JP2007104413A - 近傍通信用アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】近傍に配置された多数の無線タグ等の通信対象との無線通信を効率良く行う。
【解決手段】書棚の各棚を形成する棚板の表面に長手方向に沿って第１の漏洩伝送路４と第２の漏洩伝送路５を、互いに終端を揃えて平行に配置し、第１の漏洩伝送路４は終端部分を開放し、第２の漏洩伝送路５は終端部分を短絡部材１１によって短絡する。第１、第２の漏洩伝送路４，５はケーブルを介して切替器８に接続する。切替器は無線タグ読取装置１０に接続する。無線タグ読取装置は書棚にある多数の書籍に貼られた無線タグから記録データを読取るときには、第１、第２の漏洩伝送路４，５をアンテナとして交互に切替えて使用する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えば、物品に付される無線タグと無線通信する無線通信装置に使用される近傍通信用アンテナ装置に関する。

従来、書籍、ＣＤ等の物品を棚に整列して管理するシステムがあり、例えば、書籍の裏表紙に無線タグを貼り付けて書棚に収納し、書棚にある複数の書籍に貼り付けてある無線タグの記録データをハンディスキャナにより１つ１つ読取ってパーソナルコンピュータに送信し管理するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１０２９４７号公報

しかしながら、従来は、書棚にある複数の書籍に貼り付けてある無線タグとの通信をハンディスキャナに設けたアンテナを使用して１つ１つ読取る構成になっているので、作業効率が悪いという問題があった。

そこで本発明は、近傍に配置された多数の無線タグ等の通信対象との無線通信を効率良く行うことができる近傍通信用アンテナ装置を提供する。

本発明は、互いに終端を揃えて平行に配置した、終端部分を開放した第１の漏洩伝送路及び終端部分を短絡した第２の漏洩伝送路と、通信時に各漏洩伝送路を無線通信装置に切替えに接続する切替器とを備えた近傍通信用アンテナ装置にある。

本発明によれば、近傍に配置された多数の無線タグ等の通信対象との無線通信を効率良く行うことができる近傍通信用アンテナ装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１及び図２に示すように、書棚１に物品として多数の書籍２を並べて収納している。前記各書籍２の背には無線タグ３を貼り付けている。

前記書棚１の各棚を形成する棚板の表面に長手方向に沿って第１の漏洩伝送路４と第２の漏洩伝送路５を平行に配置している。前記各漏洩伝送路４，５として、例えば、フィーダ線と呼ばれる平衡二線を使用している。なお、その他、漏洩同軸ケーブルやマイクロストリップ線路等も使用できる。平衡二線は近距離においては漏れ電波によりアンテナと機能するものである。

前記第１、第２の漏洩伝送路４，５は一端を同軸ケーブル等のケーブル６，7を介して前記書棚１の一側面に取付けた切替器８に接続している。そして、前記切替器８を、同軸ケーブル等のケーブル９を介して同じく前記書棚１の一側面に取付けた無線通信装置である無線タグ読取装置１０に接続している。

前記第１の漏洩伝送路４と第２の漏洩伝送路５は、図３に示すように、全長がａで互いに終端を揃えて平行に配置し、第１の漏洩伝送路４は終端部分を開放しているのに対し、第２の漏洩伝送路５は終端部分を短絡部材１１によって短絡している。なお、短絡としては短絡部材１１による短絡のみでなく、漏洩伝送路の特性インピーダンスによる終端や抵抗による終端であってもよい。

このような構成において、第１、第２の漏洩伝送路４，５内を伝送する波長をλｇとすると、この第１、第２の漏洩伝送路４，５から漏洩する電波による近傍の電界強度は実線ｅ１及び点線ｅ２で示すようにそれぞれ周期λｇ／２で変動する。しかも、第１の漏洩伝送路４の終端部分を開放し、第２の漏洩伝送路５の終端部分を短絡しているので、互いの電界強度の変動周期がλｇ／４だけずれる。すなわち、第１の漏洩伝送路４の電界強度ｅ１と第２の漏洩伝送路５の電界強度ｅ２はお互いの電界強度の低い部分を補完するように変動する。

従って、無線タグ読取装置１０が書棚１に並べてある書籍２に貼られている無線タグ３から記録データを読取るときには、切替器８を制御して、例えば、第１の漏洩伝送路４をアンテナとして接続する。この状態で、無線タグ読取装置１０は各書籍２の無線タグ３から記録データを順次読取る。

