によって結合される複数の二次アンテナの通信範囲が同程度になるようにすることができる結合器及び通信システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１発明の結合器は、通信装置に備えられた一次アンテナと、複数の二次アンテナとの間に介在される結合器であって、結合器本体を構成する基板と、前記基板の第一面側に配置される第一コイルアンテナと、前記基板の第二面側に配置される第二コイルアンテナとを有し、前記一次アンテナに対して電磁結合度が同じになるよう、前記通信装置に対して前記結合器が装着された場合に、前記第一コイルアンテナが備えられた前記第一面は、前記第二面よりも前記一次アンテナに近い面であると共に、少なくとも、前記第一コイルアンテナの開口面積が前記第二コイルアンテナの開口面積よりも小さいか、又は前記第一コイルアンテナの巻き数が前記第二コイルアンテナの巻き数よりも少なく形成したことを特徴とする。

第２発明の結合器は、上記第１発明において、前記結合器は前記第一コイルアンテナの開口部と前記第二コイルアンテナの開口部の内側に形成される窓部を有し、情報を表示するための表示手段を備えた前記通信装置に前記結合器が装着された場合に、前記通信装置に備えられた前記一次アンテナに対して、前記第一面が前記第二面よりも遠い面に設けられると、前記表示手段の一部が前記窓部から露出されないように形成したことを特徴とする。

第３発明の結合器は、通信装置に備えられた一次アンテナと、複数の二次アンテナとの間に介在される結合器であって、結合器本体を構成する基板と、前記基板の第一面側および第二面側に配置される第一コイルアンテナと、前記基板の前記第一面側および前記第二面側に配置される第二コイルアンテナとを有し、前記第一コイルアンテナは、前記第一面側に配置される第一面側第一コイルアンテナ部と前記第二面側に配置される第二面側第一コイルアンテナ部を有し、前記第二コイルアンテナは、前記第一面側に配置される第一面側第二コイルアンテナ部と前記第二面側に配置される第二面側第二コイルアンテナ部を設け、前記第一面側第一コイルアンテナ部と前記第一面側第二コイルアンテナ部は巻き数と開口面積がそれぞれ略同じであると共に、前記第二面側第一コイルアンテナ部と前記第二面側第二コイルアンテナ部は巻き数と開口面積はそれぞれ略同じであることを特徴とする。

第４発明の通信システムは、情報の送受信が可能な一次アンテナを備える通信装置と、前記一次アンテナと複数の二次アンテナとの間に介在する結合器とを備える通信システムであって、前記結合器は、結合器本体を構成する基板と、前記基板の第一面側に配置される第一コイルアンテナと、前記基板の第二面側に配置される第二コイルアンテナとを有し、前記複数の二次アンテナのそれぞれが前記一次アンテナに対して電磁結合度が同じになるように、前記結合器は、前記通信装置に前記結合器が装着された場合に、前記第一コイルアンテナが、前記第二コイルアンテナよりも前記一次アンテナに近い面に設けられると共に、少なくとも、前記第一コイルアンテナの開口面積が前記第二コイルアンテナの開口面積よりも小さいか、又は前記第一コイルアンテナの巻き数が前記第二コイルアンテナの巻き数よりも少なく、かつ、前記第一コイルアンテナの開口部と前記第二コイルアンテナの開口部より内側に形成される窓部を有すると共に、情報を表示するための表示手段を備えた前記通信装置に前記結合器が装着された場合に、前記通信装置に備えられた前記一次アンテナに対して、前記第一面が前記第二面よりも遠い面に設けられると、前記表示手段の一部が前記窓部から露出されないように形成したことを特徴とする通信システム。

請求項１に係る発明の結合器によれば、一次アンテナと結合器によって結合される複数の二次アンテナにおいて、各二次アンテナの通信範囲を同程度にすることができる。そのため、例えば、作業者がこの通信システムを用いて無線タグの読み取り作業を行なうような場合に、各二次アンテナの通信範囲が異なることによる読み取り漏れが軽減できる。

