JP2011066495A

JP2011066495A - Ｒｆタグリーダライタ

Info

Publication number: JP2011066495A
Application number: JP2009213087A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sano; 貢― 佐野
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2009-09-15
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2029-09-15
Also published as: US20110063083A1; JP4866456B2

Abstract

【課題】１つまたは複数の不特定のＲＦタグとの一括通信が可能であるとともに、１つまたは複数の特定のＲＦタグとの選択通信において、当該ＲＦタグとより確実に通信を行うことができるＲＦタグ通信用アンテナ技術を提供する。
【解決手段】第１の放射素子および第１の放射素子よりも大きい第２の放射素子を有し、第１の放射素子から、該第１の放射素子近傍の領域に位置するＲＦタグとのみ通信可能とする強度分布の電波を放射できるとともに、第２の放射素子から、第１の放射素子よりも広い範囲に位置するＲＦタグとの通信を可能とする強度分布の電波を放射できるアンテナ装置１０と、使用者の操作に応じて、第１および第２の放射素子のいずれによって電波を放射させるかを選択切換可能なアンテナ切換制御部と、を備えるRFタグリーダライタ１００。
【選択図】図１

Description

本発明は、非接触でRFタグと通信する、ＲＦタグリーダライタおよびそのアンテナに関し、特に、不特定のRFタグとの一括的な通信および特定のRFタグとの選択的な通信を行うことができるＲＦタグ通信用アンテナ技術に関する。

近年、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが注目され、例えば流通分野などにおいて導入が進んでいる。ＲＦＩＤシステムは、ＩＣチップとアンテナから成り、物品に付されるＲＦタグ（無線タグ、ＲＦＩＤタグとも称される）と、該ＲＦタグのICチップ内のメモリに記憶されている情報を非接触で読み取るとともに、該ＲＦタグのICチップ内のメモリに情報を非接触で書込むＲＦタグリーダライタ（以下、単にリーダライタとも称す）とから構成される。

ＲＦＩＤシステムにおける処理としては、例えば、店舗などでの棚卸業務における、複数のＲＦタグからの一括での情報読取処理が挙げられる（以下、一括読取と称す）。このとき、リーダライタは、数ｍの距離が離れた範囲に電波を放射し、複数の商品にそれぞれ付された不特定のＲＦタグと通信を実行して、各ＲＦタグに記憶されている情報を一括的に読み取る。また、ＲＦＩＤシステムにおける他の処理としては、１つまたは複数の特定のＲＦタグに対する読み取り、および書込み処理が挙げられる（以下、選択読取、および選択書込みと称す。また、これらを総称して選択通信と称す）。このとき、リーダライタは、特定のＲＦタグから選択的に情報を読み取り、または該ＲＦタグに対し、選択的に情報の書込みを実施する。

ここで、店舗などにおいては、周辺にRFタグが付された商品が多数存在する環境での選択書込み処理等が行われる場合がある。そして、このような環境においては、周辺のRFタグとの間で誤って通信が行われた結果、使用者の所望するRFタグとは異なるRFタグに情報が書込まれるなどの事態が生じ得る。よって、従来において、使用者は、一括的読み取り用のリーダライタと、該一括読取用リーダライタよりも電波の送信出力が小さく、指向性の範囲も狭い選択通信用リーダライタとを、業務に応じて使い分ける必要があった。また、選択通信を行う場合には、使用者は、リーダライタのアンテナ装置周辺から、通信対象でないＲＦタグを遠ざけるなどの処置を講じる必要があった。

そのため、周囲のRFタグとの一括通信（一括読取のほか、不特定のRFタグに対し、一括的に情報を書込む場合も含む）が可能であるとともに、選択通信を実施する場合にあっては使用者の所望する特定のRFタグと通信可能とするための技術が提案されている（例えば特許文献１）。具体的には、特許文献１では、リーダライタが備えるアンテナ装置において、一括通信用と選択通信用の、指向性の異なる２つのアンテナを備える構成とすることが提案されている。また、特許文献１では、通信の態様に応じて、アンテナの角度を調整して放射される電波の指向性を変化させるとともに、該アンテナ角度の変化に応じて電波の送信出力を変化させることも提案されている。

しかしながら、特許文献１の技術による場合でも、使用者はアンテナ装置周辺から通信対象でないＲＦタグを遠ざける必要があるが、例えば作業の迅速性が求められる場合には当該処置は必ずしもとれないことがある。また、ＵＨＦ帯や２．４ＧＨｚ帯などの電波方式が用いられている場合には、周辺の環境や信号の変動により、アンテナ装置から一定の距離を空けたとしても通信対象でないＲＦタグとの通信が行われることがあった。

