(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナケースに内設したアンテナ、スイッチ回路およびインピーダンス回路を備え、ＩＣタグの読み取りもしくは書き込みを行うリーダライタに接続し、前記スイッチ回路を切り替えることにより、前記リーダライタと前記アンテナとの導通または切断を選択するアンテナ装置であって、前記アンテナおよび前記インピーダンス回路は前記スイッチ回路に接続し、前記スイッチ回路は伝送線を介して前記リーダライタに接続するとともに、前記スイッチ回路を切り替えて、前記アンテナを選択することにより、前記ＩＣタグとの通信ができる状態になり、前記インピーダンス回路を選択することにより、前記ＩＣタグとの通信ができない状態になるよう構成したことを特徴とするＲＦＩＤアンテナ装置。
【請求項２】
前記インピーダンス回路は、前記伝送線との特性インピーダンスが整合されていることを特徴とする、請求項１に記載のＲＦＩＤアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣタグの読み取りまたは書き込みを行うリーダライタに接続するＲＦＩＤアンテナ装置に係り、特に可搬性を有するＲＦＩＤアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣタグの読み取りまたは書き込みを行うリーダライタには、無線通信を行うためのアンテナが接続されており、リーダライタから送出された信号電力がアンテナから電波として送信されることによって、ＩＣタグとの通信を行うことができる。
【０００３】
図５は、従来のリーダライタにおける第１の構成例を示す図であり、リーダライタ６と、アンテナケース１に内設したアンテナ２を別体に設け、リーダライタ６とアンテナ２を伝送線１０で接続した構成を示すブロック図である。
【０００４】
リーダライタ６に内設した制御回路７の指示により、論理回路８で符号化・複合化を行い、高周波アナログ回路９でアナログ信号の増幅・送受信分離等を行い、伝送線１０を経由してアンテナケース１に内設したアンテナ２から、図示しないＩＣタグに向けて電波を送信することにより、ＩＣタグとリーダライタ６との通信が行われる。
【０００５】
図６は、従来のリーダライタにおけるアンテナの構成の一例を示す図であり、アンテナケース１に内設したアンテナ２には、伝送線１０として信号線１１とアース線１２からなる同軸ケーブルが接続される。
【０００６】
図７は、従来のリーダライタにおける第２の構成例を示す図である。
【０００７】
基本的な構成および動作は、図５に示した従来のリーダライタにおける第１の構成例と同様のものであるが、図７の例ではアンテナケース１にスイッチ１３を設け、制御線１４によってリーダライタ６の制御回路７に接続したものであり、スイッチ１３を操作することにより制御回路７の動作を制御し、アンテナ２からの電波の送信または停止を遠隔操作することができる。
【０００８】
このような構成は、装置が比較的大型で通信距離の長さが要求される据置型やゲート式のシステムに使用される場合が多く、アンテナ２とリーダライタ６を分離することにより、リーダライタ６自体の小型化が可能になるとともに、各部材の配置の自由度が向上し、アンテナ２のみをＩＣタグの近傍に配置したり、アンテナ２を手持ちして所望のＩＣタグにかざすことも可能となり、利便性が高まる。このような構成は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００９】
図８は、従来のリーダライタにおける第３の構成例を示す図であり、所謂ハンディ型と呼ばれる構造で、作業者が手で保持できるように、アンテナをリーダライタの本体ケースに内設して一体化したものである。
【００１０】
ハンディ型リーダライタ１６には、制御回路７、論理回路８、高周波アナログ回路９、アンテナ２が内蔵される。読み取りまたは書き込みの動作は図５および図７の例と同様であるが、図８の構成では作業者が機器を携帯して使用できるよう、内部に一次または二次の電池１５を収容している。
【００１１】
このようなハンディ型のシステムは、使用場所を選ばずに幅広い運用が可能であり、作業性が良好なことから、従来のバーコード読み取り機に替わって普及しつつある。
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−６０７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、図５に示す従来のリーダライタにおける第１の構成例のようなシステムでは、リーダライタ６からアンテナ２を経て常に電波が送信されているため、所望のＩＣタグのみならず、他のＩＣタグとも通信が行われる可能性があり、ＩＣタグの読み取りを確実に行うことができない場合があるという課題がある。
【００１４】
また、図７に示す従来のリーダライタにおける第２の構成例のようなシステムでは、通信が必要な場合にのみ電波の送信を行うことで、所望のＩＣタグとの通信が可能であるが、伝送線とは別に制御線が必要であり、装置の構成が複雑になってリーダライタの装置コストが高くなるという課題がある。
【００１５】
