JP5087222B2

JP5087222B2 - Ｉｃタグ用リーダ及び／又はライタ、並びにそのアンテナユニット

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Publication number: JP5087222B2
Application number: JP2005371729A
Authority: JP
Inventors: 浩二川畑
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2025-12-26
Also published as: US7701349B2; EP1801729A3; DE602006013260D1; EP1801729B1; JP2007172451A; EP1801729A2; US20070159334A1

Description

本発明は、ＩＣタグに対してデータの読み出し及び／又は書き込みを行うリーダ及び／又はライタに関するものであり、特に、リーダ及び／又はライタのアンテナ部分とデータ処理部を分離してリーダ及び／又はライタの設置の自由度の改善を図ることができるＩＣタグ用リーダ及び／又はライタ、並びにそのアンテナユニットに関するものである。

図７は、従来のＩＣタグ用リーダ／ライタの構成例を示したブロック図である。
図７において、ＩＣタグ用リーダ／ライタ１００は、複数のＩＣタグＴＧ１〜ＴＧｎ（ｎは、ｎ＞１の整数）からのデータ読み出し及び各ＩＣタグＴＧ１〜ＴＧｎへのデータ書き込みを行うものであり、発振回路部１０１、制御回路部１０２、変復調回路部１０３及びアンテナユニットＡＮＵ１〜ＡＮＵｎで構成されている。アンテナユニットＡＮＵ１〜ＡＮＵｎは内部構成が同じであり、任意の１つのアンテナユニットＡＮＵｋ（ｋ＝１〜ｎ）は、アンテナＡＮＴａｋとスイッチＳＷａｋで構成されている。また、ＩＣタグＴＧ１〜ＴＧｎは、内部構成が同じであり、任意のＩＣタグＴＧｋは、アンテナＡＮＴｂｋと変復調回路部ＤＥｋで構成されている。発振回路部１０１は、ＩＣタグＴＧ１〜ＴＧｎと無線通信を行うための搬送波を生成して出力する。

任意のＩＣタグＴＧｋにデータを書き込む場合、制御回路部１０２は、発振回路部１０１から出力された搬送波に重畳するデータ信号の入出力制御を行うと共に、ＩＣタグＴＧｋに対応するアンテナユニットＡＮＵｋのスイッチＳＷａｋを排他的にオンさせる。変復調回路部１０３は、制御回路部１０２から出力された搬送波とデータ信号を受けて、データ信号に基づいた変調を該搬送波に施してアンテナＡＮＴａｋに出力する。アンテナＡＮＴａｋは変調されたデータを電波にして放出する。ＩＣタグＴＧｋは、ＩＣタグ用リーダ／ライタ１００から送られる電波をアンテナＡＮＴｂｋで受信し、該受信した信号を変復調回路部ＤＥｋで復調する。

また、ＩＣタグ用リーダ／ライタ１００がＩＣタグＴＧｋのデータを読み出す場合について説明する。
ＩＣタグ用リーダ／ライタ１００からリードコマンドデータがＩＣタグＴＧｋに送られると、ＩＣタグＴＧｋは所望のデータを変復調回路部ＤＥｋで搬送波に変調を施し、ＩＣタグＴＧｋのアンテナＡＮＴｂｋから電波にして放出する。ＩＣタグ用リーダ／ライタ１００は、該電波をアンテナＡＮＴａｋで受信して、該受信した信号を変復調回路部１０３で復調し、制御回路部１０２で所望のデータを取り出す。

このような機能を備えた従来のＩＣタグ用リーダ／ライタ１００は、発振回路部１０１、制御回路部１０２及び変復調回路部１０３からなる回路ユニット１０６を１チップ又は複数の集積回路で実現して、一体となった形態で組み立てられている。また、回路ユニット１０６とアンテナユニットＡＮＵ１〜ＡＮＵｎは一体に形成してもよいが、アンテナユニットＡＮＵ１〜ＡＮＵｎを回路ユニット１０６から離して設置する場合、回路ユニット１０６とアンテナユニットＡＮＵ１〜ＡＮＵｎをケーブルで接続していた。

