携帯通信機器及び通信装置
【課題】本発明は、良好に通信し得るようにする。
【解決手段】本発明は、携帯電話機ＨＰに基地局用アンテナ素子２９と、アレイ状に配置された複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎとを設け、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに流れる信号の重みを調節して複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの指向性を基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させるように設定することにより、基地局用アンテナ素子２９を用いた通信と複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎを用いた非接触通信とがほぼ同時に実行されても一方の通信と他方の非接触通信とが阻害されることをほぼ確実に防止することができ、かくして良好に通信し得る携帯通信機器を実現することができる。
【解決手段】本発明は、携帯電話機ＨＰに基地局用アンテナ素子２９と、アレイ状に配置された複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎとを設け、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに流れる信号の重みを調節して複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの指向性を基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させるように設定することにより、基地局用アンテナ素子２９を用いた通信と複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎを用いた非接触通信とがほぼ同時に実行されても一方の通信と他方の非接触通信とが阻害されることをほぼ確実に防止することができ、かくして良好に通信し得る携帯通信機器を実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は携帯通信機器及び通信装置に関し、例えば携帯通信機器とリーダライタとが近距離で非接触通信する非接触通信システムに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のリーダライタは、分散配置された複数のアンテナ素子を有し、これら個々のアンテナ素子から互いに位相の異なる交番電磁界を放射している。これにより従来のリーダライタは、各アンテナ素子の通信可能領域では当該通信可能領域に配置したアンテナ素子の交番電磁界を支配的にし、これら通信可能領域の外側では隣接するアンテナ素子の位相の異なる交番電磁界同士を合成して減衰させ、かくして隣接するアンテナ素子間での干渉を抑止している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１４９０５５号公報（第２頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところでかかる構成のリーダライタのように複数のアンテナ素子を有する携帯通信機器や通信装置では、これら複数のアンテナ素子の指向性を適宜調節すれば、種々の状況において良好に通信し得ると考えられる。しかしながら従来、複数のアンテナ素子を有する携帯通信機器や通信装置は、種々の状況に合わせて複数のアンテナ素子の指向性を調節して良好に通信し得るようには構成されていなかった。
【０００４】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、良好に通信し得る携帯通信機器及び通信装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を解決するため本発明においては、携帯通信機器において、基地局との通信用として第１のアンテナ素子と、通信装置との非接触通信用としてアレイ状に配置された複数の第２のアンテナ素子とを設け、複数の第２のアンテナ素子に流れる信号の重みを調節することにより、複数の第２のアンテナ素子の指向性を、当該複数の第２のアンテナ素子の配置位置に対する第１のアンテナ素子の配置方向を減衰させるように設定するようにした。
【０００６】
従って本発明では、携帯通信機器において、第１のアンテナ素子を用いた通信と複数の第２のアンテナ素子を用いた非接触通信とがほぼ同時に実行されても、互いの送信信号としての電磁波が干渉して一方の通信と他方の非接触通信とが阻害されることをほぼ確実に防止することができる。
【０００７】
また本発明においては、携帯通信機器において、通信装置との非接触通信用としてアレイ状に配置された複数のアンテナ素子を設け、通信装置に対し複数のアンテナ素子がかざされて通信装置から送信された受信信号を複数のアンテナ素子で受信したとき、当該複数のアンテナ素子による受信信号の受信結果に基づいて、複数のアンテナ素子に流れる信号の重みを調節することにより、複数のアンテナ素子の指向性を通信装置の配置方向を強めるように調節するようにした。
【０００８】
従って本発明では、携帯通信機器において、予め通信装置の配置方向を走査するような煩雑な処理を何ら行うことなく、通信装置に対し複数のアンテナ素子がかざされたとき、複数のアンテナ素子の指向性を調節して当該通信機器とのほぼ確実に通信接続を確立することができる。
【０００９】
さらに本発明においては、通信装置において、携帯通信機器との非接触通信用としてアレイ状に配置された複数のアンテナ素子を設け、複数のアンテナ素子に対し複数の携帯通信機器がかざされたとき、当該複数のアンテナ素子に流れる信号に基づいて、複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の携帯通信機器のかざし方向を検出すると共に、複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の携帯通信機器の中から通信相手としての当該携帯通信機器を選定し、当該通信相手としての携帯通信機器のかざし方向に応じて、複数のアンテナ素子に流れる信号の重みを調節することにより、複数のアンテナ素子の指向性を通信相手としての携帯通信機器のかざし方向を強めるように調節するようにした。
【００１０】
従って本発明では、通信装置において、複数のアンテナ素子に対し複数の携帯通信機器が一度にかざされても、複数のアンテナ素子の指向性を調節して通信相手の携帯通信機器とほぼ確実に通信接続することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、携帯通信機器において、基地局との通信に用いる第１のアンテナ素子と、通信装置との非接触通信に用いられ、アレイ状に配置された複数の第２のアンテナ素子とを設け、複数の第２のアンテナ素子に流れる信号の重みを調節することにより、複数の第２のアンテナ素子の指向性を、当該複数の第２のアンテナ素子の配置位置に対する第１のアンテナ素子の配置方向を減衰させるように設定するようにしたことにより、第１のアンテナ素子を用いた通信と複数の第２のアンテナ素子を用いた非接触通信とがほぼ同時に実行されても、互いの送信信号としての電磁波が干渉して一方の通信と他方の非接触通信とが阻害されることをほぼ確実に防止することができ、かくして良好に通信し得る携帯通信機器を実現することができる。
【００１２】
また本発明によれば、携帯通信機器において、通信装置との非接触通信用としてアレイ状に配置された複数のアンテナ素子を設け、通信装置に対し複数のアンテナ素子がかざされて通信装置から送信された受信信号を複数のアンテナ素子で受信したとき、当該複数のアンテナ素子による受信信号の受信結果に基づいて、複数のアンテナ素子に流れる信号の重みを調節することにより、複数のアンテナ素子の指向性を通信装置の配置方向を強めるように調節するようにしたことにより、予め通信装置の配置方向を走査するような煩雑な処理を何ら行うことなく、通信装置に対し複数のアンテナ素子がかざされたとき、複数のアンテナ素子の指向性を調節して当該通信機器とのほぼ確実に通信接続を確立することができ、かくして良好に通信し得る携帯通信機器を実現することができる。
【００１３】
さらに本発明によれば、通信装置において、携帯通信機器との非接触通信用としてアレイ状に配置された複数のアンテナ素子を設け、複数のアンテナ素子に対し複数の携帯通信機器がかざされたとき、当該複数のアンテナ素子に流れる信号に基づいて、複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の携帯通信機器のかざし方向を検出すると共に、複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の携帯通信機器の中から通信相手としての当該携帯通信機器を選定し、当該通信相手としての携帯通信機器のかざし方向に応じて、複数のアンテナ素子に流れる信号の重みを調節することにより、複数のアンテナ素子の指向性を通信相手としての携帯通信機器のかざし方向を強めるように調節するようにしたことにより、複数のアンテナ素子に対し複数の携帯通信機器が一度にかざされても、複数のアンテナ素子の指向性を調節して通信相手の携帯通信機器とほぼ確実に通信接続することができ、かくして良好に通信し得る通信装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１５】
（１）第１の実施の形態
図１において、１は全体として第１の実施の形態による非接触通信システムを示し、通信装置としてのリーダライタ２が携帯通信機器としての携帯電話機ＨＰの例えば背面と同程度の形状及び大きさの一面２Ａを有している。そしてリーダライタ２は、かかる一面２Ａに対し携帯電話機ＨＰの背面がかざされると、当該携帯電話機ＨＰと例えば、Ｆｅｌｉｃａ（ソニー株式会社の登録商標）と呼ばれる近距離無線通信規格に準拠した無線通信方式に従って非接触通信し得るようになされている。
【００１６】
この場合、図２に示すように、リーダライタ２は、中央処理ユニット（CPU:Central Processing Unit ）１０が、バス１１を介してＲＯＭ（Read Only Memory）１２から予め記憶された各種プログラムを読み出してＲＡＭ（Random Access Memory）１３で展開することにより、当該展開した各種プログラムに従いリーダライタ２全体を統括的に制御して各種処理を実行する。これにより中央処理ユニット１０は、携帯電話機ＨＰに対して応答を要求する応答要求データを送信処理部１４に送出する。送信処理部１４は、中央処理ユニット１０から与えられた応答要求データに対して符号化処理及び変調処理等の送信処理を施して通信部１５に送出する。通信部１５は、リーダライタ２の一面２Ａに対向させて配置され、送信処理部１４から与えられた応答要求データをデジタルアナログ変換し、得られた応答要求信号をループ状の導電線でなる１又は複数の図示しないアンテナ素子（以下、これをループアンテナ素子と呼ぶ）を介して外部に送信する。このようにして中央処理ユニット１０は、かかる応答要求信号を所定周期で繰り返し外部に送信し（いわゆる、ポーリング処理を実行し）、この状態でリーダライタ２の一面２Ａに対し携帯電話機ＨＰの背面がかざされると、当該携帯電話機ＨＰから応答要求信号の受信に応じて返信される応答信号を通信部１５においてループアンテナ素子で受信してアナログデジタル変換し、得られた応答データを受信処理部１６に取り込む。受信処理部１６は、かかる応答データに対して復調処理及び復号処理等の受信処理を施して中央処理ユニット１０に送出する。
【００１７】
そして中央処理ユニット１０は、応答要求データの送信及び応答データの受信によりリーダライタ２と携帯電話機ＨＰとの間で通信接続が確立すると、読出対象のデータ（以下、これを読出データと呼ぶ）の読み出しを要求する読出要求データを送信処理部１４に送出する。このとき送信処理部１４は、中央処理ユニット１０から与えられた読出要求データに対して送信処理を施して通信部１５に送出する。通信部１５は、かかる読出要求データをデジタルアナログ変換し、得られた読出要求信号をループアンテナ素子から携帯電話機ＨＰに送信する。その結果、中央処理ユニット１０は、携帯電話機ＨＰから読出要求信号の受信に応じて返信される返信信号を通信部１５のループアンテナ素子で受信してアナログデジタル変換し、得られた読出データを受信処理部１６に取り込む。受信処理部１６は、かかる読出データに対して受信処理を施して中央処理ユニット１０に送出する。また中央処理ユニット１０は、書込対象のデータ（以下、これを書込データと呼ぶ）を含む書込要求データを送信処理部１４に送出する。このとき送信処理部１４は、中央処理ユニット１０から与えられた書込要求データに対して送信処理を施して通信部１５に送出する。これにより通信部１５は、書込要求データをデジタルアナログ変換し、得られた書込要求信号をループアンテナ素子から携帯電話機ＨＰに送信する。
【００１８】
このようにして中央処理ユニット１０は、携帯電話機ＨＰに対し、例えばユーザによる商品購入時の支払い等に関する種々のデータを書き込み及び読み出すことができる。因みに中央処理ユニット１０は、外部から供給される例えば商品購入時に利用可能な割引券に相当するデータ（以下、これを割引券データと呼ぶ）を、インタフェース部１７を介して取り込んで記憶部１８に記憶している。そして中央処理ユニット１０は、例えば携帯電話機ＨＰに対しユーザによる商品購入時の支払い等に関する種々のデータを書き込み及び読み出しているとき、記憶部１８から割引券データを読み出して上述と同様に携帯電話機ＨＰに送信して提供することもできる。
【００１９】
一方、携帯電話機ＨＰは、公衆回線網やインターネット等のネットワークを利用して通話や各種データの送受信を実行するネットワーク通信処理部２０と、携帯電話機ＨＰの背面がリーダライタ２の一面２Ａにかざされたとき当該リーダライタ２と非接触通信して種々のデータを送受信する非接触通信処理部２１とを有している。この場合、ネットワーク通信処理部２０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を有する制御部２５が、例えば携帯電話機ＨＰの正面に設けられた各種操作キーからなる操作部２６を介してユーザにより各種命令や通話相手の電話番号等の種々の情報が入力されると、内部のＲＯＭに予め記憶された各種プログラムを読み出してＲＡＭで展開することにより、当該展開した各種プログラムに従いネットワーク通信処理部２０全体を統括的に制御して各種処理を実行する。
【００２０】
これにより制御部２５は、通話時、マイクロホン２７を介してユーザの音声を集音することにより得られる音声データを送受信処理部２８に取り込み、当該送受信処理部２８においてその音声データに所定の送信処理を施し、得られた送信用音声信号を基地局用アンテナ素子２９から無線通信システムの基地局（図示せず）を介して相手の電話機に送信する。このとき制御部２５は、相手の電話機から基地局を介して送信された相手の音声に相当する受信用音声信号を基地局用アンテナ素子２９で受信して送受信処理部２８に取り込み、当該送受信処理部２８においてその受信用音声信号に所定の受信処理を施し、得られた音声データに基づく相手の音声をスピーカ３０から出力する。このようにして制御部２５は、携帯電話機ＨＰのユーザと、通話相手との音声通話を実現する。
【００２１】
また制御部２５は、データ取得時、ユーザにより例えば音楽データや画像データ等の配信データの取得が要求されると、当該配信データを要求するための要求データを生成してこれを送受信処理部２８に送出し、当該送受信処理部２８においてその要求データに所定の送信処理を施し、得られた要求信号を基地局用アンテナ素子２９から基地局及びインターネットを順次介してデータ配信サーバ（図示せず）に送信する。その結果、制御部２５は、データ配信サーバから配信データに相当する配信信号がインターネット及び基地局を順次介して送信されると、これを基地局用アンテナ素子２９で受信して送受信処理部２８に取り込み、当該送受信処理部２８においてその配信信号に所定の受信処理を施し、得られた配信データを記憶部３１に記憶する。因みに制御部２５は、例えば操作部２６を介して読出命令が入力されると、記憶部３１に記憶している配信データを読み出し、当該読み出した配信データをスピーカ３０及び表示部３２に送出することにより配信データに基づく音声及び画像を視聴させることができる。
【００２２】
さらに制御部２５は、インタフェース部３３を介して非接触通信処理部２１と通信し得るようになされている。そして制御部２５は、例えば非接触通信処理部２１に要求して取り込んだデータや、携帯電話機ＨＰとリーダライタ２との非接触通信時に当該非接触通信処理部２１から自動的に与えられるデータを例えば表示部３２に送出し画像として表示する。これにより制御部２５は、例えば表示部３２を介してユーザに対し、商品購入時の支払い結果や、割引券等を提示することができる。因みに制御部２５は、この他にも詳述はしないが、電子メールの作成処理や送信処理、また電子メールの受信処理や提示処理、電話番号やメールアドレ等を登録するアドレス帳の作成処理や発信履歴及び着信履歴等を生成処理等のように種々の処理を実行することができる。
【００２３】
また非接触通信処理部２１は、携帯電話機ＨＰの背面に対向させて通信部４０が設けられている。そして非接触通信処理部２１は、リーダライタ２の一面２Ａに対し携帯電話機ＨＰの背面がかざされると、当該リーダライタ２から送信されている応答要求信号を、通信部４０に設けられている複数のループアンテナ素子で受信する。このとき非接触通信処理部２１の中央処理ユニット４１は、かかる応答要求信号の一部を図示しない整流部により整流して得られる電力により起動する。そして中央処理ユニット４１は、このような応答要求信号の受信に応じて起動すると、バス４２を介してＲＯＭ４３から予め記憶された各種プログラムを読み出してＲＡＭ４４で展開することにより、当該展開した各種プログラムに従い非接触通信処理部２１全体を統括的に制御して各種処理を実行する。
【００２４】
これにより通信部４０は、応答要求信号をアナログデジタル変換し、得られた応答要求データを受信処理部４５に送出する。受信処理部４５は、かかる応答要求データに対して復調処理及び復号処理等の受信処理を施して中央処理ユニット４１に送出する。そして中央処理ユニット４１は、応答要求データを取り込むと、これに応じて応答データを送信処理部４６に送出する。送信処理部４６は、中央処理ユニット４１から与えられた応答データに対して符号化処理及び変調処理等の送信処理を施して通信部４０に送出する。これにより通信部４０は、かかる応答データをデジタルアナログ変換し、得られた応答信号をループアンテナ素子からリーダライタ２に送信する。
【００２５】
このようにして中央処理ユニット４１は、応答要求データの受信及び応答データの送信によりリーダライタ２と携帯電話機ＨＰとの間で通信接続が確立すると、当該リーダライタ２から送信される読出要求信号を通信部４０においてループアンテナ素子で受信してアナログデジタル変換し、得られた読出要求データを受信処理部４５に送出する。受信処理部４５は、読出要求データに対して受信処理を施して中央処理ユニット４１に送出する。これにより中央処理ユニット４１は、読出要求データに応じて例えばＲＡＭ４４から、読み出しの要求された読出データを読み出して送信処理部４６に送出する。送信処理部４６は、中央処理ユニット４１から与えられた読出データに対して送信処理を施して通信部４０に送出する。これにより通信部４０は、かかる読出データをデジタルアナログ変換し、得られた返信信号をループアンテナ素子からリーダライタ２に送信する。また中央処理ユニット４１は、リーダライタ２から送信される書込要求信号を通信部４０においてループアンテナ素子で受信してアナログデジタル変換し、得られた書込要求データを受信処理部４５に送出する。受信処理部４５は、かかる書込要求データに対して受信処理を施して中央処理ユニット４１に送出する。そして中央処理ユニット４１は、書込要求データを取り込むと、これに含まれる書込データを例えばＲＡＭ４４に書き込む。このようにして中央処理ユニット４１は、リーダライタ２から読み出し及び書き込みの要求に応じてＲＡＭ４４に対し、例えばユーザによる商品購入時の支払い等に関する種々のデータを読み出し及び書き込むことができる。
【００２６】
また中央処理ユニット４１は、リーダライタ２から送信された割引券データを受信したときには、かかる割引券データを記憶部４７に記憶する。そして中央処理ユニット４１は、例えばリーダライタ２と携帯電話機ＨＰとの非接触通信が完了すると、自動的にＲＡＭ４４から支払い等に関するデータを読み出すと共に、記憶部４７から割引券データを読み出し、これらをインタフェース部４８からネットワーク通信処理部２０に送出する。また中央処理ユニット４１は、ネットワーク通信処理部２０の制御部２５からデータの読み出しが要求されたときには、当該読み出しの要求されたデータをＲＡＭ４４や記憶部４７から読み出してインタフェース部４８からネットワーク通信処理部２０に送出する。
【００２７】
ところで携帯電話機ＨＰでは、例えば筐体が比較的小型化され、かかる筐体に対し単に基地局用アンテナ素子２９とループアンテナ素子とが比較的近づけられて設けられている場合、これら基地局用アンテナ素子２９とループアンテナ素子とが送信する送信信号としての電磁波が干渉し合い、基地局用アンテナ素子２９を利用した通信と、ループアンテナ素子を利用した非接触通信との少なくとも一方が阻害される可能性がある。このため図３に示すように、携帯電話機ＨＰにおいて非接触通信処理部２１の通信部４０は、形状及び大きさのほぼ等しい複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎを有し、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎが同一平面上にｍ行ｎ列のアレイ状に配置されている。また各ループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎには、これらループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの指向性を設定するための指向性設定部５０が接続されている。
【００２８】
そして携帯電話機ＨＰは、例えば工場出荷時、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎがその配置された同一平面から周囲に広がる半球状の指向性を有している状態で、リーダライタ２にかざされたことにより当該リーダライタ２から送信された受信信号を、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎでそれぞれ受信して指向性設定部５０に取り込む。この場合、指向性設定部５０は、各ループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎで受信された受信信号を、これらループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎのそれぞれ両端に接続された位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎを介して信号合成器５１により合成し、得られた合成受信信号をアダプティブプロセッサ５２に送出する。アダプティブプロセッサ５２は、リーダライタ２から送信される受信信号の規格値を示す規格受信信号と、合成受信信号と、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの配置位置に対する基地局用アンテナ素子２９の配置方向とに基づいて、個々の位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎにおいて信号の位相及び振幅を調節するための重みと呼ばれる複素数の値（以下、これを位相振幅調節値と呼ぶ）を算出する。そしてアダプティブプロセッサ５２は、個々の位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎに対し、それぞれ対応する位相振幅調節値を送出して、当該位相振幅調節値に基づき信号の位相及び振幅を調節するように設定している。
【００２９】
これにより各位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎは、信号受信時、リーダライタ２から送信された受信信号が対応するループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎで受信されると、当該受信された受信信号（以下、これを個別受信信号と呼ぶ）に対し、設定された位相振幅調節値を乗算することにより当該個別受信信号の位相及び振幅を調節し、得られた重付受信信号を信号合成器５１に送出する。そして信号合成器５１は、各位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎから与えられる重付受信信号を合成し、得られた合成受信信号をリーダライタ２から送信された受信信号として、図示しないアナログデジタル変換器を介してアナログデジタル変換した後、受信処理部４５に送出する。このようにして指向性設定部５０は、リーダライタ２から受信信号が送信されたとき、個々のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎで受信された個別受信信号の位相及び振幅を調節することで、任意の個別受信信号については受信電圧を大きくし、また他の個別受信信号については受信電圧を小さくするように調節して合成することができる。従って指向性設定部５０は、携帯電話機ＨＰの背面がリーダライタ２の一面２Ａにかざされたとき、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに対する受信時の指向性（以下、これを受信指向性と呼ぶ）を、携帯電話機ＨＰがかざされたリーダライタ２の配置方向を強め、かつ基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させるように設定することができる。
【００３０】
また位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎは、信号送信時、送信処理部４６から与えられる送信対象のデータを図示しないデジタルアナログ変換器を介してアナログの送信信号として取り込み、当該取り込んだ送信信号に対しも、設定された位相振幅調節値を乗算して当該送信信号の位相及び振幅を調節し、得られた重付送信信号をそれぞれ対応するループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎから外部に送信する。このようにして指向性設定部５０は、個々のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎから送信する送信信号の位相及び振幅を調節することで、これらループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎから放射される位相及び振幅を調節した送信信号としての電磁波同士を強制的に干渉させ、その結果、所定方向に対しては当該電磁波が強め合うように作用させ、また他の方向に対して電磁波が弱め合うように作用させることができる。従って指向性設定部５０は、携帯電話機ＨＰの背面がリーダライタ２の一面２Ａにかざされたとき、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに対する送信時の指向性（以下、これを送信指向性と呼ぶ）を、携帯電話機ＨＰがかざされたリーダライタ２の配置方向を強め、かつ基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させるように設定することができる。
【００３１】
このようにして非接触通信処理部２１において指向性設定部５０は、携帯電話機ＨＰに対する例えば工場出荷時に複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの指向性（すなわち、ほぼ同じ受信指向性及び送信指向性）を設定している。従って指向性設定部５０は、携帯電話機ＨＰが例えば市場に出荷され、各ループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎを利用したリーダライタ２との非接触通信時に基地局用アンテナ素子２９を利用した通信が同時に行われても、互いの送信信号としての電磁波が干渉して一方の非接触通信と他方の通信とが阻害されることを回避している。
【００３２】
ここでアダプティブプロセッサ５２により各位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎに対し位相振幅調節値を設定する際の設定手法について説明する。ただし以下には、図４に示すように、かかる設定手法を理解し易くするために複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚを直線上に１列に配置した場合を例にとって説明する。
【００３３】
