JP4173360B2 - データキャリアシステム用アンテナ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデータキャリアシステム用アンテナ装置に関し、特に、１台のリーダ／ライタ装置と複数のアンテナ装置とを有するデータキャリアシステムに用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、データキャリアシステムにおいては、リーダ／ライタ装置（親機）側のアンテナ装置からサービスエリアに向けて交番磁界を供給することにより、上記サービスエリア内に存在しているデータキャリア（子機、タグと称されている）の動作電力を供給するようにしている。また、上記リーダ／ライタ装置側のアンテナ装置から送信する交番磁界に変調をかけることにより、リーダ／ライタ装置からタグにコマンドやデータを送るようにしている。
【０００３】
図５に、データキャリアシステムの一般的な構成例を示す。図５に示すように、この例では１個のリーダ／ライタ装置本体５０と１個のアンテナ装置Ａ１との間を１本の通信ケーブル７０により接続している。上記リーダ／ライタ装置本体５０は、一般に、信号源５１、アンプ５２、同調用コンデンサ５３等を有している。
【０００４】
ところで、通信相手のタグはその内蔵するコイルに、上記リーダ／ライタ装置から供給される交番磁界を受けて誘導される起電力を整流して動作電源に利用するとともに、上記交番磁界にかけられてきた変調を復調することにより、上記リーダ／ライタ装置から送信されたコマンドやデータを受け取って所定の動作を行うように構成されている。
【０００５】
このようなデータキャリアシステムにおいて、上記サービスエリア内に向けて交番磁界を供給したり、上記サービスエリア内に存在するタグから送信される応答信号を受信したりするためのアンテナ装置は、交番磁界の授受効率を考慮して、上記サービスエリアの直近に設置されることが多い。このために、１台のリーダ／ライタ装置本体に対して複数のアンテナ装置が配設される場合がある。
【０００６】
例えば、ワークを収納する収納棚の各段にアンテナ装置をそれぞれ組み込んでおき、各段に載せられたワークに付けられたタグと上記収納棚の各段に配設されたアンテナ装置とで通信するようにしたデータキャリアシステムが実用化されている。
【０００７】
このようなデータキャリアシステムにおいては、上記収納棚の各段に配設されたアンテナ装置とリーダ／ライタ装置とを通信ケーブルを介して個々に接続して、リーダ／ライタ装置側に選択スイッチを設けて、交番磁界を放射するアンテナ装置を選択するようにしている。
【０００８】
図６は、１台のリーダ／ライタ装置本体６０と複数のアンテナ装置Ａ１、Ａ２、Ａ３とを３本の通信ケーブル７１〜７３を介して接続した例を示している。図６において、６１は信号源、６２はアンプ、６３は同調用コンデンサであり、６４はアンテナ装置選択スイッチである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、収納棚のそれぞれにアンテナ装置を配設する場合には、上記収納棚の段数が多くなるのに比例して上記アンテナ装置の個数が多くなるので、上記リーダ／ライタ装置と各アンテナ装置とを接続している通信ケーブルの本数もそれに比例して多くなる。このため、通信ケーブルの重量が重くなるとともに、嵩張るので通信ケーブルを収納するスペースを多く必要とする問題があった。また、通信ケーブルの本数が増加することによりデータキャリアシステム全体のコストが高くなる問題もあった。
【００１０】
本発明は上述の問題点にかんがみ、リーダ／ライタ装置と複数のアンテナ装置とを１本の通信ケーブルで接続可能とするとともに、上記通信ケーブルを介して上記複数のアンテナ装置にコマンド信号を送信することにより、任意のアンテナ装置を選択的に駆動状態に制御できるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のデータキャリアシステム用アンテナ装置は、リーダ／ライタ装置本体とアンテナ装置とを接続する通信ケーブルに接続されて使用されるアンテナ装置であって、上記通信ケーブルと交番磁界放射用アンテナコイルとを接続する通信線路を開閉するための通信線路開閉手段と、上記通信ケーブルを介して上記リーダ／ライタ装置本体から送られるコマンド信号を認識するコマンド信号認識手段を備え、上記リーダ／ライタ装置本体からの指示に従って上記開閉手段による通信線路開閉動作を制御する半導体集積回路とを有し、上記半導体集積回路は、上記交番磁界放射用アンテナコイルのサービスエリア内において通信するタグと同じコマンド体系で動くように構成されていることを特徴とする。
