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Patent Searching and Data


Title:
RFID TAG READER AND ANTENNA UNIT FOR RFID TAG
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/119494
Kind Code:
A1
Abstract:
A control unit (100) generates a control signal for selecting an antenna unit (200), and transmits the control signal to the antenna unit (200). Based on the antenna selection control signal, each antenna unit (200) controls impedance of a matching circuit (212) to match when the own antenna unit (200) is selected, and controls impedance of the matching circuit (212) not to match when the own antenna unit (200) is not selected.

Inventors:
MATSUMOTO NAOTO (JP)
KUWAKO YUJI (JP)
TABATA MASARU (JP)
SATOU MASAAKI (JP)
SHIMAMOTO GAKU (JP)
KASHIHARA TATSUKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/055645
Publication Date:
October 01, 2009
Filing Date:
March 23, 2009
Export Citation:
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Assignee:
SANDEN CORP (JP)
MATSUMOTO NAOTO (JP)
KUWAKO YUJI (JP)
TABATA MASARU (JP)
SATOU MASAAKI (JP)
SHIMAMOTO GAKU (JP)
KASHIHARA TATSUKI (JP)
International Classes:
G06K17/00; H01Q3/24; H01Q7/00; H04B5/02
Foreign References:
JP2006268627A2006-10-05
JP2006203466A2006-08-03
JP2006115202A2006-04-27
JPH04140685A1992-05-14
JP2001308635A2001-11-02
JP2000068909A2000-03-03
JP2007336436A2007-12-27
JP2003168914A2003-06-13
JP2001118037A2001-04-27
Other References:
See also references of EP 2259212A4
Attorney, Agent or Firm:
YOSHIDA, KIYOTAKA (JP)
Kiyotaka Yoshida (JP)
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Claims:
 RFIDタグとの通信用の複数のアンテナ素子と、
 RFIDタグとの通信用信号を処理する高周波回路と、
 アンテナ素子と高周波回路とを接続する信号線と、
 アンテナ素子選択用の制御信号を出力する制御手段と、
 アンテナ素子に対する高周波信号のインピーダンス整合を図る整合手段と、
 制御手段の制御信号で選択されたアンテナ素子に対しては高周波信号のインピーダンス整合を整合させるとともに非選択のアンテナ素子に対しては高周波信号のインピーダンス整合を非整合に制御する整合制御手段とを備え、
 一のアンテナ素子に対して高周波信号のインピーダンス整合が図られている間は該アンテナ素子と隣り合う他のアンテナ素子に対しては高周波信号のインピーダンス整合を非整合にする
 ことを特徴とするRFIDタグ読取装置。
 前記整合制御手段は整合手段における回路定数を変更する
 ことを特徴とする請求項1記載のRFIDタグ読取装置。
 整合手段・整合制御手段の組をアンテナ素子毎に設けた
 ことを特徴とする請求項1記載のRFIDタグ読取装置。
 複数のアンテナ素子のうち同時に選択されるアンテナ素子の数は1である
 ことを特徴とする請求項1記載のRFIDタグ読取装置。
 高周波回路からアンテナ素子に出力する高周波信号に前記制御信号を重畳する重畳手段と、
 信号線を介して重畳手段から入力された重畳信号を高周波信号及び制御信号に分離し、分離した高周波信号を前記整合回路に供給するとともに分離した制御信号を前記整合制御手段に供給する分離手段とを備えた
 ことを特徴とする請求項1記載のRFIDタグ読取装置。
 前記分離手段・整合手段・整合制御手段の組をアンテナ素子毎に設けた
 ことを特徴とする請求項6記載のRFIDタグ読取装置。
 複数のアンテナユニットを有し、各アンテナユニットにアンテナ素子を1つずつ配置した
 ことを特徴とする請求項1記載のRFIDタグ読取装置。
 アンテナユニットを有し、アンテナユニットに複数のアンテナ素子配置した
 ことを特徴とする請求項1記載のRFIDタグ読取装置。
 各アンテナ素子はループアンテナ素子からなり、各ループアンテナ素子は同一平面上に配置されており、且つ、一のループアンテナ素子の一部が隣り合う他のループアンテナ素子の一部と重なり合っている
 ことを特徴とする請求項8記載のRFIDタグ読取装置。
 各ループアンテナ素子は8の字状に巻回されている
 ことを特徴とする請求項9記載のRFIDタグ読取装置。
 各ループアンテナ素子は複数の小ループが形成されるように中間部が捻ってあり且つループアンテナ素子に通電した際に各小ループにより形成される磁界の向きが隣り合う小ループ間で逆方向になっている
 ことを特徴とする請求項9記載のRFIDタグ用アンテナ装置。
 通信範囲内にあるRFIDタグの読み取り用のアンテナユニットにおいて、
 同一平面上に配置した複数のループアンテナ素子を備え、且つ、一のループアンテナ素子の一部が隣り合う他のループアンテナ素子の一部と重なり合っている
 ことを特徴とするRFIDタグ用アンテナユニット。
 各ループアンテナ素子は8の字状に巻回されている
 ことを特徴とする請求項1記載のRFIDタグ用アンテナユニット。
 各ループアンテナ素子は複数の小ループが形成されるように中間部が捻ってあり且つループアンテナ素子に通電した際に各小ループにより形成される磁界の向きが隣り合う小ループ間で逆方向になっている
 ことを特徴とする請求項1記載のRFIDタグ用アンテナユニット。
 各ループアンテナ素子毎に整合回路を備えた
 ことを特徴とする請求項12乃至14何れか1項記載のRFIDタグ用アンテナユニット。
Description:
RFIDタグ読取装置及びRFIDタグ用 ンテナユニット

