JP4693783B2 - ディスク読み取り／書き込み装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディスク読み取り／書き込み装置に関し、特にディスクに付加されたタグの内容の読み取り／書き込みを行うディスク読み取り／書き込み装置に関する。

近年、ＲＦＩＤ（Radio Frequency-Identification：電波方式認識）と呼ばれる自動認識技術が注目されている。ＲＦＩＤは、極小のＩＣチップである無線ＩＣタグを物体に付けて、無線により非接触で物体を自動識別する一種の無線通信システムである。

ＲＦＩＤは、あらゆる物に付帯してネットワークとつながることが可能なため、次世代のユビキタス・ネットワーク社会の構築に有効な技術として急速に開発が進んでいる。
ＲＦＩＤの利用例としては、衣類や食料品等に無線ＩＣタグを付けて、商品管理や顧客の店内行動を監視したり、図書館においては、蔵書管理や貸し出し返却業務に導入したり、鉄道・航空での利用者の入出管理を行ったりというように、幅広い利用範囲があり、ＲＦＩＤ技術は様々なビジネス分野で注目されている。

図３７はＲＦＩＤシステムの概略構成を示す図である。ＲＦＩＤシステム１００は、情報を電子回路に記憶する無線ＩＣタグ１１０と、無線ＩＣタグ１１０との無線通信により、データのやりとりを行うリーダ／ライタ１２０とから構成される。

また、無線ＩＣタグ１１０は、アンテナ１１１と無線ＩＣタグチップ１１２から構成され、無線ＩＣタグチップ１１２は、整流回路１１２ａ、変復調回路１１２ｂ、論理回路１１２ｃで構成される。リーダ／ライタ１２０は、アンテナ１２１とＲ／Ｗ部１２２で構成される。

なお、無線ＩＣタグ１１０は、通常は電源（電池）を持たないので、リーダライタ１２０でＲ／Ｗ（読み取り／書き込み）するときには、リーダ／ライタ１２０は、無線を通じて無線ＩＣタグ１１０へ電源を誘電させて通信を行っている。

すなわち、無線ＩＣタグ１１０は、リーダ／ライタ１２０から送出される電磁波を、アンテナ１１１を介して受信すると、整流回路１１２ａが交流信号である電磁波を直流信号に整流する。そして、この直流信号を電源として、変復調回路１１２ｂ及び論理回路１１２ｃへ印加している。

ここで、ＲＦＩＤシステム１００の基本動作として、無線ＩＣタグ１１０のＩＤの読み取りを行う場合について説明する。リーダ／ライタ１２０から無線ＩＣタグ１１０へコマンド（コマンドの内容が“ＩＤを送信せよ”というものだとする）が送信されたとすると、リーダ／ライタ１２０のＲ／Ｗ部１２２で生成されたコマンドが、アンテナ１２１を介して送出される。

無線ＩＣタグ１１０内の変復調回路１１２ｂは、アンテナ１１１を介して受信したコマンドを復調処理して復調データを生成する。論理回路１１２ｃは、復調データを受信して、コマンド内容を解析する。

論理回路１１２ｃは、解析結果から、自己のＩＤ情報をレスポンスとして生成し、変復調回路１１２ｂへ送信する。変復調回路１１２ｂは、レスポンスを変調処理して、アンテナ１１１を介して送出する。リーダ／ライタ１２０のＲ／Ｗ部１２２は、アンテナ１２１を介して、レスポンスを受信して、無線ＩＣタグ１１０のＩＤを認識する。

なお、リーダ／ライタ１２０から無線ＩＣタグ１１０への情報書き込み動作については、無線ＩＣタグ１１０がリーダ／ライタ１２０から送出された書き込み情報を受信して、論理回路１１２ｃ内のメモリに記憶することになる。

ＲＦＩＤを応用した従来技術としては、計測機器に無線ＩＣタグを付加し、無線ＩＣタグから発信される各種信号を、監視制御情報として収集して、計測機器の監視システムを構築する技術が提案されている（例えば、特許文献１）
特開２００４−３１８６４６号公報（段落番号〔００１０〕〜〔００１６〕，第１図）

ＲＦＩＤでは、アンチコリジョンと呼ばれる方式により、リーダ／ライタ１２０は、アンテナ１２１の電波供給範囲内にある複数の無線ＩＣタグと通信することができる。
図３８はアンチコリジョンの動作を説明するための図である。リーダ／ライタ１２０の電波供給範囲Ａ内に、リーダ／ライタ１２０と通信可能な、複数の無線ＩＣタグ１１０−１〜１１０−ｎが存在しているとする。

リーダ／ライタ１２０では、電波供給範囲Ａ内に、自分と通信可能な無線ＩＣタグがどれだけ存在するかを認識する必要があるので、無線ＩＣタグからの応答を受信するための応答要求信号を送出する。

応答要求信号を受信した無線ＩＣタグ１１０−１〜１１０−ｎは、自己の存在を示す応答信号を送出する。リーダ／ライタ１２０は、無線ＩＣタグ１１０−１〜１１０−ｎそれぞれから送出された応答信号により、電波供給範囲Ａ内に自分と通信可能な無線ＩＣタグの存在を認識する。

ただし、応答信号が無線ＩＣタグ１１０−１〜１１０−ｎから一斉に送出されると、混信してしまい、リーダ／ライタ１２０では、正常受信することができない。
したがって、リーダ／ライタ１２０は、例えば、“ＩＤの下１桁０番が応答せよ”という内容を持つ応答要求信号を送出する。このとき、リーダ／ライタ１２０において、まだ複数の応答信号が返送されてきて、正常受信できないような場合には、さらに“ＩＤの下１桁０番かつ下２桁０番が応答せよ”という内容を持つ応答要求信号を送出して、１つの無線ＩＣタグからの応答信号が受信できるまで、絞り込みを行っていく。

このようなアンチコリジョン制御を行うことで（上記の制御は一例であって、いろいろなアンチコリジョン制御が提案されており、ISO18000の仕様書等に規定されている）、電波供給範囲Ａ内に自分と通信可能な無線ＩＣタグ１１０−１〜１１０−ｎの存在を認識することができる。

上記のようなアンチコリジョン制御を行うことにより、ＲＦＩＤでは、リーダ／ライタ機能を有する装置を、無線ＩＣタグが付けられた複数の品物にかざすだけで、複数の情報をいっぺんに簡単に読み取ることが可能になる（従来のバーコードのように、手作業で品物を１つずつ読み取る必要がない）。

しかし、リーダ／ライタが複数の無線ＩＣタグとの通信を行う場合、たとえ複数の無線ＩＣタグが電波供給範囲内に存在するとしても、無線ＩＣタグが付けられた物体の位置によって通信ができない場合があるといった問題があった（無線ＩＣタグの情報が読み取れないなど）。

例えば、無線ＩＣタグが付けられた物体が重なり合った状態にあると、リーダ／ライタ１２０に近い位置に置かれた無線ＩＣタグとの通信は可能であっても、後方の離れた位置に置かれた無線ＩＣタグとの通信ができないおそれがあった。