また、図８に示す従来のリーダライタにおける第３の構成例のようなシステムでは、機器の動作電源として電池を用いるため、連続的な使用時間に制限があるという課題があり、また消費電力を抑える必要性から電波の出力を高めることが困難であり、従ってＩＣタグとの通信距離を長くできないという課題がある。
【００１６】
本発明の目的は、前記従来技術の課題を解決し、所望のＩＣタグとの確実な通信が行えるとともに、リーダライタの価格を抑え、連続使用が可能で、通信距離が長いリーダライタ装置を実現することができるＲＦＩＤアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明によれば、アンテナケースに内設したアンテナ、スイッチ回路およびインピーダンス回路を備え、ＩＣタグの読み取りもしくは書き込みを行うリーダライタに接続し、前記スイッチ回路を切り替えることにより、前記リーダライタと前記アンテナとの導通または切断を選択するアンテナ装置であって、前記アンテナおよび前記インピーダンス回路は前記スイッチ回路に接続し、前記スイッチ回路は伝送線を介して前記リーダライタに接続するとともに、前記スイッチ回路を切り替えて、前記アンテナを選択することにより、前記ＩＣタグとの通信ができる状態になり、前記インピーダンス回路を選択することにより、前記ＩＣタグとの通信ができない状態になるよう構成したことを特徴とするＲＦＩＤアンテナ装置が得られる。
【００１９】
更に、本発明によれば、前記インピーダンス回路は、前記伝送線との特性インピーダンスが整合されていることを特徴とするＲＦＩＤアンテナ装置が得られる。
【００２０】
本発明では、スイッチ回路に接続したアンテナを内設するアンテナケースと、リーダライタを別体とし、スイッチ回路を切り替えることでリーダライタとアンテナとの導通または切断を選択するよう構成することにより、リーダライタとの導通が切断されたアンテナを所望のＩＣタグに近付けてから、スイッチ回路を操作してリーダライタとアンテナとの導通を選択することにより、不要なＩＣタグを誤って読み取ることなく、所望のＩＣタグのみとの通信を行うことができる。
【００２１】
また、本発明の構成によれば、スイッチ回路を切り替えるための制御線が不要であるため、装置の構成が簡素化され、リーダライタの価格を抑えることができる。
【００２２】
更に本発明では、アンテナとリーダライタを別体とすることで、従来のハンディ型のようにアンテナ自体をＩＣタグの設置場所に近付けるという利用方法が可能となる。またハンディ型と比べた場合、リーダライタ自体を商用電源が利用可能な場所に設置することが出来るため、消耗した電池の交換や充電の作業が不要で、長時間の連続使用や、電波出力を高めることによる通信距離の延長が可能となる。
【００２３】
なお、使用するリーダライタは、スイッチ回路によってアンテナとの導通が切断されている場合には、信号電力の送出を停止する機能を有することが望ましい。これは、アンテナとの導通が切断された状態で信号電力を送出すると、伝送線路端すなわちスイッチ回路において反射が生じ、高周波アナログ回路のアンプ等に障害を与える可能性があるためである。
【００２４】
一方、本発明のように、リーダライタに接続された伝送線とアンテナの間にスイッチ回路を介し、伝送線とアンテナとの導通が切断された場合に、インピーダンス回路を選択して導通するよう構成することで、リーダライタから送出された信号電力の反射を減少させることが可能となり、信号電力の送出を停止する機能を有さないリーダライタを用いても、上記のような機器の障害を回避することができるので、リーダライタへの適用範囲を広げることが可能となる。また、インピーダンス回路のインピーダンスを、伝送線の特性インピーダンスに整合させ、信号電力の反射を無くすよう構成すれば、上記の機器の障害を回避する効果が更に高まる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、所望のＩＣタグとの確実な通信が行えるとともに、リーダライタの価格を抑え、連続使用が可能で、通信距離が長いリーダライタ装置を実現することができるＲＦＩＤアンテナ装置の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す図である。アンテナケース１に内設されたアンテナ２はスイッチ回路３に接続し、伝送線１０を介して制御回路７、論理回路８、高周波アナログ回路９を有するリーダライタ６に接続する。
【００２８】
図２は、本発明の第１の実施の形態によるアンテナケースの構成を示す図である。
【００２９】
アンテナ２はスイッチ回路３に接続し、アンテナケース１に内設する。同軸ケーブルで構成された伝送線１０は、信号線１１がスイッチ回路３に、アース線１２はアンテナ２に接続される。図２はスイッチ回路３で導通の切断を選択した状態であり、アンテナ２と伝送線１０の信号線１１は導通していない。スイッチ回路３で導通を選択すると、アンテナ２と伝送線１０の信号線１１が導通し、ＩＣタグとの通信が可能な状態になる。
【００３０】
図１において、リーダライタ６を起動すると、高周波アナログ回路９から通信のための信号電力が送出され、伝送線１０を介してスイッチ回路３に入力される。スイッチ回路３によりアンテナ２が選択されて導通している場合は、アンテナ２から図示しないＩＣタグに向けて電波が送信され、通信が行われる。また、スイッチ回路３によりアンテナ２との導通が切断されている場合は電波が送信されないので、ＩＣタグとの通信は行われない。
