(57)【要約】【課題】情報読取装置本体の落下時や、外部アンテナの着脱を繰り返しても、外部アンテナがＲＦＩＤタグ（無線タグ）と確実に通信できる状態を確保するとともに、外部アンテナ使用時の通信距離を拡大させる情報読取装置を提供する。【解決手段】ＲＦＩＤタグ１６との間で信号の送受信を行うＲＦＩＤリーダライタ部７と、ＲＦＩＤリーダライタ部７で発生した送信信号を増幅する増幅部８と、増幅部８で発生した信号を電波として発射するともにＲＦＩＤタグ１６からの応答電波を受信する内部アンテナ６と、内部アンテナ６に誘起されたＲＦＩＤタグ１６からの応答電波を検波する検波部９を備えるＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置１５にて、装置本体の外部に設けられてＲＦＩＤタグ１６からの電波を受信し、電磁誘導により電波を内部アンテナ６に伝送する外部アンテナ１を設けた外部アンテナ１をケーブルレスで装置本体に接続することができる。【選択図】図１
2008083913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線タグに格納された情報を取得するために電波を送信し、当該送信された電波に応答して前記無線タグから発信された電波を受信し、当該受信した電波を解析して前記情報を取得する情報読取装置において、
前記情報読取装置本体内に収納されて前記無線タグからの電波を受信する内部アンテナと、前記情報読取装置本体の外部に設けられて前記無線タグからの電波を受信し、電磁誘導により前記電波を前記内部アンテナに伝送する外部アンテナとを備えたことを特徴とする情報読取装置。
【請求項２】
前記外部アンテナは、前記情報読取装置本体に着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の情報読取装置。
【請求項３】
前記内部アンテナが受信した電波を検波する検波部と、前記内部アンテナに誘起される電圧振幅を検出する振幅検出部と、当該振幅検出部の検出結果に基づいて検波ゲインを前記外部アンテナ装着時の検波ゲインに自動的に変更する検波ゲイン決定部とを有することを特徴とする請求項２記載の情報読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線タグに格納された情報を電波や磁束を用いて非接触で読み取る情報読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と呼ばれる、電波や磁束を用いて固有のＩＤなどを持つ無線タグ（ＲＦＩＤタグ）とＲＦＩＤリーダライタ機能を持つ情報読取装置との間で無線通信を行う方式を、人の認証や物流管理、電子マネーなどに利用する手法が注目されてきている。
【０００３】
ＲＦＩＤリーダライタ機能を持つ情報読取装置において、情報読取装置本体に内蔵された内部アンテナではＲＦＩＤタグの読み書き可能な通信距離が短く、その読み書き可能な通信距離を拡大させるために、外部アンテナを接続させる技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図６は従来のＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置の構成を示す図である。従来のＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置１１８は、ＲＦＩＤタグ１６との間で信号の送受信を行うＲＦＩＤリーダライタ部１０７と、ＲＦＩＤリーダライタ部１０７で発生した送信信号を増幅する増幅部１０８と、増幅部１０８で発生した信号を電波として発射させるとともにＲＦＩＤタグ１６からの応答電波を受信する内部アンテナ１０６ならびに外部アンテナ１０１と、内部アンテナ１０６もしくは外部アンテナ１０１で受信したＲＦＩＤタグ１６からの応答電波を検波する検波部１０９と、外部アンテナ１０１を接続するためのアンテナ端子部１１６と、内部アンテナ１０６と外部アンテナ１０１のどちらを使用するかを選択し制御するアンテナ制御部１１５と、ＲＦＩＤタグ１６へ書き込みデータを入力する設定部１１３と、ＲＦＩＤタグ１６からの読み取りデータを表示する表示部１１２と、各部の制御を行う制御部１１１と、各部への電源供給を行う電源部１１４と、読み取りデータ等についてホストコンピュータ２０との通信を行う通信部１１０とを備え、外部アンテナ１０１はＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置１１８へケーブル１１７を介してアンテナ端子部１１６へ接続することでなされる構成である。
【０００５】
以上のように構成されたＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置１１８において、内部アンテナ１０６と外部アンテナ１０１の制御と、ＲＦＩＤタグ１６からの応答電波の検波方法についての動作を説明する。