これは、リーダ／ライタ１２０に設けられたアンテナ１２１には、アンテナ特有の電波指向性があるので、アンテナからの電力が十分届かない範囲が存在するからである。
このため、従来技術では電波供給範囲内であっても、電力が十分届く範囲に位置する無線ＩＣタグと、電力が十分届かない範囲に位置する無線ＩＣタグとでは通信の精度に差が生じてしまい、高品質な無線ＩＣタグとの通信が実現されていなかった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、アンテナの指向性を改善し、無線ＩＣタグが付けられたディスクが置かれる位置に関係なく、無線ＩＣタグとの通信を可能にするディスク読み取り／書き込み装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、ディスクに付加されたタグの内容の読み取り／書き込みを行うディスク読み取り／書き込み装置が提供される。ディスク読み取り／書き込み装置は、導体面上にあけた２つのスロットである、第１のスロットと第２のスロットとを有する放射素子であるスロットアンテナと、前記第１のスロットに対して第１の給電信号を与える第１の給電ケーブルと、前記第２のスロットに対して第２の給電信号を与える第２の給電ケーブルと、から構成されるアンテナ部と、前記スロットアンテナが貼り付けられて、ディスクの穴が挿入されるホルダと、前記第１の給電ケーブルと前記第２の給電ケーブルに対して、前記第１の給電信号と前記第２の給電信号とを交互に給電し、前記ホルダに挿入されたディスクに対して、前記第１のスロット及び前記第２のスロットから交互に電波を送出させて、前記ホルダに挿入されたディスクに付加されたタグとの通信を行う通信部とを有する。

タグが付けられたディスクが置かれる位置に関係なく、タグとの通信を確実に行うことができ、タグ通信の品質及び信頼性の向上を図ることが可能になる。

本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。

本発明のディスク読み取り／書き込み装置の原理図である。 ディスクを示す図である。 ディスクが挿入される様子を示す図である。 スロットアンテナの概要を示す図である。 ホルダにスロットアンテナが貼り付けられる様子を示す図である。 ホルダに挿入されているディスク１０を図３のＸ方向から見た図である。 スロットアンテナの電波強度をプロットした図である。 アンテナ部を示す図である。 同軸ケーブルの接続部分を示す図である。 図８をＹ方向から見た図である。 通信部の構成を示す図である。 通信部の動作を示すフローチャートである。 スロットアンテナの電波強度をプロットした図である。 通信部の構成を示す図である。 スロットアンテナの電波強度をプロットした図である。 スロットアンテナの電波強度をプロットした図である。 スロットが１つあるスロットアンテナの指向性を説明するための概念図である。 スロットが２つあるスロットアンテナの指向性を説明するための概念図である。 スロットが２つあるスロットアンテナの指向性を説明するための概念図である。 スロットが２つあるスロットアンテナの指向性を説明するための概念図である。 通信部の構成を示す図である。 スロットアンテナの電波強度をプロットした図である。 スロットアンテナの構成を示す図である。 スロットアンテナで生成される定在波の様子を示す図である。 通信部の構成を示す図である。 通信部の変形例の構成を示す図である。 第１の変形例のスロットアンテナの構成を示す図である。 第２の変形例のスロットアンテナの構成を示す図である。 第３の変形例のスロットアンテナの構成を示す図である。 スロットアンテナによって生じる正弦波を示す図である。 スロットの一端を位置させたスロットアンテナを示す図である。 ディスク読み取り／書き込み装置の第１の変形例を示す図である。 ディスク読み取り／書き込み装置の第２の変形例を示す図である。 ディスクを示す図である。 スロットアンテナの変形例を示す図である。 スロットアンテナの変形例を示す図である。 ＲＦＩＤシステムの概略構成を示す図である。 アンチコリジョンの動作を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１はディスク読み取り／書き込み装置の原理図である。第１の実施の形態のディスク読み取り／書き込み装置１は、アンテナ部２０、ホルダ３０、通信部４０から構成されて、ディスク１０に付加された無線ＩＣタグ（以下、単にタグ）１２の内容の読み取り／書き込みを行う装置である。

アンテナ部２０は、スロットアンテナ２１、第１の給電ケーブル（給電ケーブル２２）、第２の給電ケーブル（給電ケーブル２３）から構成される。スロットアンテナ２１は、導体面上にあけた２つのスロットである、第１のスロット（スロット２１ａ）と第２のスロット（スロット２１ｂ）とを有する放射素子（アンテナ）である。

給電ケーブル２２は、スロット２１ａに対して第１の給電信号（給電信号ｄ１）を与え、給電ケーブル２３は、スロット２１ｂに対して第２の給電信号（給電信号ｄ２）を与える。なお、給電とは、アンテナに電力を供給すること、またはアンテナから電力を取り出すことであり、給電信号とは、ＲＦ（Radio Frequency）帯の交流信号のことである。

ホルダ３０は、軸状の誘電体であり、スロットアンテナ２１が、両端の導体が接続しないように貼り付けられている（図５で後述）。また、ディスク１０の穴１１がホルダ３０に挿入されて、ディスク１０がセットされる。

通信部４０は、給電ケーブル２２と給電ケーブル２３に対して、給電信号ｄ１と給電信号ｄ２とを交互に給電し、ホルダ３０に挿入されたディスク１０に対して、スロットアンテナ２１の電波指向性が、放射される電波の強さがどの方向でも同じとなる無指向性となるように、スロット２１ａ及びスロット２１ｂから交互に電波を送出させる。

ここで、アンテナからの距離が同じでも方向によって電波の強さが違うことを指向性といい、アンテナから放射される電波の強さがどの方向でも同じことを無指向性という。
そして、通信部４０は、スロットアンテナ２１からの放射電波により、ホルダ３０に挿入されたディスク１０に付加されたタグ１２との通信を行う。なお、スロットアンテナ２１や通信部４０の詳細な構成・動作については図８以降で後述する。

図２はディスク１０を示す図である。ディスク１０は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やＣＤ（Compact Disc）などに該当し、ディスクの中央部の穴１１の近傍表面（信号の記録されない領域）に、タグ１２が貼り付けられている。

タグ１２は、図示しないタグアンテナとタグチップを内部に含む。タグ１２は、図３７で上述した無線ＩＣタグ１１０に対応し、タグアンテナは、アンテナ１１１に、タグチップは無線ＩＣタグチップ１１２に対応する。

図３はディスク１０が挿入される様子を示す図である。ディスク読み取り／書き込み装置１に設けられた軸状のホルダ３０に、ディスク１０の穴１１が挿入して、複数枚のディスク１０をセットすることができる。

ホルダ３０にはスロットアンテナ２１が貼り付けられており、通信部４０は、スロットアンテナ２１を介して、ホルダ３０に挿入された複数のディスク１０と交信し（ディスク１０に付いているタグ１２と交信し）、情報のやりとりを行う（このとき、図３８で上述したようなアンチコリジョン制御も行われる）。また、スロットアンテナ２１へ給電するための給電ケーブル２２、２３は図示していないが、例えば、ホルダ３０内に収められて、ホルダ内部からスロットアンテナ２１へ接続する構成をとることができる。

なお、ディスク読み取り／書き込み装置１は、図３７で上述したリーダ／ライタ１２０に対応し、スロットアンテナ２１はアンテナ１２１に、通信部４０はＲ／Ｗ部１２２に対応する。

ここで、ホルダ３０に挿入された、複数枚のディスク１０のそれぞれに付けられた個々のタグ１２には、例えば、映像や音楽のタイトルや価格などが記憶されており、これらの情報を通信部４０が読み出したり、またはタグ１２に対して、在庫管理のための商品番号などを送信して記憶させたりすることができる。