まず、リーダライタ２から送信される電磁波としての受信信号が、複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚの配置方向Ｘと垂直な方向Ｚに対し所定角度θ１傾いた方向から、これら複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚに到来したものと仮定する。また複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚは受信特性がほぼ等しいものとする。このとき複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚの並びの延長線上で、かつ一番端のループアンテナ素子Ｒ１から所定距離ｄ１だけ離れた位置の基準点ＳＰに受信信号が到達した時点を基準にして、その基準点ＳＰ側からｋ番目に位置するループアンテナ素子Ｒｋには、当該基準点ＳＰからループアンテナ素子Ｒｋまでの距離をｄｋとし、受信信号の伝搬速度をＣとすると、次式
【００３４】
【数１】
【００３５】
で表される時間τｋだけずれて受信信号が到達する。このため基準点ＳＰに到達した受信信号の受信電圧をＥ０（ｔ）とすると、その基準点ＳＰ側からｋ番目に位置するループアンテナ素子Ｒｋで受信信号を受信することにより誘起される受信電圧Ｅｋ（ｔ）は、次式
【００３６】
【数２】
【００３７】
で表すことができる。ところで受信信号の帯域幅Δｆが、次式
【００３８】
【数３】
【００３９】
で表されるアレイ開口長さに対して十分に狭帯域である場合、すなわち次式
【００４０】
【数４】
【００４１】
で表される条件が１よりも十分に小さい場合、かかる受信信号の搬送波周波数をｆとすると、上述した（２）式の右辺は、常用対数ｅを用いて次式
【００４２】
【数５】
【００４３】
と置き換えることができる。従って上述した（２）式に（１）式及び（５）式を代入すると、基準点ＳＰ側からｋ番目に位置するループアンテナ素子Ｒｋに誘起される受信電圧Ｅｋ（ｔ）は、次式
【００４４】
【数６】
【００４５】
と表すこともできる。
【００４６】
このようにして複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚで受信信号を受信することにより誘起される受信電圧Ｅ１（ｔ）乃至Ｅｚ（ｔ）を求め、これら受信電圧Ｅ１（ｔ）乃至Ｅｚ（ｔ）をまとめて個別受信電圧ベクトルＸ（ｔ）とし、各ループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚに接続される位相振幅調節器Ｗ１乃至Ｗｚの位相振幅調節値（すなわち、重みと呼ばれる複素数）もまとめて重みベクトルＷとすると、これら受信電圧Ｅ１（ｔ）乃至Ｅｚ（ｔ）に対し、それぞれ対応する位相振幅調節値を乗算した後、信号合成器５５により合成して得られる合成受信信号の受信電圧（以下、これを合成受信電圧と呼ぶ）ｙ（ｔ）は、行列演算により次式
【００４７】
【数７】
【００４８】
で表すことができる。そして規格受信信号の受信電圧（以下、これを規格受信電圧と呼ぶ）をｒ（ｔ）とし、その規格受信電圧ｒ（ｔ）と合成受信電圧ｙ（ｔ）との差分の電圧（以下、これを差分電圧と呼ぶ）をｅ（ｔ）と定義すると、かかる差分電圧ｅ（ｔ）は、次式
【００４９】
【数８】
【００５０】
で表すことができる。ここで差分電圧ｅ（ｔ）の２乗の期待値を「０」とするように重みベクトルＷを算出すると、リーダライタ２から送信される受信信号と相関の高い合成受信信号を得ることができる。すなわち、複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚの指向性をリーダライタ２の配置方向に強めることができる。ところで合成受信信号と、リーダライタ２から実際に送信される受信信号との相関を高めるような重みベクトルＷの算出手法としては、例えば最小２乗誤差法を挙げることができ、かかる最小２乗誤差法により算出した最適な重みベクトルＷｏｐｔは、次式
【００５１】
【数９】
【００５２】
と表すことができる。因みに（９）式中のＲｘｘは個別受信電圧ベクトルＸ（ｔ）の相関行列を表し、ｒｘｒは規格受信電圧ｒ（ｔ）と個別受信電圧ベクトルＸ（ｔ）との相関ベクトルを表している。また最適な重みベクトルＷｏｐｔを算出する場合、携帯電話機ＨＰでは、複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚの配置位置に対する基地局用アンテナ素子２９の配置方向が既知であるため、かかる基地局用アンテナ素子２９の配置方向を考慮することで、複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚの指向性において当該基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させることができる。
【００５３】
実際に携帯電話機ＨＰに対し、６個のループアンテナ素子が１列に配置された場合を例にとって以下に説明する。かかる携帯電話機ＨＰでは、リーダライタ２にかざされたとき、６個のループアンテナ素子に対して、当該リーダライタ２から送信された受信信号ｓ（ｔ）（例えば、搬送波周波数ｆｓは 13.56〔ＭＨｚ〕）がループアンテナ素子の配置方向と垂直な方向に対し所定角度θ２傾いた方向から到来すると共に、基地局用アンテナ素子２９から放射される干渉波ｕ（ｔ）（例えば、搬送波周波数ｆｕは１〔ＧＨｚ〕）が当該垂直な方向に対し所定角度θ３傾いた方向から入射すると仮定すると、６個のループアンテナ素子に対する個別受信電圧ベクトルＸ（ｔ）は、次式
【００５４】
【数１０】
【００５５】
と表すことができる。ただし、かかる（１０）式においてｎ０（ｔ）乃至ｎ５（ｔ）は、６個のループアンテナ素子それぞれに入り込む雑音成分の電圧を表しており、当該（１０）式では、これら雑音成分ｎ（ｔ）を加味することで個別受信電圧ベクトルＸ（ｔ）の演算精度を高めている。そしてこれら雑音成分ｎ（ｔ）の平均電力をＥとし、リーダライタ２から送信された受信信号ｓ（ｔ）の電力Ｐｓを、次式
【００５６】
【数１１】
【００５７】
とすると共に、干渉波ｕ（ｔ）の電力Ｐｕを次式
【００５８】
【数１２】
【００５９】
とし、また個々の雑音成分ｎ（ｔ）の電力Ｐｎを次式
【００６０】
【数１３】
【００６１】
とすると、さらに受信信号ｓ（ｔ）、干渉波ｕ（ｔ）及び雑音成分ｎ（ｔ）が無相関であり、アレイ間距離（すなわち、隣接するループアンテナ素子同士の中心間距離）を１〔ｃｍ〕とし、受信信号ｓ（ｔ）の到来する角度θ２を０°、干渉波ｕ（ｔ）の入射する角度θ３を 120°（θ３＝２π／３）として最適な重みベクトルＷｏｐｔを算出した場合、このような重みベクトルＷｏｐｔに従って設定される周波数１〔ＧＨｚ〕に対するループアンテナ素子の指向性は、図５に示すようになる。かかるループアンテナ素子の指向性は、縦軸にアンテナ利得をとり、かつ横軸にはループアンテナ素子の配置方向と垂直な方向に対する角度をとって示している。そしてこの図５からも明らかなように、上述のように算出した最適な重みベクトルＷｏｐｔに従って６個のループアンテナ素子の指向性を設定すれば、かかる指向性において基地局用アンテナ素子２９から放射される干渉波ｕ（ｔ）の入射方向（すなわち、２π／３＝ 2.09）を減衰させ（すなわち、ヌル（ＮＵＬＬ）とし）、これら６個のループアンテナ素子により干渉波ｕ（ｔ）をほとんど受信しないようにすることができる。
【００６２】
ところで１列に配置した複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚについては、上述したようにして指向性を設定し得るが、携帯電話機ＨＰに対しアレイ状に配置された複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎ（図３）については、球座標系として取り扱う。すなわち、かかる携帯電話機ＨＰでは、アレイ状に配置された複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの素子番号ｋを次式
【００６３】
【数１４】
【００６４】
とし、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎのうち原点（例えば、アレイ状の配置の１つの隅）に位置する１つのループアンテナ素子ＲＡＡ１１、……、又はＲＡＡｍｎで受信信号が受信された時点を基準として、ｋ番のループアンテナ素子ＲＡＡ１１、……、又はＲＡＡｍｎで受信された受信信号の受信電圧ｖｋ（θ，φ，ｆ）を次式
【００６５】
【数１５】
【００６６】
とし、上述と同様の演算を行うと、最適な重みベクトル（すなわち、各位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎに設定する位相振幅調節値）を得て指向性を設定することができる。
【００６７】
以上の構成において、携帯電話機ＨＰは、リーダライタ２と非接触通信するための複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎを同一平面上にアレイ状に配置し、かかる複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎがその同一平面から周囲に広がる半球状の指向性を有する初期状態でリーダライタ２にかざされたとき、当該リーダライタ２から送信された受信信号を、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎでそれぞれ受信して指向性設定部５０に取り込む。また携帯電話機ＨＰは、指向性設定部５０により、各ループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎで受信された受信信号を位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎを介して信号合成器５１で合成し、得られた合成受信信号をアダプティブプロセッサ５２に取り込む。さらに携帯電話機ＨＰは、アダプティブプロセッサ５２により、リーダライタ２から送信される受信信号の規格値を示す規格受信信号と、かかる合成受信信号と、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの配置位置に対する基地局用アンテナ素子２９の配置方向とに基づいて、位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎ毎の位相振幅調節値を算出し、当該算出した位相振幅調節値を対応する位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎに対して信号の位相及び振幅の調節に用いるように設定する。
【００６８】
そして携帯電話機ＨＰは、この後、リーダライタ２にかざされたことで当該リーダライタ２から送信される受信信号を複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎで受信する毎に、当該複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎで受信した受信信号に対しそれぞれ対応する位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎで位相振幅調節値を乗算して位相及び振幅を調節した後、信号合成器５１で合成することにより、リーダライタ２から送信された受信信号としての合成受信信号を生成する。また携帯電話機ＨＰは、リーダライタ２にかざされて当該リーダライタ２に対し送信信号を送信する毎に、当該送信信号に対し各位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎで位相振幅調節値を乗算して位相及び振幅を調節した後、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎからリーダライタ２に送信する。
【００６９】
従って携帯電話機ＨＰは、リーダライタ２から送信された受信信号の信号受信時、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎでそれぞれ受信した受信信号の位相及び振幅を複数の位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎで個別に調節して合成することで、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに対する受信指向性を、携帯電話機ＨＰがかざされたリーダライタ２の配置方向を強め、かつ基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させるように設定することができる。また携帯電話機ＨＰは、リーダライタ２に対する送信信号の信号送信時、複数の位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎでそれぞれ信号受信時と同様に送信信号の位相及び振幅を調節して複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎから送信することで、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに対する送信指向性を、携帯電話機ＨＰがかざされたリーダライタ２の配置方向を強め、かつ基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させるように設定することができる。
【００７０】
その結果、携帯電話機ＨＰは、例えば通話中に当該携帯電話機ＨＰがリーダライタ２にかざされたとき、基地局用アンテナ素子２９から送信する信号（すなわち、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎから送信する送信信号よりも搬送波周波数の高い信号）を複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎで受信し、中央処理ユニット４１がその信号に基づいて生成したクロック信号に従い暴走して、リーダライタ２と非接触通信し得なくなることをほぼ確実に防止することができる。また携帯電話機ＨＰは、例えば通話中に当該携帯電話機ＨＰがリーダライタ２にかざされたとき、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎからリーダライタ２に送信する送信信号の高調波が、基地局用アンテナ素子２９で受信する信号と干渉して通話が切れることをほぼ確実に防止することもできる。
【００７１】
以上の構成によれば、携帯電話機ＨＰは、基地局と通信するための基地局用アンテナ素子２９が設けられると共に、リーダライタ２と非接触通信するための複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎがアレイ状に配置され、指向性設定部５０により規格受信信号と、リーダライタ２から送信された受信信号を複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎでそれぞれ受信して生成した合成受信信号と、当該複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの配置位置に対する基地局用アンテナ素子２９の配置方向とに基づいて、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎにそれぞれ接続された位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎ毎の位相振幅調節値を算出し、当該算出した位相振幅調節値を対応する位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎに設定することで、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに対する指向性を、リーダライタ２の配置方向を強め、かつ基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させるように設定するようにした。これにより携帯電話機ＨＰは、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎを利用したリーダライタ２との非接触通信時に基地局用アンテナ素子２９を利用した通信が同時に行われても、互いの送信信号としての電磁波が干渉して一方の非接触通信と他方の通信とが阻害されることをほぼ確実に防止することができる。よって携帯電話機ＨＰは、リーダライタ２及び基地局とほぼ同時に良好に通信することができる。
【００７２】
また携帯電話機ＨＰは、受信信号の位相及び振幅を調節する位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎを送信信号の位相及び振幅の調節にも併用している。従って携帯電話機ＨＰは、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎで受信信号を受信したときに複数の位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎにそれぞれ位相振幅調節値を設定するだけの簡易な処理で当該複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに対する受信指向性及び送信指向性を容易に設定することができると共に、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに対する受信指向性及び送信指向性を設定するための構成を簡易化することもできる。
【００７３】
なお上述した第１の実施の形態においては、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの指向性を、携帯電話機ＨＰがかざされたリーダライタ２の配置方向を強め、かつ基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させるように設定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばリーダライタ２を携帯電話機ＨＰのかざされる部分を提示するように構成し、当該携帯電話機ＨＰがリーダライタ２に対し必然的にその提示に従ってかざされるとき、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに対する指向性を、携帯電話機ＨＰがかざされたリーダライタ２の配置方向を特には強めることなく、基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰だけさせるように設定しても良い。
【００７４】
また上述した第１の実施の形態においては、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの指向性を、携帯電話機ＨＰの工場出荷時に設定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、リーダライタ２の一面２Ａに対し携帯電話機ＨＰの背面がかざされる毎に、当該携帯電話機ＨＰがかざされたリーダライタ２の配置方向を強め、かつ基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させるように設定するようにしても良い。このようにすれば、携帯電話機ＨＰの背面がリーダライタ２の一面２Ａに対しどのような状態にかざされたときでも、当該携帯電話機ＨＰとリーダライタ２とを良好に非接触通信させることができる。
【００７５】
（２）第２の実施の形態
図６は、第２の実施の形態による非接触通信システム１００を示し、例えば公共施設としての博物館内に設置された通信装置としてのリーダライタ１０１が、携帯通信機器としての複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面を一度にかざせる程の大きさの一面１０１Ａを有している。そしてリーダライタ１０１は、かかる一面１０１Ａに対し、複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面が一度にかざされると、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮと順番に、例えばＦｅｌｉｃａ（ソニー株式会社の登録商標）と呼ばれる近距離無線通信規格に準拠した無線通信方式に従って非接触通信し得るようになされている。
【００７６】
この場合、図２との対応部分に同一符号を付した図７に示すように、リーダライタ１０１は、中央処理ユニット１１０がＲＯＭ１１１から各種プログラムを読み出してＲＡＭ１３で展開することにより、当該展開した各種プログラムに従いリーダライタ１０１全体を統括的に制御して各種処理を実行する。これにより中央処理ユニット１１０は、外部から供給される例えば博物館の展示品に対する解説文に相当するテキストデータ（以下、これを解説データと呼ぶ）を、インタフェース部１７を介して取り込んで記憶部１１２に記憶している。またリーダライタ１０１は、一面１０１Ａに対向させて通信部１１３が配置され、当該通信部１１３には複数のループアンテナ素子が設けられている。
【００７７】
そして中央処理ユニット１１０は、通信部１１３において、複数のループアンテナ素子から、種々のデータの送信に用いる搬送波周波数を搬送波信号として外部に送信させる。この状態で中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面が一度にかざされると、複数のループアンテナ素子に流れる搬送波信号の変化に応じて当該一面１０１Ａにかざされた携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの台数及び当該携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮがかざされている方向（以下、これをかざし方向と呼ぶ）を検出する。また中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａにかざされた携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮが複数ある場合、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの中から通信相手としての１台目の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮを選定する。
【００７８】
そして中央処理ユニット１１０は、通信相手として選定した１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに向けて改めて搬送波信号を送信することにより当該携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮをその搬送波信号の受信に応じて起動させる。これにより中央処理ユニット１１０は、応答要求データを送信処理部１４において送信処理して通信部１１３に送出し、当該通信部１１３においてその応答要求データをデジタルアナログ変換させ、得られた応答要求信号を複数のループアンテナ素子から、その通信相手として選定した１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに向けて送信する。その結果、中央処理ユニット１１０は、かかる１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮから応答要求信号の受信に応じて応答信号として返信されると、その応答信号を通信部１１３においてループアンテナ素子で受信してアナログデジタル変換し、得られた応答データを受信処理部１６で受信処理した後に取り込む。
【００７９】
これにより中央処理ユニット１１０は、応答要求データの送信及び応答データの受信に応じてリーダライタ２と１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮとの間で通信接続を確立させる。そして中央処理ユニット１１０は、記憶部１１２から解説データを読み出すと共に、当該読み出した解説データに対し送信処理部１４において送信処理を施した後、通信部１１３においてデジタルアナログ変換し、得られた解説信号を複数のループアンテナ素子から通信相手としての１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに向けて送信する。このようにして中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面が一度にかざされると、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの中から通信相手として１台の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮを順番に選定して通信接続しながら当該選定した１台の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対し、それぞれ解説データを提供するようにしている。
【００８０】
一方、複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮは同様の回路構成を有していることにより、以下には、１台の携帯電話機ＨＰ１の回路構成についてのみ説明し、他の携帯電話機ＨＰ２乃至ＨＰＮの回路構成についての説明は省略する。この場合、携帯電話機ＨＰ１の非接触通信処理部１２０は、通信部４０が当該携帯電話機ＨＰ１の背面に対向させて設けられている。そして通信部４０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し携帯電話機ＨＰ１の背面がかざされると、そのリーダライタ１０１から当該携帯電話機ＨＰ１に向けて送信された搬送波信号を複数のループアンテナ素子で受信する。このとき非接触通信処理部１２０の中央処理ユニット１２１は、かかる搬送波信号を図示しない整流部により整流して得られる電力により起動し、バス４２を介してＲＯＭ１２２から各種プログラムを読み出してＲＡＭ４４で展開することにより、当該展開した各種プログラムに従い非接触通信処理部１２０全体を統括的に制御して各種処理を実行する。
【００８１】
これにより中央処理ユニット１２１は、リーダライタ１０１から引き続き応答要求信号が送信されることを待ち受け、当該リーダライタ１０１から送信された応答要求信号を通信部４０の複数のループアンテナ素子で受信すると、上述した第１の実施の形態の場合と同様に応答信号として複数のループアンテナ素子からリーダライタ２に送信する。これにより中央処理ユニット１２１は、携帯電話機ＨＰ１とリーダライタ１０１との間で通信接続が確立すると、引き続きリーダライタ１０１から送信される解説信号を通信部４０において複数のループアンテナ素子で受信してアナログデジタル変換し、得られた解説データを受信処理部４５で受信処理を施した後に取り込む。そして中央処理ユニット１２１は、かかる解説データを記憶部１２３に記憶すると共に、当該記憶部１２３から、その解説データを自動的に読み出してインタフェース部４８からネットワーク通信処理部２０に送出する。これにより中央処理ユニット１２１は、ネットワーク通信処理部２０において表示部３２に対し解説データに基づく解説文を表示させ、かくしてユーザに展示品の解説文を提示させることができる。
【００８２】
ところでリーダライタ１０１は、仮に複数のループアンテナ素子の指向性を固定していると、当該リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面が一度にかざされたとき、これら複数のループアンテナ素子から送信している搬送波信号としての電磁波が複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのループアンテナ素子に分散して吸収される。従って複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮは、リーダライタ１０１から、自己を起動させるだけの十分なエネルギー（すなわち、複数のループアンテナ素子で受信した搬送波信号に基づき起動するのに十分な電力）を得ることができないために、リーダライタ１０１にかざされても起動することができず、かくしてリーダライタ１０１と非接触通信し得ない可能性がある。
【００８３】
このため図８に示すように、リーダライタ１０１において通信部１１３は、形状及び大きさのほぼ等しい複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑを有し、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑが同一平面上にｐ行ｑ列のアレイ状に配置されている。ただし図８は、アレイ状に配置された複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑを便宜上１列に描いている。また通信部１１３において各ループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑには、これらループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を調節するための指向性調節部１３０が接続されている。さらに指向性調節部１３０は、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑに接続された複数の位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑを有すると共に、これら複数の位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに給電線ＥＬ１１乃至ＥＬｐｑを介して接続された信号合成器１３１も有している。
