JP2005339507A - リーダライタ装置及び情報認識システム - Google Patents
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Abstract
アクティブなアンテナが対象となるRFIDタグと効率よく通信することができるリーダライタ装置及び情報認識システムを提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明に係るリーダライタ装置は、RFIDタグ13を動作させて格納情報の読取り・書込みを行う複数のアンテナ12が配置されたリーダライタ装置11であって、複数のアンテナ12は、通信対象となるRFIDタグ13と通信するアンテナ12と、当該アンテナ12に近接した他のアンテナ12とを備え、当該近接したアンテナ12は、アンテナ12が対象となるRFIDタグ13と通信状態となる場合には、対象となるRFID13と通信不可能な状態となるものである。
【選択図】 図1
Description
RFIDタグ96の共振回路97は、並列に接続されたコンデンサ971、コイル972を有する。共振回路97のコイル972は、共振回路920のコイル930から出力された電波を受信する。これによって、RFIDタグ96がアクティブとなる。
図18に示すように、RFIDタグ96がアクティブとなっているとき、RFIDタグ96とアンテナ駆動部910との間で相互誘導が生じている。図18では、この相互インダクタンスがM1によって示されている。M2〜M4は、RFIDタグ96とアンテナ駆動部911〜913との相互インダクタンスを示している。さらに、これらRFIDタグ96との相互誘導にともなって、アンテナ駆動部910〜913の間で相互誘導が生じる。これによる相互インダクタンスがM5〜M10によって示されている。
まず、対象とするRFIDタグの数が多く、その存在場所が広範囲になると、高電力化、処理の複雑さ等によってリーダライタ装置が高価となる。また、RFIDタグの数が多くなるにつれ、処理が複雑となるため、処理時間も長くなる。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、アクティブなアンテナが対象となるRFIDタグと効率よく通信することができるリーダライタ装置及び情報認識システムを提供することを目的とする。
このような構成においては、第2のアンテナが第1のアンテナに近接した場合であっても、対象となるRFIDタグや第1のアンテナと共振しない。従って、アクティブなアンテナが対象となるRFIDタグと効率よく通信することができる。
このような構成においては、アンテナが対象となるRFIDタグと通信する場合であっても、第2の共振回路を選択するので、対象となるRFIDタグや他のアンテナと共振しない。従って、アクティブなアンテナが対象となるRFIDタグと効率よく通信することができる。
このような構成においては、コンデンサを選択するだけで、通信状態と非通信状態を簡便に選択することができる。これによって、アンテナの回路構成を簡便にすることができ、アンテナとRFIDタグとの効率よい通信を簡便に実現することができる。
このような構成においては、アンテナは、対象となるRFIDと通信するときに、RFIDタグ、他のアンテナと共振することがない。従って、アクティブなアンテナが対象となるRFIDタグとの通信を確実に向上させることができる。
このような構成においては、アンテナ同士が近接した場合であっても、制御手段は、近接したアンテナ同士が干渉しないように対象となるRFIDタグと通信することができる。従って、アクティブなアンテナが対象となるRFIDタグと効率よく通信することができる。
好適には、前記複数の制御手段は、同じ列の方向に配列された前記複数のアンテナを略同じタイミングで駆動する。この場合には、行の方向に配列されたアンテナの個数だけのタイミングでアンテナを駆動することができる。従って、RFIDタグとより効率よく通信することができる。
好適には、前記所定の行と前記他の行とは隣接している。これにより、隣接した行に配列されたアンテナ同士が特に干渉しやすいが、この干渉を防ぐことができる。
好適には、所定のグループに属する制御手段は、当該所定のグループとは異なった他のグループに属する制御手段が前記複数のアンテナを駆動した後に、前記複数のアンテナを駆動する。この場合にも、複数のアンテナを略同時に駆動することができるので、RFIDタグとより効率よく通信することが可能である。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照しながら説明する。