したがって、ユーザは、従来のようなバーコード表示されたディスクを、手作業で１つずつ読み取ったりするなどといった面倒なことを行わずに、タグ１２を付けたディスク１０をホルダ３０に挿入するだけで、容易にディスク１０（すなわちタグ１２）に対して情報を書き込んだり、読み出したりすることが可能になる。

なお、通信部４０には、実際にはユーザインタフェース機能またはパソコン等の端末とのインタフェース機能が設けられており、ユーザはこれらインタフェース機能により、通信部４０に対して、情報の送受信制御の指示を任意に与えることができる。

次に一般のスロットアンテナの概要について説明する。図４はスロットアンテナの概要を示す図である。従来のスロットアンテナ２００は、導体の金属板２０１の長手方向にスロット（切り欠き）が設けられた形状を持ち、通常、スロット２０２の長さＬは、スロット２０２から放射される電波波長λのλ／２の長さに設定し、スロット幅ＷはＬよりも小さく設定される。

そして、給電ケーブル２０３をスロット２０２に接続して給電する。給電ケーブル２０３としては、マイクロストリップ線路や導波管を用いることができるが、同軸ケーブルが最も簡単である（以下、給電ケーブルを同軸ケーブルと呼ぶ）。

図では、同軸ケーブル２０３の内部導線（ＲＦ信号が流れる芯線）を給電点ａ１に接続し、外部導体（ＧＮＤとなる編組の線）を給電点ａ２に接続している。この状態で給電すると、電流ｉは図に示すように金属板２０１の上に広がって流れ、スロット２０２を横切る方向に電界Ｅが生じて、空中に電波が放射されることになる。なお、電波は、スロット２０２から紙面上方及び紙面下方の両方から放射する。

ここで、図４で示した従来のスロットアンテナ２００を、図１に示したスロットアンテナ２１の代わりにディスク読み取り／書き込み装置に適用すると、ディスク１０をホルダ３０へ挿入した際、ディスク１０の挿入位置によって、タグ１２との読み出し／書き込みが正常に行われない場合があるといった問題があった。ディスク読み取り／書き込み装置１の詳細を説明する前にその問題点について詳しく説明する。

図５はホルダ３０にスロットアンテナ２００が貼り付けられる様子を示す図である。薄い金属板上のスロットアンテナ２００は、図に示すように、ホルダ３０の表面に貼り付けられる（同軸ケーブルの図示は省略）。なお、貼り付ける際には、スロットアンテナ２００の両端が接続しないように、スペース２０２ａを設けて貼り付けられる。

図６はホルダ３０に挿入されているディスク１０を図３のＸ方向から見た図である。ホルダ３０（従来のスロットアンテナ２００が貼り付けられている）にタグ１２が付いているディスク１０が挿入されている。

この場合、スロットアンテナ２００には指向性があるので、タグ１２とスロット２０２との位置（以下、タグ−アンテナ角度と呼ぶ）によって、読み取り／書き込みの精度に違いが生じてしまう。

図７はスロットアンテナ２００の電波強度をプロットした図である。円周外側の０〜３５０の数値は、１０度刻みに記された角度を示す。また、中心点から角度０度方向に記されている０〜３０の数値は、タグ１２を読み取ることができた最低電力をある電力からの減衰量で示したもので、減衰量が大きい値ほど小さい電力で読み取れることを意味している。したがって、グラフの中心に向かうほどタグ１２が読み取れなくなり、中心から離れるほどタグ１２が小さい電力でも読み取れやすいことになる。

図からわかるように、ホルダ３０に貼り付けられたときのスロットアンテナ２００の指向性は、８の字形状のグラフになっている。これは角度から見れば、スロット２０２と、図５で上述したスペース２０２ａとが存在する位置に対して、最も指向性が強い（スロット２０２が位置する０度の方向と、スペース２０２ａが位置する１８０度の方向に電波強度が強い）ことがわかる。

しかし、角度の面から見た指向性については、図７に対して、スロット２０２が０度、スペース２０２ａが１８０度の位置にあるならば、約９０度と約２７０度の角度で指向性が最も弱くなることがわかり、この位置にタグ１２が存在すると、タグ１２との正常な通信を行うことができない。

すなわち、従来のスロットアンテナ２００でディスク読み取り／書き込み装置を構成すると、タグ−アンテナ角度がスロット２０２の位置から（またはスペース２０２ａの位置から）＋９０度または−９０度ずれた位置にタグ１２が存在すると、そのタグ１２に対しては読み取り／書き込みの信頼性が低下するといった問題があった。

ユーザは、ホルダ３０に対して、スロットアンテナ２００のスロット２０２（またはスペース２０２ａ）の位置に関係なくディスク１０を挿入するので、どのように挿入されてもすべてのディスク１０に対して、同じ精度、同じ信頼性で通信できることが必要である。

本発明では、従来のスロットアンテナ２００の指向性を改善して、タグ１２が付けられたディスク１０が置かれる位置に関係なく、タグ１２との通信を確実に行って、タグ通信の品質及び信頼性を向上させたディスク読み取り／書き込み装置を提供するものである。

次にディスク読み取り／書き込み装置１の構成及び動作について詳しく説明する。図８はアンテナ部２０を示す図であり、図９は同軸ケーブル２２、２３の接続部分を示す図である。スロットアンテナ２１がホルダ３０に貼り付けられている様子を示している。

ホルダ３０に貼り付ける際には、スロットアンテナ２１の両端が接続しないようにスペースを設けているが図示はしていない。また、スロットアンテナ２１は、スロット２１ａ、２１ｂの２つのスロットを有し、スロット長Ｌは、放射電波の波長λのλ／２としている。

さらに、スロット２１ａに給電信号ｄ１を給電する同軸ケーブル２２と、スロット２１ｂに給電信号ｄ２を給電する同軸ケーブル２３が設けられる。同軸ケーブル２２、２３のそれぞれの内部導体は、図９に示すように、スロット２１ａ、２１ｂの間の金属導体部分に接続し、同軸ケーブル２２の外部導体は、スロット２１ａの外側の金属導体部分に接続し、同軸ケーブル２３の外部導体は、スロット２１ｂの外側の金属導体部分に接続する。

図１０は図８をＹ方向から見た図である。スロット２１ａ、２１ｂを導体面上に生成する際には、スロットアンテナ２１がスペース２１ｓをあけて、ホルダ３０に貼り付けられたときに、スロット２１ａの位置とスロットの位置２１ｂとの角度が略９０度となるような位置に設けられる。

図１１は通信部４０の構成を示す図である。通信部４０は、制御部４１、情報送信部４２、情報受信部４３、サーキュレータ４４、分配・合成部４５、スイッチ部４６から構成される。制御部４１は、各構成要素の全体制御を行う。情報送信部４２は、タグ１２へ送信するための情報の変調処理を含む送信制御を行う。情報受信部４３は、タグ１２から送信された情報の復調処理を含む受信制御を行う。