また、本発明の他の特徴とするところは、上記半導体集積回路の初期設定パラメータと、上記交番磁界放射用アンテナコイルのサービスエリア内において通信するタグの初期設定パラメータとを異ならせておき、上記サービスエリア内の通信相手のタグに、カスタマーコード、アプリケーションコード、動作モードコードコードの何れかを含むコマンドを一斉に発行、すなわち特定のタグを指定せずにサービスエリア内の全てのタグに対して有効なコマンドを発行しても上記半導体集積回路によるアンテナ選択動作には影響しないようにしたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照しながら本発明のデータキャリアシステム用アンテナ装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明のデータキャリアシステム用アンテナ装置が用いられるデータキャリアシステムの一例を示す図である。
図１に示したように、本実施の形態のデータキャリアシステム用アンテナ装置は、リーダ／ライタ装置本体１０に接続された通信ケーブル２０に接続されて使用されるものであり、図１には２つのアンテナ装置１００、２００を通信ケーブル２０に接続した例を示している。
【００１３】
上記第１のアンテナ装置１００及び第２のアンテナ装置２００は、上記通信ケーブル２０に対して並列に接続されている。したがって、これらのアンテナ装置が大量に使用されるデータキャリアシステムの場合であっても、本実施の形態のアンテナ装置を用いれば、１本の通信ケーブル２０を配設するだけでデータキャリアシステムを構成することが可能である。上記第１のアンテナ装置１００及び第２のアンテナ装置２００の構成は、図２の構成図を参照しながら後述する。
【００１４】
図１に示したように、本実施の形態の上記リーダ／ライタ装置本体１０は制御回路１１、信号源１２、アンプ１３、同調用コンデンサ１４等を有している。
また、通信ケーブル２０は第１の通信線２１、第２の通信線２２及びシールド材２３を有している。
【００１５】
図２に示すように、第１のアンテナ装置１００は、交番磁界放射用アンテナコイル１１０及び動作制御用半導体チップ１２０を有している。上記動作制御用半導体チップ１２０は、本実施の形態のデータキャリアシステムにおいて使用するタグに配設されている半導体チップと同様の構成でよい。したがって、コマンド体系が同じであるので、リーダ／ライタ装置本体１０側には特別な構成を設けることなく本実施の形態のアンテナ装置を用いてデータキャリアシステムを構成することが可能である。
【００１６】
上記動作制御用半導体チップ１２０には、基準電位端子ＣＧＮＤ、電源電位端子ＣＶｄｄ、入出力端子Ｉ／Ｏ、第１の入力端子Ｓ１、第２の入力端子Ｓ２等が設けられている。
【００１７】
そして、上記第１の入力端子Ｓ１と第１の通信線２１とがコンデンサＣ１を介して接続されており、上記第２の入力端子Ｓ２とシールド材２３とが接続されている。
【００１８】
また、上記基準電位端子ＣＧＮＤは、動作制御用トランジスタＴｒのエミッタ電極と接続されるとともに、第１の抵抗器Ｒ１、第２の抵抗器Ｒ２の直列回路を介して上記入出力端子Ｉ／Ｏと接続されている。さらに、上記第１の抵抗器Ｒ１、第２の抵抗器Ｒ２の接続点と上記動作制御用トランジスタＴｒのベース電極とが接続されている。
【００１９】
また、上記第１の入力端子Ｓ１は、第４のダイオードＤ４、第３の抵抗器Ｒ３、第１の発光ダイオードＬＥＤ１、第２の発光ダイオードＬＥＤ２を介して上記動作制御用トランジスタＴｒのコレクタ電極と接続されている。また、上記第４のダイオードＤ４及び第３の抵抗器Ｒ３の接続点と上記基準電位端子ＣＧＮＤとが第２のコンデンサＣ２を介して接続されている。
【００２０】
さらに、上記基準電位端子ＣＧＮＤは、第１のダイオードＤ１を介して上記第１の入力端子Ｓ１と接続され、第２のダイオードＤ２を介して上記第２の入力端子Ｓ２と接続されている。また、上記第２の入力端子Ｓ２と、第４のダイオードＤ４及び第３の抵抗器Ｒ３の接続点とが、第３のダイオードＤ３を介して接続されている。
【００２１】
上記第１の通信線２１中には、第１のフォトモストランジスタＭＯＳ１及び第２のフォトモストランジスタＭＯＳ２の並列回路が接続されている。上記第１のフォトモストランジスタＭＯＳ１は上記第１の発光ダイオードＬＥＤ１とともに第１のフォトリレーを構成するものであり、上記第２のフォトモストランジスタＭＯＳ２は上記第２の発光ダイオードＬＥＤ２とともに第２のフォトリレーを構成するものである。なお、本実施の形態においては、交番磁界放射用アンテナコイル１１０に流す電流値を考慮して２個のフォトモストランジスタを並列に接続した例を示したが、１個のフォトモストランジスタで構成することもできる。あるいは、発光ダイオードを励磁コイルフォトモストランジスタを駆動接点に替えてリレーにすることもできる。
【００２２】
次に、図３を参照しながら動作制御用半導体チップ１２０の機能の概略を説明する。
