JP4410179B2 - 無線タグゲートリーダ - Google Patents

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Description

本発明は無線タグ（RFID：Radio Frequency Identification）の情報を読み取るゲートリーダに関し、特にゲートリーダ用アンテナに関するものである。
自動認識技術としての無線タグは、広く普及しているバーコードと比較し非接触で長距離での読み取りが行える点で優れている。長距離読み取りの特長を活かした製品として、盗難防止等の目的での無線タグゲートリーダ（以下ではゲートリーダという。）が広く知られている。ゲートリーダは、そこを通過する人や物に取付けられている無線タグと交信し、無線タグ内の情報を読み取る機器である。従来のゲートリーダは、図６に代表されるようなリーダアンテナ６１を対向させその間を通過する無線タグの情報を読み取る構成となっている。このリーダアンテナ６１の場合は上下方向に３段のアンテナが搭載されている。
無線タグ７２は図７に示すようにICチップ７１とそれに接続されるタグアンテナ７３で構成される。従来のゲートリーダが無線タグ７２内の情報を読むための交信時間は、交信手順やデータ量によるが最低でも数ミリ秒〜数十ミリ秒を要する。無線タグ７２を取付けた人あるいは物である認識対象（図示せず。）は最低でもこの読み取り時間中、読み取り範囲内にいなければならず、通過速度(歩行速度、運搬速度)が早い場合は充分な読み取り時間を確保できず読み取り不可となっていた。
このように通過速度が速く交信時間が不足する場合、一般的に、図８に示すように通過方向に複数のアンテナ8１ａ、8１ｂ、8１ｃを並べ交信範囲を長くする方法が採られるが、ゲートリーダ8１が大型となる。これを解決する方法の一つとして、アンテナの指向性を変えて読み取り範囲を広くすることも従来から知られている（特許文献参照）。しかしこの方法では、アンテナの指向性を機械的または電気的に変化させることが可能であるが、これはアンテナの読み取り範囲を絞り込むためのもので、読み取り範囲を拡大する目的や装置サイズを小さくする目的のものではなかった。
特開２００２−２７１２２９号公報
したがって本発明は前記に鑑みてなされたものでその目的とするところは、より小型のアンテナを備えることにより、より広い読み取り範囲を確保することにより、無線タグの高速な通過に対しても確実に無線タグの情報が読み取れるゲートリーダを提供することにある。
前記課題を解決するために、本発明の無線タグゲートリーダは、無線タグを付した認識対象が通過する移動空間を形成するように互いに対向配置された複数のアンテナ対と、これらのアンテナ対に接続された無線タグリーダとを備え、前記対向配置された複数対のアンテナの内、前記移動空間の両端に配置されたアンテナ対を前記移動空間の幅がその両端部において拡大するように、傾斜角を持って配置されていることを特徴とするものである。
また、本発明のゲートリーダにおいては、前記傾斜角は前記アンテナ対を構成するアンテナの読み取り保証範囲を区画する境界線が前記認識対象の移動方向に対してほぼ直交する角度以下とすることを特徴とするものである。
本発明によるゲートリーダによれば無線タグが通過する移動空間を形成する用に配列された複数対のアンテナの両端部でアンテナ対を傾斜配置することにより、複数のアンテナ対により形成される移動空間の長さより長い範囲にわたって電波を放射することができるため、小形なゲートアンテナにより、広い読み取り範囲を確保することができる。したがって、認識対象の移動速度が速い場合でも無線タグの認識率がアップしたゲートリーダ用を提供することができる。
以下本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は本発明が適用されるゲートリーダのブロック構成を示している。無線タグゲート１１は、３つのアンテナ対１１a−１１a、１１b−１１b、１１c−１１cで構成され、これらのアンテナ対は無線タグを付した認識対象（図示せず。）が通過する移動空間１２を形成するように互いに対向配置されている。３つのアンテナ対を構成する各アンテナ１１a、１１b、１１cは図示しない合分波器に接続され、それぞれ制御線１３ａ、１３ｂを介して無線タグリーダ１４に接続されている。そして無線タグリーダ１４はパーソナルコンピュータ（PC）等からなる制御部１５に接続されている。
