JP2021196931A - 干渉抑制機器及び干渉抑制システム - Google Patents

干渉抑制機器及び干渉抑制システム Download PDF

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Abstract

【課題】 電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消し得る干渉抑制機器を提供する。【解決手段】 干渉抑制機器１０では、発信器１８が通信時間よりも長くなるよう出力を送出する。この出力を受けて、負荷制御回路２０が、ダイポールアンテナの２素子を開放、短絡、終端することによりアンテナ１２の特性を変化させる。効果的に電磁界を変化させることができる。このため、電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、ＲＦＩＤタグの電磁界干渉を抑制する干渉抑制機器、及び、該干渉抑制機器を用いる干渉抑制システムに関する。
物品在庫管理、サプライチェーンに跨がるトレーサビリティの手段に対し、長距離読取りが可能で電源不要なパッシブ型ＲＦＩＤシステムが利用されている。パッシブ型ＲＦＩＤシステムは、周囲の電磁波反射体からの電波干渉によって空間的にタグの読取りが困難となる場所（マルチパス干渉点、ヌル点）が存在することを原理的な問題とする。
特開２００２一７７１６４号公報 特開２００８一１２４９３９号公報
特許文献１では、電波中継器（撹拝機）を用いて送信端末−受信端末間に電波を受け渡している。特許文献２では、機械制御された反射板により電波経路を変動させ、マルチパスの影響を低減させている。
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消し得る干渉抑制機器、及び、干渉抑制システムを提供することである。
上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載の発明は、ＲＦＩＤタグの電磁界干渉を抑制する干渉抑制機器（１０）である。そして、
電源回路（１４）と、
アンテナ（１２）と、
ＲＦＩＤタグ（３０）の通信時間よりも長くなるように時定数を調整したクロック１８）と、
前記クロックからの出力に応じて前記アンテナの特性を変化させる負荷調整器（２０）と、を備えることを特徴とする。
上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項２に記載の発明は、ＲＦＩＤタグの電磁界干渉を抑制する干渉抑制機器（１１０）である。そして、
電源回路（３４） と、
アンテナ（１２）と、
ＲＦＩＤ読取装置から送られた特定のコマンドを検出するコマンド検出器（４２）と、
前記コマンド検出器による特定のコマンドの検出に応じて前記アンテナの特性を変化させる負荷調整器（２０）と、を備えることを特徴とする。
なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
請求項１の発明では、ＲＦＩＤタグの通信時間よりも長くなるように時定数を調整したクロックからの出力に応じて、負荷調整器がアンテナの特性を変化させる。このため、ＲＦＩＤタグのアンテナでの電磁界を通信時間よりも長い周期で変化させることで、電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。
請求項２の発明では、ＲＦＩＤ読取装置から送られた特定のコマンド（例えば、コリジョンに対応するためのコマンド）を検出するコマンド検出器による特定のコマンドの検出に応じて、負荷調整器がアンテナの特性を変化させる。このため、ＲＦＩＤタグのアンテナでの電磁界を特定のコマンドが出力されたタイミングで変化させることで、電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。
請求項３の発明では、電源回路がＲＦＩＤ読取装置からの電磁波から電力を発生させるため、電源不要なパッシブ型ＲＦＩＤシステムに適用可能である。
請求項４の発明では、干渉抑制機器は、ＲＦＩＤタグと同一のラベル上に設けられる。そして、干渉抑制機器のアンテナと、ＲＦＩＤタグのアンテナとが所定ギャップをもって略平行に配置される。所定ギャップで略平行に配置された干渉抑制機器のアンテナでＲＦＩＤタグのアンテナに対して効果的に電磁界を変化させることで、電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。