また、以上のような原因から読取や書込みに失敗した場合、使用者はその処理をやり直す必要があるが、誤って読取や書込みを行ったRFタグを特定するのは容易ではない。特に、書込みが行われる前のRFタグは、一般に製造メーカーで暫定で同じIDが付与されており、やり直し作業にはさらに手間が掛かる。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、１つまたは複数の不特定のＲＦタグとの一括通信が可能であるとともに、１つまたは複数の特定のＲＦタグとの選択通信において、当該ＲＦタグとより確実に通信を行うことができるＲＦタグ通信用アンテナ技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、第１の放射素子および第１の放射素子よりも大きい第２の放射素子を有し、第１の放射素子から、該第１の放射素子近傍の領域に位置するＲＦタグとのみ通信可能とする強度分布の電波を放射できるとともに、第２の放射素子から、第１の放射素子よりも広い範囲に位置するＲＦタグとの通信を可能とする強度分布の電波を放射できるアンテナ装置と、使用者の操作に応じて、第１および第２の放射素子のいずれによって電波を放射させるかを選択切換可能なアンテナ切換制御部と、を備えるRFタグリーダライタに関する。

以上に詳述したように、本発明によれば、１つまたは複数の不特定のＲＦタグとの一括通信が可能であるとともに、１つまたは複数の特定のＲＦタグとの選択通信において当該ＲＦタグとより確実に通信を行うことができる。

第１の実施形態のＲＦタグリーダライタの斜視図である。第１の実施形態のＲＦタグリーダライタのハードウェア構成を示すブロック図である。第１の実施形態のＲＦタグリーダライタが有する無線部の回路構成図である。第１の実施形態に係る複合アンテナ２０の側面図である。第１の実施形態に係る第１の放射素子１４の概要を示す平面図である。第１の実施形態に係る第２の放射素子１５の概要を示す平面図である。第１の実施形態における、ＲＦタグとの通信に係る処理フローを示すための図である。第１の実施形態における、処理指定画面の例示図である。第１の実施形態における、結果通知画面の例示図である。第１の実施形態における、処理開始画面の例示図である。第１の実施形態における、結果通知画面の例示図である。第１の実施形態における、結果通知画面の例示図である。第２の実施形態に係る、制限部材が装着されたアンテナ装置の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、RFタグから読取、またはRFタグに書込みされる情報として、識別IDを例に挙げて説明する。また、一括通信として、例えば棚卸などの業務で利用される一括読取を例に挙げて説明する。

図１は、第１の実施形態による、ＲＦタグリーダライタ１００の概要を示す斜視図である。第１の実施形態のリーダライタ１００は、アンテナ装置１０と、リーダライタ本体３０とから構成されている。アンテナ装置１０とリーダライタ本体３０とは、同軸ケーブル４０で接続されている。また、アンテナ装置１０は、アンテナ筐体１２と、筐体１２内部に収容される、図４〜６に示す第１の放射素子１４および第２の放射素子１５を有する複合アンテナ２０とを備える。リーダライタ１００は、複合アンテナ２０から放射される電波を介して、RFタグ（不図示）と通信を行う。

このとき、第１の実施形態において、リーダライタ１００は、送信出力を調整する（変化させる）ことにより、第１の放射素子１４から、第１の放射素子１４近傍の領域に位置するＲＦタグとのみ通信可能とする強度分布の電波を放射できる。また、第２の放射素子１５は、送信出力を調整することにより、第１の放射素子１４よりも広い範囲に位置するＲＦタグとの通信を可能とする強度分布の電波を放射できる。

まず、リーダライタ本体３０が備えるハードウェア構成について説明する。図２に示すように、リーダライタ本体３０は、制御部３１と、無線部３３と、入力部３５と、表示部３７と、インターフェース部３９と、を有する。また、バッテリおよびその充放電を制御する図１に示す電源部３２により、各ハードウェアおよびアンテナ装置１０へ電流が供給される。したがって、第１の実施形態のリーダライタ１００は、携帯型リーダライタとして構成されている。

制御部３１は、使用者からの入力に基づき、ＲＦタグとの通信や、ネットワークを通じてのＰＣ（Personal Computer, 不図示）などの外部機器との通信など、後述する記憶部３１５に記憶されているプログラムを実行することにより、リーダライタ１００における各種処理を行う役割を有している。例えば、後述するインターフェース部３９を介してPCから取得されたり、使用者から後述する入力部３５を介して入力された識別IDがアンテナ装置１０から電波を介してRFタグに送出されるように、通信プロトコルに従って無線部３３を制御する。また、制御部３１は、以下に説明する記憶部３１１と、アンテナ切替制御部３１３と、送信出力制御部３１５と、とを有する。