図３に示したように、本実施の形態の動作制御用半導体チップ１２０は、入力信号を増幅するためのアンプ１２１、リーダ／ライタ装置１０から送信されたＩＤが自己に割り当てられたＩＤであるか否かを判断するＩＤ認識手段１２２、リーダ／ライタ装置１０から送信されるコマンドの内容を認識するコマンド認識手段１２３、トランジスタ駆動回路１２４等が設けられている。なお、上述の説明は、第１のアンテナ装置１００の構成を説明したものであるが、他のアンテナ装置２００等においても、各アンテナが固有のＩＤを有していること以外は同じ構成である。
【００２３】
本実施の形態のデータキャリアシステム用アンテナ装置は、上述のように構成したので、上記通信ケーブル２０に並列に接続されている複数のアンテナ装置の中から、１個または複数のアンテナ装置のみを選択的に動作させることができる。
【００２４】
しかも、上記動作制御用半導体チップ１２０は、本実施の形態のデータキャリアシステムにおいて使用する各タグに配設されている半導体チップと同様なコマンド体系で動作するようにしている。このため、上記動作制御用トランジスタＴｒをオン動作させてフォトリレーをオン動作させる制御を行う際に、上記交番磁界放射用アンテナコイル１１０に供給して、サービスエリア内に存在するタグと通信するための信号を使って動作制御を行うようにすることができる。
【００２５】
これにより、リーダ／ライタ装置本体１０の回路には追加の構成を全くすること無しで本実施の形態のアンテナシステムを構成することができる。このため、リーダ／ライタ装置本体１０においては、交番磁界放射用アンテナコイル１１０が１個のときと同じハード構成でよい利点がある。
【００２６】
図４は、本実施の形態のデータキャリアシステム用アンテナ装置の使用例を示す図である。
図４に示したように、この例は５段の棚を有するファイル収納棚１０００に本実施の形態のデータキャリアシステム用アンテナ装置を配設した例を示している。図４の例では、各アンテナ装置中に設けられている交番磁界放射用アンテナコイル１１０、２１０、３１０、４１０及び５１０を上記ファイル収納棚１０００の格段の棚に配設している様子を点線で示している。
【００２７】
そして、これらの交番磁界放射用アンテナコイル１１０〜５１０を有する各アンテナ装置は、１本の通信ケーブル２０を介してリーダ／ライタ装置本体１０に接続されている。したがって、上記ファイル収納棚１０００の棚が数十段も有るような大型の場合であっても、ファイル収納棚１０００とリーダ／ライタ装置本体１０との間を接続するための通信ケーブル２０は１本でよい。
【００２８】
したがって、本実施の形態のアンテナ装置を用いることにより、通信ケーブル２０を配設するスペース及び通信ケーブル２０の総重量等を大幅に削減することができるとともに、データキャリアシステムの製造コストを低減することができる。
【００２９】
次に、上述のように構成されたデータキャリアシステムを動作させる場合について説明する。
先ず、最初にリーダ／ライタ装置本体１０が通信ケーブル２０にキャリア信号を送り始める。この時点では、どのアンテナも選択されていないので、交番磁界放射用アンテナコイル１１０〜５１０の何れからも磁界は放出さない。
【００３０】
上記リーダ／ライタ装置本体１０からキャリア信号が送信されることにより、各アンテナ装置に内蔵されている動作制御用半導体チップ１２０は動作を開始する。この状態において、リーダ／ライタ装置本体１０が特定のアンテナに内蔵している動作制御用半導体チップ１２０のＩＤを指定して、動作制御用トランジスタＴｒをオン動作させるコマンド信号を送る。
【００３１】
これにより、選択されたアンテナ装置に内蔵されている動作制御用半導体チップ１２０が動作して、入出力端子Ｉ／Ｏより駆動電力を出力して、上記動作制御用トランジスタＴｒをオン動作させる。これにより、上記フォトＭＯＳリレーの１次側の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２が動作して、第１のフォトモストランジスタＭＯＳ１及び第２のフォトモストランジスタＭＯＳ２が駆動する。
【００３２】
例えば、第１のアンテナ装置１００が選択された場合を例にすると、第１のフォトモストランジスタＭＯＳ１及び第２のフォトモストランジスタＭＯＳ２が駆動すると、リーダ／ライタ装置本体１０から送信される信号が交番磁界放射用アンテナコイル１１０に印加されることになるので、上記交番磁界放射用アンテナコイル１１０のサービスエリア内に存在するタグとの通信動作が可能となる。
【００３３】
上記第１のフォトモストランジスタＭＯＳ１及び第２のフォトモストランジスタＭＯＳ２の動作状態をオフにする場合には、入出力端子Ｉ／Ｏの出力を元に戻すコマンド信号を上記リーダ／ライタ装置本体１０から発行するか、リーダ／ライタ装置本体１０から送信している駆動信号を停止すれよい。
【００３４】