請求項５の発明では、干渉抑制機器がＲＦＩＤタグに搭載されている。ＲＦＩＤタグのアンテナに対して効果的に電磁界を変化させることで、電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。
請求項６では、クロックがタイマーから構成される。正確に動作周期を設定できる。
請求項７の発明では、アンテナが２素子を備えるダイポールアンテナから成る。負荷調整器が、２素子を開放、短絡、終端することによりアンテナの特性を変化させる。効果的に電磁界を変化させることができる。
請求項８の発明では、アンテナが１素子と接地面とから成る。負荷調整器が、１素子と接地面を開放、短絡、終端することによりアンテナの特性を変化させる。ＲＦＩＤタグが金属に取り付けられた際も、金属面を接地面とすることで効果的に電磁界を変化させることができる。
請求項９の発明では、請求項８の干渉抑制機器のアンテナがモノポールアンテナ、Ｌ字アンテナのいずれかである。ＲＦＩＤタグが金属に取り付けられた際も、金属面を接地面とすることで効果的に電磁界を変化させることができる。
請求項１０の発明では、アンテナが共振器から成る。負荷調整器が、電気壁、磁気壁、又は、ＥＢＧ構造として共振器の振る舞いを変化させる。ＲＦＩＤタグのアンテナに対して効果的に電磁界を変化させることで、電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。
請求項１１の発明では、請求項１０の干渉抑制機器のアンテナが、マッシュルーム構造、ＣＲＬＨ線路のいずれかである。ＲＦＩＤタグのアンテナに対して効果的に電磁界を変化させることで、電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。
請求項１２の発明では、干渉抑制機器のアンテナが水平面又は垂直面に対して角度を有するように配置され、ＲＦＩＤタグの電磁界干渉を３次元的に変化させる。ＲＦＩＤタグのアンテナに対して３次元的に電磁界を変化させることで、電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。
請求項１３の発明では、一対の干渉抑制機器が、ＲＦＩＤタグと同一のラベル上に設けられ、一対の干渉抑制機器の一方のアンテナと他方のアンテナが、ＲＦＩＤタグのアンテナを挟むように配置される。そして、立方形物の直角を成す一方面と他方面との角にＲＦＩＤタグのアンテナが位置し、一方面に干渉抑制機器の一方のアンテナが位置し、他方面に干渉抑制機器の他方のアンテナが位置するよう立方形物にラベルが貼られる。ＲＦＩＤタグのアンテナに対して垂直方向又は水平方向に 電磁界を変化させることで、電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。
請求項１４の発明では、請求項１の干渉抑制機器のクロックの時定数を所定範囲でばらつかせ、複数の干渉抑制機器が異なるタイミングでアンテナの特性を変化させる。複数の干渉抑制機器が異なるタイミングでアンテナの特性の変化させることで、相互に干渉して複雑に電磁界を変化させることで、電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。
図１(Ａ）はＲＦＩＤタグ用IＣの回路図であり、図１(Ｂ）は本発明の第１実施形態に係る干渉抑制機器用IＣの回路図である。 図２(Ａ）はＲＦＩＤタグと第１実施形態の干渉抑制機器の配置例であり、図２(Ｂ）は改変例に係る干渉抑制機器を示し、図２(Ｃ）はモノポールアンテナからなる干渉抑制機器の例を示し、図２(Ｄ）はＬ字アンテナからなる干渉抑制機器の例を示す。 図３ (Ａ)、図３(Ｂ）は、第１実施形態の干渉抑制機器の指向性変化の図である。 図４ (Ａ）はＲＦＩＤタグの通信時間のタイムチャートであり、図４( Ｂ）は第１実施形態の干渉抑制機器の負荷切替時間のタイムチャートである。 図５ (Ａ)、図５(Ｂ）は、図２(Ｂ）の干渉抑制機器の貼付位置の例を示す説明図である。 第１実施形態の干渉抑制機器の動作フロー 図２(Ｂ）に示す干渉抑制機器の指向性変化を示す図表 第１実施形態の別例に係る干渉抑制機器の説明図 図９ (Ａ）は第２実施形態に係る干渉抑制機器用IＣの回路図であり、 図９(Ｂ）は本発明の第２実施形態の改変例に係る干渉抑制機器用IＣの回路図である。 第２実施形態の干渉抑制機器の通信シーケンス図 第２実施形態の干渉抑制機器の動作フロー