記憶部３１１は、取得した識別IDや、該識別IDを電波を介して送信したりするための通信プロトコル（例えば、ISO18000−６に準拠したRFタグの通信プロトコル）のほか、後述する送信出力制御部３１１が用いる、一括読取、選択読取、選択書込みのいずれかの処理の形態に対応した送信出力の大きさについての情報である、出力情報が記憶されている。

アンテナ切替制御部３１３は、行われる処理に応じて、電波が放射される放射素子を、第１の放射素子１４と第２の放射素子１５の間で切り替える（言い換えれば、電波が放射される放射素子の選択を実施する）。具体的には、アンテナ切替制御部３１３は、一括読取が行われるときは第２の放射素子１５から電波が放射されるよう、無線部３３を制御する。また、アンテナ切替部３１３は、選択通信が行われるときは第１の放射素子１４から電波が放射されるよう、無線部３３を制御する。

送信出力制御部３１５は、記憶部３１１に記憶されている送信出力情報に基づき、該送信出力が示す送信出力でアンテナ装置１０から電波が放射されるように、後述する無線部３３を制御する。

ここで、第１の実施形態において、送信出力制御部３１５は、選択読取および選択書込みに係る出力情報（選択読取出力情報および選択書込み出力情報）に基づき後述する無線部３３を制御するときは、第１の放射素子１４近傍の領域に位置するRFタグとのみ通信可能である送信出力での電波をアンテナ装置１０（具体的には第１の放射素子１４）から放射させる。また、一括読取に係る一括読取出力情報に基づき無線部３３を制御するとき、送信出力制御部３１１は、選択読取または選択書込みのときよりも大きい送信出力の電波を、アンテナ装置１０（具体的には第２の放射素子１５）から放射させる。

なお、第１の実施形態においておける制御部３１は、具体的には、リーダライタ本体３０に実装されるCPU、RAM、ROMにより構成することができる。

また、送信出力の好適な値は、一括読取や選択通信などの処理の態様のほか、RFタグの種類、処理を行う場所の通信環境（例えば、壁の材質、RFタグが載置されている棚の材質、RFタグが付された物品の材質、RFタグの密集度など）に応じて変化する。そのため、送信出力が各処理に対して予め設定されている場合には、第１の実施形態のように、１つの処理に対して複数の出力情報を記憶されていることが、より好適な送信出力の設定が可能となるため、好ましい。第１の実施形態においては、一括読取を例に挙げて説明すると、一括読取出力情報A、B,およびCの、異なる送信出力を示す３種類の出力情報が記憶されている。

無線部３３は、アンテナ装置１０を介してRFタグと通信するための機能を備えているハードウェアである。無線部３３の詳細な回路構成図を図３に示す。

ここで、RFタグがバッテリを持たないパッシブタグの場合には、無線部３３は、先ず、無変調キャリアをパワーアンプ３３１で増幅して、方向性結合器３３２を介してアンテナから電磁波を出力し、RFタグを起動させる。RFタグにデータを送信する場合には、通信プロトコルに従い符号化した信号について振幅変調器３３３にて振幅変調を行った後にパワーアンプ３３１で増幅し、次いで方向性結合器３３２を介してアンテナから電磁波を出力することにより、送信する。また、RFタグから信号を受信する時には、リーダライタ１００から無変調キャリアを送信している状態で、RFタグがアンテナ端のインピーダンスを制御(バックスキャッタ)し、これによって反射状態が変わり、これをリーダライタ100のアンテナ装置で検出する。受信した電磁波信号は、方向性結合器３３２を介して直交復調され、同期クロック生成部I（３３４）およびQ（３３５）にて同期クロックを生成し、プリアンブル検出部I（３３６）およびQ（３３７）にて予め決められたプリアンブルを検出することによりデータの先頭を検出し、複合部I（３３８）およびQ（３３９）にて復号して受信データを得る。また、誤り検出符号によって、エラー検出部I（３４１）およびQ（３４２）にて誤りの有無を検出するようになっている。図３の場合には、直交復調の同相成分での復調と直交成分での復調のどちらかで誤りがなければ正しくデータを受信したと判定する構成である。また、制御部３１の送信出力制御部３１５からの制御（具体的には、送信出力を設定するための送信出力設定信号の送出）により、パワーアンプ３３１にて送信出力が処理の形態に合わせて設定できるように構成されている。また、制御部３１のアンテナ切替制御部３１３からの制御（具体的には、アンテナを切り替えるためのアンテナ切替信号の送出）により、アンテナ切替部３４５にて電波を放射する放射素子を第１の放射素子１４または第２の放射素子１５に設定している。

