JP2012043101A - Rfid reader - Google Patents

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JP2012043101A
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Ken Hamachiyo
賢 濱千代
Hitoshi Kamiya
仁 神谷
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Denso Wave Inc
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Denso Wave Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hand-held RFID reader having a simple structure and allowing fine adjustment of communication distance.SOLUTION: A hand-held RFID reader 10 includes transmission means 18 for transmitting an electric wave to a tag, and receiving means 18 for receiving the electric wave from the tag. The transmission means 18 includes a patch antenna 18 transmitting an elliptically-polarized wave. The patch antenna 18 is rotatable around a propagation axis of the elliptically-polarized wave with respect to a body 12 on which the patch antenna 18 is mounted.

Description

本明細書が開示する技術は、手持式のRFIDリーダに関する。なお、本明細書において、RFIDリーダには、RFIDリーダライタが含まれる。   The technology disclosed in this specification relates to a hand-held RFID reader. In this specification, the RFID reader includes an RFID reader / writer.

RFIDリーダは、電波が届く範囲内のタグと通信し、それらのタグから情報を読み取る。したがって、電波が届く範囲内にタグが存在すれば、そのタグの情報が不要であるにも係わらず、RFIDリーダによってそのタグの情報が読み取られる場合がある。このような不具合を解消するために、電波の送信出力を変更可能とされているRFIDリーダが知られている。ユーザは、RFIDリーダの本体に設置された操作ボタンを操作することで、RFIDリーダの電波の送信出力を段階的に変更することができる。送信出力が変更されると、RFIDリーダの通信距離が変更される。ユーザは、RFIDリーダの通信距離を変更することで、通信するタグを選択することができる。   The RFID reader communicates with tags within a range where radio waves reach and reads information from these tags. Therefore, if a tag exists within a range where radio waves reach, the tag reader may read the tag information even though the tag information is unnecessary. In order to solve such a problem, there is known an RFID reader capable of changing the transmission output of radio waves. The user can change the transmission output of the radio wave of the RFID reader in a stepwise manner by operating an operation button installed on the main body of the RFID reader. When the transmission output is changed, the communication distance of the RFID reader is changed. The user can select a tag to be communicated by changing the communication distance of the RFID reader.

なお、特許文献1には、補助装置により選択されたタグのみがRFIDリーダに情報を送信するように構成されたRFIDリーダ用の通信システムが開示されているが、RFIDリーダ単体で通信するタグを選択するものではない。   Patent Document 1 discloses a communication system for an RFID reader configured such that only the tag selected by the auxiliary device transmits information to the RFID reader. Not a choice.

特開2007−200158号公報JP 2007-200188 A

上述した電波の送信出力を変更可能な従来のRFIDリーダは、電波の送信出力を段階的に変更するため、送信出力を細かく調整することができない。このため、例えば異なる距離に2つのタグが存在する場合に、送信出力を高く設定すると両方のタグの情報を受信してしまう一方で、送信出力を一段階低く設定すると両方のタグの情報を受信できない場合があった。このように、従来のRFIDリーダは、送信出力を微調整することができず、通信するタグを適切に選択できない場合があった。送信出力をより細かいステップで調整するように構成することも考えられるが、この場合には、送信出力を変更するための回路やソフトウェアが複雑化するという問題が生じる。したがって、本明細書では、構成が簡単であり、通信距離を細かく調整することが可能な手持式のRFIDリーダを提供する。   The above-described conventional RFID reader that can change the radio wave transmission output changes the radio wave transmission output step by step, and thus cannot finely adjust the transmission output. For this reason, for example, when two tags exist at different distances, information on both tags is received if the transmission output is set high, while information on both tags is received if the transmission output is set one step lower. There were cases where it was not possible. As described above, the conventional RFID reader cannot finely adjust the transmission output, and cannot appropriately select the tag to be communicated. Although it is conceivable that the transmission output is adjusted in finer steps, in this case, there arises a problem that a circuit and software for changing the transmission output become complicated. Therefore, the present specification provides a handheld RFID reader that has a simple configuration and can finely adjust a communication distance.

本明細書は、タグに対して電波を送信する送信手段と、タグからの電波を受信する受信手段とを備えた手持式のRFIDリーダを開示する。このRFIDリーダにおいては、送信手段が、楕円偏波を送信するパッチアンテナを備えている。パッチアンテナは、パッチアンテナが取り付けられた本体に対して、楕円偏波の進行軸回りに回転可能である。
なお、「本体に対して、楕円偏波の進行軸回りに回転可能」とは、パッチアンテナから放射状に送信される楕円偏波のうちの少なくとも1つの楕円偏波の進行軸回りに回転可能であることを意味する。
また、1つのパッチアンテナが、楕円偏波を送信するとともに、タグからの電波を受信するように構成されていてもよい。すなわち、パッチアンテナと受信アンテナが別個に設けられていてもよいし、これらが1つのパッチアンテナにより構成されていてもよい。
The present specification discloses a hand-held RFID reader including a transmission unit that transmits radio waves to a tag and a reception unit that receives radio waves from the tag. In this RFID reader, the transmission means includes a patch antenna that transmits elliptically polarized waves. The patch antenna is rotatable about the traveling axis of the elliptically polarized wave with respect to the main body to which the patch antenna is attached.
“Rotating around the traveling axis of the elliptically polarized wave relative to the main body” means rotating around the traveling axis of at least one elliptically polarized wave transmitted radially from the patch antenna. It means that there is.
One patch antenna may be configured to transmit elliptically polarized waves and receive radio waves from the tag. That is, the patch antenna and the receiving antenna may be provided separately, or these may be configured by one patch antenna.