しかしながら、第１の漏洩伝送路４の電界強度ｅ１には低い部分があるため記録データを読み込めない無線タグ３が生じる。そこで、無線タグ読取装置１０は切替器８を制御し今度は第２の漏洩伝送路５をアンテナとして接続する。この状態で、無線タグ読取装置１０は各書籍２の無線タグ３から記録データを順次読取る。これにより、第１の漏洩伝送路４では読み込めなかった無線タグ３から記録データが読み込めるようになる。

こうして、第１の漏洩伝送路４と第２の漏洩伝送路５をアンテナとして交互に切替えて使用することで書棚１に並べてある全ての書籍２の無線タグ３から記録データを読取ることができるようになる。このように、第１の漏洩伝送路４と第２の漏洩伝送路５を交互に切替えて使用することで、書棚１に並べてある全ての書籍２の無線タグ３との通信を効率良く行うことができ、無線タグ読取装置１０はオペレータにほとんど作業負担をかけることなく無線タグの記録データを読取ることができる。

このように無線タグ読取装置１０は切替器８を切替え制御して書籍２の無線タグ３から記録データを読取ることになるが、切替器８の切替え頻度は各書籍２の存在確認を常に行うような場合には頻繁に行われ、また、特定の時間帯にのみ各書籍２の存在確認を行うような場合にはその時間帯にのみ行われる。すなわち、切替器８の切替え頻度は書籍２の管理の仕方によって決定される。

（第２の実施の形態）
この実施の形態は、第２の漏洩伝送路の変形例について述べる。その他の構成は第１の実施の形態と同一である。
図４に示すように、第２の漏洩伝送路として平衡二線の終端部分を短絡した構成に代えて平衡二線の終端部分を開放し、かつ長さを第１の漏洩伝送路４よりも短くした第２の漏洩伝送路５１を使用している。

すなわち、前記第１、第２の漏洩伝送路４，５１の始端を揃えて平行に配置し、第１の漏洩伝送路４の終端に対し、第２の漏洩伝送路５１の終端を距離Δだけ短くしている。この距離Δは、Δ＝（２ｎ−１）×λｇ／４（但し、ｎは自然数、λｇは漏洩伝送路内波長）に設定される。すなわち、これは距離Δがλｇ／４の奇数倍であればよいことを示している。

このように第１の漏洩伝送路４の終端に対し、第２の漏洩伝送路５１の終端の距離Δを（２ｎ−１）×λｇ／４だけ短くすることで、第１、第２の漏洩伝送路４，５１から漏洩する電波による近傍の電界強度はそれぞれ周期λｇ／２で変動し、しかも、互いの電界強度の変動周期がλｇ／４だけずれる。すなわち、第１の漏洩伝送路４の電界強度と第２の漏洩伝送路５１の電界強度はお互いの電界強度の低い部分を補完するように変動する。

従って、この実施の形態においても第１の漏洩伝送路４と第２の漏洩伝送路５１をアンテナとして切替器８で交互に切替えて使用することで、無線タグ読取装置１０は書棚１に並べてある全ての書籍２の無線タグ３から記録データを読取ることができるようになり、全ての書籍２の無線タグ３との通信を効率良く行うことができる。すなわち、無線タグ読取装置１０はオペレータにほとんど作業負担をかけることなく無線タグの記録データを読取ることができる。
なお、ここでは第１、第２の漏洩伝送路４，５１の終端部分を開放したものについて述べたが、第１、第２の漏洩伝送路４，５１の終端部分を短絡したものであってもよい。

（第３の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図５に示すように、書棚１の各棚を形成する棚板の表面に長手方向に沿って平衡二線からなる第３の漏洩伝送路１２を配置している。

前記第３の漏洩伝送路１２は、一端を書棚１の一側面に取付けた無線タグ読取装置１０に同軸ケーブル等のケーブル１３を介して接続し、他端を前記書棚１の他側面に取付けた切替器８に同軸ケーブル等のケーブル１４を介して接続している。そして、前記切替器８に平衡二線からなる第１の漏洩伝送路４２と同じく平衡二線からなる第２の漏洩伝送路５２を接続している。

前記第１、第２の漏洩伝送路４２、５２は、図６に示すように、終端部分を開放し、かつ、始端を揃えて平行に配置するとともに第１の漏洩伝送路４２の終端に対し、第２の漏洩伝送路５２の終端を距離Δだけ短くしている。このときの距離Δは、Δ＝（２ｎ−１）×λｇ／４（但し、ｎは自然数、λｇは漏洩伝送路内波長）に設定されている。

