非接触型情報通信装置
【課題】通信範囲の多様な切り替えが可能であり、且つ、小型化が可能な非接触型情報通信装置を提供する。
【解決手段】筐体から突き出した状態と収納された状態とが可能な第１アンテナ部２１と、第１アンテナ部２１に接続され、筐体から突き出した状態と収納された状態とが可能な棒状アンテナ部２２と、第１アンテナ部２１と同一軸上となるように筐体内に収納されているコイルバネ２５と、第１アンテナ部２１が筐体内に収納されている状態において第１アンテナ部２１およびコイルバネ２５の側方となる位置に設けられた反射板８０とを備える。第１アンテナ部２１および棒状アンテナ部２２が筐体から突き出している第１状態と、棒状アンテナ部２２は筐体内に収納され、第１アンテナ部２１は筐体から突き出している第２状態と、第１アンテナ部２１が筐体内に収納され、第１アンテナ部２１およびコイルバネ２５に給電される第３状態の３つの状態を可能とする。
【解決手段】筐体から突き出した状態と収納された状態とが可能な第１アンテナ部２１と、第１アンテナ部２１に接続され、筐体から突き出した状態と収納された状態とが可能な棒状アンテナ部２２と、第１アンテナ部２１と同一軸上となるように筐体内に収納されているコイルバネ２５と、第１アンテナ部２１が筐体内に収納されている状態において第１アンテナ部２１およびコイルバネ２５の側方となる位置に設けられた反射板８０とを備える。第１アンテナ部２１および棒状アンテナ部２２が筐体から突き出している第１状態と、棒状アンテナ部２２は筐体内に収納され、第１アンテナ部２１は筐体から突き出している第２状態と、第１アンテナ部２１が筐体内に収納され、第１アンテナ部２１およびコイルバネ２５に給電される第３状態の３つの状態を可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦタグなどの非接触情報記憶媒体との間で通信を行う非接触型情報通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触情報記憶媒体として、たとえばＲＦタグが知られており、この非接触情報記憶媒体との間で通信を行う非接触型情報通信装置も種々知られている。
【０００３】
ＲＦタグとの間で通信を行う非接触型情報通信装置は、比較的遠いところに存在するＲＦタグとの間で通信を行う必要がある場合もあれば、遠い距離に存在するＲＦタグとの間では通信を行わず、比較的近いところに存在するＲＦタグに限定して通信を行う必要がある場合もある。また、比較的近いところに存在するＲＦタグに限定して通信を行う必要がある場合としては、通信対象の複数のＲＦタグは、距離はいずれも近いが方向が種々存在する場合もあれば、方向もある方向にまとまっている場合もある。
【０００４】
そのため、ＲＦタグとの間で通信を行う装置は、通信対象となるＲＦタグまでの距離や、ＲＦタグの存在する方向に応じて通信距離や通信方向が切り替えできることが好ましい。
【０００５】
ここで、アンテナを２つの状態に切り替えることにより通信距離を切り替えることができる無線機が知られている（たとえば、特許文献１）。
【０００６】
特許文献１の無線機は、ローディングコイルを有する第１のアンテナ部と、この第１のアンテナ部の一端部に接続されている第２のアンテナ部とを備え、第２のアンテナ部が筐体に収納可能となっている。そして、第２のアンテナ部が筐体から引き出されたときは、第２のアンテナ部の筐体側の端部に給電される。一方、第２のアンテナ部が筐体に収納されたとき、第１のアンテナ部は筐体から突き出しており、かつ、この第１のアンテナ部に給電される。そのため、第２のアンテナ部を筐体から引き出すことにより通信可能距離を長くできる一方、第２のアンテナ部を筐体内に収納することにより、通信可能距離を短い距離に限定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２５０１４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非接触型情報通信装置のアンテナに特許文献１の技術を適用すれば、アンテナの状態を切り替えることにより、通信対象となるＲＦタグとの距離に応じた通信距離とすることができる。
【０００９】
しかし、特許文献１の無線機は、第２のアンテナ部が筐体から引き出されたときも、また、第２のアンテナ部が筐体内に収納されたときも、広い指向性（具体的には、軸に垂直な方向は無指向性）である。そのため、近距離の狭い方向に限定してＲＦタグとの通信を行うことは困難であることから、近距離の狭い方向に限定してＲＦタグとの通信を行いたい場合であっても、他の方向に存在する通信不要なＲＦタグとの間で通信を行ってしまうという問題があった。
【００１０】
この問題を解決するために、近距離の狭い方向に指向性が限定されているアンテナを別途設けることも考えられるが、この場合には、装置の大型化を招く恐れがある。
【００１１】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、通信範囲の多様な切り替えが可能であり、且つ、小型化が可能な非接触型情報通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
その目的を達成するための請求項１記載の発明は、非接触情報記憶媒体との間で非接触に通信を行う非接触型情報通信装置であって、
筐体と、前記筐体内に設けられた給電部と、ローディングコイル部を有し、前記筐体から突き出した状態と前記筐体内に収納された状態とが可能な第１アンテナ部と、その第１アンテナ部の一端に接続され、前記筐体から突き出した状態と前記筐体内に収納された状態とが可能な第２アンテナ部と、前記第１アンテナ部と同一軸上となるように前記筐体内に収納されているコイル状の第３アンテナ部と、前記第１アンテナ部が前記筐体内に収納されている状態において第１アンテナ部および第３アンテナ部の側方となる位置に設けられ、電波を反射する反射板とを備え、
前記第１アンテナ部および前記第２アンテナ部が前記筐体から突き出しており、且つ、前記第２アンテナ部の筐体側の端部に前記給電部から給電される第１状態と、前記第２アンテナ部は前記筐体内に収納される一方、前記第１アンテナ部は前記筐体から突き出しており、且つ、前記第１アンテナ部に前記給電部から給電される第２状態と、前記第１アンテナ部および前記第２アンテナ部がともに前記筐体内に収納され、前記第１アンテナ部の前記第３アンテナ部側の端部および前記第３アンテナ部の前記第１アンテナ部側の端部に前記給電部から給電される第３状態の３つの状態が可能であり、前記第１状態、第２状態、第３状態のそれぞれにおいて、前記非接触情報記憶媒体との間で通信が可能であることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、第１状態のときは、第１、第２アンテナ部がアンテナとして機能するモノポールアンテナとなるので、広い指向性を有し、且つ、通信可能距離が長くなる。また、第２状態のときは、ローディングコイル部を有する第１アンテナ部が主として機能して、モノポール型のノーマルモードヘリカルアンテナとなるので、軸周りの指向性は、第１状態と同様に広いものの通信可能距離は短くなり、また、軸方向にも指向性を有する。一方、第３状態のときは、ローディングコイル部を有する第１アンテナ部とコイル状の第３アンテナ部とにより、ダイポール型のノーマルモードヘリカルアンテナが構成されるので、このアンテナの軸方向に、第２状態と同様の通信可能距離を有する。さらに、この第３状態のときは、第１アンテナ部および第３アンテナ部の側方に反射板が存在し、この反射板に写る電気鏡像により、第１アンテナ部および第３アンテナ部は磁流源が強められるので、磁流源を放射源とする軸方向と垂直な方向の放射が増強される。ただし、反射板による反射によって反射板方向への放射は反対側に反射される。これらの結果、第３状態では、第１、第３アンテナ部の軸に垂直な方向であって反射板とは反対方向にも強い指向性を有する。
【００１４】
このように、第１、第２、第３状態は、それぞれ、指向性および通信可能距離のうちの少なくともどちらかが他の状態とは異なるので、通信範囲の多様な切り替えができ、通信を行いたい非接触情報記憶媒体の方向、距離に応じて３つの状態を切り替えて使うことができる。
【００１５】
また、第３状態におけるアンテナとして、第１、第２状態でもアンテナとして機能している第１アンテナ部を利用している。そのため、第１状態や第２状態においてアンテナを構成する部材を利用せずに第３状態のアンテナを構成する場合よりも、この非接触型情報通信装置を小型化できる。
【００１６】
請求項２の非接触型情報通信装置は、アース板をさらに備え、且つ、前記給電部は、第１給電線の先端となる給電点と、第２給電線と電気的に接続している導体部とを備えるとともに、前記第２アンテナ部の軸方向両側に移動可能に構成されており、前記給電点は、前記第１状態では前記第２アンテナ部に接続し、前記第２状態および前記第３状態では前記第１アンテナ部に接続し、前記導体部は、前記第１状態および前記第２状態においては前記アース板に接触するが、前記第３状態のときは、前記アース板からは離隔しているとともに、前記第３アンテナ部と接触し、その導体部を介して前記第２給電線が前記第３アンテナ部と接続されることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、給電部が移動可能に構成されており、第１、第２状態において給電に用いられていた給電部によって、第３状態のときにも給電が行われる。そのため、第１、第２状態のための給電部とは別に第３状態のための給電部を設ける場合よりも給電部を小型化できる。
【００１８】
請求項３の非接触型情報通信装置は、前記第１アンテナ部と同一軸上となるように前記筐体内に配置され、前記アース板に接触する方向に前記給電部を付勢するコイルバネを備え、前記第１状態および前記第２状態では、前記コイルバネにより付勢されることにより前記給電部の導体部は前記アース板に接触させられており、前記第３状態では、前記コイルバネが前記給電部の前記導体部と接触することにより、このコイルバネが前記第３アンテナ部となることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、第１状態、第２状態において給電部をアース板に接触させるためのコイルバネを第３アンテナ部として利用しているので、給電部をアース板に接触させる方向に付勢する部材とは別に第３アンテナ部を設ける場合に比べて装置をさらに小型化できる。
【００２０】
請求項４の非接触型情報通信装置は、前記給電部は、前記給電点を備え、前記第２アンテナ部の軸方向に前記給電部が移動するのに伴い、前記第２アンテナ部の軸周りに回転する主コネクタ部と、前記コイルバネが接続されており、そのコイルバネの付勢力により前記主コネクタ部と接触しているバネ側コネクタ部とを備え、前記導体部は、前記主コネクタに設けられ、前記第２給電線が接続されている第１導体部と、前記バネ側コネクタに設けられ、前記コイルバネの一端が接続されている第２導体部とからなり、前記第１状態および前記第２状態では、前記第１導体部と前記第２導体部とが非接触状態にあるが、前記給電部が前記第２アンテナ部の軸方向に移動するのに伴い、前記第２アンテナ部の軸周りに回転することにより、前記第３状態では、前記第１導体部と前記第２導体部とが接触して、前記第２給電線が前記コイルバネと接続されることを特徴とする。
