JP4166772B2 - リーダライタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ループアンテナを用いてＩＣカードやＩＣタグなどの被識別体との間で非接触通信を行うリーダライタ装置に関し、特に、複数のループアンテナを効果的に使用するリーダライタ装置に関する。

例えば、ＩＣカード或いはＩＣタグなどを用いた非接触型リーダライタシステムは、一般にＲＦ−ＩＤシステムと呼ばれており、交通カードシステムや、物品管理システムなどに実用化されている。
一例として、ＩＣタグを用いた非接触型リーダライタシステムでは、主要な構成として、ＩＣチップにループアンテナを備えて電源を内蔵しない非接触型のＩＣタグと、ループアンテナを備えて無線通信を行うリーダライタ装置を有する。リーダライタ装置ではそのループアンテナにより、ＩＣタグ内のＩＣチップを駆動する電力と質問データを常時又は間欠に送信し、当該電力及び当該質問データを受信することができる範囲内に存在するＩＣタグからの応答データを受信して得る。
以下では、説明の便宜上から、ＩＣタグのループアンテナをタグアンテナと言い、また、特にいずれに備えられているかを示さずにループアンテナと言う場合にはリーダライタ装置のループアンテナを示す。

ここでは、１３．５６ＭＨｚの周波数を使用する電磁誘導型のリーダライタ装置及びそのループアンテナとＩＣタグについて説明する。
電源を内蔵しないＩＣタグがリーダライタ装置と無線通信するためには、リーダライタ装置が有する送信アンテナ（ループアンテナ）が発生する磁界が、ＩＣタグ内部の回路を駆動するための起電力を発生することができる空間的距離範囲内にあり、且つタグアンテナのループ面を鎖交する方向性を持つ位置関係であることが必要となる。
しかしながら、１つのループアンテナと１枚のＩＣタグについては、その距離が十分に小さくとも、空間的に磁界が鎖交しない方向性を持つ位置が存在する。これをＮｕｌｌ点という。通常、Ｎｕｌｌ点は１つのループアンテナに１つ以上存在する。ループアンテナの形状によってはＮｕｌｌ点が連続し、平面的な不読範囲（不読エリア）が形成されてしまう。

図７（ａ）、（ｂ）には、ＩＣタグの読取方向を固定した一様な読取エリアを１つのループアンテナにより生成しようした場合に、ループアンテナに生成される読取範囲（読取エリア）及び不読範囲の例を示してある。
図７（ａ）には、ＩＣタグ６４ａ、６４ｂの配置方向、ループアンテナによる所望の読取範囲６１、所望のＩＣタグ読取方向６２、所望の磁界方向６３の関係の一例を示してある。
図７（ｂ）には、１つのループアンテナ７１、ループアンテナ７１による磁界７２、鎖交磁界によるループアンテナ７１の読出範囲７３ａ、７３ｂ、磁界Ｎｕｌｌによるループアンテナ７１の不読範囲７４、ＩＣタグ７５ａ、７５ｂ、７５ｃの配置方向の例を示してある。
図７（ｂ）に示されるように、任意の空間にＩＣタグの読取方向を固定した一様な読取範囲を生成する場合に、１つのループアンテナ７１で読取範囲を生成しようとすると、ＩＣタグ７３ａ、７３ｂ、７３ｃに対して磁界がＮｕｌｌとなる不読範囲７４ができてしまう。

ここで、一様な読取範囲を確保するために、或るループアンテナにできる不読範囲に対して別のループアンテナによって読み取りを行うようにする構成が考えられる。
しかしながら、複数のループアンテナが近傍に存在する配置や、方向によってループアンテナ同士の結合が強くなること（この状態を密結合と言う）により、自他のループアンテナの共振状態が崩れてアンテナとして機能しなくなる特性となり、例えば、個々のループアンテナのいずれかに対しては読み取り可能な位置にあるはずのＩＣタグを読み取ることができなくなってしまう。電波が出力されなくても、複数のループアンテナが同じ周波数で共振していると、互いの位置や方向によって自他のループアンテナの特性が変化する。
このように、従来の方式では、限られた空間に複数のループアンテナを近傍の距離や同じ方向で配置することができなかった。