【００８４】
この場合、指向性調節部１３０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされるまでの間、複数の位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに対し、それぞれ予め選定された携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮ検知用の位相振幅調節値（以下、これを電話機検知用調節値と呼ぶ）を与え、かかる電話機検知用調節値に基づいて信号の位相及び振幅を調節するように設定している。これにより指向性調節部１３０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされるまでの間、搬送波信号を複数の位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに通して電話機検知用調節値を乗算した後、それぞれ対応するループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから外部に送信する。そして指向性調節部１３０は、このように予め選定された電話機検知用調節値に基づいて搬送波信号の位相及び振幅を調節することで、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を例えばこれらが配置された同一平面から周囲に広がる半球状に調節している。
【００８５】
また指向性調節部１３０では、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから搬送波信号を送信している間（すなわち、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされるまでの間）、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの給電線ＥＬ１１乃至ＥＬｐｑに供給している搬送波信号が信号合成器１３１にも流れ込んでいる。そして信号合成器１３１は、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑ側から流れ込んでいる搬送波信号を合成し、得られた合成搬送波信号を図示しないアナログデジタル変換器に通してデジタルの合成搬送波データとし受信処理部１６を介して中央処理ユニット１１０に送出している。かかる状態においてリーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされると、その背面に近いループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから送信された搬送波信号の少なくとも一部は、その背面で反射し当該搬送波信号とは位相及び振幅の異なる反射信号としてリーダライタ１０１の一面１０１Ａ側に戻る。このため携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面に近いループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑは、携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面から到来する反射信号を受信する。その結果、反射信号を受信したループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑに供給される搬送波信号は、その反射信号により減衰し減衰信号として信号合成器１３１に流れ込む。従って信号合成器１３１は、このとき複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから流れ込む搬送波信号及び減衰信号を合成し、得られた合成信号をアナログデジタル変換器に通してデジタルの合成データとし受信処理部１６を介して中央処理ユニット１１０に送出する。
【００８６】
中央処理ユニット１１０は、通信部１１３から受信処理部１６を介して与えられる合成搬送波データが、これよりも値の小さい合成データに変化すると、これに応じてリーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされたと判別する。そして中央処理ユニット１１０は、かかる合成データに基づいて（すなわち、減衰信号が流れているループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑや、個々の減衰信号の振幅値に応じたデータレベル等に基づいて）、リーダライタ１０１の一面１０１にかざされた携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの台数及び当該リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対する携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのかざし方向を検出する。また中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａにかざされた携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの中から通信相手としての１台目を任意に選定する。そして中央処理ユニット１１０は、その通信相手に選定した１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮの背面に近い１又は複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから信号合成器１３１に流れ込んだ減衰信号に相当するデータ（すなわち、合成データの一部）に基づいて、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を調節する基準となる調節基準データを生成し、これを通信部１１３に送出する。
【００８７】
これにより通信部１１３は、中央処理ユニット１１３から与えられた調節規準データを図示しないデジタルアナログ変換器に通してアナログの調節基準信号として指向性調節部１３０に与える。このとき指向性調節部１３０は、かかる調節基準信号を信号減算器１３２に取り込む。信号減算器１３２は、信号合成器１３１から合成信号も取り込んでいる。従って信号減算器１３２は、調節基準信号から合成信号を減算し、得られた差分信号を複素数変換器１３３に送出する。複素数変換器１３３は、信号減算器１３２から与えられた差分信号に基づいて複素数を生成すると共に、かかる複素数を共役複素数に変換し、当該変換した共役複素数を示す複素数信号を、複数の位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑにそれぞれ対応付けて設けられた乗算器ＭＵ１１乃至ＭＵｐｑに送出する。
【００８８】
乗算器ＭＵ１１乃至ＭＵｐｑは、それぞれ対応する位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに接続されたループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから搬送波信号や減衰信号が流れ込んでおり、複素数変換器１３３から与えられる複素数信号に対し当該搬送波信号又は減衰信号を乗算し、得られた乗算結果を位相振幅調節元信号として増幅器ＡＦ１１乃至ＡＦｐｑに送出する。そして増幅器ＡＦ１１乃至ＡＦｐｑは、乗算器ＭＵ１１乃至ＭＵｐｑから与えられた位相振幅調節元信号に対しフィルタリング処理及び増幅処理を施し、得られた位相振幅調節値を調節値設定信号として位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに送出することにより、当該位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに対し調節値設定信号の示す位相振幅調節値に基づいて信号の位相及び振幅を調節するように設定する。
【００８９】
これにより位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑは、搬送波信号に対し、設定された位相振幅調節値を乗算して当該搬送波信号の位相及び振幅を調節し、得られた重付搬送波信号をそれぞれ対応するループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから送信する。このようにして指向性調節部１３０は、個々のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから送信する搬送波信号の位相及び振幅を調節することで、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの送信指向性を、リーダライタ１０１の一面１０１Ａにかざされた複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのうち通信相手に選定された１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮのかざし方向を強めるように調整している。
【００９０】
よって指向性調節部１３０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａにかざされた複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのうち通信相手に選定された１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮを除く他の携帯電話機ＨＰ１、……、ＨＰＮに搬送波信号としての電磁波が分散して吸収されることを回避し、当該通信相手に選定した１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対し搬送波信号を的確に受信させて起動させることができる。また位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑは、引き続きループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの送信指向性を変更しないようにして（すなわち、位相振幅調節値を変更しないようにして）、応答要求信号に対し、設定された位相振幅調節値を乗算して当該応答要求信号の位相及び振幅を調節し、得られた重付応答要求信号をそれぞれ対応するループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから送信する。これにより指向性調節部１３０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａにかざされた複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのうち通信相手に選定された１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対して応答要求信号を的確に受信させることができる。
【００９１】
さらに位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑは、応答要求信号の送信の結果、通信相手に選定された１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮから返信された応答信号が対応するループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑで受信されると、当該受信された応答信号に対し、設定された位相振幅調節値を乗算することにより当該応答信号の位相及び振幅を調節し、得られた重付応答信号を信号合成器１３１に送出する。そして信号合成器１３１は、各位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑから与えられる重付応答信号を合成し、得られた合成応答信号をアナログデジタル変換器に通してデジタルの応答データとして受信処理部１６に送出する。このようにして指向性調節部１３０は、個々のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑで受信された応答信号の位相及び振幅を調節することで、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの受信指向性を送信指向性と同様に調整した状態で、通信相手に選定された１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮから返信された応答信号を的確に受信することができる。因みに指向性調節部１３０は、引き続き解説信号についても、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑに対する送信指向性を変えずに、通信相手に選定された１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対して的確に送信する。
【００９２】
ところで指向性調節部１３０は、通信相手に選定された１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対する非接触通信が完了すると、例えば先の合成データに基づき、リーダライタ１０１の一面１０１にかざされている複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの中から通信相手としての２台目を任意に選定する。そして中央処理ユニット１１０は、その新たに選定した２台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮの背面に近い１又は複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから信号合成器１３１に流れ込んだ減衰信号に相当するデータ（すなわち、合成データの一部）に基づいて、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を改めて調節する基準となる調節基準データを生成し、これを通信部１１３に送出する。これにより指向性調節部１３０は、各位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに設定する位相振幅調節値を更新する。
【００９３】
ここで指向性調節部１３０において各位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに設定する位相振幅調節値の更新手法について説明する。各位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに設定する位相振幅調節値を更新するには、デジタル処理を想定すると、例えばＬＳＭ（Recursive Least Squares ）アルゴリズムを用いることで実現することができる。この場合、位相振幅調節値（すなわち、重み）をＷとすると、かかる位相振幅調節値の更新式は、次式
【００９４】
【数１６】
【００９５】
と表すことができ、過去に求めた位相振幅調節値を適宜用いて新たな位相振幅調節値を求める。因みにかかる（１６）式において、ｍは更新処理に用いるデータが何回目の更新処理で得られたものであるかを示し、Ｊは更新に用いるデータのサンプル数を示している。またｕは位相振幅調節値の演算を収束させるためのパラメータを示し、ｉは今回の更新処理に対し、過去何回目の更新処理で得られたデータから用いるかを示している。そしてかかる位相振幅調節値の更新を、上述した図８に示す通信部１１３によりアナログ処理で実現すると、（１６）式は、次式
【００９６】
【数１７】
【００９７】
と表すことができる。因みに（１７）式中のＧは（１６）式中のパラメータｕに相当する。
【００９８】
すなわち、指向性調節部１３０は、かかる（１７）式に従い、基本的には上述した信号の流れで各位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに設定する位相振幅調節値を更新する。そして指向性調節部１３０は、通信相手として選定された２台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対しても、上述した１台目の場合と同様に複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性（送信指向性及び受信指向性）を、当該２台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮのかざし方向を強めるように調節した状態で搬送波信号や応答要求信号、解説信号を送信すると共に、応答信号を受信する。
【００９９】
このようにして中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面が一度にかざされたとき、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮと順番に非接触通信するものの、個々の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮとの通信開始に合わせて、指向性調節部１３０により当該非接触通信を開始する携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのかざし方向に応じて、各位相振幅調整器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに設定する位相振幅調節値を更新する。これにより中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａにかざされた個々の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮとの通信開始に合わせて、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を、当該一面１０１Ａにかざされた個々の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのかざし方向を順番に強めるように調節することができる。従って中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面が一度にかざされたとき、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮと、順番にその携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮに向けて指向性を強めた的確に非接触通信することができる。
【０１００】
因みに中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざれたとき、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮとの非接触通信が全て完了すると、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し再び携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされることを待ち受ける。また中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し１台の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮの背面のみがかざされたときには、その１台の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮと、これに向けて指向性を強めるように調節して非接触通信する。そして中央処理ユニット１１０は、かかる非接触通信が完了すると、再びリーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮがかざされることを待ち受ける。
【０１０１】
以上の構成において、リーダライタ１０１は、携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮと非接触通信するための複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑを同一平面上にアレイ状に配置している。そしてリーダライタ１０１は、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑがその同一平面から周囲に広がる半球状の指向性を有する通信待受状態で、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑからそれぞれ携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮを起動させるための搬送波信号を送信する。
【０１０２】
その通信待受状態でリーダライタ１０１は、一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面が一度にかざされると、一般的にはその一面１０１Ａにかざされる携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの動きが一時的に停止し、その際、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑに流れる搬送波信号が変化することにより、かかる搬送波信号の変化に応じて、当該一面１０１Ａにかざされた携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの台数と、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのかざし方向とをそれぞれ検出する。またリーダライタ１０１は、一面１０１Ａにかざされた複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの中から通信相手としての１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮを選定し、当該選定した１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮのかざし方向に応じて通信部１１３の指向性調節部１３０を制御する。これによりリーダライタ１０１は、指向性調節部１３０において、複数の位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに対し位相振幅調節値を設定することで、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を、通信相手の１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮのかざし方向を強めるように調節する。そしてリーダライタ１０１は、このように複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を、かかる１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに向けて強めた状態で当該１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに改めて搬送波信号を送信して起動させ、引き続き指向性を変えずに非接触通信する。
【０１０３】
またリーダライタ１０１は、１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮとの非接触通信が完了すると、通信相手としての２台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮを選定し、当該選定した２台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮのかざし方向に応じて再び通信部１１３の指向性調節部１３０を制御する。これによりリーダライタ１０１は、指向性調節部１３０において、複数の位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに設定する位相振幅調節値を更新することで、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を、通信相手の２台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮのかざし方向を強めるように調節する。そしてリーダライタ１０１は、このように複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を、かかる２台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに向けて強めた状態で当該２台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに改めて搬送波信号を送信して起動させ、引き続き指向性を変えずに非接触通信する。このようにしてリーダライタ１０１は、一面１０１Ａにかざされた複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのかざし方向に応じて、各位相振幅調整器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに設定する位相振幅調節値を順次更新することで、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を、当該一面１０１Ａにかざされた個々の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのかざし方向を順番に強めるように調節しながら、当該指向性を強めた方向に位置する携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮに対し改めて搬送波信号を送信して起動させたうえで非接触通信する。
【０１０４】
従ってリーダライタ１０１は、一面１０１Ａに複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされたとき、その時点に複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから送信していた搬送波信号としての電磁波は、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのループアンテナ素子に分散して吸収され、その結果、複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮが自己を起動させるだけの十分なエネルギーを得ることができない。しかしながらリーダライタ１０１は、このとき一面１０１Ａにかざされた複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮを順番に１台ずつ通信相手として選定すると共に、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を当該通信相手として選定した携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに向けて強めるように調節した状態でその通信相手として選定した携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対し改めて搬送波信号を送信することで、当該通信相手として選定した携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対し搬送波信号を、他の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮでほとんど吸収させずに的確に受信させることができる。よってリーダライタ１０１は、一面１０１Ａにかざされた複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮを順番にリーダライタ１０１との通信開始に合わせて確実に起動させたうえで、非接触通信させることができる。
【０１０５】
