(57)【要約】  タッグから伝送されたデータ信号を周波数帯域によって分離するデュープレクサーと、デュープレクサーを介して分離された信号の一部を分岐する方向性カプラーと、分岐された信号の周波数帯域を判別し、判別結果に基づいて制御信号を発生させるＤＳＰと、ＤＳＰの制御信号によって送受信モードをオン／オフさせるＲＦスィッチと、を備える多重帯域ＲＦＩＤリーダーを開示する。これにより、多重帯域ＲＦＩＤリーダーは、多重周波数帯域を利用する多種のタッグから伝送される信号を周波数帯域に拘らずに読み取ることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッグから伝送されたデータ信号を周波数帯域によって分離するデュープレクサーと、
前記デュープレクサーを介して分離された信号の一部を分岐する方向性カプラーと、
前記分岐された信号の周波数帯域を判別し、判別結果に基づいて制御信号を発生させるＤＳＰと、
前記ＤＳＰの制御信号によって送受信モードをオン／オフさせるＲＦスィッチと、を備える多重帯域ＲＦＩＤリーダー。
【請求項２】
前記ＲＦスィッチは、前記制御信号の受信時に送信モードと受信モードを周期的にスイッチングする請求項１に記載の多重帯域ＲＦＩＤリーダー。
【請求項３】
信頼性の高いデータ送受信を保証するために、相異なる周波数帯域信号を時間差を設けて送信または受信する請求項１に記載の多重帯域ＲＦＩＤリーダー。
【請求項４】
前記ＲＦスィッチの動作によって信号の送信経路及び受信経路が分離されて前記タッグの認識率を向上させる請求項１に記載の多重帯域ＲＦＩＤリーダー。
【請求項５】
前記ディユプルレックは、前記データ信号をＵＨＦ帯域信号と２．４５ＧＨｚ帯域信号とに分離する請求項１に記載の多重帯域ＲＦＩＤリーダー。
【請求項６】
アンテナを介して受信されたタッグのデータ信号を周波数帯域によって分離するデュープレクサーと、
前記分離された信号に基づいて制御信号を発生させるＤＳＰと、
前記ＤＳＰの制御信号によって送受信モードをオン／オフさせるＲＦスィッチと、を備える多重帯域ＲＦＩＤリーダー。
【請求項７】
前記ＲＦスィッチは、前記制御信号の受信時に送信モードと受信モードを周期的にスイッチングする請求項６に記載の多重帯域ＲＦＩＤリーダー。
【請求項８】
信頼性の高いデータ送受信を保証するために、相異なる周波数帯域信号を時間差を設けて送信または受信する請求項６に記載の多重帯域ＲＦＩＤリーダー。
【請求項９】
前記ＲＦスィッチの動作によって信号の送信経路及び受信経路が分離されて前記タッグの認識率を向上させる請求項６に記載の多重帯域ＲＦＩＤリーダー。
【請求項１０】
前記ディユプルレックは、前記データ信号をＵＨＦ帯域信号と２．４５ＧＨｚ帯域信号とに分離する請求項６に記載の多重帯域ＲＦＩＤリーダー。
【請求項１１】
前記ＤＳＰは、前記アンテナが前記データ信号を受信したかを判別して前記制御信号を発生させる請求項６に記載の多重帯域ＲＦＩＤリーダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多重帯域ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）リーダー に係り、さらに詳細には、ＵＨＦ（８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）帯域と２．４５ＧＨｚ帯域との周波数の差に拘らず、タッグとＲＦＩＤリーダーとの間の通信を行う多重帯域ＲＦＩＤリーダーに関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、図１を参照して本発明が属する技術分野の従来技術を説明する。
【０００３】
図１は、従来のＲＦＩＤリーダーシステムを示す図面である。
【０００４】
図１に示すように、従来のＲＦＩＤリーダーシステムは、特定の周波数帯域を利用して通信可能なタッグ１０と、タッグ１０と無線信号を送受信するＲＦＩＤリーダー２０と、ＲＦＩＤリーダー２０から伝送された信号を判別して特定のプロセスを行うホストコンピュータ３０と、を備える。
【０００５】