なお、従来においては、複数個の物品が重ねられた状態でリーダによりデータの一括読取が行われる場合でも、各々の動作用電源が適切に得ることができるＩＤタグ及びＩＤタグの受信電力制御方法があった（例えば、特許文献１参照。）。また、識別符号が付与されたタグを、無線周波数帯の搬送波を用いて非接触にて確実に識別することにより、タグの取り付けられた物体を識別し、その物体を制御、管理する無線周波符号識別のための、多くの設計仕様に自動的に対応できる無線周波符号識別方法があった（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００２−２５９９２１号公報特開平７−２００７４９号公報

しかし、図７において、回路ユニット１０６とアンテナユニットＡＮＵ１〜ＡＮＵｎをケーブルで接続する場合は、変調が施された搬送波をケーブルを使用して伝送するため、搬送波の周波数が高くなるほどケーブルによる損失が大きくなり、ケーブルの長さを１００ｍｍから２００ｍｍ程度までしか伸ばすことができず、回路ユニット１０６とアンテナユニットＡＮＵ１〜ＡＮＵｎの配置に対する大きな制約となっていた。
また、回路ユニット１０６とアンテナユニットＡＮＵ１〜ＡＮＵｎを接続しているケーブルから放出される不要な電波は装置内の回路に対するノイズ発生源となっていた。更に、搬送波の周波数が高くなるに連れノイズの発生は多くなるため高い周波数の場合は、回路ユニット１０６とアンテナユニットＡＮＵ１〜ＡＮＵｎを離すことは困難であった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、リーダ及び／又はライタを構成している変復調回路部とアンテナを一体にしてアンテナユニットとして他の回路から分離させるようにし、該アンテナユニットと他の回路部分との距離を長くすることができ、リーダ及び／又はライタを有する装置内において、各パーツの配置の自由度を向上させることができ装置の小型化を図ることができるＩＣタグ用リーダ及び／又はライタ、並びにそのアンテナユニットを得ることを目的とする。

この発明に係るＩＣタグ用リーダ及び／又はライタは、複数のＩＣタグに対してデータの書き込み及び／又は読み出しを行うＩＣタグ用リーダ及び／又はライタにおいて、
アンテナから送受信される信号に対して変調又は復調を対応して行う変復調回路部と該アンテナをそれぞれ有した、他の回路部と分離して前記各ＩＣタグに対応して配置された各アンテナユニット部と、
前記アンテナから送信するためのデータ信号と搬送波を前記各アンテナユニット部に出力し、前記各アンテナユニット部で復調された信号からデータの抽出を行う回路ユニット部と、
前記各アンテナユニット部と該回路ユニット部との間で信号伝送を行う信号伝送部と、
を備え、
前記各アンテナユニット部は、前記変復調回路部が変復調を行う際に使用する異なる特性の各アナログフィルタを有し、入力された制御信号に応じて該各アナログフィルタの１つを排他的に選択して前記変復調回路部に接続するフィルタ回路をそれぞれ備え、
前記フィルタ回路は、前記回路ユニット部から入力された制御信号に応じて該各アナログフィルタの１つを排他的に選択して前記変復調回路部に接続し、
前記各変復調回路部は、対応するフィルタ回路に対するアナログフィルタの選択制御を行うための信号が前記信号伝送部を介して前記回路ユニット部から入力され、該入力された信号に応じて対応する前記フィルタ回路に対してアナログフィルタの選択制御を行うものである。

前記変復調回路部は、１つのＩＣに集積され、該ＩＣは、前記アンテナを接続するためのポートと、前記変調を行うための信号が入力され及び／又は前記復調を行った信号を出力する信号伝送路を接続する少なくとも１つのポートと、少なくとも１つの入力及び／又は出力ポートとをそれぞれ有するようにした。

また、この発明に係るアンテナユニットは、前記ＩＣタグ用リーダ及び／又はライタにおける前記アンテナユニット部からなるものである。

本発明のＩＣタグ用リーダ及び／又はライタによれば、アンテナを有し該アンテナから送受信される信号に対して変調又は復調を対応して行う各アンテナユニット部、及び前記アンテナから送信するためのデータ信号と搬送波を該各アンテナユニット部に出力し、各アンテナユニット部で復調された信号からデータの抽出を行う回路ユニット部を分離して配置すると共に、前記各アンテナユニット部は、あらかじめ設定された使用状態を示す信号を生成して出力する信号生成回路をそれぞれ備えるようにした。このことから、各アンテナユニット部と回路ユニット部との距離を長くすることができ、各アンテナユニット部と回路ユニット部の配置の自由度を向上させることができ、このようなