(57)【要約】【課題】本発明は複数のアンテナを切り換えるリーダ装置において、アンテナの切換えに時間がかかるという課題を有していた。また、アンテナが接続済みか未接続か判明出来ず、通信エラーを起こし、インピーダンスの不安定により送信部を破損するという課題を有していた。【解決手段】リーダ装置は、制御部１０によりアンテナ切換スイッチ４を順次切り換えていき、その切り換えと同期してインピーダンス回路部をＯＮ／ＯＦＦし、アンテナ１が接続されておればインピーダンス回路部６と並列接続となりインピーダンスの低下が起こり、送信部２から出力される搬送波の波高値の低下につながり、これを波高値検出部８を通じて波高値比較部９が検出し、その切り換えたアンテナポート３にアンテナ１が接続されたことを自動的に選出する。【選択図】図３
2009080516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を格納した情報記憶担持体と送受信するための複数のアンテナと、
当該複数のアンテナと１対１対応にて接続する複数のアンテナポートと、
当該複数のアンテナポートに１対１対応する複数のアンテナ切換スイッチと、
前記複数のアンテナ切換スイッチと連結し、前記アンテナポートを介して前記アンテナから搬送波を出力するための送信部と、を備え、前記アンテナを介して受信した上記情報記憶担持体からの情報を読み取るリーダ装置において、
当該アンテナ切換スイッチと前記送信部との間に連結されたインピーダンス回路部と、当該インピーダンス回路部の作動切り換えを行うインピーダンス回路作動スイッチ部と、前記複数のアンテナ切換スイッチの接続切り換えを行うアンテナ切換設定部と、前記インピーダンス回路部のインピーダンス値を検出する波高値検出部と、当該波高値検出部が検出したインピーダンス値と所定値とを比較する波高値比較部と、前記各部の制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記送信部から搬送波を送出させた状態にて、前記アンテナ切換設定部により前記各アンテナ切換スイッチを順次接続切り換えさせ、かつ、当該アンテナポートの切り換えに同期して前記インピーダンス回路作動スイッチ部を作動させ、前記波高値比較部が所定値より低いインピーダンス値を検出した場合に、前記制御部は、前記送信部に制御信号を含んだ搬送波の送信を開始させることを特徴とするリーダ装置。
【請求項２】
請求項１記載のリーダ装置において、前記制御部は、前記アンテナ切換設定部により前記アンテナ切換スイッチを作動切り換えさせて前記アンテナポートを当該アンテナ配列の所定方向に順次切り換えることを特徴とするリーダ装置。
【請求項３】
請求項１記載のリーダ装置において、前記インピーダンス回路部が比較する上記所定値として、当該各アンテナとほぼ等しいインピーダンス値であることを特徴とするリーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁場における誘導結合を用いた非接触型のリーダ装置において、１台の当該リーダ装置が複数のアンテナを制御するリーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、鉄道の自動改札機や建物への入退出管理にリーダ装置を用い、また、商品棚の商品管理に或いはファイル棚のファイル管理等に、１台のリーダ装置で複数台のアンテナを制御するリーダライタシステム等が導入されている。
【０００３】
このような従来のシステムでは、例えば、１３．５６ＭＨｚタイプのリーダライタや、ＵＨＦのリーダライタのように、１台のリーダライタで複数のアンテナポートを持ち、どのアンテナポートにアンテナが接続されたか、事前に操作者が接続したポート番号を記憶して、リーダライタの設定を該当作業者が間違いなく設定する必要がある。
【０００４】
従来の製品では、更に複数のアンテナポートを順次切り換えて、アンテナの接続あるいは未接続を問わず、順次アンテナポートに送信電力を送付し、情報記憶担持体とアンテナとの通信を行う方法が取られている。より具体的には、１台のリーダ装置で複数のアンテナを制御する制御部とアンテナ切換部を持ち、アンテナ切換部に対して制御部より制御信号を順次送信して複数のアンテナを切り換えている。尚、この従来の技術において、複数のアンテナに対して制御部は、切換部によるアンテナの選択開始から切り換え終了までの間、リーダ装置の送受信動作を停止する方法（例えば、特許文献１）が採用されている。
【特許文献１】特開２００１−５２１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のリーダ装置では、１台のリーダ装置で各所に設置された複数のアンテナを制御する場合、アンテナの接続あるいは未接続を問わず、操作者がアンテナを手動により順次切り換えるアンテナ切換方法が取られている。しかしながら、アンテナを順次切り換えるには、長い時間を要し作業効率が極めて落ちてしまうという課題を有していた。
【０００６】