【００２１】
これによれば、第２給電線が第３アンテナ部と接続する状態と接続しない状態とが、主コネクタ部の回転により切り替えられ、また、主コネクタ部は軸方向の移動に伴って回転する。すなわち、第２給電線が第３アンテナ部と接続する状態と接続しない状態とが給電部の軸方向の移動に連動して行われることになる。そのため、第２給電線が給電部の導体部を介してアース板と接触している第１、第２状態から、給電部が軸方向に移動して、第２給電線が給電部の導体部を介して第３アンテナ部と接続する第３状態への切り替えが容易且つ確実に行われる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態のＲＦＩＤリーダライタ１の全体形状を概略的に示す図である。
【図２】第１状態において、筐体１０にアンテナ２０が収容されている部分の拡大断面図である。
【図３】第１状態における給電部５０の拡大断面図である。
【図４】第２状態において、筐体１０にアンテナ２０が収容されている部分の拡大断面図である。
【図５】第２状態における給電部５０の拡大断面図である。
【図６】第３状態において、筐体１０にアンテナ２０が収容されている部分の拡大断面図である。
【図７】第３状態における給電部５０の拡大断面図である。
【図８】第２実施形態における第１状態、第２状態、第３状態を示す図である。
【図９】第３実施形態における第２状態を示す図である。
【図１０】図９の給電コネクタ２００付近の拡大断面図を示す図である。
【図１１】第３状態における給電コネクタ２００付近の拡大断面図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、第１実施形態を説明する。この第１実施形態は、本発明の非接触型情報通信装置をＲＦＩＤリーダライタに適用したものである。ＲＦＩＤリーダライタは、周知の通り、非接触型情報通信媒体であるＲＦＩＤタグとの間で無線通信を行うことで、ＲＦＩＤタグからの情報の読み出し、および、ＲＦＩＤタグへの情報の書き込みを非接触に行う装置である。
【００２４】
図１は、第１実施形態のＲＦＩＤリーダライタ１の全体形状を概略的に示す図である。この図１に示すように、第１実施形態のＲＦＩＤリーダライタ１は、直方体形状の筐体１０を備えている。この筐体１０は使用者が把持可能な大きさであり、ＲＦＩＤリーダライタ１は、使用者が持ち運んで使用する携帯型の装置である。また、筐体１０は樹脂製である。
【００２５】
ＲＦＩＤリーダライタ１はアンテナ２０および固定リング３０を備えている。また、図２等に示す押し込みネジ４０も備えており、図示しないが、複数の操作スイッチや、表示器等も表面に備えている。また、内部には、電源、制御装置等を備えている。
【００２６】
固定リング３０は、図２等に示す押し込みネジ４０を筐体１０に固定するものである。この固定リング３０は円筒形状を有しており、筐体１０の矩形状の上板１１の隅に接着等により固定されている。
【００２７】
図１に示す状態では、アンテナ２０は、固定リング３０の軸中心を貫通して筐体１０の上板１１から上方に突き出している。この状態においては、アンテナ２０の先端部を構成している第１アンテナ部２１が筐体１０の外部に位置している。しかし、アンテナ２０は図１に示す状態に固定されているのではなく、筐体１０の上方へさらに突き出すことも可能である。また、反対に、図１の状態よりもさらに下方へ移動して、第１アンテナ部２１の下端面が筐体１０の上板１１に略一致する状態や、第１アンテナ部２１が筐体１０の内部に収納される状態も可能である。
【００２８】
以下では、アンテナ２０が最も上方に突き出した状態を第１状態と呼び、第１アンテナ部２１の下端面が筐体１０の上板１１に略一致する状態を第２状態と呼ぶ。また、第１アンテナ部２１が筐体１０内に最も押し込まれた状態を第３状態と呼ぶ。これら第１状態、第２状態、第３状態では、アンテナ２０はそれぞれ異なった性能を示す。次に、第１状態、第２状態、第３状態におけるアンテナ２０の性能を説明する。
【００２９】
図２、３は第１状態を示しており、図４、５は第２状態を示しており、図６、７は第３状態を示している。また、図２、４、６は、筐体１０においてアンテナ２０が収容されている部分の拡大断面図であり、図３、５、７は、各状態における給電部５０の拡大断面図である。
【００３０】
まず、図２、３を用いて、アンテナ２０の構成および第１状態を説明する。第１実施形態ではアンテナ２０は、第１アンテナ部２１、第２アンテナ部に相当する棒状アンテナ部２２、第３アンテナ部として機能するコイルバネ２５により構成される。
【００３１】
図２に示すように、第１アンテナ部２１の下端に棒状アンテナ部２２が結合されている。なお、第１アンテナ部２１は、円柱状の樹脂製カバーと、その樹脂製カバーに覆われているローディングコイル部（図示せず）からなる。このローディングコイル部は波長に対して十分に短い円周となるように巻かれている。ローディングコイル部の一端は、上記棒状アンテナ部２２の一端とはんだ付け等により接合しており、ローディングコイル部の軸心と棒状アンテナ部２２は同一直線上に位置している。
【００３２】
上記棒状アンテナ部２２は金属製であり、その長さは電気長がλ／２になる長さとなっている。また、前述のローディングコイル部の長さも電気長がλ／４となる長さとなっている。なお、λはこのＲＦＩＤリーダライタ１において使用する波長であり、たとえば、λ＝０．１２ｍ（２．４５ＧＨｚ）、λ＝２２．１ｍ（１３．５６ＭＨｚ）、λ＝０．３３ｍ（９００ＭＨｚ）である。
【００３３】
上記棒状アンテナ部２２の第１アンテナ部２１の近傍部分に第１ストッパ部２３が固定され、棒状アンテナ部２２の下端（第１アンテナ部２１側とは反対側の端）に第２ストッパ部２４が固定されている。
【００３４】
図２に示す第１状態では、上記第２ストッパ部２４は給電コネクタ５１により保持されている。この給電コネクタ５１による第２ストッパ部２４の保持構造は後述する。給電コネクタ５１は円筒形状の収容筒１２に収容されている。また、この収容筒１２には、給電コネクタ５１に加えて、コイルバネ２５およびバネ側コネクタ５２も収容されている。なお、給電コネクタ５１は請求項の主コネクタ部に相当し、この給電コネクタ５１とバネ側コネクタ５２とにより給電部５０が構成され、アンテナ２０へはこの給電部５０から給電が行われる。
【００３５】
収容筒１２は筐体１０に一体的に形成されており、前述のように筐体１０は樹脂製であるので、この収容筒１２も樹脂製である。収容筒１２の下端には、収容筒１２の下側の開口を塞ぐ円盤状の底板６０が固定されている。この底板６０には、中心にその底板６０を厚み方向に貫通する貫通穴６１が形成されている。この貫通穴６１の直径は、前述の第２ストッパ部２４が通過できる大きさとなっている。
【００３６】
また、収容筒１２の上端には、前述の固定リング３０が固定されている。この固定リング３０は、その内径が収容筒１２の内径よりも狭くなっており、固定リング３０の内周面にはネジ溝３１が形成されている。このネジ溝３１は、押し込みネジ４０に形成されているネジ山４１と係合する形状を有している。
【００３７】
また、収容筒１２の上端面と筐体１０の上板１１との間には、請求項のアース板として機能する金属製のＧＮＤ板７０が上板１１に沿って設けられている。このＧＮＤ板７０は給電コネクタ５１の縁部に対向する位置まで突き出している。なお、このＧＮＤ板７０として、ＲＦＩＤリーダライタ１内の電子部品を固定する基板を用いてもよいし、また、基板とは別にＧＮＤ板７０を設けてもよい。
【００３８】
給電コネクタ５１は、円盤形状であって、中心にこの給電コネクタ５１を厚み方向に貫通する貫通穴５１１が形成されている。この貫通穴５１１の直径は、前述の第２ストッパ部２４が通過できる大きさとなっている。また、給電コネクタ５１の外周側面には径方向に突き出す突起部５１２が２つ形成されている。この２つの突起部５１２の位置は、給電コネクタ５１の軸を基準としてこれら２つの突起部５１２が互いに対称となる位置となっている。
【００３９】
収容筒１２の内周面には、上記給電コネクタ５１の２つの突起部５１２をそれぞれ収容する２本のガイド溝１３が形成されており、給電コネクタ５１はこのガイド溝１３が形成されている範囲で収容筒１２内を上下方向に移動可能である。また、これらのガイド溝１３は、収容筒の軸方向において一方から他方へ向かうにつれて周方向の位置が移動するように形成されている。そのため、給電コネクタ５１は、軸方向に上下するのに伴って、軸周りに回転することになる。
【００４０】
バネ側コネクタ５２も円盤形状であり、また、このバネ側コネクタ５２にも、このバネ側コネクタ５２を厚み方向に貫通する貫通穴５２１が形成されている。この貫通穴５２１の直径は、給電コネクタ５１の貫通穴５１１と略同じである。
【００４１】
コイルバネ２５は、一端がバネ側コネクタ５２の下面に接触し、他端が底板６０の上面に接触しており、その軸が棒状アンテナ部２２と一致する位置に配置されている。このコイルバネ２５は金属製であり、コイルバネ２５の長さも、前述のローディングコイル部と同様に電気長がλ／４となる長さとなっている。また、コイルバネ２５も第１アンテナ部２１と同様、波長に対して十分に短い円周となるように巻かれている。
【００４２】
反射板８０は、金属製の平板状部材であり、収容筒１２に一部が接触するように配置されている。反射板８０をこの位置に配置するのは、反射板８０をコイルバネ２５に隣接して配置するためであり、コイルバネ２５の反射板８０に最も近い部分と反射板８０との距離は、たとえば、１〜２ｍｍとする。また、反射板８０は、このコイルバネ２５の軸と平行となるように配置されている。
【００４３】
押し込みネジ４０は、前述のように、ネジ山４１を有している。そしてこのネジ山４１よりも先端側に円柱状の押し込み部４２が形成され、押し込み部４２とは反対側のネジ山４１の端に鍔部４３が形成されている。また、鍔部４３には、ネジ山４１とは反対側にアーチ部４４が形成されている。このアーチ部４４には紐９０の一端が結び付けられている。紐９０の他端は筐体１０に固定されているアーチ部１４に結び付けられている。
【００４４】
次に、図３を用いて給電部５０の構成を詳しく説明する。図３に示すように、給電コネクタ５１には、外周縁付近に、次に説明する第１導体部１００を収容するために厚み方向に貫通する収容穴５１３が形成されている。また、バネ側コネクタ５２にも、外周縁付近に、後述する第２導体部１１０を収容するために厚み方向に貫通する収容穴５２２が形成されている。ただし、給電コネクタ５１に形成されている収容穴５１３とバネ側コネクタ５２に形成されている収容穴５２２とは、第１状態において周方向の互いに異なる位置（第１実施形態では図３に示すように軸対称となる位置）に形成されている。なお、これら収容穴５１３、５２２は、その収容穴５１３、５２２に収容される導体部１００、１１０が板形状であるので、それらを収容しやすい形状、たとえば、軸方向視が矩形形状となっている。
【００４５】
また、給電コネクタ５１には、径方向に設けられた連通穴５１４も形成されている。この連通穴５１４は、軸部分に設けられた貫通穴５１１と外周縁付近に設けられた収容穴５１３とを連通するしている。
【００４６】
第１導体部１００は、板形状であって、給電コネクタ５１の収容穴５１３の外周側面に接触しており、また、直角に折り曲げられた上側端部１０１、下側端部１０２はそれぞれ給電コネクタ５１の上下の面に接触している。上側端部１０１は、図２、３に示す第１状態では、ＧＮＤ板７０とも接触している。また、第１導体部１００には、収容穴５１３の上側の開口付近において、同軸ケーブルの外部導体１３０（請求項の第２給電線）が半田付けされている。