［第１実施形態］
無線タグリーダの読取対象となるＲＦＩＤタグ３０を構成するＲＦＩＤタグ用IＣ３０Ｉの電気的構成について、図１(Ａ）を参照して説明する。
ＲＦＩＤタグ用ＩＣ３０Ｉは、アンテナ３２，電源回路３４，復調回路４４，プロトコル制御回路４２，不揮発性メモリ４６，変調回路４０，コンデンサ３６，発信器３８などによって構成されている。電源回路３４は、アンテナ３２を介して受信した無線タグリーダからの送信信号（キャリア信号）を整流、平滑して動作用電源を生成するものであり、その動作用電源をコンデンサ３６に蓄え、プロトコル制御回路４２をはじめとする各構成要素に供給している。
また、復調回路４４は、送信信号（キャリア信号）に重畳されているデータを復調してプロトコル制御回路４２に出力している。不揮発性メモリ４６は、ＲＯＭ, ＥＥＰＲＯＭ等の各種半導体メモリによって構成されており、制御プログラムやＲＦＩＤタグ３０を識別するための識別情報（タグIＤ)、或いはＲＦＩＤタグ３０ の用途に応じたデータなどが記憶されている。プロトコル制御回路４２は、不揮発性メモリ４６から上記情報やデータを読み出し、それを送信データとして変調回路４０に出力する構成をなしており、変調回路４０は、応答信号（キャリア信号）を当該送信データで負荷変調してアンテナ３２から応答波として送信するように構成されている。なお、図１(Ａ）では、ＲＦＩＤタグ３０の電気的構成の一例を挙げたが、電磁波を媒介として無線通信を行い得る構成であれば公知の他の電気的構成を用いてもよい。
図１(Ｂ）は本発明の第１実施形態に係る干渉抑制機器１０を構成する干渉抑制機器用ＩＣ１０Ｉの回路図である。
干渉抑制機器用IＣ１０Ｉは、アンテナ１２，電源回路１４，コンデンサ１６, クロックを構成する発信器１８，負荷調整器を構成する負荷制御回路２０などによって構成されている。電源回路１４は、アンテナ１２を介して受信したＲＦＩＤ読取装置からの送信信号（キャリア信号）を整流、平滑して動作用電源を生成するも のであり、その動作用電源をコンデンサ１６に蓄え、負荷制御回路２０をはじめとする各構成要素に供給している。
発信器１８は、ＲＦＩＤタグの通信時間よりも長くなるように時定数が調整されており、設定された周期で出力を送出する。この出力を受けて、負荷制御回路２０がアンテナ１２の特性（負荷）を変化させる。発信器１８は、周期をより正確に設定できるタイマーによって構成することもできる。 図４(Ａ）はＲＦＩＤタグの通信時間のタイムチャートであり、図４(Ｂ）は第１実施形態の干渉抑制機器の負荷切替時間のタイムチャートである。干渉抑制機器の負荷切替時間は、ＲＦＩＤタグの通信時間よりもディメンジョン的に１桁以上長くなるように設定される。
第１実施形態の干渉抑制機器１０は、電源回路１４がＲＦＩＤ読取装置からの電磁波から電力を発生させるため、電源不要なパッシブ型ＲＦＩＤシステムに適用可能である。
図２(Ａ）はＲＦＩＤタグ３０と第１実施形態の干渉抑制機器１０の配置例である。
ＲＦＩＤタグ３０のアンテナ３２は２素子のダイポールアンテナからなり、干渉抑制機器１０のアンテナ１２も２素子のダイポールアンテナからなる。ＲＦＩＤタグ３０のアンテナ３２と干渉抑制機器１０のアンテナ１２とは略平行に配置される ＲＦＩＤタグ３０のアンテナ３２と干渉抑制機器１０のアンテナ１２とのギャップは、使用周波数の１波長以内、好適には１/２波長、更に好適には１/４波長に設定される。
第１実施形態の干渉抑制機器１０は、上述したように発信器１８は、ＲＦＩＤタグの通信時間よりも長くなるように時定数が調整されて出力を送出する。この出力を受けて、負荷制御回路２０が、ダイポールアンテナの２素子を開放、短絡、終端することによりアンテナ１２の特性を変化させる。効果的に電磁界を変化させることができる。このため、ＲＦＩＤタグのアンテナでの電磁界を通信時間よりも長い周期で変化させることで、電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。