以上の構成によれば、リーダライタ１０１は、一面１０１Ａと対向させて複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑがアレイ状に配置され、当該一面１０１Ａに複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面が一度にかざされたとき、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの中から通信相手としての１台の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮを順番に選定すると共に、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑに接続された位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに設定する位相振幅調節値を、当該通信相手の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮに対するかざし方向に応じて更新することで、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を通信相手として選定した１台の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに向けて強めるように調節した状態で改めて搬送波信号を送信するようにした。これによりリーダライタ１０１は、一面１０１Ａにかざされた複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの中から順番に通信相手として選定した１台の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対し、搬送波信号をほとんど減衰させずに的確に受信させ、その搬送波信号を、起動するのに十分な電力に変換させてほぼ確実に起動させることができる。そしてリーダライタ１０１は、このように通信相手として選定した１台の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮを起動させると、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性をそのままに応答要求信号及び応答信号を送受信することで、ほぼ確実に通信接続を確立することができる。よってリーダライタ１０１は、一面１０１Ａに複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされたとき、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮを順番に起動させ良好に非接触通信することができる。
【０１０６】
またリーダライタ１０１は、通信相手に選定した携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮを起動させると、その時点の複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑに対する指向性を固定したまま、引き続き種々の信号を非接触通信するようにした。従ってリーダライタ１０１は、通信相手の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対し種々の信号を、他の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮにほとんど吸収させずに的確に受信させることができると共に、当該通信相手の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮから送信された信号も的確に受信することができる。よってリーダライタ１０１は、複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮと順番にさらに良好に非接触通信することができる。
【０１０７】
さらにリーダライタ１０１は、一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮがかざされたか否かを検出するために、例えば複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を適宜調整するようにしてこれら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの存在を走査するような煩雑な処理を何ら行うことなく、当該複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を容易にかつ的確に調節することができる。
【０１０８】
なお上述した第２の実施の形態においては、リーダライタ１０１が一面１０１Ａに対し携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされるまでの間、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから搬送波信号を送信するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、上述した第１の実施の形態の場合と同様に、リーダライタ１０１が一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされるまでの間、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから応答要求信号を所定周期で定期的に送信する（すなわち、ポーリング処理を実行する）ようにしても良い。かかる構成においても、上述した第２の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１０９】
（３）第３の実施の形態
図９は、第３の実施の形態による非接触通信システム２００を示し、通信装置として例えば駅の改札機に設けられたリーダライタ２０１が携帯通信機器としての非接触通信型のＩＣ（Integrated Circuit）カード２０２の背面と同程度の大きさ及び形状の一面２０１Ａを有している。そしてリーダライタ２０１は、かかる一面２０１Ａに対し、ＩＣカード２０２の背面がかざされると、当該ＩＣカード２０２と例えば、Ｆｅｌｉｃａ（ソニー株式会社の登録商標）と呼ばれる近距離無線通信規格に準拠した無線通信方式に従って非接触通信し得るようになされている。
【０１１０】
この場合、図７との対応部分に同一符号を付した図１０に示すように、リーダライタ２０１は、上述した第２の実施の形態によるリーダライタ１０１（図７）に設けられた通信部１１３と同様構成の通信部１１３Ａが設けられている。そしてリーダライタ２０１は、中央処理ユニット２１０がＲＯＭ２１１から各種プログラムを読み出してＲＡＭ１３で展開することにより、当該展開した各種プログラムに従いリーダライタ２０１全体を統括的に制御して各種処理を実行する。これにより中央処理ユニット２１０は、リーダライタ２０１の一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２の背面がかざされるまでの間、通信部１１３Ａにおいて、リーダライタ２０１の一面２０１Ａと対向させて同一平面上にアレイ状に配置された複数のループアンテナ素子の指向性をその同一平面から周囲に広がる半球状に調節し、かかる指向性でこれら複数のループアンテナ素子から搬送波信号を送信する。
【０１１１】
この状態で、中央処理ユニット２１０は、リーダライタ２０１の一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２がかざされると、一般的にはその一面２０１ＡにかざされるＩＣカード２０２の動きが一時的に停止し、その際、複数のループアンテナ素子に流れる搬送波信号が反射信号の受信の影響を受けて減衰するように変化することにより、かかる搬送波信号の変化に応じて、当該一面２０１ＡにかざされたＩＣカード２０２のかざし方向を検出する。そして中央処理ユニット２１０は、かかるＩＣカード２０２のかざし方向に応じて通信部１１３Ａの指向性調節部を制御する。これにより中央処理ユニット２１０は、指向性調節部において複数の位相振幅調節器に対し位相振幅調節値を設定することで、複数のループアンテナ素子の指向性をＩＣカード２０２のかざし方向を強めるように調節する。この状態で中央処理ユニット２１０は、通信部１１３Ａの複数のループアンテナ素子から改めて搬送波信号をＩＣカード２０２に送信することにより、当該ＩＣカード２０２を搬送波信号の受信に応じて起動させる。
【０１１２】
また中央処理ユニット２１０は、引き続き複数のループアンテナ素子の指向性を変えずに当該複数のループアンテナ素子から応答要求信号をＩＣカード２０２に向けて送信する。その結果、中央処理ユニット２１０は、ＩＣカード２０２から応答要求信号の受信に応じて応答信号が送信されると、これを通信部１１３Ａの複数のループアンテナ素子で受信するようにして、かくしてリーダライタ２０１とＩＣカード２０２との通信接続を確立する。そして中央処理ユニット２１０は、さらに複数のループアンテナ素子の指向性を変えずに当該複数のループアンテナ素子を介してＩＣカード２０２と非接触通信して、当該ＩＣカード２０２に対し定期券等に関する種々のデータを書き込み及び読み出すようにしている。因みに中央処理ユニット２１０は、ＩＣカード２０２との非接触通信が完了すると、かかる非接触通信の完了をインタフェース部１７から改札機本体（図示せず）に通知する。
【０１１３】
一方、ＩＣカード２０２は、リーダライタ２０１に設けられ通信部１１３Ａと同様構成の通信部１１３Ｂが設けられている。かかる通信部１１３Ｂは、ＩＣカード２０２の背面と対向させて同一平面上にアレイ状に配置された複数のループアンテナ素子を有している。そして通信部１１３Ｂにおいて複数のループアンテナ素子の指向性は、リーダライタ２０１と非接触通信するまでの間は、これらが配置された同一平面から周囲に広がる半球状に調節されている。この状態でＩＣカード２０２は、その背面がリーダライタ２０１の一面２０１Ａにかざされると、当該リーダライタ２０１から送信された搬送波信号を、通信部１１３Ｂにおいて複数のループアンテナ素子で受信すると共に、当該搬送波信号を図示しない整流部により整流して得られる電力により起動する。そしてＩＣカード２０２の中央処理ユニット２２１は、その起動に応じてバス４２を介しＲＯＭ２２２から各種プログラムを読み出してＲＡＭ４４で展開することにより、当該展開した各種プログラムに従いＩＣカード２０２全体を統括的に制御して各種処理を実行する。
【０１１４】
これによりに中央処理ユニット２２１は、通信部１１３Ｂにおいて半球状の指向性を有する複数のループアンテナ素子で、リーダライタ２０１から再び送信される搬送波信号を受信する。そして中央処理ユニット２２１は、リーダライタ２０１から送信される搬送波信号の規格値を示す規格搬送波信号に相当するデータを、複数のループアンテナ素子の指向性を調節する基準となる調節基準データとして通信部１１３Ｂに送出する。従って通信部１１３Ｂは、内部の指向性調節部により、複数のループアンテナ素子による搬送波信号の受信結果（すなわち、合成搬送波信号）と、調節基準データをデジタルアナログ変換して得られる調節基準信号とに基づいて複数の位相振幅調節器に対し位相振幅調節値を設定することで、複数のループアンテナ素子の指向性をリーダライタ２０１の配置方向を強めるように調節する。この状態で中央処理ユニット２２１は、リーダライタ２０１から引き続き送信される応答要求信号を通信部１１３Ａの複数のループアンテナ素子で受信すると共に、その受信に応じて応答信号を複数のループアンテナ素子からリーダライタ２０１に向けて送信することにより、当該リーダライタ２０１との通信接続を確立する。そして中央処理ユニット２２１は、複数のループアンテナ素子の指向性を変えずにリーダライタ２０１と非接触通信して、当該リーダライタ２０１からの要求に応じて定期券等に関する種々のデータを書き込み及び読み出すようにしている。
【０１１５】
以上の構成において、リーダライタ２０１は、ＩＣカード２０２と非接触通信するための複数のループアンテナ素子を同一平面上にアレイ状に配置している。そしてリーダライタ２０１は、複数のループアンテナ素子がその同一平面から周囲に広がる半球状の指向性を有する通信待受状態で、これら複数のループアンテナ素子からそれぞれＩＣカード２０２を起動させるための搬送波信号を送信する。この状態でリーダライタ２０１は、一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２の背面がかざされると、複数のループアンテナ素子に流れる搬送波信号の変化に応じて、当該一面２０１ＡにかざされたＩＣカード２０２のかざし方向を検出する。そしてリーダライタ２０１は、かかるＩＣカード２０２のかざし方向に応じて通信部１１３Ａの指向性調節部を制御することにより、かかる指向性調節部において複数の位相振幅調節器に対し位相振幅調節値を設定することで、複数のループアンテナ素子の指向性をＩＣカード２０２のかざし方向を強めるように調節する。この状態でリーダライタ２０１は、通信部１１３Ａの複数のループアンテナ素子から改めて搬送波信号をＩＣカード２０２に向けて送信することにより、当該ＩＣカード２０２を搬送波信号の受信に応じて起動させる。
【０１１６】
またＩＣカード２０２は、リーダライタ２０１と非接触通信するための複数のループアンテナ素子を同一平面上にアレイ状に配置し、当該リーダライタ２０１と非接触通信するまでの間は、複数のループアンテナ素子の指向性をこれらが配置された同一平面から周囲に広がる半球状に調節している。この状態でＩＣカード２０２は、背面がリーダライタ２０１の一面２０１Ａにかざされると、当該リーダライタ２０１から送信された搬送波信号を複数のループアンテナ素子で受信し、当該受信した搬送波信号に基づき起動用の電力を生成し、かかる電力によって起動する。そしてＩＣカード２０２は、通信部１１３Ｂにおいて複数のループアンテナ素子でリーダライタ２０１から再び送信される搬送波信号を受信し、指向性調節部により、その受信結果と規格搬送波信号とに基づいて複数の位相振幅調節器に対し位相振幅調節値を設定することで、複数のループアンテナ素子の指向性をリーダライタ２０１の配置方向を強めるように調節する。
【０１１７】
このようにして非接触通信システム２００では、リーダライタ２０１の一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２の背面がかざされると、互いに複数のループアンテナ素子の指向性を相手の方向を強めるように調節し、その状態で非接触通信を実行する。ところで非接触通信システムでは、仮にリーダライタに対し１つのループアンテナ素子が設けられ、かかるループアンテナ素子が一面と垂直な方向に長く伸びる固定的な指向性を有すると共に、ＩＣカードについても１つのループアンテナ素子が設けられ、かかるループアンテナ素子が背面と垂直な方向に長く伸びる固定的な指向性を有していると、リーダライタの一面に対しＩＣカードが背面をほぼ平行に対向させ、かつ互いのループアンテナ素子の中心位置をも対向させたときにはリーダライタのループアンテナ素子から信号として放射される電磁波に起因してＩＣカードのループアンテナ素子に生じる磁界が最も強くなり、多大なエネルギーを得ることができることから当該ＩＣカードは何ら問題なく起動する。しかしながら非接触通信システムをかかる構成にした場合、リーダライタの一面に対しＩＣカードの背面が例えば傾いた状態でかざされ、互いのループアンテナ素子同士の中心位置が対向しないと、リーダライタのループアンテナ素子から信号として放射される電磁波に起因してＩＣカードのループアンテナ素子に生じる磁界が減少し、起動するための十分なエネルギーを得ることができなくなり、その結果、ＩＣカードが起動し得なくなる可能がある。
【０１１８】
これに対して本実施の形態による非接触通信システム２００では、リーダライタ２０１が一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２の背面がかざされたとき、自己の複数のループアンテナ素子の指向性を、かかるＩＣカード２０２のかざし方向を強めるように調節して搬送波信号を送信することで、図９に示したように、リーダライタ２０１の一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２がどのような状態にかざされても当該ＩＣカード２０２をその搬送波信号に応じた電力でほぼ確実に起動させることができる。また非接触通信システム２００では、リーダライタ２０１の一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２の背面がかざされている間、ＩＣカード２０２も自己の複数のループアンテナ素子の指向性を、リーダライタ２０１の配置方向を強めるように調節する。従って非接触通信システム２００では、リーダライタ２０１及びＩＣカード２０２が互いに複数のループアンテナ素子の指向性を相手の方向を強めるように調節していることで、当該リーダライタ２０１及びＩＣカード２０２同士が良好に非接触通信することができる。
【０１１９】
以上の構成によれば、リーダライタ２０１は、ＩＣカード２０２と非接触通信するための複数のループアンテナ素子を同一平面上にアレイ状に配置し、当該複数のループアンテナ素子から搬送波信号を送信している状態で、一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２の背面がかざされると、複数のループアンテナ素子に流れる搬送波信号の変化に応じて、当該一面２０１ＡにかざされたＩＣカード２０２のかざし方向を検出すると共に、そのかざし方向に応じて複数の位相振幅調節器に対し位相振幅調節値を設定して複数のループアンテナ素子の指向性をＩＣカード２０２のかざし方向を強めるように調節し改めて搬送波信号をＩＣカード２０２に向けて送信するようにした。これによりリーダライタ２０１は、一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２がどのような状態にかざされても当該ＩＣカード２０２をこれに送信した搬送波信号に応じた電力でほぼ確実に起動させることができる。そしてリーダライタ２０１は、このようにＩＣカード２０２を起動させると、複数のループアンテナ素子の指向性をそのままに応答要求信号及び応答信号を送受信することで、ほぼ確実に通信接続を確立することができる。よってリーダライタ２０１は、一面２０１ＡにかざされたＩＣカード２０２と良好に非接触通信することができる。
【０１２０】
またＩＣカード２０２は、リーダライタ２０１と非接触通信するための複数のループアンテナ素子を同一平面上にアレイ状に配置し、背面がリーダライタ２０１の一面２０１Ａにかざされたとき、当該リーダライタ２０１からＩＣカード２０２に向けて送信された搬送波信号を複数のループアンテナ素子で受信し、当該受信した搬送波信号に基づき起動用の電力を生成して起動すると共に、指向性調節部により、規格搬送波信号と、複数のループアンテナ素子による搬送波信号の受信結果とに基づいて複数の位相振幅調節器に対し位相振幅調節値を設定して当該複数のループアンテナ素子の指向性をリーダライタ２０１の配置方向を強めるように調節するようにした。これによりＩＣカード２０２は、リーダライタ２０１と共に、互いに複数のループアンテナ素子の指向性を相手の方向を強めるように調節することで、当該リーダライタ２０１との間でさらに良好に非接触通信することができる。
【０１２１】
なお上述した第３の実施の形態においては、リーダライタ２０１の一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２の背面がかざされたとき、互いに指向性を調節し、非接触通信が完了するまで指向性をそのままにするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、リーダライタ２０１の一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２の背面がかざされている間、比較的短い時間周期等で、少なくとも何れか一方が複数のループアンテナ素子による信号の受信結果又はループアンテナ素子に流れる搬送波信号の変化に応じて、相手の方向を確認しながら指向性の調節を更新するようにしても良い。かかる構成によれば、リーダライタ２０１の一面２０１Ａの上をＩＣカード２０２がかざされる姿勢のまま比較的高速に移動するように当該リーダライタ２０１に対しＩＣカード２０２が相対的に移動したときでも、当該ＩＣカード２０２の移動に追従して少なくとも何れか一方の指向性を常に相手の方向を強めるように調節することができる。そしてかかる構成によれば、リーダライタ２０１の一面２０１Ａの上をＩＣカード２０２がかざされる姿勢のまま比較的高速に移動するときでも、当該リーダライタ２０１及びＩＣカード２０２との間で良好に非接触通信することができる。
【０１２２】
（４）他の実施の形態
なお上述した第１乃至第３の実施の形態においては、本発明による携帯通信機器を図１乃至図１０について上述した携帯電話機ＨＰ、ＨＰ１乃至ＨＰＮ及びＩＣカード２０２に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、非接触通信機能を有する携帯型パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Personal Digital Assistance ）、携帯型ゲーム機器等の情報処理装置のように、この他種々の携帯通信機器に広く適用することができる。
【０１２３】
さらに上述の実施の形態においては、本発明による通信装置を図１乃至図１０について上述したリーダライタ２、１０１及び２０１に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、非接触通信機能を有するパーソナルコンピュータ及びゲーム機器等の情報処理装置や、家電製品等のように、この他種々の通信装置に広く適用することができる。
【０１２４】
さらに上述の実施の形態においては、通信装置又は携帯通信機器との非接触通信に用いられ、アレイ状に配置された複数の第２のアンテナ素子として、図１乃至図１０について上述したループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎ及びＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑを適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、板状逆Ｆアンテナ素子等のように、この他種々のアンテナ素子を広く適用することができる。
【０１２５】
さらに上述の実施の形態においては、複数のアンテナ素子に対し複数の携帯通信機器がかざされたとき、当該複数のアンテナ素子に流れる信号に基づいて、複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の携帯通信機器のかざし方向を検出する方向検出部として、図１乃至図１０について上述した中央処理ユニット１１０、２１０及び２２１を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、複数のアンテナ素子に対し複数の携帯通信機器がかざされたとき、当該複数のアンテナ素子に流れる信号に基づいて、複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の携帯通信機器のかざし方向を検出するハードウェア構成の方向検出回路等のように、この他種々の方向検出部を広く適用することができる。
【０１２６】
さらに上述の実施の形態においては、複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の携帯通信機器の中から通信相手としての当該携帯通信機器を選定する機器選定部として、図１乃至図１０について上述した中央処理ユニット１１０、２１０及び２２１を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の携帯通信機器の中から通信相手としての当該携帯通信機器を選定するハードウェア構成の機器選定回路等のように、この他種々の機器選定部を広く適用することができる。
【０１２７】
さらに上述の実施の形態においては、複数のアンテナ素子を流れる信号について調節する重みとして、図１乃至図１０について上述した位相及び振幅を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、位相等のように、この他種々の重みを広く適用することができる。因みにかかる重みを調節する際には、複数のアンテナ素子で受信した信号に基づいて指向性の調節する基準となる調節基準データを生成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、調節基準データを予め用意しておくようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、非接触通信型のＩＣカードや携帯電話機、またこれらと非接触通信可能なリーダライタに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明による非接触通信システムの構成の第１の実施の形態を示す略線図である。
【図２】リーダライタ及び携帯電話機の回路構成を示すブロック図である。
【図３】携帯電話機に設けられた通信部の構成を示すブロック図である。
【図４】位相振幅調節値の算出の説明に供する略線図である。
【図５】１〔ＧＨｚ〕における複数のループアンテナ素子の指向性の説明に供する略線図である。
【図６】第２の実施の形態による非接触通信システムの構成を示す略線図である。
【図７】リーダライタ及び携帯電話機の回路構成を示すブロック図である。
【図８】リーダライタに設けられた通信部の構成を示すブロック図である。
【図９】第３の実施の形態による非接触通信システムの構成を示す略線図である。
【図１０】リーダライタ及びＩＣカードの回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１、１００、２００……非接触通信システム、２、１０１、２０１……リーダライタ、２９……基地局用アンテナ素子、４０、１１３、１１３Ａ、１１３Ｂ……通信部、５０……指向性設定部、１１０、２１０、２２１……中央処理ユニット、１３０……指向性調節部、ＨＰ、ＨＰ１乃至ＨＰＮ……携帯電話機、ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎ、ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑ……ループアンテナ素子、ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎ、ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑ……位相振幅調節器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は携帯通信機器及び通信装置に関し、例えば携帯通信機器とリーダライタとが近距離で非接触通信する非接触通信システムに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のリーダライタは、分散配置された複数のアンテナ素子を有し、これら個々のアンテナ素子から互いに位相の異なる交番電磁界を放射している。これにより従来のリーダライタは、各アンテナ素子の通信可能領域では当該通信可能領域に配置したアンテナ素子の交番電磁界を支配的にし、これら通信可能領域の外側では隣接するアンテナ素子の位相の異なる交番電磁界同士を合成して減衰させ、かくして隣接するアンテナ素子間での干渉を抑止している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１４９０５５号公報（第２頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところでかかる構成のリーダライタのように複数のアンテナ素子を有する携帯通信機器や通信装置では、これら複数のアンテナ素子の指向性を適宜調節すれば、種々の状況において良好に通信し得ると考えられる。しかしながら従来、複数のアンテナ素子を有する携帯通信機器や通信装置は、種々の状況に合わせて複数のアンテナ素子の指向性を調節して良好に通信し得るようには構成されていなかった。
【０００４】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、良好に通信し得る携帯通信機器及び通信装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を解決するため本発明においては、携帯通信機器において、基地局との通信用として第１のアンテナ素子と、通信装置との非接触通信用としてアレイ状に配置された複数の第２のアンテナ素子とを設け、複数の第２のアンテナ素子に流れる信号の重みを調節することにより、複数の第２のアンテナ素子の指向性を、当該複数の第２のアンテナ素子の配置位置に対する第１のアンテナ素子の配置方向を減衰させるように設定するようにした。
【０００６】
従って本発明では、携帯通信機器において、第１のアンテナ素子を用いた通信と複数の第２のアンテナ素子を用いた非接触通信とがほぼ同時に実行されても、互いの送信信号としての電磁波が干渉して一方の通信と他方の非接触通信とが阻害されることをほぼ確実に防止することができる。
【０００７】
また本発明においては、携帯通信機器において、通信装置との非接触通信用としてアレイ状に配置された複数のアンテナ素子を設け、通信装置に対し複数のアンテナ素子がかざされて通信装置から送信された受信信号を複数のアンテナ素子で受信したとき、当該複数のアンテナ素子による受信信号の受信結果に基づいて、複数のアンテナ素子に流れる信号の重みを調節することにより、複数のアンテナ素子の指向性を通信装置の配置方向を強めるように調節するようにした。
