JP2007228107A - 通信用アンテナ装置及びリーダライタ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、通信範囲が広いだけでなく、その指向性を変更することができる通信用アンテナ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 表面にアンテナが設置されたアンテナ板１ａ，１ｂに、伸縮可能なアーム２ａ，２ｂが接続され、アンテナ板１ａ，１ｂの設置位置がアーム２ａ，２ｂの長さによって設定される。又、アーム２ａ，２ｂの角度を設定することが可能なヒンジ部３を備え、ヒンジ部３によってアーム２ａ，２ｂの角度を変更することで、アンテナの指向性の方向を変更することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムによる通信を行うために使用される通信アンテナ装置と、この通信アンテナ装置を備えてＲＦＩＤシステムによる通信を行うリーダライタに関する。

近年の半導体産業の発達により、アンテナコイルとコンデンサによる共振回路に接続された半導体チップで構成されたＩＣタグを用いたＲＦＩＤシステムが、入退室管理や、交通機関や遊技場での利用者管理や、物流管理などの多岐の範囲において使用されている。このＲＦＩＤシステムにおいて、ＩＣタグは、リーダライタより放射される電磁波をアンテナコイルで受信し、このアンテナコイルに入射された電力をコンデンサとの共振回路で整流して使用することで駆動する。そして、駆動したＩＣタグは、リーダライタと通信を行うことで、半導体チップ内への情報の読み書きがなされる。

例えば、このようなＲＦＩＤシステムが生産管理や在庫管理に使用されるとき、在庫物品や部品などにＩＣタグが取り付けられ、それぞれの搬入日時や生産日時及び物品名などの管理情報がＩＣタグの半導体チップ内に記録される。そして、作業者がリーダライタを使用してＩＣタグに記録された内容を読み出し、在庫物品や部品の検索を行うことで、在庫物品や部品を管理することができる。

このように生産管理や在庫管理に使用される場合、作業者が利用しやすいように、リーダライタが小型携帯化されている。これにより、作業者が、リーダライタのアンテナをＩＣタグと通信可能な位置にかざすことにより、リーダライタとＩＣタグとの間で通信が行われる。そして、リーダライタが、ＩＣタグとの通信結果により得られた情報を表示することなどにより、ＩＣタグが取り付けられた物品に関する情報が作業者に確認される。又、このとき得られた情報が、集中的に情報管理を行っているサーバに送信され、サーバにおいて生産管理や在庫管理が集中的に行われる。

しかしながら、小型携帯化されたリーダライタを使用したとしても、リーダライタのアンテナに指向性が存在するため、検索物品が梱包されている場合などにおいて、ＩＣタグとの通信が不可能となることがある。即ち、図１０のように、木箱１００に、部品１０１ａ〜１０１ｅが梱包され、部品１０１ａ〜１０１ｅそれぞれにＩＣタグ１０２ａ〜１０２ｅが取り付けられている。このとき、リーダライタ１０３の通信範囲にあるＩＣタグ１０２ａ，１０２ｂについては通信可能であるが、ＩＣタグ１０２ａ，１０２ｂを取り付けられた部品１０１ａ，１０１ｂと重なるように設置されている部品１０１ｃ，１０１ｄそれぞれのＩＣタグ１０２ｃ，１０２ｄや、リーダライタ１０３の通信範囲外となる位置にある部品１０１ｅのＩＣタグ１０２ｅについては、リーダライタ１０３との通信が不可能となる。

それに対して、複数のループアンテナを設けるとともに、隣接するループアンテナに与える電流位相を異なるものとして、その通信範囲を広くすることができるリーダ／ライタアンテナが提供されている（特許文献１参照）。このリーダ／ライタアンテナによると、隣り合うループアンテナの位相が異なるものとすることで、隣接するループアンテナによる磁界の相殺を防いで、その通信可能な範囲を広くすることができる。
特開２００４−１９９２２６号公報