【００４７】
バネ側コネクタ５２の収容穴５２２に収容されている第２導体部１１０も、板形状であって、その収容穴５２２の外周側面に接触しており、直角に折り曲げられた上側端部１１１、下側端部１１２はそれぞれバネ側コネクタ５２の上下の面に接触している。
【００４８】
給電コネクタ５１の収容穴５１３には、さらに、導通部材１２０も収容されている。この導通部材１２０は、給電コネクタ５１の上面から収容穴５１３、連通穴５１４を通って軸部分に形成されている貫通穴５１１に突き出す形状である。この導通部材１２０の一方の端部１２１は、給電コネクタ５１の上側面に位置しており、同軸ケーブルの内部導体１４０（請求項の第１給電線）の先端が半田付けされている。また、他方の端部は給電点１２２となっており、この給電点１２２は係止部材１５０と接触している。
【００４９】
上記係止部材１５０は、金属等の導体製であり、貫通穴５１１内に複数（たとえば２つ）設けられ、そのうちの１つに上述の導通部材１２０の給電点１２２が接触している。この係止部材１５０は、基部が給電コネクタ５１に埋め込まれることにより、給電コネクタ５１に固定されている。また、先端部は鉤状となっており、図３に示す第１状態では、第２ストッパ部２４に形成されたくびれ部２４１と係合している。より詳しくは、くびれ部２４１は、下側へ向かうほど小径となる上側面と上側へ向かうほど小径となる下側面とから形成されている。また、係止部材１５０の先端形状は、くびれ部２４１の上側側面に沿う形状となっており、くびれ部２４１の上側面と係止部材１５０の先端とが係合している。このように、第１状態では、係止部材１５０の先端部と第２ストッパ部２４のくびれ部２４１とが係合することにより、第２ストッパ部２４やその第２ストッパ部２４を固定しているアンテナ２０の位置が保持される。
【００５０】
また、第２ストッパ部２４は、くびれ部２４１よりも下側部分が給電コネクタ５１の貫通穴５１１の径と略一致する径を有する大径部２４２となっており、くびれ部２４１よりも上側部分が、その大径部２４２よりも小径の小径部２４３となっている。また、前述のように、係止部材１５０の先端形状は、くびれ部２４１の上側側面に沿う形状である。そのため、第１状態において、第２ストッパ部２４は、やや強い力が加えられることにより軸方向下側へは移動可能である一方、軸方向上側への移動は不能である。
【００５１】
上記第２ストッパ部２４は金属等の導体製であり、棒状アンテナ部２２と導通している。そのため、図３に示す第１状態では、同軸ケーブルの内部導体１４０から、導通部材１２０、係止部材１５０、第２ストッパ部２４を介して、棒状アンテナ部２２や第１アンテナ部２１に給電される。また、第１状態では、同軸ケーブルの外部導体１３０は、第１導体部１００を介してＧＮＤ板７０と接触している。
【００５２】
そのため、第１状態では、電気長がλ／２である棒状アンテナ部２２および電気長がλ／４である第１アンテナ部２１がアンテナとして機能して、電気長が３λ／４のモノポールアンテナとなる。第１状態ではこのモノポールアンテナを用いてＲＦＩＤタグとの間で通信を行う。
【００５３】
次に、図４、５を用いて第２状態を説明する。第２状態では、図２、３に示す第１状態から、アンテナ２０が下方に移動して、棒状アンテナ部２２は筐体１０に収納された状態となり、第１アンテナ部２１は給電コネクタ５１の上面に当接している。また、この第２状態では、図４に示すように、第２ストッパ部２４は給電コネクタ５１を突き抜けて収容筒１２の下部に位置しており、代わりに、第１ストッパ部２３が給電コネクタ５１の貫通穴５１１に位置している。
【００５４】
図５は、第２状態における給電コネクタ５１付近の拡大図であり、この図５に示すように、第２状態では、第１ストッパ部２３が係止部材１５０と係合している。より詳しくは、第１ストッパ部２３も、第２ストッパ部２４のものと同様の上側面および下側面から構成されるくびれ部２３１を有しており、第１ストッパ部２３の上側面と係止部材１５０の先端とが係合している。このように、第２状態では、係止部材１５０の先端部と第１ストッパ部２３のくびれ部２３１とが係合することにより、第１ストッパ部２３やその第１ストッパ部２３を固定しているアンテナ２０の位置が保持される。
【００５５】
この第１ストッパ部２３は金属等の導体製であり、第１アンテナ部２１のローディングコイル部と導通している。そのため、図４に示す第２状態では、同軸ケーブルの内部導体１４０から、導通部材１２０、係止部材１５０、第１ストッパ部２３を介して、第１アンテナ部２１のローディングコイル部に給電される。なお、棒状アンテナ部２２は、筐体１０内に収容されるためアンテナとしての機能は抑制される。ただし、この棒状アンテナ部２２を第２状態において完全にアンテナとして機能させないようにするために、第２状態において第２ストッパ部２４あるいは棒状アンテナ部２２の第２ストッパ部２４付近に接触するアース部を設けてもよい。また、第２状態でも、同軸ケーブルの外部導体１３０は、第１導体部１００を介してＧＮＤ板７０と接触している。
【００５６】
以上の導通状態により、第２状態では、ローディングコイル部を有する第１アンテナ部２１が主として機能する電気長がλ／４のモノポール型ノーマルモードヘリカルアンテナとなる。そのため、軸周りの指向性は、第１状態と同様に広いものの通信可能距離は短くなり、また、軸方向にも指向性を有する。第２状態ではこのモノポール型ノーマルモードヘリカルアンテナを用いてＲＦＩＤタグとの間で通信を行う。
【００５７】
次に、図６、７を用いて第３状態を説明する。図６、７にも示すように、第１アンテナ部２１の直径は給電コネクタ５１の貫通穴５１１よりも大きくなっている。そのため、図３、４に示す第２状態からさらに第１アンテナ部２１を下方（すなわち収容筒１２内）に押し込むと、第１アンテナ部２１に押されて、給電コネクタ５１およびバネ側コネクタ５２も下方に移動する。なお、第１アンテナ部２１を収容筒１２内に押し込むには押し込みネジ４０を使用する。
【００５８】
第３状態は、図６に示すように、押し込みネジ４０を使用して給電コネクタ５１の突起部５１２をガイド溝１３の下端まで移動させた状態である。この第３状態では、第１アンテナ部２１も筐体１０に収納された状態となり、第１アンテナ部２１とコイルバネ２５とが給電コネクタ５１、バネ側コネクタ５２を挟んだ状態で互いに近接している。また、同図に示すように、反射板８０は、第３状態において、第１アンテナ部２１およびコイルバネ２５の側方となるように、大きさおよびそれら第１アンテナ部２１およびコイルバネ２５の軸方向の配置位置が設定されている。また、この第３状態では、押し込みネジ４０のネジ山４１と固定リング３０のネジ溝３１とが螺合しており、これによって第３状態が保持される。
【００５９】
前述したように、給電コネクタ５１が軸方向に上下すると、それに伴って突起部５１２がガイド溝１３に案内されるので、給電コネクタ５１は軸周りに回転する。そして、第３状態では、給電コネクタ５１は第１状態、第２状態に対して１８０度回転している。一方、バネ側コネクタ５２は上下に移動しても回転しない。
【００６０】
図７は、第３状態における給電コネクタ５１付近の拡大図であり、この図７に示すように、第３状態では、第１状態、第２状態に対して給電コネクタ５１が１８０度回転することにより、給電コネクタ５１に設けられている第１導体部１００の下側端部１０２と、バネ側コネクタ５２に設けられている第２導体部１１０の上側端部１１１とが接触している。また、第２導体部１１０の下側端部１１２には、コイルバネ２５の端部が半田付けされている。そのため、第３状態では、同軸ケーブルの外部導体１３０から、第１導体部１００、第２導体部１１０を介してコイルバネ２５の上端に給電される。
【００６１】
また、第３状態においても、導通部材１２０の給電点１２２と係止部材１５０との接触状態は保持される。そのため、第３状態においても、同軸ケーブルの内部導体１４０から、導通部材１２０、係止部材１５０、第１ストッパ部２３を介して第１アンテナ部２１のローディングコイル部の下端部に給電される。なお、第３状態においても、棒状アンテナ部２２を完全にアンテナとして機能させないようにするために、第３状態において第２ストッパ部２４あるいは棒状アンテナ部２２の第２ストッパ部２４付近に接触するアース部を設けてもよい。
【００６２】
以上の導通状態により、第３状態では、ともに電気長がλ／４である第１アンテナ部２１およびコイルバネ２５がそれぞれアンテナとして機能して、ダイポール型のノーマルモードヘリカルアンテナが構成される。そのため、アンテナの軸方向には、第２状態と同様の通信可能距離を有する。
【００６３】
さらに、この第３状態のときは、第１アンテナ部２１およびコイルバネ２５の側方に反射板８０が存在する。この反射板８０に写る電気鏡像により、第１アンテナ部２１およびコイルバネ２５によって構成されるダイポール型のノーマルモードヘリカルアンテナは磁流源が強められるので、磁流源を放射源とする軸方向と垂直な方向の放射が増強される。ただし、反射板８０による反射によって反射板方向への放射は反対側に反射される。これらの結果、第３状態では、アンテナの軸に垂直な方向であって反射板８０とは反対方向にも強い指向性を有する。第３状態ではこのダイポール型のノーマルモードヘリカルアンテナを用いてＲＦＩＤタグとの間で通信を行う。
【００６４】
なお、アンテナの軸に垂直な方向への指向性は、コイルの巻き数、アンテナ長、アンテナ幅、反射板８０との距離により調整が可能である。たとえば、反射板８０との距離を長くすると、この方向の指向性は弱くなる。また、巻き数を少なくするほどこの方向の放射が強くなる。そして、アンテナの軸に垂直な方向への指向性を強くすると、アンテナの軸方向への指向性を弱めることができる。反対に、アンテナの軸に垂直な方向への指向性を弱くすると、アンテナの軸方向への指向性を強めることができる。このような調整により、例えば、軸方向への放射強度と軸に垂直な方向への放射強度とを略等しくすることなどが可能である。
【００６５】
以上、説明した第１実施形態によれば、第１状態では、軸周りに広い指向性を有し、且つ、通信可能距離が長くなる。また、第２状態では、軸周りの指向性は第１状態と同様に広いが通信可能距離を短い距離に制限することができる。また、第３状態では、軸方向および軸に垂直な方向であって反射板８０とは反対方向に指向性を有する。このように、第１、第２、第３状態は、それぞれ、指向性および通信可能距離のうちの少なくともどちらかが他の状態とは異なるので、通信範囲の多様な切り替えができ、通信を行いたい非接触情報記憶媒体の方向、距離に応じて３つの状態を切り替えて使うことができる。
【００６６】
また、第３状態におけるアンテナとして、第１、第２状態でもアンテナとして機能している第１アンテナ部２１を利用している。そのため、第１状態や第２状態においてアンテナを構成する部材を利用せずに第３状態のアンテナを構成する場合よりも、この非接触型情報通信装置を小型化できる。
【００６７】
また、第１実施形態によれば、給電部５０が軸方向に移動可能に構成されており、第１、第２、第３状態のいずれの状態においても、この給電部５０によって給電が行われる。そのため、第１、第２状態のための給電部とは別に第３状態のための給電部を設ける場合よりも給電部を小型化できる。