 本発明は、物流などの分野で流通物に貼 されるRFIDタグから、該RFIDタグに予め設定 れた固有識別子を非接触で読み取るRFIDタグ 取装置に関する。

 この種のRFIDタグ読取装置(以下単に「読取 置」と言う。)は、RFIDタグとの通信用のアン テナと、該アンテナに接続した高周波回路と が必須の構成要素である。これらの構成要素 は、読取装置の使用用途等に応じて種々の実 装形態が採用される。例えば特許文献1に示 ように、店舗の棚に陳列されている商品に 付されているRFIDタグを読み取る事を目的と た場合には、棚板の上面又は底面に該棚板 ほぼ同面積の薄型のアンテナユニットを付 する。高周波回路は棚の適切な箇所に付設 た筐体に収容される。高周波回路とアンテ ユニットとは所定の特性インピーダンスを する同軸ケーブルで接続される。アンテナ ニットは、ループアンテナ素子と、インピ ダンス整合を図る整合回路とを備えている このような読取装置では、棚に陳列されて る多数の商品についてRFIDタグの固有識別子 を順次読み取り、読み取ったデータをコンピ ュータなどの機器に送信する。

特開2001-118037号公報

 ところで、上述したように棚に陳列され いる商品のRFIDタグを読み取る場合、棚のど の位置に置かれた商品のRFIDタグであるかを 識するために1つの棚に対して複数のアンテ ユニットを並べて設置する必要がある。ま 、棚面積が大きいときにも同様に複数のア テナユニットを並べて設置する場合がある さらに、複数のアンテナユニットを並べる わりに、1つのアンテナユニット内に複数の ループアンテナ素子を並べて設ける場合があ る。このように複数のアンテナ(アンテナユ ット又はループアンテナ素子)を有する場合 読取装置は各アンテナ毎に読取処理を順次 り返す。

 しかし、あるアンテナに対してRFIDタグと の通信のために給電を行うと、該アンテナに 隣り合う他のアンテナが干渉して、所望のア ンテナによる読み取り範囲が狭まってしまう という問題があった。

 また、上述のように、1つのアンテナユニ ット内に複数のループアンテナ素子を並べて 設けた場合、アンテナユニット上のどこに商 品を置いてもRFIDタグとループアンテナ素子 距離を小さく維持することができる。これ よりRFIDタグの読み取り精度を向上させるこ ができる。しかし、この場合には、多数の ープアンテナ素子に対する制御が必要とな ので装置の複雑化・高コスト化を招く。す わち、アンテナユニット内のループアンテ 素子数については、読み取り精度と複雑化 高コスト化がトレードオフの関係にある。 のため、最適なアンテナユニットが求めら ている。

 本発明の第1の目的は、読み取り範囲の広 いRFIDタグの読取装置を提供することにある また、本発明の第2の目的は、読み取り精度 良好で且つ複雑化・高コスト化を最小限に えることができるアンテナを提供すること ある。

 上記目的を達成するために、本発明に係 RFIDタグ読取装置は、RFIDタグとの通信用の 数のアンテナ素子と、RFIDタグとの通信用信 を処理する高周波回路と、アンテナ素子と 周波回路とを接続する信号線と、アンテナ 子選択用の制御信号を出力する制御手段と アンテナ素子に対する高周波信号のインピ ダンス整合を図る整合手段と、制御手段の 御信号で選択されたアンテナ素子に対して 高周波信号のインピーダンス整合を整合さ るとともに非選択のアンテナ素子に対して 高周波信号のインピーダンス整合を非整合 制御する整合制御手段とを備え、一のアン ナ素子に対して高周波信号のインピーダン 整合が図られている間は該アンテナ素子と り合う他のアンテナ素子に対しては高周波 号のインピーダンス整合を非整合にするこ を特徴とする。

 本発明によれば、複数のアンテナ素子の ち一のアンテナ素子が選択されると当該ア テナ素子のインピーダンス整合が図られ、 アンテナ素子と隣り合う他のアンテナ素子 インピーダンス整合は不整合となる。これ より、一のアンテナ素子により形成される 磁界が隣り合う他のアンテナ素子と結合す ことを防止できる。このような結合は、一 的に一のアンテナ素子により形成される電 界の形成範囲を狭める。したがって、本発 によれば、RFIDタグの読み取り範囲の狭小化 を防止できる。

 なお、前記整合制御手段の具体的な動作 一例としては、整合手段における回路定数 変更するものが挙げられる。また、本発明 好適な態様の一例としては、整合手段・整 制御手段の組をアンテナ素子毎に設けたこ を特徴とするものが挙げられる。さらに、 発明の好適な態様の他の例としては、複数 アンテナ素子のうち同時に選択されるアン ナ数は1であることを特徴とするものが挙げ られる。

