JP2006122439A - Ｒｆｉｄシステム及び玩具 - Google Patents

Abstract

【課題】タブレット上の位置検出精度を飛躍的に向上しうるＲＦＩＤシステム及び玩具を提供する。
【解決手段】リーダ／ライタおよび送受信アンテナと、前記送受信アンテナから放射される電磁界又は電波に応答して自己の固有識別情報信号を返信するＲＦＩＤタグと、を備えたＲＦＩＤシステムにおいて、
前記送受信アンテナは、複数の独立した長方形金属ループ線を互いに所定間隔を置いて平行に配置してなるアンテナ線アレイで構成されていることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏn：非接触データキャリア又はＩＣタグ）システム及び玩具に係り、より詳細にはリーダ／ライタ側のアンテナの改良に関する。

従来、ボード上で駒を移動させてゲームを行なうようにしたゲームボードシステムが知られている。その一例として、ボード上の駒（フィギュア）の位置をＲＦＩＤ等を利用して読み取り、ゲーム状況に応じて発光部の点滅制御を行なうようにした提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
上記特許文献１のシステムは、ゲームボード上の各マスにそれぞれフィギュアデータ読み書き部が設けられ、フィギュアデータ読み書き部が各フィギュアのフィギュアデータを読み取ってゲームボード装置が当該フィギュアデータをゲーム装置に送信することにより、ゲーム装置はフィギュアデータに応じた演出を行なう構成である。
特開２００３―２３０７６１号公報

しかしながら、上記特許文献１のシステムではゲームボード上の各マスにそれぞれフィギュアデータ読み書き部が設けられたものであるため、ゲームボード上の駒の位置を求める精度がマスの密度又は数に制限されることになる。その結果、同一のゲームボードを使用する限りは駒位置の検出精度を高くすることができない。
そこで、本発明の課題は、従来と同一サイズのゲームボードであっても、駒等の遊戯要素の位置検出精度を飛躍的に向上しうるＲＦＩＤシステム及び玩具を提供することである。

請求項１に記載の発明は、リーダ／ライタおよび送受信アンテナと、前記送受信アンテナから放射される電磁界又は電波に応答して自己の固有識別情報信号を返信するＲＦＩＤタグと、を備えたＲＦＩＤシステムにおいて、前記送受信アンテナは、複数の独立した長方形金属ループ線を互いに所定間隔を置いて平行に配置してなるアンテナ線アレイで構成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＲＦＩＤシステムにおいて、前記長方形金属ループ線の配列間隔は、隣接する長方形金属ループ線の幅方向において交信範囲が相互に重なるように設定されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２のいずれかに記載のＲＦＩＤシステムにおいて、前記アンテナ線アレイは、絶縁体を介して互いに交差するＸ―Ｙ方向に配置することにより、X―Yマトリクス状に形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のＲＦＩＤシステムにおいて、前記アンテナ線アレイの交差方向は直交方向であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１、２、３又は４のいずれか一項に記載のＲＦＩＤシステムにおいて、前記各アンテナ線アレイは、絶縁性プリント基板の表裏面のそれぞれにプリント配線により固定されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１、２、３、４又は５のいずれか一項に記載のＲＦＩＤシステムにおいて、前記リーダ／ライタは、前記受信アンテナで受信されたＲＦＩＤタグからの応答識別情報信号を解析し、受信した金属ループ線の位置を示すアドレス信号を生成するアドレス解析手段を有することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、リーダ／ライタおよび送受信アンテナが設けられた遊戯用タブレットと、前記送受信アンテナから放射される電磁界又は電波に応答して自己の固有識別情報信号を返信するＲＦＩＤタグが設けられた遊戯要素と、を備えた玩具において、
前記送受信アンテナは、複数の独立した長方形金属ループ線を互いに所定間隔を置いて平行に配置してなるアンテナ線アレイで構成されていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の玩具において、前記長方形金属ループ線の配列間隔は、隣接する長方形金属ループ線の幅方向において交信範囲が相互に重なるように設定されていることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の玩具において、前記アンテナ線アレイは、絶縁体を介して互いに交差するＸ―Ｙ方向に配置することにより、X―Yマトリクス状に形成されていることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の玩具において、前記アンテナ線アレイの交差方向は、直交方向であることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項７、８又は９のいずれか一項に記載の玩具において、
前記各アンテナ線アレイは、絶縁性プリント基板の表裏面のそれぞれにプリント配線により固定されていることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項７，８、９、又は１０のいずれか一項に記載の玩具において、前記リーダ／ライタは、前記受信アンテナで受信されたＲＦＩＤタグからの応答識別情報信号を解析し、受信した金属ループ線の位置を示すアドレス信号を生成するアドレス解析手段を有することを特徴とする。