これにより、動作制御用半導体チップ１２０に動作電力が供給されなくなるのでリセットがかかり、アンテナの選択状態も解除される。なお、駆動信号を停止する方が動作が早いし、確実に停止させることができる。
【００３５】
なお、上記アンテナ装置に内蔵する動作制御用半導体チップ１２０の初期設定パラメータと、サービスエリア内で通信させるタグとの初期設定パラメータを違えておけば、カスタマーコード、アプリケーションコード、動作モードコード等に関して、通信させる全部のタグに一斉に送るコマンドを発行しても、アンテナ選択時には影響しないようにすることができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は上述したように、本発明によれば、リーダ／ライタ装置本体とアンテナ装置とを接続する通信ケーブルに接続されて使用されるアンテナ装置中に、上記通信ケーブルと交番磁界放射用アンテナコイルとを接続する通信線路を開閉するための通信線路開閉手段と、上記通信ケーブルを介して上記リーダ／ライタ装置本体から送られるコマンド信号を認識するコマンド信号認識手段と、上記リーダ／ライタ装置本体からの指示に従って上記開閉手段による通信線路開閉動作を制御する半導体集積回路とを設け、上記半導体集積回路は、上記交番磁界放射用アンテナコイルのサービスエリア内において通信するタグと同じコマンド体系で動くように構成し、上記リーダ／ライタ装置本体からの指示に従って上記通信線路開閉動作を制御するようにしたので、上記リーダ／ライタ装置と複数のアンテナ装置とを１本の通信ケーブルを介して接続することができる。これにより、通信ケーブルを配設するスペース及び通信ケーブルの総重量等を大幅に削減することができるとともに、データキャリアシステムの製造コストを低減することができる。
【００３８】
また、本発明のその他の特徴によれば、上記半導体集積回路の初期設定パラメータと、上記交番磁界放射用アンテナコイルのサービスエリア内において通信するタグの初期設定パラメータとを異ならせたので、上記サービスエリア内の通信相手のタグに、カスタマーコード、アプリケーションコード、動作モードコードの何れかを含むコマンドを一斉に発行、すなわち特定のタグを指定せずにサービスエリア内の全てのタグに対して有効なコマンドを発行しても上記半導体集積回路によるアンテナ選択動作には影響しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示し、リーダ／ライタ装置本体に接続される通信ケーブルに対してアンテナ装置が接続される状態を示す図である。
【図２】アンテナ装置の内部構成の一例を示す構成図である。
【図３】動作制御用半導体チップの機能構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態のデータキャリアシステム用アンテナ装置が使用例を示す図である。
【図５】従来例を示し、アンテナ装置が１個の場合の例を示す図である。
【図６】従来例を示し、アンテナ装置が３個の場合の例を示す図である。
【符号の説明】
１０ リーダ／ライタ装置本体
１１ 制御回路
１２ 信号源
１３ アンプ
１４ 同調用コンデンサ
２０ 通信ケーブル
２１ 第１の通信線
２２ 第２の通信線
２３ シールド材
１００ 第１のアンテナ装置
１１０ 交番磁界放射用アンテナコイル
１２０ 動作制御用半導体チップ
２００ 第２のアンテナ装置

Claims (2)

1. リーダ／ライタ装置本体とアンテナ装置とを接続する通信ケーブルに接続されて使用されるアンテナ装置であって、
   上記通信ケーブルと交番磁界放射用アンテナコイルとを接続する通信線路を開閉するための通信線路開閉手段と、
   上記通信ケーブルを介して上記リーダ／ライタ装置本体から送られるコマンド信号を認識するコマンド信号認識手段を備え、上記リーダ／ライタ装置本体からの指示に従って上記開閉手段による通信線路開閉動作を制御する半導体集積回路とを有し、
   上記半導体集積回路は、上記交番磁界放射用アンテナコイルのサービスエリア内において通信するタグと同じコマンド体系で動くように構成されていることを特徴とするデータキャリアシステム用アンテナ装置。
2. 上記半導体集積回路の初期設定パラメータと、上記交番磁界放射用アンテナコイルのサービスエリア内において通信するタグの初期設定パラメータとを異ならせておき、上記サービスエリア内の通信相手のタグに、カスタマーコード、アプリケーションコード、動作モードコードコードの何れかを含むコマンドを一斉に発行、すなわち特定のタグを指定せずにサービスエリア内の全てのタグに対して有効なコマンドを発行しても上記半導体集積回路によるアンテナ選択動作には影響しないようにしたことを特徴とする請求項１に記載のデータキャリアシステム用アンテナ装置。

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