図３(Ａ)、図３(Ｂ）は、図２(Ａ）に示すようにＲＦＩＤタグと１体１に向かい合い隣接するように配置された第１実施形態の干渉抑制機器の指向性変化の図である。
図３(Ａ）はダイポールアンテナの２素子を開放した際の特性を示す。ダイポールアンテナの本来の全方向性を備える指向性を持つ。図３(Ｂ）ダイポールアンテナの２素子を短絡した際の特性を示す。短絡された際にアンテナの指向性は０°方向へ偏る。容量値を変化させることで、干渉抑制機器のアンテナの電気長を変化させ、導波器としての動作、反射器としての動作を切り替えて指向性を制御する。八木アンテナと同様にして指向性を制御する。この例では、干渉抑制機器のアンテナの指向性を２素子の開放、短絡で制御したが、この代わりに、アンテナに誘導性負荷、容量性負荷を接続、非接続にすることで、アンテナの指向性を調整することも可能である。
図２(Ａ）の例では、ＲＦＩＤタグと１体１に干渉抑制機器が配置された。第１実施形態の干渉抑制機器は、複数のＲＦＩＤタグと、複数の干渉抑制機器とがランダムに配置された際にも、周囲の電磁波反射体からの電波干渉によって空間的にタグの読取りが困難となる場所（マルチパス干渉点、ヌル点）の電磁界を変化させることで、電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。
第１実施形態の干渉抑制機器を用いるシステムでは、干渉抑制機器の発信器１８の時定数を所定範囲でばらつかせ、複数の干渉抑制機器が異なるタイミングでアンテナの特性を変化させる。複数の干渉抑制機器が異なるタイミングでアンテナの特性の変化させることで、相互に干渉して複雑に電磁界を変化させることで、電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。
図２(Ｂ）は、ＲＦＩＤタグ３０を搭載するラベル９８に一対の干渉抑制機器１０ (１) , １０ (２）が搭載されたＲＦＩＤタグラベル１００を示す。一対の干渉抑制機器１０ (１) , １０ (２）がＲＦＩＤタグ３０を挟むように配置される。一対の干渉抑制機器１０ (１) , １０ (２）のアンテナ１２とＲＦＩＤタグ３０のアンテナ３２は平行に配置されている。
図７は、１対の干渉抑制機器１０ (１）のアンテナ素子のＯＮ, ＯＦＦと干渉抑制機器１０ (２）のアンテナ素子のＯＮ, ＯＦＦとによる指向性の変化の対応を表している。 干渉抑制機器１０ (１）がＯＮ、干渉抑制機器１０ (２）がＯＮで狭指向性となる。
干渉抑制機器１０ (１）がＯＮ、干渉抑制機器１０ (２）がＯＦＦで指向性を備える。 干渉抑制機器１０ (１）がＯＦＦ、干渉抑制機器１０ (２）がＯＦＦで無指向性となる。
干渉抑制機器１０ (１）がＯＦＦ、干渉抑制機器１０ (２）がＯＮで指向性を備える。
このように、干渉抑制機器のＯＮ, ＯＦＦで指向性を変化させ、複数の干渉抑制機器が異なるタイミングでアンテナの特性の変化させることで、相互に干渉して複雑に電磁界を変化させることで、電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。
図５ (Ａ)、図５(Ｂ）は、図２(Ｂ）に示されるＲＦＩＤタグ３０と一対の干渉抑制機器１０ (１) , １０ (２）が搭載されたＲＦＩＤタグラベル１００が立体的に配置され、３次元的に電磁界を変化させる例を示す。ＲＦＩＤタグの貼られる 検出対象は立方形物９０である。 図５(Ａ）の例では、立方形物９０の直角を成す一方面（垂直面）９０Ｖ１と他方面（垂直面）９０Ｖ２との角ＶＣにＲＦＩＤタグのアンテナ３２が位置し、一方面９０Ｖ１に干渉抑制機器１０ (１）の一方のアンテナ１２ (１）が位置し、他方面９０Ｖ２に干渉抑制機器１０ (２）の他方のアンテナ１２ (２）が位置するよう立方形物９０にＲＦＩＤタグラベル１００が貼られる。この例では、電磁界を水平方向に変化させることができる。
図５(Ｂ）の例では、立方形物９０の直角を成す一方面（垂直面）９０Ｖ１と他方面（水平面）９０Ｈ２との角ＨＣにＲＦＩＤタグのアンテナ３２が位置し、一方面９０Ｖ１に干渉抑制機器１０ (１）の一方のアンテナ１２ (１）が位置し、他方面９０Ｈ２に干渉抑制機器１０ (２）の他方のアンテナ１２ (２）が位置するよう立方形物９０にＲＦＩＤタグラベル１００が貼られる。この例では、電磁界を垂直方向に変化させることができる。