サーキュレータ４４は、３つのポートｐａ、ｐｂ、ｐｃを有し、ポートｐａから入力した信号をポートｐｂへ出力し、ポートｐｂから入力した信号をポートｐｃへ出力する。分配・合成部４５は、サーキュレータ４４から送信された信号を２つに分配してスイッチ部４６へ出力し、またはスロット２１ａ、２１ｂを介して、タグ１２から送信された情報を合成してサーキュレータ４４へ出力する。スイッチ部４６は、制御部４１からの指示により、分配・合成部４５から送信された信号をスロット２１ａ、２１ｂのいずれかにスイッチングし、またはスロット２１ａ、２１ｂのいずれかから受信した信号を分配・合成部４５へ送信する。

図１２は通信部４０の動作を示すフローチャートである。
〔Ｓ１〕制御部４１は、スイッチ部４６へスロット２１ａへの切り替え指示を送信する。

〔Ｓ２〕情報送信部４２は、送信情報を変調して出力し、送信情報はサーキュレータ４４及び分配・合成部４５を介して、スロット２１ａから送出される（すなわち、スロット２１ａにつながる同軸ケーブル２２を通じて、情報が重畳されたＲＦ信号（給電信号ｄ１に該当）が印加され、スロット２１ａからＲＦ信号が電波となってエア中に放射される）。

〔Ｓ３〕送信情報の送出後、制御部４１は情報送信部４２に対して、変調処理を停止させて、無変調の信号を出力させて、何の情報も重畳されていない電波をスロット２１ａから送出させる（タグ１２への電源となる電波を常に送出する必要があるため）。

〔Ｓ４〕情報受信部４３は、スロット２１ａ、分配・合成部４５及びサーキュレータ４４を介して、タグ１２から送信された情報を受信し復調して、情報の解析や記憶をしたりする。

〔Ｓ５〕ステップＳ１〜Ｓ４を一定回数繰り返す。
〔Ｓ６〕制御部４１は、スイッチ部４６へスロット２１ｂへの切り替え指示を送信する。

〔Ｓ７〕情報送信部４２は、送信情報を変調して出力し、送信情報はサーキュレータ４４及び分配・合成部４５を介して、スロット２１ｂから送出される（すなわち、スロット２１ｂにつながる同軸ケーブル２３を通じて、情報が重畳されたＲＦ信号（給電信号ｄ２に該当）が印加され、スロット２１ｂからＲＦ信号が電波となってエア中に放射される）。

〔Ｓ８〕送信情報の送出後、制御部４１は情報送信部４２に対して、変調処理を停止させて、無変調の信号を出力させて、何の情報も重畳されていない電波をスロット２１ｂから送出させる（タグ１２への電源となる電波を常に送出する必要があるため）。

〔Ｓ９〕情報受信部４３は、スロット２１ｂ、分配・合成部４５及びサーキュレータ４４を介して、タグ１２から送信された情報を受信し復調して、情報の解析や記憶をしたりする。

〔Ｓ１０〕ステップＳ６〜Ｓ９を一定回数繰り返す。そして、ステップＳ１へ戻る。
図１３はスロットアンテナ２１の電波強度をプロットした図である。グラフＧ１ａは、スロット２１ａの指向性を示しており、グラフＧ１ｂは、スロット２１ｂの指向性を示しており、グラフＧ１ｃは、グラフＧ１ａ、Ｇ１ｂを合成したグラフを示している。

ここで、スロット２１ａ、２１ｂは、図１０で示したように、スロットアンテナ２１がホルダ３０に貼り付けられたときに、スロット２１ａの位置とスロット２１ｂの位置との角度が略９０度となるように構成されており、この状態で通信部４０から、図１２で上述した制御によって、スロット２１ａ、２１ｂに対して交互に給電される。

このため、スロット２１ａの８の字形状（縦向き）のグラフＧ１ａと、スロット２１ｂの８の字形状（横向き）のグラフＧ１ｂとが交互に現れることになり、その結果、ほぼ円形に近い指向性を持たすことができる（無指向性に近づけることになる）。

したがって、スロット２１ａからの電波で読み取り／書き込みがしにくいタグ−アンテナ角度にタグ１２が位置していても、そのタグ−アンテナ角度を補償するように、スロット２１ｂからの電波が放射されるので、タグ１２に対する読み取り／書き込みを確実に行うことができ、どのようにディスク１０がホルダ３０に挿入されても、タグ１２の位置に関係なく、タグ１２との通信を行うことが可能になる。

次に給電信号ｄ１、ｄ２に位相差を与えて無指向性を実現した第２の実施の形態のディスク読み取り／書き込み装置について説明する。第２の実施の形態のディスク読み取り／書き込み装置で使用するスロットアンテナは、図８〜図１０で示したものと同じであり、全体の構成は、基本的には図１の構成と同じである（図１４で後述するように、通信部のブロック構成が異なる）。

ただし、図１のディスク読み取り／書き込み装置１では、スロット２１ａ、２１ｂに交互に給電したが、ここでのディスク読み取り／書き込み装置では、位相差のある給電信号をスロット２１ａ、２１ｂに同時に給電するものである。

図１４は通信部の構成を示す図である。第２の実施の形態のディスク読み取り／書き込み装置の通信部４０−２は、制御部４１、情報送信部４２、情報受信部４３、サーキュレータ４４、分配・合成部４５、移相部４７から構成される。

制御部４１、情報送信部４２、情報受信部４３、サーキュレータ４４及び分配・合成部４５の動作は、図１１で上述した内容と同じである。移相部４７は、制御部４１からの指示にもとづいて、分配・合成部４５から出力された給電信号ｄ１の位相を変えて、スロット２１ａ、２１ｂへ与える給電信号ｄ１、ｄ２に位相差を与える（移相部４７は、給電信号ｄ２側に設置して、給電信号ｄ２側の位相を変えて位相差を生成してもよいし、給電信号ｄ１、ｄ２の両方に移相部４７を２つ設置して制御してもよい）。

次に移相部４７の移相制御として、給電信号ｄ１の位相を給電信号ｄ２に対して、＋９０度または−９０度のいずれかに移相してスロット２１ａに給電する場合について説明する。

図１５はスロットアンテナ２１の電波強度をプロットした図である。グラフＧ２ａは、スロット２１ａ、２１ｂそれぞれに印加する給電信号ｄ１、ｄ２の位相差が＋９０度の場合を示しており、グラフＧ２ｂは、スロット２１ａ、２１ｂそれぞれに印加する給電信号ｄ１、ｄ２の位相差が−９０度の場合を示している。図からわかるように、グラフＧ２ａ、Ｇ２ｂはいずれも、ほぼ円形に近い指向性の形状になっている（無指向性に近い形状になっている）。

したがって、スロット２１ａ、２１ｂそれぞれに対する給電信号ｄ１、ｄ２の位相差が＋９０度または−９０度のいずれか一方になるように移相制御を行って同時に給電することにより、どのようにディスク１０がホルダ３０に挿入されても、タグ１２の位置に関係なくタグ１２との通信を行うことが可能になる。

なお、給電信号ｄ１、ｄ２の位相差を＋９０度または−９０度のいずれか一方に設定して給電することにより、無指向性に近いグラフが得られることの説明については図１７〜図２０で後述する。