入力部３５は、該入力部３５を用いて使用者がリーダライタ１００に指示を入力するためのハードウェアであり、具体的には押下により指示の入力が可能なボタン（キー）や、タッチパッドなどで構成することができる。

表示部（ディスプレイ）３７は、使用者にRFタグとの通信結果を示したり、指示入力を促すために用いることができるハードウェアであり、具体的にはＬＣＤ（Liquid crystal display）等とすることができる。なお、表示部３７をタッチパネルセンサを搭載したグラフィカルディスプレイとして構成し、入力部３５と表示部３７とを一体化させてもよい。

インターフェース部３９は、ネットワークを介し、識別IDが記憶されているPCなどの外部機器と通信を行うためのハードウェアである。

次に、本実施形態のアンテナ装置１０について説明する。

図１に示すように、アンテナ装置１０は、略矩形のアンテナ筐体１２と、該アンテナ筐体１２に収容される複合アンテナ２０とを備える。なお、第１の実施形態においてはアンテナ筐体１２には把持部材１９が設けられており、使用者が携帯しながらリーダライタ100を使用する際に、アンテナ装置１０を把持しやすいように構成されている。しかしながら、当該把持部１９を設けない構成とすることも、もちろん可能である。

図４は、第１の実施形態に係る、アンテナ筐体１２内部に収納される、複合アンテナ２０のY-Z平面における側面図である。複合アンテナ２０は、第１の放射素子１４と、第２の放射素子１５と、地導体１６と、第１の誘電体層１７と、第２の誘電体層１８とを有する。

第１の放射素子１４および第２の放射素子１５は、それぞれが平面視にて略矩形の形状を有しているアルミニウムや銅などの導電性材料で構成された平板状放射素子であり、互いに略平行に配置されている。また、地導体１６は、アルミニウムや銅などの導電性材料で構成され、第１の放射素子と第２の放射素子との間に配置されている。さらに、第１の誘電体層１７は、第１の放射素子１４と地導体１６との間に配置され、第２の誘電体層１８は、第２の放射素子１５と地導体１６との間に配置される。すなわち、複合アンテナ２０は、第１のアンテナ素子１４を有する第１のパッチアンテナと、第２の放射素子１５を有する第２のパッチアンテナからなる。

第１の実施形態においてアンテナ装置１０が備える複合アンテナ２０を以上のような構成とすることで、第１の放射素子と第２の放射素子とを一体化でき、また、地導体を共通化できるので、２つのパッチアンテナを備える他の構成とするよりも、アンテナ装置１０を小型化および軽量化できる。

ここで、第１の実施形態において、第１の誘電体層１７は、第２の誘電体層１８よりも大きな比誘電率を有しており、第２の放射素子１５の外形は、第１の放射素子１４の外形よりも大きな構成である。このように外形の大きさの異なる放射素子を備える構成とすることにより、第１の実施形態に係るアンテナ装置１０にあっては、小さい方の放射素子から電波を放射させたときに、図４における破線にて示すように、アンテナ装置１０から放射される電波をより近傍に集中させることができる。したがって、アンテナ装置１０は、リーダライタ本体３０の制御に基づき、第１の放射素子１４から、該放射素子１４近傍の領域に位置するＲＦタグとのみ通信可能とする強度分布の電波を放射できるので、第１の実施形態のリーダライタ１００は、選択通信において、特定のRFタグとの通信をより確実に行うことができる。また、第１の実施形態のリーダライタ１００は、アンテナ装置１０が、アンテナ利得がより大きく、リーダライタ本体３０の制御に基づきより広い範囲にRFタグとの通信可能な電波を放射できる第２の放射素子１５を有することにより、選択通信とともに一括読取も行うことができる。

なお、第１の実施形態において、第１および第２の誘電体層１７、１８の比誘電率や、第１および第２の放射素子１４、１５の外形の形状、大きさは特に限定されず、公知の方法に従い当業者が適宜設定できる。例えば、第１の誘電体層１７の比誘電率（εr_１）がおよそ４であり、第２の誘電体層１８の比誘電率（εr_２）をおよそ1であるとともに、第１および第２の放射素子１４、１５がそれぞれ正方形状の外形を有している場合を例に挙げて説明する。ここで、パッチアンテナは、一般に、略正方形状の放射素子を有するとき、その１辺の長さ（電気長）は、使用する無線周波数に対応する波長（λ）に基づいて、波長の半分（半波長分）の長さに設定される。したがって、第１の放射素子１４の１辺の長さは、λ／２√εｒ_１＝λ／４（ｍｍ）で表される。一方、第２の放射素子１４の１辺の長さは、第１の放射素子よりも大きいλ／２√εｒ_２＝λ／２（ｍｍ）で表される。