このように第１の漏洩伝送路４２の終端に対し、第２の漏洩伝送路５２の終端の距離Δを（２ｎ−１）×λｇ／４だけ短くすることで、切替器８を切替え制御して第１の漏洩伝送路４２を第３の漏洩伝送路１２に接続したときと、第２の漏洩伝送路５２を第３の漏洩伝送路１２に接続したときとで、第３の漏洩伝送路１２から漏洩する電波による近傍の電界強度はそれぞれ周期λｇ／２で変動し、しかも、互いの電界強度の変動周期がλｇ／４だけずれる。すなわち、お互いの電界強度の低い部分を補完するように変動する。

従って、第１の漏洩伝送路４２と第２の漏洩伝送路５２を切替器８で交互に第３の漏洩伝送路１２に接続することで無線タグ読取装置１０は第３の漏洩伝送路１２をアンテナとして使用し、書棚１に並べてある全ての書籍２の無線タグ３から記録データを読取ることができるようになり、全ての書籍２の無線タグ３との通信を効率良く行うことができる。すなわち、無線タグ読取装置１０はオペレータにほとんど作業負担をかけることなく無線タグの記録データを読取ることができる。

しかも、書棚１の各棚板の表面に配置される漏洩伝送路は第３の漏洩伝送路１２のみであり、２本の漏洩伝送路を配置するものに比べて、漏洩伝送路間における長手方向の位置決め調整や平行度の調整が不要となる。すなわち、第１の漏洩伝送路４２を第３の漏洩伝送路１２に接続したときと、第２の漏洩伝送路５２を第３の漏洩伝送路１２に接続したときとで、第３の漏洩伝送路１２から漏洩する電波による近傍の電界強度の変動周期を確実にλｇ／４だけずらすことができる。これにより、電界強度の低い部分の補完をより確実にできる。
なお、ここでは第１、第２の漏洩伝送路４２，５２の終端部分を開放したものについて述べたが、第１、第２の漏洩伝送路４２，５２の終端部分を短絡したものであってもよい。

（第４の実施の形態）
この実施の形態は、前述した第１の実施の形態における第２の漏洩伝送路の変形例について述べる。その他の構成は第１の実施の形態と同一である。
図７に示すように、第２の漏洩伝送路として平衡二線の終端部分を短絡部材１１で短絡し、かつ長さを第１の漏洩伝送路４よりも短くした第２の漏洩伝送路５３を使用している。

すなわち、前記第１、第２の漏洩伝送路４，５３の始端を揃えて平行に配置し、第１の漏洩伝送路４の終端に対し、第２の漏洩伝送路５３の終端を距離Δだけ短くしている。このときの距離Δは、Δ＝ｎ×λｇ／２（但し、ｎは自然数、λｇは漏洩伝送路内波長）に設定されている。すなわち、これは距離Δがλｇ／２の整数倍であればよいことを示している。

このように第１の漏洩伝送路４の終端に対し、終端部分を短絡した第２の漏洩伝送路５３の終端の距離Δをｎ×λｇ／２だけ短くしている。λｇ／２は、第１、第２の漏洩伝送路４，５３の近傍の電界強度の変動周期である。従って、第１の漏洩伝送路４の終端に対し、第２の漏洩伝送路５３の終端をｎ×λｇ／２だけ短くしても第２の漏洩伝送路５３における電界強度の変動周期の位置は変化しない。

従って、第１、第２の漏洩伝送路４，５３から漏洩する電波による近傍の電界強度の変動周期のずれは、第１、第２の漏洩伝送路４，５３の終端を揃えたときと同じくλｇ／４となる。すなわち、第１の漏洩伝送路４の電界強度と第２の漏洩伝送路５１の電界強度はお互いの電界強度の低い部分を補完するように変動する。

従って、この実施の形態においても第１の漏洩伝送路４と第２の漏洩伝送路５３をアンテナとして切替器８で交互に切替えて使用することで、無線タグ読取装置１０は書棚１に並べてある全ての書籍２の無線タグ３から記録データを読取ることができるようになり、全ての書籍２の無線タグ３との通信を効率良く行うことができる。すなわち、無線タグ読取装置１０はオペレータにほとんど作業負担をかけることなく無線タグの記録データを読取ることができる。

（第５の実施の形態）
この実施の形態は前述した第３の実施の形態における第２の漏洩伝送路の変形例について述べる。その他の構成は第３の実施の形態と同一である。
図８に示すように、第２の漏洩伝送路として平衡二線の終端部分を短絡部材１１で短絡し、かつ長さを第１の漏洩伝送路４２よりも距離Δだけ短くした第２の漏洩伝送路５４を使用している。