まず、図1を用いて、本発明に係る情報認識システムであるRFIDシステムの全体構成について説明する。図1は、このRFIDシステムの一構成例を示す概略斜視図であり、符号1によってRFIDシステムが全体的に示されている。図1に示すように、RFIDシステム1は、リーダライタ装置11、アンテナ12、RFIDタグ13を備えている。
図1(a)に示すように、リーダライタ装置11は、複数のアンテナ12を有する。これら複数のアンテナ12は、略同等の構造・特性を有する。アンテナ12は、一例として略平面上にマトリクス状に配列されている。これら複数のアンテナ12が同一平面上に配列されることによって、アンテナアレイ14が構成される。また、符号12によって示されたアンテナは、これら複数のアンテナを代表した一つを示している。なお以下では、図1においては、図中左右を行と呼び、図中上下を列と呼ぶ。
リーダライタ装置11は、制御装置110を有する。この制御装置110は、各アンテナ12に接続されている。制御装置110は、アンテナ12への電源供給、アンテナ12を介した通信制御を行う制御手段の一例である。
図1(c)に、本発明に係るリーダライタ駆動部とRFIDタグ13の概略図が示されている。図1(c)において、符号120によってリーダライタ駆動部が示されている。リーダライタアンテナとなる共振回路210の回路構成は、具体的には限られない。信号入力端子216に信号を入力することにより共振回路210が駆動し、RFIDタグ13と通信可能となる。本発明は、制御信号により共振回路210の共振周波数を大きく変える、あるいはショートして使用している周波数に共振しないようにすることを可能にする。この方法については、後述する。
図2(a)の回路図に、このアンテナ12の具体的な回路構成の一例が示されている。図2に示すように、アンテナ12の共振回路210は、コイル211、コンデンサ212,213を備えている。さらに、アンテナ12は、このような共振回路210に加えて、トランジスタ214、スイッチ215を有する。これらアンテナ12の構成回路は、コイル211の周辺又は制御装置110内に形成されている。
図2(b)に示すように、スイッチ215は、トランジスタ221,222を用いて構成することができる。これらトランジスタ221,222は、トランジスタ214と同様に、NPN型のバイポーラトランジスタを用いることができる。トランジスタ221,222のベースはともに、制御信号入力端子223に接続されている。トランジスタ221のコレクタは電源配線に接続され、エミッタは、そのコンデンサ212,213に接続されている。これに対して、トランジスタ222のエミッタは電源配線に接続され、コレクタは、コンデンサ212,213に接続されている。このようなスイッチ215は、制御信号入力端子223への制御信号の入力によって、スイッチングを行う。
リーダライタ装置11の制御装置110は、マトリクス状に配列されたアンテナ12の行及び列を指定し、所望のアンテナ12への電源供給を制御する。具体的には、まず、制御装置110は、例えば、アンテナ12を行ごとに走査する。図1においては、制御装置110は、図上方から4行目を走査するとき、RFIDタグ13に対向したアンテナ12に電源を供給する。
また、アンテナ12は、アクティブとなって、対象となるRFIDタグ13と通信を行った後、スイッチ215をONにする。これによって、アンテナ12は、RFIDタグ13と共振しないアクティブでない時の状態に戻る。
発明の実施の形態1においては、アンテナ12のスイッチ215が通信する時にOFF、通信しない時にONしていた。発明の実施の形態2は、これとは逆に、アンテナ12のスイッチ215は、通信する時にON、通信しない時にOFFする場合である。
このような場合には、共振回路210は、アクティブとなるアンテナ12の共振周波数は、アクティブでない時に比べて下げ、対象となるRFIDタグ13と通信する。換言すれば、アクティブとなるアンテナ12の共振周波数は、これと近接する他の複数のアンテナ12に比べて低い共振周波数にずらされている。これによって、発明の実施の形態1と同様に、近接するアンテナ12による干渉を防止することが可能となる。
これに対して、発明の実施の形態1に示したように、アンテナ12が通信する時にスイッチ215をOFFする場合には、上記のようなコンデンサ213の静電容量の一部が消費されるのを防ぐことができる。これによって、設計どおりの共振周波数を得ることができる良好で安定した共振回路210を実現することができる。従って、アンテナ12のスイッチ215が通信する時にOFF、通信しない時にONする方が好ましい。
発明の実施の形態3においては、アンテナ12の他の回路構成について説明する。図4は、このアンテナ12の回路構成の一例を示す回路図である。