【００６８】
また、第１実施形態によれば、第１状態、第２状態において給電部をＧＮＤ板７０に接触させるためのコイルバネ２５を第３アンテナ部として利用しているので、給電部５０をＧＮＤ板７０に接触させる方向に付勢する部材とは別に第３アンテナ部を設ける場合に比べて装置をさらに小型化できる。
【００６９】
また、第１実施形態によれば、同軸ケーブルの外部導体１３０がコイルバネ２５と接続する状態と接続しない状態とが、給電コネクタ５１の回転により切り替えられ、また、給電コネクタ５１は軸方向の移動に伴って回転する。すなわち、同軸ケーブルの外部導体１３０がコイルバネ２５と接続する状態と接続しない状態とが給電コネクタ５１の軸方向の移動に連動して行われることになる。そのため、同軸ケーブルの外部導体１３０が給電コネクタ５１に設けられた第１導体部１００を介してＧＮＤいた７０と接触している第１、第２状態から、給電コネクタ５１が軸方向に移動して、同軸ケーブルの外部導体１３０が給電コネクタ５１の第１導体部１００を介してコイルバネ２５と接続する第３状態への切り替えが容易且つ確実に行われる。
【００７０】
（第２実施形態）
次に第２実施形態を図８を用いて説明する。図８の（Ａ）は第１状態、（Ｂ）は第２状態、（Ｃ）は第３状態を示している。なお、以下の説明において、前述の第１実施形態と同一の構成を有する部分には同一の符号を付している。
【００７１】
図８に示す第２実施形態では、コイルバネ２５は第３アンテナ部としてのみ機能している。そして、ラック１６０およびピニオンギヤ１６２により、第１アンテナ部２１、棒状アンテナ部２２は上下方向に移動する。また、給電部１７０も、ラック１８０およびピニオンギヤ１８２により上下方向に移動する。
【００７２】
より詳しくは、ラック１６０が棒状アンテナ部２２に固定されており、このラック１６０とピニオンギヤ１６２とが常時噛み合っている。そして、ピニオンギヤ１６２は図示しない操作部により軸周りに回転可能となっており、ピニオンギヤ１６２を軸周りに回転させることにより、棒状アンテナ部２２や第１アンテナ部２１を上下方向に移動させることができる。
【００７３】
また、給電部１７０にもラック１８０が固定されており、このラック１８０とピニオンギヤ１８２とが常時噛み合っている。このピニオンギヤ１８２を図示しない操作部を操作して軸周りに回転させることで、給電部１７０を上下方向に移動させることができる。
【００７４】
給電部１７０には、図示しない同軸ケーブルの内部導体と接続している第１給電部材１９０と、図示しない同軸ケーブルの外部導体と接続している第２給電部材１９２とが設けられている。また、ＧＮＤ板７０からはＧＮＤ給電部１９４が突き出している。また、第１アンテナ部２１、棒状アンテナ部２２、コイルバネ２５からは、それぞれ、第１アンテナ給電部２１ａ、第２アンテナ給電部２２ａ、第３アンテナ給電部２５ａが突き出している。
【００７５】
そして、図８（Ａ）に示す第１状態では、第２給電部材１９２とＧＮＤ給電部１９４とが接触し、第１給電部材１９０と第２アンテナ給電部２２ａとが接触している。図８（Ｂ）に示す第２状態では、第２給電部材１９２とＧＮＤ給電部１９４とが接触し、第１給電部材１９０と第１アンテナ給電部２１ａとが接触している。図８（Ｃ）に示す第３状態では、第２給電部材１９２と第３アンテナ給電部２５ａとが接触し、第１給電部材１９０と第１アンテナ給電部２１ａとが接触している。
【００７６】
このように、第２実施形態ではラック１６０、１８０とピニオンギヤ１６２、１８２とを用いて第１、第２、第３状態の切り替えを行っている。
【００７７】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態を図９、１０、１１を用いて説明する。第３実施形態でも、コイルバネ２５は第３アンテナ部としてのみ機能している。図９に示すように、第３実施形態では、コイルバネ２５に加えて、給電コネクタ２００をＧＮＤ板７０方向へ付勢する樹脂製のバネ（以下樹脂バネ）２０２を備えている。
【００７８】
また、バネ側コネクタ２０４は、収容筒１２内の下方に固定されている。そして、樹脂バネ２０２は、バネ側コネクタ２０４と給電コネクタ２００との間に配置されている。また、コイルバネ２５は、バネ側コネクタ２０４と底板６０との間に配置されている。
【００７９】
図１０に給電コネクタ２００付近の拡大断面図を示す。図１０に示すように、第３実施形態の給電コネクタ２００は、第１実施形態の給電コネクタ５１と比較して突起部５１２を備えていない点が相違するのみであり、その他は同じ構成である。突起部５１２を備えていないので、給電コネクタ２００は上下方向に移動しても軸周りには回転しない。なお、図９、１０は第２状態である。この第３実施形態における第１状態は、給電コネクタ２００の位置は図１０と同じであり、第２ストッパ部２４が給電コネクタ２００に固定されている係止部材１５０と係合する。
【００８０】
図１１に第３状態における給電コネクタ２００付近の拡大断面図を示す。バネ側コネクタ２０４は、第１実施形態のものと同様に、貫通穴５２１および収容穴５２２を有している。ただし、第３実施形態のバネ側コネクタ２０４は第１実施形態のものに対して軸周りに１８０度回転した状態となっている。
【００８１】
バネ側コネクタ２０４の収容穴５２２には、第２導体部２１０の一部が収容されている。第１実施形態の第２導体部１１０は両端部１１１、１１２がバネ側コネクタ５２の上下の面に接触していたが、第３実施形態の第２導体部２１０は上側端部２１１がバネ側コネクタ２０４の上面から突き出している。この突き出している長さは、第３状態における樹脂バネ２０２の軸方向長さと略一致する長さとなっている。そのため、同図に示すように、第３状態では、第１導体部１００の下側端部１０２と第２導体部２１０の上側端部２１１とが接触する。
【００８２】
また、第２導体部２１０の下側端部２１２は、第１実施形態のものと同様、コイルバネ２５の一端が半田付けされている。そのため、第３状態では、同軸ケーブルの外部導体１３０からコイルバネ２５へ給電される。
【００８３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００８４】
たとえば、前述の実施形態では、棒状アンテナ部２２は一本の棒であったが、複数本の棒を備えて、全長が伸縮可能となっていてもよい。
【００８５】
また、棒状アンテナ部を２本の棒によって構成して伸縮可能としてもよい。この場合、各棒の電気長をそれぞれλ／４とすることで、第１状態でのアンテナの電気長は３λ／４となる。
【符号の説明】
【００８６】
１：ＲＦＩＤリーダライタ、 １０：筐体、 １１：上板、 １２：収容筒、 １３：ガイド溝、 １４：アーチ部、 ２０：アンテナ、 ２１：第１アンテナ部、 ２１ａ：第１アンテナ給電部、 ２２：棒状アンテナ部（第２アンテナ部）、 ２２ａ：第２アンテナ給電部、 ２３：第１ストッパ部、 ２４：第２ストッパ部、 ２４１：くびれ部、 ２４２：大径部、 ２４３：小径部、 ２５：コイルバネ（第３アンテナ部）、 ２５ａ：第３アンテナ給電部、 ３０：固定リング、 ３１：ネジ溝、 ４０：押し込みネジ、 ４１：ネジ山、 ４２：押し込み部、 ４３：鍔部、 ４４：アーチ部、 ５０：給電部、 ５１：給電コネクタ（主コネクタ部）、 ５１１：貫通穴、 ５１２：突起部、 ５１３：収容穴、 ５１４：連通穴、 ５２：バネ側コネクタ、 ５２１：貫通穴、 ５２２：収容穴、 ６０：底板、 ６１：貫通穴、 ７０：ＧＮＤ板（アース板）、 ８０：反射板、 ９０：紐、 １００：第１導体部、 １０１：上側端部、 １０２：下側端部、 １１０：第２導体部、 １１１：上側端部、 １１２：下側端部、 １２０：導通部材、 １２１：端部、 １２２：給電点、 １３０：同軸ケーブルの外部導体（第２給電線）、 １４０：同軸ケーブルの内部導体（第１給電線）、 １５０：係止部材、 １６０：ラック、 １６２：ピニオンギヤ、 １７０：給電部、 １８０：ラック、 １８２：ピニオンギヤ、 １９０：第１給電部材、 １９２：第２給電部材、 １９４：ＧＮＤ給電部、 ２００：給電コネクタ、 ２０２：樹脂バネ、 ２０４：バネ側コネクタ、 ２１０：第２導体部、 ２１１：上側端部、 ２１２：下側端部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦタグなどの非接触情報記憶媒体との間で通信を行う非接触型情報通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触情報記憶媒体として、たとえばＲＦタグが知られており、この非接触情報記憶媒体との間で通信を行う非接触型情報通信装置も種々知られている。
【０００３】
ＲＦタグとの間で通信を行う非接触型情報通信装置は、比較的遠いところに存在するＲＦタグとの間で通信を行う必要がある場合もあれば、遠い距離に存在するＲＦタグとの間では通信を行わず、比較的近いところに存在するＲＦタグに限定して通信を行う必要がある場合もある。また、比較的近いところに存在するＲＦタグに限定して通信を行う必要がある場合としては、通信対象の複数のＲＦタグは、距離はいずれも近いが方向が種々存在する場合もあれば、方向もある方向にまとまっている場合もある。
【０００４】
そのため、ＲＦタグとの間で通信を行う装置は、通信対象となるＲＦタグまでの距離や、ＲＦタグの存在する方向に応じて通信距離や通信方向が切り替えできることが好ましい。
【０００５】
ここで、アンテナを２つの状態に切り替えることにより通信距離を切り替えることができる無線機が知られている（たとえば、特許文献１）。
【０００６】
特許文献１の無線機は、ローディングコイルを有する第１のアンテナ部と、この第１のアンテナ部の一端部に接続されている第２のアンテナ部とを備え、第２のアンテナ部が筐体に収納可能となっている。そして、第２のアンテナ部が筐体から引き出されたときは、第２のアンテナ部の筐体側の端部に給電される。一方、第２のアンテナ部が筐体に収納されたとき、第１のアンテナ部は筐体から突き出しており、かつ、この第１のアンテナ部に給電される。そのため、第２のアンテナ部を筐体から引き出すことにより通信可能距離を長くできる一方、第２のアンテナ部を筐体内に収納することにより、通信可能距離を短い距離に限定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２５０１４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非接触型情報通信装置のアンテナに特許文献１の技術を適用すれば、アンテナの状態を切り替えることにより、通信対象となるＲＦタグとの距離に応じた通信距離とすることができる。
【０００９】
しかし、特許文献１の無線機は、第２のアンテナ部が筐体から引き出されたときも、また、第２のアンテナ部が筐体内に収納されたときも、広い指向性（具体的には、軸に垂直な方向は無指向性）である。そのため、近距離の狭い方向に限定してＲＦタグとの通信を行うことは困難であることから、近距離の狭い方向に限定してＲＦタグとの通信を行いたい場合であっても、他の方向に存在する通信不要なＲＦタグとの間で通信を行ってしまうという問題があった。
【００１０】
この問題を解決するために、近距離の狭い方向に指向性が限定されているアンテナを別途設けることも考えられるが、この場合には、装置の大型化を招く恐れがある。