請求項１、２に記載の発明によれば、送受信アンテナを、複数の独立した長方形金属ループ線を互いに所定間隔を置いて平行に配置してなるアンテナ線アレイで構成したので、長方形金属ループ線上に位置するＲＦＩＤタグの位置を当該長方形金属ループ線からの電磁波又は電波に対するＲＦＩＤタグの応答によって検出することができる。これに加えて、隣り合う長方形金属ループ線同士の中間にＲＦＩＤタグが位置した場合、そのＲＦＩＤタグは隣り合う長方形金属ループ線の双方からの電磁波又は電波に応答するため、隣り合う長方形金属ループ線の双方から受信信号を得ることができる。そのため、隣り合う長方形金属ループ線同士の中間の位置をも検出することができ、その結果、ＲＦＩＤタグの位置検出精度を長方形金属ループ線の数の約２倍に向上させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、アンテナ線アレイを絶縁体を介して互いに交差するＸ―Ｙ方向に配置してX―Yマトリクス状に形成したので、２次元方向でのＲＦＩＤタグの位置検出精度を長方形金属ループ線の数の約２倍に向上させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、アンテナ線アレイの交差方向を直交方向としたので２次元方向でのＲＦＩＤタグの位置検出精度を長方形金属ループ線の数の約２倍に向上させることができる。

請求項５に記載の発明によれば、各アンテナ線アレイを絶縁性プリント基板の表裏面のそれぞれにプリント配線により固定したので、アンテナを種々の装置に適合させて組み合わせることができ、装置構成の自由度を向上させることができる。

請求項６に記載の発明によれば、受信アンテナで受信されたＲＦＩＤタグからの応答識別情報信号を解析し、受信した金属ループ線の位置を示すアドレス信号を生成するアドレス解析手段を有するので、ＲＦＩＤタグの位置の検出が容易となる。

請求項７，８に記載の発明によれば、送受信アンテナを、複数の独立した長方形金属ループ線を互いに所定間隔を置いて平行に配置してなるアンテナ線アレイで構成したので、長方形金属ループ線上に位置する遊戯要素の位置を当該長方形金属ループ線からの電磁波又は電波に対する遊戯要素のＲＦＩＤタグの応答によって検出することができる。これに加えて、隣り合う長方形金属ループ線同士の中間に遊戯要素が位置した場合、その遊戯要素のＲＦＩＤタグは隣り合う長方形金属ループ線の双方からの電磁波又は電波に応答するため、隣り合う長方形金属ループ線の双方から受信信号を得ることができる。そのため、隣り合う長方形金属ループ線同士の中間に位置する遊戯要素の位置をも検出することができ、その結果、位置検出精度を長方形金属ループ線の数の約２倍に向上させることができる。

請求項９に記載の発明によれば、アンテナ線アレイを絶縁体を介して互いに交差するＸ―Ｙ方向に配置してX―Yマトリクス状に形成したので、２次元方向での遊戯要素の位置検出精度を長方形金属ループ線の数の約２倍に向上させることができる。

請求項１０に記載の発明によれば、アンテナ線アレイの交差方向を直交方向としたので２次元方向での遊戯要素の位置検出精度を長方形金属ループ線の数の約２倍に向上させることができる。

請求項１１記載の発明によれば、各アンテナ線アレイを絶縁性プリント基板の表裏面のそれぞれにプリント配線により固定したので、アンテナを種々の装置に適合させて組み合わせることができ、装置構成の自由度を向上させることができる。

請求項１２に記載の発明によれば、受信アンテナで受信された遊戯要素のＲＦＩＤタグからの応答識別情報信号を解析し、受信した金属ループ線の位置を示すアドレス信号を生成するアドレス解析手段を有するので、遊戯要素の位置検出が容易となる。

次に本発明を実施するための最良の形態について説明する。

〔第１の実施形態〕
１．システム構成
図１に、本発明に係るＲＦＩＤシステムの構成例を示す。なお、この例では電磁結合方式のＲＦＩＤシステムが採用されているが、その他の方式、例えば、電磁誘導方式や電波方式を適用することができる。
ＲＦＩＤシステムは、送受信アンテナ１Aと、送受信アンテナ１Aに接続されたデータ処理装置（リーダ／ライタ）１４と、データ処理装置１４の処理結果を表示する表示手段10と、送受信アンテナ1Aとの間で交信を行なうＲＦＩＤタグ１１とを備える。
送受信アンテナ１Aは、図ターミナル３に示すように、絶縁性基板1Bと、基板1Ｂの一方の面にプリント配線されたアンテナ線アレイＸと、他方の面にプリント配線されたアンテナ線アレイYと、を有する。
アンテナ線アレイXとアンテナ線アレイYは、互いに直行方向（X―Y方向）に交差するように配列され、X―Yマトリクス状に形成されている。なお、交差方向は直交方向には限定されない。