このRFIDリーダでは、パッチアンテナが楕円偏波を送信するとともに、パッチアンテナを本体に対して楕円偏波の進行軸回りに回転させることができる。一方、タグのアンテナは通常は直線偏波アンテナであるので、タグは特定の方向(以下、受信方向という)に電界・磁界が振動する電波のみを受信する。ユーザが、本体に対してパッチアンテナを回転させると、タグの受信方向における楕円偏波の電界・磁界の振幅が変化する。例えば、パッチアンテナを所定の角度に設定して楕円偏波を送信したときにタグの受信方向における電界・磁界の振幅が所定の大きさとなる場合に、前記所定の角度からパッチアンテナの角度を変更すると、タグの受信方向における電界・磁界の振幅が前記所定の大きさから増大したり減少したりする。タグの受信方向における電界・磁界の振幅が大きければ、RFIDリーダの通信距離が長くなり、タグの受信方向における電界・磁界の振幅が小さければ、RFIDリーダの通信距離は短くなる。したがって、ユーザは、パッチアンテナを回転させることで、RFIDリーダの通信距離を変更することができる。すなわち、ユーザは、RFIDリーダの通信距離を変更することで、異なる距離に置かれた複数のタグの中から通信するタグを選択することができる。また、このRFIDリーダは、パッチアンテナを物理的に回転させるという簡単な構成で、通信距離を変更することができる。また、パッチアンテナの角度は、任意の角度に設定することができる。パッチアンテナが送信する電波が楕円偏波であるので、RFIDリーダの通信距離は、パッチアンテナの角度に応じて滑らかに変化する。したがって、このRFIDリーダでは、連続的に通信距離を変更することができる。このため、ユーザは、パッチアンテナを少しずつ回転させることで、RFIDリーダの通信距離を微調整することができる。例えば、異なる近い距離に2つのタグが存在する場合には、ユーザは、RFIDリーダの通信距離を、遠い側のタグと通信せず、近い側のタグとのみ通信できる通信距離に設定することができる。   In this RFID reader, the patch antenna transmits an elliptically polarized wave, and the patch antenna can be rotated around the traveling axis of the elliptically polarized wave with respect to the main body. On the other hand, since the antenna of the tag is usually a linearly polarized antenna, the tag receives only radio waves in which an electric field / magnetic field vibrates in a specific direction (hereinafter referred to as a receiving direction). When the user rotates the patch antenna with respect to the main body, the amplitude of the electric field / magnetic field of elliptically polarized waves in the receiving direction of the tag changes. For example, if the amplitude of the electric field / magnetic field in the receiving direction of the tag becomes a predetermined magnitude when elliptical polarization is transmitted with the patch antenna set to a predetermined angle, the angle of the patch antenna is changed from the predetermined angle. Then, the amplitude of the electric field / magnetic field in the receiving direction of the tag increases or decreases from the predetermined magnitude. If the amplitude of the electric field / magnetic field in the receiving direction of the tag is large, the communication distance of the RFID reader becomes long. If the amplitude of the electric field / magnetic field in the receiving direction of the tag is small, the communication distance of the RFID reader becomes short. Therefore, the user can change the communication distance of the RFID reader by rotating the patch antenna. That is, the user can select a tag to be communicated from among a plurality of tags placed at different distances by changing the communication distance of the RFID reader. Further, this RFID reader can change the communication distance with a simple configuration in which the patch antenna is physically rotated. The angle of the patch antenna can be set to an arbitrary angle. Since the radio wave transmitted by the patch antenna is elliptically polarized, the communication distance of the RFID reader changes smoothly according to the angle of the patch antenna. Therefore, this RFID reader can continuously change the communication distance. For this reason, the user can finely adjust the communication distance of the RFID reader by rotating the patch antenna little by little. For example, when two tags exist at different close distances, the user may set the communication distance of the RFID reader to a communication distance that allows communication with only the near tag without communicating with the far tag. it can.

上述したRFIDリーダは、パッチアンテナが、0〜180度の角度範囲内でのみ回転可能であることが好ましい。   In the RFID reader described above, the patch antenna is preferably rotatable only within an angle range of 0 to 180 degrees.