また、アンテナが接続済みか未接続か判断出来ず、未接続のアンテナへデータ、制御信号等を送信し、ノイズを受信したりして通信エラーを起こし、また、インピーダンスの不安定により、送信回路が発振し過剰電流が流れ、送信部を破損するという不具合を生じていた。
【０００７】
そこで、本発明は、複数のアンテナの切り換えを自動でおこない、短時間にて記憶媒体からの情報を読み取るリーダ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】
【０００８】
本発明のリーダ装置は、上記課題を解決するために、情報を格納した情報記憶担持体と送受信するための複数のアンテナと、当該複数のアンテナと１対１対応接続する複数のアンテナポートと、当該複数のアンテナポートに１対１対応する複数のアンテナ切換スイッチと、前記複数のアンテナ切換スイッチと連結し、前記アンテナポートを介して前記アンテナから搬送波を出力するための送信部と、を備え、前記アンテナを介して受信した上記情報記憶担持体からの情報を読み取るリーダ装置において、当該アンテナ切換スイッチと前記送信部との間に連結されたインピーダンス回路部と、当該インピーダンス回路部の作動切り換えを行うインピーダンス回路作動スイッチ部と、前記複数のアンテナ切換スイッチの接続切り換えを行うアンテナ切換設定部と、前記インピーダンス回路部のインピーダンス値を検出する波高値検出部と、当該波高値検出部が検出したインピーダンス値と所定値とを比較する波高値比較部と、前記各部の制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記送信部から搬送波を送出させた状態にて、前記アンテナ切換設定部により前記各アンテナ切換スイッチを順次接続切り換えさせ、かつ、当該アンテナポートの切り換えに同期して前記インピーダンス回路作動スイッチ部を作動させ、前記波高値比較部が所定値より低いインピーダンス値を検出した場合に、前記制御部は、前記送信部に制御信号を含んだ搬送波の送信を開始させるように構成した。
【０００９】
従って、アンテナポートの切り換により、アンテナを切り換えて、インピーダンス回路部に接続されているアンテナを自動的に検出し、送信部が制御信号を含んだ搬送波を送信する。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明では、アンテナの切り換えを自動で行い、短時間で複数の記憶媒体からの各情報を読み取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
請求項１の発明は、情報を格納した情報記憶担持体と送受信するための複数のアンテナと、当該複数のアンテナと１対１対応接続する複数のアンテナポートと、当該複数のアンテナポートに１対１対応する複数のアンテナ切換スイッチと、上記複数のアンテナ切換スイッチと連結し、上記アンテナポートを介して上記アンテナから搬送波を出力するための送信部と、を備え、上記アンテナを介して受信した上記情報記憶担持体からの情報を読み取るリーダ装置において、当該アンテナ切換スイッチと上記送信部との間に連結されたインピーダンス回路部と、当該インピーダンス回路部の作動切り換えを行うインピーダンス回路作動スイッチ部と、上記複数のアンテナ切換スイッチの接続切り換えを行うアンテナ切換設定部と、上記インピーダンス回路部のインピーダンス値を検出する波高値検出部と、当該波高値検出部が検出したインピーダンス値と所定値とを比較する波高値比較部と、上記各部の制御を行う制御部と、を備え、上記制御部は、上記送信部から搬送波を送出させた状態にて、上記アンテナ切換設定部により上記各アンテナ切換スイッチを順次接続切り換えさせ、かつ、当該アンテナポートの切り換えに同期して上記インピーダンス回路作動スイッチ部を作動させ、上記波高値比較部が所定値より低いインピーダンス値を検出した場合に、上記制御部は、上記送信部に制御信号を含んだ搬送波の送信を開始させるように構成した。
【００１２】
また、請求項２の発明は、請求項１記載のリーダ装置において、上記制御部は、上記アンテナ切換設定部により上記アンテナ切換スイッチを作動させて上記アンテナポートを当該アンテナ配列の所定方向に順次切り換えるように構成した。この構成により、複数のアンテナポートをランダムに切り換えるよりも複数のタグの情報を当該読取抜けを防ぎながら迅速に読み取ることができる。
【００１３】
また、請求項３の発明は、請求項１記載のリーダ装置において、上記インピーダンス回路部が比較する上記所定値として、当該各アンテナにほぼ等しいインピーダンス値であるように構成した。この構成により、波高値比較部による比較が容易になる。
【００１４】
（実施の形態）
以下、本発明のリーダ装置に関する実施の形態の全体概略構成とその使用状況について、図１を参照して詳細に説明する。リーダ装置Ａは、遠方に配置された複数のアンテナセレクションＢと連結され、当該複数のアンテナセレクションＢも互いに数メータ以上離隔されて配置されている。無線タグＴは、物品（図示せず）の上面に貼り付けられ、上記複数のアンテナの近傍に置かれている。
