JP2005284802A - 無線タグリーダライタ - Google Patents

Abstract

【課題】 無線タグが非接触リーダライタの読み取り可能な範囲に位置しても、リーダライタのアンテナが出す磁束が無線タグのアンテナを通過しない場合は全く読み書きできない。
【解決手段】 無線タグを読み書きするループアンテナと、このループアンテナを移動させる駆動部とを備えている。そして、この構成により無線タグがループアンテナに近づいても読み書きできないときに、ループアンテナを駆動して移動や回転させることで、無線タグを読み書きできるようにするものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ループアンテナを用いて無線タグを読み書きする無線タグリーダライタに関するものである。

近年、非接触ＩＣカードやＩＣタグとも呼ばれる無線タグは、物品や動物などに取り付けられて、取り付けられた物の管理等に使用されており、また、その無線タグを読み書きするための無線タグリーダライタと無線タグとの間の通信には電磁誘導を用いたものが多く、無線タグリーダライタのアンテナには線材をコイル状に巻いたループアンテナが多く用いられている。

従来の無線タグリーダライタの多くは、そのループアンテナの近くに無線タグを近接させることで無線タグの情報の読み書きを行うものであるが、そのループアンテナの中に無線タグを通過させて読み書きを行うものも知られている（例えば特許文献１参照）。

図９は、上記従来の無線タグリーダライタを示しており、１は入用アンテナ、２は出用アンテナ、Ａは入用アンテナ１の受信による応答電波の受信可能領域（出用アンテナ２の受信による応答電波の受信可能領域を除く）、Ｂは入用アンテナ１及び出用アンテナ２の受信による応答電波の受信可能領域、Ｃは出用アンテナ２の受信による応答電波の受信可能領域（入用アンテナ１の受信による応答電波の受信可能領域を除く）、Ｄは入用アンテナ１及び出用アンテナ２の受信による応答電波の受信不可能領域である。

以上のように構成された無線タグリーダライタにおいて、その動作を説明する。従来の無線タグリーダライタの入用アンテナや出用アンテナに、無線タグが近づき受信可能範囲を通過するときに、無線タグのメモリ内容を読み書きできる。
特開平９−２３１４２７号公報

しかし、従来の無線タグリーダライタは、アンテナにループアンテナを使用し、無線タグのアンテナにもループアンテナを使用しているために、無線タグがリーダライタのアンテナに近づいても、リーダライタのアンテナが出す磁束が無線タグのアンテナを通過しない場合は、全く読み書きできないという課題を有していた。

本発明は、ループアンテナを用いて無線タグを読み書きする無線タグリーダライタで、そのアンテナ内を無線タグが通過するときに確実に読み書きできる無線タグリーダライタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の無線タグリーダライタは、無線タグを読み書きするループアンテナと、このループアンテナを移動させる駆動部とを備えている。そして、この構成により無線タグがループアンテナに近づいても読み書きできないときに、ループアンテナを移動や回転させることで、無線タグを読み書きできるようにするものである。

以上のように、本発明はリーダライタのアンテナが出す磁束が無線タグのアンテナを通過しない場合に、ループアンテナを駆動することにより、確実に読み書きできる無線タグリーダライタを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１から図８を用いて説明する。

（実施の形態１）
本実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。

図１は、本実施の形態の無線タグリーダライタによる無線タグの読み取り状態を示す斜視図であり、図２は、無線タグリーダライタの概略構成を示すブロック図である。１００はループアンテナ、１０１はループアンテナ１００と通信を行いものであり固有の識別情報を有する無線タグ、１０２は無線タグが取り付けられた識別対象としてのネズミ、１０３は識別対象であるネズミを収容する収容部、１０４は収容部１０３の側面に設けられておりネズミが収容部１０３から外に出るときの出口、１０５は収容部１０３の上面に設けられておりネズミが収容部１０３の中に入るときの入口、１０６はループアンテナ１００から送信または受信する信号を変調または復調する変復調器、１０７はループアンテナ１００の読み取り範囲を変更するためにループアンテナ１００を駆動する駆動部、１０８は収容部１０３を載置する載置部を示す。なお、ループアンテナ１００は、ネズミ１０２を収容している収容部１０３を内部に挿通させた状態でネズミ１０２に取り付けた無線タグ１０１と通信を行うものである。

また、図２において、２００は無線タグリーダライタ、２０１は無線タグリーダライタ２００の各部の制御を行う制御装置、２０３は無線タグ１０１の読み取りができたか否かを判定する読み取り判定部、２０４は出口１０４や入口１０５の開閉を行う開閉駆動部、２０５はループアンテナ１００の位置を移動させて読み取り範囲を変更させる駆動部１０７の制御を行う駆動制御部である。