次に移相部４７の移相制御として、給電信号ｄ１の位相を給電信号ｄ２に対して、０度、１８０度に切り替えて移相させて、スロット２１ａに給電する場合について説明する。
図１６はスロットアンテナ２１の電波強度をプロットした図である。グラフＧ３ａは、スロット２１ａ、２１ｂそれぞれに印加する給電信号ｄ１、ｄ２の位相差が０度の場合を示しており、グラフＧ３ｂは、スロット２１ａ、２１ｂそれぞれに印加する給電信号の位相差が１８０度の場合を示しており、グラフＧ３ｃは、グラフＧ３ａ、Ｇ３ｂを合成したグラフを示している。

位相差０度、１８０度に切り替えて、給電信号ｄ１、ｄ２を常時、スロット２１ａ、２１ｂに与えることで、横向きの８の字形状のスロット２１ａのグラフＧ３ａと、縦向きの８の字形状のスロット２１ｂのグラフＧ３ｂとが現れることになり、その結果、ほぼ円形に近い指向性を持たすことができる（無指向性に近くなる）。

したがって、スロット２１ａ、２１ｂそれぞれに対する給電信号ｄ１、ｄ２の位相差が０度、１８０度に切り替える移相制御を行って給電することにより、どのようにディスク１０がホルダ３０に挿入されても、タグ１２の位置に関係なくタグ１２との通信を行うことが可能になる。

なお、給電信号ｄ１、ｄ２の位相差を０度、１８０度に切り替えて同時に給電することにより、無指向性に近いグラフが得られることの説明については図１７〜図２０で後述する。

次に給電信号ｄ１、ｄ２に±９０度の位相差を与えた場合と、０度、１８０度の位相差を切り替えながら与えた場合に、無指向性に近いグラフが得られることの理由について図１７〜図２０を用いて概念的に説明する。最初に、１つのスロットを有する従来のスロットアンテナに対し、このスロットアンテナの指向性が８の字形状になる場合について説明する。

図１７はスロットが１つあるスロットアンテナの指向性を説明するための概念図である。図４に示したスロットアンテナ２００で考える。なお、“電波の大きさ”の項目に示されているスロットアンテナの形状は、図４をＺ方向に見た図である。

図１７において、“給電点の位相”、“電波の大きさ”、“ベクトル表示”の項目が記されており、これらの状態に対してステップＳ１１〜Ｓ１４まで順に説明する。なお、“ベクトル表示”は、最も大きな強度の電波のみをベクトルで表示したものである。

〔Ｓ１１〕スロット２０２の給電点（図４の給電点ａ１、ａ２に該当）での給電信号の位相が０度のときは、スロット２０２から放射される電波分布には正弦波の位相が現れない。

〔Ｓ１２〕スロット２０２の給電点ａ１、ａ２での給電信号の位相がπ／２のときは、スロット２０２からの電波分布が正方向のλ／２の正弦波状の分布となる。また、これをベクトルｖ１ａと表示する。

〔Ｓ１３〕スロット２０２の給電点ａ１、ａ２での給電信号の位相がπのときは、スロット２０２から放射される電波分布には正弦波の位相が現れない。
〔Ｓ１４〕スロット２０２の給電点ａ１、ａ２での給電信号の位相が３π／２のときは、スロット２０２からの電波分布が負方向のλ／２の正弦波状の分布となり、これをベクトルｖ１ｂと表示する。

したがって、スロットが１つある通常のスロットアンテナでは、印加する給電信号の位相によって、スロット２０２から発出される最大強度の電波が、互いに逆向きに生じることがわかり（このことをベクトルｖ１ａ、ｖ１ｂで表している）、８の字形状（縦向きの８の字）の指向性となることが推測できる。

次に２つのスロット２１ａ、２１ｂを有するスロットアンテナ２１の指向性について説明する。図１８、図１９はスロットが２つあるスロットアンテナ２１の指向性を説明するための概念図である。最初に図１６で説明した給電信号ｄ１、ｄ２の位相差を０度、１８０度に切り替えた際の指向性について説明する。なお、“ベクトル表示”の項目に示されているスロットアンテナの形状は、図８をＹ方向に見た図である。

図１８において、“位相差０度のときの給電点での位相”、“ベクトル表示”の項目が記されており、これらの状態に対してステップＳ２１〜Ｓ２４まで順に説明する。なお、“ベクトル表示”は、最も大きな強度の電波のみをベクトルで表示したものである。

〔Ｓ２１〕スロット２１ａ、２１ｂの給電点での給電信号ｄ１、ｄ２の位相が共に０度（＝位相差０度）のときは、スロット２１ａ、２１ｂから放射される電波分布には正弦波の位相が現れない。

〔Ｓ２２〕スロット２１ａ、２１ｂの給電点での給電信号ｄ１、ｄ２の位相が共にπ／２（＝位相差０度）のときは、スロット２１ａ、２１ｂからの電波分布が正方向のλ／２の正弦波状の分布となり、これをベクトルｖ２ａ、ｖ２ｂと表示する。また、ベクトルｖ２ａ、ｖ２ｂを合成してベクトルｖ２とする。

〔Ｓ２３〕スロット２１ａ、２１ｂの給電点での給電信号ｄ１、ｄ２の位相が共にπ（＝位相差０度）のときは、スロット２１ａ、２１ｂから放射される電波分布には正弦波の位相が現れない。

〔Ｓ２４〕スロット２１ａ、２１ｂの給電点での給電信号ｄ１、ｄ２の位相が共に３π／２（＝位相差０度）のときは、スロット２１ａ、２１ｂからの電波分布が負方向のλ／２の正弦波状の分布となり、これをベクトルｖ３ａ、ｖ３ｂと表示する。また、ベクトルｖ３ａ、ｖ３ｂを合成してベクトルｖ３とする。

したがって、スロットアンテナ２１では、印加する給電信号ｄ１、ｄ２の位相差が０度の場合、スロット２１ａ、２１ｂから発出される最大強度の電波が、ベクトルｖ２ａ、ｖ２ｂ及びベクトルｖ３ａ、ｖ３ｂで表されるので、これらのベクトルを合成したベクトルｖ２、ｖ３から、８の字形状（縦向きの８の字）の指向性となることが推測できる。

図１９に対し、“位相差１８０度のときの給電点での位相”、“ベクトル表示”の項目が記されており、これらの状態に対してステップＳ２５〜Ｓ２８まで順に説明する。
〔Ｓ２５〕スロット２１ａ、２１ｂの給電点での給電信号ｄ１、ｄ２の位相がそれぞれ０度、π（＝位相差１８０度）のときは、スロット２１ａ、２１ｂから放射される電波分布には正弦波の位相が現れない。

〔Ｓ２６〕スロット２１ａ、２１ｂの給電点での給電信号の位相がそれぞれπ／２、３π／２（＝位相差１８０度）のときは、スロット２１ａからの電波分布が正方向のλ／２の正弦波状の分布となり、スロット２１ｂからの電波分布が負方向のλ／２の正弦波状の分布となり、これらをベクトルｖ４ａ、ｖ４ｂと表示する。また、ベクトルｖ４ａ、ｖ４ｂを合成してベクトルｖ４とする。

〔Ｓ２７〕スロット２１ａ、２１ｂの給電点での給電信号の位相がそれぞれπ、０度（＝位相差１８０度）のときは、スロット２１ａ、２１ｂから放射される電波分布には正弦波の位相が現れない。

〔Ｓ２８〕スロット２１ａ、２１ｂの給電点での給電信号の位相がそれぞれ３π／２、π／２（＝位相差１８０度）のときは、スロット２１ａからの電波分布が負方向のλ／２の正弦波状の分布となり、スロット２１ｂからの電波分布が正方向のλ／２の正弦波状の分布となり、これらをベクトルｖ５ａ、ｖ５ｂと表示する。また、ベクトルｖ５ａ、ｖ５ｂを合成してベクトルｖ５とする。

したがって、スロットアンテナ２１では、印加する給電信号の位相差が１８０度の場合、スロット２１ａ、２１ｂから発出される最大強度の電波が、ベクトルｖ４ａ、ｖ４ｂ及びベクトルｖ５ａ、ｖ５ｂで表されるので、これらのベクトルを合成したベクトルｖ４、ｖ５から、８の字形状（横向きの８の字）の指向性となることが推測できる。したがって、スロット２１ａ、２１ｂそれぞれに対する給電信号ｄ１、ｄ２の位相差を０度、１８０度に切り替えて給電することにより、図１６に示したような無指向性のグラフが得られることがわかる。

次に図１５で上述した位相差が９０度のときの指向性について説明する。図２０はスロットが２つあるスロットアンテナ２１の指向性を説明するための概念図である。“ベクトル表示”の項目に示されているスロットアンテナの形状は、図８をＹ方向に見た図である。

位相差９０度のときの給電点での位相”、“ベクトル表示”の項目が記されており、これらの状態に対してステップＳ３１〜Ｓ３４まで順に説明する。なお、“ベクトル表示”は、最も大きな強度の電波のみをベクトルで表示したものである。

〔Ｓ３１〕スロット２１ａ、２１ｂの給電点での給電信号ｄ１、ｄ２の位相がそれぞれ０度、π／２（＝位相差９０度）のときは、スロット２１ａから放射される電波分布には正弦波の位相が現れず、スロット２１ｂからの電波分布が正方向のλ／２の正弦波状の分布となり、これをベクトルｖ６ａと表示する。

〔Ｓ３２〕スロット２１ａ、２１ｂの給電点での給電信号ｄ１、ｄ２の位相がそれぞれπ／２、π（＝位相差９０度）のときは、スロット２１ａからの電波分布が正方向のλ／２の正弦波状の分布となり、これをベクトルｖ６ｂと表示する。また、スロット２１ｂから放射される電波分布には正弦波の位相が現れない。

〔Ｓ３３〕スロット２１ａ、２１ｂの給電点での給電信号ｄ１、ｄ２の位相がそれぞれπ、３π／２（＝位相差９０度）のときは、スロット２１ａから放射される電波分布には正弦波の位相が現れず、スロット２１ｂからの電波分布が負方向のλ／２の正弦波状の分布となり、これをベクトルｖ６ｃと表示する。

〔Ｓ３４〕スロット２１ａ、２１ｂの給電点での給電信号の位相がそれぞれ３π／２、０（＝位相差９０度）のときは、スロット２１ａからの電波分布が負方向のλ／２の正弦波状の分布となり、これをベクトルｖ６ｄと表示する。また、スロット２１ｂから放射される電波分布には正弦波の位相が現れない。

したがって、スロットアンテナ２１では、印加する給電信号ｄ１、ｄ２の位相差が９０度の場合（プラス、マイナスの符号は左回りになるか右回りになるかの違いだけなので、上記では単に位相差９０度として説明した）、スロット２１ａ、２１ｂから発出される最大強度の電波が、ベクトルｖ６ａ〜ｖ６ｄで表されるので、円形に近い指向性（無指向性）となることが推測できる。

したがって、スロット２１ａ、２１ｂそれぞれに対する給電信号ｄ１、ｄ２の位相差を＋９０度、−９０度のいずれか一方に設定して給電することにより、図１５に示すような無指向性のグラフが得られることになる。

次にスロット２１ａ、２１ｂへの給電信号を交互に与える制御（図１３で上述したグラフＧ１ｃが得られる制御）と、スロット２１ａ、２１ｂそれぞれに対する給電信号の位相差を０度、１８０度に切り替えて給電する制御（図１６で上述したグラフＧ３ｃが得られる制御）とを組み合わせた第３の実施の形態のディスク読み取り／書き込み装置について説明する。

図２１は通信部の構成を示す図である。第３の実施の形態のディスク読み取り／書き込み装置の通信部４０−３は、制御部４１、情報送信部４２、情報受信部４３、サーキュレータ４４、分配・合成部４５、スイッチ部４６、移相部４７から構成される。

これらの構成要素は図１１、図１４で示した構成要素を組み合わせたもので基本的な動作は同じである。動作の流れとしては、例えば、最初にスロット２１ａ、２１ｂへの給電信号ｄ１、ｄ２をスイッチ部４６で制御して交互に与え、一定時間経過後に、移相部４７の制御により、スロット２１ａ、２１ｂそれぞれに対する給電信号ｄ１、ｄ２の位相差を０度、１８０度に切り替えて給電するものである。

図２２はスロットアンテナ２１の電波強度をプロットした図である。第３の実施の形態のディスク読み取り／書き込み装置で得られるグラフであり、ほぼ円形の指向性となっている。なお、これは、図１３、図１６を組み合わせたグラフであり、詳細は上述したので説明は省略する。

このように、第１の実施の形態と第２の実施の形態の組み合わせとして、スロット２１ａ、２１ｂへの給電信号を交互に与える制御と、スロット２１ａ、２１ｂそれぞれに対する給電信号の位相差を０度、１８０度に切り替えて給電する制御とを組み合わせることで、アンテナ指向性の改善を行ってもよい。

次にスロットアンテナ２１のスロット２１ａ、２１ｂそれぞれに２本の同軸ケーブルを設けて（計４本の同軸ケーブル）給電する場合の第４の実施の形態のディスク読み取り／書き込み装置について説明する。

図２３はスロットアンテナの構成を示す図である。第４の実施の形態のディスク読み取り／書き込み装置で使用するスロットアンテナ２１−４は、図８〜図１０で示したものと基本的に同じであるが、図に示すように、スロット２１ａには同軸ケーブルＣ１ａ、Ｃ１ｂが接続し、スロット２１ｂには同軸ケーブルＣ２ａ、Ｃ２ｂが接続する（なお、スロット長は放射電波波長λのλ／２に限らない）。

そして、同軸ケーブルＣ１ａ、Ｃ１ｂからスロット２１ａへ給電信号ｄ１ａ、ｄ１ｂが給電され、同軸ケーブルＣ２ａ、Ｃ２ｂからスロット２１ｂへ給電信号ｄ２ａ、ｄ２ｂが給電される。

図２４はスロットアンテナ２１−４で生成される定在波の様子を示す図である。第４の実施の形態のディスク読み取り／書き込み装置に対し、最初にスロット２１ａに対する給電を示すと、スロット２１ａに同軸ケーブルＣ１ａ、Ｃ１ｂから同時に給電信号ｄ１ａ、ｄ１ｂを給電する。

このとき、スロット２１ａには図に示すような定在波（給電線上に生成され、一方向からの進行波と他方向からの進行波との干渉で生じて、定常的に存在する周期的な波を定在波と呼ぶ）Ｗが生じる。同軸ケーブルＣ１ａから送出した給電信号ｄ１ａと、同軸ケーブルＣ１ｂから送出した給電信号ｄ１ｂとの位相が同相のとき（給電信号ｄ１ａ、ｄ１ｂが同相で衝突するとき）、定在波Ｗは電力最大となり、同軸ケーブルＣ１ａから送出した給電信号ｄ１ａと、同軸ケーブルＣ１ｂから送出した給電信号ｄ１ｂとの位相が逆相のとき（給電信号ｄ１ａ、ｄ１ｂが逆相で衝突するとき）、定在波Ｗは電力最小となる。