【００１１】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、通信範囲の多様な切り替えが可能であり、且つ、小型化が可能な非接触型情報通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
その目的を達成するための請求項１記載の発明は、非接触情報記憶媒体との間で非接触に通信を行う非接触型情報通信装置であって、
筐体と、前記筐体内に設けられた給電部と、ローディングコイル部を有し、前記筐体から突き出した状態と前記筐体内に収納された状態とが可能な第１アンテナ部と、その第１アンテナ部の一端に接続され、前記筐体から突き出した状態と前記筐体内に収納された状態とが可能な第２アンテナ部と、前記第１アンテナ部と同一軸上となるように前記筐体内に収納されているコイル状の第３アンテナ部と、前記第１アンテナ部が前記筐体内に収納されている状態において第１アンテナ部および第３アンテナ部の側方となる位置に設けられ、電波を反射する反射板とを備え、
前記第１アンテナ部および前記第２アンテナ部が前記筐体から突き出しており、且つ、前記第２アンテナ部の筐体側の端部に前記給電部から給電される第１状態と、前記第２アンテナ部は前記筐体内に収納される一方、前記第１アンテナ部は前記筐体から突き出しており、且つ、前記第１アンテナ部に前記給電部から給電される第２状態と、前記第１アンテナ部および前記第２アンテナ部がともに前記筐体内に収納され、前記第１アンテナ部の前記第３アンテナ部側の端部および前記第３アンテナ部の前記第１アンテナ部側の端部に前記給電部から給電される第３状態の３つの状態が可能であり、前記第１状態、第２状態、第３状態のそれぞれにおいて、前記非接触情報記憶媒体との間で通信が可能であることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、第１状態のときは、第１、第２アンテナ部がアンテナとして機能するモノポールアンテナとなるので、広い指向性を有し、且つ、通信可能距離が長くなる。また、第２状態のときは、ローディングコイル部を有する第１アンテナ部が主として機能して、モノポール型のノーマルモードヘリカルアンテナとなるので、軸周りの指向性は、第１状態と同様に広いものの通信可能距離は短くなり、また、軸方向にも指向性を有する。一方、第３状態のときは、ローディングコイル部を有する第１アンテナ部とコイル状の第３アンテナ部とにより、ダイポール型のノーマルモードヘリカルアンテナが構成されるので、このアンテナの軸方向に、第２状態と同様の通信可能距離を有する。さらに、この第３状態のときは、第１アンテナ部および第３アンテナ部の側方に反射板が存在し、この反射板に写る電気鏡像により、第１アンテナ部および第３アンテナ部は磁流源が強められるので、磁流源を放射源とする軸方向と垂直な方向の放射が増強される。ただし、反射板による反射によって反射板方向への放射は反対側に反射される。これらの結果、第３状態では、第１、第３アンテナ部の軸に垂直な方向であって反射板とは反対方向にも強い指向性を有する。
【００１４】
このように、第１、第２、第３状態は、それぞれ、指向性および通信可能距離のうちの少なくともどちらかが他の状態とは異なるので、通信範囲の多様な切り替えができ、通信を行いたい非接触情報記憶媒体の方向、距離に応じて３つの状態を切り替えて使うことができる。
【００１５】
また、第３状態におけるアンテナとして、第１、第２状態でもアンテナとして機能している第１アンテナ部を利用している。そのため、第１状態や第２状態においてアンテナを構成する部材を利用せずに第３状態のアンテナを構成する場合よりも、この非接触型情報通信装置を小型化できる。
【００１６】
請求項２の非接触型情報通信装置は、アース板をさらに備え、且つ、前記給電部は、第１給電線の先端となる給電点と、第２給電線と電気的に接続している導体部とを備えるとともに、前記第２アンテナ部の軸方向両側に移動可能に構成されており、前記給電点は、前記第１状態では前記第２アンテナ部に接続し、前記第２状態および前記第３状態では前記第１アンテナ部に接続し、前記導体部は、前記第１状態および前記第２状態においては前記アース板に接触するが、前記第３状態のときは、前記アース板からは離隔しているとともに、前記第３アンテナ部と接触し、その導体部を介して前記第２給電線が前記第３アンテナ部と接続されることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、給電部が移動可能に構成されており、第１、第２状態において給電に用いられていた給電部によって、第３状態のときにも給電が行われる。そのため、第１、第２状態のための給電部とは別に第３状態のための給電部を設ける場合よりも給電部を小型化できる。
【００１８】
請求項３の非接触型情報通信装置は、前記第１アンテナ部と同一軸上となるように前記筐体内に配置され、前記アース板に接触する方向に前記給電部を付勢するコイルバネを備え、前記第１状態および前記第２状態では、前記コイルバネにより付勢されることにより前記給電部の導体部は前記アース板に接触させられており、前記第３状態では、前記コイルバネが前記給電部の前記導体部と接触することにより、このコイルバネが前記第３アンテナ部となることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、第１状態、第２状態において給電部をアース板に接触させるためのコイルバネを第３アンテナ部として利用しているので、給電部をアース板に接触させる方向に付勢する部材とは別に第３アンテナ部を設ける場合に比べて装置をさらに小型化できる。
【００２０】
請求項４の非接触型情報通信装置は、前記給電部は、前記給電点を備え、前記第２アンテナ部の軸方向に前記給電部が移動するのに伴い、前記第２アンテナ部の軸周りに回転する主コネクタ部と、前記コイルバネが接続されており、そのコイルバネの付勢力により前記主コネクタ部と接触しているバネ側コネクタ部とを備え、前記導体部は、前記主コネクタに設けられ、前記第２給電線が接続されている第１導体部と、前記バネ側コネクタに設けられ、前記コイルバネの一端が接続されている第２導体部とからなり、前記第１状態および前記第２状態では、前記第１導体部と前記第２導体部とが非接触状態にあるが、前記給電部が前記第２アンテナ部の軸方向に移動するのに伴い、前記第２アンテナ部の軸周りに回転することにより、前記第３状態では、前記第１導体部と前記第２導体部とが接触して、前記第２給電線が前記コイルバネと接続されることを特徴とする。
【００２１】
これによれば、第２給電線が第３アンテナ部と接続する状態と接続しない状態とが、主コネクタ部の回転により切り替えられ、また、主コネクタ部は軸方向の移動に伴って回転する。すなわち、第２給電線が第３アンテナ部と接続する状態と接続しない状態とが給電部の軸方向の移動に連動して行われることになる。そのため、第２給電線が給電部の導体部を介してアース板と接触している第１、第２状態から、給電部が軸方向に移動して、第２給電線が給電部の導体部を介して第３アンテナ部と接続する第３状態への切り替えが容易且つ確実に行われる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態のＲＦＩＤリーダライタ１の全体形状を概略的に示す図である。
【図２】第１状態において、筐体１０にアンテナ２０が収容されている部分の拡大断面図である。
【図３】第１状態における給電部５０の拡大断面図である。
【図４】第２状態において、筐体１０にアンテナ２０が収容されている部分の拡大断面図である。
【図５】第２状態における給電部５０の拡大断面図である。
【図６】第３状態において、筐体１０にアンテナ２０が収容されている部分の拡大断面図である。
【図７】第３状態における給電部５０の拡大断面図である。
【図８】第２実施形態における第１状態、第２状態、第３状態を示す図である。
【図９】第３実施形態における第２状態を示す図である。
【図１０】図９の給電コネクタ２００付近の拡大断面図を示す図である。
【図１１】第３状態における給電コネクタ２００付近の拡大断面図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、第１実施形態を説明する。この第１実施形態は、本発明の非接触型情報通信装置をＲＦＩＤリーダライタに適用したものである。ＲＦＩＤリーダライタは、周知の通り、非接触型情報通信媒体であるＲＦＩＤタグとの間で無線通信を行うことで、ＲＦＩＤタグからの情報の読み出し、および、ＲＦＩＤタグへの情報の書き込みを非接触に行う装置である。
【００２４】
図１は、第１実施形態のＲＦＩＤリーダライタ１の全体形状を概略的に示す図である。この図１に示すように、第１実施形態のＲＦＩＤリーダライタ１は、直方体形状の筐体１０を備えている。この筐体１０は使用者が把持可能な大きさであり、ＲＦＩＤリーダライタ１は、使用者が持ち運んで使用する携帯型の装置である。また、筐体１０は樹脂製である。
【００２５】
ＲＦＩＤリーダライタ１はアンテナ２０および固定リング３０を備えている。また、図２等に示す押し込みネジ４０も備えており、図示しないが、複数の操作スイッチや、表示器等も表面に備えている。また、内部には、電源、制御装置等を備えている。
【００２６】
固定リング３０は、図２等に示す押し込みネジ４０を筐体１０に固定するものである。この固定リング３０は円筒形状を有しており、筐体１０の矩形状の上板１１の隅に接着等により固定されている。
【００２７】
図１に示す状態では、アンテナ２０は、固定リング３０の軸中心を貫通して筐体１０の上板１１から上方に突き出している。この状態においては、アンテナ２０の先端部を構成している第１アンテナ部２１が筐体１０の外部に位置している。しかし、アンテナ２０は図１に示す状態に固定されているのではなく、筐体１０の上方へさらに突き出すことも可能である。また、反対に、図１の状態よりもさらに下方へ移動して、第１アンテナ部２１の下端面が筐体１０の上板１１に略一致する状態や、第１アンテナ部２１が筐体１０の内部に収納される状態も可能である。
【００２８】
以下では、アンテナ２０が最も上方に突き出した状態を第１状態と呼び、第１アンテナ部２１の下端面が筐体１０の上板１１に略一致する状態を第２状態と呼ぶ。また、第１アンテナ部２１が筐体１０内に最も押し込まれた状態を第３状態と呼ぶ。これら第１状態、第２状態、第３状態では、アンテナ２０はそれぞれ異なった性能を示す。次に、第１状態、第２状態、第３状態におけるアンテナ２０の性能を説明する。
【００２９】
図２、３は第１状態を示しており、図４、５は第２状態を示しており、図６、７は第３状態を示している。また、図２、４、６は、筐体１０においてアンテナ２０が収容されている部分の拡大断面図であり、図３、５、７は、各状態における給電部５０の拡大断面図である。
【００３０】
まず、図２、３を用いて、アンテナ２０の構成および第１状態を説明する。第１実施形態ではアンテナ２０は、第１アンテナ部２１、第２アンテナ部に相当する棒状アンテナ部２２、第３アンテナ部として機能するコイルバネ２５により構成される。
【００３１】
図２に示すように、第１アンテナ部２１の下端に棒状アンテナ部２２が結合されている。なお、第１アンテナ部２１は、円柱状の樹脂製カバーと、その樹脂製カバーに覆われているローディングコイル部（図示せず）からなる。このローディングコイル部は波長に対して十分に短い円周となるように巻かれている。ローディングコイル部の一端は、上記棒状アンテナ部２２の一端とはんだ付け等により接合しており、ローディングコイル部の軸心と棒状アンテナ部２２は同一直線上に位置している。
