(57)【要約】【課題】管理エリアの出入口の距離（幅）を長くすることができ、従って、物品の通過量を多くすること、または、物品の通過範囲を広くすることができるようにするリーダライタを用いたタグ情報管理装置を提供することを目的とする。【解決手段】移動可能な情報通信体であるタグと誘導磁界による通信を行う質問器とを備え、これらタグと質問器が任意の管理エリアに配置されたタグ情報管理装置において、前記質問器に接続された少なくとも１つのループアンテナと、該ループアンテナからの誘導磁界が有効に作用する範囲内に設置された少なくとも１つのループ状導電線と、を備えたことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能な情報通信体であるタグと誘導磁界による通信を行う質問器とを備え、これらタグと質問器が任意の管理エリアに配置されたタグ情報管理装置において、
前記質問器に接続された少なくとも１つのループアンテナと、
該ループアンテナからの誘導磁界が有効に作用する範囲内に設置された少なくとも１つのループ状導電線と、
を備えたことを特徴とするタグ情報管理装置。
【請求項２】
移動可能な情報通信体であるタグと誘導磁界による通信を行う質問器とを備え、これらタグと質問器が任意の管理エリアに配置されたタグ情報管理装置において、
前記ループアンテナは少なくとも２つのループアンテナより構成され、各々のループアンテナの中間付近にループ状導電線を配置することを特徴とするタグ情報管理装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のタグ情報管理装置において、前記ループ状導電線は、ループアンテナが形成するループ面とほぼ同様の面積を有するループ面を形成することを特徴とするタグ情報管理装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のタグ情報管理装置において、
前記ループ状導電線は、ループアンテナが形成するループ面とほぼ平行にループ面を形成することを特徴とするタグ情報管理装置。
【請求項５】
出入口ゲートを通過する物品に付されたタグと誘導磁界による交信を行うリーダライタを用いたタグ情報管理装置のタグ情報管理用アンテナであって、
前記リーダライタに接続されたループアンテナと、
該ループアンテナの近傍の誘導磁界が有効に作用する位置に配置したループ状導電線と、
より出入口ゲートを構成することを特徴とするタグ情報管理用アンテナ。
【請求項６】
請求項５に記載のタグ情報管理用アンテナにおいて、
前記ループ状導電線は、ループアンテナが形成するループ面とほぼ同様の面積を有するループ面を形成することを特徴とするタグ情報管理用アンテナ。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載のタグ情報管理用アンテナにおいて、
前記ループ状導電線は、ループアンテナが形成するループ面とほぼ平行にループ面を形成することを特徴とするタグ情報管理用アンテナ。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７に記載のタグ情報管理装置またはタグ情報管理用において、
前記ループ状導電線は、前記ループアンテナに共振するように調整されたことを特徴とするタグ情報管理装置またはタグ情報管理用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動可能な情報通信体であるタグと誘導磁界による通信を行う質問器とを備えたリーダライタシステムに関し、特に物品の管理エリアの出入口のゲートについて、該ゲートを通過する物品に付されたタグの情報を読み取り、又はタグに情報を書き込むタグ情報管理装置及びタグ情報管理用アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣカードやＩＤタグ、ＲＦ−ＩＤ等といった移動可能な応答器（無線タグ）が広く実用化されており、リーダライタシステムの質問器との間で無線通信をすることにより、応答器のメモリに記録された各種情報を質問器（リーダライタ）との間で交換するシステムが実現されている。
【０００３】
図５は従来のタグ情報管理装置の一例を示す図である。