この例では、一対の干渉抑制機器１０ (１)、１０ (２）が、ＲＦＩＤタグ３０と同一のラベル９８上に設けられ、一対の干渉抑制機器１０ (１)、１０ (２）の 一方のアンテナ１２ (１）と他方のアンテナ１２ (２）が、ＲＦＩＤタグのアンテナ３２を挟むように配置される。そして、立方形物９０の直角を成す一方面と他方面との角にＲＦＩＤタグのアンテナが位置し、一方面に干渉抑制機器の一方のアンテナが位置し、他方面に干渉抑制機器の他方のアンテナが位置するよう立方形物にラベルが貼られる。ＲＦＩＤタグのアンテナに対して垂直方向又は水平方向に電磁界を変化させることで、電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。
図２(Ｃ）はモノポールアンテナ１２Ｍからなる干渉抑制機器１０の例を示し、 図２(Ｄ）はＬ字アンテナ１２Ｌからなる干渉抑制機器１０の例を示す。
図２(Ｃ)、図２(Ｄ）に示す干渉抑制機器１０は、金属板等の接地面Ｇ上に取り付けられる。干渉抑制機器の一方のアンテナ端子が接地面Ｇに、他方のアンテナ端子がモノポールアンテナ１２Ｍ, Ｌ字アンテナ１２Ｌに接続される。そして、設定されたタイミングで、干渉抑制機器１０は、２つのアンテナ端子のＯＮ・ＯＦＦを繰り返す。
図２(Ｃ)、図２(Ｄ）に示す例では、アンテナが１素子１２Ｍ、１２Ｌと接地面Ｇとから成る。図１(Ｂ）に示される負荷制御回路２０が、１素子１２Ｍ、１２Ｌと接地面Ｇを開放、短絡、終端することによりアンテナの特性を変化させる。ＲＦＩＤタグが金属に取り付けられた際も、金属面を接地面Ｇとすることで効果的に電磁界を変化させることができる。
図６は、第１実施形態の干渉抑制機器１０の動作フローである。
ＲＦＩＤ読取装置から送信信号（キャリア信号）が送信されると、これを受信し (Ｓ１２)、図１(Ａ）に示される電源回路１４は、整流、平滑して動作用電源を生成し、その動作用電源をコンデンサ１６に蓄える。コンデンサ１６からの電源供給を受けて発信器１８は、図４(Ｂ）に示される設定された周期で出力を送出する この出力を受けて、負荷制御回路２０がアンテナ１２の特性（負荷）を変化させる負荷状態制御を行う（Ｓ１４)。
図８は第１実施形態の別例に係る干渉抑制機器の説明図である。
第１実施形態の別例では、アンテナがマッシュルーム状素子１２Ｍｍを複数並べてなるマッシュルーム構造１２ＭＭから成る。マッシュルーム構造１２ＭＭは共振器を構成し、該共振器の状態は、図８(Ａ）に示すように開放に、また、図８(Ｂ）に示すように短絡に切り替えることで、直列共振、並列共振と変化する。これにより、電気壁、磁気壁、又は、ＥＢＧ構造（Electromagnetic Band Gap：電磁バンドギャップ）としての共振器の振る舞いを変化させ、空間の電磁界分布に作用する特性を制御することが可能になる。ここで共振器としては、マッシュルーム構造の他、ＣＲＬＨ (Composite right/left-hand：右手左手系複合）線路をいることもできる。
第１実施形態の別例では、アンテナが共振器から成る。図１ (Ｂ）に示される負荷制御回路２０が、電気壁、磁気壁、又は、ＥＢＧ構造として共振器の振る舞いを変化させる。ＲＦＩＤタグのアンテナに対して効果的に電磁界を変化させることで 電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。
［第２実施形態］
図９(Ａ）は、第２実施形態の干渉抑制機器１１０を構成する干渉抑制機器用IＣ１０Ｉの電気的構成を示す。
干渉抑制機器用ＩＣ１０Ｉは、アンテナ１２，電源回路３４，復調回路４４, プロトコル制御回路４２，不揮発性メモリ４６，負荷制御回路２０，コンデンサ３６，発信器３８などによって構成されている。電源回路３４は、アンテナ１２を介して受信した無線タグリーダからの送信信号（キャリア信号）を整流、平滑して動作用電源を生成するものであり、その動作用電源をコンデンサ３６に蓄え、プロトコル制御回路４２をはじめとする各構成要素に供給している。
また、復調回路４４は、送信信号（キャリア信号）に重畳されているデータを復調してプロトコル制御回路４２に出力している。不揮発性メモリ４６は制御プログラムなどが記憶されている。プロトコル制御回路４２は、不揮発性メモリ４６から 上記情報やデータを読み出し、ＲＦＩＤ読取装置から送られたコマンドを識別し、予め設定されたコマンドが検出された際に、負荷制御回路に出力を送り、アンテナ１２の負荷を変化させる。ここでは、アンテナ１２は２素子のダイポールアンテナからなり、コマンドが検出される度に、２素子の開放、短絡、終端を切り替える。