特開２００２−６００２１号公報

上述のように、従来の非接触型リーダライタシステムでは、リーダライタ装置において、複数のループアンテナを使用して十分な読取範囲を確保することが困難であるといった不具合があった。
本発明は、このような従来の課題を解決するために為されたもので、複数のループアンテナを効果的に使用することができるリーダライタ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、次のような構成とした。
（発明１）ＩＣチップを備えた被識別体との間で、複数のループアンテナを使用して電磁誘導作用により非接触通信を行うようにしたリーダライタ装置であって、
前記複数のループアンテナの中から非接触通信に使用するループアンテナを切り替えて非接触通信を行う通信手段を有し、
前記複数のループアンテナは、それぞれの形状が同一であって、同じ方向に一列で等間隔に配置されていることを特徴とするリーダライタ装置。
（発明２）前記複数のループアンテナは、それぞれのループ面が他のループアンテナのループ面と重なるように配置されていることを特徴とする前記（発明１）に記載のリーダライタ装置。
（発明３）前記複数のループアンテナは、それぞれのループ面が他のループアンテナのループ面と半分だけ重なるように配置されていることを特徴とする前記（発明１）に記載のリーダライタ装置。
（発明４）ＩＣチップを備えた被識別体との間で、複数のループアンテナを使用して電磁誘導作用により非接触通信を行うようにしたリーダライタ装置であって、
それぞれにループアンテナとなるコイルと同調回路とを備えた複数のアンテナ装置と、
前記複数のアンテナ装置の中から非接触通信に使用するアンテナ装置を切り替えて非接触通信を行う通信手段とを備え、
前記複数のループアンテナは、それぞれの形状が同一であって、同じ方向に一列で等間隔に配置されていることを特徴とするリーダライタ装置。

［以下、関連技術について説明する。］
リーダライタ装置では、次のような構成により、ループアンテナを使用して非接触通信を行う。
すなわち、複数のループアンテナを備え、通信手段が前記複数のループアンテナの中から非接触通信に使用するループアンテナを切り替えて非接触通信を行う。この場合に、前記複数のループアンテナのそれぞれの共振周波数を変化させる共振周波数変化手段を備え、制御手段が、前記複数のループアンテナについて、前記非接触通信に使用するループアンテナの共振周波数に対して、他のループアンテナ（つまり、非接触通信に使用しないループアンテナ）の共振周波数を異ならせるように、前記共振周波数変化手段を制御する。
従って、複数のループアンテナについて、非接触通信に使用するループアンテナの共振周波数に対して、他のループアンテナの共振周波数を異ならせることが行われるため、例えば、従来においてはループアンテナ間での影響があるような配置においても、このような影響を低減すること乃至無くすことができ、複数のループアンテナを効果的に使用することができる。
ここで、複数のループアンテナの数としては、種々な数が用いられてもよい。
また、複数のループアンテナの配置としては、種々な配置が用いられてもよく、例えば、共振周波数を異ならせない場合には互いに影響を及ぼすような配置で２個のループアンテナを隣接させて或いは近接させて設けることが可能であり、更に、同様な配置で、３個以上のループアンテナを設けることも可能である。
また、それぞれのループアンテナの形状や大きさなどとしては、種々な態様が用いられてもよい。

また、複数のループアンテナの中から非接触通信に使用するループアンテナを切り替える態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、非接触通信に使用するループアンテナへ信号（例えば、電力や質問データの信号）を供給する一方、非接触通信に使用しないループアンテナへは当該信号を供給しないように、各ループアンテナと信号供給部との接続状態をオンオフ切替するような態様を用いることができ、或いは、共振周波数を変化させるだけで、全てのループアンテナへ常に信号を供給する状態としておくような態様が用いられてもよい。
また、リーダライタ装置の非接触通信の相手としては、例えば、人により携帯される或いは物に付されるＩＣカードやＩＣタグなどの被識別体が用いられる。
また、非接触通信としては、例えば、リーダライタ装置から被識別体への電力の送信や、リーダライタ装置から被識別体へのデータの送信や、被識別体からリーダライタ装置へのデータの送信のうちの１以上が行われる。