【００３２】
上記棒状アンテナ部２２は金属製であり、その長さは電気長がλ／２になる長さとなっている。また、前述のローディングコイル部の長さも電気長がλ／４となる長さとなっている。なお、λはこのＲＦＩＤリーダライタ１において使用する波長であり、たとえば、λ＝０．１２ｍ（２．４５ＧＨｚ）、λ＝２２．１ｍ（１３．５６ＭＨｚ）、λ＝０．３３ｍ（９００ＭＨｚ）である。
【００３３】
上記棒状アンテナ部２２の第１アンテナ部２１の近傍部分に第１ストッパ部２３が固定され、棒状アンテナ部２２の下端（第１アンテナ部２１側とは反対側の端）に第２ストッパ部２４が固定されている。
【００３４】
図２に示す第１状態では、上記第２ストッパ部２４は給電コネクタ５１により保持されている。この給電コネクタ５１による第２ストッパ部２４の保持構造は後述する。給電コネクタ５１は円筒形状の収容筒１２に収容されている。また、この収容筒１２には、給電コネクタ５１に加えて、コイルバネ２５およびバネ側コネクタ５２も収容されている。なお、給電コネクタ５１は請求項の主コネクタ部に相当し、この給電コネクタ５１とバネ側コネクタ５２とにより給電部５０が構成され、アンテナ２０へはこの給電部５０から給電が行われる。
【００３５】
収容筒１２は筐体１０に一体的に形成されており、前述のように筐体１０は樹脂製であるので、この収容筒１２も樹脂製である。収容筒１２の下端には、収容筒１２の下側の開口を塞ぐ円盤状の底板６０が固定されている。この底板６０には、中心にその底板６０を厚み方向に貫通する貫通穴６１が形成されている。この貫通穴６１の直径は、前述の第２ストッパ部２４が通過できる大きさとなっている。
【００３６】
また、収容筒１２の上端には、前述の固定リング３０が固定されている。この固定リング３０は、その内径が収容筒１２の内径よりも狭くなっており、固定リング３０の内周面にはネジ溝３１が形成されている。このネジ溝３１は、押し込みネジ４０に形成されているネジ山４１と係合する形状を有している。
【００３７】
また、収容筒１２の上端面と筐体１０の上板１１との間には、請求項のアース板として機能する金属製のＧＮＤ板７０が上板１１に沿って設けられている。このＧＮＤ板７０は給電コネクタ５１の縁部に対向する位置まで突き出している。なお、このＧＮＤ板７０として、ＲＦＩＤリーダライタ１内の電子部品を固定する基板を用いてもよいし、また、基板とは別にＧＮＤ板７０を設けてもよい。
【００３８】
給電コネクタ５１は、円盤形状であって、中心にこの給電コネクタ５１を厚み方向に貫通する貫通穴５１１が形成されている。この貫通穴５１１の直径は、前述の第２ストッパ部２４が通過できる大きさとなっている。また、給電コネクタ５１の外周側面には径方向に突き出す突起部５１２が２つ形成されている。この２つの突起部５１２の位置は、給電コネクタ５１の軸を基準としてこれら２つの突起部５１２が互いに対称となる位置となっている。
【００３９】
収容筒１２の内周面には、上記給電コネクタ５１の２つの突起部５１２をそれぞれ収容する２本のガイド溝１３が形成されており、給電コネクタ５１はこのガイド溝１３が形成されている範囲で収容筒１２内を上下方向に移動可能である。また、これらのガイド溝１３は、収容筒の軸方向において一方から他方へ向かうにつれて周方向の位置が移動するように形成されている。そのため、給電コネクタ５１は、軸方向に上下するのに伴って、軸周りに回転することになる。
【００４０】
バネ側コネクタ５２も円盤形状であり、また、このバネ側コネクタ５２にも、このバネ側コネクタ５２を厚み方向に貫通する貫通穴５２１が形成されている。この貫通穴５２１の直径は、給電コネクタ５１の貫通穴５１１と略同じである。
【００４１】
コイルバネ２５は、一端がバネ側コネクタ５２の下面に接触し、他端が底板６０の上面に接触しており、その軸が棒状アンテナ部２２と一致する位置に配置されている。このコイルバネ２５は金属製であり、コイルバネ２５の長さも、前述のローディングコイル部と同様に電気長がλ／４となる長さとなっている。また、コイルバネ２５も第１アンテナ部２１と同様、波長に対して十分に短い円周となるように巻かれている。
【００４２】
反射板８０は、金属製の平板状部材であり、収容筒１２に一部が接触するように配置されている。反射板８０をこの位置に配置するのは、反射板８０をコイルバネ２５に隣接して配置するためであり、コイルバネ２５の反射板８０に最も近い部分と反射板８０との距離は、たとえば、１〜２ｍｍとする。また、反射板８０は、このコイルバネ２５の軸と平行となるように配置されている。
【００４３】
押し込みネジ４０は、前述のように、ネジ山４１を有している。そしてこのネジ山４１よりも先端側に円柱状の押し込み部４２が形成され、押し込み部４２とは反対側のネジ山４１の端に鍔部４３が形成されている。また、鍔部４３には、ネジ山４１とは反対側にアーチ部４４が形成されている。このアーチ部４４には紐９０の一端が結び付けられている。紐９０の他端は筐体１０に固定されているアーチ部１４に結び付けられている。
【００４４】
次に、図３を用いて給電部５０の構成を詳しく説明する。図３に示すように、給電コネクタ５１には、外周縁付近に、次に説明する第１導体部１００を収容するために厚み方向に貫通する収容穴５１３が形成されている。また、バネ側コネクタ５２にも、外周縁付近に、後述する第２導体部１１０を収容するために厚み方向に貫通する収容穴５２２が形成されている。ただし、給電コネクタ５１に形成されている収容穴５１３とバネ側コネクタ５２に形成されている収容穴５２２とは、第１状態において周方向の互いに異なる位置（第１実施形態では図３に示すように軸対称となる位置）に形成されている。なお、これら収容穴５１３、５２２は、その収容穴５１３、５２２に収容される導体部１００、１１０が板形状であるので、それらを収容しやすい形状、たとえば、軸方向視が矩形形状となっている。
【００４５】
また、給電コネクタ５１には、径方向に設けられた連通穴５１４も形成されている。この連通穴５１４は、軸部分に設けられた貫通穴５１１と外周縁付近に設けられた収容穴５１３とを連通するしている。
【００４６】
第１導体部１００は、板形状であって、給電コネクタ５１の収容穴５１３の外周側面に接触しており、また、直角に折り曲げられた上側端部１０１、下側端部１０２はそれぞれ給電コネクタ５１の上下の面に接触している。上側端部１０１は、図２、３に示す第１状態では、ＧＮＤ板７０とも接触している。また、第１導体部１００には、収容穴５１３の上側の開口付近において、同軸ケーブルの外部導体１３０（請求項の第２給電線）が半田付けされている。
【００４７】
バネ側コネクタ５２の収容穴５２２に収容されている第２導体部１１０も、板形状であって、その収容穴５２２の外周側面に接触しており、直角に折り曲げられた上側端部１１１、下側端部１１２はそれぞれバネ側コネクタ５２の上下の面に接触している。
【００４８】
給電コネクタ５１の収容穴５１３には、さらに、導通部材１２０も収容されている。この導通部材１２０は、給電コネクタ５１の上面から収容穴５１３、連通穴５１４を通って軸部分に形成されている貫通穴５１１に突き出す形状である。この導通部材１２０の一方の端部１２１は、給電コネクタ５１の上側面に位置しており、同軸ケーブルの内部導体１４０（請求項の第１給電線）の先端が半田付けされている。また、他方の端部は給電点１２２となっており、この給電点１２２は係止部材１５０と接触している。
【００４９】
上記係止部材１５０は、金属等の導体製であり、貫通穴５１１内に複数（たとえば２つ）設けられ、そのうちの１つに上述の導通部材１２０の給電点１２２が接触している。この係止部材１５０は、基部が給電コネクタ５１に埋め込まれることにより、給電コネクタ５１に固定されている。また、先端部は鉤状となっており、図３に示す第１状態では、第２ストッパ部２４に形成されたくびれ部２４１と係合している。より詳しくは、くびれ部２４１は、下側へ向かうほど小径となる上側面と上側へ向かうほど小径となる下側面とから形成されている。また、係止部材１５０の先端形状は、くびれ部２４１の上側側面に沿う形状となっており、くびれ部２４１の上側面と係止部材１５０の先端とが係合している。このように、第１状態では、係止部材１５０の先端部と第２ストッパ部２４のくびれ部２４１とが係合することにより、第２ストッパ部２４やその第２ストッパ部２４を固定しているアンテナ２０の位置が保持される。
【００５０】
また、第２ストッパ部２４は、くびれ部２４１よりも下側部分が給電コネクタ５１の貫通穴５１１の径と略一致する径を有する大径部２４２となっており、くびれ部２４１よりも上側部分が、その大径部２４２よりも小径の小径部２４３となっている。また、前述のように、係止部材１５０の先端形状は、くびれ部２４１の上側側面に沿う形状である。そのため、第１状態において、第２ストッパ部２４は、やや強い力が加えられることにより軸方向下側へは移動可能である一方、軸方向上側への移動は不能である。
【００５１】
上記第２ストッパ部２４は金属等の導体製であり、棒状アンテナ部２２と導通している。そのため、図３に示す第１状態では、同軸ケーブルの内部導体１４０から、導通部材１２０、係止部材１５０、第２ストッパ部２４を介して、棒状アンテナ部２２や第１アンテナ部２１に給電される。また、第１状態では、同軸ケーブルの外部導体１３０は、第１導体部１００を介してＧＮＤ板７０と接触している。
【００５２】
そのため、第１状態では、電気長がλ／２である棒状アンテナ部２２および電気長がλ／４である第１アンテナ部２１がアンテナとして機能して、電気長が３λ／４のモノポールアンテナとなる。第１状態ではこのモノポールアンテナを用いてＲＦＩＤタグとの間で通信を行う。
【００５３】
次に、図４、５を用いて第２状態を説明する。第２状態では、図２、３に示す第１状態から、アンテナ２０が下方に移動して、棒状アンテナ部２２は筐体１０に収納された状態となり、第１アンテナ部２１は給電コネクタ５１の上面に当接している。また、この第２状態では、図４に示すように、第２ストッパ部２４は給電コネクタ５１を突き抜けて収容筒１２の下部に位置しており、代わりに、第１ストッパ部２３が給電コネクタ５１の貫通穴５１１に位置している。
【００５４】
図５は、第２状態における給電コネクタ５１付近の拡大図であり、この図５に示すように、第２状態では、第１ストッパ部２３が係止部材１５０と係合している。より詳しくは、第１ストッパ部２３も、第２ストッパ部２４のものと同様の上側面および下側面から構成されるくびれ部２３１を有しており、第１ストッパ部２３の上側面と係止部材１５０の先端とが係合している。このように、第２状態では、係止部材１５０の先端部と第１ストッパ部２３のくびれ部２３１とが係合することにより、第１ストッパ部２３やその第１ストッパ部２３を固定しているアンテナ２０の位置が保持される。
【００５５】
この第１ストッパ部２３は金属等の導体製であり、第１アンテナ部２１のローディングコイル部と導通している。そのため、図４に示す第２状態では、同軸ケーブルの内部導体１４０から、導通部材１２０、係止部材１５０、第１ストッパ部２３を介して、第１アンテナ部２１のローディングコイル部に給電される。なお、棒状アンテナ部２２は、筐体１０内に収容されるためアンテナとしての機能は抑制される。ただし、この棒状アンテナ部２２を第２状態において完全にアンテナとして機能させないようにするために、第２状態において第２ストッパ部２４あるいは棒状アンテナ部２２の第２ストッパ部２４付近に接触するアース部を設けてもよい。また、第２状態でも、同軸ケーブルの外部導体１３０は、第１導体部１００を介してＧＮＤ板７０と接触している。