図１１は、第２実施形態の干渉抑制機器の動作フローである。
本願のコマンド検出器に相当するプロトコル制御回路４２は、ＲＦＩＤ読取装置から送られた送信信号を受信し（Ｓ２２)、コマンドを確認する（Ｓ２４)。そして、コマンドが特定コマンド、例えば、ＲＦＩＤ読取装置から通信エラー、コリジョンによる未応答の際に用いられるコマンドであるかを判断する（Ｓ２６)。 そして、特定コマンドが送られた際（Ｓ２６: Ｙｅｓ)、負荷状態を制御する（Ｓ２８）。上述したように、ダイポールアンテナを構成する２素子の開放、短絡、終端を切り替える。特定コマンドが送られない限り（Ｓ２６:Ｎｏ)、負荷状態の制御を行わない（Ｓ３０)。
図１０は、ＲＦＩＤ読取装置と第２実施形態の干渉抑制機器との間の通信シーケンス図である。
ＲＦＩＤ読取装置は、ＲＦＩＤタグ側に、応答内容、状況に応じて送信コマンドを変えて送出する。ＲＦＩＤタグは、コマンドの内容とコマンドを受け取ったときのタグの状態により異なる応答をＲＦＩＤ読取装置側に送る。 図１０の例では、一台のＲＦＩＤ読取装置に対して、３のＲＦＩＤタグ（ＲＦＩＤタグ１, ＲＦＩＤタグ２、 ＲＦＩＤタグ３）が応答し、ＲＦＩＤ読取装置から特定のコマンドが送出された際に、干渉抑制機器がアンテナ特性を変化させる。
まず、ＲＦＩＤ読取装置から読取り開始のコマンドであり、タグのフラグ、セッションパラメータを指定するコマンド[Select]が送信されると、干渉抑制機器はアンテナ特性を変化させる（１)。高速でセッション切替、連続で同一タグを読取りたい場合に効率的にタグ読取率向上が可能になる。
ＲＦＩＤ読取装置から第１フレーム（最初の読取周期）の開始のコマンドであり スロットルカウンタ設定＋タグ状態に応じて応答許容状態（Arbitrate）、応答状態（Reply）にするコマンド[Query]が送られると、干渉抑制機器はアンテナ特性を変化させる（２)。 読取り１サイクル、インベントリ事に周囲の電磁界を変化させることで効率的にタグ読取率の向上が可能になる。このコマンド[Query]に応答してＲＦＩＤタグ１から受信を知らせる[RN１６]がＲＦＩＤ読取装置側に送られ、ＲＦＩＤ読取装置からタグ応答成功を知らせる[Ack]がＲＦＩＤタグ１に送られ、ＲＦＩＤタグから[EPC]で応答する。応答成功したタグ（ここでは、ＲＦＩＤタグ１）は、次のサイクル開始まで応答しないようにインベントリフラグが反転する。
ここで、ＲＦＩＤ読取装置から[QueryRep]が送られる毎に、タグはスロットルカウンタを減少させる。 ＲＦＩＤタグは、[Query],Ｌ[QueryRep]. [QueryAdjust]を受け取った際、タグのスロットルカウンタより出力される値が０であるときに[RN１６]応答を行う。 ＲＦＩＤ読取装置から[QueryAdjust]が送信された際に、タグはスロットルカウンタを再設定する。
ＲＦＩＤ読取装置から、フレーム中のスロットを進める＋タグのスロットルカウンタを減らす＋応答を促すコマンド[QueryRrp]が送られると、干渉抑制機器はアンテナ特性を変化させる（３)。読取りフレーム中、常に負荷状態が変化することで応答衝突の回避率を上げ、読取速度の向上が可能になる。
このＲＦＩＤ読取装置からのコマンド[QueryRep]に応答して、ＲＦＩＤタグ２、 ＲＦＩＤタグ３から受信を知らせる[RN１６]がＲＦＩＤ読取装置側に送られるが、応答衝突（コリジョン）によってタグ応答が成功しない。[RN１６]応答が衝突した場合、応答失敗。ＲＦＩＤ読取装置側から再度[QueryRep]が送信される。応答夫敗したタグは次のフレーム開始、([QueryAdjust] 又は[Query]）を受けるまで応答できない。
ＲＦＩＤ読取装置からフレーム１中での２回目のコマンド[QueryRep]が送られるが、ＲＦＩＤタグからの応答は無い。[QueryRep]に応答して干渉抑制機器はアンテナ特性を変化させる（３)。
ＲＦＩＤ読取装置からフレーム１中での３回目のコマンド[QueryRep]が 送られる。[QueryRep]に応答して干渉抑制機器はアンテナ特性を変化させる（３)。