また、複数のループアンテナのそれぞれの共振周波数を変化させる態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、１個ずつのループアンテナについて個別に共振周波数を変化させる態様が用いられてもよく、或いは、幾つかのループアンテナの共振周波数をまとめて変化させるような態様が用いられてもよい。また、例えば、複数のループアンテナの全てについて共振周波数が可変である構成ばかりでなく、一部のループアンテナについて共振周波数が可変であるような構成が用いられてもよい。
また、ループアンテナの共振周波数を変化させるための構成としては、種々な構成が用いられてもよく、例えば、ｐｉｎダイオード或いは可変容量ダイオードを用いて、それに印加するバイアス電圧を制御するような構成を用いることができる。

また、非接触通信に使用するループアンテナとしては、例えば、２個以上のループアンテナが用いられてもよく、この場合、非接触通信に使用する各ループアンテナの共振周波数は同一であってもよく或いは異なってもよい。
また、非接触通信に使用しないループアンテナとしては、例えば、２個以上のループアンテナが用いられてもよく、この場合、非接触通信に使用しない各ループアンテナの共振周波数は同一であってもよく或いは異なってもよい。
また、種々な状況に応じて各ループアンテナの共振周波数を制御する仕方としては、例えば、予めリーダライタ装置のメモリなどにデータとして或いはプログラムなどとして設定される。
以上説明したように、関連技術に係るリーダライタ装置によると、複数のループアンテナの中から非接触通信に使用するループアンテナを切り替えて非接触通信を行うに際して、非接触通信に使用するループアンテナの共振周波数に対して他のループアンテナの共振周波数を異ならせるように制御することとしたため、例えば、従来においてはループアンテナ間での影響があるような配置においても、このような影響を低減すること乃至無くすことができ、複数のループアンテナを効果的に使用することができる。
［以上、関連技術について説明した。］

本発明により、複数のループアンテナを効果的に使用することができる。

本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施例に係る非接触型リーダライタシステムに設けられる非接触型のリーダライタ装置の構成例を示してある。
本例のリーダライタ装置は、上位システム１と、リーダライタ部２と、アンテナ切替器３と、２個のアンテナ装置Ａ１、Ａ２を備えている。
各アンテナ装置Ａ１、Ａ２は、整合回路（マッチング回路）Ｂ１、Ｂ２と、同調回路Ｃ１、Ｃ２と、スイッチ回路（ＳＷ回路）Ｄ１、Ｄ２と、アンテナコイル（ループアンテナのコイル）Ｅ１、Ｅ２を備えている。
ここで、本例では、２個のアンテナ装置Ａ１、Ａ２を切り替える構成を示すが、他の構成例として、３個以上のアンテナ装置を切り替える構成が用いられてもよい。

本例では、リーダライタ装置と物品などに付されたＩＣタグとの間で非接触通信を行う場合を示す。
上位システム１は、リーダライタ部２の上位のシステムであり、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などから構成されており、本例のリーダライタ装置を統括的に制御する。
リーダライタ部２は、アンテナ装置Ａ１、Ａ２を使用して、ＩＣタグからの情報の読み取り（リード）動作や、ＩＣタグへの情報の書き込み（ライト）動作を行う。
本例では、上位システム１及びリーダライタ部２は、各アンテナ装置Ａ１、Ａ２による読取動作を切り替えるために、アンテナ切替器３及びループアンテナを有する各アンテナ装置Ａ１、Ａ２に対して切替信号を出力する機能を有している。なお、このような機能は、例えば、主に上位システム１に備えられてもよく、或いは、主にリーダライタ部２に備えられてもよく、或いは、上位システム１とリーダライタ部２に機能が分散されてもよい。

アンテナ切替器３は、上位システム２及びリーダライタ部２からの切替信号に基づいて、２個のアンテナ装置Ａ１、Ａ２の中から使用するアンテナ装置を切り替える機能を有しており、例えば、使用するアンテナ装置とリーダライタ部２とを接続する一方、他のアンテナ装置とリーダライタ部２とが非接続（接続されない状態）となるように切り替える。
各アンテナ装置Ａ１、Ａ２は同様な機能を有している。
マッチング回路Ｂ１、Ｂ２は、回路の整合を取るものである。
同調回路Ｃ１、Ｃ２は、回路を同調させるものである。
アンテナコイルＥ１、Ｅ２は、ループアンテナを構成するコイルである。
ＳＷ回路Ｄ１、Ｄ２は、上位システム２及びリーダライタ部２からの切替信号に基づいて、例えば同調回路Ｃ１、Ｃ２の回路定数などを切り替えることにより、アンテナコイルＥ１、Ｅ２の共振状態を切り替える機能を有している。
なお、アンテナ切替器３への切替信号及び各ＳＷ回路Ｄ１、Ｄ２への切替信号としては、それぞれ、異なる信号が用いられてもよく、或いは、２以上について共通な信号が用いられてもよい。