しかしながら、上述のリーダ／ライタアンテナにおいて、その通信範囲を広げることができるが、図１０のように複数の部品が木箱１００に梱包されているときにおいて、木箱１００の形状や部品の配置によっては、ＩＣタグとの通信が不可能となることがある。即ち、目標とする部品のＩＣタグと通信するためにリーダライタを設置する位置が平坦でない場合や、アンテナの指向性に応じた向きに目標とする部品のＩＣタグのアンテナが向いてない場合など、その通信範囲の広いアンテナを用いたとしても、通信不可能となってしまう。

このような問題を鑑みて、本発明は、通信範囲が広いだけでなく、その指向性を変更することができる通信用アンテナ装置を提供することを目的とする。又、本発明は、この通信用アンテナ装置を備え、ＲＦＩＤシステムにおけるＩＣタグとの通信を行うことができるリーダライタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の通信用アンテナ装置は、異なる２つの発振回路それぞれと接続される２つのアンテナそれぞれが表面に設置される２枚のアンテナ板と、２枚の前記アンテナ板それぞれに一端が接続される２つのアームと、２つの前記アームそれぞれの他端が接続されて、２つの前記アームを回転させるヒンジ部と、を備え、前記発振回路からの発振信号の位相差を切り換えることで、その指向性及び通信範囲を変更することを特徴とする。

このような通信用アンテナ装置において、前記ヒンジ部によって２本の前記アームの間の角度を変更して、２枚の前記アンテナ板表面の角度を変更させることで、その指向性及び通信範囲を変更するものとしても構わないし、更に、２本の前記アームそれぞれの長さを変更することで、その指向性及び通信範囲を変更するものとしても構わない。

このような通信用アンテナ装置において、前記アンテナ板それぞれには、受信用アンテナと送信用アンテナとが設置されるものとしても構わないし、受信用及び送信用共通となるアンテナが設置されるものとしても構わない。

又、本発明のリーダライタは、上述のいずれかの通信用アンテナ装置と、搬送波周波数の発振信号を供給する発振回路と、送信用データを前記発振回路からの発振信号に基づいて変調して前記通信用アンテナ装置のアンテナに供給する変調回路と、を備え、前記発振回路及び前記変調回路それぞれが、前記通信用アンテナ装置に備えられる２つの前記アンテナ個々に設置されることを特徴とする。

本発明によると、２つのアンテナ板それぞれの表面に異なるアンテナが設置されるとともに、このアンテナそれぞれに与える発振信号の位相差を切り換えることで、その指向性及び通信範囲を変更することができるため、従来のアンテナでは探査不可能であった通信相手とも通信を行うことができる。又、ヒンジにより２つのアンテナ板の角度を変更することができるため、接触面の角度に応じて２つのアンテナ板の角度を設定することができる。更に、このアンテナ板の角度を変更することでも、その指向性及び通信範囲を変更することができるものとすることで、別の方向からの探査では複数の通信相手が重なるように設置されるため探査不可能であったものも、探査することができる。又、アームの長さを変更して、更に最適な指向性及び通信範囲とできる位置に２つのアンテナを設置することができる。

本発明の実施の形態について、図面を参照して以下に説明する。図１は、本実施形態におけるリーダライタの構成を示す概略構成図である。又、図３は、図１のリーダライタの内部の構成を示すブロック図である。

（リーダライタの構成）
図１に示すリーダライタは、表面にアンテナが設置されるアンテナ板１ａ，１ｂと、アンテナ板１ａ，１ｂそれぞれの裏面側に固定された伸縮可能なアーム２ａ，２ｂと、アーム２ａ，２ｂと接続してアーム２ａ，２ｂそれぞれを回転させるヒンジ部３と、ヒンジ部３のアンテナ板１ａ，１ｂと逆側となる部分に取り付けられた取手部４と、ＩＣタグとの通信を行うための通信回路を内部に備えた本体５と、アンテナ板１ａ，１ｂに設置されたアンテナと本体５に設置された通信回路とを電気的に接続するケーブル６と、を備える。