フレーム２の開始とともに、ＲＦＩＤ読取装置から、タグのスロットルカウンタ再設定（新規フレーム開始）十応答を促すコマンド[QueryAdjust]が送られると、干渉抑制機器はアンテナ特性を変化させる（４) 。１フレーム内の読取り環境を保全し、かつ、通信経路確保済みのタグ読取りを阻害する可能性最小で、 読取り率向上が可能になる。
第２実施形態の干渉抑制機器では、ＲＦＩＤ読取装置から送られた特定のコマンド（例えば、コリジョンに対応するためのコマンド）を検出するコマンド検出器（プロトコル制御回路）４２による特定のコマンドの検出に応じて、負荷制御回路２０がアンテナ１２の特性を変化させる。このため、ＲＦＩＤタグのアンテナでの電磁界を特定のコマンドが出力されたタイミングで変化させることで、電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。
第２実施形態の干渉抑制機器では、ＲＦＩＤ読取装置側のＲＦＩＤタグを読取る送信コマンドによって干渉抑制機器の状態を変化させる。適切なタイミングで負荷制御、周囲電磁界変化を可能とし、効率的にＲＦＩＤタグ読取り枚数を増加させることができる。
[第２実施形態の改変例]
図９(Ｂ）は本発明の第２実施形態の改変例に係る干渉抑制機器用ＩＣの回路図である。 第２実施形態の改変例の干渉抑制機器１３０は、ＲＦＩＤタグ用ＩＣ１３０Ｉ内に干渉抑制機器の機能を備える。ＲＦＩＤタグ用ＩＣ１３０Ｉは、アンテナ３２, 電源回路３４，復調回路４４，プロトコル制御回路４２，不揮発性メモリ４６，変調回路４０，コンデンサ３６，発信器３８などによって構成されている。これにより、ＲＦＩＤタグとしての機能を果たす。更に、干渉抑制用のアンテナ１２，負荷制御回路２０を備え、第２実施形態の干渉抑制機器１１０と同様に、設定されたコマンドの受信に応じて、干渉抑制用のアンテナ（バイポールアンテナ）１２の２素子の開放、短絡、終端を行う。
第２実施形態の改変例の干渉抑制機器は、干渉抑制機器がＲＦＩＤタグに搭載されている。ＲＦＩＤタグのアンテナに対して効果的に電磁界を変化させることで、 電磁界干渉を抑制し、電磁界干渉によるタグの読取りの困難を解消することができる。
八木アンテナやパラボラアンテナを用い利得を増大させる方法（以下：[利得増大]として参照）、 或いは、中継器を用いて通信路を延長する方法（以下：[中継器]として参照）では、現場の環境ごとに合わせ込んで設置することになり、レイ アウト変更時に再設計が必要で、導入に電磁界の調査が必要となる。これに対して 第１実施形態、第２実施形態の干渉抑制機器（以下：[実施形態の干渉抑制機器]は、通信環境の空間ヌル位置を変化させることで通信路を確保するので、干渉抑制機器を貼るだけでよいため、導入が容易であるのに加え、レイアウト変更に対しても調整が必要にならないという変更耐性を有する。
配置自由度という観点において、[利得増大]では、必要な利得を満たすように固定タグから半波長以内のどこかで、環境の影響により自由度は異なる。[中継器]では、ＲＦＩＤ読取装置とＲＦＩＤタグとの間に中継器を配置する必要がある。[実施形態の干渉抑制機器]では、ＲＦＩＤタグに近接して配置することが望ましいが、負荷状態が可変であるため、設置箇所の自由度は高い。
他タグへの影響とうい観点において、[利得増大]では、影に設置されたタグの遮蔽物となる。[中継器]では、対象タグに対してのみ効果を発揮する。[実施形態の干渉抑制機器]では、影響の有無を切り替え可能である。
ロバスト性という観点において、[利得増大]と[中継器]では、レイアウト変更時に再設定が必要となる。[実施形態の干渉抑制機器]では、ヌル位置変化を目標とするため、レイアウト変更に対しても調整が必要にならないという変更耐性を有する。
既存現場への整合性とうい観点において、[利得増大]では、タグ１つ１つに対して合わせ込みが必要となる。[中継器]では、中継器の設置場所を確保することが必要となる。[実施形態の干渉抑制機器]では、干渉抑制機器を貼るだけでよいため、導入が容易である。
１０ ：干渉抑制機器
１２ ：アンテナ
１２Ｌ :Ｌ字アンテナ
１２Ｍ ：モノポールアンテナ
１２ ＭＭ ：マッシュルーム構造
１４：電源回路
１８ ：発信器（クロック）
２０ ：負荷制御回路（負荷調整器）
３０ :ＲＦＩＤタグ
３２ ：アンテナ
３４ ：電源回路