第１の実施形態に係るアンテナ装置１０は、以上のように第２の放射素子１５が第１の放射素子１４よりも大きな外形を有する構成に加えて、第１の放射素子１４からは直線偏波が放射されるとともに、第２の放射素子１５からは円偏波が放射されるよう構成を有している。具体的には図５に示すように、第１の放射素子においては、平面視における中心軸上の中央位置とは異なる位置に給電点４２を設けられており、直線偏波が放射されるように構成されている。一方、第２の放射素子１５については、図６に示すように分波器４８と移相器４９とが設けられ、2つの給電点４４、４６において位相差が９０度となるように構成された２点給電式とすることにより、円偏波が放射されるように構成されている。なお、図５、図６における給電点４２、４４および４６には、同軸ケーブル４０を介して、アンテナ装置本体３０から送られた電流が供給される。これにより、第１の実施形態のリーダライタ１００は、一括読取と選択通信のいずれにおいても、より確実にRFタグと通信を行うことができる。

このような作用効果が得られる点についてより具体的に説明する。一般にRFタグのアンテナは、直線偏波アンテナが用いられている。ここで、棚卸などの作業が行われる場合には、物品の並べられている方向が揃っておらず、したがって、RFタグもまた、ランダムな方向を向いている場合が多い。そのため、放射される電波を直線偏波とすると、RFタグのアンテナの偏波方向と第２の放射素子１５の偏波方向とが直交する場合などは通信することができない。そのため、第２の放射素子１５から放射される電波を円偏波とすることで、より多くのRFタグとの通信を可能とすることができる。

一方、選択通信が行われる場合を想定すると、通信対象でないRFタグのアンテナは、それぞれランダムな方向を向いていることが多い。そのため、直線偏波を第１の放射素子１から放射させ、その電波の偏波方向と通信対象であるRFタグのアンテナのアンテナの偏波方向を合わせることにより、電波の偏波方向と直行する向きを向いている通信対象でないRFタグとは距離が近くとも通信が行われない。すなわち、第１の放射素子１４から直線偏波を放射させることにより、通信対象でないRFタグとの誤通信が起こる可能性を小さくすることができる。

なお、選択通信にあっては、以上の理由から、使用者が第１の放射素子１４から放射される電波の偏波方向を容易に認識できることが、より確実な選択通信のために好ましい。
そのため、第１の実施形態においては、図１に示すように、第１の放射素子１４から放射される電波の偏波方向を示す標識部１３をアンテナ筐体１２に設けている。これにより、使用者はRFタグのアンテナの偏波方向を、第１の放射素子から放射される電波の偏波方向に合わせることが容易となるので、通信対象であるRFタグとより確実に選択通信を行うことができる。

次に、第１の実施形態のリーダライタ１００による、一括読取、選択読取、または選択書込みに係る、ＲＦタグとの通信の処理フローを、図７を用いて説明する。なお、以下の説明においては、各処理における送信出力の大きさ（すなわち、各処理において送信出力制御部３１１がいずれの出力情報に基づき送信出力を制御するか）、および選択通信の際に通信を実行することになっているＲＦタグの数については、リーダライタ本体３０に予め設定されているものとする。

まず、Ａｃｔ１０１において、制御部３１は、実行する処理が一括読取、選択読取、または選択書込みのいずれであるかを示す処理指定情報を、使用者からの入力に基づき、取得する。具体的には、制御部３１は、図８に示すような処理指定画面５１を構成し、表示部３７に表示させる。使用者は、表示部３７に表示された処理指定画面５１に基づき、所望する処理を入力部３５を介して指定する。制御部３１は、当該入力部３５を介した使用者からの指定により、処理指定情報を取得する。

次に、Ａｃｔ１０２において、制御部３１は、取得した処理指定情報が一括読取を指定しているか、判定する。一括読取を指定している場合、Act１０３において、アンテナ切替制御部３１３は、第２の放射素子１５から電波が放射されるように、無線部３３を制御する（第２の放射素子１５を選択）。次に、Ａｃｔ１０４において、制御部３１の送信出力制御部３１５は、記憶部３１１に記憶されている一括読取出力情報に基づき、無線部３３に対し送信出力の設定を実施する。