このとき、アーム２ａの一端が固定部材２０でアンテナ板１ａに固定されるとともに、アーム２ａの他端がヒンジ部３のヒンジ３ａに接続される。同様に、アーム２ｂの一端が固定部材２０でアンテナ板１ｂに固定されるとともに、アーム２ｂの他端が、ヒンジ部３のヒンジ３ａと逆側に備えられるヒンジ３ｂに接続される。これにより、アンテナ１ａ，１ｂが、ヒンジ３を中心として対称となる位置に設置されることとなる。又、図１の構成例においては、アーム２ａ，２ｂは、２本のアームによって構成されるものとするが、１本又は３本以上のアームで構成されるものであっても構わない。

このような構成のリーダライタによると、図２（ａ）のように、アーム２ａ，２ｂが伸縮することで、矢印Ｘの方向にアンテナ板１ａ，１ｂを移動させて、アンテナ板１ａ，１ｂとヒンジ部３との距離を変更する。又、図２（ｂ）のように、ヒンジ部３において、アーム２ａと接続されたヒンジ３ａと、アーム２ｂと接続されたヒンジ３ｂとをそれぞれ矢印Ｙａ，Ｙｂの方向に回転させることにより、アンテナ板１ａ，１ｂの表面間の角度を変更することができる。更に、アンテナ板１ａ，１ｂそれぞれの表面に設置されたアンテナと接続される銅線などによる導線が、アーム２ａ，２ｂ、ヒンジ部３、及びケーブル６内部を通って、本体５内の通信回路と接続される。

次に、このリーダライタの内部構成について、図３のブロック図を参照して説明する。図２に示すように、アンテナ板１ａ表面において、送信用アンテナコイル１１ａ及び受信用アンテナコイル１２ａが設置されるとともに、アンテナ板１ｂ表面において、送信用アンテナコイル１１ｂ及び受信用アンテナコイル１２ｂが設置される。そして、本体５に備えられる通信回路は、ＩＣタグへ送信する送信データを生成する送信データ生成部１３と、送信データ生成部１３からの送信データに基づいて送信用アンテナコイル１１ａから送信する送信信号を生成する変調部１４ａと、送信データ生成部１３からの送信データに基づいて送信用アンテナコイル１１ｂから送信する送信信号を生成する変調部１４ｂと、受信用アンテナ１２ａで受信した受信信号を復調して受信データを抽出する復調部１５ａと、受信用アンテナ１２ｂで受信した受信信号を復調して受信データを抽出する復調部１５ｂと、復調部１５ａ，１５ｂで得られた受信データを合成することによりＩＣタグより送信されたデータを再現するデータ合成部１６と、データ合成部１６に基づいて確認された情報を表示する液晶ディスプレイなどの表示部１７と、データ合成部１６に基づいて確認された情報を外部のサーバと無線又は有線で通信することで送信する通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）１８と、本体５に備える通信回路内の各部の制御を行う制御部１９とによって構成される。

又、この本体５に具備される通信回路を構成する変調部１４ａは、図４に示すように、送信信号の搬送周波数となる発振信号を発振する発振器２１ａと、発振器２１ａからの発振信号に送信データ生成部１３からの送信データを乗算して変調動作を行う乗算器２２ａと、乗算器２２ａで変調されて得られた送信信号の信号レベルを決定して送信用アンテナコイル１１ａに与えるアンプ２３ａと、送信データ生成部１３と乗算器２２ａとの間に接続されたスイッチＳａと、を備える。同様に、変調部１４ｂは、発振器２１ａと同一の搬送周波数となる発振信号を発振する発振器２１ｂと、発振器２１ｂからの発振信号と送信データ生成部からの送信データとを乗算する乗算器２２ｂと、乗算器２２ｂからの送信信号の信号レベルを設定するアンプ２３ｂと、送信データ生成部１３と乗算器２２ｂとの間に接続されたスイッチＳｂと、を備える。

このように構成されるとき、変調部１４ａ，１４ｂ内の各部が制御部１９によって制御されることによって、変調部１４ａ，１４ｂいずれか一方のみ、又は、変調部１４ａ，１４ｂ両方が、動作するように制御される。同様に、復調部１５ａ，１５ｂについても、動作させる変調部１４ａ，１４ｂの選択状況に応じて、復調部１５ａ，１５ｂいずれか一方のみ、又は、復調部１５ａ，１５ｂ両方が、動作するように制御される。