また、請求項１に係る発明の結合器によれば、前記通信装置に備えられる一次アンテナからの距離が、第一コイルアンテナと第二コイルアンテナで異なるような場合であっても、第一コイルアンテナと第二コイルアンテナのそれぞれに対応する二次アンテナの通信範囲を同程度にすることができる。そのため、例えば、作業者がこの通信システムを用いて無線タグの読み取り作業を行なうような場合に、各二次アンテナの通信範囲が異なることによる読み取り漏れが軽減できる。

請求項２に係る発明の結合器によれば、一次アンテナからの距離が結合器の第二面よりも第一面の方が近いことを想定して、各二次アンテナの通信範囲が同じになるように、第一コイルアンテナと第二コイルアンテナが構成されている。そのため、通信装置に結合器を装着するときに、結合器の基板の第二面側を間違えて一次アンテナに近い側に装着した場合には、二次アンテナの通信範囲に差が生じてしまう。このような場合に、通信装置の表示手段が窓部から隠れて見えなくなるので、装着の仕方を間違えていることを容易に把握することができる。

また、請求項３に係る発明の結合器によれば、結合器を構成する基板の厚みにかかわらず、第一コイルアンテナと第二コイルアンテナのそれぞれに対応する二次アンテナの通信範囲を、より確実に同程度にすることができる。そのため、例えば、作業者がこの通信システムを用いて無線タグの読み取り作業を行なうような場合に、各二次アンテナの通信範囲が異なることによる読み取り漏れが軽減できる。

請求項４に係る発明の通信システムによれば、通信装置に備えられた一次アンテナと結合器によって結合される複数の二次アンテナにおいて、各二次アンテナの通信範囲を同程度にすることができる。そのため、例えば、作業者がこの通信システムを用いて無線タグの読み取り作業を行なうような場合に、各二次アンテナの通信範囲が異なることによる読み取り漏れが軽減できる。

また、請求項４に係る発明の通信システムによれば、前記通信装置に備えられる一次アンテナからの距離が、第一コイルアンテナと第二コイルアンテナで異なるような場合であっても、第一コイルアンテナと第二コイルアンテナのそれぞれに対応する二次アンテナの通信範囲を同程度にすることができる。また、仮に、通信装置に結合器を装着するときに、結合器の基板の第二面側を間違えて一次アンテナに近い側に装着した場合には、各二次アンテナの通信範囲に差が生じてしまう。このような場合に、通信装置の表示手段が窓部から隠れて見えなくなるので、装着の仕方を間違えていることを容易に把握することができる。

本実施形態の通信システムの全体構成の一例を表すシステム構成図である。通信システムの機能ブロック図である。本実施形態の結合器の一例を表す平面図である。図３の結合器を通信装置に装着した場合の断面模式図である。結合器に発生する磁界の例を表す模式図である。本実施形態の結合器の別例を表す平面図である。図６の結合器を通信装置に装着した場合の断面模式図である。本実施形態の結合器の他の例を表す平面図である。図８の結合器の９−９線における断面摸式図である。本実施形態の結合器を通信装置に装着した場合の平面図である。変形例の結合器を通信装置に装着した場合の断面模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１及び図２の無線通信システム４００において、無線タグ通信装置１００は本発明の結合器２００が装着される通信装置の一実施形態である。前記無線タグ通信装置１００は、装置アンテナである一次アンテナ１５２を備えており、前記結合器２００によって、２つの二次アンテナ３００と電磁結合で接続され、無線タグＴと情報の送受信を行なう。

図１の無線通信システム４００は、一次アンテナ１５２と、２つの二次アンテナ３００との間に介在される結合器２００を有し、販売、流通、工場等の物品管理に用いられる（図２参照）。例えば、作業者Ｍの胸ポケットに無線タグ通信装置１００が携帯され、前記無線タグ通信装置１００に装着された結合器２００からリード線５００で接続された二次アンテナ３００が作業者の両手に備えられる。前記二次アンテナ３００は、リストバンドや作業用手袋などに設けられる。

