JP3887099B2 - 移動体通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物や人などの物体を識別するための移動体通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、物体の種類などの情報を非接触で取得し、物体を識別する移動体通信システムが提案されており、この中でも応答器１に電源の必要のない非接触ＩＤタグシステムが汎用されている。非接触ＩＤタグシステムは、ＩＤタグと称される応答器１とＲ／Ｗと称される質問器２で構成されるものであって、例えば、応答器１を移動する物体に取り付けると共に質問器２を固定して配置し、応答器１と質問器２の間で電波による簡易的な通信を行うものである。
【０００３】
図９に応答器１と質問器２の構成のブロック図を示す。応答器１の応答器アンテナ３０は質問器２から送信される質問電波を応答器１に取り込む機能、及び応答器１から応答電波を質問器２に送信する機能を有するものである。変復調器３１は質問電波から電力、クロック、質問データなどを取り出して制御部３２やメモリ３３に供給する機能、及び制御部３２からの応答データに応じて搬送波を振幅変調し、これを応答器アンテナ３０に供給して反射波として質問器２に返送する機能を有するものである。制御部３２は質問器２からの質問データに応じて応答器１の動作の内部制御を行うものであって、制御の内容はメモリに保持されている識別データの読み出し、メモリ３３への識別データを書き込み、及びこれらの動作に関連するその他の制御などである。メモリ３３は不揮発性メモリであって、ＩＤデータなどの物体の固有の識別データを保持するものである。
【０００４】
質問器２のシンセサイザ３４は搬送波を発生させるものである。変調器３５は質問データ及びクロックに応じて搬送波に振幅変調をかけるものである。送信アンプ３６は変調された搬送波を増幅するものである。サーキュレータ３７は質問器アンテナ３８で受信された受信電波を分配器３９に送る機能、及び送信アンプ３６から送られてくる搬送波を質問器アンテナ３８に送る機能を有するものであって、電波の送信と受信を一個の質問器アンテナ３８で行うための分配合成器である。質問器アンテナ３８はサーキュレータ３７から送られてくる搬送波を質問電波として応答器１に送信する機能、及び応答器１から送られてくる応答電波を質問器２に取り込む機能を有するものである。分配器３９は二つの受信系４１、４２に受信した応答電波を分配するものである。位相シフタ４０は一方の受信系４１に供給される応答電波の位相を他方の受信系４２に供給される応答電波の位相に比べて９０°ずらす（シフトさせる）機能を有するものである。
【０００５】
質問器２の一方の受信系４１はミキサ４３とフィルタ４４と受信アンプ４５を用いた受信回路であって、他方の受信系４２はミキサ４６とフィルタ４７と受信アンプ４８を用いた受信回路である。ミキサ４３、４６は搬送波と応答電波を混合してその差分を出力することで、応答電波から応答データを復調するものである。フィルタ４４、４７はミキサ４３、４６で復調された応答データ（復調波）から不要成分を除去するためのものである。受信アンプ４５、４８は応答データ（復調波）をデジタル信号に変換するなどの処理を行いやすいレベルにまで増幅するものである。合成アンプ４９は二系統の受信系４１、４２から出力される応答データを合成し、アナログ信号で応答データを出力するものである。レベル変換器５０は合成アンプ４９からのアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するものである。
【０００６】
そしてこのような移動体通信システムを用いて物体を識別するにあたっては、まずシンセサイザ３４で発生させた搬送波と質問データと動作の基準となるクロックを変調器３５に供給し、電力と質問データ及びクロックに応じて搬送波に振幅変調をかける。次に変調された搬送波は送信アンプ３６で増幅された後、サーキュレータ３７を通って質問器アンテナ３８に供給される。質問器アンテナ３８に供給された搬送波は質問電波として送出される。
【０００７】
質問電波は質問器アンテナ３８の電界エリア内にある応答器１に応答器アンテナ３０から取り込まれ、取り込まれた質問電波は変復調器３１で搬送波と電力とクロックと質問データのそれぞれに復調される。ここで復調された電力は制御部３２及びメモリ３３の動作電源としてそれぞれに供給される。また制御部３２の読み込みや書き込みなどの動作のタイミングとなるクロック及び質問データは制御部３２に供給される。次に制御部３２で質問データを解析し、この解析結果に基づいて制御部３２を動作させて必要な識別データをメモリ３３から読み取る。次に読み取られた識別データ及びその他のデータが応答データとして制御部３２から変復調器３１に送られ、ここで質問器２から送られてきた搬送波を応答データに応じて変調する。この後、変調された搬送波は応答器アンテナ３０に供給されてここから応答電波として送出される。
【０００８】
応答電波は質問器２の質問器アンテナ３８で受信されて質問器２に取り込まれる。取り込まれた応答電波はサーキュレータ３７を通って分配器３９に送られる。この分配器３９で応答電波は二分され、その一方は位相シフタ４０を介して一方の受信系４１に、二分された応答電波の他方は直接もう一方の受信系４２に供給される。一方の応答電波は位相シフタ４０により位相がずらされ、他方の応答電波に比べて９０°位相がずれた状態で受信系４１に入力される。また他方の応答電波は受信された時の位相の状態で受信系４２に入力される。この後、受信系４１に入力された応答電波はシンセサイザ３４において発生させた搬送波とミキサ４３で混合される。この混合により生じる差分が識別データを含む応答データであり、このようにして応答データのみが復調される。次に復調された応答データはフィルタ４４に送られ、フィルタ４４で応答データに含まれる不要波などの不要成分が除去された後、受信アンプ４５に送られて扱いやすいレベルにまで増幅され、この後、合成アンプ４９に供給される。また受信系４２に入力された応答電波は上記と同様にミキサ４６で応答データが復調されてこの応答データのみがフィルタ４７に送られ、フィルタ４７で不要成分が除去された後、受信アンプ４８で増幅されて合成アンプ４９に供給される。
【０００９】
上記のように応答電波は質問電波から取り出した搬送波を再び用いて応答器１で生成されている。そのために応答電波の受信時における応答器１と質問器２の位置の関係で、応答電波の搬送波の位相とシンセサイザ３４から送られてくる搬送波の位相が１８０°異なる場合があり、この状態では応答電波から応答データを復調することができない。そこで上記のように応答電波を二分し、一方の応答電波を位相シフタ４０で位相を９０°ずらしてシフトさせてから一方の受信系４１に入力し、他方の応答電波は位相をずらさないまま他方の受信系４２に入力することによって、二つの受信系４１、４２のそれぞれで位相の異なる応答電波を独立して処理することができ、一方の受信系４１（あるいは４２）において、応答電波の搬送波の位相とシンセサイザ３４から送られてくる搬送波の位相が１８０°異なっていて応答データを取得することができなくても、他方の受信系４２（あるいは４１）では応答電波の搬送波の位相とシンセサイザ３４から送られてくる搬送波の位相が９０°異なることになり、応答データを確実に安定して取得することができる。
【００１０】
受信系４１と４２のそれぞれから出力された応答データは合成アンプ４９で合成され、ここで安定したアナログ信号の応答データが生成され、この応答データがレベル変換器５０でデジタル信号に変換されることによって、識別データを含む応答データが得られる。そしてこのようにして得られる応答データの識別データやその他のデータにより、応答器１が装着された物体の種類等の情報が得られ、物体を識別することができるのである。
【００１１】
またこの移動体通信システムにおいて、応答器１に物体の識別データを書き込むにあたっては、次のようにして行う。まずシンセサイザ３４で発生させた搬送波と識別データを含む質問データと動作の基準となるクロックを変調器３５に供給し、電力と質問データ及びクロックに応じて搬送波に振幅変調をかける。次に変調された搬送波は送信アンプ３６で増幅された後、サーキュレータ３７を通って質問器アンテナ３８に供給される。質問器アンテナ３８に供給された搬送波は質問電波として送出される。