【０００６】
外部アンテナ１０１を使用しない時は、アンテナ制御部１１５は内部アンテナ１０６を選択し、その結果ＲＦＩＤタグ１６との間の信号の送受信には内部アンテナ１０６が使用される。また、外部アンテナ１０１を使用する時は、アンテナ制御部１１５は外部アンテナ１０１を選択し、その結果、ＲＦＩＤタグ１６との間の信号の送受信には外部アンテナ１０１が使用される。ＲＦＩＤタグ１６からの応答電波を検波する場合は、アンテナ制御部１１５で選択されている内部アンテナ１０６もしくは、外部アンテナ１０１のどちらか一方で受信したＲＦＩＤタグ１６の応答電波を、検波部１０９にて復調する。
【特許文献１】特開２００１−１５５１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
情報読取装置は落下衝撃への耐力強化が要望される。外部アンテナ１０１との接続をケーブル１１７で接続する場合、機器単体の落下時、ケーブル１１７やアンテナ端子部１１６に負担がかかり、ケーブル１１７の断線、アンテナ端子部１１６の破損が発生する可能性がある。アンテナ端子部１１６へのケーブルの抜き差しを頻繁に行うと、アンテナ端子部１１６に磨耗が起こり、接続不良が発生してしまう。そのようなときは、従来のＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置１１８は、アンテナ制御部１１５で外部アンテナ１０１を選択していても、電気的には外部アンテナ１０１と接続できていないので、外部アンテナ１０１が使用不可能な状態となり、外部アンテナ１０１使用時に得られるべき広い通信距離が得られなくなってしまうという課題がある。
【０００８】
図７は、従来のＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置における検波ゲインと通信距離との関係を示す図である。例えば、ＲＦＩＤタグ１６は、内部アンテナ１０６を使用時は通信距離Ｘ１１まで応答可能（最大通信可能距離がＸ１１と同義）であり、一方、外部アンテナ１０１を使用時は通信距離Ｘ１３まで可能（最大通信可能距離がＸ１３と同義）であるとすると、図７より、内部アンテナ１０６で通信距離Ｘ１１を得るには検波ゲインＧ１１が必要であり、外部アンテナ１０１で通信距離Ｘ１３を得るには検波ゲインＧ１２が必要であることになる。
【０００９】
しかしながら、従来のＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置１１８における検波部１０９は、外部アンテナ１０１使用時と内部アンテナ１０６使用時が共用のため、検波ゲインは単一のＧ１１であるので、この場合、図７より、外部アンテナ１０１使用時でも通信距離はＸ１２までしか得られず、ＲＦＩＤタグ１６が応答可能なＸ１３までは通信ができないという課題がある。
【００１０】
したがって、本発明は、情報読取装置本体の落下時や、外部アンテナの着脱を繰り返しても、外部アンテナがＲＦＩＤタグ（無線タグ）と確実に通信できる状態を確保するとともに、外部アンテナ使用時の通信距離を拡大させる情報読取装置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】
【００１１】
本発明は、情報読取装置本体内に収納されて無線タグからの電波を受信する内部アンテナと、情報読取装置本体の外部に設けられて無線タグからの電波を受信し、電磁誘導により電波を内部アンテナに伝送する外部アンテナとを備えたことを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の情報読取装置は、情報読取装置本体内に収納されて無線タグからの電波を受信する内部アンテナと、情報読取装置本体の外部に設けられて無線タグからの電波を受信し、電磁誘導により電波を内部アンテナに伝送する外部アンテナとを備えたことにより、外部アンテナと内部アンテナが、ケーブルレスで接続されるので、ケーブルやアンテナ端子の破損による外部アンテナの使用不可能な状態が発生することを防止することができる。さらに、検波部の検波ゲインを複数もつことができるので、外部アンテナ用と、内部アンテナ用それぞれに最適な検波ゲインを持つことができ、外部アンテナ使用時の通信距離をより拡大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、情報読取装置本体の落下時や、外部アンテナの着脱を繰り返しても、外部アンテナがＲＦＩＤタグ（無線タグ）と確実に通信できる状態を確保するとともに、外部アンテナ使用時の通信距離を拡大させる情報読取装置を提供するという目的を、情報読取装置本体内に収納されて無線タグからの電波を受信する内部アンテナと、情報読取装置本体の外部に設けられて無線タグからの電波を受信し、電磁誘導により電波を内部アンテナに伝送する外部アンテナとを備えることにより実現した。