この場合、ホルダ３０にディスク１０が挿入されているならば、例えば、定在波Ｗの電力最大点で最もタグ１２に記載されている情報を読み取りやすく（またはタグ１２に情報を書き込みやすく）、定在波Ｗの電力最小点で最もタグ１２に記載されている情報が読み取りにくくなる（またはタグ１２に情報を書き込みにくくなる）。

したがって、定在波Ｗの位相を、給電信号ｄ１ａ、ｄ１ｂの位相を変えて制御することで（定在波Ｗの電力最大点の位置を変えることで）、ホルダ３０にディスク１０が挿入されている際の、ディスク１０への読み取りやすいまたは書き込みやすい箇所を設定することができ、ホルダ３０に挿入されているディスク１０の位置に応じた、スロット２１ａとの通信アクセスを可能にすることができる。

または、給電信号ｄ１ａ、ｄ１ｂのいずれか一方の位相を固定し、他方の位相を３６０度徐々に移相させれば、定在波Ｗを移動（スキャン）させることができる（例えば、図の矢印方向）。このような制御により、ホルダ３０に挿入されているディスク１０をホルダ３０の端から端まで順にスロット２１ａからの電波でスキャンさせることが可能になる。

一方、上記ではスロット２１ａへの同軸ケーブルＣ１ａ、Ｃ１ｂによる給電制御を示したが、スロット２１ｂに対しても同じ制御を行う。すなわち、上記と同様にして、スロット２１ｂに対して同軸ケーブルＣ２ａ、Ｃ２ｂから同時に給電信号ｄ２ａ、ｄ２ｂを給電し、スロット２１ｂに対しても定在波Ｗを生じさせる。

そして、給電信号ｄ２ａ、ｄ２ｂの位相を制御して、ホルダ３０に挿入されているディスク１０の位置に応じた、スロット２１ｂとの通信アクセスを可能にしたり、ホルダ３０に挿入されているディスク１０をホルダ３０の端から端まで順にスロット２１ｂからの電波でスキャンさせる。そして、このようなスロット２１ａ、２１ｂへの給電制御を一定周期で切り替える。

なお、上記のような給電制御に加えて、図１５、図１６で上述した給電信号に位相差を与える制御も行って、アンテナ指向性を改善する。例えば、スロット２１ａに対して、給電信号ｄ１ａ、ｄ１ｂに位相差９０度を付けて（または０度、１８０度の位相を切り替える）、かつ給電信号ｄ１ａの位相を３６０度徐々に移相させれば、円形状に近い指向性の電波を発出しながら、定在波Ｗをスキャンさせることができる。スロット２１ｂに対しても同様な制御を行い、スロット２１ａの制御とスロット２１ｂの制御とを一定周期で切り替える。

図２５は通信部の構成を示す図である。第４の実施の形態のディスク読み取り／書き込み装置の通信部４０−４は、制御部４１、情報送信部４２、情報受信部４３、サーキュレータ４４、分配・合成部４５ａ〜４５ｃ、移相部４７ａ、４７ｂ、スイッチ部４６ａ、４６ｂ、定在波移相部４８から構成される。

定在波移相部４８は、分配・合成部４５ａから出力された信号の位相を３６０度徐々に移相させる（定在波Ｗの位相を１回転させる）。移相部４７ａは、制御部４１からの指示にもとづいて、給電信号ｄ１ａ、ｄ１ｂの位相差に±９０度持たせるか、または０度、１８０度の位相切り替えを行う。移相部４７ｂは、制御部４１からの指示にもとづいて、給電信号ｄ２ａ、ｄ２ｂの位相差に±９０度持たせるか、または０度、１８０度の位相切り替えを行う。

スイッチ部４６ａは、ポートｐ１から給電信号ｄ１ａをスロット２１ａに与え、ポートｐ２から給電信号ｄ２ａをスロット２１ｂに与える。スイッチ部４６ｂは、ポートｐ３から給電信号ｄ１ｂをスロット２１ａに与え、ポートｐ４から給電信号ｄ２ｂをスロット２１ｂに与える。

これらのスイッチング制御としては、スロット２１ａをアクティブにする場合は、ポート（ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４）に対して、（ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦ）となり、スロット２１ｂをアクティブにする場合は、ポート（ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４）に対して、（ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮ）となる（ＯＮが該当ポートへの接続、ＯＦＦは該当ポートと接続しないことを意味する）。スロット２１ａ、２１ｂへのアクティブ切り替えは一定間隔で行う。

次に通信部の変形例について説明する。通信部の変形例として、通信部の出力段にレベル変換部（例えば、可変減衰器）を設けて、スロット２１ａ、２１ｂへ印加する給電信号のレベルを変えるものである。

図２６は通信部の変形例の構成を示す図である。通信部４０−１は、制御部４１、情報送信部４２、情報受信部４３、サーキュレータ４４、分配・合成部４５、スイッチ部４６、可変減衰器４９ａ、４９ｂから構成される。図１１で上述した通信部４０にレベル変換部としての可変減衰器４９ａ、４９ｂを設けたものである。

可変減衰器４９ａ、４９ｂは、制御部４１からの指示にもとづき、給電信号のレベルを変換する。このような構成にすることにより、スロット２１ａ、２１ｂへの電力差を任意に補正することが可能になる（第２〜第４の実施の形態の通信部に対しても適用可能）。

次にスロットアンテナの変形例について説明する。図２７は第１の変形例のスロットアンテナの構成を示す図である。スロットアンテナ２１０の構成は図８、図９で上述したスロットアンテナ２１と基本的には同じ構成である。異なる点は、スロット２１ａ、２１ｂの同軸ケーブルが接続されていない端側を終端する点である。図では終端抵抗Ｒ１、Ｒ２で終端されている。

通常、スロットアンテナのスロットの長さＬは、放射電波の波長のλ／２に設定されている。これは、λ／２よりもスロット長を伸ばすと、同軸ケーブルから供給される電力がスロットに対して印加されずに、給電点において反射現象が顕著に生じてしまい（給電点において跳ね返った反射波が同軸ケーブルを流れる）、アンテナとしての正常な機能を持たすことができないからである（ただし、スロット長がλ／２の整数倍の場合には反射波の影響はほとんどない）。

このため、図に示すように終端することで、給電点から見た入力インピーダンスを調整して、反射波の影響をなくし（入射波ａ₁₁と反射波ｂ₁₁の割合であるＳパラメータの１つである反射係数Ｓ₁₁（＝ｂ₁₁／ａ₁₁）を小さくしている）、スロット長の電波波長依存性をなくしている。このような構成にすることにより、スロットアンテナ２１０が貼り付けられるホルダ３０の軸を長くできるので、より多くのディスク１０を挿入することが可能になる。

図２８は第２の変形例のスロットアンテナの構成を示す図である。第２の変形例のスロットアンテナ２２０は、３つのスロット２１ａ〜２１ｃを設け、それぞれのスロットに同軸ケーブルＣ１〜Ｃ３から給電するものである。