【０００８】
従って本発明では、携帯通信機器において、予め通信装置の配置方向を走査するような煩雑な処理を何ら行うことなく、通信装置に対し複数のアンテナ素子がかざされたとき、複数のアンテナ素子の指向性を調節して当該通信機器とのほぼ確実に通信接続を確立することができる。
【０００９】
さらに本発明においては、通信装置において、携帯通信機器との非接触通信用としてアレイ状に配置された複数のアンテナ素子を設け、複数のアンテナ素子に対し複数の携帯通信機器がかざされたとき、当該複数のアンテナ素子に流れる信号に基づいて、複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の携帯通信機器のかざし方向を検出すると共に、複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の携帯通信機器の中から通信相手としての当該携帯通信機器を選定し、当該通信相手としての携帯通信機器のかざし方向に応じて、複数のアンテナ素子に流れる信号の重みを調節することにより、複数のアンテナ素子の指向性を通信相手としての携帯通信機器のかざし方向を強めるように調節するようにした。
【００１０】
従って本発明では、通信装置において、複数のアンテナ素子に対し複数の携帯通信機器が一度にかざされても、複数のアンテナ素子の指向性を調節して通信相手の携帯通信機器とほぼ確実に通信接続することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、携帯通信機器において、基地局との通信に用いる第１のアンテナ素子と、通信装置との非接触通信に用いられ、アレイ状に配置された複数の第２のアンテナ素子とを設け、複数の第２のアンテナ素子に流れる信号の重みを調節することにより、複数の第２のアンテナ素子の指向性を、当該複数の第２のアンテナ素子の配置位置に対する第１のアンテナ素子の配置方向を減衰させるように設定するようにしたことにより、第１のアンテナ素子を用いた通信と複数の第２のアンテナ素子を用いた非接触通信とがほぼ同時に実行されても、互いの送信信号としての電磁波が干渉して一方の通信と他方の非接触通信とが阻害されることをほぼ確実に防止することができ、かくして良好に通信し得る携帯通信機器を実現することができる。
【００１２】
また本発明によれば、携帯通信機器において、通信装置との非接触通信用としてアレイ状に配置された複数のアンテナ素子を設け、通信装置に対し複数のアンテナ素子がかざされて通信装置から送信された受信信号を複数のアンテナ素子で受信したとき、当該複数のアンテナ素子による受信信号の受信結果に基づいて、複数のアンテナ素子に流れる信号の重みを調節することにより、複数のアンテナ素子の指向性を通信装置の配置方向を強めるように調節するようにしたことにより、予め通信装置の配置方向を走査するような煩雑な処理を何ら行うことなく、通信装置に対し複数のアンテナ素子がかざされたとき、複数のアンテナ素子の指向性を調節して当該通信機器とのほぼ確実に通信接続を確立することができ、かくして良好に通信し得る携帯通信機器を実現することができる。
【００１３】
さらに本発明によれば、通信装置において、携帯通信機器との非接触通信用としてアレイ状に配置された複数のアンテナ素子を設け、複数のアンテナ素子に対し複数の携帯通信機器がかざされたとき、当該複数のアンテナ素子に流れる信号に基づいて、複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の携帯通信機器のかざし方向を検出すると共に、複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の携帯通信機器の中から通信相手としての当該携帯通信機器を選定し、当該通信相手としての携帯通信機器のかざし方向に応じて、複数のアンテナ素子に流れる信号の重みを調節することにより、複数のアンテナ素子の指向性を通信相手としての携帯通信機器のかざし方向を強めるように調節するようにしたことにより、複数のアンテナ素子に対し複数の携帯通信機器が一度にかざされても、複数のアンテナ素子の指向性を調節して通信相手の携帯通信機器とほぼ確実に通信接続することができ、かくして良好に通信し得る通信装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１５】
（１）第１の実施の形態
図１において、１は全体として第１の実施の形態による非接触通信システムを示し、通信装置としてのリーダライタ２が携帯通信機器としての携帯電話機ＨＰの例えば背面と同程度の形状及び大きさの一面２Ａを有している。そしてリーダライタ２は、かかる一面２Ａに対し携帯電話機ＨＰの背面がかざされると、当該携帯電話機ＨＰと例えば、Ｆｅｌｉｃａ（ソニー株式会社の登録商標）と呼ばれる近距離無線通信規格に準拠した無線通信方式に従って非接触通信し得るようになされている。
【００１６】
この場合、図２に示すように、リーダライタ２は、中央処理ユニット（CPU:Central Processing Unit ）１０が、バス１１を介してＲＯＭ（Read Only Memory）１２から予め記憶された各種プログラムを読み出してＲＡＭ（Random Access Memory）１３で展開することにより、当該展開した各種プログラムに従いリーダライタ２全体を統括的に制御して各種処理を実行する。これにより中央処理ユニット１０は、携帯電話機ＨＰに対して応答を要求する応答要求データを送信処理部１４に送出する。送信処理部１４は、中央処理ユニット１０から与えられた応答要求データに対して符号化処理及び変調処理等の送信処理を施して通信部１５に送出する。通信部１５は、リーダライタ２の一面２Ａに対向させて配置され、送信処理部１４から与えられた応答要求データをデジタルアナログ変換し、得られた応答要求信号をループ状の導電線でなる１又は複数の図示しないアンテナ素子（以下、これをループアンテナ素子と呼ぶ）を介して外部に送信する。このようにして中央処理ユニット１０は、かかる応答要求信号を所定周期で繰り返し外部に送信し（いわゆる、ポーリング処理を実行し）、この状態でリーダライタ２の一面２Ａに対し携帯電話機ＨＰの背面がかざされると、当該携帯電話機ＨＰから応答要求信号の受信に応じて返信される応答信号を通信部１５においてループアンテナ素子で受信してアナログデジタル変換し、得られた応答データを受信処理部１６に取り込む。受信処理部１６は、かかる応答データに対して復調処理及び復号処理等の受信処理を施して中央処理ユニット１０に送出する。
【００１７】
そして中央処理ユニット１０は、応答要求データの送信及び応答データの受信によりリーダライタ２と携帯電話機ＨＰとの間で通信接続が確立すると、読出対象のデータ（以下、これを読出データと呼ぶ）の読み出しを要求する読出要求データを送信処理部１４に送出する。このとき送信処理部１４は、中央処理ユニット１０から与えられた読出要求データに対して送信処理を施して通信部１５に送出する。通信部１５は、かかる読出要求データをデジタルアナログ変換し、得られた読出要求信号をループアンテナ素子から携帯電話機ＨＰに送信する。その結果、中央処理ユニット１０は、携帯電話機ＨＰから読出要求信号の受信に応じて返信される返信信号を通信部１５のループアンテナ素子で受信してアナログデジタル変換し、得られた読出データを受信処理部１６に取り込む。受信処理部１６は、かかる読出データに対して受信処理を施して中央処理ユニット１０に送出する。また中央処理ユニット１０は、書込対象のデータ（以下、これを書込データと呼ぶ）を含む書込要求データを送信処理部１４に送出する。このとき送信処理部１４は、中央処理ユニット１０から与えられた書込要求データに対して送信処理を施して通信部１５に送出する。これにより通信部１５は、書込要求データをデジタルアナログ変換し、得られた書込要求信号をループアンテナ素子から携帯電話機ＨＰに送信する。
【００１８】
このようにして中央処理ユニット１０は、携帯電話機ＨＰに対し、例えばユーザによる商品購入時の支払い等に関する種々のデータを書き込み及び読み出すことができる。因みに中央処理ユニット１０は、外部から供給される例えば商品購入時に利用可能な割引券に相当するデータ（以下、これを割引券データと呼ぶ）を、インタフェース部１７を介して取り込んで記憶部１８に記憶している。そして中央処理ユニット１０は、例えば携帯電話機ＨＰに対しユーザによる商品購入時の支払い等に関する種々のデータを書き込み及び読み出しているとき、記憶部１８から割引券データを読み出して上述と同様に携帯電話機ＨＰに送信して提供することもできる。
【００１９】
一方、携帯電話機ＨＰは、公衆回線網やインターネット等のネットワークを利用して通話や各種データの送受信を実行するネットワーク通信処理部２０と、携帯電話機ＨＰの背面がリーダライタ２の一面２Ａにかざされたとき当該リーダライタ２と非接触通信して種々のデータを送受信する非接触通信処理部２１とを有している。この場合、ネットワーク通信処理部２０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を有する制御部２５が、例えば携帯電話機ＨＰの正面に設けられた各種操作キーからなる操作部２６を介してユーザにより各種命令や通話相手の電話番号等の種々の情報が入力されると、内部のＲＯＭに予め記憶された各種プログラムを読み出してＲＡＭで展開することにより、当該展開した各種プログラムに従いネットワーク通信処理部２０全体を統括的に制御して各種処理を実行する。
【００２０】
これにより制御部２５は、通話時、マイクロホン２７を介してユーザの音声を集音することにより得られる音声データを送受信処理部２８に取り込み、当該送受信処理部２８においてその音声データに所定の送信処理を施し、得られた送信用音声信号を基地局用アンテナ素子２９から無線通信システムの基地局（図示せず）を介して相手の電話機に送信する。このとき制御部２５は、相手の電話機から基地局を介して送信された相手の音声に相当する受信用音声信号を基地局用アンテナ素子２９で受信して送受信処理部２８に取り込み、当該送受信処理部２８においてその受信用音声信号に所定の受信処理を施し、得られた音声データに基づく相手の音声をスピーカ３０から出力する。このようにして制御部２５は、携帯電話機ＨＰのユーザと、通話相手との音声通話を実現する。
【００２１】
また制御部２５は、データ取得時、ユーザにより例えば音楽データや画像データ等の配信データの取得が要求されると、当該配信データを要求するための要求データを生成してこれを送受信処理部２８に送出し、当該送受信処理部２８においてその要求データに所定の送信処理を施し、得られた要求信号を基地局用アンテナ素子２９から基地局及びインターネットを順次介してデータ配信サーバ（図示せず）に送信する。その結果、制御部２５は、データ配信サーバから配信データに相当する配信信号がインターネット及び基地局を順次介して送信されると、これを基地局用アンテナ素子２９で受信して送受信処理部２８に取り込み、当該送受信処理部２８においてその配信信号に所定の受信処理を施し、得られた配信データを記憶部３１に記憶する。因みに制御部２５は、例えば操作部２６を介して読出命令が入力されると、記憶部３１に記憶している配信データを読み出し、当該読み出した配信データをスピーカ３０及び表示部３２に送出することにより配信データに基づく音声及び画像を視聴させることができる。
【００２２】
さらに制御部２５は、インタフェース部３３を介して非接触通信処理部２１と通信し得るようになされている。そして制御部２５は、例えば非接触通信処理部２１に要求して取り込んだデータや、携帯電話機ＨＰとリーダライタ２との非接触通信時に当該非接触通信処理部２１から自動的に与えられるデータを例えば表示部３２に送出し画像として表示する。これにより制御部２５は、例えば表示部３２を介してユーザに対し、商品購入時の支払い結果や、割引券等を提示することができる。因みに制御部２５は、この他にも詳述はしないが、電子メールの作成処理や送信処理、また電子メールの受信処理や提示処理、電話番号やメールアドレ等を登録するアドレス帳の作成処理や発信履歴及び着信履歴等を生成処理等のように種々の処理を実行することができる。
【００２３】
また非接触通信処理部２１は、携帯電話機ＨＰの背面に対向させて通信部４０が設けられている。そして非接触通信処理部２１は、リーダライタ２の一面２Ａに対し携帯電話機ＨＰの背面がかざされると、当該リーダライタ２から送信されている応答要求信号を、通信部４０に設けられている複数のループアンテナ素子で受信する。このとき非接触通信処理部２１の中央処理ユニット４１は、かかる応答要求信号の一部を図示しない整流部により整流して得られる電力により起動する。そして中央処理ユニット４１は、このような応答要求信号の受信に応じて起動すると、バス４２を介してＲＯＭ４３から予め記憶された各種プログラムを読み出してＲＡＭ４４で展開することにより、当該展開した各種プログラムに従い非接触通信処理部２１全体を統括的に制御して各種処理を実行する。
【００２４】
これにより通信部４０は、応答要求信号をアナログデジタル変換し、得られた応答要求データを受信処理部４５に送出する。受信処理部４５は、かかる応答要求データに対して復調処理及び復号処理等の受信処理を施して中央処理ユニット４１に送出する。そして中央処理ユニット４１は、応答要求データを取り込むと、これに応じて応答データを送信処理部４６に送出する。送信処理部４６は、中央処理ユニット４１から与えられた応答データに対して符号化処理及び変調処理等の送信処理を施して通信部４０に送出する。これにより通信部４０は、かかる応答データをデジタルアナログ変換し、得られた応答信号をループアンテナ素子からリーダライタ２に送信する。
【００２５】
このようにして中央処理ユニット４１は、応答要求データの受信及び応答データの送信によりリーダライタ２と携帯電話機ＨＰとの間で通信接続が確立すると、当該リーダライタ２から送信される読出要求信号を通信部４０においてループアンテナ素子で受信してアナログデジタル変換し、得られた読出要求データを受信処理部４５に送出する。受信処理部４５は、読出要求データに対して受信処理を施して中央処理ユニット４１に送出する。これにより中央処理ユニット４１は、読出要求データに応じて例えばＲＡＭ４４から、読み出しの要求された読出データを読み出して送信処理部４６に送出する。送信処理部４６は、中央処理ユニット４１から与えられた読出データに対して送信処理を施して通信部４０に送出する。これにより通信部４０は、かかる読出データをデジタルアナログ変換し、得られた返信信号をループアンテナ素子からリーダライタ２に送信する。また中央処理ユニット４１は、リーダライタ２から送信される書込要求信号を通信部４０においてループアンテナ素子で受信してアナログデジタル変換し、得られた書込要求データを受信処理部４５に送出する。受信処理部４５は、かかる書込要求データに対して受信処理を施して中央処理ユニット４１に送出する。そして中央処理ユニット４１は、書込要求データを取り込むと、これに含まれる書込データを例えばＲＡＭ４４に書き込む。このようにして中央処理ユニット４１は、リーダライタ２から読み出し及び書き込みの要求に応じてＲＡＭ４４に対し、例えばユーザによる商品購入時の支払い等に関する種々のデータを読み出し及び書き込むことができる。
【００２６】
また中央処理ユニット４１は、リーダライタ２から送信された割引券データを受信したときには、かかる割引券データを記憶部４７に記憶する。そして中央処理ユニット４１は、例えばリーダライタ２と携帯電話機ＨＰとの非接触通信が完了すると、自動的にＲＡＭ４４から支払い等に関するデータを読み出すと共に、記憶部４７から割引券データを読み出し、これらをインタフェース部４８からネットワーク通信処理部２０に送出する。また中央処理ユニット４１は、ネットワーク通信処理部２０の制御部２５からデータの読み出しが要求されたときには、当該読み出しの要求されたデータをＲＡＭ４４や記憶部４７から読み出してインタフェース部４８からネットワーク通信処理部２０に送出する。
【００２７】
ところで携帯電話機ＨＰでは、例えば筐体が比較的小型化され、かかる筐体に対し単に基地局用アンテナ素子２９とループアンテナ素子とが比較的近づけられて設けられている場合、これら基地局用アンテナ素子２９とループアンテナ素子とが送信する送信信号としての電磁波が干渉し合い、基地局用アンテナ素子２９を利用した通信と、ループアンテナ素子を利用した非接触通信との少なくとも一方が阻害される可能性がある。このため図３に示すように、携帯電話機ＨＰにおいて非接触通信処理部２１の通信部４０は、形状及び大きさのほぼ等しい複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎを有し、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎが同一平面上にｍ行ｎ列のアレイ状に配置されている。また各ループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎには、これらループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの指向性を設定するための指向性設定部５０が接続されている。
【００２８】
そして携帯電話機ＨＰは、例えば工場出荷時、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎがその配置された同一平面から周囲に広がる半球状の指向性を有している状態で、リーダライタ２にかざされたことにより当該リーダライタ２から送信された受信信号を、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎでそれぞれ受信して指向性設定部５０に取り込む。この場合、指向性設定部５０は、各ループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎで受信された受信信号を、これらループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎのそれぞれ両端に接続された位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎを介して信号合成器５１により合成し、得られた合成受信信号をアダプティブプロセッサ５２に送出する。アダプティブプロセッサ５２は、リーダライタ２から送信される受信信号の規格値を示す規格受信信号と、合成受信信号と、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの配置位置に対する基地局用アンテナ素子２９の配置方向とに基づいて、個々の位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎにおいて信号の位相及び振幅を調節するための重みと呼ばれる複素数の値（以下、これを位相振幅調節値と呼ぶ）を算出する。そしてアダプティブプロセッサ５２は、個々の位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎに対し、それぞれ対応する位相振幅調節値を送出して、当該位相振幅調節値に基づき信号の位相及び振幅を調節するように設定している。
【００２９】
これにより各位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎは、信号受信時、リーダライタ２から送信された受信信号が対応するループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎで受信されると、当該受信された受信信号（以下、これを個別受信信号と呼ぶ）に対し、設定された位相振幅調節値を乗算することにより当該個別受信信号の位相及び振幅を調節し、得られた重付受信信号を信号合成器５１に送出する。そして信号合成器５１は、各位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎから与えられる重付受信信号を合成し、得られた合成受信信号をリーダライタ２から送信された受信信号として、図示しないアナログデジタル変換器を介してアナログデジタル変換した後、受信処理部４５に送出する。このようにして指向性設定部５０は、リーダライタ２から受信信号が送信されたとき、個々のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎで受信された個別受信信号の位相及び振幅を調節することで、任意の個別受信信号については受信電圧を大きくし、また他の個別受信信号については受信電圧を小さくするように調節して合成することができる。従って指向性設定部５０は、携帯電話機ＨＰの背面がリーダライタ２の一面２Ａにかざされたとき、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに対する受信時の指向性（以下、これを受信指向性と呼ぶ）を、携帯電話機ＨＰがかざされたリーダライタ２の配置方向を強め、かつ基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させるように設定することができる。
【００３０】
また位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎは、信号送信時、送信処理部４６から与えられる送信対象のデータを図示しないデジタルアナログ変換器を介してアナログの送信信号として取り込み、当該取り込んだ送信信号に対しも、設定された位相振幅調節値を乗算して当該送信信号の位相及び振幅を調節し、得られた重付送信信号をそれぞれ対応するループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎから外部に送信する。このようにして指向性設定部５０は、個々のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎから送信する送信信号の位相及び振幅を調節することで、これらループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎから放射される位相及び振幅を調節した送信信号としての電磁波同士を強制的に干渉させ、その結果、所定方向に対しては当該電磁波が強め合うように作用させ、また他の方向に対して電磁波が弱め合うように作用させることができる。従って指向性設定部５０は、携帯電話機ＨＰの背面がリーダライタ２の一面２Ａにかざされたとき、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに対する送信時の指向性（以下、これを送信指向性と呼ぶ）を、携帯電話機ＨＰがかざされたリーダライタ２の配置方向を強め、かつ基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させるように設定することができる。
【００３１】
このようにして非接触通信処理部２１において指向性設定部５０は、携帯電話機ＨＰに対する例えば工場出荷時に複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの指向性（すなわち、ほぼ同じ受信指向性及び送信指向性）を設定している。従って指向性設定部５０は、携帯電話機ＨＰが例えば市場に出荷され、各ループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎを利用したリーダライタ２との非接触通信時に基地局用アンテナ素子２９を利用した通信が同時に行われても、互いの送信信号としての電磁波が干渉して一方の非接触通信と他方の通信とが阻害されることを回避している。
【００３２】
ここでアダプティブプロセッサ５２により各位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎに対し位相振幅調節値を設定する際の設定手法について説明する。ただし以下には、図４に示すように、かかる設定手法を理解し易くするために複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚを直線上に１列に配置した場合を例にとって説明する。
【００３３】
まず、リーダライタ２から送信される電磁波としての受信信号が、複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚの配置方向Ｘと垂直な方向Ｚに対し所定角度θ１傾いた方向から、これら複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚに到来したものと仮定する。また複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚは受信特性がほぼ等しいものとする。このとき複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚの並びの延長線上で、かつ一番端のループアンテナ素子Ｒ１から所定距離ｄ１だけ離れた位置の基準点ＳＰに受信信号が到達した時点を基準にして、その基準点ＳＰ側からｋ番目に位置するループアンテナ素子Ｒｋには、当該基準点ＳＰからループアンテナ素子Ｒｋまでの距離をｄｋとし、受信信号の伝搬速度をＣとすると、次式
【００３４】
【数１】
【００３５】
で表される時間τｋだけずれて受信信号が到達する。このため基準点ＳＰに到達した受信信号の受信電圧をＥ０（ｔ）とすると、その基準点ＳＰ側からｋ番目に位置するループアンテナ素子Ｒｋで受信信号を受信することにより誘起される受信電圧Ｅｋ（ｔ）は、次式
【００３６】
【数２】
【００３７】
で表すことができる。ところで受信信号の帯域幅Δｆが、次式
【００３８】
【数３】
【００３９】
で表されるアレイ開口長さに対して十分に狭帯域である場合、すなわち次式
【００４０】
【数４】
【００４１】
で表される条件が１よりも十分に小さい場合、かかる受信信号の搬送波周波数をｆとすると、上述した（２）式の右辺は、常用対数ｅを用いて次式
【００４２】
【数５】
【００４３】
と置き換えることができる。従って上述した（２）式に（１）式及び（５）式を代入すると、基準点ＳＰ側からｋ番目に位置するループアンテナ素子Ｒｋに誘起される受信電圧Ｅｋ（ｔ）は、次式
【００４４】
【数６】
【００４５】
と表すこともできる。
【００４６】
このようにして複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚで受信信号を受信することにより誘起される受信電圧Ｅ１（ｔ）乃至Ｅｚ（ｔ）を求め、これら受信電圧Ｅ１（ｔ）乃至Ｅｚ（ｔ）をまとめて個別受信電圧ベクトルＸ（ｔ）とし、各ループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚに接続される位相振幅調節器Ｗ１乃至Ｗｚの位相振幅調節値（すなわち、重みと呼ばれる複素数）もまとめて重みベクトルＷとすると、これら受信電圧Ｅ１（ｔ）乃至Ｅｚ（ｔ）に対し、それぞれ対応する位相振幅調節値を乗算した後、信号合成器５５により合成して得られる合成受信信号の受信電圧（以下、これを合成受信電圧と呼ぶ）ｙ（ｔ）は、行列演算により次式
【００４７】
【数７】
【００４８】
で表すことができる。そして規格受信信号の受信電圧（以下、これを規格受信電圧と呼ぶ）をｒ（ｔ）とし、その規格受信電圧ｒ（ｔ）と合成受信電圧ｙ（ｔ）との差分の電圧（以下、これを差分電圧と呼ぶ）をｅ（ｔ）と定義すると、かかる差分電圧ｅ（ｔ）は、次式
【００４９】
【数８】
【００５０】
で表すことができる。ここで差分電圧ｅ（ｔ）の２乗の期待値を「０」とするように重みベクトルＷを算出すると、リーダライタ２から送信される受信信号と相関の高い合成受信信号を得ることができる。すなわち、複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚの指向性をリーダライタ２の配置方向に強めることができる。ところで合成受信信号と、リーダライタ２から実際に送信される受信信号との相関を高めるような重みベクトルＷの算出手法としては、例えば最小２乗誤差法を挙げることができ、かかる最小２乗誤差法により算出した最適な重みベクトルＷｏｐｔは、次式
【００５１】
【数９】
【００５２】
と表すことができる。因みに（９）式中のＲｘｘは個別受信電圧ベクトルＸ（ｔ）の相関行列を表し、ｒｘｒは規格受信電圧ｒ（ｔ）と個別受信電圧ベクトルＸ（ｔ）との相関ベクトルを表している。また最適な重みベクトルＷｏｐｔを算出する場合、携帯電話機ＨＰでは、複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚの配置位置に対する基地局用アンテナ素子２９の配置方向が既知であるため、かかる基地局用アンテナ素子２９の配置方向を考慮することで、複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚの指向性において当該基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させることができる。
【００５３】
実際に携帯電話機ＨＰに対し、６個のループアンテナ素子が１列に配置された場合を例にとって以下に説明する。かかる携帯電話機ＨＰでは、リーダライタ２にかざされたとき、６個のループアンテナ素子に対して、当該リーダライタ２から送信された受信信号ｓ（ｔ）（例えば、搬送波周波数ｆｓは 13.56〔ＭＨｚ〕）がループアンテナ素子の配置方向と垂直な方向に対し所定角度θ２傾いた方向から到来すると共に、基地局用アンテナ素子２９から放射される干渉波ｕ（ｔ）（例えば、搬送波周波数ｆｕは１〔ＧＨｚ〕）が当該垂直な方向に対し所定角度θ３傾いた方向から入射すると仮定すると、６個のループアンテナ素子に対する個別受信電圧ベクトルＸ（ｔ）は、次式
