JP2001153948A - データキャリアシステムおよび質問器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 質問器の口径の小さいアンテナでも、質問器
および応答器のアンテナ間が近距離でも、雑音の多い場
所でも、交信面が広く、Ｓ／Ｎ比の良い交信を迅速に、
可能にし、一つの質問器で多数の応答器と交信する。 【解決手段】 質問器４のアンテナ３０を予め設定した
Ｓ／Ｎ比の口径を選択する。このアンテナ３０を横方
向、縦方向に配列し、広範囲の組み立てアンテナ４３を
構成する。このアンテナ３０の隣り合う水平方向及び垂
直方向端部を重複して配列する。これらのアンテナ３０
を順次アンテナ切り換え器４４で切り換えて質問器４と
接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、応答器と質問器間
で非接触に情報を交信するデータキャリアシステムおよ
び質問器に関する。

【０００２】

【従来の技術】データキャリアシステムは応答器と質問
器間で非接触に情報（データ）を交信するシステムであ
る。このデータキャリアシステムの応用は、ＦＡ（Fact
ory Automation ）分野、流通分野、セキュリテ_イー分
野など、またマルチメデイア時代の到来により、さらに
応用は、拡大の傾向にある。

【０００３】この用途の拡大に伴ない応答器の配置、設
置、取着などの位置は種々様々である。応答器と質問器
間の交信に際しては、応答器に質問器が交信可能領域に
移動するか、または、逆に応答器が移動するか、双方が
移動するか、何れにしても、相対的に交信可能領域に移
動して交信している。

【０００４】用途によっては、交信を希望する応答器
が、どこの位置に存在するか、検索する必要がある。こ
のような、使用形態においては、情報の送信受信に使用
する、交信範囲が比較的広い電磁誘導方式や、マイクロ
波方式が実用されている。

【０００５】他方、交信に際しては、情報が損失、劣化
されることなく適切に通信出来ることが要求される。こ
の要求からアンテナの適切な大きさ、送信出力などが決
定される。さらに、法的規制からの周波数帯、送信に関
する制約がある。

【０００６】さらに、交信が必要な時に、迅速、タイム
リーに交信可能域内に互いに至近位置に存在することが
要求される。これらの基に、質問器から１個のアンテナ
により、応答装置を検出して、交信をしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１つの
アンテナから発信される誘導電磁界は、質問器（リー
ダ、ライター）の電気的能力にもよるが、５０ｃｍ×５
０ｃｍの面積を交信領域としてカバーするのが限界であ
る。さらに、交信範囲を広く、大きくすると、中心部に
不感度領域が発生する。

【０００８】この対策としては、アンテナを２または３
に分割し複数にすることが考えられる。しかし、それぞ
れの分割アンテナによる交信エリアの和は、分割前の１
つのアンテナにおける交信エリア（面積）とほぼ同様で
あった。

【０００９】さらに、交信が必要な時に、迅速、タイム
リーに交信可能に互いに至近位置に存在することなどが
要求される。ＦＡ（自動化生産ライン）分野たとえば、
ビール生産工場のラインへの応用で、コンベアベルト上
の移動中のビア樽に応答器を取着し、この樽の情報を非
接触で授受し、品質管理する応用がある。

【００１０】即ち、ビア樽のような円筒状物体に取り付
けた応答器（データキャリア）と質問器間で交信し、情
報を読み書きするには、通常次ぎのような構成にする。
即ち、データキャリアが物体の円周のどこにあるかを特
定できないため、ビア樽全体を交信領域とするような大
型大口径のアンテナを質問器に設ける。

【００１１】走行中の応答器との交信であるため電磁誘
導方式を選択する。このように構成して、工場の生産ラ
インに実施したところ、外部（他の機器など）からの強
い雑音が混入し、信号対雑音比が悪く実用できない課題
があった。

【００１２】さらに、ビア樽のような円筒形の物体の上
部周縁部に取り付けたデータキャリア（応答器）に対し
ては、大口径アンテナの周縁部で情報の交信を行う状態
となる。ところが、大口径のアンテナから誘起されるエ
ネルギーはアンテナの中心部が最も強力で距離が遠ざか
るほど、また周辺部に行くほどエネルギーは弱くなる。
また、アンテナが大きければ感度が高いが、外来ノイ
ズをよく拾い、さらに、中心部に不感度領域が発生す
る。その結果、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）が悪く、交信
が不安定となったり、時には交信自体ができなくなると
いう事態が生じる。 これらの課題を解決するため本発
明者等は、鋭意開発した結果、アンテナの口径を周囲雑
音の状態を考慮した大きさに選定する。即ち、適切な信
号対雑音比の得られる口径の大きさに小さくする。

【００１３】さらに、Ｓ／Ｎ比を良くするため、出来る
限り雑音の受信量を少なくするためには、質問器と応答
器のアンテナ間の距離を短くする（近距離）ことも必要
であった。

【００１４】この口径の小さいアンテナを使用して、近
距離で走行中のビア樽に取着された応答器（データキャ
リア）と交信すると、次の課題が発生した。即ち、走行
中のデータキャリア（応答器）を口径の小さいアンテナ
の通信領域内に設定する操作が煩雑で、設定時間が長く
なった。生産ライン走行中（移動中）のデータキャリア
との通信用としては実用上困難であった。

【００１５】本発明は上記点に鑑み成されたもので、口
径の小さいアンテナでも、質問器および応答器のアンテ
ナ間が近距離でも、雑音の多い場所でもＳ／Ｎ比の良い
交信を迅速に、可能にしたデータキャリアシステムおよ
び質問器を提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のデータキャリア
システムは、請求項１に記載されたように、例えば、情
報を記憶し、この記憶情報から指定された情報を読み出
し非接触に送信する複数の応答器と、これら各応答器と
の間でこれ等応答器に記憶されている情報を交信し、予
め設定したＳ／Ｎ比の口径を有する複数のアンテナが複
数配列して設けられた質問器とを具備し、この質問器の
多数のアンテナを順次切り換えて、各アンテナごとに交
信可能な前記応答器と順次交信する手段とを備えたシス
テムにある。

【００１７】本発明のデータキャリアシステムは、請求
項２に記載されたように、例えば、情報を記憶し、この
記憶情報から指定された情報を読み出し非接触に送信す
る複数の応答器と、これら各応答器との間でこれ等応答
器に記憶されている情報を交信し、、且つ予め設定した
Ｓ／Ｎ比の口径を有するアンテナが複数配列して設けら
れた質問器と、この質問器の前記各アンテナの交信領域
内に前記各応答器を配置する手段とを具備し、前記質問
器の複数のアンテナを順次切り換えて、連続的に前記各
応答器と交信する手段とを備えたシステムにある。

【００１８】本発明の応答器は、請求項３に記載された
ように、例えば、応答器に記憶されている情報の要求の
送信およびこの情報を受信し予め設定したＳ／Ｎ比の口
径を有するアンテナと、このアンテナが横方向及び縦方
向に複数配列され順次切り換え接続する切り換え手段と
を備えたものである。

【００１９】本発明の応答器は、請求項４に記載された
ように、例えば、応答器に記憶されている情報の要求の
送信およびこの情報を受信し予め設定したＳ／Ｎ比の口
径を有するのアンテナと、このアンテナが横方向及び縦
方向に複数配列され順次切り換え接続する切り換え手段
とを具備し前記アンテナについて複数個水平方向および
垂直方向端部を重複させて配置したものである。

【００２０】本発明の応答器は、請求項５に記載された
ように、例えば、応答器に記憶されている情報の要求の
送信およびこの情報を受信し予め設定したＳ／Ｎ比の口
径を有するアンテナと、このアンテナが横方向及び縦方
向に複数配列された同一特性のアンテナ配列面と、この
アンテナ配列面の各アンテナを順次切り換え接続する切
り換え手段とを具備し前記アンテナ配列面を複数面設け
てなるものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、本発明のデータキャリアシ
ステム及び質問器の一実施形態を図面を参照して説明す
る。

【００２２】先ず、データキャリアシステムの構成を図
１を参照して説明する。図１は、データキャリアシステ
ムの一実施形態の構成を説明するための構成図である。
データキャリアシステム１は、上記したように非接触デ
ータキャリアと呼ばれる応答器２とホストコンピュータ
３側に接続される質問器４とで構成されている。この質
問器４および応答器２間で、非接触で情報（データ）の
交信を行う。

【００２３】この応答器２は、用途に応じて様々な個
体、端部に１または複数設置例えば取り付ける。この個
体、端部に関する情報を質問器２により指示された情報
を適宜メモリに記憶、更新して待機する。上記固体、端
部は、用途に応じて選択されるもので、例えば流通、カ
ード分野では、ＩＤカードやクレジットカードなどであ
り、ＦＡ分野では、組み立て品、工具、プロセスなどで
ある。

【００２４】この交信手段は例えば電磁結合方式（磁
気）、電磁誘導方式（誘導電磁界）、マイクロ波（電
波）方式、光通信方式等がある。この実施形態では、電
磁誘導方式である。