【００１２】
質問電波は質問器アンテナ３８の電界エリア内にある応答器１に応答器アンテナ３０から取り込まれ、取り込まれた質問電波は変復調器３１で搬送波と電力とクロックと質問データのそれぞれに復調される。ここで復調された電力は制御部３２及びメモリ３３の動作電源としてそれぞれに供給される。また制御部３２の読み込みや書き込みなどの動作のタイミングとなるクロック及び質問データは制御部３２に供給される。次に制御部３２で質問データを解析し、この解析結果に基づいて制御部３２を動作させて質問データに含まれる識別データをメモリ３３に書き込む。このようにして応答器１が装着される物体の種類等の情報を応答器１に書き込んで保持させることができる。尚、この後、識別データが正常に書き込まれたことを示すデータを応答データとして応答器１から質問器２に送信し、上記と同様に受信系４１、４２等を用いて返送された応答データを質問器２で取り出し、識別データがメモリ３３に正常に書き込まれたことを質問器２で確認するようにしてもよい。
【００１３】
このように上記の移動体通信システムは、応答器１単独あるいは応答器１が装着された物体が質問器２の電界エリア（サービスエリア）内に入ってくると、応答器１と質問器２の間で電波を用いて情報（データ）のやり取りを行い、応答器１に予め書き込まれて保持されている識別データを質問器２で読み取ることによって、物体の識別を行なうようにし、また応答器１に物体の識別データを書き込むようにするものである。しかも応答器１が自身を動作させる電源を持たないものであって、質問器２から送信される質問電波を用いて電力を応答器１に伝送し、この電力で応答器１を動作させるようにしている。
【００１４】
図１１に質問器２の一例を示す。質問器２は箱状の質問器本体２０の内部にシンセサイザ３０や変調器３１や質問器アンテナ３８などを構成する回路が内蔵されている。また質問器２からより遠く、広い範囲に位置する応答器１に電力を供給したり、質問器２とより遠く、広い範囲に位置する応答器１との間でデータのやり取りしたりすることができるように、質問器アンテナ３８としては図３のようなパッチアンテナ１０が用いられている。このパッチアンテナ１０は基板１１の表面に四つのパッチ１２を設け、各パッチ１２と給電点１３を導体回路１４で接続することによって形成されており、例えば、金属張り積層板の表面の金属箔をエッチング等で処理することによって、金属箔からパッチ１２、給電点１３、導体回路１４を形成してプリント配線板を作製し、このプリント配線板をパッチアンテナ１０として用いるようにしている。
【００１５】
図３のようなパッチアンテナ１０で質問器アンテナ３８を形成した場合、例えば、図１０のような読み取り可能エリア１５と書き込み可能エリア１６が質問器アンテナ３８の上側に形成される。尚、図１０中の１７は各パッチ１２から放射される電界（アンテナパターン）を示す。読み取り可能エリア１５は、応答器１から送信される応答データを質問器１で受信して応答データに含まれている識別データを確実に読み取ることができる範囲を示すものであり、この読み取りエリア１５内に応答器１を位置させた状態で識別データを読み取るようにしている。また書き込み可能エリア１６は読み取り可能エリア１５の略中央部に位置するものであって、質問器２から送信される質問データを応答器１で受信して質問データに含まれている識別データを応答器１のメモリ３３に確実に書き込むことができる範囲を示すものであり、この書き込み可能エリア１６内に応答器１を位置させた状態で識別データを書き込むようにしている。
【００１６】
図１０に示すように、読み取り可能エリア１５は書き込み可能エリア１６よりも遠くにまで達して広い範囲に形成される。通常、書き込み操作に必要な電力は読み取り操作に必要な電力よりも大きく（１０倍以上の電力が必要な場合もある）、このために、電力不足で書き込み不可能にならないように大きい電力が安定して供給される範囲しか書き込み可能エリア１６として用いることができない。一方、読み取り操作に必要な電力は、書き込み操作に必要な電力よりも小さいため、書き込み可能エリア１６の電力よりも多少電力の弱い範囲であっても読み取り可能エリア１５として使用することができる。従って、読み取り可能エリア１５は書き込み可能エリア１６よりも広い範囲に形成されるのである。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記の移動体通信システムでは、書き込み可能エリア１６が狭いので、応答器１への識別データの書き込む際に、正確に応答器１を狭い書き込み可能エリア１６に位置させなければならず、応答器１の位置合わせに時間や手間がかかって作業性が低く、また応答器１の位置合わせの不正確により書き込み不良が生じやすいという問題があった。
【００１８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、書き込み可能エリアを広く形成して応答器へ識別データを書き込む際の作業性を高くすることができ、また応答器への識別データの書き込み不良を生じにくくすることができる移動体通信システムを提供することを目的とするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の移動体通信システムは、物体に装着可能な応答器１と、応答器１を動作させる質問電波の送信及び応答器１から送信される応答電波の受信を行う質問器２とを具備し、質問電波に保持される物体の識別データを応答器１に書き込むようにする移動体通信システムにおいて、質問電波の送信及び応答電波の受信を行なうための質問器アンテナ３８を質問器２に設け、質問器アンテナ３８から送信される質問電波の拡散を低減するための反射体３を質問器アンテナ３８と応答器１の間において質問器２の外面に設け、反射体３を質問器アンテナ３８側と応答器１側に開口する金属製の筒体で形成して成ることを特徴とするものである。
【００２０】
また本発明の請求項２に記載の移動体通信システムは、請求項１の構成に加えて、応答器１を保持するための応答器保持体４を反射体３の内側に設けて成ることを特徴とするものである。
また本発明の請求項３に記載の移動体通信システムは、請求項２の構成に加えて、比誘電率が１〜２の応答器保持体４を用いて成ることを特徴とするものである。
【００２１】
また本発明の請求項４に記載の移動体通信システムは、請求項２又は３の構成に加えて、発泡樹脂製の応答器保持体４を用いて成ることを特徴とするものである。
また本発明の請求項５に記載の移動体通信システムは、請求項１乃至４のいずれかの構成に加えて、応答器１を保持するためのための応答器保持フィルム５を反射体３の応答器１側の開口６に設けて成ることを特徴とするものである。
【００２２】
また本発明の請求項６に記載の移動体通信システムは、請求項１乃至５のいずれかの構成に加えて、応答器１を保持するための応答器保持網７を反射体３の応答器１側の開口６に設けて成ることを特徴とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
応答器１はラベル（タグ）のような外観を呈するものであって、合成樹脂等の短冊状の薄い二枚のフィルム材の間にＩＣチップと回路パターンを挟み込んで形成されている。応答器１の外面には物体の表面に貼り付けて装着しやすいように粘着層などを設けてシールのように形成するのが好ましい。ＩＣチップは上記の変復調器３１と制御部３２とメモリ３３の機能を有するものであり、また回路パターンはＩＣチップに電気的に接続されるものであって、銅箔などの金属箔や銀ペーストの印刷などで形成されており、上記の応答器アンテナ３０の機能を有するものである。
【００２４】
質問器２は絶縁材料で箱状に形成される質問器本体２０に、上記のシンセサイザ３４、変調器３５、送信アンプ３６、サーキュレータ３７、質問器アンテナ３８、分配器３９、位相シフタ４０、受信系４１及び４２（ミキサ４３及び４６、フィルタ４４及び４７、受信アンプ４５及び４８）、合成アンプ４９、レベル変換器５０を構成する回路が内蔵されている。質問器アンテナ３８としては図３のようなパッチアンテナ１０が用いられている。このパッチアンテナ１０は基板１１の上面に四つのパッチ１２を設け、各パッチ１２と給電点１３を導体回路１４で接続することによって形成されており、例えば、金属張り積層板の表面の金属箔をエッチング等で処理することによって、金属箔からパッチ１２、給電点１３、導体回路１４を形成してプリント配線板を作製し、このプリント配線板をパッチアンテナ１０として用いるようにしている。そして質問器アンテナ３８は、その上面を質問器本体２０の上側の内面に密着させて配設して質問器２に内蔵されており、質問器２の上面を通して質問電波の送信及び応答電波の受信が行なわれ、この質問器２の上面が送受信面２０ａとして形成されている。