スロットアンテナ２１０では、２つのスロット２１ａ、２１ｂを有し、ホルダ３０に貼り付ける際に両端の導体が接続しないようにして空いたスペースを設けていたが、スロットアンテナ２２０ではこのスペースもスロット２１ｃにしたものである。スロットアンテナ２２０の給電制御としては、例えば、スロット２１ａ〜２１ｃへ順番に給電を与える方法が行える。

図２９は第３の変形例のスロットアンテナの構成を示す図である。第３の変形例のスロットアンテナ２３０は、スロット２１ａ、２１ｂの長さＬを共に放射電波の波長ｎλ／２（ｎは整数）と同じにして、スロット２１ａ、２１ｂの端側を、長手方向にスロット２１ａ、２１ｂをλ／４ずらした構成をとる。また、同軸ケーブルＣ１はスロット２１ａ側に接続し、同軸ケーブルＣ２はスロット２１ｂ側に接続する。

図３０はスロットアンテナ２３０によって生じる正弦波を示す図である。スロット２１ａ、２１ｂへ給電したときに正弦波が生成されている状態を示している。スロット２１ａからは正弦波Ｗ１が生じ、スロット２１ｂからは正弦波Ｗ２が生じる。このとき、正弦波Ｗ１のボトムＢ１に対しては、正弦波Ｗ２のピークＰ２でカバーし、正弦波Ｗ２のボトムＢ２に対しては、正弦波Ｗ１のピークＰ１でカバーしている。このような構成のスロットアンテナとすることで、タグ１２との読み取り／書き込みができない位置をなくすことができる。なお、図３１はスロットアンテナ２３０の変形例を示しており、スロットアンテナ２３０ａは、スロット２１ａ、２１ｂの一端をλ／４ずらし、他端の位置を合わせたものである。

次にディスク読み取り／書き込み装置の構成上の変形例について説明する。図３２はディスク読み取り／書き込み装置の第１の変形例を示す図である。ディスク読み取り／書き込み装置１−１は、スロットアンテナ２１が張り付いたホルダ３０を筐体７０に格納し、タグが付いた板状の物体（カード等）８０を筐体７０上に配置して、タグとの通信を行う。このような装置形状にすることで、円板上のディスク１０だけでなく、タグが付けられたカードに対しても、複数枚カードをセットして、一括して読み取り／書き込みを行うことが可能になる。

なお、筐体７０内のスロットアンテナ２１は円柱のホルダ３０である必要はなく、図３３に示すように、板状の誘電帯３００にスロットアンテナ２１を貼り付けて筐体７０内に設置してもよい。

以上説明したように、ディスク読み取り／書き込み装置により、アンテナの指向性を改善し、無線ＩＣタグが付けられたディスクが置かれる位置に関係なく、高品質なタグとの通信が可能になる。

なお、ディスク読み取り／書き込み装置からの電波をタグ１２でよりよく受信できるように、図３４に示すように、タグ１２に接続するタグアンテナ１２ａを円状にしてディスク１０に貼り付けるようにしてもよい。

また、上記では、中央部に穴の開いたディスク１０に付いているタグ１２と、ディスク読み取り／書き込み装置との動作を中心に説明したが、円板状のディスク１０に限らず、タグが付いているあらゆる物体に対して、ディスク読み取り／書き込み装置が有する機能をリーダ／ライタに持たせることで、高品質な通信を行うことができ、幅広い分野での応用が可能である。

さらに、スロットアンテナの変形例として、図３５に示すスロットアンテナ２１−５のように、スロット長が波長に依存しない場合、スロットの両端が導体で接続されていない（給電する導体が分かれている）スロット２１ａ−５、２１ａ−５のような構成にしてもよく、このような構成においても図２３で示したスロットアンテナと同じ効果が得られる（図２７に示した終端されているスロットアンテナ２１０に対して、同様にしてスロットの両端が導体で接続されていない構成にしてもよい）。

同様に図３６に示すスロットアンテナ２１−６のように、スロット長が波長に依存する場合にも、スロットの両端が導体で接続されていないスロット２１ａ−６、２１ｂ−６のような構成にしてもよく（スロット２１ａ−６、２１ｂ−６の長さは、（ｎ・λ／２）＋λ／４である）、このような構成においても図８、図２９で示したスロットアンテナと同じ効果が得られる。

さらにまた、上記の説明ではスロットアンテナ２１のスロット２１ａ、２１ｂは、ホルダ３０と平行に直線上の形状になっているが、この形状に限らず、例えば、ホルダ３０に対して斜めに設けることや、波状にするなどの形状にしてもよく、ホルダ３０と平行に直線上に限定することはない。また、ホルダ３０は、円形になっているが、正多角形等の軸でもよく、円形である必要はない。

上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。

符号の説明

１ ディスク読み取り／書き込み装置
１０ ディスク
１１ 穴
１２ タグ
２０ アンテナ部
２１ スロットアンテナ
２１ｂ、２１ｃ スリット
２２、２３ 給電ケーブル
３０ ホルダ
４０ 通信部

Claims (3)

1. ディスクに付加されたタグの内容の読み取り／書き込みを行うディスク読み取り／書き込み装置において、
   導体面上にあけた２つのスロットである、第１のスロットと第２のスロットとを有する放射素子であるスロットアンテナと、前記第１のスロットに対して第１の給電信号を与える第１の給電ケーブルと、前記第２のスロットに対して第２の給電信号を与える第２の給電ケーブルと、から構成されるアンテナ部と、
   前記スロットアンテナが貼り付けられて、ディスクの穴が挿入されるホルダと、
   前記第１の給電ケーブルと前記第２の給電ケーブルに対して、前記第１の給電信号と前記第２の給電信号とを交互に給電し、前記ホルダに挿入されたディスクに対して、前記第１のスロット及び前記第２のスロットから交互に電波を送出させて、前記ホルダに挿入されたディスクに付加されたタグとの通信を行う通信部と、
   を有することを特徴とするディスク読み取り／書き込み装置。
2. 前記スロットアンテナは、前記ホルダに貼り付けられた際に、前記第１のスロットの位置と前記第２のスロットの位置との角度が略９０度となるように、前記第１のスロットと前記第２のスロットが設けられていることを特徴とする請求項１記載のディスク読み取り／書き込み装置。
3. ディスクに付加されたタグの内容の読み取り／書き込みを行うディスク読み取り／書き込み装置において、
   導体面上にあけた２つのスロットである、第１のスロットと第２のスロットとを有する放射素子であるスロットアンテナと、前記第１のスロットに対して第１の給電信号を与える第１の給電ケーブルと、前記第２のスロットに対して第２の給電信号を与える第２の給電ケーブルと、から構成されるアンテナ部と、
   前記スロットアンテナが貼り付けられて、ディスクの穴が挿入されるホルダと、
   前記第１の給電ケーブルと前記第２の給電ケーブルに対して、前記第１の給電信号及び前記第２の給電信号に位相差を与えて同時に給電し、前記ホルダに挿入されたディスクに対して、前記第１のスロット及び前記第２のスロットから位相差に応じた電波を同時に送出させて、前記ホルダに挿入されたディスクに付加されたタグとの通信を行う通信部と、
   を有することを特徴とするディスク読み取り／書き込み装置。

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