図２には、各アンテナ装置Ａ１、Ａ２の内部の構成例を示してある。
図示の構成は、ループアンテナを構成するアンテナコイル１３のインダクタと、ｐｉｎダイオード１２と、共振素子のコンデンサ１１を直列に接続した直列共振回路となっている。
なお、アンテナコイル１３によりアンテナコイルＥ１、Ｅ２が構成され、ｐｉｎダイオード１２によりＳＷ回路Ｄ１、Ｄ２が構成され、コンデンサ１１及びｐｉｎダイオード１２により同調回路Ｃ１、Ｃ２が構成される。また、マッチング回路Ｂ１、Ｂ２については省略してある。

各アンテナ装置Ａ１、Ａ２では、リーダライタ部２側からの制御信号である切替信号に応じて、ｐｉｎダイオード１２の両端子に与えるバイアス電圧を制御する。
ｐｉｎダイオード１２は、順バイアス電圧が印加される場合には、あたかもインピーダンス＝０のように見える。
一方、ｐｉｎダイオード１２は、逆バイアス電圧が印加される場合や、或いは、バイアス電圧が０Ｖである場合には、キャパシタンスを持つように見える。このため、この場合には、アンテナコイル１３（ループアンテナ）の共振周波数がシフトする（例えば、基準となる１３．５６ＭＨｚからシフトする）ことにより、ループアンテナの共振状態を制御することができる。

図３には、ループアンテナの共振周波数の変化の一例を示してある。
本例では、ＳＷ回路Ｄ１、Ｄ２を構成するｐｉｎダイオード１２に印加するバイアス電圧を制御することにより、ループアンテナの共振周波数を変化させることができる。図示の例では、周波数ｆ１に共振する特性２１と、周波数ｆ２に共振する特性２２を示してあり、このように共振周波数が異なる特性の状態を切り替えることができる。
このように、逆バイアス電圧時におけるｐｉｎダイオード１２で発生するキャパシタンスを利用して、バイアス電圧制御により、基準となる例えば１３．５６ＭＨｚとは別の所望の周波数でループアンテナを共振させることが可能となる。

本例のリーダライタ装置では、アンテナ切替器３により各アンテナ装置Ａ１、Ａ２の中から使用するアンテナ装置を切り替え、例えば使用しないアンテナ装置のＳＷ回路（ＳＷ回路Ｄ１又はＳＷ回路Ｄ２）を制御してその共振周波数を基準値からずらす構成により、例えば、従来においては密結合を起こし得るような位置関係で、複数のループアンテナ（複数のアンテナコイルＥ１、Ｅ２）を配置することが可能となる。
具体的には、一のアンテナ装置のループアンテナによりＩＣタグの情報を読み取る動作時に、他のアンテナ装置のループアンテナとの距離乃至方向に依存して発生する密結合を回避するために、読取動作状態にするループアンテナを所望の周波数で共振させ、読取動作状態に無いループアンテナを別の周波数で共振させるように、複数のアンテナ装置の共振状態を制御する。

以上のように、本例のリーダライタ装置では、ｐｉｎダイオード１２による周波数シフト機能を備え、読取動作中のループアンテナ以外のループアンテナの共振周波数を異なる周波数へシフトさせることにより、複数のループアンテナ間での密結合に起因して生じる同一周波数での共振によるアンテナ特性劣化を回避することができる。これにより、例えば、ＲＦ−ＩＤのシステムにおいて、読み取りを希望する範囲に複数のループアンテナを並べて配置することにより、読み取り不良を低減させることができる。

なお、３個以上のループアンテナを配置する場合には、例えば、読取動作中のループアンテナ以外の２個以上の全てのループアンテナの共振周波数を異なる周波数へシフトさせる。
また、本例では、１個のループアンテナにより読み取りを行う場合を示したが、他の構成例として、３個以上のループアンテナが備えられているときに、２個以上のループアンテナにより読み取りを行い、他のループアンテナにより読み取りを行わないようなことも可能であり、このような構成では、例えば、読み取りを行うループアンテナについては基準の周波数に共振させ、読み取りを行わないループアンテナについては他の周波数に共振させる。