【００５４】
【数１０】
【００５５】
と表すことができる。ただし、かかる（１０）式においてｎ０（ｔ）乃至ｎ５（ｔ）は、６個のループアンテナ素子それぞれに入り込む雑音成分の電圧を表しており、当該（１０）式では、これら雑音成分ｎ（ｔ）を加味することで個別受信電圧ベクトルＸ（ｔ）の演算精度を高めている。そしてこれら雑音成分ｎ（ｔ）の平均電力をＥとし、リーダライタ２から送信された受信信号ｓ（ｔ）の電力Ｐｓを、次式
【００５６】
【数１１】
【００５７】
とすると共に、干渉波ｕ（ｔ）の電力Ｐｕを次式
【００５８】
【数１２】
【００５９】
とし、また個々の雑音成分ｎ（ｔ）の電力Ｐｎを次式
【００６０】
【数１３】
【００６１】
とすると、さらに受信信号ｓ（ｔ）、干渉波ｕ（ｔ）及び雑音成分ｎ（ｔ）が無相関であり、アレイ間距離（すなわち、隣接するループアンテナ素子同士の中心間距離）を１〔ｃｍ〕とし、受信信号ｓ（ｔ）の到来する角度θ２を０°、干渉波ｕ（ｔ）の入射する角度θ３を 120°（θ３＝２π／３）として最適な重みベクトルＷｏｐｔを算出した場合、このような重みベクトルＷｏｐｔに従って設定される周波数１〔ＧＨｚ〕に対するループアンテナ素子の指向性は、図５に示すようになる。かかるループアンテナ素子の指向性は、縦軸にアンテナ利得をとり、かつ横軸にはループアンテナ素子の配置方向と垂直な方向に対する角度をとって示している。そしてこの図５からも明らかなように、上述のように算出した最適な重みベクトルＷｏｐｔに従って６個のループアンテナ素子の指向性を設定すれば、かかる指向性において基地局用アンテナ素子２９から放射される干渉波ｕ（ｔ）の入射方向（すなわち、２π／３＝ 2.09）を減衰させ（すなわち、ヌル（ＮＵＬＬ）とし）、これら６個のループアンテナ素子により干渉波ｕ（ｔ）をほとんど受信しないようにすることができる。
【００６２】
ところで１列に配置した複数のループアンテナ素子Ｒ１乃至Ｒｚについては、上述したようにして指向性を設定し得るが、携帯電話機ＨＰに対しアレイ状に配置された複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎ（図３）については、球座標系として取り扱う。すなわち、かかる携帯電話機ＨＰでは、アレイ状に配置された複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの素子番号ｋを次式
【００６３】
【数１４】
【００６４】
とし、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎのうち原点（例えば、アレイ状の配置の１つの隅）に位置する１つのループアンテナ素子ＲＡＡ１１、……、又はＲＡＡｍｎで受信信号が受信された時点を基準として、ｋ番のループアンテナ素子ＲＡＡ１１、……、又はＲＡＡｍｎで受信された受信信号の受信電圧ｖｋ（θ，φ，ｆ）を次式
【００６５】
【数１５】
【００６６】
とし、上述と同様の演算を行うと、最適な重みベクトル（すなわち、各位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎに設定する位相振幅調節値）を得て指向性を設定することができる。
【００６７】
以上の構成において、携帯電話機ＨＰは、リーダライタ２と非接触通信するための複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎを同一平面上にアレイ状に配置し、かかる複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎがその同一平面から周囲に広がる半球状の指向性を有する初期状態でリーダライタ２にかざされたとき、当該リーダライタ２から送信された受信信号を、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎでそれぞれ受信して指向性設定部５０に取り込む。また携帯電話機ＨＰは、指向性設定部５０により、各ループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎで受信された受信信号を位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎを介して信号合成器５１で合成し、得られた合成受信信号をアダプティブプロセッサ５２に取り込む。さらに携帯電話機ＨＰは、アダプティブプロセッサ５２により、リーダライタ２から送信される受信信号の規格値を示す規格受信信号と、かかる合成受信信号と、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの配置位置に対する基地局用アンテナ素子２９の配置方向とに基づいて、位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎ毎の位相振幅調節値を算出し、当該算出した位相振幅調節値を対応する位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎに対して信号の位相及び振幅の調節に用いるように設定する。
【００６８】
そして携帯電話機ＨＰは、この後、リーダライタ２にかざされたことで当該リーダライタ２から送信される受信信号を複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎで受信する毎に、当該複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎで受信した受信信号に対しそれぞれ対応する位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎで位相振幅調節値を乗算して位相及び振幅を調節した後、信号合成器５１で合成することにより、リーダライタ２から送信された受信信号としての合成受信信号を生成する。また携帯電話機ＨＰは、リーダライタ２にかざされて当該リーダライタ２に対し送信信号を送信する毎に、当該送信信号に対し各位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎで位相振幅調節値を乗算して位相及び振幅を調節した後、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎからリーダライタ２に送信する。
【００６９】
従って携帯電話機ＨＰは、リーダライタ２から送信された受信信号の信号受信時、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎでそれぞれ受信した受信信号の位相及び振幅を複数の位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎで個別に調節して合成することで、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに対する受信指向性を、携帯電話機ＨＰがかざされたリーダライタ２の配置方向を強め、かつ基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させるように設定することができる。また携帯電話機ＨＰは、リーダライタ２に対する送信信号の信号送信時、複数の位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎでそれぞれ信号受信時と同様に送信信号の位相及び振幅を調節して複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎから送信することで、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに対する送信指向性を、携帯電話機ＨＰがかざされたリーダライタ２の配置方向を強め、かつ基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させるように設定することができる。
【００７０】
その結果、携帯電話機ＨＰは、例えば通話中に当該携帯電話機ＨＰがリーダライタ２にかざされたとき、基地局用アンテナ素子２９から送信する信号（すなわち、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎから送信する送信信号よりも搬送波周波数の高い信号）を複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎで受信し、中央処理ユニット４１がその信号に基づいて生成したクロック信号に従い暴走して、リーダライタ２と非接触通信し得なくなることをほぼ確実に防止することができる。また携帯電話機ＨＰは、例えば通話中に当該携帯電話機ＨＰがリーダライタ２にかざされたとき、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎからリーダライタ２に送信する送信信号の高調波が、基地局用アンテナ素子２９で受信する信号と干渉して通話が切れることをほぼ確実に防止することもできる。
【００７１】
以上の構成によれば、携帯電話機ＨＰは、基地局と通信するための基地局用アンテナ素子２９が設けられると共に、リーダライタ２と非接触通信するための複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎがアレイ状に配置され、指向性設定部５０により規格受信信号と、リーダライタ２から送信された受信信号を複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎでそれぞれ受信して生成した合成受信信号と、当該複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの配置位置に対する基地局用アンテナ素子２９の配置方向とに基づいて、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎにそれぞれ接続された位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎ毎の位相振幅調節値を算出し、当該算出した位相振幅調節値を対応する位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎに設定することで、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに対する指向性を、リーダライタ２の配置方向を強め、かつ基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させるように設定するようにした。これにより携帯電話機ＨＰは、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎを利用したリーダライタ２との非接触通信時に基地局用アンテナ素子２９を利用した通信が同時に行われても、互いの送信信号としての電磁波が干渉して一方の非接触通信と他方の通信とが阻害されることをほぼ確実に防止することができる。よって携帯電話機ＨＰは、リーダライタ２及び基地局とほぼ同時に良好に通信することができる。
【００７２】
また携帯電話機ＨＰは、受信信号の位相及び振幅を調節する位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎを送信信号の位相及び振幅の調節にも併用している。従って携帯電話機ＨＰは、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎで受信信号を受信したときに複数の位相振幅調節器ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎにそれぞれ位相振幅調節値を設定するだけの簡易な処理で当該複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに対する受信指向性及び送信指向性を容易に設定することができると共に、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに対する受信指向性及び送信指向性を設定するための構成を簡易化することもできる。
【００７３】
なお上述した第１の実施の形態においては、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの指向性を、携帯電話機ＨＰがかざされたリーダライタ２の配置方向を強め、かつ基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させるように設定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばリーダライタ２を携帯電話機ＨＰのかざされる部分を提示するように構成し、当該携帯電話機ＨＰがリーダライタ２に対し必然的にその提示に従ってかざされるとき、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎに対する指向性を、携帯電話機ＨＰがかざされたリーダライタ２の配置方向を特には強めることなく、基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰だけさせるように設定しても良い。
【００７４】
また上述した第１の実施の形態においては、複数のループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎの指向性を、携帯電話機ＨＰの工場出荷時に設定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、リーダライタ２の一面２Ａに対し携帯電話機ＨＰの背面がかざされる毎に、当該携帯電話機ＨＰがかざされたリーダライタ２の配置方向を強め、かつ基地局用アンテナ素子２９の配置方向を減衰させるように設定するようにしても良い。このようにすれば、携帯電話機ＨＰの背面がリーダライタ２の一面２Ａに対しどのような状態にかざされたときでも、当該携帯電話機ＨＰとリーダライタ２とを良好に非接触通信させることができる。
【００７５】
（２）第２の実施の形態
図６は、第２の実施の形態による非接触通信システム１００を示し、例えば公共施設としての博物館内に設置された通信装置としてのリーダライタ１０１が、携帯通信機器としての複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面を一度にかざせる程の大きさの一面１０１Ａを有している。そしてリーダライタ１０１は、かかる一面１０１Ａに対し、複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面が一度にかざされると、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮと順番に、例えばＦｅｌｉｃａ（ソニー株式会社の登録商標）と呼ばれる近距離無線通信規格に準拠した無線通信方式に従って非接触通信し得るようになされている。
【００７６】
この場合、図２との対応部分に同一符号を付した図７に示すように、リーダライタ１０１は、中央処理ユニット１１０がＲＯＭ１１１から各種プログラムを読み出してＲＡＭ１３で展開することにより、当該展開した各種プログラムに従いリーダライタ１０１全体を統括的に制御して各種処理を実行する。これにより中央処理ユニット１１０は、外部から供給される例えば博物館の展示品に対する解説文に相当するテキストデータ（以下、これを解説データと呼ぶ）を、インタフェース部１７を介して取り込んで記憶部１１２に記憶している。またリーダライタ１０１は、一面１０１Ａに対向させて通信部１１３が配置され、当該通信部１１３には複数のループアンテナ素子が設けられている。
【００７７】
そして中央処理ユニット１１０は、通信部１１３において、複数のループアンテナ素子から、種々のデータの送信に用いる搬送波周波数を搬送波信号として外部に送信させる。この状態で中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面が一度にかざされると、複数のループアンテナ素子に流れる搬送波信号の変化に応じて当該一面１０１Ａにかざされた携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの台数及び当該携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮがかざされている方向（以下、これをかざし方向と呼ぶ）を検出する。また中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａにかざされた携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮが複数ある場合、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの中から通信相手としての１台目の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮを選定する。
【００７８】
そして中央処理ユニット１１０は、通信相手として選定した１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに向けて改めて搬送波信号を送信することにより当該携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮをその搬送波信号の受信に応じて起動させる。これにより中央処理ユニット１１０は、応答要求データを送信処理部１４において送信処理して通信部１１３に送出し、当該通信部１１３においてその応答要求データをデジタルアナログ変換させ、得られた応答要求信号を複数のループアンテナ素子から、その通信相手として選定した１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに向けて送信する。その結果、中央処理ユニット１１０は、かかる１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮから応答要求信号の受信に応じて応答信号として返信されると、その応答信号を通信部１１３においてループアンテナ素子で受信してアナログデジタル変換し、得られた応答データを受信処理部１６で受信処理した後に取り込む。
【００７９】
これにより中央処理ユニット１１０は、応答要求データの送信及び応答データの受信に応じてリーダライタ２と１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮとの間で通信接続を確立させる。そして中央処理ユニット１１０は、記憶部１１２から解説データを読み出すと共に、当該読み出した解説データに対し送信処理部１４において送信処理を施した後、通信部１１３においてデジタルアナログ変換し、得られた解説信号を複数のループアンテナ素子から通信相手としての１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに向けて送信する。このようにして中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面が一度にかざされると、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの中から通信相手として１台の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮを順番に選定して通信接続しながら当該選定した１台の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対し、それぞれ解説データを提供するようにしている。
【００８０】
一方、複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮは同様の回路構成を有していることにより、以下には、１台の携帯電話機ＨＰ１の回路構成についてのみ説明し、他の携帯電話機ＨＰ２乃至ＨＰＮの回路構成についての説明は省略する。この場合、携帯電話機ＨＰ１の非接触通信処理部１２０は、通信部４０が当該携帯電話機ＨＰ１の背面に対向させて設けられている。そして通信部４０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し携帯電話機ＨＰ１の背面がかざされると、そのリーダライタ１０１から当該携帯電話機ＨＰ１に向けて送信された搬送波信号を複数のループアンテナ素子で受信する。このとき非接触通信処理部１２０の中央処理ユニット１２１は、かかる搬送波信号を図示しない整流部により整流して得られる電力により起動し、バス４２を介してＲＯＭ１２２から各種プログラムを読み出してＲＡＭ４４で展開することにより、当該展開した各種プログラムに従い非接触通信処理部１２０全体を統括的に制御して各種処理を実行する。
【００８１】
これにより中央処理ユニット１２１は、リーダライタ１０１から引き続き応答要求信号が送信されることを待ち受け、当該リーダライタ１０１から送信された応答要求信号を通信部４０の複数のループアンテナ素子で受信すると、上述した第１の実施の形態の場合と同様に応答信号として複数のループアンテナ素子からリーダライタ２に送信する。これにより中央処理ユニット１２１は、携帯電話機ＨＰ１とリーダライタ１０１との間で通信接続が確立すると、引き続きリーダライタ１０１から送信される解説信号を通信部４０において複数のループアンテナ素子で受信してアナログデジタル変換し、得られた解説データを受信処理部４５で受信処理を施した後に取り込む。そして中央処理ユニット１２１は、かかる解説データを記憶部１２３に記憶すると共に、当該記憶部１２３から、その解説データを自動的に読み出してインタフェース部４８からネットワーク通信処理部２０に送出する。これにより中央処理ユニット１２１は、ネットワーク通信処理部２０において表示部３２に対し解説データに基づく解説文を表示させ、かくしてユーザに展示品の解説文を提示させることができる。
【００８２】
ところでリーダライタ１０１は、仮に複数のループアンテナ素子の指向性を固定していると、当該リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面が一度にかざされたとき、これら複数のループアンテナ素子から送信している搬送波信号としての電磁波が複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのループアンテナ素子に分散して吸収される。従って複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮは、リーダライタ１０１から、自己を起動させるだけの十分なエネルギー（すなわち、複数のループアンテナ素子で受信した搬送波信号に基づき起動するのに十分な電力）を得ることができないために、リーダライタ１０１にかざされても起動することができず、かくしてリーダライタ１０１と非接触通信し得ない可能性がある。
【００８３】
このため図８に示すように、リーダライタ１０１において通信部１１３は、形状及び大きさのほぼ等しい複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑを有し、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑが同一平面上にｐ行ｑ列のアレイ状に配置されている。ただし図８は、アレイ状に配置された複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑを便宜上１列に描いている。また通信部１１３において各ループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑには、これらループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を調節するための指向性調節部１３０が接続されている。さらに指向性調節部１３０は、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑに接続された複数の位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑを有すると共に、これら複数の位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに給電線ＥＬ１１乃至ＥＬｐｑを介して接続された信号合成器１３１も有している。
【００８４】
この場合、指向性調節部１３０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされるまでの間、複数の位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに対し、それぞれ予め選定された携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮ検知用の位相振幅調節値（以下、これを電話機検知用調節値と呼ぶ）を与え、かかる電話機検知用調節値に基づいて信号の位相及び振幅を調節するように設定している。これにより指向性調節部１３０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされるまでの間、搬送波信号を複数の位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに通して電話機検知用調節値を乗算した後、それぞれ対応するループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから外部に送信する。そして指向性調節部１３０は、このように予め選定された電話機検知用調節値に基づいて搬送波信号の位相及び振幅を調節することで、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を例えばこれらが配置された同一平面から周囲に広がる半球状に調節している。
【００８５】
また指向性調節部１３０では、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから搬送波信号を送信している間（すなわち、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされるまでの間）、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの給電線ＥＬ１１乃至ＥＬｐｑに供給している搬送波信号が信号合成器１３１にも流れ込んでいる。そして信号合成器１３１は、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑ側から流れ込んでいる搬送波信号を合成し、得られた合成搬送波信号を図示しないアナログデジタル変換器に通してデジタルの合成搬送波データとし受信処理部１６を介して中央処理ユニット１１０に送出している。かかる状態においてリーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされると、その背面に近いループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから送信された搬送波信号の少なくとも一部は、その背面で反射し当該搬送波信号とは位相及び振幅の異なる反射信号としてリーダライタ１０１の一面１０１Ａ側に戻る。このため携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面に近いループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑは、携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面から到来する反射信号を受信する。その結果、反射信号を受信したループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑに供給される搬送波信号は、その反射信号により減衰し減衰信号として信号合成器１３１に流れ込む。従って信号合成器１３１は、このとき複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから流れ込む搬送波信号及び減衰信号を合成し、得られた合成信号をアナログデジタル変換器に通してデジタルの合成データとし受信処理部１６を介して中央処理ユニット１１０に送出する。
【００８６】
中央処理ユニット１１０は、通信部１１３から受信処理部１６を介して与えられる合成搬送波データが、これよりも値の小さい合成データに変化すると、これに応じてリーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされたと判別する。そして中央処理ユニット１１０は、かかる合成データに基づいて（すなわち、減衰信号が流れているループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑや、個々の減衰信号の振幅値に応じたデータレベル等に基づいて）、リーダライタ１０１の一面１０１にかざされた携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの台数及び当該リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対する携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのかざし方向を検出する。また中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａにかざされた携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの中から通信相手としての１台目を任意に選定する。そして中央処理ユニット１１０は、その通信相手に選定した１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮの背面に近い１又は複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから信号合成器１３１に流れ込んだ減衰信号に相当するデータ（すなわち、合成データの一部）に基づいて、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を調節する基準となる調節基準データを生成し、これを通信部１１３に送出する。
【００８７】
これにより通信部１１３は、中央処理ユニット１１３から与えられた調節規準データを図示しないデジタルアナログ変換器に通してアナログの調節基準信号として指向性調節部１３０に与える。このとき指向性調節部１３０は、かかる調節基準信号を信号減算器１３２に取り込む。信号減算器１３２は、信号合成器１３１から合成信号も取り込んでいる。従って信号減算器１３２は、調節基準信号から合成信号を減算し、得られた差分信号を複素数変換器１３３に送出する。複素数変換器１３３は、信号減算器１３２から与えられた差分信号に基づいて複素数を生成すると共に、かかる複素数を共役複素数に変換し、当該変換した共役複素数を示す複素数信号を、複数の位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑにそれぞれ対応付けて設けられた乗算器ＭＵ１１乃至ＭＵｐｑに送出する。
【００８８】
乗算器ＭＵ１１乃至ＭＵｐｑは、それぞれ対応する位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに接続されたループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから搬送波信号や減衰信号が流れ込んでおり、複素数変換器１３３から与えられる複素数信号に対し当該搬送波信号又は減衰信号を乗算し、得られた乗算結果を位相振幅調節元信号として増幅器ＡＦ１１乃至ＡＦｐｑに送出する。そして増幅器ＡＦ１１乃至ＡＦｐｑは、乗算器ＭＵ１１乃至ＭＵｐｑから与えられた位相振幅調節元信号に対しフィルタリング処理及び増幅処理を施し、得られた位相振幅調節値を調節値設定信号として位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに送出することにより、当該位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに対し調節値設定信号の示す位相振幅調節値に基づいて信号の位相及び振幅を調節するように設定する。
【００８９】
これにより位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑは、搬送波信号に対し、設定された位相振幅調節値を乗算して当該搬送波信号の位相及び振幅を調節し、得られた重付搬送波信号をそれぞれ対応するループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから送信する。このようにして指向性調節部１３０は、個々のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから送信する搬送波信号の位相及び振幅を調節することで、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの送信指向性を、リーダライタ１０１の一面１０１Ａにかざされた複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのうち通信相手に選定された１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮのかざし方向を強めるように調整している。
【００９０】
よって指向性調節部１３０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａにかざされた複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのうち通信相手に選定された１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮを除く他の携帯電話機ＨＰ１、……、ＨＰＮに搬送波信号としての電磁波が分散して吸収されることを回避し、当該通信相手に選定した１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対し搬送波信号を的確に受信させて起動させることができる。また位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑは、引き続きループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの送信指向性を変更しないようにして（すなわち、位相振幅調節値を変更しないようにして）、応答要求信号に対し、設定された位相振幅調節値を乗算して当該応答要求信号の位相及び振幅を調節し、得られた重付応答要求信号をそれぞれ対応するループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから送信する。これにより指向性調節部１３０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａにかざされた複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのうち通信相手に選定された１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対して応答要求信号を的確に受信させることができる。
【００９１】
さらに位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑは、応答要求信号の送信の結果、通信相手に選定された１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮから返信された応答信号が対応するループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑで受信されると、当該受信された応答信号に対し、設定された位相振幅調節値を乗算することにより当該応答信号の位相及び振幅を調節し、得られた重付応答信号を信号合成器１３１に送出する。そして信号合成器１３１は、各位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑから与えられる重付応答信号を合成し、得られた合成応答信号をアナログデジタル変換器に通してデジタルの応答データとして受信処理部１６に送出する。このようにして指向性調節部１３０は、個々のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑで受信された応答信号の位相及び振幅を調節することで、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの受信指向性を送信指向性と同様に調整した状態で、通信相手に選定された１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮから返信された応答信号を的確に受信することができる。因みに指向性調節部１３０は、引き続き解説信号についても、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑに対する送信指向性を変えずに、通信相手に選定された１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対して的確に送信する。
【００９２】
ところで指向性調節部１３０は、通信相手に選定された１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対する非接触通信が完了すると、例えば先の合成データに基づき、リーダライタ１０１の一面１０１にかざされている複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの中から通信相手としての２台目を任意に選定する。そして中央処理ユニット１１０は、その新たに選定した２台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮの背面に近い１又は複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから信号合成器１３１に流れ込んだ減衰信号に相当するデータ（すなわち、合成データの一部）に基づいて、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を改めて調節する基準となる調節基準データを生成し、これを通信部１１３に送出する。これにより指向性調節部１３０は、各位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに設定する位相振幅調節値を更新する。
【００９３】
ここで指向性調節部１３０において各位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに設定する位相振幅調節値の更新手法について説明する。各位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに設定する位相振幅調節値を更新するには、デジタル処理を想定すると、例えばＬＳＭ（Recursive Least Squares ）アルゴリズムを用いることで実現することができる。この場合、位相振幅調節値（すなわち、重み）をＷとすると、かかる位相振幅調節値の更新式は、次式
【００９４】
【数１６】
【００９５】
と表すことができ、過去に求めた位相振幅調節値を適宜用いて新たな位相振幅調節値を求める。因みにかかる（１６）式において、ｍは更新処理に用いるデータが何回目の更新処理で得られたものであるかを示し、Ｊは更新に用いるデータのサンプル数を示している。またｕは位相振幅調節値の演算を収束させるためのパラメータを示し、ｉは今回の更新処理に対し、過去何回目の更新処理で得られたデータから用いるかを示している。そしてかかる位相振幅調節値の更新を、上述した図８に示す通信部１１３によりアナログ処理で実現すると、（１６）式は、次式
【００９６】
【数１７】
【００９７】
と表すことができる。因みに（１７）式中のＧは（１６）式中のパラメータｕに相当する。
【００９８】
すなわち、指向性調節部１３０は、かかる（１７）式に従い、基本的には上述した信号の流れで各位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに設定する位相振幅調節値を更新する。そして指向性調節部１３０は、通信相手として選定された２台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対しても、上述した１台目の場合と同様に複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性（送信指向性及び受信指向性）を、当該２台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮのかざし方向を強めるように調節した状態で搬送波信号や応答要求信号、解説信号を送信すると共に、応答信号を受信する。
【００９９】
このようにして中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面が一度にかざされたとき、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮと順番に非接触通信するものの、個々の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮとの通信開始に合わせて、指向性調節部１３０により当該非接触通信を開始する携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのかざし方向に応じて、各位相振幅調整器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに設定する位相振幅調節値を更新する。これにより中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａにかざされた個々の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮとの通信開始に合わせて、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を、当該一面１０１Ａにかざされた個々の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのかざし方向を順番に強めるように調節することができる。従って中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面が一度にかざされたとき、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮと、順番にその携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮに向けて指向性を強めた的確に非接触通信することができる。
【０１００】
因みに中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざれたとき、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮとの非接触通信が全て完了すると、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し再び携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされることを待ち受ける。また中央処理ユニット１１０は、リーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し１台の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮの背面のみがかざされたときには、その１台の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮと、これに向けて指向性を強めるように調節して非接触通信する。そして中央処理ユニット１１０は、かかる非接触通信が完了すると、再びリーダライタ１０１の一面１０１Ａに対し携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮがかざされることを待ち受ける。
【０１０１】
以上の構成において、リーダライタ１０１は、携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮと非接触通信するための複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑを同一平面上にアレイ状に配置している。そしてリーダライタ１０１は、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑがその同一平面から周囲に広がる半球状の指向性を有する通信待受状態で、これら複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑからそれぞれ携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮを起動させるための搬送波信号を送信する。
【０１０２】
その通信待受状態でリーダライタ１０１は、一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面が一度にかざされると、一般的にはその一面１０１Ａにかざされる携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの動きが一時的に停止し、その際、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑに流れる搬送波信号が変化することにより、かかる搬送波信号の変化に応じて、当該一面１０１Ａにかざされた携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの台数と、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのかざし方向とをそれぞれ検出する。またリーダライタ１０１は、一面１０１Ａにかざされた複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの中から通信相手としての１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮを選定し、当該選定した１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮのかざし方向に応じて通信部１１３の指向性調節部１３０を制御する。これによりリーダライタ１０１は、指向性調節部１３０において、複数の位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに対し位相振幅調節値を設定することで、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を、通信相手の１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮのかざし方向を強めるように調節する。そしてリーダライタ１０１は、このように複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を、かかる１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに向けて強めた状態で当該１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに改めて搬送波信号を送信して起動させ、引き続き指向性を変えずに非接触通信する。
【０１０３】
またリーダライタ１０１は、１台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮとの非接触通信が完了すると、通信相手としての２台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮを選定し、当該選定した２台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮのかざし方向に応じて再び通信部１１３の指向性調節部１３０を制御する。これによりリーダライタ１０１は、指向性調節部１３０において、複数の位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに設定する位相振幅調節値を更新することで、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を、通信相手の２台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮのかざし方向を強めるように調節する。そしてリーダライタ１０１は、このように複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を、かかる２台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに向けて強めた状態で当該２台目の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに改めて搬送波信号を送信して起動させ、引き続き指向性を変えずに非接触通信する。このようにしてリーダライタ１０１は、一面１０１Ａにかざされた複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのかざし方向に応じて、各位相振幅調整器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに設定する位相振幅調節値を順次更新することで、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を、当該一面１０１Ａにかざされた個々の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのかざし方向を順番に強めるように調節しながら、当該指向性を強めた方向に位置する携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮに対し改めて搬送波信号を送信して起動させたうえで非接触通信する。
【０１０４】
従ってリーダライタ１０１は、一面１０１Ａに複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされたとき、その時点に複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから送信していた搬送波信号としての電磁波は、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮのループアンテナ素子に分散して吸収され、その結果、複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮが自己を起動させるだけの十分なエネルギーを得ることができない。しかしながらリーダライタ１０１は、このとき一面１０１Ａにかざされた複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮを順番に１台ずつ通信相手として選定すると共に、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を当該通信相手として選定した携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに向けて強めるように調節した状態でその通信相手として選定した携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対し改めて搬送波信号を送信することで、当該通信相手として選定した携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対し搬送波信号を、他の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮでほとんど吸収させずに的確に受信させることができる。よってリーダライタ１０１は、一面１０１Ａにかざされた複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮを順番にリーダライタ１０１との通信開始に合わせて確実に起動させたうえで、非接触通信させることができる。
【０１０５】
以上の構成によれば、リーダライタ１０１は、一面１０１Ａと対向させて複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑがアレイ状に配置され、当該一面１０１Ａに複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面が一度にかざされたとき、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの中から通信相手としての１台の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮを順番に選定すると共に、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑに接続された位相振幅調節器ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑに設定する位相振幅調節値を、当該通信相手の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮに対するかざし方向に応じて更新することで、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を通信相手として選定した１台の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに向けて強めるように調節した状態で改めて搬送波信号を送信するようにした。これによりリーダライタ１０１は、一面１０１Ａにかざされた複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの中から順番に通信相手として選定した１台の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対し、搬送波信号をほとんど減衰させずに的確に受信させ、その搬送波信号を、起動するのに十分な電力に変換させてほぼ確実に起動させることができる。そしてリーダライタ１０１は、このように通信相手として選定した１台の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮを起動させると、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性をそのままに応答要求信号及び応答信号を送受信することで、ほぼ確実に通信接続を確立することができる。よってリーダライタ１０１は、一面１０１Ａに複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされたとき、これら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮを順番に起動させ良好に非接触通信することができる。
【０１０６】
またリーダライタ１０１は、通信相手に選定した携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮを起動させると、その時点の複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑに対する指向性を固定したまま、引き続き種々の信号を非接触通信するようにした。従ってリーダライタ１０１は、通信相手の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮに対し種々の信号を、他の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮにほとんど吸収させずに的確に受信させることができると共に、当該通信相手の携帯電話機ＨＰ１、……、又はＨＰＮから送信された信号も的確に受信することができる。よってリーダライタ１０１は、複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮと順番にさらに良好に非接触通信することができる。
【０１０７】
さらにリーダライタ１０１は、一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮがかざされたか否かを検出するために、例えば複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を適宜調整するようにしてこれら複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの存在を走査するような煩雑な処理を何ら行うことなく、当該複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑの指向性を容易にかつ的確に調節することができる。
【０１０８】
なお上述した第２の実施の形態においては、リーダライタ１０１が一面１０１Ａに対し携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされるまでの間、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから搬送波信号を送信するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、上述した第１の実施の形態の場合と同様に、リーダライタ１０１が一面１０１Ａに対し複数の携帯電話機ＨＰ１乃至ＨＰＮの背面がかざされるまでの間、複数のループアンテナ素子ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑから応答要求信号を所定周期で定期的に送信する（すなわち、ポーリング処理を実行する）ようにしても良い。かかる構成においても、上述した第２の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１０９】