【００５６】
以上の導通状態により、第２状態では、ローディングコイル部を有する第１アンテナ部２１が主として機能する電気長がλ／４のモノポール型ノーマルモードヘリカルアンテナとなる。そのため、軸周りの指向性は、第１状態と同様に広いものの通信可能距離は短くなり、また、軸方向にも指向性を有する。第２状態ではこのモノポール型ノーマルモードヘリカルアンテナを用いてＲＦＩＤタグとの間で通信を行う。
【００５７】
次に、図６、７を用いて第３状態を説明する。図６、７にも示すように、第１アンテナ部２１の直径は給電コネクタ５１の貫通穴５１１よりも大きくなっている。そのため、図３、４に示す第２状態からさらに第１アンテナ部２１を下方（すなわち収容筒１２内）に押し込むと、第１アンテナ部２１に押されて、給電コネクタ５１およびバネ側コネクタ５２も下方に移動する。なお、第１アンテナ部２１を収容筒１２内に押し込むには押し込みネジ４０を使用する。
【００５８】
第３状態は、図６に示すように、押し込みネジ４０を使用して給電コネクタ５１の突起部５１２をガイド溝１３の下端まで移動させた状態である。この第３状態では、第１アンテナ部２１も筐体１０に収納された状態となり、第１アンテナ部２１とコイルバネ２５とが給電コネクタ５１、バネ側コネクタ５２を挟んだ状態で互いに近接している。また、同図に示すように、反射板８０は、第３状態において、第１アンテナ部２１およびコイルバネ２５の側方となるように、大きさおよびそれら第１アンテナ部２１およびコイルバネ２５の軸方向の配置位置が設定されている。また、この第３状態では、押し込みネジ４０のネジ山４１と固定リング３０のネジ溝３１とが螺合しており、これによって第３状態が保持される。
【００５９】
前述したように、給電コネクタ５１が軸方向に上下すると、それに伴って突起部５１２がガイド溝１３に案内されるので、給電コネクタ５１は軸周りに回転する。そして、第３状態では、給電コネクタ５１は第１状態、第２状態に対して１８０度回転している。一方、バネ側コネクタ５２は上下に移動しても回転しない。
【００６０】
図７は、第３状態における給電コネクタ５１付近の拡大図であり、この図７に示すように、第３状態では、第１状態、第２状態に対して給電コネクタ５１が１８０度回転することにより、給電コネクタ５１に設けられている第１導体部１００の下側端部１０２と、バネ側コネクタ５２に設けられている第２導体部１１０の上側端部１１１とが接触している。また、第２導体部１１０の下側端部１１２には、コイルバネ２５の端部が半田付けされている。そのため、第３状態では、同軸ケーブルの外部導体１３０から、第１導体部１００、第２導体部１１０を介してコイルバネ２５の上端に給電される。
【００６１】
また、第３状態においても、導通部材１２０の給電点１２２と係止部材１５０との接触状態は保持される。そのため、第３状態においても、同軸ケーブルの内部導体１４０から、導通部材１２０、係止部材１５０、第１ストッパ部２３を介して第１アンテナ部２１のローディングコイル部の下端部に給電される。なお、第３状態においても、棒状アンテナ部２２を完全にアンテナとして機能させないようにするために、第３状態において第２ストッパ部２４あるいは棒状アンテナ部２２の第２ストッパ部２４付近に接触するアース部を設けてもよい。
【００６２】
以上の導通状態により、第３状態では、ともに電気長がλ／４である第１アンテナ部２１およびコイルバネ２５がそれぞれアンテナとして機能して、ダイポール型のノーマルモードヘリカルアンテナが構成される。そのため、アンテナの軸方向には、第２状態と同様の通信可能距離を有する。
【００６３】
さらに、この第３状態のときは、第１アンテナ部２１およびコイルバネ２５の側方に反射板８０が存在する。この反射板８０に写る電気鏡像により、第１アンテナ部２１およびコイルバネ２５によって構成されるダイポール型のノーマルモードヘリカルアンテナは磁流源が強められるので、磁流源を放射源とする軸方向と垂直な方向の放射が増強される。ただし、反射板８０による反射によって反射板方向への放射は反対側に反射される。これらの結果、第３状態では、アンテナの軸に垂直な方向であって反射板８０とは反対方向にも強い指向性を有する。第３状態ではこのダイポール型のノーマルモードヘリカルアンテナを用いてＲＦＩＤタグとの間で通信を行う。
【００６４】
なお、アンテナの軸に垂直な方向への指向性は、コイルの巻き数、アンテナ長、アンテナ幅、反射板８０との距離により調整が可能である。たとえば、反射板８０との距離を長くすると、この方向の指向性は弱くなる。また、巻き数を少なくするほどこの方向の放射が強くなる。そして、アンテナの軸に垂直な方向への指向性を強くすると、アンテナの軸方向への指向性を弱めることができる。反対に、アンテナの軸に垂直な方向への指向性を弱くすると、アンテナの軸方向への指向性を強めることができる。このような調整により、例えば、軸方向への放射強度と軸に垂直な方向への放射強度とを略等しくすることなどが可能である。
【００６５】
以上、説明した第１実施形態によれば、第１状態では、軸周りに広い指向性を有し、且つ、通信可能距離が長くなる。また、第２状態では、軸周りの指向性は第１状態と同様に広いが通信可能距離を短い距離に制限することができる。また、第３状態では、軸方向および軸に垂直な方向であって反射板８０とは反対方向に指向性を有する。このように、第１、第２、第３状態は、それぞれ、指向性および通信可能距離のうちの少なくともどちらかが他の状態とは異なるので、通信範囲の多様な切り替えができ、通信を行いたい非接触情報記憶媒体の方向、距離に応じて３つの状態を切り替えて使うことができる。
【００６６】
また、第３状態におけるアンテナとして、第１、第２状態でもアンテナとして機能している第１アンテナ部２１を利用している。そのため、第１状態や第２状態においてアンテナを構成する部材を利用せずに第３状態のアンテナを構成する場合よりも、この非接触型情報通信装置を小型化できる。
【００６７】
また、第１実施形態によれば、給電部５０が軸方向に移動可能に構成されており、第１、第２、第３状態のいずれの状態においても、この給電部５０によって給電が行われる。そのため、第１、第２状態のための給電部とは別に第３状態のための給電部を設ける場合よりも給電部を小型化できる。
【００６８】
また、第１実施形態によれば、第１状態、第２状態において給電部をＧＮＤ板７０に接触させるためのコイルバネ２５を第３アンテナ部として利用しているので、給電部５０をＧＮＤ板７０に接触させる方向に付勢する部材とは別に第３アンテナ部を設ける場合に比べて装置をさらに小型化できる。
【００６９】
また、第１実施形態によれば、同軸ケーブルの外部導体１３０がコイルバネ２５と接続する状態と接続しない状態とが、給電コネクタ５１の回転により切り替えられ、また、給電コネクタ５１は軸方向の移動に伴って回転する。すなわち、同軸ケーブルの外部導体１３０がコイルバネ２５と接続する状態と接続しない状態とが給電コネクタ５１の軸方向の移動に連動して行われることになる。そのため、同軸ケーブルの外部導体１３０が給電コネクタ５１に設けられた第１導体部１００を介してＧＮＤいた７０と接触している第１、第２状態から、給電コネクタ５１が軸方向に移動して、同軸ケーブルの外部導体１３０が給電コネクタ５１の第１導体部１００を介してコイルバネ２５と接続する第３状態への切り替えが容易且つ確実に行われる。
【００７０】
（第２実施形態）
次に第２実施形態を図８を用いて説明する。図８の（Ａ）は第１状態、（Ｂ）は第２状態、（Ｃ）は第３状態を示している。なお、以下の説明において、前述の第１実施形態と同一の構成を有する部分には同一の符号を付している。
【００７１】
図８に示す第２実施形態では、コイルバネ２５は第３アンテナ部としてのみ機能している。そして、ラック１６０およびピニオンギヤ１６２により、第１アンテナ部２１、棒状アンテナ部２２は上下方向に移動する。また、給電部１７０も、ラック１８０およびピニオンギヤ１８２により上下方向に移動する。
【００７２】
より詳しくは、ラック１６０が棒状アンテナ部２２に固定されており、このラック１６０とピニオンギヤ１６２とが常時噛み合っている。そして、ピニオンギヤ１６２は図示しない操作部により軸周りに回転可能となっており、ピニオンギヤ１６２を軸周りに回転させることにより、棒状アンテナ部２２や第１アンテナ部２１を上下方向に移動させることができる。
【００７３】
また、給電部１７０にもラック１８０が固定されており、このラック１８０とピニオンギヤ１８２とが常時噛み合っている。このピニオンギヤ１８２を図示しない操作部を操作して軸周りに回転させることで、給電部１７０を上下方向に移動させることができる。
【００７４】
給電部１７０には、図示しない同軸ケーブルの内部導体と接続している第１給電部材１９０と、図示しない同軸ケーブルの外部導体と接続している第２給電部材１９２とが設けられている。また、ＧＮＤ板７０からはＧＮＤ給電部１９４が突き出している。また、第１アンテナ部２１、棒状アンテナ部２２、コイルバネ２５からは、それぞれ、第１アンテナ給電部２１ａ、第２アンテナ給電部２２ａ、第３アンテナ給電部２５ａが突き出している。
【００７５】
そして、図８（Ａ）に示す第１状態では、第２給電部材１９２とＧＮＤ給電部１９４とが接触し、第１給電部材１９０と第２アンテナ給電部２２ａとが接触している。図８（Ｂ）に示す第２状態では、第２給電部材１９２とＧＮＤ給電部１９４とが接触し、第１給電部材１９０と第１アンテナ給電部２１ａとが接触している。図８（Ｃ）に示す第３状態では、第２給電部材１９２と第３アンテナ給電部２５ａとが接触し、第１給電部材１９０と第１アンテナ給電部２１ａとが接触している。
【００７６】
このように、第２実施形態ではラック１６０、１８０とピニオンギヤ１６２、１８２とを用いて第１、第２、第３状態の切り替えを行っている。
【００７７】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態を図９、１０、１１を用いて説明する。第３実施形態でも、コイルバネ２５は第３アンテナ部としてのみ機能している。図９に示すように、第３実施形態では、コイルバネ２５に加えて、給電コネクタ２００をＧＮＤ板７０方向へ付勢する樹脂製のバネ（以下樹脂バネ）２０２を備えている。
【００７８】
また、バネ側コネクタ２０４は、収容筒１２内の下方に固定されている。そして、樹脂バネ２０２は、バネ側コネクタ２０４と給電コネクタ２００との間に配置されている。また、コイルバネ２５は、バネ側コネクタ２０４と底板６０との間に配置されている。
【００７９】
図１０に給電コネクタ２００付近の拡大断面図を示す。図１０に示すように、第３実施形態の給電コネクタ２００は、第１実施形態の給電コネクタ５１と比較して突起部５１２を備えていない点が相違するのみであり、その他は同じ構成である。突起部５１２を備えていないので、給電コネクタ２００は上下方向に移動しても軸周りには回転しない。なお、図９、１０は第２状態である。この第３実施形態における第１状態は、給電コネクタ２００の位置は図１０と同じであり、第２ストッパ部２４が給電コネクタ２００に固定されている係止部材１５０と係合する。
【００８０】