具体的には、物品保管棚Ｓには複数の収納箱Ｂが保管されており、前記収納箱Ｂには箱毎に異なるIDを持つ無線タグＴが備えられる。また、図示しない物品が前記収納箱Ｂには複数種類収納されている。前記無線タグＴのＩＤには、前記収納箱Ｂに入った前記物品の情報（製造日、ロット番号）などが対応付けられており、作業者Ｍが収納箱Ｂから所望の物品を取り出す際に、両腕に備えられた前記二次アンテナ３００を介して前記無線タグＴのＩＤを読取る。これにより、前記収納箱Ｂから取り出した物品の情報を知ることができ、その情報が表示手段１６０に表示されたり、図示しない報知手段によって報知が行なわれたりする。

前記２つの二次アンテナ３００はそれぞれの通信範囲が同程度であるため、作業者Ｍが各二次アンテナの通信範囲を意識することなく、両腕を同じように動作させて作業を行なうことができる。また、各二次アンテナの通信範囲が異なることによる読み取り漏れを低減することができ、作業効率を上げることができる。以下、各構成について順を追って説明する。

図２において、前記無線タグ通信システム４００の構成を説明する。無線タグ通信装置１００は、前記二次アンテナ３００及び前記一次アンテナ１５２を介して無線タグＴから読み出された信号を処理する高周波回路１１２を備える。加えて、ＣＰＵ１５４、記憶手段としてのＲＡＭ１５６及びＲＯＭ１５５を有し、電気的にバスで接続されている。

前記高周波回路１１２は、無線タグＴを動作させるためのキャリア信号を発生させる。また、無線タグＴとの通信を行うために、前記ＣＰＵ１５４からの指示に基づいて無線タグＴへの送信命令を発生し、前記キャリア信号を変調して高周波信号として送信すると共に、無線タグＴにおいて変調された高周波信号を受信、復調して前記ＣＰＵ１５４に伝える。

前記ＣＰＵ１５４は、前記ＲＡＭ１５６の一時記憶機能を利用するのと並行して、前記ＲＯＭ１５５にあらかじめ記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより無線タグ通信装置１００全体の制御を行なう。また、無線タグ通信装置１００は、操作者からの指示や情報が入力されるテンキーなどの入力手段１７０、情報やメッセージを表示する表示手段１６０を備える。

前記一次アンテナ１５２は、無線タグ通信装置１００の装置本体部の表面近くに備えられる。無線タグ通信装置１００に対して、結合器２００によって二次アンテナ３００が装着されていない場合には、前記一次アンテナ１５２を介して、前記無線タグ通信装置１００は無線タグＴと通信を行なう。

前記二次アンテナ３００は、前記結合器２００によって前記無線タグ通信装置１００に装着された場合に、前記無線タグ通信システム４００として、無線タグＴと信号の送受信を行なう。本実施形態では、二次アンテナ３００は２つ設けられている。

前記結合器２００は、二次アンテナ３００が２つ設けられていることに対応して、それぞれの二次アンテナに高周波信号の送受信を行なうための第一コイルアンテナ２１０と第二コイルアンテナ２２０を有している。前記結合器２００が無線タグ通信装置１００に装着された場合に、以下のように動作する。前記一次アンテナ１５２は、受信した電波の電気エネルギーによって通信可能領域内に磁界を発生させ、この磁界に基づく相互誘導作用によって結合器２００と電磁結合する。

前記結合器２００の第一コイルアンテナ２１０と第二コイルアンテナ２２０のそれぞれは、相互誘導作用によって誘起電流が発生する。この誘起電流が、同軸ケーブルなどで接続された二次アンテナ３００に流れることで、前記高周波回路１１２からの高周波信号を供給する。前記二次アンテナ３００は、前記結合器２００から供給された高周波信号の周波数で共振して前記無線タグＴに対して高周波信号を送信する。