【００２５】一方の質問器（リーダライタ）４の構成
は、次の通りである。即ち、質問器４の全体制御を行う
主制御部（ＣＰＵ）６が設けられている。この主制御部
６とホストコンピュータ３間にインターフェイス部７が
接続されている。このインターフェイス部７は、上記主
制御部（ＣＰＵ）６の制御によりホストコンピュータ３
とのデータ（情報）の入出力を制御する。

【００２６】さらに、上記主制御部６には、記憶部８が
接続されている。この記憶部８はデータキャリア２より
受信したデータ（情報）等を蓄積する例えば読み出し／
書き込み可能なＲＡＭ（Ｒamdam Ａccess Ｍ）等で
ある。

【００２７】さらにまた、上記主制御部６には、上記応
答器（データキャリア）２への送信情報をパラレル信号
からシリアル信号に変換し、且つデータキャリア２から
の受信信号をシリアル信号からパラレル信号に変換する
ための信号変換部９が接続されている。

【００２８】この信号変換部９には、送信信号を例えば
ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying)方式、ＦＳＫ（Frequ
ency Shift Keying）方式等で伝送用の信号に変調する
変調部１０が接続されている。さらに、上記信号変換部
９には、受信信号を復調する復調部１１が接続されてい
る。

【００２９】上記変調部１０の出力回路には、応答器２
と非接触で交信するため例えば電磁誘導方式用送信アン
テナ１２が接続されている。他方の、上記復調部１１の
入力回路には、受信アンテナ１３出力が接続されて、質
問器４が構成されている。

【００３０】他方、応答器（データキャリア）２は、次
のように構成されている。即ち、質問器４の送信アンテ
ナ１２からの電磁波を受信する受信アンテナ１５が設け
られている。この受信アンテナ１５出力回路には、上記
受信信号を復調する復調部１６が接続されている。

【００３１】この復調器１６の出力には、質問器４への
送信情報をパラレル信号からシリアル信号に変換し、且
つ質問器４からの受信信号をシリアル信号からパラレル
信号に変換する信号変換部１７が接続されている。この
信号変換部１７には、データキャリア２内の全体制御や
データ（情報）の記録、再生制御等を行う主制御部１８
が接続されている。

【００３２】この主制御部１８には、上記データ（情
報）、タグ情報等を蓄積する例えばＥＥＰＲＯＭ（Ｅle
ctrically Ｅrasable Ｐrogrammable Ｒead Ｏ
nly Ｍemory ）等の電源のバックアップ不要な記憶部１
９が接続されている。

【００３３】この記憶部１９には、例えば、ビア樽２２
の出荷日、返却日、樽部品である容器、ハンドリング機
構、口金などの使用日、品質状況などをデータ（情報）
として蓄積する。この蓄積されたデータ（情報）を、上
記ホストコンピュータ３の必要に応じて、呼び出す。こ
の呼び出しは、質問器４からの質問で、応答器（データ
キャリア）２の記憶部１９から呼び出す。

【００３４】上記信号変換部１７には、送信信号をＡＳ
Ｋ方式、ＦＳＫ方式等で伝送用の信号に変調する変調部
２０が接続されている。この変調部２０には、質問器４
と非接触に交信するための送信アンテナ２１が接続され
ている。このようにして応答器２が構成されている。

【００３５】次に、このデータキャリアシステム１によ
る交信手順について説明する。

【００３６】応答器２によるデータ（情報）のモニタ 質問器４は、ホストコンピュータ３の指示を、インター
フェース部７を介して主制御部６が受ける。上記指示
は、応答器の指定、所望するデータなどの要求である。
この指示情報は、例えば応答器２への書き込みと、応答
器２からの読出し要求である。

【００３７】応答器への書き込み要求 上記主制御部６は、指定された応答器２に「書き込み要
求」を送信する。書き込みデータは、例えば、ビア樽の
データで、タグ情報及び当該ビア樽の出荷日、返却日、
樽の部品例えば容器、ハンドリング機構、口金などの情
報をタグ情報と、共に２値化してＥＥＰＲＯＭ１９に随
時記憶する。

【００３８】この記憶されたデータは、ホストコンピュ
ータ３、質問器４からの指示により、適当なタイミング
で常に、消去、再書き込み、操作を実行する。

【００３９】応答器からのデータの収集（読出し） 質問器４は、ホストコンピュータ３の指示を、インター
フェース部７を介して主制御部６が受ける。この主制御
部６は、指定された応答器２の上記データを読み出し、
送信依頼の信号（タグ情報及びデータの質問信号）を信
号変換部９に出力する。