図4(a)においては、共振回路301は、共振回路210のスイッチ215に加え、スイッチ310を有する。このスイッチ310は、コンデンサ213に並列に接続されている。それとともに、スイッチ310は、スイッチ215に直列に接続されている。このように、共振回路301に2つのスイッチ215,310を設けることによって、共振回路301を4つの状態に切替えることが可能となる。
さらに、共振回路302は、共振回路210のスイッチ215に替えて、スイッチ311を有する。このスイッチ311は、コンデンサ212に直列に接続されている。
スイッチ311がコンデンサ321を選択する場合には、コンデンサ212,321が直列に接続される。この共振回路302は、図2に示した共振回路210でスイッチ215をOFFにした場合で、コンデンサ213をコンデンサ321に替えたものである。このように、スイッチ311を用いてコンデンサ213,321を切替える共振回路302の場合には、共振周波数を柔軟に変更することができる。また、発明の実施の形態2において説明したように、アクティブな時にはスイッチ215,311がともにOFFしているのが好ましい。
発明の実施の形態1〜3においては、アクティブか否かに関わらず、アンテナ12が所定の共振周波数の電波を出力可能な共振回路を構成していた。これに対して、発明の実施の形態4においては、アクティブでない時に共振回路が機能しないようにショートしておく場合について説明する。
コイル41は、インダクタンスLを有する抵抗素子である。コイル41は、電源配線に接続されている。
コンデンサ42は、キャパシタCを有する容量素子である。コンデンサ42は、コイル41と並列に接続されている。コンデンサ42は、電源配線に接続されている。
図5(b)に示すように、スイッチ45は、スイッチ215と同様であり、トランジスタ451,452を用いて構成することができる。トランジスタ451,452のベースはともに、制御信号入力端子453に接続されている。これらトランジスタ451はそれぞれ、エミッタ接地、コレクタ接地されている。
複数のアンテナ12は、アクティブでない時には、スイッチ45をONしている。これによって、コイル41、コンデンサ42で構成された並列共振回路はショートされ、共振回路が機能しなくなる。
トランジスタ44がONされると、アンテナ12に電源が供給される。スイッチ45は、この電源供給のタイミングでONからOFFに切替える。これによって、アンテナ12に電源電位VCCが供給される。これによって、コイル41がコンデンサ42に並列に接続されるので、共振回路が構成される。
発明の実施の形態1〜4においては、1つのアンテナ12を対象となるRFIDタグ13と通信するために、他のアンテナ12の共振周波数と異なるように変更した。発明の実施の形態5においては、アクティブとなるアンテナ12の共振周波数を変更することなく、アクティブとならない他のアンテナ12の共振周波数を変更する場合について説明する。
具体的には、すべてのアンテナ12は、スイッチ215をOFFしている。これらのアンテナ12の共振回路210は、RFIDタグ13の共振回路130と共振可能な状態である。しかし、これら共振回路210に電源が供給されていないので、RFIDタグ13と共振しない。
これに対して、この通信するアンテナ12を除いた他のアンテナ12は、スイッチ215をONする。これらのアンテナ12における共振回路210の共振周波数は下がる。これによって、これら共振回路210は、電源供給によってアクティブとなっても、RFIDタグ13の共振回路130と同調することがない。
また、1つのアンテナを維持して他のアンテナの共振周波数を変更する場合もまた、変更せずに維持するアンテナは1つに限られない。実質的に影響するアンテナの共振周波数を変更し、複数のアンテナが対応するRFIDタグと同時に通信することもできる。
例えば、4行置き、3行置きというように、離間して実質的に影響がないアンテナを同時にアクティブにすることもできる。この場合には、同時に複数のRFIDタグと通信することが可能となる。これによって、リーダライタ装置、RFIDタグを用いた作業の効率を向上させることができる。
またさらに、本実施形態においては、コンデンサ側にスイッチを設けてコンデンサの静電容量を可変としているが、コイル側にスイッチを設けて抵抗成分を可変とすることも可能である。この場合には、コイルに交流が流れる場合が好ましく、電子的スイッチを用いて抵抗成分を切替えることができる。コイル側の抵抗成分を可変とする場合には、抵抗成分の変化によってコンデンサに蓄電された静電容量が消費され、良好な共振回路を得ることができない場合がある。そのため、スイッチングによって可変とするのは、コンデンサ側であることが望ましい。
発明の実施の形態6においては、リーダライタ装置のアンテナが面上にマトリクス状に配置されたシステムについて説明する。本実施形態においては、その好適な形態として、試験管を管理するために、上記に説明したRFIDシステム1を用いた場合について説明する。