【００１５】
このような配置状況にて、リーダ装置Ａは、複数のアンテナセレクションＢが受信した無線タグＴからの通信情報（電波又は磁気）を受けて、当該情報からＩＤ等を読み取り、制御部内の記憶部（図示せず）に格納する。
【００１６】
次に、図２に沿って、リーダ装置Ａの概略構成について説明する。
【００１７】
リーダ装置Ａにおいて、送信セクションは、無線タグへの送信信号を生成し、アンテナ切換セクションＡ４とアンテナセクションを介して送出する。受信セクションＡ３は、無線タグＴから送られてきた無線信号をアンテナセクションＢ及びアンテナ切換セクションＡ４を介して受信し、当該無線信号からＩＤ等を読み取る。制御セクションＡ２は、上記送信セクションＡ１、受信セクションＡ３、アンテナ切換セクションＡ４の制御を行う。
【００１８】
更に、図３に沿って、リーダ装置Ａの構成について更に詳細に説明する。
【００１９】
先ず、送信セクションＡ１（図２参照）は、送信部２、インピーダンス回路部６、波高値検出部８、及び波高値比較部９を備えている。送信セクションＡ１の送信部２は、アンテナ切換セクションＡ４（図２参照）のアンテナポート３及びアンテナ切換スイッチ４（後述）を介してアンテナ１に制御信号を含む搬送波を出力するものであり、搬送波のみを出力することも、制御信号を含む搬送波を出力することも可能である。
【００２０】
インピーダンス回路部６は、アンテナ切換スイッチ４と送信部２との間に連結されている。また、インピーダンス回路動作スイッチ部７は、インピーダンス回路部６の作動をＯＮ／ＯＦＦさせる。
【００２１】
更に、波高値検出部８は、インピーダンス回路部６と接続され、当該インピーダンス回路６、接続されているアンテナおよび送信部との間の波高値を検出する。
【００２２】
更に、波高値比較部９は、波高値検出部の波高値を検出する。また、１０は、上記各部の制御を行う制御部である。受信セクションＡ３は、その構成において従来と変わらず、詳細な説明は省略する。
【００２３】
次に、アンテナセクションＢ（図２参照）は、複数のアンテナ１〜ｘを有し、各種の情報を格納した無線タグ（情報記憶担持体）Ｔと送受信するためのものである。
【００２４】
また、アンテナセクションＢ（図２参照）の複数のアンテナポート３は、複数あるアンテナ１の各アンテナに１対１対応にて接続されている。また、各アンテナは、アンテナ切換スイッチ４が接続状態のときに送信部２と連結して送信部からの搬送波を送出する。
【００２５】
次に、アンテナ切換セクションＡ４（図２参照）は、アンテナポート３、アンテナ切換スイッチ４、アンテナ切換設定部５を備えている。
【００２６】
アンテナ切換セクションＡ４の複数のアンテナ切換スイッチ４は、上記複数のアンテナポートと１対１対応に設けられており、各アンテナポート３と、送信セクションＡ１（図２参照）の送信部２およびインピーダンス回路部６との接続切換を行う。更に、アンテナ切換スイッチ４は、一列に配列された複数のアンテナポート３について、当該ポートの隣からその隣へと順次切換接続するようにアンテナ切換設定部５により制御される。
【００２７】
また、アンテナ切換設定部５は、制御部１０（図２の制御セクションＡ２）と接続しており、かつアンテナ切換スイッチ４の切換動作が設定され、その設定順によりアンテナ切換スイッチ４の順次動作切換を行う。
【００２８】
尚、アンテナ１は、上述の通り複数のアンテナ（１〜ｘ）を有し、一定のインピーダンス値を有している。また、アンテナ切換スイッチ４は、複数のアンテナポート３を切り換えるスイッチであり、ＰＩＮダイオード等で構成されている。
【００２９】
よって、制御部１０の制御により、アンテナ切換設定部５は、どのアンテナポート３と送信部２とを連結するかを制御信号により設定する。
【００３０】
以上のように構成されたリーダ装置について、図４及び図５に沿って、以下にその動作を説明する。
【００３１】
以下、図５の動作フローチャートに沿って、どのアンテナポート３にアンテナ１のアンテナが連結されたかを選出する方法について説明する。
【００３２】
尚、ここで、任意のアンテナポート３のｎ番にアンテナ１のアンテナｎ番が接続されているとする。
【００３３】
初めに、送信部２は、上述のようにアンテナ１と情報を格納した無線タグ（情報記憶担持体）との送受信を可能とするための搬送波を出力する。次に、制御部１０は、アンテナ切換設定部５を介してアンテナ切換スイッチ４を当該配列方向に沿って順次切り換え（ステップ１）、その都度インピーダンス切換スイッチ部７と同期して、インピーダンス回路部６をＯＮ／ＯＦＦする（図４参照）。
【００３４】
図４は、各アンテナ切換スイッチの動作順序を示すものであり、縦軸に時間、横軸に各アンテナ切換スイッチのＯＮ、ＯＦＦ動作のタイミングが示されている。
【００３５】
当該アンテナポートの切換中に、アンテナポート３のアンテナポートｎに切り換わったとき、アンテナ１のアンテナｎが接続されているため、上記接続されているアンテナ１とインピーダンス回路部６とは並列接続状態となり、上記検出部８により検出されるインピーダンス値が低下する。インピーダンス値が低下すると送信部２より送信される搬送波の波高値が低下し、この波高値の低下を波高値検出部８によって検出する（ステップ２）。