【００４０】この信号変換部９は、上記タグ情報及びデ
ータの質問信号をシリアル信号に変換し、変調部１０へ
出力する。この変調部１０は送信のため１００Ｈｚ〜数
百ＫＨｚ例えば送信周波数１２５ＫＨｚ、ＡＳＫ方式で
変調し、電力増幅して、送信アンテナを介して応答器２
へ送信する。受信領域（エリア）にいる指定された応答
器２は、この信号を受信アンテナ１５で受信する。受信
したタグ情報及びデータの質問信号を復調部１６でＡＳ
Ｋ方式により復調する。

【００４１】復調したタグ情報及びデータの質問信号を
信号変換部１７で、パラレル信号に変換し、応答器２の
主制御部１８に出力する。この主制御部１８は、タグ情
報及びデータの質問信号に基づき、記憶部（ＥＥＰＲＯ
Ｍ）１９に記憶されているデータを読み出し、出力する
制御を実行する。

【００４２】記憶部１９から出力されたデータを、信号
変換部１７でシリアル信号に変換する。この変換された
データを変調部２０へ出力する。この変調部２０は、送
信のため例えば送信周波数１２５ＫＨｚ、ＡＳＫ方式で
変調し、電力増幅する。増幅されたデータは、送信アン
テナ２１を介して質問器４へ送信する。

【００４３】この送信信号を、質問器４の受信アンテナ
１３で受信する。受信した被変調データを復調部１１へ
出力する。この復調部１１は、ＡＳＫ変調されたデータ
を復調する。復調されたデータを信号変換部９に出力す
る。

【００４４】この信号変換部９では、データをシリアル
化信号に変換する。このシリアル化データは、主制御部
６の制御により、記憶部８のＲＡＭの予め定められた位
置に記憶する。さらに、インターフェース部７を介して
ホストコンピュータ３に回答し、記憶する。

【００４５】上記実施形態においては、質問器４の送信
アンテナ１２および受信アンテナ１３夫々専用に設けた
例について説明したが、送信及び受信用アンテナを共用
にして一つのアンテナで構成してもよい。同様に応答器
２の送信アンテナ２１および受信アンテナ１５夫々専用
に設けた例について説明したが、送信及び受信用アンテ
ナを共用にして一つのアンテナで構成してもよい。

【００４６】次に、上記電磁誘導方式について、説明す
る。この電磁誘導方式は、図２に示すものである。即
ち、ループコイル同士または空芯コイル同士又はループ
状コイルと空芯コイルの組合わせにより、誘導電磁界を
情報伝達媒体として交信するものである。

【００４７】この方式によると、これらアンテナ１２、
１５間を数十ｃｍ程度から２ｍ程度の距離を交信距離と
するものである。伝送周波数は１００〜数百ＫＨｚを使
用する。この方式は、雨、氷、塵埃、鉄粉、磁気、油な
どがあっても影響を受けない。 さらに、アンテナの指
向性がゆるやかで交信範囲が広い。アンテナの大きさを
任意の大きさに設計できる。などの特徴を有する方式で
ある。

【００４８】図２では、後者のループ状コイル３０と空
芯コイル３１との組合わせを示している。即ち、ループ
状コイル３０は、図１に示す質問器４の送、受信用アン
テナ１２、１３として使用する。このアンテナ１２、１
３の形状は例えば角ループ状を形成している。他方、上
記空芯コイル３１は、図１に示す応答器２の送、受信用
アンテナ１５、２１として使用した構成例である。この
アンテナ１５、２１は筒状コイルを形成し、このコイル
に応答器２のＩＣ（集積回路）として形成した回路を接
続する。

【００４９】即ち、応答器２において、アンテナ１５、
２１を除く、図１に示す総ての回路は集積回路化が可能
である。ＩＣチップサイズは、例えば２ｍｍ×２ｍｍ角
程度の大きさに形成できる。従って、アンテナ３１に付
属部品的に実装可能である。この実装（応答器２の封
止）は、例えば樹脂モールドである。この樹脂は例えば
外装用の好ましい樹脂としては、ポリイミド樹脂、フェ
ノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン
樹脂等を挙げることができるが、耐環境性、機械的強度
等の条件を満足するならば、その他の樹脂を使用するこ
とができる。また、必要に応じてガラス繊維、水酸化ア
ルミニウム、タルク、シリカ、マイカ等のフィラーを上
記樹脂に添加してもよい。

【００５０】応答器２の封止に樹脂製のケース材を用い
てもよい。ケース材を構成する好ましい樹脂としては、
ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン
樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合
樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレン
テレフタレート樹脂、ナイロン６、ナイロン６６、変性
ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファ
イド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリマー、フェノール
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。図２で
は、応答器２の復調部１６のみが図示されている。図１
に示す他の回路は省略されている。

