(57)【要約】【課題】  質問器側のアンテナ自体を大きくしなくともアンテナの面積を相対的に大きくして受信感度を向上させ、リーダとＲＦＩＤタグ間の通信範囲を拡大させることができる、ＲＦＩＤタグ用チェーンアンテナを得る。【解決手段】  質問器であるリーダのアンテナより当該ＲＦＩＤタグシステムで使用しているキャリア周波数と同調した多数の同調アンテナを互いに重なるように若しくは極力接近させ一方向以上にチェーンの如く連鎖配置する。上記チェーンアンテナを構成する同調アンテナは、丸型又は角型形状等のループアンテナ及び同調キャパシタで構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質問器であるリーダのアンテナより当該ＲＦＩＤタグシステムで使用しているキャリア周波数と同調した多数の同調アンテナを互いに重なるように若しくは極力接近させ一方向以上にチェーンの如く連鎖配置したチェーンアンテナとＲＦＩＤタグ間でＲＦＩＤ通信を行うことを特徴とする、ＲＦＩＤタグ用チェーンアンテナ。
【請求項２】
上記チェーンアンテナを構成する同調アンテナが、丸型又は角型形状等のループアンテナ及び同調キャパシタで構成したことを特徴とする、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ用チェーンアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification)タグシステムにおいて、質問器と称されるリーダと応答器と称されるＲＦＩＤタグ間の通信範囲を拡大させるための、ＲＦＩＤタグ用チェーンアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、個体のＩＤ識別による自動認識は、多くのサービス業，製造業，流通業，販売業及び物流などの分野で広範囲に普及している。該ＩＤ識別の手段として、従来からバーコードシステムが一般的であるが、情報の記憶容量が低いこと及び情報の書き換えができないこと等の欠点を補うため、ＲＦＩＤタグシステムが注目され、普及しつつある。なお、ＲＦＩＤタグには電子タグ，無線タグ，ＩＣタグ等の呼称があるが、本願においてはＲＦＩＤタグに統一する。
【０００３】
上記ＲＦＩＤタグシステムの通信方式として、キャリア周波数がマイクロ波より低い周波数帯では、質問器及び応答器の各アンテナの誘導結合によりデータ伝送が行われる。そして、応答器は受動素子として質問器から電力供給を受け、該電力によりＲＦＩＤタグ内のＩＣを動作させている。例えば、４．９１５ＭＨｚや１３．５６ＭＨｚ等のキャリア周波数を使用したＲＦＩＤタグシステムでは、質問器側のアンテナから送信されたキャリアを応答器側のアンテナで受信し、磁界又は電磁界の誘導結合により当該アンテナに発生した誘導起電力を整流及び平滑してＩＣ電源とするため、応答器側はバッテリーを持たなくても動作可能となる。即ち、前記質問器と応答器による誘導結合は、空間を介したトランスを構成するものと言える。
【０００４】
上記ＲＦＩＤタグシステムの通信距離として、数ｍｍ程度の密着型（国際標準：ＩＳＯ／ＩＥＣ１０５３６）と、数ｃｍ〜１０ｃｍ程度の近接型（国際標準：ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３）と、５０ｃｍ〜１ｍ程度の近傍型（国際標準：ＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３）がある。また、キャリア周波数は密着型で４．９１５ＭＨｚ、近接型及び近傍型で１３．５６ＭＨｚ等が一般的に使用されている。
【０００５】
上記密着型や近接型及び近傍型の各ＲＦＩＤタグシステムは、各通信距離に適応した用途において使用されているものの、１ｍ以上好ましくは３ｍ程度の遠方までの通信距離を有するバッテリーレスのＲＤＩＤタグシステムは実現されていないため、質問器側の送信電力を一定にした場合において質問器側の受信感度を高めて通信範囲の拡大を図ることによる用途の拡大が望まれていた。
【０００６】
上記目的を解決するためには、質問器側のアンテナにおいて面積を大きくすることによる受信感度の向上が必要である。このため、特開２００２−１５１９４４号公報では質問器側の受信用アンテナの前面に環状導体板を設けることにより受信感度を高め、特開２００３−２３３７８２号公報では質問器側のアンテナを多数設けることにより相対的にアンテナの面積を大きくすることが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１５１９４４号
【特許文献２】特開２００３−２３３７８２号