 また、本発明の好適な態様の一例として 、さらに、高周波回路からアンテナ素子に 力する高周波信号に前記制御信号を重畳す 重畳手段と、信号線を介して重畳手段から 力された重畳信号を高周波信号及び制御信 に分離し、分離した高周波信号を前記整合 路に供給するとともに分離した制御信号を 記整合制御手段に供給する分離手段とを備 たことを特徴とするものが挙げられる。

 本発明によれば、アンテナ素子選択用の 御信号を高周波信号を伝送する信号線に重 させて伝送させているので、制御信号伝送 の信号線を別途設ける必要がない。これに り設置性が向上する。

 また、本発明の好適な態様の一例として 、複数のアンテナユニットを有し、各アン ナユニットにアンテナ素子を1つずつ配置し たものが挙げられる。他の例としては、アン テナユニットを有し、アンテナユニットに複 数のアンテナ素子配置したものが挙げられる 。

 後者のアンテナユニットのさらに具体的 例としては、各アンテナ素子はループアン ナ素子からなり、各ループアンテナ素子は 一平面上に配置されており、且つ、一のル プアンテナ素子の一部が隣り合う他のルー アンテナ素子の一部と重なり合っているも が挙げられる。さらに具体的な例としては 各ループアンテナ素子は8の字状に巻回され ているものが挙げられる。他の具体的な例と しては、各ループアンテナ素子は複数の小ル ープが形成されるように中間部が捻ってあり 且つループアンテナ素子に通電した際に各小 ループにより形成される磁界の向きが隣り合 う小ループ間で逆方向になっているものが挙 げられる。

 このようなアンテナユニットでは、一の ープアンテナ素子の内側に配置され当該一 ループアンテナ素子では読み取りが困難で ったRFIDタグであっても、他のループアンテ ナ素子により読み取れる可能性が増大する。 したがって、ループアンテナ素子の数を最小 限に抑えつつ読み取り精度の向上が図れる。

 本発明の前記以外の目的、構成及び効果 、以下の詳細な説明において明らかとなる

 以上説明したように本発明に係るRFIDタグ 読取装置によれば、複数のアンテナのうち一 のアンテナが選択されると当該アンテナのイ ンピーダンス整合が図られ、該アンテナと隣 り合う他のアンテナのインピーダンス整合は 不整合となる。これにより、一のアンテナに より形成される電磁界が隣り合う他のアンテ ナと結合することを防止できる。このような 結合は、一のアンテナにより形成される電磁 界の形成範囲を狭める。したがって、RFIDタ の読み取り範囲の狭小化を防止できる。

 また、本発明に係るアンテナユニットに れば、一のループアンテナ素子のループの 側に、隣り合う他のループアンテナ素子が 置される。これにより、一のループアンテ 素子の内側に配置され当該一のループアン ナ素子では読み取りが困難であったRFIDタグ であっても、他のループアンテナ素子により 読み取れる可能性が増大する。したがって、 ループアンテナ素子の数を最小限に抑えつつ 読み取り精度の向上が図れる。

第1の実施の形態に係るRFIDタグ読取装 の構成図 第1の実施の形態に係る制御ユニットの 機能ブロック図 第1の実施の形態に係るアンテナユニッ トの内部構造を説明する上面図 第1の実施の形態に係るアンテナユニッ トの機能ブロック図 第1の実施の形態に係る集中制御装置の 機能ブロック図 増幅回路の出力信号を説明する図 制御信号を説明する図 伝送信号を説明する図 第2の実施の形態に係るアンテナユニッ トの機能ブロック図 第3の実施の形態に係る制御ユニット 機能ブロック図 第3の実施の形態に係るアンテナユニ トの機能ブロック図 第4の実施の形態に係る制御ユニット 機能ブロック図 第4の実施の形態に係るアンテナユニ トの機能ブロック図 第5の実施の形態に係るアンテナユニ トの内部構造を説明する上面図 第6の実施の形態に係るアンテナユニ トの内部構造を説明する上面図 第6の実施の形態の他の例に係るアン ナユニットの内部構造を説明する上面図

符号の説明

10…商品、11…RFIDタグ、100…制御ユニット 102…タグ通信制御部、130,131…直流バイアス 印加回路、150,151…制御信号生成部、200…ア テナユニット、202,202a~202d…ループアンテナ 210…整合回路ユニット、211…直流交流分離 路、212…整合回路、213…制御信号識別回路 214…インピーダンス調整回路、215…スイッ 回路、216…スイッチ制御回路、400…同軸ケ ブル、410,420…制御信号用ケーブル

 (第1の実施の形態)
 本願発明の一実施の形態に係るRFIDタグの読 取装置について図面を参照して説明する。図 1はRFIDタグ読取装置の全体構成図、図2は制御 ユニットの機能ブロック図である。

 本実施の形態に係る読取装置は、ショー ース1に陳列されている商品10に付設されて るRFIDタグ11から該RFIDタグ11の固有識別子と ての固有番号を読み取る用途で用いるもの する。