なお、無線タグリーダライタ２００は、外部機器であるホスト装置２１０と接続されており、このホスト装置２１０から読み取り命令を受信し、読み取り結果をホスト装置２１０に送信する場合について説明する。

以上のように構成された無線タグリーダライタについて、その動作を説明する。

固有の識別情報を有する無線タグ１０１がネズミ１０２に取り付けられており、ネズミ１０２は入口１０５から収容部１０３内に入れられる。そして、無線タグリーダライタ２００内の制御装置２０１はホスト装置２１０からの読み取り命令を受け、変復調部１０６を通してループアンテナ１００に送信波を送信し、ループアンテナ１００は変復調部１０６から送られてきた送信波を出力する。そして、その送信波に応答した無線タグ１０１から応答信号をループアンテナ１００により受信し、その応答信号は変復調部１０６に送信され、さらに制御装置２０１に送信する。

なお、所定時間読み取り動作を行っても無線タグ１０１からの応答信号を受信できない場合には、制御装置２０１は駆動制御部２０５にループアンテナ１００の位置を変更させる旨の信号を送信し、この信号を受信した駆動制御部２０５は駆動部１０７を制御してループアンテナ１００の位置を後述するように移動させて読み取り範囲を変更させる。一方、無線タグ１００からの応答信号を受信した場合には、制御装置２０１は読み取り結果を読取判定部２０３に送り、読取判定部２０３は無線タグ１０１の読み取りができたか否かを判定し、読み取りができいる場合には出口１０４を開放する旨の信号を開閉駆動部２０４に送信し、開閉駆動部２０４はこの信号に基づいて出口１０４を開放し、ネズミ１０２を収容部１０３外に出す。

上記動作について、図２のブロック図と図３のフローチャートを用いて再度説明する。

図３は、無線タグリーダライタの動作を示すフローチャートである。

無線タグリーダライタ２００の制御装置２０１は、ホスト装置２１０から送られてくる読み取りを指示するコマンドを待ち、ホスト装置２１０からコマンドを受信すると、変復調器１０６に読み出しコマンドを送信し、このコマンドに基づいて変復調器１０６はループアンテナ１００を介して無線タグ１０１に対して無線タグ１０１に記憶されている情報を読み出すコマンドを送信し、無線タグ１００の読み取りを行う。

そして、制御装置２０１は、無線タグ１０１からの応答信号をループアンテナ１００を介して変復調器１０６から受信しようとし、変復調器１０６から受信した場合にはその受信した信号をホスト装置２１０に送信して読み取りを終了する。

しかし、変復調器１０６から受信がない場合には、例えば２秒間待ち状態となり、その後制御装置２０１は駆動制御部２０５へ駆動命令を出し、駆動制御部２０５はこの駆動命令に基づいて駆動部１０７を制御して駆動部１０７によりループアンテナ１００の位置を移動させる。その後、制御装置２０１は再度変復調器１０６に読み出しコマンドを送信する。そして、無線タグ１０１から応答信号を受信した場合にはその信号をホスト装置２１０に送信して読み取りを終了する。また、応答信号を受信しない場合は再度ループアンテナ１００の位置を移動させて無線タグ１０１の読み取りを行い、読み取りができた場合はその情報をホスト装置２１０に送信して読み取りを終了し、読み取りができない場合はできない旨の信号をホスト装置２１０に送信して読み取りを終了する。

次に、上記した無線タグ１０１の読み取りができなかった場合にループアンテナ１００を移動する例として、ループアンテナ１００をループアンテナ１００の略中心軸方向に移動する場合について、図４を用いて説明する。

図４は、無線タグリーダライタのループアンテナ１００による読み取り状態を示す図である。図４において、３０１はループアンテナ１００による無線タグ１０１の読み書き可能な範囲を示しており、３０２は無線タグ１０１に設けられているアンテナであり、３０３の矢印はループアンテナ１００の移動方向および移動量を示しており、３０４はループアンテナ１０１が矢印３０３の方向に移動した後のループアンテナ１００による無線タグ１０１を読み書き可能な範囲を示している。

ループアンテナ１００による無線タグ１０１の読み書き可能な範囲３０１内に、無線タグ１０１のアンテナ３０２が存在すれば、ループアンテナ１００による無線タグ１０１の読み書きは可能であるが、図４に示すように、無線タグ１０１のアンテナ３０２がループアンテナ１００による無線タグを読み書き可能な範囲３０１内に存在しない場合には、読み取り不可能となる。この場合、制御装置２０１の信号に基づき、駆動制御部２０５および駆動部１０７によりループアンテナ１００をループアンテナ１００の略中心軸方向に移動量３０３だけ移動させると、ループアンテナ１００の読み書き可能な範囲が３０４のように移動し、無線タグ１０１の読み書きが可能となる。