【００５１】他方、質問器４は、角ループ状コイル３０
に図１の変調部１０のみが図示されている。他の図１に
示す回路は、省略されている。このような構成のデータ
キャリアシステムにおいて、上記質問器４のアンテナ１
２、１３を複数たとえば多数個図３に示すように構成し
て交信する。

【００５２】多数個配列したアンテナを質問器に設ける
ことは、交信エリアを大きくすることである。この交信
エリアを大きくすることは、不規則に、または規則的に
存在する、より多数の応答器と１個の質問器間で、迅速
に交信することを目的とするものである。さらに、雑音
の比較的多い場所でも、交信面が広く、Ｓ／Ｎ比の良い
交信を目的としたものである。

【００５３】迅速に交信とは、質問器４が対象とする応
答器２を探す期間を短縮することである。特に、ＦＡ分
野のように雑音の多い分野での利用においては、アンテ
ナの口径をより小さく、交信距離をより短くする必要が
あるため、１個当たりのアンテナの交信エリアが極めて
狭くなるのを、補償することを目的としたものである。
図３は、図１の質問器４のアンテナ１２、１３，図２
のアンテナ３０の構成を説明するための構成図である。
図２のアンテナは熱融着樹脂が被覆された導線例えば銅
線を巻線機にてコイル状に巻装し、この状態で上記樹脂
の溶融温度に加熱した後、冷却することにより、一体に
固着して、アンテナ３０を構成する。

【００５４】このようなアンテナ３０を図３に示すよう
に縦横方向に配列する。従って、これらアンテナ３０
は、共振周波数など略同一特性、同一サイズである。こ
の配列は、水平方向（矢印Ｈ）および垂直方向に隣り合
うアンテナ３０の端部４１、４２を重複（重畳）させて
配列したものである。この状態を図４に一部拡大して示
している。

【００５５】このように、水平方向（Ｈ）および垂直方
向に隣合うアンテナ間端部を重畳させることにより、ア
ンテナ３０間に応答器２が偶然入り、受信または、送信
エリアから外れるのを回避したものである。図３では、
アンテナ３０を横方向５個、縦方向４個のアンテナ３０
を、一平面状に配列した組み立てアンテナ４３である。
この一個のアンテナ３０の口径は、アンテナを大きく
すると、大きくした分多くの雑音を受信する。従って、
応答器２との交信する信号を、大きく損失しないアンテ
ナの大きさにする。これらの条件を満足するように、ア
ンテナ３０の口径を小さく設計する。すなわち、予め交
信するに必要なＳ／Ｎ比を設定し、この設定値を満足す
るようにアンテナ３０の口径を選択する。

【００５６】この一個のアンテナ３０の口径の実施形態
は、８ｃｍ乃至１０ｃｍである。（これに対して、応答
器２の大きさは、例えば次の通りである。即ち、筒状に
した場合、直径１０ｍｍ、長さ２０ｍｍの小さな部品で
ある。）このような小さな口径のアンテナ３０を図３の
ように配列する。この結果、横約５０ｃｍ、縦約４０ｃ
ｍ、全体で２００ｃｍ² の面積のアンテナにより対象と
する応答器２と至近なアンテナ３０を選択する。

【００５７】この手段は、各アンテナ３０が接続された
アンテナ切換え器４４により、順次２０枚のアンテナ３
０を切換えて一系統の質問器４と接続する。この接続さ
れたアンテナ３０に最も至近の、対象とする応答器２と
交信する。アンテナ切換え器４４の能力は単位アンテナ
個数N 対１となる。

【００５８】さらに、上記組み立てアンテナ４３は、図
５に示すように複数枚配列してもよい。この場合には、
交信可能範囲が、図３に示すアンテナ４３の枚数分広い
範囲に存在する応答器２を検出し、交信できる。この複
数枚の組み立てアンテナ４３の各アンテナ３０の切り換
え操作は、複数枚の組み立てアンテナ４３を、アンテナ
切換え器４５で順次切り換えて一系統の質問器４と接続
する。アンテナ切換え器４５の能力は単位アンテナ個数
の総和対１となる。

【００５９】即ち、多数個のアンテナを予め定められた
手順で順次切り換えて、各アンテナの交信領域内に応答
器が存在するか、アンテナから予め定められた共振周波
数の電磁波を送信し、応答の有無の確認を実施する。

【００６０】応答無しの場合は、次のアンテナに切り換
え操作する。他方、応答有りの場合、予め定められた交
信内容の質問および応答器２からの回答を受信して次の
アンテナに切り換え接続する。