 ショーケース1は、商品10を陳列するため 複数段の商品棚2と、商品10を冷却するため 冷却機構(図示省略)とを備えている。冷却 構については従来周知のものと同様なので こでは説明を省略する。各商品棚2の上面に 、陳列されている商品10のRFIDタグ11と通信 るための複数(本実施の形態では4つ)のアン ナユニット200a~200dが設けられている。各ア テナユニット200a~200dは、各商品棚2の上面に いて左右方向に並んで配置されている。ま 、ショーケース1は、各アンテナユニット200 a~200dと同軸ケーブル400a~400dを介して接続した 制御ユニット100と、各制御ユニット100を集中 制御する集中制御装置300とを備えている。制 御ユニット100は、接続する各アンテナユニッ ト200a~200dを用いてRFIDタグ11から該タグに予め 設定されている固有番号を読み取る。集中制 御装置300は、各制御ユニット100で読み取った RFIDタグ11の固有番号を集計し、該集計データ を店舗に設置されたコンピュータ50に送信す 。本実施の形態に係るRFIDタグの読取装置は 、前記制御ユニット100と各アンテナユニット 200a~200dとを同軸ケーブル400a~400dで接続したも のである。

 制御ユニット100は、図2に示すように、集 中制御装置300と接続するための通信インタフ ェイス101と、RFIDタグ11との通信を制御するタ グ通信制御部102と、タグ通信制御部102の出力 信号を高周波信号に変調する変調回路111と、 搬送波を生成する発振回路112と、高周波信号 を増幅する増幅回路120と、増幅回路120からの 高周波信号に直流バイアスを印加する直流バ イアス印加回路130とを備えている。また、制 御ユニット100は、各アンテナユニット200a~200d から受信した高周波信号を増幅する増幅回路 140と、高周波信号から通信信号を復調する復 調回路113とを備えている。さらに、制御ユニ ット100は、アンテナユニット200a~200dの選択用 の制御信号を生成する制御信号生成部150を備 えている。なお、前記変調回路111・復調回路 113・発振回路112は、専用の通信用IC110に実装 れている。

 制御信号生成部150は、タグ通信制御部102 らアンテナユニット200a~200dの選択指示に基 きアンテナ選択用の制御信号を生成・送出 る。該アンテナ選択用の制御信号は、各ア テナユニット200a~200dに対応した電圧値の直 信号である。各アンテナユニット200a~200dに 応した電圧値はそれぞれ異なる値である。 流バイアス印加回路130は、制御信号生成部1 50による制御信号の電圧値で、増幅回路120か の高周波信号に直流バイアスを印加する。 言すれば、直流バイアス印加回路130は、制 信号を高周波信号に重畳させている。

 次に各アンテナユニット200a~200dの構成に いて図3及び図4を参照して説明する。図3は ンテナユニットの内部の構造を説明する上 図、図4はアンテナユニットの機能ブロック 図である。なお、各アンテナユニット200a~200d は同一構成なので、図3及び図4では符号の添 字は省略した。

 図3に示すように、アンテナユニット200は 、薄箱状の筐体201の内部に設けたループアン テナ202と、ループアンテナ202と接続した整合 回路ユニット210とを備えている。ループアン テナ202は、例えば銅箔や銅線等の金属部材か らなる。またループアンテナ202は、筐体201の 内縁部にそって矩形を描くように配置されて いる。整合回路ユニット210はコネクタ(図示 略)を介して同軸ケーブル400と接続している

 図4に示すように、整合回路ユニット210は 、交流直流分離回路211と、整合回路212と、制 御信号を識別する制御信号識別回路213と、整 合回路212の定数制御を行うインピーダンス調 整回路214とを備えている。

 交流直流分離回路211は、制御ユニット100 ら受信した信号を直流成分と交流成分とに 離する。分離された直流成分の電圧は、制 ユニット100の直流バイアス印加回路130で印 されたバイアス値となる。このバイアス値 、前述したようにアンテナ選択用の制御信 の電圧値である。一方、分離された交流成 は、送信側の増幅回路120から出力された高 波信号である。したがって、交流直流分離 路211は、高周波信号とアンテナ選択用の制 信号の分離回路として機能する。

 制御信号識別回路213は、交流直流分離回 211により分離されたアンテナ選択用制御信 が、自身のアンテナユニット200を選択した のであるかを識別する。具体的には、各ア テナユニット200a~200dの制御信号識別回路213 、自身のアンテナユニットに対応する制御 号の電圧値を定数として保持している。そ て、制御信号識別回路213は、前記電圧値と ンテナ選択用制御信号を比較回路等を用い 比較することにより識別処理を行う。

 インピーダンス調整回路214は、制御信号 別回路213においてアンテナ選択用制御信号 自身のアンテナユニット200に対応するもの ある場合には、ループアンテナ202のインピ ダンス整合がとれるよう整合回路212の回路 数を制御する。一方、インピーダンス調整 路214は、制御信号識別回路213においてアン ナ選択用制御信号が自身のアンテナユニッ 200に対応するものでない場合には、ループ ンテナ202のインピーダンス整合が不整合と るよう整合回路212の回路定数を制御する。