又、変調部１４ａ，１４ｂそれぞれにおいて、待機時と通信時のそれぞれにおいて設定した信号レベルによる送信信号が、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂより放射されるように、アンプ２３ａ，２３ｂの増幅率が設定される。即ち、待機時においては、通信するＩＣタグが起動可能な最低限の電力供給を行うことができる信号レベルＬ１となる送信信号が送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂより放射されるように、アンプ２３ａ，２３ｂの増幅率が設定される。そして、ＩＣタグの起動を復調部１５ａ，１５ｂで受信した信号により確認すると、ＩＣタグと通信可能な状態となる。このＩＣタグとの通信時には、ＩＣタグを構成する全回路が動作可能な電力を供給できる信号レベルＬ２となる送信信号が送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂより放射されるように、アンプ２３ａ，２３ｂの増幅率が設定される。

このようにアンプ２３ａ，２３ｂの増幅率が設定されるリーダライタの動作について、以下に説明する。尚、以下では、変調部１４ａ，１４ｂ両方が動作するとともに復調部１５ａ，１５ｂ両方が動作する場合を、例にして説明するが、変調部１４ａ，１４ｂのいずれか一方及び復調部１５ａ，１５ｂのいずれか一方がそれぞれ動作する場合も、同様である。

まず、待機時において、リーダライタでは、スイッチＳａ，ＳｂをＯＦＦとして、発振器２１ａ，２１ｂからの発振信号をアンプ２３ａ，２３ｂにおいて信号レベルＬ１となる送信信号とし、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂより送信する。そして、ＩＣタグが通信可能な範囲に存在しているとき、受信用アンテナコイル１２ａ，１２ｂによる受信信号が復調部１５ａ，１５ｂで復調されたときに、ＩＣタグによる受信が行われたデータがデータ合成部１６を介して制御部１９で確認される。よって、制御部１９によって、アンプ２３ａ，２３ｂの増幅率が大きくなるように変更されるとともに、スイッチＳａ，ＳｂをＯＮとする。このとき、送信データ生成部１３で制御部１９より与えられるデータに基づいて送信データが生成されて、変調部１４ａ，１４ｂに与えられる。

そして、変調部１４ａ，１４ｂでは、乗算器２２ａ，２２ｂで送信データに基づく送信信号を生成することにより、アンプ２３ａ，２３ｂで信号レベルＬ２に増幅された送信信号を、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂより送信する。この送信信号は、質問期間となる所定期間の間、ＩＣタグに対して繰り返し送信される。そして、この質問期間となる所定期間が経過すると、スイッチＳａ，ＳｂをＯＦＦとして、送信データ生成部１３と乗算器２２ａ，２２ｂとの接続を切断して、ＩＣタグから送信される信号を受信する所定期間となる応答期間に遷移する。

これにより、応答期間では、変調部１４ａ，１４ｂでは、発振器２１ａ，２１ｂからの発振信号をアンプ２３ａ，２３ｂで信号レベルＬ２に増幅して得た送信信号を、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂより送信する。この送信信号がＩＣタグで受信されると、応答データに応じて変調されることとなる。よって、ＩＣタグで応答データに応じて変調された信号を受信用アンテナ１２ａ，１２ｂで受信し、復調部１５ａ，１５ｂで復調された後にデータ合成部１６で復調されたデータが合成されることで、ＩＣタグによる応答データに基づく情報が制御部１９で確認される。そして、この制御部１９で確認された情報が表示部１７に与えられることで情報表示が行われ、又、通信Ｉ／Ｆ１８に与えられることでサーバに送信される。

このＩＣタグとの通信時において、上述の質問期間の動作及び応答期間の動作を、所定時間毎に切り換えて繰り返し行うことで、ＩＣタグから読み出された情報を受信するとともに、ＩＣタグに書き込む情報を送信することができる。