楕円偏波の電界または磁界の時間に関する関数は、楕円を描く。したがって、電界・磁界の振幅が最大となる角度と、電界・磁界の振幅が最小となる角度の双方が、必ず0〜180度の範囲内に存在する。したがって、0〜180度の角度範囲内でパッチアンテナを回転させれば、通信距離を最大値から最小値まで調節することができる。また、このように、パッチアンテナの回転角度を制限することで、配線の捩れ等を防止することができる。 The function of time of an elliptically polarized electric or magnetic field draws an ellipse. Therefore, both the angle at which the electric field / magnetic field amplitude is maximum and the angle at which the electric field / magnetic field amplitude is minimum always exist within the range of 0 to 180 degrees. Therefore, if the patch antenna is rotated within an angle range of 0 to 180 degrees, the communication distance can be adjusted from the maximum value to the minimum value. In addition, by restricting the rotation angle of the patch antenna in this way, it is possible to prevent wiring twisting and the like.

上述したRFIDリーダは、パッチアンテナが固定されており、パッチアンテナと共に回転する回転部材と、回転部材の回転軸方向に回転部材と接触する接触部と、回転部材と接触部の一方を、他方に向けて付勢するスプリングをさらに備えていることが好ましい。   The RFID reader described above has a patch antenna fixed thereto, a rotating member that rotates together with the patch antenna, a contact portion that contacts the rotating member in the direction of the rotation axis of the rotating member, and one of the rotating member and the contact portion as the other. It is preferable to further include a spring that biases toward the surface.

このような構成によれば、スプリングによって回転部材が接触部に押さえつけられる。したがって、RFIDリーダの使用中に、意図せず回転部材が回転してパッチアンテナの角度が変化してしまうことを防止することができる。   According to such a configuration, the rotating member is pressed against the contact portion by the spring. Therefore, it is possible to prevent the rotating member from unintentionally rotating and changing the angle of the patch antenna during use of the RFID reader.

上述したRFIDリーダは、本体に把持部が形成されていることが好ましい。そして、把持部に隣接する位置にパッチアンテナが設置されていることが好ましい。   The RFID reader described above preferably has a grip portion formed on the main body. And it is preferable that the patch antenna is installed in the position adjacent to a holding part.

このような構成によれば、ユーザは、把持部を片手で持ったときに、その指でパッチアンテナの角度を簡単に変更することができる。   According to such a configuration, when the user holds the grip portion with one hand, the angle of the patch antenna can be easily changed with the finger.

RFIDリーダライタ10の正面図。1 is a front view of an RFID reader / writer 10. FIG. RFIDリーダライタ10の側面図。FIG. 3 is a side view of the RFID reader / writer 10. RFIDリーダライタ10の背面図。FIG. 3 is a rear view of the RFID reader / writer 10. アンテナユニット16の断面図。Sectional drawing of the antenna unit 16. FIG. 外側ケース16cと内側ケース16bとの接触部の拡大断面図。The expanded sectional view of the contact part of the outer side case 16c and the inner side case 16b. アンテナユニット16の拡大図。The enlarged view of the antenna unit 16. FIG. アンテナユニット16の拡大図。The enlarged view of the antenna unit 16. FIG. パッチアンテナ18が送信する楕円偏波の軸比を示すグラフ。The graph which shows the axial ratio of the elliptically polarized wave which the patch antenna 18 transmits. RFIDリーダライタ10の通信距離の説明図。4 is an explanatory diagram of a communication distance of the RFID reader / writer 10. FIG.

以下に説明する実施例のRFIDリーダの特徴について、列記する。
(特徴1)パッチアンテナは、放射導電板に対して垂直な軸回りに、本体に対して回転することができる。
(特徴2)回転部材は、ネジ溝により本体に対して回転可能に係合されている。スプリングは、回転部材のネジ山を、本体のネジ山に向けて付勢する。
The features of the RFID reader of the embodiment described below will be listed.
(Feature 1) The patch antenna can rotate relative to the main body about an axis perpendicular to the radiation conductive plate.
(Feature 2) The rotating member is rotatably engaged with the main body by a screw groove. The spring biases the thread of the rotating member toward the thread of the main body.