一方、無線タグＴからの応答信号を受信する場合には、無線タグＴの変調信号によって、前記二次アンテナ３００に流れる誘起電流が変化し、その変化が結合器２００の第一コイルアンテナ２１０又は第二コイルアンテナ２２０より発生する磁界を変化させ、相互誘導作用によって電磁結合された無線タグ通信装置１００の一次アンテナ１５２に流れる電流も変化する。この電流の変化を前記高周波回路１１２で復調し、前記ＣＰＵ１５４に受信信号として伝える。

なお、前記二次アンテナ３００の通信範囲は、前記二次アンテナ３００から出力された高周波信号が到達可能な距離によって決定される領域になる。前記第一コイルアンテナ２１０と前記第二コイルアンテナ２２０の一次アンテナ１５２に対する電磁結合の度合いが異なると、それぞれのコイルアンテナに流れる誘起電流の大きさが異なり、通信範囲に差が生じることになる。

従って、複数の二次アンテナ３００のそれぞれに対する通信範囲を同程度にするには、一次アンテナ１５２と結合器２００の各コイルアンテナ２１０，２２０の電磁結合の度合いを等しくする必要があり、そのための結合器の構成について、以下に説明する。

＜コイルアンテナの開口面積が異なる場合＞
図３及び図４を用いて本実施形態の前記結合器２００の構成を説明する。結合器２００を構成する基板２０１と、前記基板２０１の第一面１０側にプリント形成される第一コイルアンテナ２１０と（図３（ａ）参照）、前記基板２０１の第二面２０側にプリント形成される第二コイルアンテナ２２０を有する（図３（ｂ）参照）。前記第一コイルアンテナ２１０及び前記第二コイルアンテナ２２０は、端子２０６に接続された図示しないリード線を介して、それぞれに対応する２つの二次アンテナ３００ごとに接続されている。

なお、図４のように結合器２００を無線タグ通信装置１００に装着した場合に、無線タグ通信装置１００に備えられる一次アンテナ１５２に近い側の結合器２００の基板２０１の面を第一面１０、前記第一面１０よりも一次アンテナ１５２に遠くなる側の前記基板２０１の面を第二面２０とする。また、各アンテナコイルを構成する導体の太さは同程度であり、以下同様である。

ここで、図５に示すように、基板２０１の第一面１０側に形成された第一コイルアンテナ２１０と、第二面２０側に形成された第二コイルアンテナ２２０とは、基板２０１の厚みｔ分だけ一次アンテナ１５２からの距離が異なる。そのため、図５に示すように、前記一次アンテナ１５２から出力される電波信号の鎖交磁束量が前記第一面１０と前記第二面２０とで異なる。その結果、第一コイルアンテナと第二コイルアンテナが同じ構成であって、それぞれが第一面と第二面に備えられているだけでは、前記一次アンテナ１５２に対する結合度に差異が生じることになる。

本実施形態では、図３のように、一次アンテナ１５２から近い位置である第一面１０側に配置される前記第一コイルアンテナ２１０の開口部２２５の開口面積と（図３（ａ）参照）、第二面２０側に配置される前記第二コイルアンテナ２２０の開口部２２６の開口面積とでは（図３（ｂ）参照）、前記第一コイルアンテナ２１０の開口部２２５の開口面積のほうが小さくなるように形成される。

コイルアンテナの誘起電流Ｉ（Ａ）は、コイルアンテナを鎖交する磁界強度Ｈ（Ａ／ｍ）と、コイルアンテナの巻き数Ｎ、コイルアンテナの開口面積Ａ（ｍ２）の積に比例する。そのため、磁界強度の異なるアンテナコイルの誘起電流を同程度にしようとすると、例えば、各コイルアンテナの開口面積が同じ場合には、コイルアンテナの巻き数を調整する必要があり、各コイルアンテナの巻き数が同じである場合には、コイルアンテナの開口面積を調整する必要がある。