【００２５】
質問器２の送受信面２０ａ（上面）には反射体３が載置されて設けられている。反射体３は銅などの金属製の筒体で形成されるものであって、その上面と下面とが開口している。反射体３の直径は、反射体３が質問器アンテナ３８のパッチ１２よりも外側に位置するような（全てのパッチ１２が反射体３の下側の開口内に収まるような）大きさに形成されており、また反射体３の高さは、反射体３の上端が書き込み可能エリア１６の直ぐ下側に位置するように形成されている。反射体３の内側には応答器保持体４が充填されて設けられている。応答器保持体４の高さは反射体３の高さと略同じ寸法に形成されており、反射体３の上面の開口６が応答器保持体４の上面で塞ぐように形成されている。応答器保持体４はその比誘電率が１〜２であることが好ましい。応答器保持体４の比誘電率が２を超えたりすると、質問電波を質問器アンテナ３８から送信する時や応答電波を質問器アンテナ３８で受信する時に、応答器保持体４が質問電波及び応答電波に影響を与えて読み込み可能エリア１５や書き込み可能エリア１６が狭くなる恐れがある。このような応答器保持体４は発泡スチロールや発泡ポリエチレンなどの発泡樹脂で形成することができ、このことで比誘電率が１〜２の応答器保持体４を容易に形成することができると共に反射体３に不用意な衝撃がかからないように応答器保持体４で吸収することができて反射体３の変形を防止することができる。
【００２６】
そしてこのような移動体通信システムを用いて物体を識別するにあたっては従来と同様にして行なうことができる。つまり、まずシンセサイザ３４で発生させた搬送波と質問データと動作の基準となるクロックを変調器３５に供給し、電力と質問データ及びクロックに応じて搬送波に振幅変調をかける。次に変調された搬送波は送信アンプ３６で増幅された後、サーキュレータ３７を通って質問器アンテナ３８に供給される。質問器アンテナ３８に供給された搬送波は質問電波として質問器２の上面から反射体３の内側を通って送出される。
【００２７】
送出された質問電波は、質問器アンテナ３８の電解エリア内の読み込み可能エリア１５及び書き込み可能エリア１６にある応答器１に応答器アンテナ３０から取り込まれ、取り込まれた質問電波は変復調器３１で搬送波と電力とクロックと質問データのそれぞれに復調される。ここで復調された電力は制御部３２及びメモリ３３の動作電源としてそれぞれに供給される。また制御部３２の読み込みや書き込みなどの動作のタイミングとなるクロック及び質問データは制御部３２に供給される。次に制御部３２で質問データを解析し、この解析結果に基づいて制御部３２を動作させて必要な識別データをメモリ３３から読み取る。次に読み取られた識別データ及びその他のデータが応答データとして制御部３２から変復調器３１に送られ、ここで質問器２から送られてきた搬送波を応答データに応じて変調する。この後、変調された搬送波は応答器アンテナ３０に供給されてここから応答電波として送出される。
【００２８】
応答電波は質問器２の質問器アンテナ３８で受信されて質問器２に取り込まれる。取り込まれた応答電波はサーキュレータ３７を通って分配器３９に送られる。この分配器３９で応答電波は二分され、その一方は位相シフタ４０を介して一方の受信系４１に、二分された応答電波の他方は直接もう一方の受信系４２に供給される。一方の応答電波は位相シフタ４０により位相がずらされ、他方の応答電波に比べて９０°位相がずれた状態で受信系４１に入力される。また他方の応答電波は受信された時の位相の状態で受信系４２に入力される。この後、受信系４１に入力された応答電波はシンセサイザ３４において発生させた搬送波とミキサ４３で混合される。この混合により生じる差分が識別データを含む応答データであり、このようにして応答データのみが復調される。次に復調された応答データはフィルタ４４に送られ、フィルタ４４で応答データに含まれる不要波などの不要成分が除去された後、受信アンプ４５に送られて扱いやすいレベルにまで増幅され、この後、合成アンプ４９に供給される。また受信系４２に入力された応答電波は上記と同様にミキサ４６で応答データが復調されてこの応答データのみがフィルタ４７に送られ、フィルタ４７で不要成分が除去された後、受信アンプ４８で増幅されて合成アンプ４９に供給される。
【００２９】
受信系４１と４２のそれぞれから出力された応答データは合成アンプ４９で合成され、ここで安定したアナログ信号の応答データが生成され、この応答データがレベル変換器５０でデジタル信号に変換されることによって、識別データを含む応答データが得られる。そしてこのようにして得られる応答データの識別データやその他のデータにより、応答器１が装着された物体の種類等の情報が得られ、物体を識別することができるのである。
【００３０】
またこの移動体通信システムにおいて、応答器１に物体の識別データを書き込むにあたっては、次のようにして行う。まず応答器１を応答器保持体４の略中央部に載置して反射体３の上側に保持させ、応答器１を書き込み可能エリア１６内に保持する。次にシンセサイザ３４で発生させた搬送波と識別データを含む質問データと動作の基準となるクロックを変調器３５に供給し、電力と質問データ及びクロックに応じて搬送波に振幅変調をかける。次に変調された搬送波は送信アンプ３６で増幅された後、サーキュレータ３７を通って質問器アンテナ３８に供給される。質問器アンテナ３８に供給された搬送波は質問電波として質問器２の上面から反射体３の内側を通って送出される。
【００３１】
送出された質問電波は応答器保持体４に保持された応答器１に応答器アンテナ３０から取り込まれ、取り込まれた質問電波は変復調器３１で搬送波と電力とクロックと質問データのそれぞれに復調される。ここで復調された電力は制御部３２及びメモリ３３の動作電源としてそれぞれに供給される。また制御部３２の読み込みや書き込みなどの動作のタイミングとなるクロック及び質問データは制御部３２に供給される。次に制御部３２で質問データを解析し、この解析結果に基づいて制御部３２を動作させて質問データに含まれる識別データをメモリ３３に書き込む。このようにして応答器１が装着される物体の種類等の情報を応答器１に書き込んで保持させることができる。尚、この後、識別データが正常に書き込まれたことを示すデータを応答データとして応答器１から質問器２に送信し、上記と同様に受信系４１、４２等を用いて返送された応答データを質問器２で取り出し、識別データがメモリ３３に正常に書き込まれたことを質問器２で確認するようにしてもよい。
【００３２】
このように本発明の移動体通信システムは、応答器１単独あるいは応答器１が装着された物体が質問器２の電界エリア（サービスエリア）内に入ってくると、応答器１と質問器２の間で電波を用いて情報（データ）のやり取りを行い、応答器１に予め書き込まれて保持されている識別データを質問器２で読み取ることによって、物体の識別を行なうようにし、また応答器１に物体の識別データを書き込むようにするものである。
【００３３】
そして本発明の移動体通信システムでは、質問器アンテナ３８から送信される質問電波の拡散を低減するための反射体３を質問器アンテナ３８と応答器１の間において質問器２の上面に設けたので、反射体３の内側面で質問電波を反射して質問電波の拡散を低減することによって、反射体３の上側の開口６の上方に質問電波を集めることができ、図４に示すように書き込み可能エリア１６を従来の図１０の状態よりも広く大きくすることができ、しかも質問電波が書き込み可能エリア１６に集中することによって、書き込み可能エリア１６の電界強度が高くなり、応答器１に安定して大きな電力を供給することができる。従って、応答器１の位置合わせが行ないやすくなって応答器１の位置合わせに時間や手間がかからないようにして作業性を高くすることができるものであり、また応答器１の位置合わせの不正確さが小さくなって書き込み不良が生じにくくなるものである。
【００３４】