このようなリーダライタにおける変調部１４ａ，１４ｂの動作状態と、アンテナ板１ａ，１ｂの設置位置関係とを変化させたときの各動作について、以下に説明する。

（１）１つの変調部のみを動作させた場合
まず、変調部１４ａ，１４ｂのいずれか一つのみを動作させた場合について、以下に説明する。このとき、変調部１４ａを動作させるものとすると、変調部１４ｂにおいて、スイッチＳｂを常にＯＦＦとするとともに、発振器２１ｂによる発振動作をＯＦＦとする。更に、復調部１５ｂもＯＦＦとするとともに、データ合成部１６において、復調部１５ａで復調されて得られた受信データを選択し、そのまま制御部１９に送出する。即ち、変調部１４ｂ及び復調部１５ｂによる動作が、制御部１９によって禁止された状態となる。

このように設定したとき、上述のように、変調部１４ａ及び復調部１５ａそれぞれが動作することにより、ＩＣタグとの通信が行われる。即ち、変調部１４ａ内における、スイッチＳａの切換動作、及び、アンプ２３ａでの増幅率の切換動作や、送信データ生成部１３のデータ生成動作や、データ合成部１６による復調部１５ａからのデータの選択動作が、制御部１９によって制御されて、待機時動作及びＩＣタグとの通信動作が行われる。

本動作においては、変調部１４ａのみを動作させるため、送信用アンテナコイル１１ａのみから送信信号を放射されることとなる。よって、この送信用アンテナコイル１１ａからの電磁波が届く範囲に存在するＩＣタグと通信可能である。又、送信用アンテナコイル１１ｂからの送信信号の放射がないので、送信用アンテナコイル１１ａによる電磁波に影響を与える電磁波の発生がないので、アンテナ板１ａ，１ｂの角度については、その設置位置に応じた任意の角度で構わない。又、このとき、アーム２ａの長さを変更することで、送信用アンテナコイル１１ａの設置位置を変更することができる。

（２）２つの変調部を共に動作させた場合
上述のように、変調部１４ａ，１４ｂのいずれか一方のみを動作させた場合、上述したように、動作している変調部に接続された送信用アンテナコイルから放射される電磁波のみによる通信が行われるため、ＩＣタグとの通信範囲が従来と同様狭いものとなる。よって、変調部１４ａ，１４ｂのいずれか一方のみを動作させたときよりも遠くにあるＩＣタグと通信するために、変調部１４ａ，１４ｂを共に動作させ、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂそれぞれから放射される電磁波を合成させる。

このように変調部１４ａ，１４ｂの両方を動作させる場合、アーム２ａ，２ｂの長さと、ヒンジ部３を屈曲させる角度と、発振器２１ａ，２１ｂの発振信号の位相差と、アンプ２３ａ，２３ｂによる増幅率のそれぞれとを、変化させる。これらを変化させることによって、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂから放射する電磁波により合成される電磁波の指向性や電磁波の届く範囲を変更することができる。

１．ヒンジ部３の屈曲角度を１８０度とし、発振信号を同位相としたとき
本例において、図５に示すように、アーム２ａ，２ｂの角度を１８０度として、アンテナ板１ａ，１ｂの表面を同一面として、部品を梱包する木箱４０の１面にアンテナ板１ａ，１ｂの表面を接触させる。そして、図６のように、発振器２１ａ，２１ｂからの発振信号を同位相とする。このとき、アーム２ａ，２ｂの長さを固定するとともに、アンプ２３ａ，２３ｂの増幅率を等しい値とする。

このように設定することで、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂから発生する磁束の発生方向が同一方向となる。そのため、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂから発生する磁束が、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂの間の位置で重なり合い、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂの間の位置における磁束密度が高くなる。これにより、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂの間の位置にいてアンテナ１ａ，１ｂに対して垂直な方向の指向性が高くなる。そのため、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂから発生する電磁波を合成した電磁波を、変調部１４ａ，１４ｂのいずれか一方のみを動作するときよりも遠方まで到達させることができる。

２．ヒンジ部３の屈曲角度を１８０度とし、発振信号に位相差を与えたとき
本例においても、図５に示すように、アーム２ａ，２ｂの角度を１８０度として、アンテナ板１ａ，１ｂの表面を同一面として、部品を梱包する木箱４０の１面にアンテナ板１ａ，１ｂの表面を接触させる。そして、図７のように、発振器２１ａ，２１ｂからの発振信号に位相差を与える。このとき、アーム２ａ，２ｂの長さを固定するとともに、アンプ２３ａ，２３ｂの増幅率を等しい値とする。