以上のように、本実施の形態によれば、無線タグ１０１の読み取りができない場合に、ループアンテナ１００をループアンテナ１００の略中心軸方向に移動して再度読み取りを行うようにすることで、確実に無線タグ１０１の読み書きを行うことができる。

なお、読み取りができない場合にはループアンテナ１００を所定量移動させて読み取りを行い、それでも読み取りができない場合は再度ループアンテナ１００を所定量移動させて読み取りを行い、これを繰り返すことで無線タグ１０１の読み取りを行い、読み取りの可否について読取判定部２０３により読み取りの判定を行い、読取判定部２０３が読み取りができていないと判定した場合にはループアンテナ１００の移動を繰り返して読み取りを行い、読取判定部２０３が読み取りができたと判定した場合にはループアンテナ１００の移動を停止させるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、無線タグ１０１を取り付ける読み取り対象を動物（ネズミ）としたが、動物に限るものではなく、移動可能あるいは移動させることが可能な移動体、例えば、スーパーマケットにおけるカゴに入ったお菓子等としてもよい。さらに、ループアンテナ１００を自動で移動させる例について示したが、手動でループアンテナ１００を移動させるようにしてもよい。

（実施の形態２）
本実施の形態の無線タグリーダライタについて、図５と図６を用いて説明する。本実施の形態において実施の形態１と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態１と異なるのは、後述するように、ループアンテナ１００の移動をループアンテナ１００の載置部１０８に近い回転軸５００を中心に円弧状に移動可能とした点である。

図５は、無線タグリーダライタのループアンテナ１００の読み取り状態を示す図である。図５において、４０１はループアンテナ１００の略中心線上の磁束を表しており、４０２はループアンテナ１００の略中心位置を示している。図５に示すように、ループアンテナ１００の中心線上の磁束４０１が無線タグ１０１に設けられたアンテナ３０２と直角な配置になる場合、無線タグ１０１が読み書き可能な範囲（磁束が送信される範囲）に存在しても無線タグ１０１の読み書きは不能となる。

図６は、無線タグリーダライタのループアンテナ１００を回転した状態を示す図である。図６において、５００はループアンテナ１００が回転移動する場合の回転軸を示す。そして、図５に示したように、ループアンテナ１００と無線タグ１０１に設けられたアンテナ３０２との位置関係により無線タグ１０１の読み書きが不可能である場合、ループアンテナ１００の載置部１０８に近い回転軸５００を中心に円弧状にループアンテナ１００を移動させる。このようにすることで、ループアンテナ１００の中心線上の磁束４０１と無線タグ１０１のアンテナ３０２とのなす角度が直角ではなくなり、ループアンテナ１００が生じる磁束４０１が無線タグ１０１のアンテナ３０２と鎖交するので、ループアンテナ１００による無線タグ１０１の読み書きが可能となる。

以上のように、本実施の形態によれば、無線タグ１０１の読み取りができない場合に、ループアンテナ１００を、回転軸５００を中心に円弧状に移動して読み取りを行うようにすることで、確実に無線タグ１０１の読み書きを行うことができる。

（実施の形態３）
本実施の形態の無線タグリーダライタについて、図７と図８を用いて説明する。本実施の形態において、実施の形態１および２と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態１または実施の形態２と異なるのは、後述するように、ループアンテナ１００の移動を載置部１０８の略垂直方向の軸を中心に回転移動するようにした点である。

図７は、無線タグリーダライタのループアンテナ１００の読み取り状態を示す図である。図７において、４０１はループアンテナ１００の略中心線上の磁束を表しており、４０２はループアンテナ１００の略中心位置を示している。図７に示すように、ループアンテナ１００の中心線上の磁束４０１が無線タグ１０１に設けられたアンテナ３０２と直角な配置になる場合、無線タグ１０１が読み書き可能な範囲（磁束が送信される範囲）に存在しても無線タグ１０１の読み書きは不能となる。