一例として、誘導式の読み書き通信設備であるリーダライタ装置と、当該リーダライタ装置からの信号により起動されるＩＣタグから構成される物品管理システムなどにおいて、当該リーダライタ装置に接続等されて使用されるループアンテナに本例の構成を適用することが可能である。複数のループアンテナの配置により、リーダライタ装置から送信される誘導電波による信号をＩＣタグが所望の方位で受信して応答送信することができる空間（平面）的範囲を拡張することができる。これにより、例えば、複数のＩＣタグが、任意の範囲内に配置された複数のループアンテナによって決定される空間（平面）内で、通信することが可能である。
また、リーダライタ装置に備えられる複数のループアンテナの配置の仕方としては、例えば、限られた空間（平面）内に隣接又は近接に複数配置する仕方を用いることができる。また、本例では、リーダライタ部２とループアンテナの構成台数が１対複数（ｎ）の形態を有し、つまり、１個のリーダライタ部２に対して複数であるｎ個のアンテナ装置が接続される。

従って、本例のリーダライタ装置では、複数のループアンテナを近接間で設置しても、個々のループアンテナが密結合を起こさないようにすることができ、且つ個々のループアンテナ単独による読取性能を十分に発揮させることができる。例えば、従来においては複数のループアンテナが特性を崩してしまうような距離若しくは方向となる配置関係にあっても、読み取りする１個又は一部のループアンテナが、読み取りしない他のループアンテナによる影響を受けないようにすることができる。
このように、本例では、リーダライタ装置とＩＣタグとが非接触で送受信するシステムにおいて、リーダライタ装置側に複数のループアンテナを配置することで、ＩＣタグとの間で送受信可能な範囲の拡張や、複数のＩＣタグとの同時通信の拡張や、ＩＣタグの位置探索の拡張などが可能となる。また、本例のような構成では、例えば、鉄板などの電磁遮蔽物を設けなくとも、複数のループアンテナを配置して通信することができる。

なお、本例のリーダライタ装置では、各アンテナ装置Ａ１、Ａ２のアンテナコイルＥ１、Ｅ２によりループアンテナが構成されており、上位システム１やリーダライタ部２やアンテナ切替器３が各アンテナ装置Ａ１、Ａ２を切り替えてＩＣタグとの間で非接触通信を行う機能により通信手段が構成されており、各アンテナ装置Ａ１、Ａ２に設けられて共振周波数を変化させる同調回路Ｃ１、Ｃ２やＳＷ回路Ｄ１、Ｄ２（本例では、特に、ｐｉｎダイオード１２）の機能により共振周波数変化手段が構成されており、上位システム１やリーダライタ部２やアンテナ切替器３がｐｉｎダイオード１２のバイアス電圧を制御して各アンテナ装置Ａ１、Ａ２の共振周波数を制御する機能により制御手段が構成されている。

［以下、関連技術について説明する。］
図４には、リーダライタ装置に備えられる複数のループアンテナの具体的な配置の例として、複数のループアンテナの行列配置の一例を示してある。
具体的には、１組の上位システム１及びリーダライタ部２に対して多数のアンテナ装置が接続されており、図４では、３０個のループアンテナＦ１〜Ｆ３０を示してある。これら多数のループアンテナＦ１〜Ｆ３０は、縦方向に複数並べられ且つ横方向に複数並べられるといったように行列状に配置されている。
また、識別情報（例えば、ａａａａなど）をメモリに記憶したＩＣタグ３２が、物品３１に付されて使用されている。

上位システム１及びリーダライタ部２は、例えば、いずれか１個のループアンテナのみにより読取動作を行い、他のループアンテナによる読取動作を行わないようにする。すると、リーダライタ装置は、読取動作を行うループアンテナとの間で通信することが可能な位置に存在するＩＣタグ３２との間で通信を行い、当該ＩＣタグ３２に記憶された識別情報を受信する。この場合、上位システム１では、読取動作を行うようにしたループアンテナにより受信した識別情報に対応したＩＣタグ３２が当該ループアンテナにより通信可能な位置に存在することを把握することができ、ＩＣタグ３２の位置検知を行うことができる。