このように発振信号に位相差を与えることで、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂから発生する磁束の発生方向にズレが生じる。これにより、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂから発生する磁束による合成磁束の形状が変化し、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂから発生する電磁波を合成した電磁波の指向性を変化させることができる。即ち、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂによる合成電磁波を、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂの一方を動作させたときよりも遠くに届かせることができるとともに、発振信号を同位相としたときよりも広い範囲とすることができる。

このとき、例えば、発振器２１ａ，２１ｂからの発振信号の位相差をπ／４とすると、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂから発生する磁束が、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂに相対する位置で重なり合う。これにより、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂが覆う広い範囲における合成磁束により磁束密度が高くなる。よって、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂによる合成電磁波を広げることができ、その通信範囲を広げることができる。

３．ヒンジ部３の屈曲角度を９０度としたとき
本例においては、図８に示すように、アーム２ａ，２ｂの角度を９０度として、アンテナ板１ａ，１ｂの表面を互いに垂直な面として、部品を梱包する木箱４０の２面それぞれにアンテナ板１ａ，１ｂの表面を接触させる。このようにすることで、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂそれぞれからの電磁波の放射される方向が直交する。そして、この送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂそれぞれからの電磁波によって合成されて得られる合成電磁波に基づいて、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂによって構成されるアンテナの指向性及び通信範囲が決定する。

このとき、アーム２ａ，２ｂそれぞれの長さを変更することにより、アーム２ａ，２ｂの間で、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂによるアンテナの指向性の方向を変更することができる。そして、アーム２ａ，２ｂの長さを長くしたとき、アンプ２３ａ，２３ｂによる増幅率を大きくするなどして、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂから放射する電磁波による合成電磁波を遠くまで届くようにすることができる。又、発振器２１ａ，２１ｂの発振信号の位相差を変更することでも、アーム２ａ，２ｂの間で、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂによるアンテナの指向性の方向を変更することができる。更には、アンプ２３ａ，２３ｂによる増幅率それぞれを変化させることによっても、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂによるアンテナの指向性の方向を変更することができる。

又、ヒンジ部３によって２つのアンテナ板１ａ，１ｂの角度を変更できるため、梱包する木箱４０の形状に応じて、アンテナ板１ａ，１ｂの角度を変更して設置することができる。そして、このようにヒンジ部３によってアンテナ板１ａ，１ｂの角度を変更することで、このアンテナ板１ａ，１ｂの表面に挟まれた角度によって、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂによるアンテナの指向性の方向を変更することができる。

上述のように動作することにより、変調部１４ａ，１４ｂを共に動作させたとき、ヒンジ部３の角度を１８０度とすることで、アンテナ板１ａ，１ｂの表面を同一面として木箱４０の１面に接触させる場合、図９（ａ）に示すように、アンテナ板１ａ，１ｂ近傍に存在するＩＣタグ５０ａ，５０ｂとだけでなく、遠方に存在するＩＣタグ５０ｅとも通信することができる。又、ヒンジ部３で屈曲することで、アンテナ板１ａ，１ｂそれぞれの表面を木箱４０の異なる２面に接触させる場合、図９（ｂ）に示すように、アンテナ板１ａ，１ｂの表面に挟まれた角度の間に存在するＩＣタグ５０ｂ〜５０ｄそれぞれと通信することができる。

尚、本実施形態において、図３のブロック図のように、送信用アンテナコイルと受信用アンテナコイルとを別のアンテナコイルで構成するものとしたが、１つのアンテナコイルで構成するものとし、各アンテナ板表面に１つずつアンテナコイルが設置されるものとしても構わない。このとき、変調部及び復調部がそれぞれのアンテナコイルに並列で接続されることで、変復調部として働く。又、木箱で梱包した例としたが、ＩＣタグが付属された部品が木箱以外のもので梱包された場合でも、本実施形態のリーダライタが梱包された部品のＩＣタグと通信するために使用される。