本発明のように反射体３を設けることによって、書き込み可能エリア１６の範囲が広がり書き込み可能エリア１６の電界強度が高くなる理由は次のように説明することができる。通常、電波は金属の表面に当たると全反射する特性がある。図５（ａ）（ｂ）に示すように、入射波（電波）２１が金属板２３（反射体３）の表面に当たると反射されて反射波２２が生じるが、この反射波２２の位相は入射波２１の位相がλ／２波長（１８０°）反転したものとなっている。そして図５（ａ）のように、入射波２１が０°で金属板２３に当たると、入射波２１と同じ波形の反射波２２が発生し、入射波２１と反射波２２の複合波である定在波２４の波形は強調される。逆に、図５（ｂ）のように、入射波２１と反射波２２の位相が１８０°異なれば、入射波２１と反射波２２が互いに打ち消されて定在波２４の波形（出力）が小さくなる。
【００３５】
そして図５（ａ）の定在波２４の振幅（出力）が大きくなる部分が電界強度が高くなったところであり、この定在波２４の振幅が大きくなる部分が書き込み可能エリア１６となって従来よりも広がり、また書き込み可能エリア１６の電界強度が高くなるのである。例えば、質問電波及び応答電波の波長が１２〜１０ｃｍであれば、この強調された部分は反射体３の内側面から６〜５ｃｍ付近に生じ、これが書き込み可能エリア１６となる。
【００３６】
また本発明では反射体３の内側に応答器保持体４を設け、応答器保持体４の上面の位置を反射体３の上面の開口６の位置とほぼ同じに形成したので、応答器保持体４の上面に応答器１を載せて保持することによって、応答器１を書き込み可能エリア１６に簡単に位置させることができ、応答器１の位置合わせに時間や手間がかからないようにして作業性を高くすることができるものであり、また応答器１の位置合わせの不正確さが小さくなって書き込み不良が生じにくくなるものである。尚、応答器保持体４は反射体３の内側に充填するだけでなく、図６に示すように、応答器保持体４に反射体３を埋設するようにしてもよく、このことで反射体３を応答器保持体４で保護して反射体３の変形を防ぐことができるものである。
【００３７】
尚、応答器１から識別データを読み取る時など、質問電波を拡散させたい時は反射板３を用いないようにするのが好ましく、このことで質問電波は拡散してより遠くまで到達して読み取り可能エリア１５が広がることになり、質問器２から離れた位置にある応答器１から識別データを得ることができて質問器２から離れた位置にある物体の識別を行なうことができる。
【００３８】
図７に他の実施の形態を示す。この実施の形態の反射体３にはその上面の開口６を覆うように、ポリプロピレンやポリエチレンやポリ塩化ビニルなどの合成樹脂製の極薄の応答器保持フィルム５が設けられている。この応答器保持フィルム５は上記の応答器保持体４と同様の作用、つまり応答器１を書き込み可能エリア１６に位置させて保持する作用を有するものである。またこの応答器保持フィルム５の比誘電率も応答器保持体４の場合と同様の理由から１〜２にするのが好ましい。
【００３９】
図８に他の実施の形態を示す。この実施の形態の反射体３にはその上面の開口６を覆うように、ポリプロピレンやポリエチレンやポリ塩化ビニルなどの合成樹脂製の極薄の応答器保持網７が設けられている。この応答器保持網７は上記の応答器保持体４と同様の作用、つまり応答器１を書き込み可能エリア１６に位置させて保持する作用を有するものである。またこの応答器保持網７の比誘電率も応答器保持体４の場合と同様の理由から１〜２にするのが好ましい。
【００４０】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に記載の発明は、物体に装着可能な応答器と、応答器を動作させる質問電波の送信及び応答器から送信される応答電波の受信を行う質問器とを具備し、質問電波に保持される物体の識別データを応答器に書き込むようにする移動体通信システムにおいて、質問電波の送信及び応答電波の受信を行なうための質問器アンテナを質問器に設け、質問器アンテナから送信される質問電波の拡散を低減するための反射体を質問器アンテナと応答器の間において質問器の外面に設け、反射体を質問器アンテナ側と応答器側に開口する金属製の筒体で形成したので、反射体の内側面で質問電波を反射して質問電波の拡散を低減することによって、反射体の応答器側の開口の外側に質問電波を集めることができて書き込み可能エリアを広く大きくすることができ、応答器の位置合わせが行ないやすくなって応答器の位置合わせに時間や手間がかからないようにして作業性を高くすることができるものであり、また応答器の位置合わせの不正確さが小さくなって書き込み不良が生じにくくなるものである。しかも質問電波が書き込み可能エリアに集中することによって、書き込み可能エリアの電界強度が高くなり、応答器に安定して大きな電力を供給することができるものである。
【００４１】
また本発明の請求項２に記載の発明は、応答器を保持するための応答器保持体を反射体の内側に設けたので、応答器保持体に応答器を保持することによって、応答器を書き込み可能エリアに簡単に位置させることができ、応答器の位置合わせに時間や手間がかからないようにして作業性を高くすることができるものであり、また応答器の位置合わせの不正確さが小さくなって書き込み不良が生じにくくなるものである。
【００４２】
また本発明の請求項３に記載の発明は、比誘電率が１〜２の応答器保持体を用いたので、質問電波を質問器アンテナから送信する時や応答電波を質問器アンテナで受信する時に、応答器保持体が質問電波及び応答電波に影響を与えないようにして読み込み可能エリアや書き込み可能エリアが狭くならないようにすることができ、読み込み可能エリアや書き込み可能エリアを確実に確保することができるものである。
【００４３】
また本発明の請求項４に記載の発明は、発泡樹脂製の応答器保持体を用いたので、発泡樹脂内の空隙により比誘電率が１〜２の応答器保持体を容易に形成することができるものであり、また反射体に不用意な衝撃がかからないように応答器保持体で吸収することができ、反射体の変形を防止することができるものである。
【００４４】
また本発明の請求項５、６に記載の発明は、応答器を保持するための応答器保持フィルムや応答器保持網を反射体の応答器側の開口に設けたので、応答器保持フィルムや応答器保持網に応答器を保持することによって、応答器を書き込み可能エリアに簡単に位置させることができ、応答器の位置合わせに時間や手間がかからないようにして作業性を高くすることができるものであり、また応答器の位置合わせの不正確さが小さくなって書き込み不良が生じにくくなるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】同上の反射体を示す斜視図である。
【図３】同上の質問器アンテナを示す斜視図である。
【図４】同上の読み込み可能エリアと書き込み可能エリアを示す説明図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は本発明の作用を示す説明図である。
【図６】同上の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図７】同上の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図８】同上の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図９】本発明及び従来例の応答器及び質問器を示すブロック図である。
【図１０】従来例の読み込み可能エリアと書き込み可能エリアを示す説明図である。
【図１１】従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 応答器
２ 質問器
３ 反射体
４ 応答器保持体
５ 応答器保持フィルム
６ 開口
７ 応答器保持網
３８ 質問器アンテナ
【発明の属する技術分野】
本発明は、物や人などの物体を識別するための移動体通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、物体の種類などの情報を非接触で取得し、物体を識別する移動体通信システムが提案されており、この中でも応答器１に電源の必要のない非接触ＩＤタグシステムが汎用されている。非接触ＩＤタグシステムは、ＩＤタグと称される応答器１とＲ／Ｗと称される質問器２で構成されるものであって、例えば、応答器１を移動する物体に取り付けると共に質問器２を固定して配置し、応答器１と質問器２の間で電波による簡易的な通信を行うものである。
【０００３】