無線タグ用ゲート１１を構成するアンテナ１１a、１１b、１１cはそれぞれ同じ指向特性に基づき、図２に示すように、確実に読み取りができる読み取り保証範囲１６を備えている。図３は移動空間１２の片側に配置される３つのアンテナ１１a、１１b、１１cの具体的な構造を示す斜視図である。各アンテナ１１a、１１b、１１cは垂直方向の回転軸を有する蝶番２１で接続され、中央のアンテナ１１ｂに対して両側のアンテナ１１ａ、１１ｃは任意の角度で曲げることができ、かつその角度で固定できる構成となっている。
図４は、無線タグ用ゲート１１を構成する各アンテナ１１a、１１b、１１cの保証範囲１６と無線タグが移動する移動空間１２との関係を示す上面図である。同図から明らかなように、移動空間１２の入口側(図の左側)のアンテナ１１aと出口側(図の右側)のアンテナ１1cが、平行には対向せず、移動空間１２の幅がその両端部において拡大するように、傾斜角を持って配置されている。この結果、アンテナ１１aとアンテナ１1cの読み取り保証範囲１６が、移動空間１２の長手方向に対して垂直ではなく斜めに傾くため、移動空間１２の長手方向における最大読み取り保証通過距離１７は、３つのアンテナ１１a、１１b、１１cの移動空間１２の長手方向における長さ、すなわちゲート１１の幅より大きくなる。
したがって、ゲート１１の幅より広い範囲で読み取りが行えるようになると同時に、認識対象の同じ通過速度に対応するゲート１１の幅を従来より小さくでき、設置場所の自由度も広がる。
次に開口部に位置するアンテナ１１a、１１cの傾斜角について考察する。図５に示すように各アンテナ１１a、１１cの読み取り保証範囲１６の境界線１６ａあるいは１６ｂが無線タグを付した認識対象の移動方向１８と直交する方向に等しくなる角度をθとする時、傾斜角をθ以下に設定すれば各アンテナの読み取り保証範囲１６同士をお互い重ねることができ、無線タグを確実に読取ることができる。
以上述べたように本発明のゲートリーダは、ゲート１１により形成される移動空間１２の両端に配置されたアンテナ対１１ａ−１１ａ、１１ｃ−１１ｃを移動空間１２の幅がその両端部において拡大するように、傾斜配置されているため、ゲート１１の装置サイズより広い範囲で読み取りが行えるようになり、同じ設置面積で従来技術と比較した場合、より高速に通過しても読み取りが行える。また同じ通過速度に対応する装置サイズを従来技術と比較した場合、ゲートサイズが小さくなり、設置場所の自由度が広がる。
さらに本実施形態におけるゲート１１は、その移動空間１２の入口および出口の間口が広いので、認識対象がゲート１１に入る時と出る時とで向きを変えることが可能となり、スムーズな通過が実現できる。
なお本発明は前記実施形態をそのままに限定されるものではなく、実施段階でその要旨を逸脱しない範囲で具体化できる。すなわち本実施例では対向する３つの無線タグゲートアンテナで構成されたゲートについて述べたが、当然対向する無線タグゲートアンテナの数は３つ以上でも同じ議論ができるし逆に開口部以外の対向アンテナが無い構成すなわち、傾斜して対向する２つの無線タグゲートアンテナのみの構成でも同じ議論ができる。
本発明の無線タグゲートリーダの一実施形態を示すブロック図である。 本発明に使用されるゲートアンテナの指向特性を示す図である。 本発明の無線タグゲートアンテナの具体的構成を示す斜視図である。 本発明のゲートを構成するアンテナの保証範囲と移動空間との関係を示す上面図である。 本発明のゲートにおけるアンテナ傾斜角を説明する図である。 従来の無線タグゲートの構成を示す斜視図である。 従来公知の無線タグの概略構成図である。 従来の無線タグゲートアンテナのアンテナ配置構成の概略を示す図である。
符号の説明
１１…ゲート、
１１a、１１b、１１c…無線タグゲートアンテナ
１２…移動空間
１３ａ、１３ｂ…制御線
１４…無線タグリーダ
１５…制御部（PC）
１６…読み取り保証範囲
１７…最大読み取り保証距離
１８…認識対象移動方向
２１…蝶番
６１…無線タグリーダアンテナ
７１…ICチップ
７２…無線タグ
７３…タグアンテナ

Claims (2)

  1. 無線タグを付した認識対象が通過する移動空間を形成するように互いに対向配置された複数のアンテナ対と、これらのアンテナ対に接続された無線タグリーダとを備え、前記対向配置された複数対のアンテナの内、前記移動空間の両端に配置されたアンテナ対を前記移動空間の幅がその両端部において拡大するように、傾斜角を持って配置されていることを特徴とする無線タグゲートリーダ。
  2. 前記傾斜角は前記アンテナ対を構成するアンテナの読み取り保証範囲を区画する境界線が前記認識対象の移動方向に対してほぼ直交する角度以下とすることを特徴とする請求項１記載の無線タグゲートリーダ。
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