まず、図6を用いて、本実施形態におけるリーダライタ装置11について説明する。図6は、本実施形態におけるリーダライタ装置11を示す模式図である。図6に示すように、このリーダライタ装置11は、上記の各発明の実施の形態と同様に、制御装置110、複数のアンテナ511〜598を有する。
複数のアンテナ511〜598は、上記に説明したアンテナ12と同様のアンテナであり、その具体的な構造は、例えば後述するように、アンテナアレイ14の内部にボビンに巻いた構造とすることができる。これら複数のアンテナ511〜598は、アンテナアレイ14の同一面上にマトリクス状に配列されている。図6においては、9行×8列=72個のアンテナ511〜598が配置されているが、これら複数のアンテナ12がマトリクス状に配列されていればよく、複数のアンテナ12の個数はいくつでもよい。また、制御装置110とアンテナ511〜598とは、後述する端子群601を経由して配線接続されている。
端子群601は、全てのアンテナ12の個数に応じた個数だけの複数の端子から構成されている。図7においては、端子群601は、72個の端子611〜698から構成され、これら端子611〜698はそれぞれ、図6のアンテナ511〜598に電気的に接続されている。
制御回路部602は、CPUやMPU等の制御手段、ROMやRAM等の記憶手段等を有し、当該制御装置110の動作制御を行うための回路部分である。
切替スイッチ603は、電子的スイッチであり、複数のアンテナ12の数だけの切替ポジションを有し、具体的には72個の切替ポジションを有する。この切替スイッチ603は、制御回路部602に電気的に接続され、それとともに端子611〜698に電気的に接続されている。
図8の外観模式図に、試験管の一例が示されている。図8に示すように、試験管701は、内側に被験物(図示せず)を収容するための容器である。本実施形態においては被験物を収容するよう気が試験管701であるから、その形状は略円筒状であるが、これに限らず種々の形状とすることができる。この試験管701の底部には、RFIDタグ13が貼り付けられているが、これに限らず、RFIDタグ13を試験管701底部に内蔵したり、樹脂やガラス等によってモールドされたRFIDタグ13を試験管701底部の内側面に貼付したりしてもよい。
図10に示すように、トレー702底部の内側寸法はアンテナアレイ14上側の外側寸法とほぼ等しく、かつ、このトレー702底部の形状は、予め設定されたガタの範囲で嵌め合う形状とすることができる。トレー702のトレー端部703は、この嵌め合い状態でアンテナアレイ端部704と接している。
複数のRFIDタグ519〜589は、試験管719〜789がトレー702の穴711〜718に挿入された状態で、トレー702内側に挿入されている。図10においては、アンテナ511〜518はそれぞれ、アンテナアレイ14内部でボビンに巻かれている。
複数のRFIDタグ519〜589それぞれは、リーダライタ装置11の各アンテナ511〜518から距離Hだけ離れた位置に配置され、これらアンテナ511〜518と無線通信可能となるように設定されている。この図10においては、8個のアンテナ511〜518それぞれのほぼ真上に、それぞれのRFIDタグ519〜589が配置されている。これによって、アンテナ511〜518は、これらと同数の8個のRFIDタグ519〜589と無線通信することができる。
例えば、理論および実験によれば、アンテナ511〜598の直径Rは、距離Dあるいは距離Eの小さな方の略半分(±50%)とし、距離Hは、距離Dあるいは距離Eの略半分(±50%)と設定することができる。これにより、アンテナ511〜518はそれぞれ、RFIDタグ519〜589と通信可能であるが、RFIDタグ519〜589を除いた他のRFIDタグ13とは無線通信することができない。
制御装置110の制御回路部602は、アンテナ511〜598を駆動してアクティブにするための無線通信信号、切替制御信号を切替スイッチ603に出力する。具体的には図11に示すように、制御回路部602は、第1タイムスロットT1に、切替制御信号とともに、波形811で示された無線通信信号を切替スイッチ603に出力する。
切替スイッチ603は、制御回路部602が出力した切替制御信号に基づいて端子611〜698を切替え、制御回路部602を端子611〜698のいずれか1つに接続する。この端子611〜698のいずれか1つに接続されたアンテナ511〜598のいずれか1つは、この切替によって制御回路部602に接続される。図11においては、切替スイッチ603は、第1タイムスロットT1に、制御回路部602からの切替制御信号に基づいて端子611に接続し、制御回路部602と端子611とを接続する。制御回路部602は、この端子611を介してアンテナ511と接続されている。