次いで、Ａｃｔ１０５において、制御部３１は、無線部３３を制御して第２の放射素子１５から一括読取に係る電波を放射させて一括読取を実施し、ＲＦタグにて保持されている情報（識別ＩＤ）を取得する。そして、Ａｃｔ１０６において、制御部３１は、処理が完了したことを通知する処理結果画面５３（図９）を構成して表示部３７に表示させ、Ａｃｔ１０１に戻る。なお、実行された処理が当該一括読取、および後述の選択読取である場合には、制御部３１は、処理の完了とともに取得した識別ＩＤを処理結果画面にて表示し、使用者に通知する。また、識別ＩＤが取得できなかった場合は、図１０に示した内容に代えて、ＲＦタグとの通信に失敗したことを処理結果画面５３にて表示して、使用者に通知する。

一方、Ａｃｔ１０２において、処理指定情報が一括読取を指定していないと判定される場合、Ａｃｔ１０７に進み、アンテナ切替制御部３１３は、第１の放射素子１４から電波が放射されるように、無線部３３を制御する（第１の放射素子１４を選択）。次に、Ａｃｔ１０８において、制御部３１は、処理指定情報が選択読取を指定しているか、判定する。選択読取を指定している場合、Ａｃｔ１０９に進み、制御部３１の送信出力設定部は、記憶部３１５に記憶されている選択読取出力情報に基づき、無線部３３に対し送信出力の設定を実施する。

次に、Ａｃｔ１１０において、制御部３１は、ＲＦタグの偏波方向を、第１の放射素子１４の偏波方向と合わせることを使用者に促すとともに読取開始に関する使用者からの指示を取得するための図１１に示すような処理開始画面５５を構成して表示部３７に表示させる。次に、Ａｃｔ１１１に進み、制御部３１は、読取開始に関する情報を取得したか否か、判定する。使用者がＲＦタグの偏波方向を標識部１３に従い第１の放射素子１４の偏波方向と合わせ、読取開始の指示を入力部３５を介して入力したとき、制御部３１は、読取開始に関する指示を取得し、Ａｃｔ１１２に進む。Ａｃｔ１１２において、制御部３１は、無線部３３を介して第１の放射素子１４から選択読取に係る電波を放射させ、選択読取処理を実施し、ＲＦタグに保持されている識別ＩＤを取得する。そして、Ａｃｔ１１３において、制御部３１は、処理完了の通知とともに取得した識別ＩＤを通知する処理結果画面５３を表示部３７に表示させ（図９）、Ａｃｔ１０１に戻る。

ここで、選択読取を実行した結果、使用者が予め設定したＲＦタグの数よりも少ない、または多い数のＲＦタグからの読取が行われる場合がある。このとき、制御部３１は、設定したときよりも読取が行われたＲＦタグの数が少ないときは図１１に示すような処理結果画面５７を構成して表示部３７に表示させ、ＲＦタグの移動または送信出力設定を大きくすることを使用者に促す。一方、制御部３１は、設定したときよりも読取が行われたＲＦタグの数が多いときは図１２に示すような処理結果画面５９を構成して表示部３７に表示させ、送信出力設定を小さくすることを使用者に促す。

また、Ａｃｔ１０８において、処理指定情報が選択読取を指定しないと判定されるとき、制御部３１は、処理指定情報が選択書込みを指定していると判定する。そして、Ａｃｔ１１４に進み、制御部３１の送信出力設定部３１５は、記憶部３１１に記憶されている選択読取出力情報に基づき、無線部３３に対し送信出力の設定を実施する。

次に、Ａｃｔ１１５において、制御部３１は、ＲＦタグの偏波方向を、第１の放射素子１４の偏波方向と合わせることを使用者に促すとともに読取開始に関する使用者からの指示を取得するための図１１に示すような処理開始画面５５を構成して表示部３７に表示させる。次に、Ａｃｔ１１６に進み、制御部３１は、読取開始に関する指示を取得したか否か、判定する。使用者がＲＦタグの偏波方向を標識部１３に従い第１の放射素子１４の偏波方向と合わせ、読取開始の指示を入力部３５を介して入力したとき、制御部３１は、読取開始に関する指示を取得してＡｃｔ１１７に進む。Ａｃｔ１１７において、制御部３１は、無線部３３を介してアンテナ装置１０から選択書込みに係る電波を放射させ、選択書込みを実施し、ＲＦタグに識別ＩＤを付与する。そして、制御部３１は、書込みが完了したことをＲＦタグからのレスポンスに基づき確認し、読取処理の場合と同様に処理結果画面５３を構成して表示部３７に表示させる。