従来、図書館やレンタルショップなどの書籍やビデオテープなどの物品に無線タグを取り付け、出入口付近に設けたゲート型のループアンテナ１及び１’により、無線タグの情報を読み取り、或いは書き込むようにしたタグ情報管理装置が知られる。このループアンテナ１及び１’は図５に示すように、出入口にゲート型のループアンテナを２つ設置し、各ループアンテナ１及び１’は合成分配器３、リーダライタ５に接続されて、ゲート（ループアンテナ１及び１’の間）を通過する無線タグ２との情報通信が誘導磁界による無線通信で行われる。このようにすることで物品の持ち出し、持ち込みの管理ができ、これらを制御するＰＣ（パソコン等）により物品の管理を行うものである。また、警報装置や防犯カメラ等（図示せず）との接続による防犯対策などにも用いることができる。
【０００４】
しかしながら、前述の２つのループアンテナの間の距離間隔には制限がある。
図７は従来のループアンテナによる磁界の作用を示す模式図である。図７（１）はループアンテナが１つの場合の磁界の作用とその距離を示すものである。図７（２）はループアンテナが２つ並べた場合の磁界の作用とその距離を示すものである。  また、図７（３）は、ループアンテナ（１つ）を側面（真横）から見たループアンテナによる磁界発生の模式図である。
【０００５】
図７（１）では、例えば、１ワットの電力で１３．５６ＭＨｚ帯のタグ情報管理装置のループアンテナによる誘導磁界が通信可能となる距離はループアンテナを中心にそれぞれ０．３ｍ〜０．５ｍ程度となる。
このループアンテナを２つ配置することで図５に示すようなゲート型のループアンテナ１及び１’を形成することで、図７（２）に示すように誘導磁界の作用が合成されて働く。
これは、ループアンテナが対向しており、各ループアンテナの対向する片側の有効距離である０．３ｍ〜０．５ｍと、さらに互いの誘導磁界の相互作用によって、対向する距離の幅を伸ばすことができる。この相互作用による伸びの距離をαとし、αが０．１ｍ〜０．２ｍ程度とするとゲート全体の距離（ループアンテナ１及び１’の間の距離、即ち、タグが通過するゲート間の距離）は、式４で示すように、約０．７ｍ〜１．２ｍ程度となり物品の通過、若しくは物品を持つ人の通過が可能な距離となる。
【０００６】
【式４】
2004241929.tif 000003
【０００７】
ここでゲート全体の距離を長くするためのタグ情報管理装置として次の特許文献１のような技術がある。これは本出願人による特許文献（公開前の特許出願）である。
【０００８】
【特許文献１】
特願２００２−２４７２１３号
【０００９】
図６は、特許文献１によるタグ情報管理装置である。図６（１）または図６（２）で示すようにゲート全体の距離を長くするには、ループアンテナのループの面積を大きくするか、または、電力を大きくするか、若しくはゲートの数を増やす必要がある。
ここで、ループの面積を大きくするには、ゲートそのもののサイズを大きくする必要があり、また、供給電力には制限がある場合も多く、そのため、ゲートの数を増やすことで対応することとなる。この場合は、前述の図５に示したゲート（ループアンテナ１及び１’）の組を２つ並べて配置し、リーダライタ５に接続している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような場合、図６（１）のように各ゲートの組が同時に動作しないように切替器を介して接続するか、若しくは図６（２）のように各ゲートの組の干渉を抑えるためにゲートの組の間にシールド板を設ける、というような技術が必要になる。
前述した図５に示すような場合、物品の通過する量が少ない場合はゲート全体（ゲートとゲートの間）の距離が約０．７ｍ〜１．２ｍ程度でも問題ないが、物品の通過量が多い場合、若しくは物品を持つ人の通過が多い場合にはゲート全体の距離が短いという問題点がある。
【００１１】
また、これを解決するため本出願人は前述した図６に示す技術を発明している。図６（１）の場合には、切替器による電力供給の切替を行う必要があるのだが、切替器という別の電子機器が必要でシステム全体が高価となり、また、切替タイミングが遅過ぎると物品の通過速度に通信時間が間に合わなくなることがあり、切替タイミングが早過ぎると各ループアンテナの磁界誘導作用が残ってしまい互いに干渉を与えてしまうことがある。
また図６（２）の場合は、干渉対策のためのシールド板を設ける必要があるのだが、シールド板そのものの重量が重く設置する場合も傾倒防止対策等が必要でシステム全体に高価となってしまう。
