(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触ＩＤタグに電磁誘導により電力と送信信号を供給し、前記非接触ＩＤタグからの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナを、矩形の筒状空洞体の上下面にそれぞれｎ個（ｎ≧１）、左右面にそれぞれｍ個（ｍ≧１）配置し、２×（ｎ＋ｍ）個で構成したアンテナ群と、前記アンテナ群に接続した読取／書込装置と、前記読取／書込装置を制御する制御装置とを設け、前記アンテナ群をｋ列（ｋ≧２）連接させて配置し、ｋ列の前記アンテナ群にそれぞれ独立した前記読取／書込装置を接続し、前記制御装置はｋ個の独立した前記読取／書込装置を時間的同期させ、対向する上下面内の前記ループアンテナと左右面内の前記ループアンテナとを、時間的に交互に切り換えることにより、上下面内にあるｋ×２×ｎ個の前記ループアンテナと左右面内にあるｋ×２×ｍ個の前記ループアンテナとを交互に駆動させることを特徴とする非接触ＩＤタグ識別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷物の搬送ラインの途中に設置され、荷物に取り付けられた無線式非接触ＩＤタグのデータの読取／書込装置であって、タグの読取り／書込み認識率を向上し、信頼性を改善した非接触ＩＤタグ識別装置及びこれを用いた非接触ＩＤタグ識別システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、非接触ＩＣカード（非接触ＩＤタグ）を用いた読取／書込システムは、一般に非接触ＩＣカードシステムと呼ばれ、例えば１３．５６ＭＨｚの周波数帯を利用した物流システム、航空貨物管理システム等々に実用化されつつある。
【０００３】
一例として、（特許文献１）に記載された従来の非接触ＩＣカードシステム（第１の従来例と言う）を図５に示す。なお、図５は従来の非接触ＩＣカードシステムの説明図である。
【０００４】
図５において、１０１は荷物、１０２は仕分け等のため荷物１０１を搬送する搬送ライン（ベルトコンベア等）である。搬送ライン１０２で搬送される全ての荷物１０１には、その荷物に関するデータ（製造業者名、行き先等）を記録した無線式非接触ＩＤタグ１０３が取り付けられている。搬送ライン１０２の途中には無線式非接触ＩＤタグ１０３のデータを読み取るための門形のアンテナ装置１０４が設置されている。アンテナ装置１０４にはループ状のアンテナが組み込まれている。このアンテナは読取／書込装置（図示せず）に接続されていて、搬送ライン１０２に向けて常に電波を放射している。荷物１０１がアンテナ装置１０４の中を通過すると、荷物１０１に取り付けられた無線式非接触ＩＤタグ１０３がアンテナ装置１０４からの電力及び送信データを受信し、その電力で、記録されているデータを読み出して発信する。アンテナ装置１０４はこのデータを受信して読取／書込装置に送り、読取／書込装置がデータを読み取るようになっている。
【０００５】
また、他の従来の非接触ＩＣカードシステム（第２の従来例と言う）として、（特許文献２）に記載されており、これを図６に示している。図６は従来の非接触ＩＣカードシステムの説明図である。なお、動作原理に関しては、いずれの従来例も同じである。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２０６４９号公報
【特許文献２】
特開２００２−２７９３６２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら、第一、第二のいずれの従来例においても、搬送ラインの幅方向に対して１個のアンテナ、高さ方向に関して左右各１個のアンテナが配置され、計３個の搬送ラインの大きさに合わせて開口面積が１ｍ2程度の大型のアンテナが用いられている。
【０００８】
この場合何らかの原因、例えば外来ノイズ等により、適正な品質の信号が得られなかったことに起因する通信エラーが生じる事により、タグの読取り／書込み認識率が低下しタグの読取り／書込みに関して信頼性が低いという課題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、高い信頼性を有する非接触ＩＤタグ識別装置及びこれを用いた非接触ＩＤタグ識別システムを提供する事を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の非接触ＩＤタグ識別装置は、非接触ＩＤタグに電磁誘導により電力と送信信号を供給し、前記非接触ＩＤタグからの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナを、矩形の筒状空洞体の上下面に配置したアンテナ群を設け、これを連接した構成とした。
【００１１】