【００１４】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、無線タグに格納された情報を取得するために電波を送信し、当該送信された電波に応答して無線タグから発信された電波を受信し、当該受信した電波を解析して上記情報を取得する情報読取装置において、情報読取装置本体内に収納されて無線タグからの電波を受信する内部アンテナと、情報読取装置本体の外部に設けられて無線タグからの電波を受信し、電磁誘導により上記電波を内部アンテナに伝送する外部アンテナとを備えたものである。この構成により、外部アンテナをケーブルレスで装置本体に接続することができる。
【００１５】
上記課題を解決するためになされた第２の発明は、上記外部アンテナは、情報読取装置本体に着脱可能に設けられている構成とする。この構成により、外部アンテナを常時決められた位置に固定することができる。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた第３の発明は、上記内部アンテナが受信した電波を検波する検波部と、内部アンテナに誘起される電圧振幅を検出する振幅検出部と、当該振幅検出部の検出結果に基づいて検波ゲインを外部アンテナ装着時の検波ゲインに自動的に変更する検波ゲイン決定部とを有する構成とする。この構成により、検波部は複数の検波ゲインをもつことができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
【００１８】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置の構成を示すブロック図、図２は本実施の形態に係るＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置の外観を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、図３は本実施の形態に係る外部アンテナ未使用時に内部アンテナ６に誘起される電圧を示す図、図４は本実施の形態に係る外部アンテナ使用時に内部アンテナに誘起される電圧を示す図、図５は本実施の形態のＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置における検波ゲインと通信距離との関係を示す図である。
【００１９】
図１に示すように、本発明のＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置１５は、ＲＦＩＤタグ１６との間で信号の送受信を行うＲＦＩＤリーダライタ部７と、ＲＦＩＤリーダライタ部７で発生した送信信号を増幅する増幅部８と、増幅部８で発生した信号を電波として発射させるとともにＲＦＩＤタグ１６からの応答電波を受信する内部アンテナ６ならびに外部アンテナ１と、内部アンテナ６で受信したＲＦＩＤタグ１６からの応答電波を検波する検波部９と、内部アンテナ６に誘起されている電圧の振幅を検出する振幅検出部５と、振幅検出部５の出力振幅値により検波部９の検波ゲインを決定する検波ゲイン決定部４と、ＲＦＩＤタグ１６へ書き込みデータを入力する設定部１３と、ＲＦＩＤタグ１６からの読み取りデータを表示する表示部１２と、各部の制御を行う制御部１１と、各部への電源供給を行う電源部１４と、読み取りデータ等についてホストコンピュータ２０との通信を行う通信部１０を備える構成である。
【００２０】
図２に示すように、外部アンテナ１と内部アンテナ６（機器内部にあるため点線で図示）は互いに電磁誘導が働く位置関係にそれぞれ配置され、外部アンテナユニット部２は外部アンテナ取付部３（点線で図示）に固定されている。もちろん内部アンテナ６と外部アンテナ１との位置関係は図２に限らず、電磁誘導が働くような位置関係であれば任意の位置でよい。ただし、所望する通信エリアが確保できるような位置に内部アンテナ６の配置位置をあらかじめ決めておき、その位置にて外部アンテナ１の利得が最大になるように、外部アンテナ１の位置を調整しておくことが望ましい。このような構成にすることにより、外部アンテナ１をケーブルレスで接続することができる。
【００２１】
外部アンテナユニット部２は外部アンテナ取付部３より取り外すことも可能で、内部アンテナ６のみで使用することもできる。ケーブルを接続する必要がないので、外部アンテナ１の着脱をより容易に行うことができる。
【００２２】
図５は本発明のＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置１５における検波ゲインと通信距離との関係を示す図である。例えばＲＦＩＤタグ１６が、内部アンテナ６のみ使用時は通信距離Ｘ１まで応答可能（最大通信可能距離がＸ１と同義）であるとし、外部アンテナ１使用時は通信距離がＸ３まで応答可能（最大通信可能距離がＸ３と同義）であるとすると、図５より、内部アンテナ６のみ使用時で通信距離Ｘ１を得るには検波ゲインはＧ１が必要であり、外部アンテナ１使用時で通信距離Ｘ３を得るには検波ゲインはＧ２が必要になる。また、図５より外部アンテナ１使用時に検波ゲインがＧ１であれば、通信距離はＸ２であることになる。