【００６１】また、図３に示す切り換え器４４を各組み
立てアンテナ４３毎に設ける。この各組み立てアンテナ
４３を同時に、切り換えてモニターすることにより、多
数枚の組み立てアンテナ３０で比較的広域に存在する多
数の応答器を高速でモニターできる。

【００６２】この実施形態では、アンテナ３０の一個の
アンテナの口径が８ｃｍ乃至１０ｃｍの小型アンテナに
ついて説明したが、アンテナの口径は２０ｃｍ乃至３０
ｃｍの中型アンテナを、上記実施形態の要領で配列して
も同様な効果が得られる。この場合、読み書きできる面
積をさらに広い面積に構成できる。

【００６３】この実施形態は、同一平面内で応答器２と
の交信範囲を広げた例について説明した。さらに、Ｘ，
Ｙ，Ｚ面での交信範囲を拡大したい場合には、図６のよ
うに構成することができる。即ち、図３に示す組み立て
アンテナ４３を、Ｘ軸面、Ｙ軸面、Ｚ軸面の各面に設け
る。

【００６４】これら３枚の組み立てアンテナ４３の各ア
ンテナ３０を切り換え器４６により順次切り換えモニタ
ーする。この切り換え操作を、３枚の組み立てアンテナ
４３について、同時に同時に切り換え操作を進行させて
もよい。この実施形態によれば、応答器２が傾斜した
り、回転したり固定できない対象体に設けられた応答器
２との交信には有効である。

【００６５】次に規則的に配列された応答器２と質問器
４との交信の実施形態を図７を、参照して説明する。図
７は、規則的に配列された応答器について、一系統の質
問器で順次交信する実施形態を説明するための図であ
る。

【００６６】即ち、倉庫棚４７や、製品棚などの各室４
８のデータを所有する応答器２を、各室４８に設ける。
即ち、応答器２が、規則的に配列された実施形態であ
る。この各室４８の応答器２と交信するために、図３に
示す各アンテナ３０を、各室４８に設置する。

【００６７】各室４８のアンテナ３０はアンテナ切り換
え器４９に接続されている。この切換え器４９により、
図３の要領で各アンテナ３０を順次切り換える。この切
り換え操作により１系統の質問器４に多数のアンテナを
順次切り換えて接続する。多数の応答器２と迅速、且つ
連続的交信を可能にしている。即ち、区画された荷棚４
８の一つ一つに単位アンテナ３０を配置し、アンテナ切
り替え器４９で順次切替えて制御する。

【００６８】各荷物に非接触データキャリア（応答器）
を取り付けておけば、１台の質問器（リーダライター）
４で大きな荷棚４７内の荷物情報を効率よく収集管理で
きる。 この棚のような、整然とした配列に限らず、応
答器一個に対して、質問器の一個のアンテナを配列した
構成にすれば、この実施形態と同様な作用、機能を有す
るものである。

【００６９】これら実施形態によれば、非接触データキ
ャリアの交信用アンテナをデータキャリアとの交信が途
切れないように平面的に複数配置し、質問器（リーダラ
イタ）４からの信号を順次スイッチで切替えて制御する
ことにより、１個のアンテナに比較して数倍から数十倍
の交信エリアを持つことができる。

【００７０】次に、上記切り換え器４４、４５、４６、
４９の切り換え回路部の実施形態を図８を参照して説明
する。図８は、多数のアンテナを切り換えて、１系統の
質問器４で多数の応答器２の所有するデータを入手可能
にする切り換え回路結線図である。

【００７１】各アンテナ（コイル）に接続される各端子
３０−１、３０−ｎの一端側（外側導体）は、接地され
ている。他端側（中心導体）はアンテナ３０に接続され
ると、共に、夫々の切り換え回路５５の一方端に接続さ
れている。この切り換え回路５５の他方端には端子３２
の中心導体に接続されている。

【００７２】この端子３２は図１の質問器４の変調部１
０出力回路および復調部１１の入力回路に接続される。
換え言すれば、図８に示す切り換え回路は図１の、変調
部１０および送信アンテナ１２間、さらに、受信アンテ
ナ１３および復調部１１間に接続される回路である。

【００７３】この各切り換え回路の実施形態は、次のよ
うに構成されている。即ち、切り換え素子５６と抵抗５
７の直列接続回路と、ＬＥＤ（発光ダイオード）５８と
抵抗５９の直列接続回路とが並列接続されている。この
並列接続回路はＮ−Ｐ―Ｎ型トランジスタ６０のコレク
タに接続されている。

【００７４】このトランジスタ６０のベース回路は抵抗
６１を介してＣＰＵ（中央制御装置）６２出力端子の予
め定められた端子に接続される。このトランジスタ６０
のエミッタは接地されている。このような構成により、
各切り換え回路６３が構成されている。