図９に応答器１と質問器２の構成のブロック図を示す。応答器１の応答器アンテナ３０は質問器２から送信される質問電波を応答器１に取り込む機能、及び応答器１から応答電波を質問器２に送信する機能を有するものである。変復調器３１は質問電波から電力、クロック、質問データなどを取り出して制御部３２やメモリ３３に供給する機能、及び制御部３２からの応答データに応じて搬送波を振幅変調し、これを応答器アンテナ３０に供給して反射波として質問器２に返送する機能を有するものである。制御部３２は質問器２からの質問データに応じて応答器１の動作の内部制御を行うものであって、制御の内容はメモリに保持されている識別データの読み出し、メモリ３３への識別データを書き込み、及びこれらの動作に関連するその他の制御などである。メモリ３３は不揮発性メモリであって、ＩＤデータなどの物体の固有の識別データを保持するものである。
【０００４】
質問器２のシンセサイザ３４は搬送波を発生させるものである。変調器３５は質問データ及びクロックに応じて搬送波に振幅変調をかけるものである。送信アンプ３６は変調された搬送波を増幅するものである。サーキュレータ３７は質問器アンテナ３８で受信された受信電波を分配器３９に送る機能、及び送信アンプ３６から送られてくる搬送波を質問器アンテナ３８に送る機能を有するものであって、電波の送信と受信を一個の質問器アンテナ３８で行うための分配合成器である。質問器アンテナ３８はサーキュレータ３７から送られてくる搬送波を質問電波として応答器１に送信する機能、及び応答器１から送られてくる応答電波を質問器２に取り込む機能を有するものである。分配器３９は二つの受信系４１、４２に受信した応答電波を分配するものである。位相シフタ４０は一方の受信系４１に供給される応答電波の位相を他方の受信系４２に供給される応答電波の位相に比べて９０°ずらす（シフトさせる）機能を有するものである。
【０００５】
質問器２の一方の受信系４１はミキサ４３とフィルタ４４と受信アンプ４５を用いた受信回路であって、他方の受信系４２はミキサ４６とフィルタ４７と受信アンプ４８を用いた受信回路である。ミキサ４３、４６は搬送波と応答電波を混合してその差分を出力することで、応答電波から応答データを復調するものである。フィルタ４４、４７はミキサ４３、４６で復調された応答データ（復調波）から不要成分を除去するためのものである。受信アンプ４５、４８は応答データ（復調波）をデジタル信号に変換するなどの処理を行いやすいレベルにまで増幅するものである。合成アンプ４９は二系統の受信系４１、４２から出力される応答データを合成し、アナログ信号で応答データを出力するものである。レベル変換器５０は合成アンプ４９からのアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するものである。
【０００６】
そしてこのような移動体通信システムを用いて物体を識別するにあたっては、まずシンセサイザ３４で発生させた搬送波と質問データと動作の基準となるクロックを変調器３５に供給し、電力と質問データ及びクロックに応じて搬送波に振幅変調をかける。次に変調された搬送波は送信アンプ３６で増幅された後、サーキュレータ３７を通って質問器アンテナ３８に供給される。質問器アンテナ３８に供給された搬送波は質問電波として送出される。
【０００７】
質問電波は質問器アンテナ３８の電界エリア内にある応答器１に応答器アンテナ３０から取り込まれ、取り込まれた質問電波は変復調器３１で搬送波と電力とクロックと質問データのそれぞれに復調される。ここで復調された電力は制御部３２及びメモリ３３の動作電源としてそれぞれに供給される。また制御部３２の読み込みや書き込みなどの動作のタイミングとなるクロック及び質問データは制御部３２に供給される。次に制御部３２で質問データを解析し、この解析結果に基づいて制御部３２を動作させて必要な識別データをメモリ３３から読み取る。次に読み取られた識別データ及びその他のデータが応答データとして制御部３２から変復調器３１に送られ、ここで質問器２から送られてきた搬送波を応答データに応じて変調する。この後、変調された搬送波は応答器アンテナ３０に供給されてここから応答電波として送出される。
【０００８】
応答電波は質問器２の質問器アンテナ３８で受信されて質問器２に取り込まれる。取り込まれた応答電波はサーキュレータ３７を通って分配器３９に送られる。この分配器３９で応答電波は二分され、その一方は位相シフタ４０を介して一方の受信系４１に、二分された応答電波の他方は直接もう一方の受信系４２に供給される。一方の応答電波は位相シフタ４０により位相がずらされ、他方の応答電波に比べて９０°位相がずれた状態で受信系４１に入力される。また他方の応答電波は受信された時の位相の状態で受信系４２に入力される。この後、受信系４１に入力された応答電波はシンセサイザ３４において発生させた搬送波とミキサ４３で混合される。この混合により生じる差分が識別データを含む応答データであり、このようにして応答データのみが復調される。次に復調された応答データはフィルタ４４に送られ、フィルタ４４で応答データに含まれる不要波などの不要成分が除去された後、受信アンプ４５に送られて扱いやすいレベルにまで増幅され、この後、合成アンプ４９に供給される。また受信系４２に入力された応答電波は上記と同様にミキサ４６で応答データが復調されてこの応答データのみがフィルタ４７に送られ、フィルタ４７で不要成分が除去された後、受信アンプ４８で増幅されて合成アンプ４９に供給される。
【０００９】
上記のように応答電波は質問電波から取り出した搬送波を再び用いて応答器１で生成されている。そのために応答電波の受信時における応答器１と質問器２の位置の関係で、応答電波の搬送波の位相とシンセサイザ３４から送られてくる搬送波の位相が１８０°異なる場合があり、この状態では応答電波から応答データを復調することができない。そこで上記のように応答電波を二分し、一方の応答電波を位相シフタ４０で位相を９０°ずらしてシフトさせてから一方の受信系４１に入力し、他方の応答電波は位相をずらさないまま他方の受信系４２に入力することによって、二つの受信系４１、４２のそれぞれで位相の異なる応答電波を独立して処理することができ、一方の受信系４１（あるいは４２）において、応答電波の搬送波の位相とシンセサイザ３４から送られてくる搬送波の位相が１８０°異なっていて応答データを取得することができなくても、他方の受信系４２（あるいは４１）では応答電波の搬送波の位相とシンセサイザ３４から送られてくる搬送波の位相が９０°異なることになり、応答データを確実に安定して取得することができる。
【００１０】
受信系４１と４２のそれぞれから出力された応答データは合成アンプ４９で合成され、ここで安定したアナログ信号の応答データが生成され、この応答データがレベル変換器５０でデジタル信号に変換されることによって、識別データを含む応答データが得られる。そしてこのようにして得られる応答データの識別データやその他のデータにより、応答器１が装着された物体の種類等の情報が得られ、物体を識別することができるのである。
【００１１】
またこの移動体通信システムにおいて、応答器１に物体の識別データを書き込むにあたっては、次のようにして行う。まずシンセサイザ３４で発生させた搬送波と識別データを含む質問データと動作の基準となるクロックを変調器３５に供給し、電力と質問データ及びクロックに応じて搬送波に振幅変調をかける。次に変調された搬送波は送信アンプ３６で増幅された後、サーキュレータ３７を通って質問器アンテナ３８に供給される。質問器アンテナ３８に供給された搬送波は質問電波として送出される。
【００１２】
質問電波は質問器アンテナ３８の電界エリア内にある応答器１に応答器アンテナ３０から取り込まれ、取り込まれた質問電波は変復調器３１で搬送波と電力とクロックと質問データのそれぞれに復調される。ここで復調された電力は制御部３２及びメモリ３３の動作電源としてそれぞれに供給される。また制御部３２の読み込みや書き込みなどの動作のタイミングとなるクロック及び質問データは制御部３２に供給される。次に制御部３２で質問データを解析し、この解析結果に基づいて制御部３２を動作させて質問データに含まれる識別データをメモリ３３に書き込む。このようにして応答器１が装着される物体の種類等の情報を応答器１に書き込んで保持させることができる。尚、この後、識別データが正常に書き込まれたことを示すデータを応答データとして応答器１から質問器２に送信し、上記と同様に受信系４１、４２等を用いて返送された応答データを質問器２で取り出し、識別データがメモリ３３に正常に書き込まれたことを質問器２で確認するようにしてもよい。