【非特許文献１】ＲＦＩＤハンドブック，Klaus Finkenzeller著、ソフト工学研究所訳、日刊工業新聞社発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記例前者においては受信用アンテナの前面に環状導体板を設けることにより当該受信用アンテナ付近の電界強度を上昇させるというものである。該方式は、キャリア周波数が２．４５ＧＨｚ等のマイクロ波においては有効かと思われるが、磁界又は電磁界による質問器側アンテナと応答器側アンテナの誘導結合による通信方式においては、該環状導体板は短絡回路となり逆に受信感度が悪くなるという欠点がある。また、上記例後者においては質問器と一体に多数のアンテナを縦列配置した構造であり、該アンテナをＲＦＩＤタグが貼付された商品にかざすことにより一度に多数のＩＤ情報を読み取ることを目的としたものである。該方式は、アンテナの面積は大きくなるもののアンテナをかざす操作が必要となり、人が動く範囲の用途に限定されてしまうという欠点がある。
【０００８】
本発明は、以上のような欠点を解決するために成されたものであり、質問器側のアンテナ自体を大きくしなくともアンテナの面積を相対的に大きくして受信感度を向上させ、リーダとＲＦＩＤタグ間の通信範囲を拡大させることができる、ＲＦＩＤタグ用チェーンアンテナ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】
上記課題を解決するため、本発明のＲＦＩＤタグ用チェーンアンテナにおいては、質問器であるリーダのアンテナより当該ＲＦＩＤタグシステムで使用しているキャリア周波数と同調した多数の同調アンテナを互いに重なるように若しくは極力接近させ一方向以上にチェーンの如く連鎖配置する。なお、本願においては前記状態のアンテナをチェーンアンテナと称する。
【００１０】
上記チェーンアンテナを構成する同調アンテナは、丸型又は角型形状等のループアンテナ及び同調キャパシタで構成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のチェーンアンテナを構成する多数の同調アンテナを、リーダのアンテナより互いに重なるように若しくは極力接近させ一方向以上に連鎖配置することにより、リーダのアンテナから放射された磁界を相互誘導により効率的にチェーンアンテナに誘導することができる。該チェーンアンテナは当該ＲＦＩＤタグシステムで使用しているキャリア周波数と同調しているため、リーダのアンテナ及びチェーンアンテナとＲＦＩＤタグ間の通信が可能となる。このため、質問器側のアンテナ自体を大きくしなくともアンテナの面積が相対的に大きくなり受信感度が向上した効果が得られ、リーダとＲＦＩＤタグ間の通信範囲を飛躍的に拡大することができるという絶大な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態を図を用いて説明する。図１は本発明のＲＦＩＤタグ用チェーンアンテナの配置模式図であり、（ａ）は丸型のチェーンアンテナ，（ｂ）は角型のチェーンアンテナを示している。
【００１３】
（ａ）においては、リーダ１のアンテナ２より当該ＲＦＩＤタグシステムで使用しているキャリア周波数、例えば４．９１５ＭＨｚや１３．５６ＭＨｚと同調した多数の丸型の同調アンテナ３，３’を互いに重なるように若しくは極力接近させ一方向以上（該図では左右の二方向）にチェーンの如く連鎖配置する。アンテナ２の左側の同調アンテナ３とは磁界４により誘導結合し、右側の同調アンテナ３とは磁界４’により誘導結合している。磁界４と磁界４’とは磁界の向きが逆になるため同調アンテナ３と同調アンテナ３’から放射される磁界の向きも交互に逆になって連鎖的に結合することになる。
【００１４】
また、（ｂ）においては、リーダ１のアンテナ５より当該ＲＦＩＤタグシステムで使用しているキャリア周波数と同調した多数の角型の同調アンテナ６，６’を互いに重なるように若しくは極力接近させ一方向以上（該図では左右の二方向）にチェーンの如く連鎖配置する。アンテナ５の左側の同調アンテナ６とは磁界７により誘導結合し、右側の同調アンテナ６とは磁界７’により誘導結合している。磁界７と磁界７’とは磁界の向きが逆になるため同調アンテナ６と同調アンテナ６’から放射される磁界の向きも交互に逆になって連鎖的に結合することになる。
【００１５】
図１の（ａ），（ｂ）において一方向にｎ個のアンテナがある場合、リーダ１のアンテナ２，５のコイルに流れる電流をｉ１、隣のコイル３，５に流れる電流をｉ２、更に隣のコイル３’，５’に流れる電流をｉ３…とし各コイルの抵抗をＲｎとすると、各コイルに流れる電流は数１で表され、各コイル間の相互インダクタンスは数２で表される。また、数２より各コイルに発生する誘導起電力ｅｎは数３で表されることになる。
【００１６】
【数１】
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【００１７】
【数２】
2005277983.tif 000004
【００１８】
【数３】
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【００１９】
また、図２は本発明のＲＦＩＤタグ用チェーンアンテナを構成する同調アンテナの構成回路図であり、（ａ）は丸型の同調アンテナ，（ｂ）は角型の同調アンテナを示している。
【００２０】