一例として、リーダライタ装置では、所定の順序に従って複数のループアンテナを１個ずつ順に切り替えて読取動作させていくことにより、それぞれのループアンテナにより通信可能な位置に存在するＩＣタグ３２を検出して把握することができる。
上位システム１或いはリーダライタ部２は、例えば、各ループアンテナにより通信可能な位置を特定する情報（位置情報）や、管理対象となるＩＣタグ３２の識別情報などをメモリに記憶しており、位置情報と識別情報とを対応付けて記憶する処理など、物品管理（ＩＣタグ管理）のための処理を行う。

続いて、関連技術について説明する。
図５（ａ）、（ｂ）には、リーダライタ装置に備えられる複数のループアンテナの具体的な配置の例として、複数のループアンテナの方向別対応配置の一例を示してある。
具体的には、図５（ａ）には、本例の１組のアンテナを構成するための要素となる６個のループアンテナ４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂを分解して示してある。図５（ｂ）に示されるように、これら６個のループアンテナ４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂが、これら６個のループアンテナ４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂの面により立方体を形成するように、組み合わされる。

このような１組のアンテナでは、ＩＣタグに対して、多方向で読み取りを行うことが可能であり、全体として読取範囲を拡張することができる。
例えば、本例の１組のアンテナでは、１個のループアンテナのみに読取動作をさせる態様、或いは、向かい合う一対のループアンテナ（つまり、ループアンテナ４１ａ、４１ｂ、又は、ループアンテナ４２ａ、４２ｂ、又は、ループアンテナ４３ａ、４３ｂといったように、２個のループアンテナ）に読取動作をさせる態様が用いられる。
［以上、関連技術について説明した。］

更に、本発明の実施例を説明する。
図６（ａ）〜（ｄ）を参照して、リーダライタ装置に備えられる複数のループアンテナの具体的な配置の例として、複数のループアンテナの多重連結配置の一例を示す。
図６（ａ）には、単体である１個のループアンテナ５１及びそれにより生成される磁界の一例を示してある。
図６（ａ）に示されるように、ループアンテナ単体では、アンテナパターンに沿った磁界が生成され、ループ中央では磁界がヌル（Ｎｕｌｌ）となる。このため、本例では、広域の一様な磁界を生成するために、Ｎｕｌｌ区間を補償する形で、複数のループアンテナを規則的に配置する。

図６（ｂ）に示されるように、本例では、図６（ａ）に示されるのと同様な複数のループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・を用意して、図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示されるように、これら複数のループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・を多重に並列に連結して配置する。
ここで、図６（ｂ）には、それぞれのループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・が受けるループアンテナ間の影響を示してある。
また、本例では、各ループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・としては形状などが同一のもの（本例では、全く同一のもの）が用いられている。そして、複数のループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・が、同じ辺の方向に沿って一列に等間隔で並べられており、隣接する２個のループアンテナ（例えば、ループアンテナ５１ａとループアンテナ５１ｂ、など）がループ面の半分又はその程度だけ重なるように配置されている。

この場合、同一の共振周波数を有するループアンテナ間では、互いに結合することから、例えば、全てのループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・へ同時に給電すると、個々のループアンテナの性能を十分に発揮することができない。
そこで、本例では、ループアンテナ間の結合を回避する組み合わせで複数のループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・について時系列的な切替制御を行い、これにより、ループアンテナ間の結合を回避して、個々のループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・の性能を十分に発揮させることを実現する。

具体的には、或る時間（時刻）ｔ１では図６（ｃ）（ｉ）に示されるようにループアンテナ５１ａ、５１ｅ、５１ｉ、・・・へ給電するように切り替え、他の時間（時刻）ｔ２では図６（ｃ）（ｉｉ）に示されるようにループアンテナ５１ｂ、５１ｆ、５１ｊ、・・・へ給電するように切り替え、更に他の時間（時刻）ｔ３では図６（ｃ）（ｉｉｉ）に示されるようにループアンテナ５１ｃ、５１ｇ、・・・へ給電するように切り替え、更に他の時間（時刻）ｔ４では図６（ｃ）（ｉｖ）に示されるようにループアンテナ５１ｄ、５１ｈ、・・・へ給電するように切り替える態様で、時系列切替制御を行う。図６（ｃ）（ｉ）〜（ｉｖ）には、このような時系列切替制御により、各ループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・で生成される磁界の一例を示してある。