【００１３】
このように上記の移動体通信システムは、応答器１単独あるいは応答器１が装着された物体が質問器２の電界エリア（サービスエリア）内に入ってくると、応答器１と質問器２の間で電波を用いて情報（データ）のやり取りを行い、応答器１に予め書き込まれて保持されている識別データを質問器２で読み取ることによって、物体の識別を行なうようにし、また応答器１に物体の識別データを書き込むようにするものである。しかも応答器１が自身を動作させる電源を持たないものであって、質問器２から送信される質問電波を用いて電力を応答器１に伝送し、この電力で応答器１を動作させるようにしている。
【００１４】
図１１に質問器２の一例を示す。質問器２は箱状の質問器本体２０の内部にシンセサイザ３０や変調器３１や質問器アンテナ３８などを構成する回路が内蔵されている。また質問器２からより遠く、広い範囲に位置する応答器１に電力を供給したり、質問器２とより遠く、広い範囲に位置する応答器１との間でデータのやり取りしたりすることができるように、質問器アンテナ３８としては図３のようなパッチアンテナ１０が用いられている。このパッチアンテナ１０は基板１１の表面に四つのパッチ１２を設け、各パッチ１２と給電点１３を導体回路１４で接続することによって形成されており、例えば、金属張り積層板の表面の金属箔をエッチング等で処理することによって、金属箔からパッチ１２、給電点１３、導体回路１４を形成してプリント配線板を作製し、このプリント配線板をパッチアンテナ１０として用いるようにしている。
【００１５】
図３のようなパッチアンテナ１０で質問器アンテナ３８を形成した場合、例えば、図１０のような読み取り可能エリア１５と書き込み可能エリア１６が質問器アンテナ３８の上側に形成される。尚、図１０中の１７は各パッチ１２から放射される電界（アンテナパターン）を示す。読み取り可能エリア１５は、応答器１から送信される応答データを質問器１で受信して応答データに含まれている識別データを確実に読み取ることができる範囲を示すものであり、この読み取りエリア１５内に応答器１を位置させた状態で識別データを読み取るようにしている。また書き込み可能エリア１６は読み取り可能エリア１５の略中央部に位置するものであって、質問器２から送信される質問データを応答器１で受信して質問データに含まれている識別データを応答器１のメモリ３３に確実に書き込むことができる範囲を示すものであり、この書き込み可能エリア１６内に応答器１を位置させた状態で識別データを書き込むようにしている。
【００１６】
図１０に示すように、読み取り可能エリア１５は書き込み可能エリア１６よりも遠くにまで達して広い範囲に形成される。通常、書き込み操作に必要な電力は読み取り操作に必要な電力よりも大きく（１０倍以上の電力が必要な場合もある）、このために、電力不足で書き込み不可能にならないように大きい電力が安定して供給される範囲しか書き込み可能エリア１６として用いることができない。一方、読み取り操作に必要な電力は、書き込み操作に必要な電力よりも小さいため、書き込み可能エリア１６の電力よりも多少電力の弱い範囲であっても読み取り可能エリア１５として使用することができる。従って、読み取り可能エリア１５は書き込み可能エリア１６よりも広い範囲に形成されるのである。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記の移動体通信システムでは、書き込み可能エリア１６が狭いので、応答器１への識別データの書き込む際に、正確に応答器１を狭い書き込み可能エリア１６に位置させなければならず、応答器１の位置合わせに時間や手間がかかって作業性が低く、また応答器１の位置合わせの不正確により書き込み不良が生じやすいという問題があった。
【００１８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、書き込み可能エリアを広く形成して応答器へ識別データを書き込む際の作業性を高くすることができ、また応答器への識別データの書き込み不良を生じにくくすることができる移動体通信システムを提供することを目的とするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の移動体通信システムは、物体に装着可能な応答器１と、応答器１を動作させる質問電波の送信及び応答器１から送信される応答電波の受信を行う質問器２とを具備し、質問電波に保持される物体の識別データを応答器１に書き込むようにする移動体通信システムにおいて、質問電波の送信及び応答電波の受信を行なうための質問器アンテナ３８を質問器２に設け、質問器アンテナ３８から送信される質問電波の拡散を低減するための反射体３を質問器アンテナ３８と応答器１の間において質問器２の外面に設け、反射体３を質問器アンテナ３８側と応答器１側に開口する金属製の筒体で形成して成ることを特徴とするものである。
【００２０】
また本発明の請求項２に記載の移動体通信システムは、請求項１の構成に加えて、応答器１を保持するための応答器保持体４を反射体３の内側に設けて成ることを特徴とするものである。
また本発明の請求項３に記載の移動体通信システムは、請求項２の構成に加えて、比誘電率が１〜２の応答器保持体４を用いて成ることを特徴とするものである。
【００２１】
また本発明の請求項４に記載の移動体通信システムは、請求項２又は３の構成に加えて、発泡樹脂製の応答器保持体４を用いて成ることを特徴とするものである。
また本発明の請求項５に記載の移動体通信システムは、請求項１乃至４のいずれかの構成に加えて、応答器１を保持するためのための応答器保持フィルム５を反射体３の応答器１側の開口６に設けて成ることを特徴とするものである。
【００２２】
また本発明の請求項６に記載の移動体通信システムは、請求項１乃至５のいずれかの構成に加えて、応答器１を保持するための応答器保持網７を反射体３の応答器１側の開口６に設けて成ることを特徴とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
応答器１はラベル（タグ）のような外観を呈するものであって、合成樹脂等の短冊状の薄い二枚のフィルム材の間にＩＣチップと回路パターンを挟み込んで形成されている。応答器１の外面には物体の表面に貼り付けて装着しやすいように粘着層などを設けてシールのように形成するのが好ましい。ＩＣチップは上記の変復調器３１と制御部３２とメモリ３３の機能を有するものであり、また回路パターンはＩＣチップに電気的に接続されるものであって、銅箔などの金属箔や銀ペーストの印刷などで形成されており、上記の応答器アンテナ３０の機能を有するものである。
【００２４】
質問器２は絶縁材料で箱状に形成される質問器本体２０に、上記のシンセサイザ３４、変調器３５、送信アンプ３６、サーキュレータ３７、質問器アンテナ３８、分配器３９、位相シフタ４０、受信系４１及び４２（ミキサ４３及び４６、フィルタ４４及び４７、受信アンプ４５及び４８）、合成アンプ４９、レベル変換器５０を構成する回路が内蔵されている。質問器アンテナ３８としては図３のようなパッチアンテナ１０が用いられている。このパッチアンテナ１０は基板１１の上面に四つのパッチ１２を設け、各パッチ１２と給電点１３を導体回路１４で接続することによって形成されており、例えば、金属張り積層板の表面の金属箔をエッチング等で処理することによって、金属箔からパッチ１２、給電点１３、導体回路１４を形成してプリント配線板を作製し、このプリント配線板をパッチアンテナ１０として用いるようにしている。そして質問器アンテナ３８は、その上面を質問器本体２０の上側の内面に密着させて配設して質問器２に内蔵されており、質問器２の上面を通して質問電波の送信及び応答電波の受信が行なわれ、この質問器２の上面が送受信面２０ａとして形成されている。
【００２５】