（３）第３の実施の形態
図９は、第３の実施の形態による非接触通信システム２００を示し、通信装置として例えば駅の改札機に設けられたリーダライタ２０１が携帯通信機器としての非接触通信型のＩＣ（Integrated Circuit）カード２０２の背面と同程度の大きさ及び形状の一面２０１Ａを有している。そしてリーダライタ２０１は、かかる一面２０１Ａに対し、ＩＣカード２０２の背面がかざされると、当該ＩＣカード２０２と例えば、Ｆｅｌｉｃａ（ソニー株式会社の登録商標）と呼ばれる近距離無線通信規格に準拠した無線通信方式に従って非接触通信し得るようになされている。
【０１１０】
この場合、図７との対応部分に同一符号を付した図１０に示すように、リーダライタ２０１は、上述した第２の実施の形態によるリーダライタ１０１（図７）に設けられた通信部１１３と同様構成の通信部１１３Ａが設けられている。そしてリーダライタ２０１は、中央処理ユニット２１０がＲＯＭ２１１から各種プログラムを読み出してＲＡＭ１３で展開することにより、当該展開した各種プログラムに従いリーダライタ２０１全体を統括的に制御して各種処理を実行する。これにより中央処理ユニット２１０は、リーダライタ２０１の一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２の背面がかざされるまでの間、通信部１１３Ａにおいて、リーダライタ２０１の一面２０１Ａと対向させて同一平面上にアレイ状に配置された複数のループアンテナ素子の指向性をその同一平面から周囲に広がる半球状に調節し、かかる指向性でこれら複数のループアンテナ素子から搬送波信号を送信する。
【０１１１】
この状態で、中央処理ユニット２１０は、リーダライタ２０１の一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２がかざされると、一般的にはその一面２０１ＡにかざされるＩＣカード２０２の動きが一時的に停止し、その際、複数のループアンテナ素子に流れる搬送波信号が反射信号の受信の影響を受けて減衰するように変化することにより、かかる搬送波信号の変化に応じて、当該一面２０１ＡにかざされたＩＣカード２０２のかざし方向を検出する。そして中央処理ユニット２１０は、かかるＩＣカード２０２のかざし方向に応じて通信部１１３Ａの指向性調節部を制御する。これにより中央処理ユニット２１０は、指向性調節部において複数の位相振幅調節器に対し位相振幅調節値を設定することで、複数のループアンテナ素子の指向性をＩＣカード２０２のかざし方向を強めるように調節する。この状態で中央処理ユニット２１０は、通信部１１３Ａの複数のループアンテナ素子から改めて搬送波信号をＩＣカード２０２に送信することにより、当該ＩＣカード２０２を搬送波信号の受信に応じて起動させる。
【０１１２】
また中央処理ユニット２１０は、引き続き複数のループアンテナ素子の指向性を変えずに当該複数のループアンテナ素子から応答要求信号をＩＣカード２０２に向けて送信する。その結果、中央処理ユニット２１０は、ＩＣカード２０２から応答要求信号の受信に応じて応答信号が送信されると、これを通信部１１３Ａの複数のループアンテナ素子で受信するようにして、かくしてリーダライタ２０１とＩＣカード２０２との通信接続を確立する。そして中央処理ユニット２１０は、さらに複数のループアンテナ素子の指向性を変えずに当該複数のループアンテナ素子を介してＩＣカード２０２と非接触通信して、当該ＩＣカード２０２に対し定期券等に関する種々のデータを書き込み及び読み出すようにしている。因みに中央処理ユニット２１０は、ＩＣカード２０２との非接触通信が完了すると、かかる非接触通信の完了をインタフェース部１７から改札機本体（図示せず）に通知する。
【０１１３】
一方、ＩＣカード２０２は、リーダライタ２０１に設けられ通信部１１３Ａと同様構成の通信部１１３Ｂが設けられている。かかる通信部１１３Ｂは、ＩＣカード２０２の背面と対向させて同一平面上にアレイ状に配置された複数のループアンテナ素子を有している。そして通信部１１３Ｂにおいて複数のループアンテナ素子の指向性は、リーダライタ２０１と非接触通信するまでの間は、これらが配置された同一平面から周囲に広がる半球状に調節されている。この状態でＩＣカード２０２は、その背面がリーダライタ２０１の一面２０１Ａにかざされると、当該リーダライタ２０１から送信された搬送波信号を、通信部１１３Ｂにおいて複数のループアンテナ素子で受信すると共に、当該搬送波信号を図示しない整流部により整流して得られる電力により起動する。そしてＩＣカード２０２の中央処理ユニット２２１は、その起動に応じてバス４２を介しＲＯＭ２２２から各種プログラムを読み出してＲＡＭ４４で展開することにより、当該展開した各種プログラムに従いＩＣカード２０２全体を統括的に制御して各種処理を実行する。
【０１１４】
これによりに中央処理ユニット２２１は、通信部１１３Ｂにおいて半球状の指向性を有する複数のループアンテナ素子で、リーダライタ２０１から再び送信される搬送波信号を受信する。そして中央処理ユニット２２１は、リーダライタ２０１から送信される搬送波信号の規格値を示す規格搬送波信号に相当するデータを、複数のループアンテナ素子の指向性を調節する基準となる調節基準データとして通信部１１３Ｂに送出する。従って通信部１１３Ｂは、内部の指向性調節部により、複数のループアンテナ素子による搬送波信号の受信結果（すなわち、合成搬送波信号）と、調節基準データをデジタルアナログ変換して得られる調節基準信号とに基づいて複数の位相振幅調節器に対し位相振幅調節値を設定することで、複数のループアンテナ素子の指向性をリーダライタ２０１の配置方向を強めるように調節する。この状態で中央処理ユニット２２１は、リーダライタ２０１から引き続き送信される応答要求信号を通信部１１３Ａの複数のループアンテナ素子で受信すると共に、その受信に応じて応答信号を複数のループアンテナ素子からリーダライタ２０１に向けて送信することにより、当該リーダライタ２０１との通信接続を確立する。そして中央処理ユニット２２１は、複数のループアンテナ素子の指向性を変えずにリーダライタ２０１と非接触通信して、当該リーダライタ２０１からの要求に応じて定期券等に関する種々のデータを書き込み及び読み出すようにしている。
【０１１５】
以上の構成において、リーダライタ２０１は、ＩＣカード２０２と非接触通信するための複数のループアンテナ素子を同一平面上にアレイ状に配置している。そしてリーダライタ２０１は、複数のループアンテナ素子がその同一平面から周囲に広がる半球状の指向性を有する通信待受状態で、これら複数のループアンテナ素子からそれぞれＩＣカード２０２を起動させるための搬送波信号を送信する。この状態でリーダライタ２０１は、一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２の背面がかざされると、複数のループアンテナ素子に流れる搬送波信号の変化に応じて、当該一面２０１ＡにかざされたＩＣカード２０２のかざし方向を検出する。そしてリーダライタ２０１は、かかるＩＣカード２０２のかざし方向に応じて通信部１１３Ａの指向性調節部を制御することにより、かかる指向性調節部において複数の位相振幅調節器に対し位相振幅調節値を設定することで、複数のループアンテナ素子の指向性をＩＣカード２０２のかざし方向を強めるように調節する。この状態でリーダライタ２０１は、通信部１１３Ａの複数のループアンテナ素子から改めて搬送波信号をＩＣカード２０２に向けて送信することにより、当該ＩＣカード２０２を搬送波信号の受信に応じて起動させる。
【０１１６】
またＩＣカード２０２は、リーダライタ２０１と非接触通信するための複数のループアンテナ素子を同一平面上にアレイ状に配置し、当該リーダライタ２０１と非接触通信するまでの間は、複数のループアンテナ素子の指向性をこれらが配置された同一平面から周囲に広がる半球状に調節している。この状態でＩＣカード２０２は、背面がリーダライタ２０１の一面２０１Ａにかざされると、当該リーダライタ２０１から送信された搬送波信号を複数のループアンテナ素子で受信し、当該受信した搬送波信号に基づき起動用の電力を生成し、かかる電力によって起動する。そしてＩＣカード２０２は、通信部１１３Ｂにおいて複数のループアンテナ素子でリーダライタ２０１から再び送信される搬送波信号を受信し、指向性調節部により、その受信結果と規格搬送波信号とに基づいて複数の位相振幅調節器に対し位相振幅調節値を設定することで、複数のループアンテナ素子の指向性をリーダライタ２０１の配置方向を強めるように調節する。
【０１１７】
このようにして非接触通信システム２００では、リーダライタ２０１の一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２の背面がかざされると、互いに複数のループアンテナ素子の指向性を相手の方向を強めるように調節し、その状態で非接触通信を実行する。ところで非接触通信システムでは、仮にリーダライタに対し１つのループアンテナ素子が設けられ、かかるループアンテナ素子が一面と垂直な方向に長く伸びる固定的な指向性を有すると共に、ＩＣカードについても１つのループアンテナ素子が設けられ、かかるループアンテナ素子が背面と垂直な方向に長く伸びる固定的な指向性を有していると、リーダライタの一面に対しＩＣカードが背面をほぼ平行に対向させ、かつ互いのループアンテナ素子の中心位置をも対向させたときにはリーダライタのループアンテナ素子から信号として放射される電磁波に起因してＩＣカードのループアンテナ素子に生じる磁界が最も強くなり、多大なエネルギーを得ることができることから当該ＩＣカードは何ら問題なく起動する。しかしながら非接触通信システムをかかる構成にした場合、リーダライタの一面に対しＩＣカードの背面が例えば傾いた状態でかざされ、互いのループアンテナ素子同士の中心位置が対向しないと、リーダライタのループアンテナ素子から信号として放射される電磁波に起因してＩＣカードのループアンテナ素子に生じる磁界が減少し、起動するための十分なエネルギーを得ることができなくなり、その結果、ＩＣカードが起動し得なくなる可能がある。
【０１１８】
これに対して本実施の形態による非接触通信システム２００では、リーダライタ２０１が一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２の背面がかざされたとき、自己の複数のループアンテナ素子の指向性を、かかるＩＣカード２０２のかざし方向を強めるように調節して搬送波信号を送信することで、図９に示したように、リーダライタ２０１の一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２がどのような状態にかざされても当該ＩＣカード２０２をその搬送波信号に応じた電力でほぼ確実に起動させることができる。また非接触通信システム２００では、リーダライタ２０１の一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２の背面がかざされている間、ＩＣカード２０２も自己の複数のループアンテナ素子の指向性を、リーダライタ２０１の配置方向を強めるように調節する。従って非接触通信システム２００では、リーダライタ２０１及びＩＣカード２０２が互いに複数のループアンテナ素子の指向性を相手の方向を強めるように調節していることで、当該リーダライタ２０１及びＩＣカード２０２同士が良好に非接触通信することができる。
【０１１９】
以上の構成によれば、リーダライタ２０１は、ＩＣカード２０２と非接触通信するための複数のループアンテナ素子を同一平面上にアレイ状に配置し、当該複数のループアンテナ素子から搬送波信号を送信している状態で、一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２の背面がかざされると、複数のループアンテナ素子に流れる搬送波信号の変化に応じて、当該一面２０１ＡにかざされたＩＣカード２０２のかざし方向を検出すると共に、そのかざし方向に応じて複数の位相振幅調節器に対し位相振幅調節値を設定して複数のループアンテナ素子の指向性をＩＣカード２０２のかざし方向を強めるように調節し改めて搬送波信号をＩＣカード２０２に向けて送信するようにした。これによりリーダライタ２０１は、一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２がどのような状態にかざされても当該ＩＣカード２０２をこれに送信した搬送波信号に応じた電力でほぼ確実に起動させることができる。そしてリーダライタ２０１は、このようにＩＣカード２０２を起動させると、複数のループアンテナ素子の指向性をそのままに応答要求信号及び応答信号を送受信することで、ほぼ確実に通信接続を確立することができる。よってリーダライタ２０１は、一面２０１ＡにかざされたＩＣカード２０２と良好に非接触通信することができる。
【０１２０】
またＩＣカード２０２は、リーダライタ２０１と非接触通信するための複数のループアンテナ素子を同一平面上にアレイ状に配置し、背面がリーダライタ２０１の一面２０１Ａにかざされたとき、当該リーダライタ２０１からＩＣカード２０２に向けて送信された搬送波信号を複数のループアンテナ素子で受信し、当該受信した搬送波信号に基づき起動用の電力を生成して起動すると共に、指向性調節部により、規格搬送波信号と、複数のループアンテナ素子による搬送波信号の受信結果とに基づいて複数の位相振幅調節器に対し位相振幅調節値を設定して当該複数のループアンテナ素子の指向性をリーダライタ２０１の配置方向を強めるように調節するようにした。これによりＩＣカード２０２は、リーダライタ２０１と共に、互いに複数のループアンテナ素子の指向性を相手の方向を強めるように調節することで、当該リーダライタ２０１との間でさらに良好に非接触通信することができる。
【０１２１】
なお上述した第３の実施の形態においては、リーダライタ２０１の一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２の背面がかざされたとき、互いに指向性を調節し、非接触通信が完了するまで指向性をそのままにするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、リーダライタ２０１の一面２０１Ａに対しＩＣカード２０２の背面がかざされている間、比較的短い時間周期等で、少なくとも何れか一方が複数のループアンテナ素子による信号の受信結果又はループアンテナ素子に流れる搬送波信号の変化に応じて、相手の方向を確認しながら指向性の調節を更新するようにしても良い。かかる構成によれば、リーダライタ２０１の一面２０１Ａの上をＩＣカード２０２がかざされる姿勢のまま比較的高速に移動するように当該リーダライタ２０１に対しＩＣカード２０２が相対的に移動したときでも、当該ＩＣカード２０２の移動に追従して少なくとも何れか一方の指向性を常に相手の方向を強めるように調節することができる。そしてかかる構成によれば、リーダライタ２０１の一面２０１Ａの上をＩＣカード２０２がかざされる姿勢のまま比較的高速に移動するときでも、当該リーダライタ２０１及びＩＣカード２０２との間で良好に非接触通信することができる。
【０１２２】
（４）他の実施の形態
なお上述した第１乃至第３の実施の形態においては、本発明による携帯通信機器を図１乃至図１０について上述した携帯電話機ＨＰ、ＨＰ１乃至ＨＰＮ及びＩＣカード２０２に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、非接触通信機能を有する携帯型パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Personal Digital Assistance ）、携帯型ゲーム機器等の情報処理装置のように、この他種々の携帯通信機器に広く適用することができる。
【０１２３】
さらに上述の実施の形態においては、本発明による通信装置を図１乃至図１０について上述したリーダライタ２、１０１及び２０１に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、非接触通信機能を有するパーソナルコンピュータ及びゲーム機器等の情報処理装置や、家電製品等のように、この他種々の通信装置に広く適用することができる。
【０１２４】
さらに上述の実施の形態においては、通信装置又は携帯通信機器との非接触通信に用いられ、アレイ状に配置された複数の第２のアンテナ素子として、図１乃至図１０について上述したループアンテナ素子ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎ及びＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑを適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、板状逆Ｆアンテナ素子等のように、この他種々のアンテナ素子を広く適用することができる。
【０１２５】
さらに上述の実施の形態においては、複数のアンテナ素子に対し複数の携帯通信機器がかざされたとき、当該複数のアンテナ素子に流れる信号に基づいて、複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の携帯通信機器のかざし方向を検出する方向検出部として、図１乃至図１０について上述した中央処理ユニット１１０、２１０及び２２１を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、複数のアンテナ素子に対し複数の携帯通信機器がかざされたとき、当該複数のアンテナ素子に流れる信号に基づいて、複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の携帯通信機器のかざし方向を検出するハードウェア構成の方向検出回路等のように、この他種々の方向検出部を広く適用することができる。
【０１２６】
さらに上述の実施の形態においては、複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の携帯通信機器の中から通信相手としての当該携帯通信機器を選定する機器選定部として、図１乃至図１０について上述した中央処理ユニット１１０、２１０及び２２１を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の携帯通信機器の中から通信相手としての当該携帯通信機器を選定するハードウェア構成の機器選定回路等のように、この他種々の機器選定部を広く適用することができる。
【０１２７】
さらに上述の実施の形態においては、複数のアンテナ素子を流れる信号について調節する重みとして、図１乃至図１０について上述した位相及び振幅を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、位相等のように、この他種々の重みを広く適用することができる。因みにかかる重みを調節する際には、複数のアンテナ素子で受信した信号に基づいて指向性の調節する基準となる調節基準データを生成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、調節基準データを予め用意しておくようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、非接触通信型のＩＣカードや携帯電話機、またこれらと非接触通信可能なリーダライタに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明による非接触通信システムの構成の第１の実施の形態を示す略線図である。
【図２】リーダライタ及び携帯電話機の回路構成を示すブロック図である。
【図３】携帯電話機に設けられた通信部の構成を示すブロック図である。
【図４】位相振幅調節値の算出の説明に供する略線図である。
【図５】１〔ＧＨｚ〕における複数のループアンテナ素子の指向性の説明に供する略線図である。
【図６】第２の実施の形態による非接触通信システムの構成を示す略線図である。
【図７】リーダライタ及び携帯電話機の回路構成を示すブロック図である。
【図８】リーダライタに設けられた通信部の構成を示すブロック図である。
【図９】第３の実施の形態による非接触通信システムの構成を示す略線図である。
【図１０】リーダライタ及びＩＣカードの回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１、１００、２００……非接触通信システム、２、１０１、２０１……リーダライタ、２９……基地局用アンテナ素子、４０、１１３、１１３Ａ、１１３Ｂ……通信部、５０……指向性設定部、１１０、２１０、２２１……中央処理ユニット、１３０……指向性調節部、ＨＰ、ＨＰ１乃至ＨＰＮ……携帯電話機、ＲＡＡ１１乃至ＲＡＡｍｎ、ＲＡＢ１１乃至ＲＡＢｐｑ……ループアンテナ素子、ＷＡ１１乃至ＷＡｍｎ、ＷＢ１１乃至ＷＢｐｑ……位相振幅調節器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局との通信に用いる第１のアンテナ素子と、
通信装置との非接触通信に用いられ、アレイ状に配置された複数の第２のアンテナ素子と、
上記複数の第２のアンテナ素子に流れる信号の重みを調節することにより、上記複数の第２のアンテナ素子の指向性を、当該複数の第２のアンテナ素子の配置位置に対する上記第１のアンテナ素子の配置方向を減衰させるように設定する指向性設定部と
を具えることを特徴とする携帯通信機器。
【請求項２】
上記指向性設定部は、
上記複数の第２のアンテナ素子に流れる上記信号の上記重みを調節することにより、上記複数の第２のアンテナ素子の指向性を、当該複数の第２のアンテナ素子の配置位置に対する上記第１のアンテナ素子の配置方向を減衰させ、かつ上記通信装置の配置方向を強めるように設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯通信機器。
【請求項３】
通信装置との非接触通信に用いられ、アレイ状に配置された複数のアンテナ素子と、
上記通信装置に対し上記複数のアンテナ素子がかざされて上記通信装置から送信された受信信号を上記複数のアンテナ素子で受信したとき、当該複数のアンテナ素子による上記受信信号の上記受信結果に基づいて、上記複数のアンテナ素子に流れる信号の重みを調節することにより、上記複数のアンテナ素子の指向性を上記通信装置の配置方向を強めるように調節する指向性調節部と
を具えることを特徴とする携帯通信機器。
【請求項４】
上記指向性調節部は、
上記通信装置に対し相対的に移動しながら上記複数のアンテナ素子がかざされたとき、当該複数のアンテナ素子による上記通信装置から順次送信された上記受信信号の上記受信結果に基づいて、上記複数のアンテナ素子に流れる上記信号の上記重みを更新して調節することにより、上記複数のアンテナ素子の指向性を上記通信装置の配置方向を強めるように調節する
ことを特徴とする請求項３に記載の携帯通信機器。
【請求項５】
携帯通信機器との非接触通信に用いられ、アレイ状に配置された複数のアンテナ素子と、
上記複数のアンテナ素子に対し複数の上記携帯通信機器がかざされたとき、当該複数のアンテナ素子に流れる信号に基づいて、上記複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の上記携帯通信機器のかざし方向を検出する方向検出部と、
上記複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の上記携帯通信機器の中から上記通信相手としての当該携帯通信機器を選定する機器選定部と、
上記通信相手としての上記携帯通信機器の上記かざし方向に応じて、上記複数のアンテナ素子に流れる上記信号の重みを調節することにより、上記複数のアンテナ素子の指向性を上記通信相手としての上記携帯通信機器の上記かざし方向を強めるように調節する指向性調節部と
を具えることを特徴とする通信装置。
【請求項６】
上記機器選定部は、
上記通信相手として選定した上記携帯通信機器との非接触通信が完了すると、上記通信相手として他の上記携帯通信機器を選定する
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
上記方向検出部は、
上記複数のアンテナ素子に対し１台の上記携帯通信機器が移動しながらかざされたとき、当該複数のアンテナ素子に流れる上記信号に基づいて、上記複数のアンテナ素子に対して上記移動しながらかざされた上記携帯通信機器の順次変化するかざし方向を検出し、
上記指向性調節部は、
上記携帯通信機器の順次変化する上記かざし方向に応じて、上記複数のアンテナ素子に流れる信号の上記重みを更新して調節することにより、上記複数のアンテナ素子の指向性を上記携帯通信機器の順次変化する上記かざし方向を強めるように調節する
ことを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
【請求項１】
基地局との通信に用いる第１のアンテナ素子と、
通信装置との非接触通信に用いられ、アレイ状に配置された複数の第２のアンテナ素子と、
上記複数の第２のアンテナ素子に流れる信号の重みを調節することにより、上記複数の第２のアンテナ素子の指向性を、当該複数の第２のアンテナ素子の配置位置に対する上記第１のアンテナ素子の配置方向を減衰させるように設定する指向性設定部と
を具えることを特徴とする携帯通信機器。
【請求項２】
上記指向性設定部は、
上記複数の第２のアンテナ素子に流れる上記信号の上記重みを調節することにより、上記複数の第２のアンテナ素子の指向性を、当該複数の第２のアンテナ素子の配置位置に対する上記第１のアンテナ素子の配置方向を減衰させ、かつ上記通信装置の配置方向を強めるように設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯通信機器。
【請求項３】
通信装置との非接触通信に用いられ、アレイ状に配置された複数のアンテナ素子と、
上記通信装置に対し上記複数のアンテナ素子がかざされて上記通信装置から送信された受信信号を上記複数のアンテナ素子で受信したとき、当該複数のアンテナ素子による上記受信信号の上記受信結果に基づいて、上記複数のアンテナ素子に流れる信号の重みを調節することにより、上記複数のアンテナ素子の指向性を上記通信装置の配置方向を強めるように調節する指向性調節部と
を具えることを特徴とする携帯通信機器。
【請求項４】
上記指向性調節部は、
上記通信装置に対し相対的に移動しながら上記複数のアンテナ素子がかざされたとき、当該複数のアンテナ素子による上記通信装置から順次送信された上記受信信号の上記受信結果に基づいて、上記複数のアンテナ素子に流れる上記信号の上記重みを更新して調節することにより、上記複数のアンテナ素子の指向性を上記通信装置の配置方向を強めるように調節する
ことを特徴とする請求項３に記載の携帯通信機器。
【請求項５】
携帯通信機器との非接触通信に用いられ、アレイ状に配置された複数のアンテナ素子と、
上記複数のアンテナ素子に対し複数の上記携帯通信機器がかざされたとき、当該複数のアンテナ素子に流れる信号に基づいて、上記複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の上記携帯通信機器のかざし方向を検出する方向検出部と、
上記複数のアンテナ素子に対してかざされた複数の上記携帯通信機器の中から上記通信相手としての当該携帯通信機器を選定する機器選定部と、
上記通信相手としての上記携帯通信機器の上記かざし方向に応じて、上記複数のアンテナ素子に流れる上記信号の重みを調節することにより、上記複数のアンテナ素子の指向性を上記通信相手としての上記携帯通信機器の上記かざし方向を強めるように調節する指向性調節部と
を具えることを特徴とする通信装置。
【請求項６】
上記機器選定部は、
上記通信相手として選定した上記携帯通信機器との非接触通信が完了すると、上記通信相手として他の上記携帯通信機器を選定する
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
上記方向検出部は、
上記複数のアンテナ素子に対し１台の上記携帯通信機器が移動しながらかざされたとき、当該複数のアンテナ素子に流れる上記信号に基づいて、上記複数のアンテナ素子に対して上記移動しながらかざされた上記携帯通信機器の順次変化するかざし方向を検出し、
上記指向性調節部は、
上記携帯通信機器の順次変化する上記かざし方向に応じて、上記複数のアンテナ素子に流れる信号の上記重みを更新して調節することにより、上記複数のアンテナ素子の指向性を上記携帯通信機器の順次変化する上記かざし方向を強めるように調節する
ことを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１６６１２４（Ｐ２００７−１６６１２４Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５８３０５（Ｐ２００５−３５８３０５）
【出願日】平成１７年１２月１２日（２００５．１２．１２）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１２日（２００５．１２．１２）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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