 次に、集中制御装置300について図5を参照 して説明する。図5は集中制御装置の機能ブ ック図である。集中制御装置300は、図5に示 ように、制御ユニット100と接続するための 信インタフェイス301と、コンピュータ50と 続するための通信インタフェイス302と、各 御ユニット100から受信したRFIDタグ11の固有 号を集計してコンピュータ50に送信する中継 処理部303と、該中継処理部303において固有番 号の集計処理で用いられる記憶部304とを備え ている。中継処理部303は、接続する制御ユニ ット100に対してデータ送信を順次要求し、各 制御ユニット100からRFIDタグ11の固有番号を受 信し、記憶部304に一時的に記憶する。そして 、中継処理部303は、記憶部304に記憶されてい る情報をコンピュータ50に送信する。ここで 中継処理部303は、記憶データに変更があっ 場合にのみ当該データをコンピュータ50に 信する。すなわち、中継処理部303は、差分 報のみをコンピュータ50に送信する。

 次に、この読取装置におけるRFIDタグ11の み取り動作について説明する。まず、タグ 信制御部102は、制御信号生成部150に対して ンテナユニット200a~200dの何れかを選択指示 る。ここではアンテナユニット200aが選択さ れたものとする。タグ通信制御部102は、RFID グ11との通信用プロトコルに則って通信電文 を出力する。タグ通信制御部102の出力信号は 、変調回路111によって、発振回路112から供給 される搬送波に変調される。変調回路111から 出力される高周波信号は、増幅回路120により 増幅される。一方、制御信号生成部150は、タ グ通信制御部102からの選択指示に基づき、選 択されたアンテナユニット200aに対応する電 値の制御信号を出力する。これにより、増 回路120からの高周波信号は、直流バイアス 加回路130においてアンテナ選択用制御信号 電圧値の分だけ直流バイアスがかけられる 直流バイアス印加回路130から出力される高 波信号は、同軸ケーブル400を介して各アン ナユニット200a~200dに伝送される。なお、図6 増幅回路120から出力された高周波信号を示 。また、図7に制御信号生成部150から出力さ れた制御信号を示す。また、図8は直流バイ ス印加回路130から出力された伝送信号を示 。

 各アンテナユニット200a~200dに伝送された 周波信号は、交流直流分離回路211において 流信号と交流信号に分離される。この直流 号は、前記直流バイアス印加回路130によっ 印加された直流バイアス、すなわちアンテ 選択用制御信号に相当する。そしてアンテ 選択用制御信号の電圧値はアンテナユニッ 200a~200dの何れかに対応する。制御信号識別 路213は、このアンテナ選択用制御信号の電 値に基づき自身のアンテナユニットに対応 るものであるかを識別する。そして、自身 アンテナユニットが選択されていると識別 れた場合、インピーダンス調整回路214によ 整合回路212はループアンテナ202とのインピ ダンス整合が図られる。一方、他のアンテ ユニットが選択されていると識別された場 、インピーダンス調整回路214によって整合 路212はループアンテナ202とのインピーダン 整合が不整合となる。これにより、自身の ンテナユニットが選択されている場合、交 直流分離回路211において分離された高周波 号はループアンテナ202から放射される。一 、自身のアンテナユニットが選択されてい 場合、高周波信号のループアンテナ202から 射はRFIDタグ11との通信が不可能な程度まで められる。

 高周波信号を受信したRFIDタグ11は、該高 波信号を電源として動作し、応答信号を発 る。この応答信号はアンテナユニット200aの ループアンテナ202により受信される。ループ アンテナ202が受信した応答信号は、整合回路 212・交流直流分離回路211・同軸ケーブル400を 介して、受信側の増幅回路140に入力される。 増幅回路140で増幅された高周波信号は復調回 路113により復調される。復調された信号は、 タグ通信制御部102に入力される。

 以上のような動作により1つのアンテナユ ニット200aを用いたRFIDタグ11との通信処理が 了する。タグ通信制御部102は、選択するア テナユニット200aを他のアンテナユニット200b ~200dに順次切り替えて上記処理を繰り返すこ により、全てのアンテナユニット200a~200dを いた通信処理を行うことができる。

 ここで注目すべき点は、選択中のアンテ ユニット200a~200dでは整合回路212のインピー ンス整合がとれているが、該アンテナユニ ト200a~200dと隣り合う他のアンテナユニット2 00a~200dでは整合回路212のインピーダンス整合 不整合となっている。このため、選択中の ンテナユニット200a~200dのループアンテナ202 より形成される電磁界は、他のアンテナユ ット200a~200dのループアンテナ202による影響 受けづらい。これにより各アンテナユニッ 200a~200dにおけるRFIDタグ11の読み取り範囲の 小化を防止できる。

 このように本実施の形態に係るRFIDタグの 読取装置によれば、複数のアンテナユニット 200a~200dを有する場合であっても、読み取り処 理で用いるアンテナユニットと他のアンテナ ユニットとの干渉を防止できるので読み取り 範囲の狭小化を防止できる。また、本実施の 形態に係るRFIDタグの読取装置では、RFIDタグ1 1との通信用の高周波信号とアンテナ選択用 御信号とを1つの同軸ケーブル400で伝送でき ので設置作業性が向上する。

 (第2の実施の形態)
 次に、本発明の第2の実施の形態に係るRFID グの読取装置について図9を参照して説明す 。図9はアンテナユニットの機能ブロック図 である。