図５で示されるように、無線タグ通信装置１００の一次アンテナから発生する磁界Ｅは、第一面１０側に設けられた第一コイルアンテナ２１０と第二面側２０に設けられた第二コイルアンテナ２２０では、第一コイルアンテナ２１０の方が相対的に強くなる。そのため、磁界の強くなる前記第一コイルアンテナ２１０の開口部２２５の開口面積を、前記第二コイルアンテナ２２０の開口部２２６の開口面積よりも小さくすることで、前記第一コイルアンテナ２１０と前記第二コイルアンテナ２２０に誘起される誘起電流を同程度にすることができ、一次アンテナに対する前記第一コイルアンテナ２１０と前記第二コイルアンテナ２２０の結合度を同程度にすることができる。

なお、この場合、前記第一コイルアンテナ２１０と前記第二コイルアンテナ２２０の巻き数や、コイルアンテナを構成する導体の太さは同じであるものとする。また、前記第一コイルアンテナ２１０の開口面積の大きさと前記第二コイルアンテナ２２０の開口面積の大きさは、前記基板の厚みや前記一次アンテナとの位置関係により適宜調整される。

＜コイルアンテナの巻き数が異なる場合＞
次に、図６及び図７を用いて別の実施形態の前記結合器２００Ａの構成を説明する。図３及び図４と同じ符号のものは同じ構成であるものとし、説明を省略する。本実施形態では、一次アンテナ１５２から近い位置である第一面１０側に配置される前記第一コイルアンテナ２１０Ａの巻き数と（図６（ａ）参照）、第二面２０側に配置される前記第二コイルアンテナ２２０Ａの巻き数とでは（図６（ｂ）参照）、前記第一コイルアンテナ２１０Ａのコイルの巻き数の方が、前記第二コイルアンテナ２２０Ａの巻き数よりも少なく形成されている。なお、コイルアンテナの開口部２２５Ａ及び開口部２２６Ａのそれぞれの開口面積は同じとする。

前述の図５を用いて説明したように、無線タグ通信装置１００の一次アンテナ１５２からの電波信号により発生する磁界Ｅは、前記第一面１０側と前記第二面２０側とでは、前記第一面１０側の方が強くなる。そのため、相対的に磁界の強くなる前記第一コイルアンテナ２１０Ａの巻き数を前記第二コイルアンテナ２２０Ａの巻き数よりも少なくして、前記第一コイルアンテナ２１０Ａと前記第二コイルアンテナ２２０Ａに誘起される誘起電流を同程度にする。これにより、一次アンテナに対する前記第一コイルアンテナ２１０Ａと前記第二コイルアンテナ２２０Ａの結合度を同程度にすることができる。

なお、この場合、前記第一コイルアンテナ２１０Ａの開口部２２５Ａと前記第二コイルアンテナ２２０Ａの開口部２２６Ａの開口面積や、コイルアンテナを構成する導体の太さは同じであるものとする。また、前記第一コイルアンテナ２１０Ａの巻き数と前記第二コイルアンテナ２２０Ａの巻き数は、前記基板の厚みや前記一次アンテナとの位置関係により適宜調整される。

＜第一コイルアンテナと第二コイルアンテナが第一面と第二面の両方に設けられる場合＞
次に、図８及び図９を用いて別の実施形態の結合器２００Ｂの構成を説明する。図３及び図４と同じ符号のものは同じ構成であるものとし、説明を省略する。本実施形態では、図９に示すように、第一コイルアンテナ２１０Ｂは、結合器２００Ｂが装着された場合に、一次アンテナ１５２から近い位置に備えられる面である第一面１０側に配置される第一面側第一コイルアンテナ部２１１と（図８（ａ）参照）、貫通孔３０より引き出されて第二面側に配置される第二面側第一コイルアンテナ部２１２を有している（図８（ｂ）参照）。