この無線制御信号が入力されたアンテナ511は、駆動してアクティブとなり、RFIDタグ13と通信可能な状態となる。従って、制御装置110は、アンテナ511を駆動して、アンテナ511のほぼ真上にあるRFIDタグ519と通信を行う。これによって、制御装置110は、RFIDタグ519を駆動してRFIDタグ519と通信を行い、RFIDタグ519に格納された格納情報をRFIDタグ519から取得する。
このようにアンテナ511〜598が順次アクティブにしながら、特定のアンテナ12を通信対象となる特定のRFIDタグ13と通信させることができる。従って、リーダライタ装置11の各アンテナ12は、通信対象となるRFIDタグ13と効率よく通信を行うことができる。これによって、そのRFIDタグ13が貼付けられた試験管701が挿入されたトレー702の穴711〜798を効率よく特定することができる。
また、図10に示されたように、アンテナ12は、それぞれボビンに巻かれ、これをアンテナアレイ14に装着した構造を有するが、これに限られない。例えば、アンテナアレイ14をプリント基板によって形成することができる。この場合、各アンテナ12をプリント基板上に平面的に構成することにより、低価格で量産性に富み、かつ距離D、距離E、高さHのばらつきが小さな配置位置の精度が高いアンテナを形成することが可能である。
発明の実施の形態7においては、発明の実施の形態6と同様に、アンテナが面上にマトリクス状に配置されたリーダライタ装置について説明する。本実施形態におけるリーダライタ装置は、発明の実施の形態6と異なり、複数の制御装置を有する。詳細には、各行のアンテナに接続された複数の制御装置は、同一列に配列された複数のアンテナを同じタイミングで駆動する。なお、以下においては、制御装置それぞれは、同一行に配列されたアンテナを駆動するが、行に限らず、同一列に配列されたアンテナを駆動するように構成してもよい。すなわち、各列ごとに制御装置を設け、この制御装置を同一列に配列されたアンテナに接続することもできる。
図12に、本実施形態におけるリーダライタ装置11が示されている。図12に示すように、このリーダライタ装置11は、制御装置111〜119、端子群621〜629を有する。制御装置111〜119は、各行ごとの複数のアンテナ511〜518,・・・,591〜598に電気的に接続されている。詳細には、制御装置111〜119はそれぞれ、後述する端子群621〜629によってアンテナ511〜598に配線接続されている。これら制御装置111〜119は、アンテナ511〜598への電源供給、これらのアンテナ511〜598を介した通信制御を行う制御手段の一例である。
図13に示すように、制御装置111は、端子群621に加え、制御回路部612、切替スイッチ613を備えている。
端子群621は、同一の行に配列されたアンテナ12の個数に応じた個数だけの複数の端子を有する。図13においては、端子群621は、8個の端子631〜638から構成され、これら端子631〜638はそれぞれ、図12のアンテナ511〜518に接続されている。
制御回路部612は、制御回路部602と同様の回路部分である。切替スイッチ613は、切替スイッチ603と同様の電子的スイッチであり、列の数だけの切替ポジションを有する。切替スイッチ613は、図13では8つの切替ポジションを有する。この切替スイッチ613は、制御回路部612に電気的に接続され、それとともに端子631〜638に電気的に接続されている。
制御装置111の制御回路部612は、第1タイムスロットT1に、切替制御信号とともに、無線通信信号を切替スイッチ613に出力する。図14に示すようにこの切替スイッチ613は、制御回路部612が出力した切替制御信号に基づいて端子621〜629を切替え、制御回路部612を切替えられた端子621に接続する。この端子621に接続されたアンテナ511は、この切替によって制御回路部612に接続される。
制御回路部612が出力した無線制御信号は、第1タイムスロットT1に、制御回路部612に接続されたアンテナ511に、端子621を介して切替スイッチ613から入力される。この無線制御信号が入力されたアンテナ511は、駆動してアクティブとなり、RFIDタグ13と通信可能な状態となる。従って、制御装置111は、アンテナ511を駆動して、アンテナ511のほぼ真上にあるRFIDタグ519と通信を行う。これによって、制御装置110は、RFIDタグ519を駆動してRFIDタグ519と通信を行い、RFIDタグ519に格納された格納情報をRFIDタグ519から取得する。