実施例に係るRFIDリーダについて説明する。図1〜3に示すように、RFIDリーダライタ10は、本体ケース12を備えている。本体ケース12の正面の最上部には、バーコードリーダ14が設置されている。バーコードリーダ14は、バーコードから情報を読み出す。本体ケース12の正面のバーコードリーダ14の下側には、アンテナユニット16が設置されている。アンテナユニット16は、パッチアンテナ18を内蔵している。パッチアンテナ18は、無線によりタグと通信する。本体ケース12のアンテナユニット16の下側には、把持部22が形成されている。ユーザは、把持部22を把持してRFIDリーダライタ10を使用することができる。本体ケース12の背面の上部には、ディスプレイ24が設置されている。ディスプレイ24には、バーコードリーダ14によりバーコードから読み出された情報や、パッチアンテナ18によりタグから読み出された情報や、その他の各種の情報が表示される。本体ケース12の背面のディスプレイ24の下側(すなわち、把持部22の背面)には、複数のキーボタンを有する操作パネル26が設置されている。ユーザは、把持部22を把持している手により操作パネル26を操作することができる。   An RFID reader according to an embodiment will be described. As shown in FIGS. 1 to 3, the RFID reader / writer 10 includes a main body case 12. A barcode reader 14 is installed at the top of the front surface of the main body case 12. The barcode reader 14 reads information from the barcode. An antenna unit 16 is installed below the bar code reader 14 in front of the main body case 12. The antenna unit 16 has a built-in patch antenna 18. The patch antenna 18 communicates with the tag wirelessly. A grip portion 22 is formed below the antenna unit 16 of the main body case 12. The user can use the RFID reader / writer 10 by holding the holding unit 22. A display 24 is installed on the upper back of the main body case 12. The display 24 displays information read from the barcode by the barcode reader 14, information read from the tag by the patch antenna 18, and various other information. An operation panel 26 having a plurality of key buttons is installed below the display 24 on the back surface of the main body case 12 (that is, the back surface of the grip portion 22). The user can operate the operation panel 26 with a hand holding the holding unit 22.

図4に示すように、アンテナユニット16は、正面カバー16aと、パッチアンテナ18と、内側ケース16bと、スプリング20と、外側ケース16cを備えている。外側ケース16cは、有底円筒形状を備えている。外側ケース16cは、本体ケース12に形成されている孔12aに底部側から挿通された状態で、本体ケース12に固定されている。内側ケース16bは、有底円筒形状を備えている。内側ケース16bは、その底部側から外側ケース16c内にはめ込まれている。図5は、外側ケース16cと内側ケース16bとの接触部の拡大断面図を示している。図5に示すように、外側ケース16cの内周面には、ネジ溝が形成されており、内側ケース16bの外周面には、外側ケース16cのネジ溝に対応するネジ溝が形成されている。これらのネジ溝同士が螺合するように、内側ケース16bは外側ケース16c内にねじ込まれている。したがって、内側ケース16bは、図4の回転軸40の回りに、外側ケース16cに対して回転することができる。スプリング20は、圧縮された状態で、外側ケース16cの底部と内側ケース16bの底部との間に配置されている。スプリング20は、内側ケース16bを図4の右側に向けて付勢している。したがって、図5に示すように、内側ケース16bのネジ山の右側の面50aが、外側ケース16cのネジ山の左側の面50bに押し付けられている。これによって、内側ケース16bが外側ケース16cに固定されている。正面カバー16aは、略円板形状を備えている。正面カバー16aは、内側ケース16bに固定されており、内側ケース16bの開口部を塞いでいる。パッチアンテナ18は、接地導電板18aと、誘電体基板18bと、放射導電板18cの積層体により構成されている。パッチアンテナ18は、内側ケース16b内に収容された状態で、放射導電板18cが正面カバー16aに接触するように正面カバー16aに固定されている。パッチアンテナ18の放射導電板18cの表面は、上述した回転軸40に対して垂直である。   As shown in FIG. 4, the antenna unit 16 includes a front cover 16a, a patch antenna 18, an inner case 16b, a spring 20, and an outer case 16c. The outer case 16c has a bottomed cylindrical shape. The outer case 16c is fixed to the main body case 12 in a state where the outer case 16c is inserted into the hole 12a formed in the main body case 12 from the bottom side. The inner case 16b has a bottomed cylindrical shape. The inner case 16b is fitted into the outer case 16c from the bottom side. FIG. 5 shows an enlarged cross-sectional view of a contact portion between the outer case 16c and the inner case 16b. As shown in FIG. 5, screw grooves are formed on the inner peripheral surface of the outer case 16c, and screw grooves corresponding to the screw grooves of the outer case 16c are formed on the outer peripheral surface of the inner case 16b. . The inner case 16b is screwed into the outer case 16c so that these screw grooves are screwed together. Therefore, the inner case 16b can rotate with respect to the outer case 16c around the rotation shaft 40 of FIG. The spring 20 is disposed between the bottom of the outer case 16c and the bottom of the inner case 16b in a compressed state. The spring 20 urges the inner case 16b toward the right side of FIG. Therefore, as shown in FIG. 5, the right side surface 50a of the thread of the inner case 16b is pressed against the left side surface 50b of the thread of the outer case 16c. Thereby, the inner case 16b is fixed to the outer case 16c. The front cover 16a has a substantially disc shape. The front cover 16a is fixed to the inner case 16b and closes the opening of the inner case 16b. The patch antenna 18 is composed of a laminated body of a ground conductive plate 18a, a dielectric substrate 18b, and a radiation conductive plate 18c. The patch antenna 18 is fixed to the front cover 16a so that the radiating conductive plate 18c contacts the front cover 16a while being accommodated in the inner case 16b. The surface of the radiation conductive plate 18c of the patch antenna 18 is perpendicular to the rotation axis 40 described above.