【００１２】
本発明は、このような上述した問題点を解決するため、管理エリアの出入口の距離（幅）を長くすることができ、従って、物品の通過量を多くすること、または、物品の通過範囲を広くすることができるようにするタグ情報管理装置及びタグ情報管理用アンテナを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記従来の問題点を解決するため請求項１記載の発明は、移動可能な情報通信体であるタグと誘導磁界による通信を行う質問器とを備え、これらタグと質問器が任意の管理エリアに配置されたタグ情報管理装置において、前記質問器に接続された少なくとも１つのループアンテナと、該ループアンテナからの誘導磁界が有効に作用する範囲内に設置された少なくとも１つのループ状導電線と、を備えたことを特徴とするものである。
これにより、ループ状導電線は、ループアンテナの誘導磁界の作用により誘起電流が流れることで、ループアンテナの誘導磁界の作用範囲を増加（補強）する。
【００１４】
上記従来の問題点を解決するため請求項２記載の発明は、移動可能な情報通信体であるタグと誘導磁界による通信を行う質問器とを備え、これらタグと質問器が任意の管理エリアに配置されたタグ情報管理装置において、前記ループアンテナは少なくとも２つのループアンテナより構成され、各々のループアンテナの中間付近にループ状導電線を配置することを特徴とするものである。
これにより、ループ状導電線は、ループアンテナの誘導磁界の作用により誘起電流が流れることで、ループアンテナの誘導磁界の作用範囲を増加（補強）し、ループアンテナ間の距離を長くすることができる。
【００１５】
上記従来の問題点を解決するため請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のタグ情報管理装置において、前記ループ状導電線は、ループアンテナが形成するループ面とほぼ同様の面積を有するループ面を形成することを特徴とするものである。
【００１６】
上記従来の問題点を解決するため請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のタグ情報管理装置において、前記ループ状導電線は、ループアンテナが形成するループ面とほぼ平行にループ面を形成することを特徴とするものである。
【００１７】
上記従来の問題点を解決するため請求項５記載の発明は、出入口ゲートを通過する物品に付されたタグと誘導磁界による交信を行うリーダライタを用いたタグ情報管理装置のタグ情報管理用アンテナであって、前記リーダライタに接続されたループアンテナと、該ループアンテナの近傍の誘導磁界が有効に作用する位置に配置したループ状導電線と、より出入口ゲートを構成することを特徴とするものである。
これにより、ループ状導電線が、ループアンテナの誘導磁界の作用により誘起電流が流れることで、ループアンテナの誘導磁界の作用範囲を増加（補強）し、出入口ゲートの距離（幅）を長くすることができる。
【００１８】
上記従来の問題点を解決するため請求項６記載の発明は、請求項５に記載のタグ情報管理用アンテナにおいて、前記ループ状導電線は、ループアンテナが形成するループ面とほぼ同様の面積を有するループ面を形成することを特徴とするものである。
【００１９】
上記従来の問題点を解決するため請求項７記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載のタグ情報管理用アンテナにおいて、前記ループ状導電線は、ループアンテナが形成するループ面とほぼ平行にループ面を形成することを特徴とするものである。
【００２０】
上記従来の問題点を解決するため請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項７に記載のタグ情報管理装置またはタグ情報管理用において、前記ループ状導電線は、前記ループアンテナに共振するように調整されたことを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態におけるタグ情報管理装置を示す第１実施例である。第１の実施例による実施の形態のタグ情報管理装置は、ゲート型のループアンテナ１及び１’と、ループアンテナ１及び１’に接続され、電力を分配して供給する分配合成器３と、無線タグの情報を読み取り、或いは無線タグに情報を書き込むリーダライタ装置５と、リーダライタ装置５と接続され、リーダライタ装置５を制御、管理するＰＣ６と、ループアンテナ１及び１’の間に配置したループ状導電線と、を備えて構成される。