【００３１】
このような構成により、アンテナ２を所望のＩＣタグに近付けて、通信が必要な時にのみ電波を送信することで、不要なＩＣタグとの通信を行うことなく、所望のＩＣタグとの確実な通信が可能となる。
【００３２】
上記構成は、アンテナケース１を手で保持し、ＩＣタグにかざして通信を行うような使用方法に適している。
【００３３】
図３は、本発明の第２の実施の形態を示す図である。アンテナケース１に内設されたアンテナ２およびインピーダンス回路５はスイッチ回路４に接続し、図１の例と同様に伝送線１０を介して制御回路７、論理回路８、高周波アナログ回路９を有するリーダライタ６に接続する。
【００３４】
図４は、本発明の第２の実施の形態によるアンテナケースの構成を示す図である。
【００３５】
アンテナケース１に内設したアンテナ２およびインピーダンス回路５をスイッチ回路４に接続し、同軸ケーブルで構成された伝送線１０は、信号線１１がスイッチ回路４に、アース線１２はアンテナ２およびスイッチ回路４に接続される。図４はスイッチ回路４でインピーダンス回路５との導通を選択した状態であり、アンテナ２と伝送線１０の信号線１１は導通していない。スイッチ回路４でアンテナ２との導通を選択すると、インピーダンス回路５と信号線１１との導通が切断され、アンテナ２と信号線１１が導通し、ＩＣタグとの通信が可能な状態になる。
【００３６】
図３において、スイッチ回路４によって伝送線１０をアンテナ２またはインピーダンス回路５のいずれかに切り替えて導通することにより、リーダライタ６から伝送線１０を経て送出された信号電力の送り先を選択する。スイッチ回路４により伝送線１０がアンテナ２と導通している場合は、図１に示した第１の実施の形態と同様にしてＩＣタグとの通信を行う。
【００３７】
一方、ＩＣタグとの通信を行わない場合は、スイッチ回路４の切り替えにより伝送線１０とインピーダンス回路５を導通することで、アンテナ２からの電波の送信を停止することができるとともに、信号電力の送出の停止機能を備えていないリーダライタを用いた場合でも、伝送線１０を伝わる信号電力が反射してリーダライタ６の高周波アナログ回路９に障害を与えることを回避することができる。
【００３８】
また、インピーダンス回路５のインピーダンスと伝送線１０の特性インピーダンスを整合させると、信号電力の反射が極めて少なくなるため、長時間ＩＣタグとの通信を行わない待機状態が続いても、機器に障害を与える可能性が更に低くなり、より好ましい。
【００３９】
なお、上記２つの実施の形態とも、スイッチ回路３または４が伝送線１０とアンテナ２の導通または切断を行うこと、あるいは伝送線１０の接続先をアンテナ２またはインピーダンス回路５より選択すること、すなわちスイッチ回路３または４を切り替えるためには、スイッチ回路３または４の切り替え手段として、アンテナケース１自体に操作スイッチを設ける構成が簡便かつ確実で望ましいが、求められる利用方法によっては、リーダライタ６側から伝送線１０を経由してスイッチ回路３または４を操作する信号を送出し、スイッチ回路３または４を遠隔操作で切り替える構成とすることもできる。
【００４０】
以上、図面を用いて本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれら実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、部材や構成の変更があっても本発明に含まれる。例えば、前記実施の形態では作業者がアンテナケース１を手で保持して操作する運用方法を想定して説明しているが、機器の使用状況によっては必ずしもそのような構造である必要はなく、アンテナケースを固定設置したり、スイッチ操作を手動によらず、例えば機器の上に置いた物品の重量によってスイッチを入れるような構成をとっても、同様に本発明の実施の形態を成すことは言うまでもない。すなわち、当業者であれば当然なしえるであろう各種変形や修正もまた、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態によるアンテナケースの構成を示す図。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す図。
【図４】本発明の第２の実施の形態によるアンテナケースの構成を示す図。
【図５】従来のリーダライタにおける第１の構成例を示す図。
【図６】従来のリーダライタにおけるアンテナの構成の一例を示す図。
【図７】従来のリーダライタにおける第２の構成例を示す図。
【図８】従来のリーダライタにおける第３の構成例を示す図。
【符号の説明】
【００４２】
１    アンテナケース
２    アンテナ
３、４    スイッチ回路
５    インピーダンス回路
６    リーダライタ
７    制御回路
８    論理回路
９    高周波アナログ回路
１０    伝送線
１１    信号線
１２    アース線
１３    スイッチ
１４    制御線
１５    電池
１６    ハンディ型リーダライタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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