質問器２の送受信面２０ａ（上面）には反射体３が載置されて設けられている。反射体３は銅などの金属製の筒体で形成されるものであって、その上面と下面とが開口している。反射体３の直径は、反射体３が質問器アンテナ３８のパッチ１２よりも外側に位置するような（全てのパッチ１２が反射体３の下側の開口内に収まるような）大きさに形成されており、また反射体３の高さは、反射体３の上端が書き込み可能エリア１６の直ぐ下側に位置するように形成されている。反射体３の内側には応答器保持体４が充填されて設けられている。応答器保持体４の高さは反射体３の高さと略同じ寸法に形成されており、反射体３の上面の開口６が応答器保持体４の上面で塞ぐように形成されている。応答器保持体４はその比誘電率が１〜２であることが好ましい。応答器保持体４の比誘電率が２を超えたりすると、質問電波を質問器アンテナ３８から送信する時や応答電波を質問器アンテナ３８で受信する時に、応答器保持体４が質問電波及び応答電波に影響を与えて読み込み可能エリア１５や書き込み可能エリア１６が狭くなる恐れがある。このような応答器保持体４は発泡スチロールや発泡ポリエチレンなどの発泡樹脂で形成することができ、このことで比誘電率が１〜２の応答器保持体４を容易に形成することができると共に反射体３に不用意な衝撃がかからないように応答器保持体４で吸収することができて反射体３の変形を防止することができる。
【００２６】
そしてこのような移動体通信システムを用いて物体を識別するにあたっては従来と同様にして行なうことができる。つまり、まずシンセサイザ３４で発生させた搬送波と質問データと動作の基準となるクロックを変調器３５に供給し、電力と質問データ及びクロックに応じて搬送波に振幅変調をかける。次に変調された搬送波は送信アンプ３６で増幅された後、サーキュレータ３７を通って質問器アンテナ３８に供給される。質問器アンテナ３８に供給された搬送波は質問電波として質問器２の上面から反射体３の内側を通って送出される。
【００２７】
送出された質問電波は、質問器アンテナ３８の電解エリア内の読み込み可能エリア１５及び書き込み可能エリア１６にある応答器１に応答器アンテナ３０から取り込まれ、取り込まれた質問電波は変復調器３１で搬送波と電力とクロックと質問データのそれぞれに復調される。ここで復調された電力は制御部３２及びメモリ３３の動作電源としてそれぞれに供給される。また制御部３２の読み込みや書き込みなどの動作のタイミングとなるクロック及び質問データは制御部３２に供給される。次に制御部３２で質問データを解析し、この解析結果に基づいて制御部３２を動作させて必要な識別データをメモリ３３から読み取る。次に読み取られた識別データ及びその他のデータが応答データとして制御部３２から変復調器３１に送られ、ここで質問器２から送られてきた搬送波を応答データに応じて変調する。この後、変調された搬送波は応答器アンテナ３０に供給されてここから応答電波として送出される。
【００２８】
応答電波は質問器２の質問器アンテナ３８で受信されて質問器２に取り込まれる。取り込まれた応答電波はサーキュレータ３７を通って分配器３９に送られる。この分配器３９で応答電波は二分され、その一方は位相シフタ４０を介して一方の受信系４１に、二分された応答電波の他方は直接もう一方の受信系４２に供給される。一方の応答電波は位相シフタ４０により位相がずらされ、他方の応答電波に比べて９０°位相がずれた状態で受信系４１に入力される。また他方の応答電波は受信された時の位相の状態で受信系４２に入力される。この後、受信系４１に入力された応答電波はシンセサイザ３４において発生させた搬送波とミキサ４３で混合される。この混合により生じる差分が識別データを含む応答データであり、このようにして応答データのみが復調される。次に復調された応答データはフィルタ４４に送られ、フィルタ４４で応答データに含まれる不要波などの不要成分が除去された後、受信アンプ４５に送られて扱いやすいレベルにまで増幅され、この後、合成アンプ４９に供給される。また受信系４２に入力された応答電波は上記と同様にミキサ４６で応答データが復調されてこの応答データのみがフィルタ４７に送られ、フィルタ４７で不要成分が除去された後、受信アンプ４８で増幅されて合成アンプ４９に供給される。
【００２９】
受信系４１と４２のそれぞれから出力された応答データは合成アンプ４９で合成され、ここで安定したアナログ信号の応答データが生成され、この応答データがレベル変換器５０でデジタル信号に変換されることによって、識別データを含む応答データが得られる。そしてこのようにして得られる応答データの識別データやその他のデータにより、応答器１が装着された物体の種類等の情報が得られ、物体を識別することができるのである。
【００３０】
またこの移動体通信システムにおいて、応答器１に物体の識別データを書き込むにあたっては、次のようにして行う。まず応答器１を応答器保持体４の略中央部に載置して反射体３の上側に保持させ、応答器１を書き込み可能エリア１６内に保持する。次にシンセサイザ３４で発生させた搬送波と識別データを含む質問データと動作の基準となるクロックを変調器３５に供給し、電力と質問データ及びクロックに応じて搬送波に振幅変調をかける。次に変調された搬送波は送信アンプ３６で増幅された後、サーキュレータ３７を通って質問器アンテナ３８に供給される。質問器アンテナ３８に供給された搬送波は質問電波として質問器２の上面から反射体３の内側を通って送出される。
【００３１】
送出された質問電波は応答器保持体４に保持された応答器１に応答器アンテナ３０から取り込まれ、取り込まれた質問電波は変復調器３１で搬送波と電力とクロックと質問データのそれぞれに復調される。ここで復調された電力は制御部３２及びメモリ３３の動作電源としてそれぞれに供給される。また制御部３２の読み込みや書き込みなどの動作のタイミングとなるクロック及び質問データは制御部３２に供給される。次に制御部３２で質問データを解析し、この解析結果に基づいて制御部３２を動作させて質問データに含まれる識別データをメモリ３３に書き込む。このようにして応答器１が装着される物体の種類等の情報を応答器１に書き込んで保持させることができる。尚、この後、識別データが正常に書き込まれたことを示すデータを応答データとして応答器１から質問器２に送信し、上記と同様に受信系４１、４２等を用いて返送された応答データを質問器２で取り出し、識別データがメモリ３３に正常に書き込まれたことを質問器２で確認するようにしてもよい。
【００３２】
このように本発明の移動体通信システムは、応答器１単独あるいは応答器１が装着された物体が質問器２の電界エリア（サービスエリア）内に入ってくると、応答器１と質問器２の間で電波を用いて情報（データ）のやり取りを行い、応答器１に予め書き込まれて保持されている識別データを質問器２で読み取ることによって、物体の識別を行なうようにし、また応答器１に物体の識別データを書き込むようにするものである。
【００３３】
そして本発明の移動体通信システムでは、質問器アンテナ３８から送信される質問電波の拡散を低減するための反射体３を質問器アンテナ３８と応答器１の間において質問器２の上面に設けたので、反射体３の内側面で質問電波を反射して質問電波の拡散を低減することによって、反射体３の上側の開口６の上方に質問電波を集めることができ、図４に示すように書き込み可能エリア１６を従来の図１０の状態よりも広く大きくすることができ、しかも質問電波が書き込み可能エリア１６に集中することによって、書き込み可能エリア１６の電界強度が高くなり、応答器１に安定して大きな電力を供給することができる。従って、応答器１の位置合わせが行ないやすくなって応答器１の位置合わせに時間や手間がかからないようにして作業性を高くすることができるものであり、また応答器１の位置合わせの不正確さが小さくなって書き込み不良が生じにくくなるものである。
【００３４】
本発明のように反射体３を設けることによって、書き込み可能エリア１６の範囲が広がり書き込み可能エリア１６の電界強度が高くなる理由は次のように説明することができる。通常、電波は金属の表面に当たると全反射する特性がある。図５（ａ）（ｂ）に示すように、入射波（電波）２１が金属板２３（反射体３）の表面に当たると反射されて反射波２２が生じるが、この反射波２２の位相は入射波２１の位相がλ／２波長（１８０°）反転したものとなっている。そして図５（ａ）のように、入射波２１が０°で金属板２３に当たると、入射波２１と同じ波形の反射波２２が発生し、入射波２１と反射波２２の複合波である定在波２４の波形は強調される。逆に、図５（ｂ）のように、入射波２１と反射波２２の位相が１８０°異なれば、入射波２１と反射波２２が互いに打ち消されて定在波２４の波形（出力）が小さくなる。
【００３５】