（ａ）に示す丸型の同調アンテナ３は、丸型のループアンテナ８及び同調キャパシタ９で構成し、（ｂ）に示す同調アンテナ６は、角型のループアンテナ１０及び同調キャパシタ９で構成する。該同調アンテナ３，６の形状は丸型及び角型以外に用途に応じた他の形状であっても構わない。また、丸型のループアンテナ８及び角型のループアンテナ１０等の大きさは用途に応じて自由に設定して構わない。
【００２１】
製造手段としては、銅線で丸型のループアンテナ８や角型のループアンテナ１０等を基盤上に巻いたり銅箔をエッチング処理して丸型のループアンテナ８や角型のループアンテナ１０等をパターン化して基盤上に作成し、単体のチップコンデンサ及び／又はトリマコンデンサを同調キャパシタ９として半田付けすることなどにより製作される。また、同調キャパシタ９もエッチング処理によるパターン化したものであっても構わない。なお、基盤の材質は如何なるものであっても構わない。
【実施例１】
【００２２】
本発明の実施例を図を用いて説明する。図３は本発明のＲＦＩＤタグ用チェーンアンテナの第一使用実施例図である。
【００２３】
該図においては、ＲＦＩＤタグ用チェーンアンテナを広告媒体に配設してアーケードやイベント会場等のゲート１１の側面や天井に設置しておけば通信範囲が拡大し、各広告媒体のアンテナに接続した複数のリーダ１により当該ゲート１１内を通過した人１４が所持するＲＦＩＤタグ１５よりＩＤ情報が読み出せるものである。前記複数のリーダ１はコントローラ１７に接続され、更にネットワーク１８に接続しておけば、アーケードやイベント会場等内にいる人１４の動線を把握することが可能となる。
【００２４】
上記広告媒体として、例えばのぼり１２の生地にフィルム状のアンテナ２及び複数の丸型の同調アンテナ３を配設したチェーンアンテナとしてゲート１１の側面に設置したり、吊り下げ広告１３の生地にフィルム状のアンテナ５及び複数の角型の同調アンテナ６を配設したチェーンアンテナとしてゲート１１の天井より吊り下げるなどの方法がある。このようにすれば、ゲート１１内を通過する人１４の背の高低や左右に偏った通行に影響することなく広範囲にＩＤ情報を得ることができる。
【実施例２】
【００２５】
次に、図４は本発明のＲＦＩＤタグ用チェーンアンテナの第二使用実施例図である。
【００２６】
該図においては、ＲＦＩＤタグ用チェーンアンテナをタイルブロック１６に埋設してイベント会場の床面や公共施設の路面等に設置しておけば通信範囲が拡大し、グループごとのタイルブロック１６に接続した複数のリーダ１により当該タイルブロック１６上を通過した人１４が所持するＲＦＩＤタグ１５よりＩＤ情報が読み出せるものである。前記複数のリーダ１はコントローラ１７に接続され、更にネットワーク１８に接続しておけば、イベント会場や公共施設等内にいる人１４の動線を把握することが可能となる。
【００２７】
上記タイルブロック１６として、ビニールやリノリウム等の床面タイルにアンテナ５や角型の同調アンテナ６を埋設したり、石材やコンクリート等の路面タイルにアンテナ５や角型の同調アンテナ６を埋設するなどの方法がある。なお、タイルブロック１６は互いに重ね合わせることができないため、薄い角型の同調アンテナ６”をタイルブロック１６の底面の角に埋設することにより、各タイルブロック１６内の角型の同調アンテナ６の誘導結合が密になり確実な通信が行えることになる。
【００２８】
なお、上記実施例１及び実施例２で説明したチェーンアンテナの形状は、各図ぜ示した丸型や角型に限定するものではなく自由に設定して構わない。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
上記実施例１においては広告物を利用してチェーアンテナを側面や天井に配置した例を示し、実施例２においてはタイルブロックを利用して床面や路面に配置した例を示したが、チェーンアンテナを構成してリーダとＲＦＩＤタグ間の通信範囲を拡大することが好適な、如何なるＲＦＩＤタグシステムに応用しても構わないものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のＲＦＩＤタグ用チェーンアンテナの配置模式図である。
【図２】本発明のＲＦＩＤタグ用チェーンアンテナを構成する同調アンテナの構成回路図である。
【図３】本発明のＲＦＩＤタグ用チェーンアンテナの第一使用実施例図である。
【図４】本発明のＲＦＩＤタグ用チェーンアンテナの第二使用実施例図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  リーダ
２  アンテナ
３  同調アンテナ
４  磁界
５  アンテナ
６  同調アンテナ
７  磁界
８  ループアンテナ
９  同調キャパシタ
１０  ループアンテナ
１１  ゲート
１２  のぼり
１３  吊下げ広告
１４  人
１５  ＲＦＩＤタグ
１６  タイルブロック
１７  コントローラ
１８  ネットワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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