正面カバー16aに力が加えられていない状態では、スプリング20の付勢力によって、内側ケース16bは外側ケース16cに固定されている。ユーザが、正面カバー16aを回転軸40回りに回転させる向きに力を加えると、図5の面50aが面50bに対して摺動し、内側ケース16bが外側ケース16cに対して回転する。すなわち、内側ケース16bと正面カバー16aとパッチアンテナ18が一体となって、本体ケース12に対して回転する。これによって、例えば、図6、7に示す角度に、パッチアンテナ18の本体ケース12に対する角度を変更することができる。図6、7に示すように、正面カバー16aの外周面には、外周面から外側に突出する凸部30が形成されている。また、本体ケース12には、2つのストッパ60、62が形成されている。ストッパ60、62は、正面カバー16aが回転したときに凸部30と当接可能な位置に形成されている。ストッパ60、62は、凸部30と当接することによって、正面カバー16a(すなわち、パッチアンテナ18)の回転可能範囲を制限する。ストッパ60、62によって、パッチアンテナ18の回転可能範囲が、180度の範囲に制限されている。以下では、図6に示す角度から右回りに計測した角度を用いて、パッチアンテナ18の角度を説明する。すなわち、図6に示すパッチアンテナ18の角度を0度といい、図7に示すパッチアンテナ18の角度を90度という。   In a state where no force is applied to the front cover 16a, the inner case 16b is fixed to the outer case 16c by the biasing force of the spring 20. When the user applies a force to rotate the front cover 16a around the rotation axis 40, the surface 50a in FIG. 5 slides with respect to the surface 50b, and the inner case 16b rotates with respect to the outer case 16c. That is, the inner case 16b, the front cover 16a, and the patch antenna 18 are integrally rotated with respect to the main body case 12. Accordingly, for example, the angle of the patch antenna 18 with respect to the main body case 12 can be changed to the angle shown in FIGS. As shown in FIGS. 6 and 7, a convex portion 30 is formed on the outer peripheral surface of the front cover 16 a so as to protrude outward from the outer peripheral surface. In addition, two stoppers 60 and 62 are formed on the main body case 12. The stoppers 60 and 62 are formed at positions where they can come into contact with the convex portion 30 when the front cover 16a rotates. The stoppers 60 and 62 limit the rotatable range of the front cover 16a (that is, the patch antenna 18) by contacting the convex portion 30. By the stoppers 60 and 62, the rotatable range of the patch antenna 18 is limited to a range of 180 degrees. Below, the angle of the patch antenna 18 is demonstrated using the angle measured clockwise from the angle shown in FIG. That is, the angle of the patch antenna 18 shown in FIG. 6 is called 0 degree, and the angle of the patch antenna 18 shown in FIG. 7 is called 90 degrees.

パッチアンテナ18は、図2、4の矢印100に示すように、放射導電板18cに対して垂直な方向を中心として、放射状に電波を送信する。すなわち、矢印100は、パッチアンテナ18の指向特性の中心軸を示している。図4に示すように、パッチアンテナ18の指向特性の中心軸100は、パッチアンテナ18の回転軸40と略一致している。   As shown by the arrow 100 in FIGS. 2 and 4, the patch antenna 18 transmits radio waves radially with the direction perpendicular to the radiation conductive plate 18 c as the center. That is, the arrow 100 indicates the central axis of the directivity of the patch antenna 18. As shown in FIG. 4, the central axis 100 of the directivity of the patch antenna 18 substantially coincides with the rotation axis 40 of the patch antenna 18.

図8は、パッチアンテナ18が送信する電波の軸比を示している。図8の周方向の軸は、電波の進行方向回りの角度を示している。また、図8の径方向の軸は、電波の電界振幅を示している。図示するように、パッチアンテナ18は、楕円偏波を送信する。パッチアンテナ18が図6に示す0度の角度にあるときは、図8の長軸により示される電界振幅Eが、図6の上下方向において得られる。パッチアンテナ18が図7に示す90度の角度にあるときは、図8の短軸により示される電界振幅E90が、図7の上下方向において得られる。このように、パッチアンテナ18を回転させることで、楕円偏波の向きを変更することができる。 FIG. 8 shows the axial ratio of the radio wave transmitted by the patch antenna 18. The circumferential axis in FIG. 8 indicates the angle around the traveling direction of the radio wave. Further, the radial axis in FIG. 8 indicates the electric field amplitude of the radio wave. As illustrated, the patch antenna 18 transmits elliptically polarized waves. When the patch antenna 18 is at an angle of 0 degrees shown in FIG. 6, the electric field amplitude E 0 indicated by the long axis in FIG. 8 is obtained in the vertical direction in FIG. When the patch antenna 18 is at an angle of 90 degrees shown in FIG. 7, the electric field amplitude E 90 indicated by the short axis in FIG. 8 is obtained in the vertical direction in FIG. Thus, the direction of the elliptically polarized wave can be changed by rotating the patch antenna 18.