【００２３】
つぎに増幅部８で発生した信号を内部アンテナ６で電波として発射させるとき、内部アンテナ６に誘起される電圧について説明する。図３は外部アンテナ１未使用時に内部アンテナ６に誘起される電圧を示す図であり、図４は外部アンテナ１使用時に内部アンテナ６に誘起される電圧を示す図である。増幅部８に接続される負荷は、外部アンテナ１未使用時は内部アンテナ６のみであり、外部アンテナ１使用時は、外部アンテナ１が内部アンテナ６と電磁誘導で結合しているので、内部アンテナ６と外部アンテナ１の両方となる。増幅部８に接続される負荷の大きさを比べれば、外部アンテナ１使用時の方が負荷が大きくなるので、図３に示す外部アンテナ１未使用時の電圧振幅をＡ、図４に示す外部アンテナ１使用時の電圧振幅をＢとすれば、電圧振幅Ａの方が電圧振幅Ｂより大きくなる。この現象を利用することにより、振幅検出部５が電圧振幅Ａを検出した場合は外部アンテナ１が未使用時と判断することができ、振幅検出部５が電圧振幅Ｂを検出した場合は外部アンテナ１が使用時と判断することができる。
【００２４】
（表１）は本発明の検波ゲイン決定部４の動作を示すものである。（表１）により、検波ゲイン決定部４は、振幅検出部５が電圧振幅Ａを検出した場合には検出部９の検波ゲインをＧ１に設定し、振幅検出部５が電圧振幅Ｂを検出した場合には検出部９の検波ゲインをＧ２に設定する。検波ゲイン決定部４がこのような動作をすることで、図５に示すように、内部アンテナ６のみ使用時のＲＦＩＤタグ１６との通信距離をＸ１に、外部アンテナ１使用時のＲＦＩＤタグ１６との通信距離をＸ３とすることができる。外部アンテナ１使用時は検波ゲインがＧ１ではなく、最適な検波ゲインであるＧ２とするので、ＲＦＩＤタグ１６との通信距離をＸ２からＸ３まで拡大することができる。
【００２５】
【表１】
2008083913.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置は、外部アンテナを内部アンテナとの電磁誘導により、ケーブルレスで接続するので、ケーブルやアンテナ端子の破損による外部アンテナの使用不可能な状態が発生することを防止することが実現できる。さらに、検波部の検波ゲインを複数もつことができるので、外部アンテナ用と、内部アンテナ用それぞれに最適な検波ゲインを持つことができ、外部アンテナ使用時の通信距離をより拡大させることが実現でき、落下衝撃に対する耐力が要望される情報読取装置には有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係るＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置の構成を示すブロック図
【図２】本実施の形態に係るＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置の外観図
【図３】本実施の形態に係る外部アンテナ未使用時に内部アンテナに誘起される電圧を示す図
【図４】本実施の形態に係る外部アンテナ使用時に内部アンテナに誘起される電圧を示す図
【図５】本実施の形態のＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置における検波ゲインと通信距離との関係を示す図
【図６】従来のＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置の構成を示す図
【図７】従来のＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置における検波ゲインと通信距離との関係を示す図
【符号の説明】
【００２８】
１    外部アンテナ
２    外部アンテナユニット部
３    外部アンテナ取付部
４    検波ゲイン決定部
５    振幅検出部
６    内部アンテナ
７    ＲＦＩＤリーダライタ部
８    増幅部
９    検波部
１０    通信部
１１    制御部
１２    表示部
１３    設定部
１４    電源部
１５    ＲＦＩＤリーダライタ付情報読取装置
１６    ＲＦＩＤタグ（無線タグ）
２０    ホストコンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008083913.tif 000006
【図４】
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【図５】
2008083913.tif 000008
【図６】
2008083913.tif 000009
【図７】
2008083913.tif 000010