 本実施の形態が第1の実施の形態と異なる 点は、アンテナユニットの構成にある。他の 構成については第1の実施の形態と同様なの 、ここでは相違点のみを説明する。

 このアンテナユニット200は、第1の実施の 形態と同様に、ループアンテナ202と、整合回 路ユニット210とを備えている。整合回路ユニ ット210は、交流直流分離回路211と、整合回路 212と、制御信号を識別する制御信号識別回路 213と、整合回路212とループアンテナ202との高 周波帯域における電気的接続をオン・オフす るスイッチ回路215と、スイッチ回路215を制御 するスイッチ制御回路216とを備えている。交 流直流分離回路211、制御信号識別回路213につ いては第1の実施の形態と同様である。整合 路212は、スイッチ回路215によりループアン ナ202が接続された際にインピーダンス整合 図れるように調整されている。

 スイッチ回路215は、例えばトランジスタ ダイオードなどのスイッチング素子を有し おり、ループアンテナ202の両端子のうち両 又は片方の接続をオン・オフする。ここで 続を解除した際にはループアンテナ202の少 くとも一方の端子がオープンな状態となる これはループアンテナ202とのインピーダン 整合を不整合にしたものと解釈できる点に 意されたい。

 スイッチ制御回路216は、制御信号識別回 213においてアンテナ選択用制御信号が自身 アンテナユニット200に対応するものである 合には、ループアンテナ202が接続されるよ スイッチ回路215を制御する。一方、スイッ 制御回路216は、制御信号識別回路213におい アンテナ選択用制御信号が自身のアンテナ ニット200に対応するものでない場合には、 ープアンテナ202との接続が断となるようス ッチ回路215を制御する。

 本実施の形態に係るRFIDタグの読取装置に よれば、第1の実施の形態と同様に、複数の ンテナユニット200a~200dを有する場合であっ も、読み取り処理で用いるアンテナユニッ と他のアンテナユニットとの干渉を防止で るので読み取り範囲の狭小化を防止できる また、本実施の形態に係るRFIDタグの読取装 では、RFIDタグ11との通信用の高周波信号と ンテナ選択用制御信号とを1つの同軸ケーブ ル400で伝送できるので設置作業性が向上する 。

 なお上記スイッチ回路215はループアンテ 202の端子の両方又は片方を切断していたが ループアンテナ202におけるループの中間点 切断するようにしてもよい。

 (第3の実施の形態)
 本発明の第3の実施の形態に係るRFIDタグの 取装置について図10及び図11を参照して説明 る。図10は制御ユニットの機能ブロック図 図11はアンテナユニットの機能ブロック図で ある。

 本実施の形態が第1の実施の形態と異なる 点は、アンテナ選択用制御信号の伝送方法に ある。他の構成については第1の実施の形態 同様なので、ここでは相違点のみを説明す 。

 制御ユニット100は、図10に示すように、 中制御装置300と接続するための通信インタ ェイス101と、RFIDタグ11との通信を制御する グ通信制御部102と、タグ通信制御部102の出 信号を高周波信号に変調する変調回路111と 搬送波を生成する発振回路112と、高周波信 を増幅する増幅回路120とを備えている。ま 、制御ユニット100は、各アンテナユニット20 0a~200dから受信した高周波信号を増幅する増 回路140と、高周波信号から通信信号を復調 る復調回路113とを備えている。さらに、制 ユニット100は、アンテナユニット200a~200dの 択用の制御信号を生成する制御信号生成部15 1を備えている。

 制御信号生成部151は、タグ通信制御部102 らアンテナユニット200a~200dの選択指示に基 きアンテナ選択用の制御信号を生成・送出 る。該アンテナ選択用の制御信号は、各ア テナユニット200a~200dに対応したデジタル信 である。制御信号生成部151の出力信号は、 アンテナユニット200a~200dに対応した制御信 用ケーブル410a~410dにより、各アンテナユニ ト200a~200dに伝送される。なお、制御信号用 ーブル410a~410dには、各アンテナユニット200a ~200d用の直流電源ライン(図示省略)が含まれ 。すなわち、制御ユニット100は、各アンテ ユニット200a~200dに対して直流電源を供給し いる。

 アンテナユニット200の整合回路ユニット2 10は、図11に示すように、整合回路212と、制 信号を識別する制御信号識別回路213と、整 回路212の定数制御を行うインピーダンス調 回路214とを備えている。整合回路212には同 ケーブル400が直接接続されている。また、 御信号識別回路213には制御信号用ケーブル41 0が直接接続されている。さらに、制御信号 ケーブル410に収容されている電源ラインは 制御信号識別回路213やインピーダンス調整 路214に接続されている。

 制御信号識別回路213は、制御信号用ケー ル410により伝送されたデジタル化されたア テナ選択用制御信号が、自身のアンテナユ ット200を選択したものであるかを識別する

 本実施の形態に係るRFIDタグ読取装置では 、第1の実施の形態と比較して、制御ユニッ 100とアンテナユニット200間の配線量が多く る一方で、制御ユニット100やアンテナユニ ト200の回路を簡素化できる。その他の作用 効果は第1の実施の形態と同様である。