【００３６】
具体的かつ詳細には、波高値検出部８では搬送波を検波することにより電圧レベルに変換し、次の波高値比較部９でアンテナ１が未接続時の波高値、即ち、電圧レベルと比較することにより、アンテナ１が接続されたことを検出する。
【００３７】
従って、ステップ２にて、インピーダンス値の低下を波高値比較部９により検出し、制御部１０へ低下したことを通知すると、制御部１０はアンテナポート３のｎ番にアンテナ１のｎ番が接続されていることを検出することができる。
【００３８】
尚、この実施の形態において、上記インピーダンス回路部６が、比較する上記所定値として、当該アンテナ１にほぼ等しいインピーダンス値を備えている。
【００３９】
従って、本実施の形態によれば、任意のアンテナポート３のｎ番にアンテナ１のｎ番が接続された場合、インピーダンス回路部６の所定値が当該アンテナ１にほぼ等しいため、並列接続によりインピーダンス値は約２分の１となり、容易にインピーダンスの低下が検知できる。即ち、アンテナ１のうちのどのアンテナが接続されたかを容易に選出できる。
【００４０】
尚、送信部２から出力される搬送波を波高値検出部８を通じて検波し、波高値比較部９にて、アンテナ１が接続されているときの電圧レベルと接続されていないときの電圧レベルとを比較することでアンテナ１が接続されていることを知ることもできる。
【００４１】
ここで、本実施の形態によれば、任意のアンテナポート３のｎ番にアンテナ１のｎ番が接続された場合、インピーダンス値の低下が容易に検出され、極めて容易にアンテナ１が接続されていることを検出することができる（ステップ３）。
【００４２】
次に、制御部１は、接続されているアンテナ１を介して送信部２からの上記制御信号が含まれた搬送波を自動的に送信する（ステップ４）。
【００４３】
これにより、本装置は、無線タグ（情報記憶担持体）からの各種情報を受信して読み取ることができる。
【００４４】
以上のように、本実施の形態によれば複数のアンテナが接続できるリーダ装置において、搬送波の波高値を比較することによりアンテナ１が接続されたか否かを自動的に選出でき、未接続のアンテナポート３に送信部２の出力信号が送信されることによって、インピーダンスの不安定から送信回路が発振し、過剰電流が流れ送信部２の破損をおこすという不具合を防ぐことができる。
【００４５】
また、本実施の形態によれば、複数のアンテナが接続できるリーダ装置において、インピーダンスの低下を容易に検出し、アンテナが接続されたか否かを自動的に検出でき、誤ってアンテナ１が接続されていないアンテナポート３にデータや制御信号を送信し、アンテナ１が未接続のため正常な信号を受信できず、誤ってノイズ等を受信信号と誤認し、通信できないという通信エラーを防ぐことができる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態によれば複数のアンテナ１が接続できるリーダ装置において、インピーダンスの低下により、また波高値を比較することにより、アンテナ１が接続されたか否かを自動的に選出でき、その後の通信は接続されているアンテナとのみ通信が出来て、アンテナ切換時間の短縮が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明のリーダ装置は、複数のアンテナが接続可能なリーダ装置であり、どのアンテナポート３にアンテナが接続されたか予め自動的に判別でき、通信時間の短縮、通信エラーの防止、および送信部２の破損を防ぐことが可能となるので、リーダ装置において非常に有効であり、産業上の利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態におけるリーダ装置の一使用形態回路における外観構成図
【図２】本発明の実施の形態におけるリーダ装置の全体機能構成図
【図３】本発明の実施の形態におけるリーダ装置の詳細全体機能構成図
【図４】本発明の実施の形態におけるリーダ装置のスイッチ切り換え動作を示す図
【図５】本発明の実施の形態におけるリーダ装置の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００４９】
１    アンテナ
２    送信部
３    アンテナポート
４    アンテナ切換スイッチ
５    アンテナ切換設定部
６    インピーダンス回路部
７    インピーダンス回路作動スイッチ部
８    波高値検出部
９    波高値比較部
１０    制御部
Ａ    リーダ装置
Ｂ    アンテナセクション
Ｔ    無線タグ
【図１】
2009080516.tif 000003
【図２】
2009080516.tif 000004
【図３】
2009080516.tif 000005
【図４】
2009080516.tif 000006
【図５】
2009080516.tif 000007