すなわち、前記第１、第２の漏洩伝送路４２，５４の始端を揃えて平行に配置し、第１の漏洩伝送路４２の終端に対し、第２の漏洩伝送路５４の終端を、Δ＝ｎ×λｇ／２（但し、ｎは自然数、λｇは漏洩伝送路内波長）だけ短くしている。すなわち、これは距離Δがλｇ／２の整数倍であればよいことを示している。

このように第１の漏洩伝送路４２の終端に対し、終端部分を短絡した第２の漏洩伝送路５４の終端の距離Δをｎ×λｇ／２だけ短くしている。λｇ／２は、第１、第２の漏洩伝送路４２，５４による近傍の電界強度の変動周期に相当する。従って、第１の漏洩伝送路４２の終端に対し、第２の漏洩伝送路５４の終端をｎ×λｇ／２だけ短くしても、第１の漏洩伝送路４２による電界強度の変動周期と第２の漏洩伝送路５３による電界強度の変動周期とのずれは、第１の漏洩伝送路４２の終端と第２の漏洩伝送路５４の終端を揃えたときと同じでλｇ／４のままである。

従って、切替器８を切替え制御して第１の漏洩伝送路４２を第３の漏洩伝送路１２に接続したときと、第２の漏洩伝送路５４を第３の漏洩伝送路１２に接続したときとで、第３の漏洩伝送路１２から漏洩する電波による近傍の電界強度はそれぞれ周期λｇ／２で変動し、しかも、互いの電界強度の変動周期がλｇ／４だけずれる。すなわち、お互いの電界強度の低い部分を補完するように変動する。

従って、第１の漏洩伝送路４２と第２の漏洩伝送路５４を切替器８で交互に第３の漏洩伝送路１２に接続することで無線タグ読取装置１０は第３の漏洩伝送路１２をアンテナとして使用し、書棚１に並べてある全ての書籍２の無線タグ３から記録データを読取ることができるようになり、全ての書籍２の無線タグ３との通信を効率良く行うことができる。すなわち、無線タグ読取装置１０はオペレータにほとんど作業負担をかけることなく無線タグの記録データを読取ることができる。

しかも、書棚１の各棚板の表面に配置される漏洩伝送路は第３の漏洩伝送路１２のみであり、前述した第３の実施の形態と同様に、漏洩伝送路間における長手方向の位置決め調整や平行度の調整が不要となり、第３の漏洩伝送路１２から漏洩する電波による近傍の電界強度の変動周期を切替器８の切替え動作により確実にλｇ／４だけずらすことができ、電界強度の低い部分の補完をより確実にできる。

（第６の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。
図９に示すように、平行二線からなる第１の漏洩伝送路４のみを使用し、この第１の漏洩伝送路４の一端を同軸ケーブル等のケーブル１５を介して無線タグ読取装置１０に接続している。

前記第１の漏洩伝送路４は、終端部分にこの終端を開放と短絡に切替える切替手段としてダイオード１６を接続している。前記第１の漏洩伝送路４は書棚の各棚を形成する棚板の表面に長手方向に沿って１本だけ配置されることになる。

このような構成においては、無線タグ読取装置１０から第１の漏洩伝送路４を介してダイオード１６に直流電流が流れないときには平行二線を構成する２導体が通電しないため、終端部分は開放状態になる。また、無線タグ読取装置１０から第１の漏洩伝送路４及び浮遊容量等を介してダイオード１６に直流電流が流れるときには平行二線を構成する２導体が通電するので、終端部分は短絡状態になる。

従って、第１の漏洩伝送路４の終端部分が開放しているときにこの漏洩伝送路４から漏洩する電波による近傍の電界強度と第１の漏洩伝送路４の終端部分が短絡しているときにこの漏洩伝送路４から漏洩する電波による近傍の電界強度はそれぞれ周期λｇ／２で変動し、しかも、互いの電界強度の変動周期がλｇ／４だけずれる。すなわち、お互いの電界強度の低い部分を補完するようになる。

このように、無線タグ読取装置１０は第１の漏洩伝送路４の終端部分を開放し、また、短絡する制御を行うことで第１の漏洩伝送路４をアンテナとして使用し、書棚１に並べてある全ての書籍２の無線タグ３から記録データを読取ることができるようになり、全ての書籍２の無線タグ３との通信を効率良く行うことができる。すなわち、無線タグ読取装置１０はオペレータにほとんど作業負担をかけることなく無線タグの記録データを読取ることができる。