RFIDリーダライタ10は、パッチアンテナ18からタグに楕円偏波による信号を送信するとともに、パッチアンテナ18によってタグから送信される電波を受信する。例えば、タグから情報を読み出す際には、パッチアンテナ18からタグに向けて、読み出しコマンドが楕円偏波により送信される。タグは、楕円偏波を受信することで、電力を得るとともに読み出しコマンドを受信する。すると、タグは、読み出しコマンドに対応する情報をメモリから読み出し、その情報を電波により送信する。RFIDリーダライタ10は、タグからの電波をパッチアンテナ18によって受信することで、その情報を得る。また、タグに情報を書き込む際には、パッチアンテナ18からタグに向けて、書き込みコマンドとデータが楕円偏波により送信される。タグは、楕円偏波を受信することで、電力を得るとともに、書き込みコマンドとデータを受信する。すると、タグは、受信されたデータをメモリに書き込む。また、タグは、書き込み結果を電波により送信する。RFIDリーダライタ10は、タグらかの電波をパッチアンテナ18によって受信することで、書き込み結果を受信する。   The RFID reader / writer 10 transmits an elliptically polarized signal from the patch antenna 18 to the tag, and receives a radio wave transmitted from the tag by the patch antenna 18. For example, when reading information from the tag, a read command is transmitted from the patch antenna 18 toward the tag by elliptically polarized waves. The tag receives elliptical polarization to obtain power and to receive a read command. Then, the tag reads information corresponding to the read command from the memory and transmits the information by radio waves. The RFID reader / writer 10 receives the radio wave from the tag by the patch antenna 18 to obtain the information. When writing information to the tag, a write command and data are transmitted from the patch antenna 18 toward the tag by elliptically polarized waves. The tag receives the elliptically polarized wave, thereby obtaining power and receiving a write command and data. The tag then writes the received data to the memory. Further, the tag transmits the writing result by radio waves. The RFID reader / writer 10 receives the writing result by receiving the radio wave from the tag by the patch antenna 18.

次に、RFIDリーダライタ10によって通信距離を変更する方法について説明する。図9に示すように、タグ70〜74がRFIDリーダライタ10から異なる距離に置かれている状態を考える。タグ70〜74が有するアンテナは、直線偏波アンテナである。したがって、タグ70〜74は、特定の方向(以下、受信方向という)に電界・磁界が振動する電波を受信する。以下では、図9の上下方向がタグ70〜74の受信方向であるとして説明をする。図9に示す状態において、パッチアンテナ18の角度が0度であるときには、タグ70〜74の受信方向における楕円偏波の電界振幅は最大(図8の電界振幅E)となる。このため、RFIDリーダライタ10は、タグ70〜74の全てと通信することができる。その後、パッチアンテナ18の角度が45度に変更されると、タグ70〜74の受信方向における楕円偏波の電界振幅が、図8の振幅E45に示す値まで低下する。このため、RFIDリーダライタ10の通信距離が減少する。この場合には、RFIDリーダライタ10は、タグ70、72と通信し、タグ74とは通信しない。その後、パッチアンテナ18の角度が90度に変更されると、タグ70〜74の受信方向における楕円偏波の電界振幅が最小(図8の電界振幅E90)となる。このため、RFIDリーダライタ10の通信距離がさらに減少する。この場合、RFIDリーダライタ10は、タグ70とのみ通信し、タグ72、74とは通信しない。このように、パッチアンテナ18の角度を変更することで、RFIDリーダライタ10の通信距離を変更することができる。 Next, a method for changing the communication distance by the RFID reader / writer 10 will be described. Consider a state in which the tags 70 to 74 are placed at different distances from the RFID reader / writer 10 as shown in FIG. The antennas included in the tags 70 to 74 are linearly polarized antennas. Therefore, the tags 70 to 74 receive radio waves in which an electric field / magnetic field vibrates in a specific direction (hereinafter referred to as a receiving direction). In the following description, it is assumed that the vertical direction in FIG. In the state shown in FIG. 9, when the angle of the patch antenna 18 is 0 degree, the electric field amplitude of elliptically polarized waves in the receiving direction of the tags 70 to 74 becomes the maximum (electric field amplitude E 0 in FIG. 8). Therefore, the RFID reader / writer 10 can communicate with all of the tags 70 to 74. Thereafter, the angle of the patch antenna 18 is changed to 45 degrees, the electric field amplitude of the elliptically polarized in the receive direction of the tag 70 to 74 is lowered to a value indicating the amplitude E 45 of FIG. For this reason, the communication distance of the RFID reader / writer 10 decreases. In this case, the RFID reader / writer 10 communicates with the tags 70 and 72 and does not communicate with the tag 74. Thereafter, when the angle of the patch antenna 18 is changed to 90 degrees, the electric field amplitude of elliptically polarized waves in the receiving direction of the tags 70 to 74 becomes the minimum (electric field amplitude E 90 in FIG. 8). For this reason, the communication distance of the RFID reader / writer 10 further decreases. In this case, the RFID reader / writer 10 communicates only with the tag 70 and does not communicate with the tags 72 and 74. Thus, the communication distance of the RFID reader / writer 10 can be changed by changing the angle of the patch antenna 18.