ここで、選択書込みを実行した結果、処理指定情報指定の際に使用者が設定したＲＦタグの数よりも少ない、または多い数のＲＦタグに対し書込みが行われる場合がある。このとき、制御部３１は、設定した数よりも少ないＲＦタグに書込みが行われたときは図１１に示すような処理結果画面５７を構成して表示部３７に表示させ、ＲＦタグの移動または送信出力設定を大きくすることを使用者に促す。一方、制御部３１は、設定した数より多くのＲＦタグに書込みが行われたときには、図１２に示すような処理結果画面５９を構成して表示部３７に表示させ、送信出力設定を小さくすることを使用者に促す。

以上、第１の実施形態のリーダライタ１００は、第１の放射素子１４と、第１の放射素子よりも大きい第２の放射素子１５とを備えることにより、使用者は、一括読取と、選択通信の両方の処理を行うことができる。また、第１の放射素子からは、該第１の放射素子近傍の領域に位置するＲＦタグとのみ通信可能とする強度分布の電波を放射できるので、
選択通信において、特定のRFタグとの通信をより確実に行うことができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、第１の放射素子１４および第２の放射素子１５をパッチアンテナの放射素子として構成している。第２の実施形態においては、第１の放射素子１４を、第１の実施形態で示した放射素子よりもより小さいチップアンテナの放射素子とするとともに、第２の放射素子１５をパッチアンテナの放射素子とすることができる。このとき、第１の放射素子１４と第２の放射素子１５とは同一のアンテナ筐体内に収納することができるほか、別々の筐体内に収納されるようにしてもよい。また、同一のアンテナ筐体内に配置される場合にも、第１の放射素子と第２の放射素子を略平行に配置してもよいほか、他の態様、例えば同一平面上に配置するようにしてもよい。

第２の実施形態に係るアンテナ装置が備えるチップアンテナは、当業者が公知の構成を適宜採用することができるが、一般的に、一辺が数cm〜数mmの直方体状の形状を有している。すなわち、第１の放射素子１４をパッチアンテナとしたときよりも、放射素子の物理的大きさを非常に小さくすることができる。そのため、送信出力の調整により、RFタグとの通信が可能である電波強度を有する電波の範囲もより小さくすることができるので、通信対象であるRFタグとのより確実な選択通信を提供できる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態において、リーダライタ１００は、第１の実施形態にて説明した構成に加えて、図１３に示すようにアンテナ装置１０に装着して用いる、制限部材６０を備える。該制限部材６０をアンテナ装置１０に装着することにより、アンテナ筐体１２の所定領域以外の領域からの電波の筐体外への放射を、所定領域からの電波の筐体外への放射よりも制限することができる。当該制限部材６０は、例えば、図１３に示すように、金属を材料として構成し、標識部１３近傍に対応する位置に開口部６２を設けた成型体とすることができる。また、他の態様とすることももちろん可能であり、例えば装着時にアンテナ筐体外面と対向する面が電波吸収処理（例えば電波吸収材の貼付）が施されたプラスチックを材料として構成し、標識部１３が示す位置近傍に対応する位置のみ開口部を設けるか、未処理のプラスチックで構成する成型体とすることができる。

第３の実施形態において、制限部材６０は、アンテナ筐体１２の外面から離脱させることにより、所定領域以外の領域からの筐体外への電波の放射を制限する位置から制限しない位置に退避可能である構成としている。しかしながらアンテナ装置１０からの制限部材６０の退避については、アンテナ筐体外面からの脱離に限定されず、他の態様とすることも可能である。例えば、制限部材６０をヒンジを介してアンテナ筐体１２に連結させ、電波放射を制限する位置から制限しない位置に移動可能とする構成としてもよい（本明細書において、退避とは、位置の移動も含む概念である）。

（その他の実施形態）
以上、本発明について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の実施形態とすることも可能である。

例えば、第１の実施形態において、アンテナ装置１０の第２の放射素子１５について、２点給電方式を採用することにより円偏波が放射されるように構成しているが、これに限定されるものではなく、他の構成により円偏波が放射されるようにすることもできる。例えば、第２の放射素子１５について、矩形における対角線上の２つの角を点対称に切り欠いた形状に形成することにより円偏波が放射されるようにしてもよい。