その後、制御装置111〜119は、1列目のアンテナ511〜591の駆動と同様に、第2タイムスロットT2、・・・、第8タイムスロットT8それぞれにおいて、各列のアンテナ512〜592,・・・,591〜598を列方向に順に駆動してアクティブにする。これらアクティブとなったアンテナ512〜592,・・・,591〜598は、各列ごとに、これらに対応したRFIDタグ13と通信を行う。これによって、1つのタイムスロットに同じ列のアンテナ511〜591が同時に駆動しているので、第8タイムスロットT8までに、全てのRFIDタグ13との通信が完了している。
発明の実施の形態8においては、発明の実施の形態7におけるリーダライタ装置11が行う他の動作について説明する。
発明の実施の形態7において、アンテナアレイ14の表面積が狭い等によって行間の距離が十分にとれない場合には、隣接した行の駆動電磁界が干渉し合い、安定な通信ができない場合がある。本実施形態においては、この点を改善するための動作制御の一例である。
例えば、発明の実施の形態6における制御装置111〜119をそのまま使用し、奇数行の制御装置111,113,・・・,119を第1のグループ、偶数行の制御装置112,114,・・・,118を第2のグループとする。この構成のもとで、各グループの制御装置111〜119は、隣接した偶数行のグループと奇数行のグループとの駆動タイミングをずらしてアンテナ511〜598を駆動する。
換言すれば、本実施形態における制御装置111〜119は、複数のグループにおいて、所定のグループがこのグループに関するアンテナ511〜598を駆動しているときには、これと異なる他のグループはこのグループに関するアンテナ511〜598を駆動していない。このグループは、先に駆動しているグループによるアンテナ511〜598の駆動が終了した後に、アンテナ511〜598の駆動を開始する。従って、本実施形態における制御装置111〜119においては、アンテナ511〜598を駆動するグループが1つだけであり、1グループのみがアンテナ511〜598を駆動するのを繰り返しながら全グループが全アンテナ511〜598の駆動を終了する。
図15に示すように、奇数行に接続された制御装置111〜119はそれぞれ、タイミングスロットT1〜T8に、波形811〜818,831〜838,・・・,891〜898で示された無線通信信号を奇数行のアンテナ511〜518,・・・,591〜598に出力する。奇数行の制御装置111〜119それぞれは、これらの無線通信信号によって、奇数行のアンテナ511〜518,・・・,591〜598を駆動し、それぞれのほぼ真上にある複数のRFIDタグ13と通信を行う。
またなお、各グループの駆動時刻に同期して動作する切替スイッチを設け、異なったグループ間で制御装置を共有することができる。これによって、設置する制御装置111〜119の数を減らすことができるので、低価格で小型化、軽量化されたリーダライタ装置11を実現することができる。
発明の実施の形態9においては、発明の実施の形態7におけるリーダライタ装置11が行う他の動作について説明する。
発明の実施の形態7において、アンテナアレイ14の表面積が狭い等によって行間の距離が十分にとれない場合には、隣接した行の駆動電磁界が干渉し合い、安定な通信ができない場合がある。本実施形態は、発明の実施の形態8と同様に、この点を改善するための他の動作例である。
図16に示すように、奇数行に接続された制御装置111〜119はそれぞれ、発明の実施の形態7,8と同様に、タイミングスロットT1〜T8において、波形811〜818,831〜838,・・・,891〜898で示された無線通信信号によって、奇数行のアンテナ511〜518,・・・,591〜598を順に駆動する。これら奇数行に配列されたアンテナ511〜518,・・・,591〜598は、それぞれのほぼ真上にある複数のRFIDタグ13と通信を行う。
具体的には、制御装置112は、タイミングスロットT1〜T3,T4〜T8に、波形826〜828,821〜825で示された無線通信信号を偶数行のアンテナ526〜528,521〜525に順に出力する。これによって、偶数行のアンテナ526〜528,521〜525は、それぞれのほぼ真上にある複数のRFIDタグ13と通信を行う。制御装置114,・・・,118もまた、これと同様に、タイミングスロットT1〜T3,T4〜T8に、偶数行における6列目〜8列目,1列目〜5列目のアンテナ546〜548,541〜545,・・・を列ごとに順に駆動し、これに対応したRFIDタグ13と通信する。
さらに、通信所要時間を発明の実施の形態6と同じ通信時間にまで短縮することができる。すなわち、本実施形態によれば、通信所要時間を発明の実施の形態5における通信時間の約1/(列の数)に短縮し、発明の実施の形態7における通信時間の半分に短縮することができる。従って、干渉を起こさない安定した高速通信を実現することが可能である。