タッグ１０には、小型の集積回路チップが内蔵され、集積回路チップに多様な情報を入力して物流管理標識、電子ＩＤ、電子マネー、クレジットカード、動物認識などの多様な応用分野に適用されることができる。一方、ＲＦＩＤリーダー２０は、タッグ１０と、無線でデータ信号を送受信するアンテナ２２と、アンテナ２２に連結されてデータ信号をホストコンピュータ３０に送受信する回路部２４と、を備え、タッグ１０及びホストコンピュータ３０との円滑なデータ送信を媒介する。
【０００６】
一般的に、ＲＦＩＤリーダーシステムに使用されるタッグ１０は、その使用周波数によってＵＨＦ帯域のタッグと２．４５ＧＨｚ帯域のタッグとに大別されることができる。従来のＲＦＩＤリーダー２０の場合、二つの帯域のうち、何れか一つの帯域についてのみ動作可能に製作されるため、タッグの種類に関わらずに円滑なデータを読み取るためには、少なくとも二つ以上の相異なる帯域をカバーするＲＦＩＤリーダー２０を備えなければならないという問題点があった。
【０００７】
また、各帯域をカバーするそれぞれのＲＦＩＤリーダー２０に送受信の単一アンテナ２２を使用する場合、タッグ１０を認識するための最小の送受信分離度である−４０ｄＢ以下の分離度をみたさなければならないという技術的な問題点もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述の問題点を解決するためになされたものであって、多重周波数帯域を利用する多種のタッグから伝送される信号を周波数帯域に拘らずに読み取ることができる多重帯域ＲＦＩＤリーダーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の目的を達成するための本発明の好ましい一実施形態によれば、タッグから伝送されたデータ信号を周波数帯域によって分離するデュープレクサーと、前記デュープレクサーを介して分離された信号の一部を分岐する方向性カプラーと、前記分岐された信号の周波数帯域を判別し、判別結果に基づいて制御信号を発生させるＤＳＰ（Digital Signal Processor）と、前記ＤＳＰの制御信号によって送受信モードをオン／オフさせるＲＦ（Radio Frequency）スィッチと、を備える多重帯域ＲＦＩＤリーダーを提供する。
【００１０】
前記ＲＦスィッチは、前記制御信号の受信時に送信モードと受信モードを周期的にスイッチングすることが好ましい。ＲＦＩＤリーダーは、信頼性の高いデータ送受信を保証するために、相異なる周波数帯域信号を時間差を設けて送信または受信することも好ましい。さらに好ましくは、ＲＦＩＤリーダーは、前記ＲＦスィッチの動作によって信号の送信及び受信経路が分離されて前記タッグの認識率を向上させる。
【００１１】
前記ディユプルレックは、前記データ信号をＵＨＦ帯域信号と２．４５ＧＨｚ帯域信号とに分離することができる。
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明の他の実施形態によれば、アンテナを介して受信されたタッグのデータ信号を周波数帯域によって分離するデュープレクサーと、前記分離された信号に基づいて制御信号を発生させるＤＳＰと、前記ＤＳＰの制御信号によって送受信モードをオン／オフさせるＲＦスィッチと、を備える多重帯域ＲＦＩＤリーダーを提供する。
【００１３】
前記ＲＦスィッチは、前記制御信号の受信時に送信モードと受信モードを周期的にスイッチングすることが好ましい。ＲＦＩＤリーダーは、信頼性の高いデータ送受信を保証するために、相異なる周波数帯域信号を時間差を設けて送信または受信することも好ましい。さらに好ましくは、ＲＦＩＤリーダーは、前記ＲＦスィッチの動作によって信号の送信経路と受信経路とが分離されて前記タッグの認識率を向上させる。
【００１４】