【００７５】この各切り換え回路６３は、各アンテナ３
０回路に接続されている。上記切り換え素子５６は、例
えばＦＥＴ，リレーなどが接続される。また、上記ＣＰ
Ｕ６２の動作電源回路６７が接続されている。この回路
６７には、直流電源６４が接続されており、電圧例えば
５Ｖ出力する構成になっている。この電源６４の入力に
は、電源スイッチ６５を投入すると、点灯する表示管６
６が接続されている。上記ＣＰＵ６２には、さらに動作
状態を表示する表示回路７０が接続されている。この表
示回路７０は、Ｎ−Ｐ−Ｎトランジスタ７１とＬＥＤ７
２の直列接続回路が、抵抗７３を介してＣＰＵ６２に接
続されている。

【００７６】さらに、上記ＣＰＵ６２には、マニュアル
操作でアンテナ３０−ｎを切り換え制御できる回路７５
が接続されている。この回路７５には、マニュアル操作
選択スイッチ７６が接続されている。このスイッチ７６
によりマニュアル操作を選択すると、マニュアル状態を
表示するためＬＥＤ７７と抵抗７８の直列接続回路が接
続されている。

【００７７】さらにまた、上記ＣＰＵ６２は、ホストコ
ンピュータ３と接続されており、このコンピュータ３か
らの制御信号により切り換え制御する構成になってい
る。

【００７８】即ち、電源スイッチ６５を投入し、マニュ
アルスイッチ７６を開状態の場合には、ホストコンピュ
ータ３の制御により、ＣＰＵ６２は、各切り換え回路６
３を順次導通制御することにより、アンテナ回路の端子
３０−ｎを切り換える。

【００７９】即ち、図１の質問器４における変調部１０
の出力回路をスイッチングした状態になる。このスイッ
チング操作により該当応答器２が存在するアンテナ３０
を選択した場合には、交信を開始する。この交信が終了
すると、次のアンテナ３０を選択する。この選択時に当
該アンテナ切り換え回路６３のＬＥＤ５８が点灯する。
メンテナンスなどで、マニュアル操作に切り換えたい
場合には、スイッチ７６を投入し、手動によりアンテナ
３０−ｎを１個ずつ切り換え操作できる構成になってい
る。このアンテナ３０の切り換え操作により、選択され
たアンテナ回路のＬＥＤ５８が点灯する。即ち、表示す
る。

【００８０】上記切り換え回路６３のＬＥＤ５８が異常
に点灯した時は、その切り換え回路６３の故障表示をす
る構成である。この異常に点灯とは、別のアンテナ３０
に切り替わっても、まだ点灯状態の場合である。

【００８１】上記応答器２は、用途に応じて様々な物体
に１または複数設置例えば取り付けできる。この物体に
関する情報のうち、質問器４により指示された情報を応
答器２は、適宜メモリ１９に記録、更新して待機する。

【００８２】上記質問器４は、上記応答器２の情報（デ
ータ）の収集、蓄積を遠隔的に制御する。さらに、必要
に応じて遠隔的に上記応答器に蓄積されている情報（デ
ータ）を読み取ってホストコンピュータ３に提供する。
ホストコンピュータ３は、デーダキャリアシステムとし
ての情報処理を実現する。

【００８３】図１において、応答器２にセンサ部２２を
設けることができる。この場合、例えば、各環境内の温
度や圧力等の変化を検出しデータ（情報）として応答器
（データキャリア）２に蓄積する。この蓄積されたデー
タ（情報）を、上記ホストコンピュータ３の必要に応じ
て、呼び出す。この呼び出しは、質問器４からの質問
で、応答器（データキャリア）２のメモリ１９から読み
出す。

【００８４】上記温度、気圧（圧力）等の環境を検出す
るためのセンサ素子２２を応答器（データキャリア）２
の内部部品に付加、接続し、これらのセンサ素子２２に
より得た環境検出信号を非接触例えば電磁誘導方式で
は、アンテナを通して質問器４に送信し得るように構成
される。

【００８５】上記応答器（データキャリア）２は、質問
器４からの伝送信号のエネルギーを駆動電力として用い
ることもできるため、この場合は専用電源が不要であ
る。例えば、これまで測定が困難とされてきた自動車の
タイヤ等の回転運動する物体内のような、過酷な環境内
に取り付けることで、その環境内の温度や圧力等をリア
ルタイムで検出して質問器に通知することもできる。