【００２２】
図２は本発明の実施の形態に係る磁界の作用を示す模式図である。横軸にループアンテナの磁界の作用が及ぼす距離、縦軸を磁界の強さ、を示し、ループアンテナと無線タグとの通信が可能な磁界の強さを点線で示す。
図２（１）はループアンテナが１つ、ループ状導電線が１つの場合の磁界の作用を示すものである。図２（２）はループアンテナが２つ、その間にループ状導電線が１つの場合の磁界の作用を示すものである。
【００２３】
図２（１）は、ループアンテナとそのループアンテナに共振するループ状導電線を配置し、ループアンテナの誘導磁界の作用によりループ状導電線に誘起電流が流れることで、ループアンテナの誘導磁界の作用が及ぶ範囲が長くなる。例えば、１ワットの電力で１３．５６ＭＨｚ帯のタグ情報管理装置のループアンテナによる誘導磁界が通信可能となる距離は、ループアンテナの左側（対向していない方）が０．３ｍ〜０．５ｍ程度、右側（対向している方）が０．４５ｍ〜０．８ｍ程度となる。また、ループ状導電線から見た右側（対向していない方）にも０．１ｍ〜０．２ｍ程度の誘導磁界が発生する。
【００２４】
ここで、ループアンテナとループ状導電線とは各々の誘導磁界の相互作用により、この間隔における距離は、外側（対向していない方）の合計の距離よりも長くなる。この相互作用による長い分の距離をβとし、βが０．０５ｍ〜０．１ｍ程度とするとループアンテナとループ状導線線の間の距離は、式１で示すように、約０．４５ｍ〜０．８ｍ程度となる。
【００２５】
【式１】
2004241929.tif 000004
【００２６】
このループアンテナを２つ配置することで図１に示すようなゲート型のループアンテナ１及び１’とループ状導電線を形成することで、図２（２）に示すように磁界の合成作用が働く。
これは、前述したようにループアンテナとループ状導電線の各々の誘導磁界の相互作用により、β分だけ片側（対向していない場合の片側分）の合計の距離よりも長くなる。そして本実施の形態１のようなゲート全体の距離（ループアンテナ１及び１’の間の距離）は、式２で示すように、約０．９ｍ〜１．６ｍ程度となる。
【００２７】
【式２】
2004241929.tif 000005
【００２８】
なお、ループアンテナとループ状導電線との共振は、周波数ｆと、容量Ｃと、コイルＬにより決定されるものであり、ループ状導電線には、必要なコンデンサ（容量Ｃ）が接続される。これは、ループ状導電線がループアンテナに共振するように調整（コンデンサ容量Ｃにより決定される）され、そのため、ループアンテナからの誘導磁界の作用範囲が増加（補強）されるものである。
【００２９】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態におけるタグ情報管理装置を示す第２実施例である。第２の実施例による実施の形態のタグ情報管理装置は、ゲート型のループアンテナ１と、ループアンテナ１に接続され、無線タグの情報を読み取り、或いは無線タグに情報を書き込むリーダライタ装置５と、リーダライタ装置５と接続され、リーダライタ装置５を制御、管理するＰＣ６と、ループアンテナ１の両側に配置した２つのループ状導電線と、を備えて構成される。
【００３０】
ループアンテナ１の磁界の作用により各ループ状導電線に起電力が生じる程度の距離にループ状導電線を配置することでループアンテナ１と各々のループ状導電線との間において通信可能となり、ゲート全体の距離が長くなる。
また、ループ状導電線の外側（対向していない方）への誘導磁界はループアンテナの場合よりも小さくなるため（ループ状導電線では０．１ｍ〜０．２ｍ程度、ループアンテナでは０．３ｍ〜０．５ｍ程度）、ゲート全体の外側への磁界の影響が少なく、ゲート全体の外側近傍に設置した他の電子機器への干渉が少ない。
【００３１】
実施の形態３．
図４は本発明の実施の形態におけるタグ情報管理装置を示す第３実施例である。第３の実施例による実施の形態のタグ情報管理装置は、ゲート型のループアンテナ１及び１’と、ループアンテナ１及び１’に接続され、電力を分配して供給する分配合成器３と、無線タグの情報を読み取り、或いは無線タグに情報を書き込むリーダライタ装置５と、リーダライタ装置５と接続され、リーダライタ装置５を制御、管理するＰＣ６と、各ループアンテナ１及び１’の各々の外側に配置した２つループ状導電線と、を備えて構成される。