ここで、例えば、時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４は等間隔な時間であり、また、図６（ｃ）の（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）の順に切替制御することが行われた後に、再び同様に（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）の順に切替制御することが繰り返して行われる。つまり、ループアンテナ５１ａ、それに隣接するループアンテナ５１ｂ、それに隣接するループアンテナ５１ｃ、それに隣接するループアンテナ５１ｄの順に、周期的に、該当するループアンテナ及びそれに対してループアンテナ奇数個分（つまり、１個分、３個分、５個分、・・・）だけ間を挟んで離隔したループアンテナがオンとなるように切替制御する。また、複数のループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・について、非接触通信に使用するループアンテナの共振周波数に対して、他のループアンテナの共振周波数が異ならされる。

図６（ｄ）には、このような時系列切替制御の結果として、複数のループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・の全体で擬似的に生成される広域の空間にわたる一様な磁界の一例を示してある。図６（ｄ）に示されるように、本例では、複数のループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・が並べられる方向に沿った擬似的に一様な磁界が広域に生成される。
本例のようなアンテナ構成により、リーダライタ装置によりＩＣタグからの情報を読み取ることが可能な範囲を広くすることが可能である。

ここで、本発明に係るシステムや各装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々な装置やシステムとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや各装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。

本発明の実施例に係るリーダライタ装置の構成例を示す図である。 アンテナ装置の構成例を示す図である。 ループアンテナの共振周波数の変化の一例を示す図である。 関連技術に係るループアンテナの行列配置の一例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は関連技術に係る方向別に対応したループアンテナの配置の一例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例に係る複数ループアンテナの多重連結配置の一例を説明するための図である。 （ａ）及び（ｂ）はループアンテナの不読範囲を説明するための図である。

符号の説明

１・・上位システム、 ２・・リーダライタ部、 ３・・アンテナ切替器、 １１・・コンデンサ、 １２・・ｐｉｎダイオード、 １３・・ループアンテナコイル、 ３１・・物品、 ３２、６４ａ、６４ｂ、７５ａ〜７５ｃ・・ＩＣタグ、 ４１ａ〜４３ａ、４１ｂ〜４３ｂ、５１、５１ａ〜５１ｊ、７１、Ｆ１〜Ｆ３０・・ループアンテナ、 ６１、７３ａ、７３ｂ・・読取範囲（読取エリア）、 ６２・・読取方向、 ６３・・磁界方向、 ７２・・磁界、 ７４・・不読範囲（不読エリア）、 Ａ１、Ａ２・・アンテナ装置、 Ｂ１、Ｂ２・・マッチング回路、 Ｃ１、Ｃ２・・同調回路、 Ｄ１、Ｄ２・・ＳＷ回路、 Ｅ１、Ｅ２・・アンテナコイル、

Claims (4)

1. ＩＣチップを備えた被識別体との間で、複数のループアンテナを使用して電磁誘導作用により非接触通信を行うようにしたリーダライタ装置であって、
   前記複数のループアンテナの中から非接触通信に使用するループアンテナを切り替えて非接触通信を行う通信手段を有し、
   前記複数のループアンテナは、それぞれの形状が同一であって、同じ方向に一列で等間隔に配置されていることを特徴とするリーダライタ装置。
2. 前記複数のループアンテナは、それぞれのループ面が他のループアンテナのループ面と重なるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のリーダライタ装置。
3. 前記複数のループアンテナは、それぞれのループ面が他のループアンテナのループ面と半分だけ重なるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のリーダライタ装置。
4. ＩＣチップを備えた被識別体との間で、複数のループアンテナを使用して電磁誘導作用により非接触通信を行うようにしたリーダライタ装置であって、
   それぞれにループアンテナとなるコイルと同調回路とを備えた複数のアンテナ装置と、
   前記複数のアンテナ装置の中から非接触通信に使用するアンテナ装置を切り替えて非接触通信を行う通信手段とを備え、
   前記複数のループアンテナは、それぞれの形状が同一であって、同じ方向に一列で等間隔に配置されていることを特徴とするリーダライタ装置。

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