 なお、本実施の形態では、第1の実施の形 態の変形例として説明したが、第2の実施の 態に係るRFIDタグの読取装置においても同様 変形を適用することができる。

 (第4の実施の形態)
 本発明の第4の実施の形態に係るRFIDタグの 取装置について図12及び図13を参照して説明 る。図12は制御ユニットの機能ブロック図 図13はアンテナユニットの機能ブロック図で ある。

 本実施の形態が第1の実施の形態と異なる 点は、アンテナ選択用制御信号の伝送方法に ある。また、本実施の形態が第3の実施の形 と異なる点は、アンテナユニットへの電源 給方法にある。他の構成については第1及び 3の実施の形態と同様なので、ここでは相違 点のみを説明する。

 制御ユニット100は、図12に示すように、 中制御装置300と接続するための通信インタ ェイス101と、RFIDタグ11との通信を制御する グ通信制御部102と、タグ通信制御部102の出 信号を高周波信号に変調する変調回路111と 搬送波を生成する発振回路112と、高周波信 を増幅する増幅回路120と、増幅回路120から 高周波信号に直流バイアスを印加する直流 イアス印加回路131とを備えている。また、 御ユニット100は、各アンテナユニット200a~200 dから受信した高周波信号を増幅する増幅回 140と、高周波信号から通信信号を復調する 調回路113とを備えている。さらに、制御ユ ット100は、アンテナユニット200a~200dの選択 の制御信号を生成する制御信号生成部151を えている。

 直流バイアス印加回路131は、増幅回路120 らの高周波信号に直流バイアスを印加する この直流バイアスの電圧値は、第1の実施の 形態とは異なり所定の値である。該直流バイ アスはアンテナユニット200a~200dにおける電源 として用いられる。

 制御信号生成部151は、タグ通信制御部102 らアンテナユニット200a~200dの選択指示に基 きアンテナ選択用の制御信号を生成・送出 る。該アンテナ選択用の制御信号は、各ア テナユニット200a~200dに対応したデジタル信 である。制御信号生成部151の出力信号は、 アンテナユニット200a~200dに対応した制御信 用ケーブル420a~420dにより、各アンテナユニ ト200a~200dに伝送される。

 アンテナユニット200の整合回路ユニット2 10は、図13に示すように、交流直流分離回路21 1と、整合回路212と、制御信号を識別する制 信号識別回路213と、整合回路212の定数制御 行うインピーダンス調整回路214とを備えて る。整合回路212には同軸ケーブル400が直接 続されている。また、制御信号識別回路213 は制御信号用ケーブル420が直接接続されて る。

 交流直流分離回路211は、制御ユニット100 ら受信した信号を直流成分と交流成分とに 離する。分離された直流成分の電圧は、制 ユニット100の直流バイアス印加回路131で印 されたバイアス値となる。分離された直流 号は、制御信号識別回路213やインピーダン 調整回路214に電源として供給される。一方 分離された交流成分は、送信側の増幅回路1 20から出力された高周波信号であり、該高周 信号は整合回路212に入力される。

 本実施の形態に係るRFIDタグ読取装置では 、第1の実施の形態と比較して、制御ユニッ 100とアンテナユニット200間の配線量が多く る一方で、制御ユニット100やアンテナユニ ト200の回路を簡素化できる。その他の作用 効果は第1の実施の形態と同様である。

 なお、本実施の形態では、第1の実施の形 態の変形例として説明したが、第2の実施の 態に係るRFIDタグの読取装置においても同様 変形を適用することができる。

 (第5の実施の形態)
 本発明の第5の実施の形態に係るRFIDタグの 取装置について図14を参照して説明する。図 14はアンテナユニットの内部構造を説明する 面図である。

 本実施の形態が上記各実施の形態と異な 点は、アンテナユニット200の構造にある。 体的には、上記各実施の形態では、1つのア ンテナユニット200には1つのループアンテナ20 2のみ備えており、複数のアンテナユニット20 0a~200dを商品棚2上に並設することにより広い み取り範囲を確保していた。本実施の形態 は、1つのアンテナユニット200内に複数のル ープアンテナ202を備えている。このため本実 施の形態では、各商品棚2上にアンテナユニ トは1つ配置することとした。なお、商品棚2 上のアンテナユニットの数は、商品棚2の面 等に応じて適宜選択増加させても良い。

 図14に示すように、アンテナユニット200 、薄箱状の筐体201の内部に設けた複数(本実 の形態では4つ)のループアンテナ202a~202dと 各ループアンテナ202a~202dに接続された整合 路ユニット210a~210dとを備えている。なお、 14では各ループアンテナ202の配置を明確にす るために、実線・点線・一点鎖線・二点鎖線 を用いている。各ループアンテナ202a~202dは、 例えば銅箔や銅線等の金属部材からなる。ま た、各ループアンテナ202a~202dは筐体201の底面 をマトリクス状に9ブロック分割し、それぞ 2x2の4ブロックに沿うように矩形に配置され いる。したがって、図14に示すように、各 ープアンテナ202a~202dの一部は隣り合う他の ープアンテナ202a~202dの一部と重なり合って る。また換言すれば、一のループアンテナ20 2a~202dにおけるループの中央部には、隣り合 他のループアンテナ202a~202dの配線が配置さ ている。各制御回路ユニット210a~210dは、同 ケーブル400a~400dを介して制御ユニット100に 続している。制御回路ユニット210a~210d及び 御ユニット100の構成については第1の実施の 態と同様なのでここでは説明を省略する。