【００３２】
ループアンテナ１及び１’の磁界の作用により各ループ状導電線に起電力が生じる程度の距離にループ状導電線を配置することでループアンテナ１及び１’と各々のループ状導電線との間において通信可能となり、ゲート全体の距離を長くするものとなる。
【００３３】
実施の形態４．
図８は本発明の実施の形態４に係る磁界の作用を示す模式図である。上述した各実施の形態を組合わせることでさらにゲート全体の距離を長くすることができる。例えば、ループアンテナを２つ、ループ状導電線を３つ、交互に配置することで１つのリーダライタ装置がカバーするゲート全体の距離は、式３に示すように約１．８ｍ〜３．２ｍ程度とかなり長い距離とすることができる。
【００３４】
【式３】
2004241929.tif 000006
【００３５】
ここで、ループアンテナとループ状導電線の配置について説明する。
ループアンテナが形成するループ面とほぼ同様の面積を有するループ面のループ状導電線とすることで、より有効な磁界の合成とすることができる。
また、ループアンテナが形成するループ面とほぼ平行なループ面のループ状導電線とすることで、より有効な磁界の合成とすることができる。
すなわち、ループアンテナとループ状導電線の形状そのものを同様なものすることで、ゲートの形状も同様なものが使用することができ、施工時にそれぞれのゲートをほぼ平行となるように配置することで、従来より長い距離の出入口に対応することができるものである。
【００３６】
このように、移動可能な情報通信体であるタグと誘導磁界による通信を行う質問器とを備え、これらタグと質問器が任意の管理エリアに配置されたタグ情報管理装置において、前記質問器に接続された少なくとも１つのループアンテナと、該ループアンテナからの誘導磁界が有効に作用する範囲内に設置された少なくとも１つのループ状導電線とを備え、前記ループ状導電線は前記ループアンテナに共振するように調整されたことを特徴とするタグ情報管理装置とすることができ、そのため、誘導磁界の作用範囲を増加（補強）することができるものである。なお、前述した各実施の形態１〜４における磁界の作用する距離については、ループアンテナやループ状導電線のループの面積、供給電力、タグ（が内包するアンテナ）によっても、異なってくる。
【００３７】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、ゲート全体（出入口の幅）の距離を長くすることができ、従って、物品の通過量を多くすること、または、物品の通過範囲を広くすることができ、物品に貼付された無線タグとの誘導磁界による無線通信を有効に行うことができるという効果を奏する。
【００３８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるタグ情報管理装置を示す第１実施例（実施の形態１）。
【図２】本発明の実施の形態に係る磁界の作用を示す模式図。
【図３】本発明の実施の形態におけるタグ情報管理装置を示す第２実施例（実施の形態２）。
【図４】本発明の実施の形態におけるタグ情報管理装置を示す第３実施例（実施の形態３）。
【図５】従来のタグ情報管理装置の一例を示す図。
【図６】特許文献１によるタグ情報管理装置。
【図７】従来のループアンテナによる磁界の作用を示す模式図。
【図８】本発明の実施の形態４に係る磁界の作用を示す模式図。
【符号の説明】
１、１  …ループアンテナ、２…タグ（無線タグ）、３…分配合成器、
５…リーダライタ装置、６…ＰＣ（制御用パソコン）
【図１】
2004241929.tif 000007
【図２】
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【図３】
2004241929.tif 000009
【図４】
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【図５】
2004241929.tif 000011
【図６】
2004241929.tif 000012
【図７】
2004241929.tif 000013
【図８】
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