そして図５（ａ）の定在波２４の振幅（出力）が大きくなる部分が電界強度が高くなったところであり、この定在波２４の振幅が大きくなる部分が書き込み可能エリア１６となって従来よりも広がり、また書き込み可能エリア１６の電界強度が高くなるのである。例えば、質問電波及び応答電波の波長が１２〜１０ｃｍであれば、この強調された部分は反射体３の内側面から６〜５ｃｍ付近に生じ、これが書き込み可能エリア１６となる。
【００３６】
また本発明では反射体３の内側に応答器保持体４を設け、応答器保持体４の上面の位置を反射体３の上面の開口６の位置とほぼ同じに形成したので、応答器保持体４の上面に応答器１を載せて保持することによって、応答器１を書き込み可能エリア１６に簡単に位置させることができ、応答器１の位置合わせに時間や手間がかからないようにして作業性を高くすることができるものであり、また応答器１の位置合わせの不正確さが小さくなって書き込み不良が生じにくくなるものである。尚、応答器保持体４は反射体３の内側に充填するだけでなく、図６に示すように、応答器保持体４に反射体３を埋設するようにしてもよく、このことで反射体３を応答器保持体４で保護して反射体３の変形を防ぐことができるものである。
【００３７】
尚、応答器１から識別データを読み取る時など、質問電波を拡散させたい時は反射板３を用いないようにするのが好ましく、このことで質問電波は拡散してより遠くまで到達して読み取り可能エリア１５が広がることになり、質問器２から離れた位置にある応答器１から識別データを得ることができて質問器２から離れた位置にある物体の識別を行なうことができる。
【００３８】
図７に他の実施の形態を示す。この実施の形態の反射体３にはその上面の開口６を覆うように、ポリプロピレンやポリエチレンやポリ塩化ビニルなどの合成樹脂製の極薄の応答器保持フィルム５が設けられている。この応答器保持フィルム５は上記の応答器保持体４と同様の作用、つまり応答器１を書き込み可能エリア１６に位置させて保持する作用を有するものである。またこの応答器保持フィルム５の比誘電率も応答器保持体４の場合と同様の理由から１〜２にするのが好ましい。
【００３９】
図８に他の実施の形態を示す。この実施の形態の反射体３にはその上面の開口６を覆うように、ポリプロピレンやポリエチレンやポリ塩化ビニルなどの合成樹脂製の極薄の応答器保持網７が設けられている。この応答器保持網７は上記の応答器保持体４と同様の作用、つまり応答器１を書き込み可能エリア１６に位置させて保持する作用を有するものである。またこの応答器保持網７の比誘電率も応答器保持体４の場合と同様の理由から１〜２にするのが好ましい。
【００４０】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に記載の発明は、物体に装着可能な応答器と、応答器を動作させる質問電波の送信及び応答器から送信される応答電波の受信を行う質問器とを具備し、質問電波に保持される物体の識別データを応答器に書き込むようにする移動体通信システムにおいて、質問電波の送信及び応答電波の受信を行なうための質問器アンテナを質問器に設け、質問器アンテナから送信される質問電波の拡散を低減するための反射体を質問器アンテナと応答器の間において質問器の外面に設け、反射体を質問器アンテナ側と応答器側に開口する金属製の筒体で形成したので、反射体の内側面で質問電波を反射して質問電波の拡散を低減することによって、反射体の応答器側の開口の外側に質問電波を集めることができて書き込み可能エリアを広く大きくすることができ、応答器の位置合わせが行ないやすくなって応答器の位置合わせに時間や手間がかからないようにして作業性を高くすることができるものであり、また応答器の位置合わせの不正確さが小さくなって書き込み不良が生じにくくなるものである。しかも質問電波が書き込み可能エリアに集中することによって、書き込み可能エリアの電界強度が高くなり、応答器に安定して大きな電力を供給することができるものである。
【００４１】
また本発明の請求項２に記載の発明は、応答器を保持するための応答器保持体を反射体の内側に設けたので、応答器保持体に応答器を保持することによって、応答器を書き込み可能エリアに簡単に位置させることができ、応答器の位置合わせに時間や手間がかからないようにして作業性を高くすることができるものであり、また応答器の位置合わせの不正確さが小さくなって書き込み不良が生じにくくなるものである。
【００４２】
また本発明の請求項３に記載の発明は、比誘電率が１〜２の応答器保持体を用いたので、質問電波を質問器アンテナから送信する時や応答電波を質問器アンテナで受信する時に、応答器保持体が質問電波及び応答電波に影響を与えないようにして読み込み可能エリアや書き込み可能エリアが狭くならないようにすることができ、読み込み可能エリアや書き込み可能エリアを確実に確保することができるものである。
【００４３】
また本発明の請求項４に記載の発明は、発泡樹脂製の応答器保持体を用いたので、発泡樹脂内の空隙により比誘電率が１〜２の応答器保持体を容易に形成することができるものであり、また反射体に不用意な衝撃がかからないように応答器保持体で吸収することができ、反射体の変形を防止することができるものである。
【００４４】
また本発明の請求項５、６に記載の発明は、応答器を保持するための応答器保持フィルムや応答器保持網を反射体の応答器側の開口に設けたので、応答器保持フィルムや応答器保持網に応答器を保持することによって、応答器を書き込み可能エリアに簡単に位置させることができ、応答器の位置合わせに時間や手間がかからないようにして作業性を高くすることができるものであり、また応答器の位置合わせの不正確さが小さくなって書き込み不良が生じにくくなるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】同上の反射体を示す斜視図である。
【図３】同上の質問器アンテナを示す斜視図である。
【図４】同上の読み込み可能エリアと書き込み可能エリアを示す説明図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は本発明の作用を示す説明図である。
【図６】同上の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図７】同上の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図８】同上の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図９】本発明及び従来例の応答器及び質問器を示すブロック図である。
【図１０】従来例の読み込み可能エリアと書き込み可能エリアを示す説明図である。
【図１１】従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 応答器
２ 質問器
３ 反射体
４ 応答器保持体
５ 応答器保持フィルム
６ 開口
７ 応答器保持網
３８ 質問器アンテナ
Claims (6)
- 物体に装着可能な応答器と、応答器を動作させる質問電波の送信及び応答器から送信される応答電波の受信を行う質問器とを具備し、質問電波に保持される物体の識別データを応答器に書き込むようにする移動体通信システムにおいて、質問電波の送信及び応答電波の受信を行なうための質問器アンテナを質問器に設け、質問器アンテナから送信される質問電波の拡散を低減するための反射体を質問器アンテナと応答器の間において質問器の外面に設け、反射体を質問器アンテナ側と応答器側に開口する金属製の筒体で形成して成ることを特徴とする移動体通信システム。
- 応答器を保持するための応答器保持体を反射体の内側に設けて成ることを特徴とする請求項１に記載の移動体通信システム。
- 比誘電率が１〜２の応答器保持体を用いて成ることを特徴とする請求項２に記載の移動体通信システム。
- 発泡樹脂製の応答器保持体を用いて成ることを特徴とする請求項２又は３に記載の移動体通信システム。
- 応答器を保持するための応答器保持フィルムを反射体の応答器側の開口に設けて成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の移動体通信システム。
- 応答器を保持するための応答器保持網を反射体の応答器側の開口に設けて成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の移動体通信システム。
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