また、図９において、第二コイルアンテナ２２０Ｂは、前記第一面１０側に配置される前記第一面側第二コイルアンテナ部２２１と（図８（ａ）参照）、貫通孔３１より引き出されて前記第二面側に配置される第二面側第２コイルアンテナ部２２２とを有している（図８（ｂ）参照）。加えて、前記第一面側第一コイルアンテナ部２１１と第二面側第二コイルアンテナ部２２２は巻き数と開口面積２２５Ｂ、２２６Ｂがそれぞれ略同じであり、前記第二面側第一コイルアンテナ部２１２と前記第二面側アンテナコイル部２１２は巻き数と開口面積２２５Ｂ、２２６Ｂはがそれぞれ略同じになるように構成されている。

前述のように、前記無線タグ通信装置１００の一次アンテナ１５２から発生する磁界の強さは、第一面１０側と第二面２０側で異なるが、第一コイルアンテナ２１０Ｂは、前記第一面側第一コイルアンテナ部２１１と前記第二面側第一コイルアンテナ部２１２を有する。また、第二コイルアンテナ２２０Ｂは、前記第一面側第二コイルアンテナ部２２１と前記第二面側第２コイルアンテナ部２２２を有する。

このとき、前記第一面１０側に設けられた前記第一面側第一コイルアンテナ部２１１と前記第一面側第二コイルアンテナ部２２１は面積及びコイルの巻き数がほぼ等しく、一次アンテナ１５２からの距離も等しいため誘起電流の量がほぼ同程度になる。また、前記第二面２０側に設けられた前記第二面側第一コイルアンテナ部２１２と前記第二面側第２コイルアンテナ部２２２も同様に誘起電流の量がほぼ同程度になる。そのため、前記第一コイルアンテナ２１０Ｂと前記第二コイルアンテナ２２０Ｂに誘起される誘起電電流を同程度にすることができる。

これにより、より確実に前記第一コイルアンテナ２１０Ｂと前記第二コイルアンテナ２２０Ｂの誘起電流を同程度にすることができ、一次アンテナ１５２から出力された高周波信号を複数の二次アンテナ３００それぞれに同程度の通信範囲で送信することができる。

続いて、図１０（ａ）を用いて前記結合器２００が前記無線タグ通信装置１００に装着された場合の構成を説明する。本実施形態の無線タグ通信装置１００は装置本体部１８０の表面に表示手段１６０を備えており、前記結合器２００を前記無線タグ通信装置１００に装着した場合に、前記結合器２００の窓部２６０から表示手段１６０の全体が露出する。なお、表示手段１６０の近くに前記一次アンテナ１５２が配置されているものとする。

前記窓部２６０は結合器２００に備えられた図示しない第一コイルアンテナの開口部と、第二コイルアンテナ２２０の開口部２２６の内側に形成されている。一例として、無線タグ通信装置１００、表示手段１６０及び結合器２００の窓部２６０について、図１０における左右方向の位置関係は次のようになっている。また、図１０では前記窓部２６０を太線で示している。

無線タグ通信装置１００の装置本体部１８０の左端部１８２から表示手段１６０の左端部１６２までの距離Ｌ３、前記装置本体部１８０の右端部１８１から表示手段１６０の右端部１６１までの距離Ｌ３とする。また、窓部２６０の左端部２６２から結合器２００の左端部２３２までの距離Ｌ１、前記窓部２６０の右端部２６１から結合器２００の右端部２３１までの距離Ｌ２とすると、Ｌ３＞Ｌ１＞Ｌ２という関係になっている。

このような関係とすることで、無線タグ通信装置１００の表示手段１６０が備えられた側に対向して、前記結合器２００の基板２０１の第一面１０が装着された場合には、窓部２６０より表示手段１６０の全体が露出される。一方、前記無線タグ通信装置１００の前記表示手段１６０が備えられた側に対向して、前記結合器２００の基板２０１の第二面２０が装着された場合には、前記表示手段１６０と前記結合器２００の窓部２６０の位置関係がずれて、前記表示手段１６０の一部が前記窓部２６０から露出されないようになる（図１０（ｂ）参照）。