図１１に第３状態における給電コネクタ２００付近の拡大断面図を示す。バネ側コネクタ２０４は、第１実施形態のものと同様に、貫通穴５２１および収容穴５２２を有している。ただし、第３実施形態のバネ側コネクタ２０４は第１実施形態のものに対して軸周りに１８０度回転した状態となっている。
【００８１】
バネ側コネクタ２０４の収容穴５２２には、第２導体部２１０の一部が収容されている。第１実施形態の第２導体部１１０は両端部１１１、１１２がバネ側コネクタ５２の上下の面に接触していたが、第３実施形態の第２導体部２１０は上側端部２１１がバネ側コネクタ２０４の上面から突き出している。この突き出している長さは、第３状態における樹脂バネ２０２の軸方向長さと略一致する長さとなっている。そのため、同図に示すように、第３状態では、第１導体部１００の下側端部１０２と第２導体部２１０の上側端部２１１とが接触する。
【００８２】
また、第２導体部２１０の下側端部２１２は、第１実施形態のものと同様、コイルバネ２５の一端が半田付けされている。そのため、第３状態では、同軸ケーブルの外部導体１３０からコイルバネ２５へ給電される。
【００８３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００８４】
たとえば、前述の実施形態では、棒状アンテナ部２２は一本の棒であったが、複数本の棒を備えて、全長が伸縮可能となっていてもよい。
【００８５】
また、棒状アンテナ部を２本の棒によって構成して伸縮可能としてもよい。この場合、各棒の電気長をそれぞれλ／４とすることで、第１状態でのアンテナの電気長は３λ／４となる。
【符号の説明】
【００８６】
１：ＲＦＩＤリーダライタ、 １０：筐体、 １１：上板、 １２：収容筒、 １３：ガイド溝、 １４：アーチ部、 ２０：アンテナ、 ２１：第１アンテナ部、 ２１ａ：第１アンテナ給電部、 ２２：棒状アンテナ部（第２アンテナ部）、 ２２ａ：第２アンテナ給電部、 ２３：第１ストッパ部、 ２４：第２ストッパ部、 ２４１：くびれ部、 ２４２：大径部、 ２４３：小径部、 ２５：コイルバネ（第３アンテナ部）、 ２５ａ：第３アンテナ給電部、 ３０：固定リング、 ３１：ネジ溝、 ４０：押し込みネジ、 ４１：ネジ山、 ４２：押し込み部、 ４３：鍔部、 ４４：アーチ部、 ５０：給電部、 ５１：給電コネクタ（主コネクタ部）、 ５１１：貫通穴、 ５１２：突起部、 ５１３：収容穴、 ５１４：連通穴、 ５２：バネ側コネクタ、 ５２１：貫通穴、 ５２２：収容穴、 ６０：底板、 ６１：貫通穴、 ７０：ＧＮＤ板（アース板）、 ８０：反射板、 ９０：紐、 １００：第１導体部、 １０１：上側端部、 １０２：下側端部、 １１０：第２導体部、 １１１：上側端部、 １１２：下側端部、 １２０：導通部材、 １２１：端部、 １２２：給電点、 １３０：同軸ケーブルの外部導体（第２給電線）、 １４０：同軸ケーブルの内部導体（第１給電線）、 １５０：係止部材、 １６０：ラック、 １６２：ピニオンギヤ、 １７０：給電部、 １８０：ラック、 １８２：ピニオンギヤ、 １９０：第１給電部材、 １９２：第２給電部材、 １９４：ＧＮＤ給電部、 ２００：給電コネクタ、 ２０２：樹脂バネ、 ２０４：バネ側コネクタ、 ２１０：第２導体部、 ２１１：上側端部、 ２１２：下側端部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触情報記憶媒体との間で通信を行う非接触型情報通信装置であって、
筐体と、
前記筐体内に設けられた給電部と、
ローディングコイル部を有し、前記筐体から突き出した状態と前記筐体内に収納された状態とが可能な第１アンテナ部と、
その第１アンテナ部の一端に接続され、前記筐体から突き出した状態と前記筐体内に収納された状態とが可能な第２アンテナ部と、
前記第１アンテナ部と同一軸上となるように前記筐体内に収納されているコイル状の第３アンテナ部と、
前記第１アンテナ部が前記筐体内に収納されている状態において第１アンテナ部および第３アンテナ部の側方となる位置に設けられ、電波を反射する反射板とを備え、
前記第１アンテナ部および前記第２アンテナ部が前記筐体から突き出しており、且つ、前記第２アンテナ部の筐体側の端部に前記給電部から給電される第１状態と、
前記第２アンテナ部は前記筐体内に収納される一方、前記第１アンテナ部は前記筐体から突き出しており、且つ、前記第１アンテナ部に前記給電部から給電される第２状態と、
前記第１アンテナ部および前記第２アンテナ部がともに前記筐体内に収納され、前記第１アンテナ部の前記第３アンテナ部側の端部および前記第３アンテナ部の前記第１アンテナ部側の端部に前記給電部から給電される第３状態の３つの状態が可能であり、
前記第１状態、第２状態、第３状態のそれぞれにおいて、前記非接触情報記憶媒体との間で通信が可能であることを特徴とする非接触型情報通信装置。
【請求項２】
請求項１記載の非接触型情報通信装置において、
アース板をさらに備え、且つ、
前記給電部は、第１給電線の先端となる給電点と、第２給電線と電気的に接続している導体部とを備えるとともに、前記第２アンテナ部の軸方向両側に移動可能に構成されており、
前記給電点は、前記第１状態では前記第２アンテナ部に接続し、前記第２状態および前記第３状態では前記第１アンテナ部に接続し、
前記導体部は、前記第１状態および前記第２状態においては前記アース板に接触するが、前記第３状態のときは、前記アース板からは離隔しているとともに、前記第３アンテナ部と接触し、その導体部を介して前記第２給電線が前記第３アンテナ部と接続されることを特徴とする非接触型情報通信装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１アンテナ部と同一軸上となるように前記筐体内に配置され、前記アース板に接触する方向に前記給電部を付勢するコイルバネを備え、
前記第１状態および前記第２状態では、前記コイルバネにより付勢されることにより前記給電部の導体部は前記アース板に接触させられており、
前記第３状態では、前記コイルバネが前記給電部の前記導体部と接触することにより、このコイルバネが前記第３アンテナ部となることを特徴とする非接触型情報通信装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記給電部は、
前記給電点を備え、前記第２アンテナ部の軸方向に前記給電部が移動するのに伴い、前記第２アンテナ部の軸周りに回転する主コネクタ部と、
前記コイルバネが接続されており、そのコイルバネの付勢力により前記主コネクタ部と接触しているバネ側コネクタ部とを備え、
前記導体部は、前記主コネクタに設けられ、前記第２給電線が接続されている第１導体部と、前記バネ側コネクタに設けられ、前記コイルバネの一端が接続されている第２導体部とからなり、前記第１状態および前記第２状態では、前記第１導体部と前記第２導体部とが非接触状態にあるが、前記給電部が前記第２アンテナ部の軸方向に移動するのに伴い、前記第２アンテナ部の軸周りに回転することにより、前記第３状態では、前記第１導体部と前記第２導体部とが接触して、前記第２給電線が前記コイルバネと接続されることを特徴とする非接触型情報通信装置。
【請求項１】
非接触情報記憶媒体との間で通信を行う非接触型情報通信装置であって、
筐体と、
前記筐体内に設けられた給電部と、
ローディングコイル部を有し、前記筐体から突き出した状態と前記筐体内に収納された状態とが可能な第１アンテナ部と、
その第１アンテナ部の一端に接続され、前記筐体から突き出した状態と前記筐体内に収納された状態とが可能な第２アンテナ部と、
前記第１アンテナ部と同一軸上となるように前記筐体内に収納されているコイル状の第３アンテナ部と、
前記第１アンテナ部が前記筐体内に収納されている状態において第１アンテナ部および第３アンテナ部の側方となる位置に設けられ、電波を反射する反射板とを備え、
前記第１アンテナ部および前記第２アンテナ部が前記筐体から突き出しており、且つ、前記第２アンテナ部の筐体側の端部に前記給電部から給電される第１状態と、
前記第２アンテナ部は前記筐体内に収納される一方、前記第１アンテナ部は前記筐体から突き出しており、且つ、前記第１アンテナ部に前記給電部から給電される第２状態と、
前記第１アンテナ部および前記第２アンテナ部がともに前記筐体内に収納され、前記第１アンテナ部の前記第３アンテナ部側の端部および前記第３アンテナ部の前記第１アンテナ部側の端部に前記給電部から給電される第３状態の３つの状態が可能であり、
前記第１状態、第２状態、第３状態のそれぞれにおいて、前記非接触情報記憶媒体との間で通信が可能であることを特徴とする非接触型情報通信装置。
【請求項２】
請求項１記載の非接触型情報通信装置において、
アース板をさらに備え、且つ、
前記給電部は、第１給電線の先端となる給電点と、第２給電線と電気的に接続している導体部とを備えるとともに、前記第２アンテナ部の軸方向両側に移動可能に構成されており、
前記給電点は、前記第１状態では前記第２アンテナ部に接続し、前記第２状態および前記第３状態では前記第１アンテナ部に接続し、
前記導体部は、前記第１状態および前記第２状態においては前記アース板に接触するが、前記第３状態のときは、前記アース板からは離隔しているとともに、前記第３アンテナ部と接触し、その導体部を介して前記第２給電線が前記第３アンテナ部と接続されることを特徴とする非接触型情報通信装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１アンテナ部と同一軸上となるように前記筐体内に配置され、前記アース板に接触する方向に前記給電部を付勢するコイルバネを備え、
前記第１状態および前記第２状態では、前記コイルバネにより付勢されることにより前記給電部の導体部は前記アース板に接触させられており、
前記第３状態では、前記コイルバネが前記給電部の前記導体部と接触することにより、このコイルバネが前記第３アンテナ部となることを特徴とする非接触型情報通信装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記給電部は、
前記給電点を備え、前記第２アンテナ部の軸方向に前記給電部が移動するのに伴い、前記第２アンテナ部の軸周りに回転する主コネクタ部と、
前記コイルバネが接続されており、そのコイルバネの付勢力により前記主コネクタ部と接触しているバネ側コネクタ部とを備え、
前記導体部は、前記主コネクタに設けられ、前記第２給電線が接続されている第１導体部と、前記バネ側コネクタに設けられ、前記コイルバネの一端が接続されている第２導体部とからなり、前記第１状態および前記第２状態では、前記第１導体部と前記第２導体部とが非接触状態にあるが、前記給電部が前記第２アンテナ部の軸方向に移動するのに伴い、前記第２アンテナ部の軸周りに回転することにより、前記第３状態では、前記第１導体部と前記第２導体部とが接触して、前記第２給電線が前記コイルバネと接続されることを特徴とする非接触型情報通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−９７２５６（Ｐ２０１１−９７２５６Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４７８４２（Ｐ２００９−２４７８４２）
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
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