図８は、無線タグリーダライタのループアンテナ１００を回転した状態を示す図である。図８において、７００は載置部１０８に対して略垂直でありループアンテナ１００が回転移動する場合の回転軸を示す。そして、図７に示したように、ループアンテナ１００と無線タグ１０１に設けられたアンテナ３０２との位置関係により無線タグ１０１の読み書きが不可能である場合、ループアンテナ１００を、回転軸７００を中心に回転移動させる。このようにすることで、ループアンテナ１００の中心線上の磁束４０１と無線タグ１０１のアンテナ３０２とのなす角度が直角ではなくなり、ループアンテナ１００が生じる磁束４０１が無線タグ１０１のアンテナ３０２と鎖交するので、ループアンテナ１００による無線タグ１０１の読み書きが可能となる。

以上のように、本実施の形態によれば、無線タグ１０１の読み取りができない場合に、ループアンテナ１００を、回転軸７００を中心に回転移動して読み取りを行うようにすることで、確実に無線タグ１０１の読み書きを行うことができる。

なお、上記の実施の形態１から３で使用される無線タグは、ＲＦＩＤタグなどとも呼ばれ、カード型やコイン型などの形状をしており、非接触リーダライタと電磁結合し、非接触リーダライタから送信された電波に応答して識別情報を非接触リーダライタに送信するものである。

本発明の無線タグリーダライタは、無線タグの読み書き性能を向上することができ、無線タグの情報を読み取る情報端末等として産業上有用である。

実施の形態１における無線タグリーダライタによる無線タグの読み取り状態を示す斜視図 実施の形態１における無線タグリーダライタの概略構成を示すブロック図 実施の形態１における無線タグリーダライタの動作を示すフローチャート 実施の形態１における無線タグリーダライタのループアンテナによる読み取り状態を示す図 実施の形態２における無線タグリーダライタのループアンテナによる読み取り状態を示す図 実施の形態２における無線タグリーダライタのループアンテナを回転した状態を示す図 実施の形態３における無線タグリーダライタのループアンテナによる読み取り状態を示す図 実施の形態３における無線タグリーダライタのループアンテナを回転した状態を示す図 従来の無線タグリーダライタのアンテナを示す図

符号の説明

１００ ループアンテナ
１０１ 無線タグ
１０２ ネズミ
１０３ 収容部
１０４ 出口
１０５ 入口
１０６ 変復調器
１０７ 駆動部
１０８ 載置部
２００ 無線タグリーダライタ
２０１ 制御装置
２０３ 読取判定部
２０４ 開閉駆動部
２０５ 駆動制御部
２１０ ホスト装置
３０１，３０４ 読み取り範囲
３０２ アンテナ（無線タグ）

Claims (11)

1. 無線タグが設けられた読取対象を内部に挿通させた状態で前記無線タグと通信を行うループアンテナと、前記ループアンテナの位置を移動させる駆動部とを備えた無線タグリーダライタ。
2. 無線タグが設けられた読取対象を載置する載置部と、前記載置部に対して略垂直方向に設けられており前記無線タグが設けられた読取対象を内部に挿通させた状態で前記無線タグと通信を行うループアンテナと、前記ループアンテナの位置を移動させる駆動部とを備えた無線タグリーダライタ。
3. ループアンテナは、駆動部により前記ループアンテナの略中心軸方向に略平行移動される請求項２記載の無線タグリーダライタ。
4. ループアンテナは、駆動部により前記ループアンテナの載置部に近い側を支点として略円弧状に移動される請求項２記載の無線タグリーダライタ。
5. ループアンテナは、駆動部により載置部の略垂直方向の軸を中心として略回転移動される請求項２記載の無線タグリーダライタ。
6. 読取対象を収容する収容部を備え、この収容部をループアンテナに挿通させた状態で前記ループアンテナは無線タグと通信を行う請求項１から５のいずれか１項に記載の無線タグリーダライタ。
7. 読取対象は移動可能な移動体である請求項１から６のいずれか１項に記載の無線タグリーダライタ。
8. 読取対象は動物である請求項１から７のいずれか１項に記載の無線タグリーダライタ。
9. ループアンテナからの信号に基づいて読取対象に設けられた無線タグの読み取りができたか否かを判定する読取判定部を備え、前記読取判定部により前記無線タグの読み取りができたことを判定すると駆動部による前記ループアンテナの移動を停止する請求項１から８のいずれか１項に記載の無線タグリーダライタ。
10. 無線タグリーダライタは、ループアンテナからの信号に基づいて読取対象に設けられた無線タグの読み取りができたか否かを判定するする読取判定部と、前記読取判定部からの信号に基づいて収容部に設けられた読取対象の出入口の開閉を行う開閉駆動部とを備え、前記無線タグの読み取りができた場合に収容部の出口を開放する請求項６から８のいずれか１項に記載の無線タグリーダライタ。
11. ループアンテナは手動により移動可能である請求項１から１０のいずれか１項に記載の無線タグリーダライタ。