 また、本実施の形態におけるRFIDタグの読 み取り動作も第1の実施の形態と同様である したがって、選択中のループアンテナ202a~202 dは整合回路212のインピーダンス整合がとれ いるが、該ループアンテナ202a~202dと隣り合 他のループアンテナ202a~202dでは、整合回路21 2のインピーダンス整合が不整合となってい 。このため、選択中のループアンテナ202a~202 dにより形成される電磁界は、他のループア テナ202a~202dによる影響を受けづらいことに る。これにより各ループアンテナ202a~202dに けるRFIDタグ11の読み取り範囲の狭小化を防 できる。

 このように本実施の形態に係るRFIDタグの 読取装置によれば、複数のループアンテナ202 a~202dを有する場合であっても、読み取り処理 で用いるループアンテナと他のループアンテ ナとの干渉を防止できるので読み取り範囲の 狭小化を防止できる。また、本実施の形態に 係るRFIDタグの読取装置では、RFIDタグ11との 信用の高周波信号とアンテナ選択用制御信 とを1つの同軸ケーブル400で伝送できるので 置作業性が向上する。

 また本実施の形態にかかるRFIDタグの読取 装置によれば、各ループアンテナ202a~202dの少 なくとも一部が隣り合うループアンテナ202a~2 02dと重なり合っている。換言すれば、一のル ープアンテナ202a~202dのループの内側に、隣り 合う他のループアンテナ202a~202dの配線が配置 される。これにより、一のループアンテナ202 a~202dの内側に配置され当該一のループアンテ ナ202a~202dでは読み取りが困難であったRFIDタ 11であっても、他のループアンテナ202a~202dに より読み取れる可能性が増大する。したがっ て、ループアンテナ202の数を最小限に抑えつ つ読み取り精度の向上が図れる。

 なお、本実施の形態では、第1の実施の形 態の変形例として説明したが、第2乃至第4の 施の形態に係るRFIDタグの読取装置において も同様の変形を適用することができる。

 また、本実施の形態ではアンテナユニッ 200内に4つのループアンテナ202を設けたが、 ループアンテナ202の数は2つ以上であればそ 数は不問である。

 (第6の実施の形態)
 本発明の第6の実施の形態に係るRFIDタグの 取装置について図15を参照して説明する。本 実施の形態が第5の実施の形態と異なる点は ンテナユニット内のループアンテナの構造 ある。他の構成については第5の実施の形態 同様なので、ここでは相違点のみを説明す 。

 図15にアンテナユニットの内部の構造を 明する上面図を示す。なお、図15では各ルー プアンテナ202の配置を明確にするために、実 線・点線・一点鎖線・二点鎖線を用いている 。

 アンテナユニット200は、第5の実施の形態 と同様に、薄箱状の筐体201の内部に設けた複 数(本実施の形態では4つ)ループアンテナ202a~2 02dと、各ループアンテナ202a~202dに接続された 整合回路ユニット210a~210dとを備えている。各 ループアンテナ202a~202dは、例えば銅箔や銅線 等の金属部材からなる。また、各ループアン テナ202a~202dは、中央部を180度ねじることによ り2つの小ループを形成した「8の字」形状と るように巻回されている。これによりルー アンテナ202a~202dに通電した際に各小ループ より形成される電磁界は小ループ間で互い 逆方向となっている。また、各ループアン ナ202a~202dの一部は、隣り合う他のループア テナ202a~202dの一部と重なり合うように配置 れている。より詳しくは、一のループアン ナ202a~202dの小ループの内側に、他のループ ンテナ202a~202dの配線が位置するように配置 れている。他の構成については第5の実施の 形態と同様である。

 本実施の形態によれば第5の実施の形態と 同様に、一のループアンテナ202a~202dの内側に 配置され当該一のループアンテナ202a~202dでは 読み取りが困難であったRFIDタグ11であっても 、他のループアンテナ202a~202dにより読み取れ る可能性が増大する。したがって、ループア ンテナ202の数を最小限に抑えつつ読み取り精 度の向上が図れる。他の作用・効果について は第5の実施の形態と同様である。

 なお、本実施の形態では、アンテナユニ ト200内に4つのループアンテナ202を設けたが 、ループアンテナ202の数は2つ以上であれば の数は不問である。例えば、図16に示すよう に、ループアンテナ202の数を2つにしてもよ 。

 以上本発明の実施の形態について詳述し が本発明はこれらに限定されるものではな 。例えば、上記各実施の形態では、読取装 の設置先としてショーケースについて説明 たが、本願発明は使用用途は不問である。

 また、上記第1及び第2の実施の形態では 制御信号の重畳方法として、制御信号に対 する電圧値の直流バイアスを高周波回路に ける方法を例示したが、他の重畳方法を採 してもよい。例えば、振幅変調、周波数変 、高周波信号を所定期間停止させて該停止 間内にデジタル信号を伝送する方法など種 の方法が考えられる。

 また、上記第5及び第6の実施の形態では1 の商品棚2に対して1つのアンテナユニット20 0を設けたが、複数のアンテナユニット200を けるようにしてもよい。




 
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