また、第１の実施形態において、送信出力を制御するための出力情報は、リーダライタ本体３０内のＲＯＭやＲＡＭにより構成される記憶部３１１に記憶されている。しかしながら、これに限定されず、外部機器の記憶部に記憶され、必要に応じてインターフェース部３９を介して制御部３１が取得するようにしてもよい。

さらに、第１の実施形態において、アンテナ装置１０（アンテナ筐体１２）とリーダライタ本体３０とは分離して構成されているが、２つの筐体（アンテナ筐体１２と、リーダライタ本体３０の筐体）が連結されたり、１つの筐体内部のそれぞれの区画に、パッチアンテナ１４とリーダライタ本体３０のハードウェアとが収納されたりするようにして、一体化されていてもよい。

さらにまた、第１の実施形態においては、予め記憶されている出力情報に基づき送信出力を設定しているが、使用者が入力部３５を介して送信出力を設定するようにしてもよい。

さらにまた、第１の実施形態においては、制御部３１は、使用者からの処理の指定についての入力に基づき、電波が放射されるアンテナを切り換えている。しかしながら、電波が放射されるアンテナの切換は他の態様とすることも、もちろん可能である。例えば、リーダライタ本体３０において、第１の放射素子１４または第２の放射素子への給電を回路的に切り換える切換スイッチを備えるようにしてもよい。

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲内のものである。

１０アンテナ装置、１２アンテナ筐体、１３標識部、１４第１の放射素子、１５第２の放射素子、１６地導体、１７第１の誘電体層、１８第２の誘電体層、１９保持部材、２０複合アンテナ、３０リーダライタ本体、３１制御部、３３無線部、３５入力部、３７表示部、４０同軸ケーブル、４２（４４、４６）給電点、４８分波器、４９移相器、６０制限部材、１００ RFタグリーダライタ

特開２００７−１１０６１１号公報

Claims

第１の放射素子および前記第１の放射素子よりも大きい第２の放射素子を有し、第１の放射素子から、該第１の放射素子近傍の領域に位置するＲＦタグとのみ通信可能とする強度分布の電波を放射できるとともに、前記第２の放射素子から、前記第１の放射素子よりも広い範囲に位置するＲＦタグとの通信を可能とする強度分布の電波を放射できるアンテナ装置と、
使用者の操作に応じて、前記第１および第２の放射素子のいずれによって電波を放射させるかを選択切換可能なアンテナ切換制御部と、を備えるRFタグリーダライタ。
請求項１に記載のＲＦタグリーダライタにおいて、
前記第１の放射素子からは直線偏波が放射されるとともに、前記第２の放射素子からは円偏波が放射されるRFタグリーダライタ。
請求項２に記載のＲＦタグリーダライタにおいて、
前記第１の放射素子から放射される電波の偏波方向を示す標識部をさらに備えるRFタグリーダライタ。
請求項１から３に記載のＲＦタグリーダライタにおいて、
前記第２の放射素子は、パッチアンテナの平板状放射素子であるRFタグリーダライタ。
請求項１から４に記載のＲＦタグリーダライタにおいて、
前記第２の放射素子は、チップアンテナの放射素子であるRFタグリーダライタ。
請求項１から３に記載のＲＦタグリーダライタにおいて、
前記アンテナ装置の前記第１の放射素子および前記第２の放射素子はパッチアンテナの平板状放射素子であり、
前記第１の放射素子と前記第２の放射素子とは略平行に配置され、
前記アンテナ装置は、
前記第１の放射素子と前記第２の放射素子との間に配置される地導体と、
前記第１の放射素子と前記地導体との間に配置される第１の誘電体層と、
前記第２の放射素子と前記地導体との間に配置される、前記第１の誘電体層より誘電率が大きい第２の誘電体層とをさらに備えるRFタグリーダライタ。
請求項１から６のいずれか１つに記載のRFタグリーダライタにおいて、
前記放射素子から放射される電波の送信出力を制御する送信出力制御部をさらに備え、
前記出力制御部は、前記第１の放射素子から放射される電波の送信出力が、前記第２の放射素子から放射される電波の送信出力よりも大きくなるよう制御するRFタグリーダライタ。
請求項１から７のいずれか１つに記載のRFタグリーダライタにおいて、
少なくとも第１の放射素子を収容するアンテナ筐体と、
前記アンテナ筐体の一部の領域以外の領域を介した、前記第１のアンテナ素子近傍から前記アンテナ筐体外への電波の放射を、前記アンテナ筐体の一部の領域を介した前記第１のアンテナ近傍から前記アンテナ筐体外への電波の放射よりも制限するとともに、制限する位置から制限しない位置に退避可能である制限部材と、をさらに備えるＲＦタグリーダライタ。