再び、図１に戻って、アンテナ線アレイXは、複数の長方形金属ループアンテナ線X1、Ｘ２・・・が互いに所定間隔をおいて平行に配列されてなり、それぞれ独立してターミナル２を介してデータ処理装置14に接続されている。
隣接するループアンテナ線、例えば、Ｘ１とＸ２との間隔は、ループアンテナ線の幅方向又は配列方向において、Ｘ１とＸ２との中間部分（例えば、Ｉ／２の距離部分）におい
て双方の交信範囲が重なるように設定されている。他の各隣接ループアンテナ線Ｘについても同様である。したがって、詳しくは後述するが、各隣接ループアンテナ線の中間部分に位置するＲＦＩＤタグは隣接ループアンテナ線の双方に応答し、その両応答信号は同時にデータ処理装置１４に入力されることになる。
なお、交信範囲の設定は、各ループアンテナ線Ｘ１、Ｘ２、・・・Ｘｎへの送信電力とループアンテナ線相互間の間隔の双方の調整によって行なう。

同様に、アンテナ線アレイYも、同様に、複数の長方形金属ループアンテナ線Ｙ1、Ｙ２・・・が互いに所定間隔をおいて平行に配列されてなり、それぞれ独立してターミナル３を介してデータ処理装置14に接続されている。隣接するループアンテナ線、例えば、Ｙ１とＹ２との間隔についても上記アンテナ線アレイＸの場合と同様であるので説明は省略する。

データ処理装置１４は、各ループアンテナ線Ｘ１、Ｘ２・・・Ｘｎに対する送信信号の送信又は受信を行なう送受信部６と、各ループアンテナ線Ｙ１、Ｙ２・・・Ｙｎに対する送信信号の送信又は受信を行なう７と、送受信部６、７で受信した受信信号に基づいて、送受信アンテナ１Ａ上に載置されたＲＦＩＤタグ１１の位置（アドレス）を解析するアドレス解析手段８と、これらを統括的に制御し、必要なデータ処理を行なう制御手段９と、を備える。アドレス解析手段８で解析された結果データは表示手段１０に送られ、画面上に表示される。

ＲＦＩＤタグ１１は、図２に示すように、フィルム状基板にアンテナコイル１３及びＩＣ１２が搭載されたＩＣタグである。ＩＣ１２内にはCPＵ、メモリ等がマウントされている。メモリ内には当該ＲＦＩＤタグ１１に固有の識別情報が記憶されている。アンテナコイル１３は送受信アンテナ１Ａと電磁結合して、質問／応答の交信を行ない識別情報を送信する形で応答動作を行なう。

２．動作
次に、図４を参照して動作を説明する。
いま、ＲＦＩＤタグ１１Ａのようにループアンテナ線Ｘ１上に位置したとすると、ループアンテナ線Ｘ１から放射された電磁界にＲＦＩＤタグ１１Ａが応答し、アドレス解析手段８におけるＸ１でのＲＦＩＤタグ１１Ａの応答信号が論理「１」となる。このとき、ループアンテナＸ２に対してＲＦＩＤタグ１１Ａが応答することはないので、Ｘ２での応答信号は論理「０」である。したがって、ＲＦＩＤタグ１１がループアンテナ線Ｘ１上に位置することを検出することができる。

次に、ＲＦＩＤタグ１１Ｃのようにループアンテナ線Ｘ２上に位置したとすると、ループアンテナ線Ｘ１から放射された電磁界にＲＦＩＤタグ１１Ｃが応答し、アドレス解析手段８におけるＸ２でのＲＦＩＤタグ１１Ｃの応答信号が論理「１」となる。このとき、ループアンテナＸ１に対してＲＦＩＤタグ１１Ｂが応答することはないので、応答信号は論理「０」である。したがって、ＲＦＩＤタグ１１がループアンテナ線Ｘ２上に位置することを検出することができる。