またなお、各グループの駆動時刻に同期して動作する切替スイッチを設け、異なったグループ間で制御装置を共有することができる。これによって、設置する制御装置111〜119の数を減らすことができるので、低価格で小型化、軽量化されたリーダライタ装置11を実現することができる。
12…アンテナ、120…リーダライタ駆動部、
13…RFIDタグ、130…共振回路、131…コイル、132…コンデンサ
210…共振回路、211…コイル、212,213…コンデンサ、
214…トランジスタ、215…スイッチ、216…信号入力端子
301〜303…共振回路、310,311…スイッチ、
321,322…コンデンサ
41…コイル、42…コンデンサ、43…抵抗、44…トランジスタ、
441…信号入力端子、45…スイッチ
511〜598…アンテナ、519〜589…RFIDタグ、
601,611〜698…端子、602…制御回路部、603…切替スイッチ
701,791〜798…試験管、702…トレー、711〜798…穴
621〜629,631〜638…端子、
612 制御回路部、613 切替スイッチ
Claims (25)
- 格納情報を記憶したRFIDタグを動作させて前記格納情報の読取り又は/及び書込みを行う複数のアンテナが配置されたリーダライタ装置であって、
前記複数のアンテナは、通信対象となる前記RFIDタグと通信する第1のアンテナと、
当該第1のアンテナに近接した第2のアンテナとを備え、
当該第2のアンテナは、前記第1のアンテナが前記通信対象となるRFIDタグと通信を行う場合には、当該通信対象となるRFIDタグと通信不可能な状態となるリーダライタ装置。 - 前記RFIDタグは、第1の共振周波数で共振可能であり、
前記第1のアンテナが前記通信対象となるRFIDタグと通信を行う場合には、前記第1のアンテナを前記第1の共振周波数に同調する状態に遷移するように制御し、前記第2のアンテナを第2の共振周波数に同調する状態に遷移するように制御する制御手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項1記載のリーダライタ装置。 - 前記制御手段は、前記第1のアンテナが前記通信対象となるRFIDタグと通信を行う場合には、前記第1のアンテナを前記第2の共振周波数に同調する状態から前記第1の共振周波数に同調する状態に遷移するように制御することを特徴とする請求項2記載のリーダライタ装置。
- 前記制御手段は、前記第1のアンテナが前記通信対象となるRFIDタグと通信を行う場合には、前記第1のアンテナを前記第1の共振周波数に同調する状態に遷移するように制御し、前記第2のアンテナを前記第1の共振周波数に同調する状態から前記第2の共振周波数に同調する状態に遷移するように制御することを特徴とする請求項2記載のリーダライタ装置。
- 前記RFIDタグは、第1の共振周波数で共振可能であり、
前記第1のアンテナが前記通信対象となるRFIDタグと通信を行う場合には、前記第1のアンテナを前記第1の共振周波数に同調する状態に遷移するように制御し、前記第2のアンテナを共振不可能な状態に遷移するように制御する制御手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項1記載のリーダライタ装置。 - 前記制御手段は、前記第1のアンテナが前記通信対象となるRFIDタグと通信を行う場合には、前記第1のアンテナを前記共振不可能な状態から前記第1の共振周波数に同調する状態に遷移するように制御することを特徴とする請求項5記載のリーダライタ装置。
- 前記制御手段は、前記第1のアンテナが前記通信対象となるRFIDタグと通信を行う場合には、前記第1のアンテナを前記第1の共振周波数に同調する状態に遷移するように制御し、前記第2のアンテナを前記第1の共振周波数に同調する状態から前記共振不可能な状態に遷移するように制御することを特徴とする請求項5記載のリーダライタ装置。
- 格納情報を記憶したRFIDタグを動作させて前記格納情報の読取り又は/及び書込みを行う複数のアンテナが配置されたリーダライタ装置であって、
前記RFIDタグは、第1の共振周波数で共振するタグ側共振回路を備え、
前記アンテナは、当該第1の共振周波数で同調可能な第1の共振回路と、当該第1の共振周波数と異なる第2の共振周波数で同調可能な第2の共振回路とを備え、
当該アンテナは、通信対象となる前記RFIDタグと通信を行う場合には、前記第1の共振回路を選択し、
前記通信対象となるRFIDタグと通信を行わない場合には、前記第2の共振回路を選択するリーダライタ装置。 - 前記第1の共振回路は、前記第1の共振周波数の電磁波を出力するコイルと、当該コイルに電気的に接続された第1のコンデンサとを有し、