なお、本実施形態では、図１０において、表示手段１６０に対して、結合器２００の窓部２６０が左右方向の端部からの距離を異なるように構成したが、上下方向からの窓部２６０の端部までの距離を異ならせたりしてもよい。また、表示手段１６０と窓部２６０の形状が円形、楕円形などのときには、窓部２６０の中心位置を表示手段１６０の中心位置と異なるようにして、結合器２００を装置本体部１６０に対して所定側に対向させて配置させた場合に、表示手段１６０の全体が、前記窓部２６０から露出するようにしてもよい。

その他、表示手段１６０と窓部２６０がその他、別の形状であっても、結合器２００を装置本体部１６０に対して所定側に対向させて配置させた場合に、表示手段１６０の全体が、前記窓部２６０から露出するようにしてもよい。

＜二次アンテナが３つ以上ある場合＞
上述の例では、二次アンテナ３００が２つあって、それに対応して結合器２００に第一コイルアンテナ２１０と第二コイルアンテナ２２０が構成される場合について説明したが、二次アンテナ３００は３つ以上備えられていてもよい。

例えば、二次アンテナ３００が３つ備えられる場合には、図１１に示されるように、結合器２００Ｃは多層基板２０１Ａで構成されており、無線タグ通信装置１００に備えられる一次アンテナ１５２に近い面に第一コイルアンテナ２１０Ｃ、中間層に第二コイルアンテナ２２０Ｃ、第一面と反対の面には第三コイルアンテナ２３０Ｃが配置される。

このとき、上述のように、磁界の強さは前記一次アンテナから最も近い面である第一コイルアンテナ２１０Ｃが一番大きく、最も遠い第三コイルアンテナ２３０Ｃ側が一番小さくなる。前記第一コイルアンテナ２１０Ｃと前記第二コイルアンテナ２２０Ｃの関係、前記第二コイルアンテナ２２０Ｃと前記第三コイルアンテナ２３０Ｃの関係、前記第一コイルアンテナ２１０Ｃと前記第三コイルアンテナ２３０Ｃの関係は、前記実施形態の前記第一コイルアンテナと前記第二コイルアンテナの関係と同様である。

そのため、前記第一コイルアンテナ２１０Ｃ、前記第二コイルアンテナ２２０Ｃ、前記第三コイルアンテナ２３０Ｃに誘起される誘起電流を同程度にするために、上述したような実施形態の結合器２００における第一コイルアンテナ２１０の構成と第二コイルアンテナ２２０の構成の関係、又は、結合器２００Ａにおける第一コイルアンテナ２１０Ａの構成と第二コイルアンテナ２２０Ａの構成の関係となるように、前記第一コイルアンテナ２１０Ｃ、前記第二コイルアンテナ２２０Ｃ、前記第三コイルアンテナ２３０Ｃは形成される。

なお、基板の厚みや各面の距離に応じて、前記第一コイルアンテナ２１０Ｃ、前記第二コイルアンテナ２２０Ｃ及び前記第三コイルアンテナ２３０Ｃそれぞれの、コイルアンテナの巻き数や開口面積は決定される。

加えて、二次アンテナが３つ以上構成される場合にも、結合器に備えられる一のコイルアンテナと任意の他のコイルアンテナとの関係は上記と同様であり、一のコイルアンテナと他のコイルアンテナが上述の実施形態の構成となるように形成される。

上記実施形態において、前記第一面１０と前記第二面２０にそれぞれ所定の態様で備えられる前記第一コイルアンテナ２１０と前記第二コイルアンテナ２２０は、実質上、前記実施形態の構成となるように所定の面に設けられていれば良く、接続端子２６０への引き込みなどの都合上、その一部が他の面に設けられていても良い。

また、上記実施形態では、第一面と第二面に別々に備えられた各アンテナコイルについて誘起電流を同程度にする場合、各コイルアンテナの開口面積が同じ場合には、コイルアンテナの巻き数を、各コイルアンテナの巻き数が同じである場合には、コイルアンテナの開口面積を変化させて形成した。しかしながら、コイルアンテナの巻き数と開口面積の関係を両方を変化させて、磁界強度のより弱い位置に備えられるコイルアンテナの巻き数と開口面積の積が、磁界強度のより強い位置に備えられるコイルアンテナの巻き数と開口面積の積よりも大きくなるように、各コイルアンテナを形成しても良い。