ところが、ＲＦＩＤタグ１１Ｂのようにループアンテナ線Ｘ１とＸ２との中間の位置Ｘ１／２にあったとすると、ループアンテナ線Ｘ１及びＸ２の双方から放射された電磁界にＲＦＩＤタグ１１Ｂが同時に応答し、アドレス解析手段８におけるＸ１及びＸ２でのＲＦＩＤタグ１１Ｂの応答信号が共に論理「１」となる。その結果、ＲＦＩＤタグ１１がＸ１／２の中間位置に存在することを検出することができる。
このことは、他の隣接ループアンテナ線同士の中間点についても同様であり、したがって、アンテナ線アレイＸ全体でみれば、ループアンテナ線の数の約２倍の分解能を得ることができる。
以上はアンテナ線アレイＸについて説明したが、アンテナ線アレイＹについても同様であり、容易に理解し得るので説明は省略する。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、上記第１の実施形態に示したＲＦＩＤシステムを玩具に応用した例である。
すなわち、例えば、ゲームタブレット２０上にフィギュア２２を載置又は移動させ、その載置位置に対応する情報（やおやのイメージ画像等）をモニタ２４上に表示させて遊戯する玩具の例である。このような場合に、本発明のＲＦＩＤシステムを適用してゲームタブレット２０上のフィギュア２２の位置を非接触で検出するようにしたものである。

１．玩具
以下、図５及び6を参照して、本発明に係る玩具の構成を説明する。
この玩具は、ゲームタブレット２０と、ゲームタブレット２０の下面側に配置された検出基板２１と、検出基板２１に送信信号を出力し、また検出基板２１からの受信信号を処理するデータ処理装置２３と、データ処理装置２３の処理結果を画面表示するモニタ２４と、ゲームタブレット２０上に載置／移動させるフィギュア２２と、フィギュア２２の下面側（フィギュア２２に面する面）に設けられたＲＦＩＤタグ２５と、を備える。

ゲームタブレット２０の表面には、例えば市街地の縮小模型又は絵地図が形成されている。このゲームタブレット２０は、ゲームタブレット２０上に遊戯者がフィギュア２２を載せ、その載置位置に存在する各種施設（前述のやおや）等を発見、確認するゲームに用いる。

検出基板２１は、ゲームタブレット２０の下面側に取り付けられている。検出基板２１には、図１に示した送受信アンテナ１Ａが用いられる。すなわち、検出基板２１には、アンテナ線アレイＸ及びＹからなるＸ―Ｙマトリクス状の送受信アンテナ１Ａが形成されており、各アンテナ線アレイＸ及びＹから質問信号に対応する電磁界が放射され、その電磁界に応答したＲＦＩＤタグ２５からの応答信号がデータ処理装置２３を介して処理され、その処理結果がモニタ２４に表示される。なお、送受信アンテナ１Ａの構成については、前述の図１及びその説明を援用し、ここでの説明は省略する。

フィギュア２２は、遊戯者がゲームタブレット２０に載せて遊戯するために用いる遊戯要素であり、単数、複数は問わない。フィギュア２２の下面（遊戯時にゲームタブレット２０と対面する面）にはＲＦＩＤタグ２５が貼付されている。なお、ＲＦＩＤタグ２５の構成は、図２及びその関連説明に示した通りであり、図２及びその関連説明を援用しここでの説明は省略する。

データ処理装置２３には、第１実施形態におけるデータ処理装置１４が用いられる。データ処理装置２３は、データ処理装置１４と同様の動作により、ゲームタブレット２０上のフィギュア２２の位置をアンテナ線アレイＸ及びＹらの応答信号に基づいて処理解析し、その処理結果信号をモニタ２４に出力する。ここで、データ処理装置２３からモニタ２４に出力される信号は、フィギュア２２によって支持された位置に存在する設備等のイメージ画像信号であり、必要な場合は関連する音声信号を付帯させ、図示しないスピーカから再生するようにしてもよい。なお、データ処理装置２３の構成は図１に示した通りであり、図１およびその関連説明を援用し、ここでの説明は省略する。
モニタ２４は、図１の表示手段１０と同じであり、ＲＦＩＤタグ２５は図１のＲＦＩＤタグ１１を用いる。

２．動作
次に、図５及び６を参照して動作を説明する。
いま、ゲームタブレット２０上の所定位置にフィギュア２２を載置したとする。すると、その載置位置に対応するループアンテナ線（例えば、Ｘ１とＹ１）の交点における電磁界に応答してＲＦＩＤタグ２５が自己の識別情報を送信する。その送信信号に基づいてデータ処理装置２３がフィギュア２２（すなわち、ＲＦＩＤタグ２５）のゲームタブレット２０上の位置を解析する。その解析は、アドレス解析手段８（図１参照）によって行なわれ、フィギュア２２のアドレスが求められる。そして、データ処理装置２３内の制御手段９（図１参照）において求められたアドレスに存在する施設画像データが選択され、選択された施設画像データがモニタ２４に出力されることになる。
ここで、検出基板２１は、前述の通り、ループアンテナ線の相互間の中間位置のアドレスを検出できるので、よりきめの細かいアドレスに対応して多数の施設画像データを用いることができ、したがってゲームに用いる画像の表現力を向上させることが可能となる。
施設画像データとアドレスとの対応は、図示しないが、制御手段９内に内蔵されたメモリに記憶されたＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）を用いる。
このように、フィギュア２２の位置検出の制度を向上させることができると共に、ゲーム情報を増加させることが可能となる。