以上に説明したように、RFIDリーダライタ10では、パッチアンテナ18を本体ケース12に対して回転させることで、RFIDリーダライタ10の通信距離を変更することができる。これによって、複数のタグの中から通信するタグを選択することができる。特に、パッチアンテナ18の角度を任意の角度に調整することが可能であるので、通信距離を細かく調整することができる。このため、RFIDリーダライタ10の通信距離を最適な距離に調節することができる。例えば、2つのタグが互いに近い距離に存在している場合でも、一方のタグとのみ通信できるように通信距離を調節することができる。また、送信する電波が楕円偏波であるので、パッチアンテナ18を回転させたときに、タグの受信方向における電界振幅(または磁界振幅)が緩やかに変化する。したがって、RFIDリーダライタ10の通信距離を容易に調整することができる。   As described above, in the RFID reader / writer 10, the communication distance of the RFID reader / writer 10 can be changed by rotating the patch antenna 18 with respect to the main body case 12. Thereby, a tag to be communicated can be selected from a plurality of tags. In particular, since the angle of the patch antenna 18 can be adjusted to an arbitrary angle, the communication distance can be finely adjusted. For this reason, the communication distance of the RFID reader / writer 10 can be adjusted to an optimum distance. For example, even when two tags exist at a distance close to each other, the communication distance can be adjusted so that only one tag can communicate. Further, since the radio wave to be transmitted is elliptically polarized, when the patch antenna 18 is rotated, the electric field amplitude (or magnetic field amplitude) in the tag receiving direction changes gently. Therefore, the communication distance of the RFID reader / writer 10 can be easily adjusted.

また、RFIDリーダライタ10では、パッチアンテナ18を回転させるだけ通信距離を変更することができる。このため、ユーザは、複雑なキー操作を行うことなく容易に通信距離を変更することができる。また、RFIDリーダライタ10は、通信距離を変更するための回路等が不要であるので、RFIDリーダライタ10が大型化することもない。   Further, the RFID reader / writer 10 can change the communication distance by rotating the patch antenna 18. Therefore, the user can easily change the communication distance without performing complicated key operations. Further, since the RFID reader / writer 10 does not require a circuit for changing the communication distance, the RFID reader / writer 10 does not increase in size.

また、RFIDリーダライタ10によれば、現場においてタグとの通信動作を行いながらパッチアンテナ18を回転させることで、必要なタグとのみ通信できるように通信距離を設定することができる。通信距離等の数値を入力するのではなく、実際に通信できるか否かにより通信距離を設定できるので、感覚的に通信距離を調節することができる。   Further, according to the RFID reader / writer 10, the communication distance can be set so that only the necessary tag can be communicated by rotating the patch antenna 18 while performing the communication operation with the tag in the field. Instead of inputting a numerical value such as a communication distance, the communication distance can be set depending on whether or not communication is actually possible, so that the communication distance can be adjusted sensuously.

また、RFIDリーダライタ10では、ストッパ60、62によって、パッチアンテナ18が0〜180度の角度範囲内でのみ回転可能とされている。図8に示すように、楕円偏波では、電界振幅が最大値となる角度と最小値となる角度の双方が0〜180度の角度範囲内に存在する。したがって、タグがRFIDリーダライタ10に対して何れの角度で配置されていたとしても、0〜180度の角度範囲内でパッチアンテナ18を回転させれば、通信距離を最大値から最小値まで調節することができる。また、このように、パッチアンテナ18の回転角度を制限することで、パッチアンテナ18に接続されている配線(例えば、同軸ケーブル)の捩れ等を防止することができる。   Further, in the RFID reader / writer 10, the stoppers 60 and 62 allow the patch antenna 18 to rotate only within an angle range of 0 to 180 degrees. As shown in FIG. 8, in the elliptically polarized wave, both the angle at which the electric field amplitude becomes the maximum value and the angle at which the electric field amplitude becomes the minimum exist within an angle range of 0 to 180 degrees. Therefore, regardless of the angle at which the tag is arranged with respect to the RFID reader / writer 10, the communication distance is adjusted from the maximum value to the minimum value by rotating the patch antenna 18 within the angle range of 0 to 180 degrees. can do. Further, by restricting the rotation angle of the patch antenna 18 in this way, it is possible to prevent twisting of wiring (for example, a coaxial cable) connected to the patch antenna 18.