一方、前記ディユプルレックは、前記データ信号をＵＨＦ帯域信号と２．４５ＧＨｚ帯域信号とに分離することができる。また、前記ＤＳＰは、前記アンテナが前記データ信号を受信したか否かを判別して前記制御信号を発生させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、多重周波数帯域を利用するタッグから伝送される信号を、周波数帯域に拘らずに読み取ることができる多重帯域ＲＦＩＤリーダーを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のＲＦＩＤリーダーシステムを示す図面である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤリーダーシステムを示す図面である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤリーダーにおける多重帯域を利用した送信タイミング図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤリーダーの内部構造を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の具体的な実施形態を説明するが、これは例示的なものに過ぎず、本発明はこれに制限されるものではない。
【００１８】
図２は、本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤリーダーシステムを示す図面である。図２に示すように、本実施形態のＲＦＩＤリーダーシステムは、１つ以上の周波数帯域信号を通信する多種のタッグ１００、タッグ１００と無線信号を送受信する着脱可能なアンテナ２００、アンテナ２００と連結されて信号を入出力するＲＦＩＤリーダー３００、及びＲＦＩＤリーダー３００から伝送された信号を判別して特定のプロセスを行うホストコンピュータ４００を備える。
【００１９】
ＲＦＩＤリーダー３００は、タッグ１００から伝送されたデータ信号を周波数帯域によって分離するデュープレクサー（図４の３２０）、デュープレクサー３２０を介して分離された信号の存否を判別するＲＦデテクター（図４の３４０）、データ信号の送受信経路をスイッチングするＲＦスィッチ（図４の３５０）、及びＲＦスィッチ３５０の作動を制御するＤＳＰ（図４の３６０）を備える。ＤＳＰ３６０は、ＲＦスィッチの制御のためのいかなる構成要素にも代替することが可能であり、代表的な例として、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）に代替することができる。すなわち、本発明の権利範囲を定めるに当たって、各構成要素の名称に拘るよりは各構成要素の実質的な機能を中心に判断しなければならないであろう。前記各構成要素については後述する。
【００２０】
図３は、本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤリーダーにおける多重帯域を利用した送信タイミング図である。
【００２１】
図３に示すように、本実施形態のＲＦＩＤリーダー３００におけるデータの送受信は、それぞれの周波数帯域で送信モード及び受信モードが周期的にオン／オフされることによって行われる。さらに詳細には、ＤＳＰの制御によってＲＦスィッチ３５０が周期的に送信経路及び受信経路を交互に形成することによって、信頼性の高いデータの送受信を保証する。
【００２２】
本実施形態のＲＦＩＤリーダー３００は、相異なる帯域を利用してデータの送信を行うため、一つのアンテナ２００を利用したデータの送受信に無理はないが、さらに信頼性の高いデータの送受信のために、ＵＨＦ帯域と２．４５ＧＨｚ帯域との送信において所定の時間差を設けることによってデータの送信時の干渉を予め防止することができる。これは信号の受信に当たっても同じである。
【００２３】
図４は、本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤリーダーの内部構造を示す図面である。
【００２４】
図４に示すように、ＲＦＩＤリーダー３００は、タッグ１００から伝達されたデータ受信信号を周波数帯域によって分離するデュープレクサー３２０、デュープレクサー３２０を介して分離された受信信号の一部をＲＦデテクター３４０に分岐して伝達する方向性カプラー３３０、方向性カプラー３３０から伝達された信号の存否を検出し、それを伝達するＲＦデテクター３４０、ＲＦデテクター３４０を介して伝達された信号の周波数帯域を判別して、該当する周波数帯域信号の経路に形成されたＲＦスィッチ３５０を制御するＤＳＰ３６０、及びＤＳＰ３６０の制御信号によって送受信モードをオン／オフさせるＲＦスィッチ３５０を備える。