【００８６】さらに、このようにセンサ素子２２を搭載
した応答器（データキャリア）２を樹脂製の外装部によ
り封止することによって、センサ素子２２を含む応答器
２の内部部品を外部環境から受ける様々なストレスから
良好に保護することが可能となる。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、口
径の小さいアンテナでも、質問器および応答器のアンテ
ナ間が近距離でも、雑音の多い場所でも、交信面が広
く、Ｓ／Ｎ比の良い交信を、効率的に、迅速に、でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明システムの一実施形態を説明す
るためのデータキャリアシステムの構成図である。

【図２】図２は、図１の交信方法を説明するための構成
図である。

【図３】図３は、図１の質問器のアンテナ部分を具体的
に説明するための構成図である。

【図４】図４は、図３の隣り合うアンテナ間の重複状態
を説明するための構成図である。

【図５】図５は、図３の他の交信方法を説明するための
構成図である。

【図６】図６は、図３の他の交信方法を説明するための
構成図である。

【図７】図７は、図３の他の交信方法を説明するための
構成図である。

【図８】図８は、図３のアンテナ切り換え器の具体例を
説明するための回路結線図である。

【符号の説明】 １…データキャリアシステム、 ２…応答器、 ３…ホストコンピュータ、 ４…質問器、 ６、１８…主制御部、 ７…インターフェース部、 ８、１９…メモリー（ＲＡＭ）、 ９、１７…信号変換部、 １０、２０…変調部、 １１、１６…復調部、 １２、２１、３０…送信アンテナ、 １３、１５、 ３１…受信アンテナ、 ４１、４２…アンテナの端部、 ４３…組み立てアンテナ、 ４４、４５，４６、４９…アンテナ切り換え器、 ４７…荷物棚、 ４８…室、 ６３…切り換え器、 ６６…放電灯 ５６、５９、 ６１、７３、７８…抵抗、 ５８、７２、７７…ＬＥＤ、 ６０、７１…トランジスタ、 ６４…直流電源、 ６５、７６…スイッチ、

フロントページの続き (72)発明者 小林 栄一 埼玉県川口市領家５丁目14番25号 東芝ケ ミカル株式会社川口工場内 (72)発明者 藤永 智志 茨城県北相馬郡守谷町緑１丁目１番地21 アサヒビール株式会社内 (72)発明者 小池 建郎 東京都港区芝浦１−１−１ 株式会社東芝 内 Ｆターム(参考） 5J070 AB16 AD05 AE20 AF01 AH31 AH50 AJ14 AK28 AK40 BC13 BC16 BC23 BC25 BC29 BC35 BG03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報を記憶し、この記憶情報から指定さ
   れた情報を読み出し非接触に送信する複数の応答器と、 これら各応答器との間でこれ等応答器に記憶されている
   情報を交信し、且つ予め設定したＳ／Ｎ比を有する口径
   のアンテナを複数配列して設けられた質問器と、 この質問器の複数のアンテナを順次切り換えて、各アン
   テナごとに交信可能な前記応答器と順次交信する手段と
   を有することを特徴とするデータキャリアシステム。
2. 【請求項２】 情報を記憶し、この記憶情報から指定さ
   れた情報を読み出し非接触に送信する複数の応答器と、 これら各応答器との間でこれ等応答器に記憶されている
   情報を交信し、且つ予め設定したＳ／Ｎ比を有する口径
   のアンテナを複数配列して設けられた質問器と、 この質問器の前記各アンテナの交信領域内に前記各応答
   器を配置する手段と、前記質問器の複数のアンテナを順
   次切り換えて、連続的に前記各応答器と交信する手段と
   を有することを特徴とするデータキャリアシステム。
3. 【請求項３】応答器に記憶されている情報の要求の送信
   およびこの情報を受信し予め設定したＳ／Ｎ比の口径を
   有するアンテナと、 このアンテナが横方向及び縦方向に多数配列され順次切
   り換え接続する切り換え手段とを具備してなることを特
   徴とする質問器。
4. 【請求項４】 応答器に記憶されている情報の要求の送
   信およびこの情報を受信し予め設定したＳ／Ｎ比の口径
   を有するアンテナと、 このアンテナが横方向及び縦方向に複数配列され順次切
   り換え接続する切り換え手段とを具備し前記アンテナに
   ついて複数個水平方向および垂直方向端部を重複させて
   配置することを特徴とする質問器。
5. 【請求項５】 応答器に記憶されている情報の要求の送
   信およびこの情報を受信し予め設定したＳ／Ｎ比の口径
   を有するアンテナと、 このアンテナが横方向及び縦方向に複数配列された同一
   特性のアンテナ配列面と、 このアンテナ配列面の各アンテナを順次切り換え接続す
   る切り換え手段とを具備し前記アンテナ配列面を複数面
   設けてなることを特徴とする質問器。