更に、本発明の非接触ＩＤタグ識別システムは、荷物の搬送ラインの途中に設置され、荷物に取り付けられた無線式非接触ＩＤタグを識別するために、小型ループアンテナを複数個、搬送ラインを囲むように行列状に配置し、個々のアンテナ群を時間的に交互に切り換えて複数個の読取／書込装置にてデータを取得することにより、搬送ラインにおける非接触ＩＤタグ識別システムの認識率を向上し、信頼性を高めた構成としたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、非接触ＩＤタグに電磁誘導により電力と送信信号を供給し、非接触ＩＤタグからの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナを、矩形の筒状空洞体の上下面にそれぞれｎ個（ｎ≧１）、左右面にそれぞれｍ個（ｍ≧１）配置し、２×（ｎ＋ｍ）個で構成したアンテナ群と、アンテナ群に接続した読取／書込装置と、読取／書込装置を制御する制御装置とを設け、アンテナ群をｋ列（ｋ≧２）連接させて配置し、ｋ列のアンテナ群にそれぞれ独立した読取／書込装置を接続し、ｋ個の独立した読取／書込装置を時間的同期させ、対向する上下面内のループアンテナと左右面内のループアンテナとを、時間的に交互に切り換えることにより、上下面内にあるｋ×２×ｎ個のループアンテナと左右面内にあるｋ×２×ｍ個のループアンテナとを交互に駆動させることを特徴とする。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。なお、本発明における非接触ＩＣタグの定義は、非接触で読取／書込装置との通信を行うことができる無線通信媒体である。よって、用途によっては非接触ＩＣカードと呼ばれるものを含む。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による非接触ＩＤタグ識別システムを示す斜視図であり、図１において、１は荷物、２は仕分け等のため荷物１を搬送する搬送ライン（ベルトコンベア等）、３はその荷物に関するデータ（製造業者名、行き先等）を記録した無線式の非接触ＩＤタグ、４はアンテナシステム、５はループアンテナである。
【００２６】
アンテナシステム４は、荷物１の搬送ライン２の途中に設置され、荷物１に取り付けられた非接触ＩＤタグ３に電磁誘導により電力と送信信号を供給し、非接触ＩＤタグ３からの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナ５を、荷物１の搬送ライン２のコンベア進行方向に対して垂直な面の外周部に、各辺の長さがＬｘ，Ｌｙ，Ｌｚの矩形の筒状空洞体を設け、その上下面にそれぞれｎ個（ｎ≧１）、左右面にそれぞれｍ個（ｍ≧１）配置した構成のアンテナ群を設けこれを基本領域Ａとしている。
【００２７】
図１においては、一例としてｎ＝２、ｍ＝２の場合を示している。この基本領域を荷物の搬送ライン２の進行方向に対して、ｋ列（ｋ≧２）設け、図１においては、一例としてｋ＝３の場合を示し、基本領域Ａ、基本領域Ｂ、基本領域Ｃからなる３つの領域を設けた構成としている。
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態１による非接触ＩＤタグ識別装置の斜視図であり、図２中、ａ１１〜ａ１４、ｂ１１〜ｂ１４は各々、矩形の筒状空洞体の上下面にそれぞれ２個計４個、左右面にそれぞれ２個計４個、基本領域Ａ全体として計８個のループアンテナを配置した構成を示している。
【００２９】
左右面に設けられたループアンテナａ１１〜ａ１２、及びａ１３〜ａ１４は、通信用のケーブル（同軸ケーブル等）７ａにより、また上下面に設けられたループアンテナｂ１１〜ｂ１２、及びｂ１３〜ｂ１４は、通信用のケーブル（同軸ケーブル等）７ｂにより、読取／書込装置６に接続されている。
【００３０】
読取／書込装置６はさらに制御装置８に接続されてデータの送受等のコントロールを受けている。
【００３１】
そして、基本領域Ａ内に配置した対向する上下面内の２×ｎ個のループアンテナａ１１〜ａ１４と、左右面内の２×ｍ個のループアンテナｂ１１〜ｂ１４とを、読取／書込装置６内に設けられた切り替えスイッチ（図示せず）にて、図４に示すアンテナ切り換えのタイミングチャートの領域Ａ部に則り、時間的に交互に切り換えて電力供給のＯＮ、ＯＦＦを行い、磁界の発生の切り替えを行う。なお、図４は、本発明の実施の形態１によるアンテナ切り換えのタイミングチャートである。
【００３２】
これにより、アンテナ群に囲まれた領域内においては、無線式非接触ＩＤタグ３の正常な動作に必要な電力およびデータ信号が電磁誘導により充分供給される。また非接触ＩＤタグ３からの受信信号を負荷変動により取得する場合もアンテナ群に囲まれているため良好に受信できる。
【００３３】
また、図１で示した本発明の実施の形態１による非接触ＩＤタグ識別システムでは、図２で示した基本領域Ａを構成する非接触ＩＤタグ識別装置の他、基本領域Ｂ、基本領域Ｃとで構成しているが、基本領域Ａを構成する非接触ＩＤタグ識別装置のみで構成してもよい。
【００３４】