また、RFIDリーダライタ10では、スプリング20が、内側ケース16bを回転軸40に沿って付勢することで、内側ケース16bのネジ山の面50aを外側ケース16cのねじ山の面50bに押し付けている。これによって、内側ケース16bが外側ケース16cに固定される。このように、スプリング20により内側ケース16bが固定されるので、RFIDリーダライタ10の使用中に、意図せずパッチアンテナ18の角度が変化してしまうことを防止することができる。   Further, in the RFID reader / writer 10, the spring 20 urges the inner case 16 b along the rotation axis 40 to press the thread surface 50 a of the inner case 16 b against the thread surface 50 b of the outer case 16 c. Yes. As a result, the inner case 16b is fixed to the outer case 16c. Thus, since the inner case 16b is fixed by the spring 20, it is possible to prevent the angle of the patch antenna 18 from unintentionally changing during use of the RFID reader / writer 10.

また、RFIDリーダライタ10では、パッチアンテナ18が把持部22に隣接して設けられている。したがって、ユーザは、把持部22を片手で把持し、その指でパッチアンテナ18の角度を調節できる。   In the RFID reader / writer 10, the patch antenna 18 is provided adjacent to the grip portion 22. Therefore, the user can hold the grip portion 22 with one hand and adjust the angle of the patch antenna 18 with the finger.

また、図2の点線110は、バーコードリーダ14の端部と本体ケース12の下端とを結んだ線を示している。図2に示すように、アンテナユニット16は、点線110よりも外側に突出しない位置に設置されている。したがって、バーコードリーダ14が落下した場合等に、アンテナユニット16に衝撃が直接加わらないようになっている。これによって、アンテナユニット16が破損し難くなっている。   A dotted line 110 in FIG. 2 indicates a line connecting the end of the barcode reader 14 and the lower end of the main body case 12. As shown in FIG. 2, the antenna unit 16 is installed at a position that does not protrude outward from the dotted line 110. Therefore, when the barcode reader 14 falls, an impact is not directly applied to the antenna unit 16. This makes it difficult for the antenna unit 16 to be damaged.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

10:RFIDリーダライタ
12:本体ケース
14:バーコードリーダ
16:アンテナユニット
16a:正面カバー
16b:内側ケース
16c:外側ケース
18:パッチアンテナ
18a:接地導電板
18b:誘電体基板
18c:放射導電板
20:スプリング
22:把持部
24:ディスプレイ
26:操作パネル
30:凸部
60:ストッパ
62:ストッパ
10: RFID reader / writer 12: body case 14: bar code reader 16: antenna unit 16a: front cover 16b: inner case 16c: outer case 18: patch antenna 18a: ground conductive plate 18b: dielectric substrate 18c: radiation conductive plate 20 : Spring 22: Holding part 24: Display 26: Operation panel 30: Convex part 60: Stopper 62: Stopper

Claims (4)

タグに対して電波を送信する送信手段と、タグからの電波を受信する受信手段とを備えた手持式のRFIDリーダであって、
送信手段は、楕円偏波を送信するパッチアンテナを備えており、
パッチアンテナが、パッチアンテナが取り付けられた本体に対して、楕円偏波の進行軸回りに回転可能であることを特徴とするRFIDリーダ。
A handheld RFID reader comprising a transmission means for transmitting radio waves to a tag and a reception means for receiving radio waves from the tag,
The transmission means includes a patch antenna that transmits elliptically polarized waves,
An RFID reader, wherein the patch antenna is rotatable about an axis of travel of elliptically polarized waves with respect to a main body to which the patch antenna is attached.
パッチアンテナが、0〜180度の角度範囲内でのみ回転可能であることを特徴とする請求項1に記載のRFIDリーダ。   The RFID reader according to claim 1, wherein the patch antenna is rotatable only within an angle range of 0 to 180 degrees. パッチアンテナが固定されており、パッチアンテナと共に回転する回転部材と、
回転部材の回転軸方向に回転部材と接触する接触部と、
回転部材と接触部の一方を、他方に向けて付勢するスプリング、
をさらに備えていることを特徴とする請求項1または2に記載のRFIDリーダ。
The patch antenna is fixed, and a rotating member that rotates together with the patch antenna;
A contact portion that contacts the rotating member in the rotation axis direction of the rotating member;
A spring that biases one of the rotating member and the contact portion toward the other,
The RFID reader according to claim 1, further comprising:
本体には、把持部が形成されており、
把持部に隣接する位置にパッチアンテナが取り付けられていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のRFIDリーダ。
The body has a gripping part,
The RFID reader according to any one of claims 1 to 3, wherein a patch antenna is attached to a position adjacent to the grip portion.
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