【００２５】
ＲＦＩＤリーダー３００の動作過程をみれば、多重帯域アンテナ２００を介して受信信号が検出されるときに、デュープレクサー３２０は、受信信号をＵＨＦ帯域の信号と２．４５ＧＨｚ帯域の信号とに分離する。分離された信号は、各帯域の受信経路上に形成された方向性カプラー３３０を経てＲＦデテクター３４０に伝達される。
【００２６】
さらに具体的に、方向性カプラー３３０のカップリング出力がＲＦデテクター３４０に接続されて、受信信号の一部がＲＦデテクター３４０に伝達され、ＲＦデテクター３４０は、この信号の存否を検出してＤＳＰ３６０に伝達する。その後、ＲＦデテクター３４０は、検出された信号をＤＳＰ３６０に伝送し、ＤＳＰ３６０は、受信された信号の周波数帯域を判別し、判別結果に基づいて該当帯域の受信経路上に形成されたＲＦスィッチ３５０に制御信号を送る。制御信号を受信する前に、ＲＦスィッチ３５０は、送信モードをオンさせた状態で存在しつつ、ＤＳＰ３６０から制御信号の受信時にＧＥＮ２またはＥＰＣ  Ｃｌａｓｓ１、Ｃｌａｓｓ２、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １８０００−４、１８０００−６Ｂ、６Ｃの規定によって送信モードと受信モードを周期的に繰り返す。
【００２７】
もし、ＤＳＰ３６０からの受信信号の入力がない場合、各帯域のＲＦスィッチ３５０は、何れも送信モードのオン状態を維持し、ＵＨＦ帯域と２．４５ＧＨｚ帯域に受信信号が共に入力される場合、ＲＦスィッチ３５０は何れもオン／オフを繰り返す。
【００２８】
このような構成により、ＲＦスィッチ３５０の動作を最小化し、電力消耗を最小化することができる。
【００２９】
本発明の他の実施形態によれば、方向性カプラー３３０やＲＦデテクター３４０なしにＤＳＰ３６０のみを利用してＲＦスィッチ３５０を制御することができる。この場合、ＲＦスィッチ３５０は、受信信号が入力されたかに関わらず、周期的なオン／オフを繰り返すことによってデータ受信を待機する。これにより、さらに簡単な回路構成によってリーダーを具現することができる。
【００３０】
または、二つのＲＦスィッチ３５０は、オン状態を維持しつつ、ＤＳＰ３６０の制御信号によってオン／オフを繰り返すことができる。具体的に、ＤＳＰ３６０は、アンテナに連結されて受信信号が入力されたかを判別し、受信信号の入力時にＵＨＦ帯域と２．４５ＧＨｚ帯域の信号伝達経路上に形成されたすべてのＲＦスィッチ３５０を動作させることによって、その構成を簡単にすることができる。この場合、前述の実施形態に比べて、システム全体の電力消耗が大きいという短所があるが、システムの構成を簡単にし、ＲＦＩＤリーダーの製造コストを低減させることができる。
【００３１】
従来のＲＦＩＤリーダーの場合、送受信の隔離が不完全であり、タッグ１００の認識率が低いという短所があったが、本発明によれば、ＲＦスィッチ３５０を介する送受信時、信号が伝達される経路を完全に分離することによって前述の問題点を解決することができる。
【００３２】
また、前述した多重帯域ＲＦＩＤリーダー３００によれば、タッグ１００の種類に関わらず、多重帯域を利用する多種のタッグ１００を単一のＲＦＩＤリーダー３００を介して認識することができるため、多種のタッグ１００を認識するために別のリーダーを備えなければならない従来の技術に比べて、コスト競争力が高く、かつ空間の活用度を向上させることができる。
【００３３】
以上、本発明を具体的な実施形態に基づいて説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが理解できるであろう。したがって、本発明の真正な技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められなければならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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