通信装置の一例として無線タグ通信装置１００をあげて説明したが、無線通信を行う他の通信装置であってもよい。その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

Ｔ無線タグ
１００無線タグ通信装置
１５２一次アンテナ
２００結合器
３００二次アンテナ

Claims

通信装置に備えられた一次アンテナと、複数の二次アンテナとの間に介在される結合器であって、
結合器本体を構成する基板と、
前記基板の第一面側に配置される第一コイルアンテナと、
前記基板の第二面側に配置される第二コイルアンテナとを有し、
前記一次アンテナに対して電磁結合度が同じになるように、前記通信装置に対して前記結合器が装着された場合に、前記第一コイルアンテナが備えられた前記第一面は、前記第二面よりも前記一次アンテナに近い面であると共に、
少なくとも、前記第一コイルアンテナの開口面積が前記第二コイルアンテナの開口面積よりも小さいか、又は前記第一コイルアンテナの巻き数が前記第二コイルアンテナの巻き数よりも少なく形成したことを特徴とする結合器。
前記結合器は前記第一コイルアンテナの開口部と前記第二コイルアンテナの開口部の内側に形成される窓部を有し、
情報を表示するための表示手段を備えた前記通信装置に前記結合器が装着された場合に、前記通信装置に備えられた前記一次アンテナに対して、前記第一面が前記第二面よりも遠い面に設けられると、前記表示手段の一部が前記窓部から露出されないように形成したことを特徴とする請求項１に記載の結合器。
通信装置に備えられた一次アンテナと、複数の二次アンテナとの間に介在される結合器であって、
結合器本体を構成する基板と、
前記基板の第一面側および第二面側に配置される第一コイルアンテナと、
前記基板の前記第一面側および前記第二面側に配置される第二コイルアンテナとを有し、
前記第一コイルアンテナは、前記第一面側に配置される第一面側第一コイルアンテナ部と前記第二面側に配置される第二面側第一コイルアンテナ部を有し、
前記第二コイルアンテナは、前記第一面側に配置される第一面側第二コイルアンテナ部と前記第二面側に配置される第二面側第二コイルアンテナ部を設け、前記第一面側第一コイルアンテナ部と前記第一面側第二コイルアンテナ部は巻き数と開口面積がそれぞれ略同じであると共に、前記第二面側第一コイルアンテナ部と前記第二面側第二コイルアンテナ部は巻き数と開口面積はそれぞれ略同じであることを特徴とする結合器。
情報の送受信が可能な一次アンテナを備える通信装置と、
前記一次アンテナと複数の二次アンテナとの間に介在する結合器とを備える通信システムであって、
前記結合器は、結合器本体を構成する基板と、
前記基板の第一面側に配置される第一コイルアンテナと、
前記基板の第二面側に配置される第二コイルアンテナとを有し、
前記複数の二次アンテナのそれぞれが前記一次アンテナに対して電磁結合度が同じになるように、
前記結合器は、前記通信装置に前記結合器が装着された場合に、前記第一コイルアンテナが、前記第二コイルアンテナよりも前記一次アンテナに近い面に設けられると共に、少なくとも、前記第一コイルアンテナの開口面積が前記第二コイルアンテナの開口面積よりも小さいか、又は前記第一コイルアンテナの巻き数が前記第二コイルアンテナの巻き数よりも少なく、かつ、
前記第一コイルアンテナの開口部と前記第二コイルアンテナの開口部より内側に形成される窓部を有すると共に、情報を表示するための表示手段を備えた前記通信装置に前記結合器が装着された場合に、前記通信装置に備えられた前記一次アンテナに対して、前記第一面が前記第二面よりも遠い面に設けられると、前記表示手段の一部が前記窓部から露出されないように形成したことを特徴とする通信システム。