４２ ：プロトコル制御回路（コマンド検出器）
９０ ：立方形物
９０Ｖ１ ：一方面
９０Ｖ２ ：他方面
９８ ：ラベル
１００ :ＲＦＩＤタグラベル
１１０ ：干渉抑制機器

Claims (14)

  1. ＲＦＩＤタグの電磁界干渉を抑制する干渉抑制機器であって、
    電源回路と、
    アンテナと、
    ＲＦＩＤタグの通信時間よりも長くなるように時定数を調整したクロックと、
    前記クロックからの出力に応じて前記アンテナの特性を変化させる負荷調整器と、を備えることを特徴とする干渉抑制機器。
  2. ＲＦＩＤタグの電磁界干渉を抑制する干渉抑制機器であって、
    電源回路と、
    アンテナと、
    ＲＦＩＤ読取装置から送られた特定のコマンドを検出するコマンド検出器と、
    前記コマンド検出器による特定のコマンドの検出に応じて前記アンテナの特性を変化させる負荷調整器と、を備えることを特徴とする干渉抑制機器。
  3. 請求項１又は請求項２の干渉抑制機器であって、
    前記電源回路は、ＲＦＩＤ読取装置からの電磁波から電力を発生させることを特徴とする干渉抑制機器。
  4. 請求項１又は請求項２の干渉抑制機器であって、
    前記干渉抑制機器は、ＲＦＩＤタグと同一のラベル上に設けられ、
    前記干渉抑制機器の前記アンテナと、前記ＲＦＩＤタグのアンテナとが所定ギャップをもって略平行に配置されることを特徴とする干渉抑制機器。
  5. 請求項１又は請求項２の干渉抑制機器であって、
    前記干渉抑制機器は、ＲＦＩＤタグに搭載されていることを特徴とする干渉抑制機器。
  6. 請求項１の干渉抑制機器であって、
    前記クロックがタイマーから構成されることを特徴とする干渉抑制機器。
  7. 請求項１〜請求項６のいずれか１の干渉抑制機器であって、
    前記アンテナが２素子を備えるダイポールアンテナから成り、
    前記負荷調整器が、前記２素子を開放、短絡、終端することにより前記アンテナの特性を変化させることを特徴とする干渉抑制機器。
  8. 請求項１〜請求項６のいずれか１の干渉抑制機器であって、
    前記アンテナが１素子と接地面とから成り、
    前記負荷調整器が、前記１素子と前記接地面を開放、短絡、終端することにより前記アンテナの特性を変化させることを特徴とする干渉抑制機器。
  9. 請求項８の干渉抑制機器であって、
    前記アンテナがモノポールアンテナ、Ｌ字アンテナのいずれかであることを特徴とする干渉抑制機器。
  10. 請求項１〜請求項６のいずれか１の干渉抑制機器であって、
    前記アンテナが共振器から成り、 前記負荷調整器が、電気壁、磁気壁、又は、ＥＢＧ構造（Electromagnetic Band Gap：電磁バンドギャップ）としての前記共振器の振る舞いを変化させることを特徴とする干渉抑制機器。
  11. 請求項１０の干渉抑制機器であって、
    前記アンテナが、マッシュルーム構造、ＣＲＬＨ (Composite right/left-hand：右手左手系複合）線路のいずれかであることを特徴とする干渉抑制機器。
  12. 請求項１〜請求項６のいずれか１の干渉抑制機器であって、
    前記アンテナが水平面又は垂直面に対して角度を有するように配置され、ＲＦＩＤタグの電磁界干渉を３次元的に変化させることを特徴とする干渉抑制機器。
  13. 請求項４の干渉抑制機器であって、
    一対の前記干渉抑制機器が、ＲＦＩＤタグと同一のラベル上に設けられ、
    一対の前記干渉抑制機器の一方のアンテナと他方のアンテナが、前記ＲＦＩＤタグのアンテナを挟むように配置され、
    立方形物の直角を成す一方面と他方面との角に前記ＲＦＩＤタグのアンテナが位置し、前記一方面に前記干渉抑制機器の前記一方のアンテナが位置し、前記他方面に前記干渉抑制機器の前記他方のアンテナが位置するよう前記立方形物に前記ラベルが貼られることを特徴とする。
  14. 請求項１の干渉抑制機器からなる干渉抑制システムであって、
    前記クロックの時定数を所定範囲でばらつかせ、複数の干渉抑制機器が異なるタイミングで前記アンテナの特性の変化させることを特徴とする干渉抑制システム。
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