第１の実施形態におけるＲＦＩＤシステムの構成を示すブロック図である。 ＲＦＩＤシステムの概要構成を示すブロック図である。 送受信アンテナの構造例を示す斜視図である。 送受信アンテナ検出動作の説明図である。 第２の実施形態における模型の例を示す外観図である。 フィギュアの説明図である。

符号の説明

１Ａ 送受信アンテナ
１Ｂ 基板
６ 送受信部
７ 送受信部７
８ アドレス解析手段
９ 制御手段
１０ 表示手段
１１ ＲＦＩＤタグ
１３ アンテナコイル
１４ データ処理装置
２０ ゲームタブレット
２１ 検出基板
２２ フィギュア
２３ データ処理装置
２５ ＲＦＩＤタグ
Ｘ アンテナ線アレイ
Ｘ１、Ｘ２・・・Ｘｎループアンテナ線
Ｙ アンテナ線アレイ
Ｙ１、Ｙ２・・・Ｙｎループアンテナ

Claims (12)

1. リーダ／ライタおよび送受信アンテナと、前記送受信アンテナから放射される電磁界又は電波に応答して自己の固有識別情報信号を返信するＲＦＩＤタグと、を備えたＲＦＩＤシステムにおいて、
   前記送受信アンテナは、複数の独立した長方形金属ループ線を互いに所定間隔を置いて平行に配置してなるアンテナ線アレイで構成されていることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
2. 請求項１に記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
   前記長方形金属ループ線の配列間隔は、隣接する長方形金属ループ線の幅方向において交信範囲が相互に重なるように設定されていることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
3. 請求項１又は２のいずれかに記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
   前記アンテナ線アレイは、絶縁体を介して互いに交差するＸ―Ｙ方向に配置することにより、X―Yマトリクス状に形成されていることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
4. 請求項３に記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
   前記アンテナ線アレイの交差方向は直交方向であることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
5. 請求項１、２、３又は４のいずれか一項に記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
   前記各アンテナ線アレイは、絶縁性プリント基板の表裏面のそれぞれにプリント配線により固定されていることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
6. 請求項１、２、３、４又は５のいずれか一項に記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
   前記リーダ／ライタは、前記受信アンテナで受信されたＲＦＩＤタグからの応答識別情報信号を解析し、受信した金属ループ線の位置を示すアドレス信号を生成するアドレス解析手段を有することを特徴とするＲＦＩＤシステム。
7. リーダ／ライタおよび送受信アンテナが設けられた遊戯用タブレットと、前記送受信アンテナから放射される電磁界又は電波に応答して自己の固有識別情報信号を返信するＲＦＩＤタグが設けられた遊戯要素と、を備えた玩具において、
   前記送受信アンテナは、複数の独立した長方形金属ループ線を互いに所定間隔を置いて平行に配置してなるアンテナ線アレイで構成されていることを特徴とする玩具。
8. 請求項７に記載の玩具において、
   前記長方形金属ループ線の配列間隔は、隣接する長方形金属ループ線の幅方向において交信範囲が相互に重なるように設定されていることを特徴とする玩具。
9. 請求項７又は８に記載の玩具において、
   前記アンテナ線アレイは、絶縁体を介して互いに交差するＸ―Ｙ方向に配置することにより、X―Yマトリクス状に形成されていることを特徴とする玩具。
10. 請求項９に記載の玩具において、
    前記アンテナ線アレイの交差方向は、直交方向であることを特徴とする玩具。
11. 請求項７、８、９又は１０のいずれか一項に記載の玩具において、
    前記各アンテナ線アレイは、絶縁性プリント基板の表裏面のそれぞれにプリント配線により固定されていることを特徴とする玩具。
12. 請求項７，８、９、１０又は１１のいずれか一項に記載の玩具において、
    前記リーダ／ライタは、前記受信アンテナで受信されたＲＦＩＤタグからの応答識別情報信号を解析し、受信した金属ループ線の位置を示すアドレス信号を生成するアドレス解析手段を有することを特徴とする玩具。

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