図３は、本発明の実施の形態１による非接触ＩＤタグ識別装置の斜視図であり、図１に記載の一例としてｋ＝３の場合を示し、ループアンテナａ１１〜ａ１４、ｂ１１〜ｂ１４から成る基本領域Ａ、ループアンテナａ２１〜ａ２４、ｂ２１〜ｂ２４から成る基本領域Ｂ、ループアンテナａ３１〜ａ３４、ｂ３１〜ｂ３４から成る基本領域Ｃ、の３つの領域を設けた構成としている。
【００３５】
この場合３個の基本領域Ａ、Ｂ、Ｃにおのおの対応した、３個の独立した読取／書込装置６ａ、６ｂ、６ｃを設けたことにより、非接触ＩＤタグ３を添付した荷物１が、アンテナシステム４の搬送ライン２のコンベア進行方向の長さ（図１に示す）Ｌｙ内を通過する間に、ｋ個（この場合３個）の基本領域を通過する事になり、３個の独立した読取／書込装置６ａ、６ｂ、６ｃによりデータの送受が３回行われ、従来例の１個の読取／書込装置の１回の通信に対し、統計学上信頼性が向上する。
【００３６】
更に、ｋ個（この場合３個）の独立した読取／書込装置６ａ、６ｂ、６ｃを図４に示すアンテナ切り換えのタイミングチャートの領域Ａ部、領域Ｂ部、領域Ｃ部に則り、時間的同期して、一つの制御装置８にて制御するようにしたものである。これにより送信のタイミングと受信のタイミングとが個々の領域Ａ部、領域Ｂ部、領域Ｃ部間で同期がとれ、非接触ＩＤタグ３と読取／書込装置６ａ、６ｂ、６ｃとの通信が可能となる。
【００３７】
なお、図１で示した本発明の実施の形態１による非接触ＩＤタグ識別システムでは、基本領域Ａ、基本領域Ｂ、基本領域Ｃを構成する図３で示した非接触ＩＤタグ識別装置を備えており、図２で示した一つの基本領域を構成する非接触ＩＤタグ識別装置を設けることに比して、更に、高い信頼性を得ることができるのは言うまでもない。
【００３８】
ここで、非接触ＩＤタグ識別システムの優位性について説明する。即ち、ｋ個の基本領域から成る搬送ラインを非接触ＩＤタグが通過する時間内に、少なくともｋ回（この場合３回）、非接触ＩＤタグと読取／書込装置が通信するようにした事により、統計学上信頼性が向上する。
【００３９】
例えば、時間的に不変でない原因による通信エラー確立が、仮にα（％）であったとすると、通信をｋ回試行することにより、通信エラー確立は以下の（式１）に示される値となる。
【００４０】
通信エラー確立＝（α／１００）＾ｋ      （式１）
仮に、通信エラー確立が、２（％）であったとすると通信を３回試行することにより、（式１）より、通信エラー確立は０．０２3＝８×１０-6となり、通信エラー確立が８×１０-4（％）に改善される。時間的に不変な原因、例えばタグの回路不良・故障等が無く、時間的に不変でない原因のみにより通信エラーが発生する。
【００４１】
通信の信頼性が仮に９８（％）のシステムに対して、本発明の非接触ＩＤタグ識別装置の構成を適用した場合、１−（１−０．９８）3＝０．９９９９９２となり、９９．９９９（％）の通信の信頼性をもつ非接触ＩＤタグ識別システムが実現できる。
【００４２】
なお、本実施の形態１では非接触ＩＤタグ識別システムとして、物流システム、航空貨物管理システムで例示される、荷物に関するデータを記録した非接触ＩＤタグを荷物に貼付し仕分けを行う例を示したが、本発明の非接触ＩＤタグ識別装置は、個人認証、入場管理、物品管理等の他のシステムへの応用が可能であるのは言うまでもない。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明により、読取／書込装置を時間的同期させ、対向する上下面内のループアンテナと左右面内のループアンテナとを、時間的に交互に切り換え、上下面内にあるｋ×２×ｎ個のループアンテナと左右面内にあるｋ×２×ｍ個のループアンテナとを交互に駆動させることにより、搬送ラインにおける非接触ＩＤタグ識別システムの認識率を向上し、信頼性を高めるこができる。
【００４４】
よって、本発明により、高い信頼性を有する非接触ＩＤタグ識別装置及びこれを用いた非接触ＩＤタグ識別システムを提供する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による非接触ＩＤタグ識別システムを示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態１による非接触ＩＤタグ識別装置の斜視図
【図３】本発明の実施の形態１による非接触ＩＤタグ識別装置の斜視図
【図４】本発明の実施の形態１によるアンテナ切り換えのタイミングチャート
【図５】従来の非接触ＩＣカードシステムの説明図
【図６】従来の非接触ＩＣカードシステムの説明図
【符号の説明】
１  荷物
２  搬送ライン
３  非接触ＩＤタグ
４  アンテナシステム
５  ループアンテナ
６  読取／書込装置
７ａ，７ｂ  通信用のケーブル
８  制御装置
【図１】
0004107182.tif 000002
【図２】
0004107182.tif 000003
【図３】
0004107182.tif 000004
【図４】
0004107182.tif 000005
【図５】
0004107182.tif 000006
【図６】
0004107182.tif 000007