前記第2の共振回路は、前記コイルに電気的に接続され、静電容量が前記第1のコンデンサと異なる第2のコンデンサを有し、
前記アンテナは、前記通信対象となる前記RFIDタグと通信を行う場合には、前記第1のコンデンサを選択し、
前記通信対象となる前記RFIDタグと通信を行わない場合には、前記第2のコンデンサを選択することを特徴とする請求項7記載のリーダライタ装置。 - 格納情報を記憶したRFIDタグを動作させて前記格納情報の読取り又は/及び書込みを行う複数のアンテナが配置されたリーダライタ装置であって、
前記RFIDタグは、所定の共振周波数で共振するタグ側共振回路を備え、
前記アンテナは、当該所定の共振周波数で同調可能な共振回路と、等電位に電気的に接続されたショート回路とを備え、
当該アンテナは、通信対象となる前記RFIDタグと通信を行う場合には、前記共振回路を選択し、
前記通信対象となる前記RFIDタグと通信を行わない場合には、前記ショート回路を選択するリーダライタ装置。 - 格納情報を記憶したRFIDタグを動作させて前記格納情報の読取り又は/及び書込みを行うリーダライタ装置であって、
複数の前記RFIDタグに対応付けられて設けられ、当該RFIDタグと無線通信する複数のアンテナと、
当該複数のアンテナの駆動を制御する制御手段とを備え、
前記複数のアンテナは、面上にマトリクス状に配列され、
前記制御手段は、任意の前記アンテナを駆動することによって、通信対象となる前記RFIDタグと通信するリーダライタ装置。 - 前記制御手段は、前記複数のアンテナに電気的に接続され、当該接続される複数のアンテナを順次切替える切替えスイッチと、
前記切替えスイッチによる切替を制御することによって、前記複数のアンテナを時分割で駆動する制御回路部とを有することを特徴とする請求項11記載のリーダライタ装置。 - 前記制御手段は、前記複数のアンテナの全てに接続され、当該全てのアンテナを時分割で駆動することを特徴とする請求項11又は12記載のリーダライタ装置。
- 前記複数のアンテナの行ごとに設けられた複数の前記制御手段を備え、
当該複数の制御手段はそれぞれ、前記行の方向に配列された複数のアンテナを時分割で駆動することを特徴とする請求項11又は12記載のリーダライタ装置。 - 前記複数の制御手段は、同じ列の方向に配列された前記複数のアンテナを略同じタイミングで駆動することを特徴とする請求項14記載のリーダライタ装置。
- 所定の行に設けられた前記制御手段は、当該所定の行とは異なった他の行に設けられた前記制御手段が当該他の行の方向に配列された複数のアンテナを駆動した後に、前記所定の行の方向に配列された複数のアンテナを駆動することを特徴とする請求項14記載のリーダライタ装置。
- 前記所定の行は偶数行であり、前記他の行は奇数行であることを特徴とする請求項16記載のリーダライタ装置。
- 所定の行に設けられた前記制御手段は、当該所定の行とは異なった他の行に設けられた前記制御手段が当該他の行の方向に配列された複数のアンテナを駆動する順番から列の方向にずれた順番で前記所定の行に配列された複数のアンテナを駆動することを特徴とする請求項14記載のリーダライタ装置。
- 前記所定の行と前記他の行とは隣接することを特徴とする請求項18記載のリーダライタ装置。
- 前記複数の制御手段は、複数のグループから構成され、
当該グループが同じである複数の制御手段は、同じ列に配置された前記複数のアンテナを略同じタイミングで駆動することを特徴とする請求項14記載のリーダライタ装置。 - 所定のグループに属する前記制御手段は、当該所定のグループとは異なった他のグループに属する前記制御手段が前記複数のアンテナを駆動した後に、前記複数のアンテナを駆動することを特徴とする請求項19記載のリーダライタ装置。
- 所定のグループに属する前記制御手段は、当該所定のグループとは異なった他のグループに属する前記制御手段が前記複数のアンテナを駆動する順番から列方向にずれた順番で複数のアンテナを駆動することを特徴とする請求項20記載のリーダライタ装置。
- 前記複数のグループは、奇数行に設けられた制御手段と、偶数行に設けられた制御手段とから構成されることを特徴とする請求項20乃至22のいずれかに記載のリーダライタ装置。
- 前記RFIDタグと、
請求項1乃至23のいずれかに記載のリーダライタ装置とを備えた情報認識システム。 - 被検体を管理するための情報認識システムであって、
前記被検体を収容し、前記被検体を管理するための管理情報を格納した前記RFIDタグが取付けられた試験管と、
当該試験管を収容した状態で前記RFIDタグと対向した位置に前記アンテナが設けられた前記リーダライタ装置とを備えたことを特徴とする請求項24記載の情報認識システム。
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