又、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂに与える発振信号に位相差が発生するように、発振器２１ａ，２１ｂによって、ＩＣタグとの双方向通信が十分に行われる時間毎に発振信号の位相を自動的に変化させるものとしても構わないし、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂに与える発振信号の電力差が発生するように、アンプ２３ａ，２３ｂによって、ＩＣタグとの双方向通信が十分に行われる時間毎に発振信号に対する増幅率を自動的に変化させるものとしても構わない。このとき、ＩＣタグからの応答信号を受信すると、発振器２１ａ，２１ｂによる発振信号の位相、又は、アンプ２３ａ，２３ｂによる増幅率を決定する。このようにして、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂに与える発振信号の位相及び増幅率を変化させることにより、送信用アンテナコイル１１ａ，１１ｂによって構成されるアンテナの指向性を変化させ、広い通信範囲でのＩＣタグの検索を行うことができる。尚、この発振器２１ａ，２１ｂによる発振信号の位相の切換、及び、アンプ２３ａ，２３ｂによる増幅率の切換が、リーダライタを使用する作業者によって行われるものとしても構わない。

本発明の通信用アンテナ装置は、ＩＣタグと通信を行うリーダライタに適用され、この通信用アンテナ装置を備えたリーダライタが、物品を木箱などで梱包された部品に付属されたＩＣタグとの通信に使用される。そして、このリーダライタとＩＣタグとによるＲＦＩＤシステムにサーバなどを設けることによって、部品管理や物流管理を行うためのシステムとして構築される。

は、本実施形態におけるリーダライタの構成を示す概略構成図である。 は、図１のリーダライタにおけるアーム及びヒンジの動きを示す図である。 は、図１のリーダライタの内部構成を示すブロック図である。 は、図３のリーダライタにおける変調部の構成を示すブロック図である。 は、アームの角度を１８０度としたときのアンテナの状態を示す図である。 は、２つの発振信号を同位相としたときの発振信号の状態を示す図である。 は、２つの発振信号に位相差を与えたときの発振信号の状態を示す図である。 は、アームの角度を９０度としたときのアンテナの状態を示す図である。 は、図１のリーダライタと通信するＩＣタグとの関係を示す図である。 は、従来のリーダライタと通信するＩＣタグとの関係を示す図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ アンテナ板
２ａ，２ｂ アーム
３ ヒンジ部
４ 取手部
５ 本体
６ ケーブル
１１ａ，１１ｂ 送信用アンテナコイル
１２ａ，１２ｂ 受信用アンテナコイル
１３ 送信データ生成部
１４ａ，１４ｂ 変調部
１５ａ，１５ｂ 復調部
１６ データ合成部
１７ 表示部
１８ 通信Ｉ／Ｆ
１９ 制御部

Claims (4)

1. 異なる２つの発振回路それぞれと接続される２つのアンテナそれぞれが表面に設置される２枚のアンテナ板と、
   ２枚の前記アンテナ板それぞれに一端が接続される２つのアームと、
   ２つの前記アームそれぞれの他端が接続されて、２つの前記アームを回転させるヒンジ部と、
   を備え、
   前記発振回路からの発振信号の位相差を切り換えることで、その指向性及び通信範囲を変更することを特徴とする通信用アンテナ装置。
2. 前記ヒンジ部によって２本の前記アームの間の角度を変更して、２枚の前記アンテナ板表面の角度を変更させることで、その指向性及び通信範囲を変更することを特徴とする請求項１に記載の通信用アンテナ装置。
3. ２本の前記アームそれぞれの長さを変更することで、その指向性及び通信範囲を変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信用アンテナ装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の通信用アンテナ装置と、
   搬送波周波数の発振信号を供給する発振回路と、
   送信用データを前記発振回路からの発振信号に基づいて変調して前記通信用アンテナ装置のアンテナに供給する変調回路と、
   を備え、
   前記発振回路及び前記変調回路それぞれが、前記通信用アンテナ装置に備えられる２つの前記アンテナ個々に設置されることを特徴とするリーダライタ。

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