しかも、書棚の各棚板の表面に配置される漏洩伝送路は第１の漏洩伝送路４のみであり、前述した第３の実施の形態と同様に、漏洩伝送路間における長手方向の位置決め調整や平行度の調整が不要となり、第１の漏洩伝送路４から漏洩する電波による近傍の電界強度の変動周期を終端の開放、短絡により確実にλｇ／４だけずらすことができ、電界強度の低い部分の補完をより確実にできる。

なお、この実施の形態では漏洩伝送路の終端を開放と短絡に切替える切替手段としてダイオードを使用したものについて述べたがこれに限定するものではなく、機械的スイッチや半導体スイッチ等のスイッチ素子を使用して切替えを行うものであってもよい。
なお、前述した各実施の形態は物品として書籍を使用し、この書籍に貼付された無線タグを無線通信の対象としたが必ずしもこれに限定するものでないのは勿論である。

本発明の第１の実施の形態に係る全体構成を示す斜視図。 同実施の形態に係る全体構成を示す正面図。 同実施の形態に係る近傍通信用アンテナ装置の構成を示すブロック図。 本発明の第２の実施の形態に係る近傍通信用アンテナ装置の構成を示すブロック図。 本発明の第３の実施の形態に係る全体構成を示す正面図。 同実施の形態に係る近傍通信用アンテナ装置の構成を示すブロック図。 本発明の第４の実施の形態に係る近傍通信用アンテナ装置の構成を示すブロック図。 本発明の第５の実施の形態に係る近傍通信用アンテナ装置の構成を示すブロック図。 本発明の第６の実施の形態に係る近傍通信用アンテナ装置の構成を示すブロック図。

符号の説明

４…第１の漏洩伝送路、５…第２の漏洩伝送路、８…切替器。

Claims (7)

1. 互いに終端を揃えて平行に配置した、終端部分を開放した第１の漏洩伝送路及び終端部分を短絡した第２の漏洩伝送路と、通信時に前記各漏洩伝送路を無線通信装置に切替えに接続する切替器とを備えたことを特徴とした近傍通信用アンテナ装置。
2. 互いに始端を揃えて平行に配置した、終端部分を互いに開放又は短絡し、互いの伝送線路長の差を、（２ｎ−１）×λｇ／４（但し、ｎは自然数、λｇは伝送線路内波長）に設定した第１の漏洩伝送路及び第２の漏洩伝送路と、通信時に前記各漏洩伝送路を無線通信装置に切替え接続する切替器とを備えたことを特徴とした近傍通信用アンテナ装置。
3. 互いに始端を揃えて平行に配置した、終端部分を互いに開放又は短絡し、互いの伝送線路長の差を、（２ｎ−１）×λｇ／４（但し、ｎは自然数、λｇは伝送線路内波長）に設定した第１の漏洩伝送路及び第２の漏洩伝送路と、一端が無線通信装置に接続した第３の漏洩伝送路と、通信時に前記第１、第２の漏洩伝送路を、前記第３の漏洩伝送路の他端に切替え接続する切替器とを備えたことを特徴とした近傍通信用アンテナ装置。
4. 互いに始端を揃えて平行に配置するとともに互いの伝送線路長の差をｎ×λｇ／２（但し、ｎは自然数、λｇは伝送線路内波長）に設定した、終端部分を開放した第１の漏洩伝送路及び終端部分を短絡した第２の漏洩伝送路と、通信時に前記各漏洩伝送路を無線通信装置に切替え接続する切替器とを備えたことを特徴とした近傍通信用アンテナ装置。
5. 互いに始端を揃えて平行に配置するとともに互いの伝送線路長の差をｎ×λｇ／２（但し、ｎは自然数、λｇは伝送線路内波長）に設定した、終端部分を開放した第１の漏洩伝送路及び終端部分を短絡した第２の漏洩伝送路と、一端が無線通信装置に接続した第３の漏洩伝送路と、通信時に前記第１、第２の漏洩伝送路を、前記第３の漏洩伝送路の他端に切替え接続する切替器とを備えたことを特徴とした近傍通信用アンテナ装置。
6. 無線通信装置に接続した漏洩伝送路と、この漏洩伝送路の終端を開放と短絡に切り替える切替手段とを備え、通信時に前記切替手段は前記漏洩伝送路の終端を開放と短絡に交互に切り替えることを特徴とした近傍通信用アンテナ装置。
7. 切替手段をダイオードで構成し、前記ダイオードに直流電流を通電して漏洩伝送路の終端を短絡することを特徴とする請求項６記載の近傍通信用アンテナ装置。

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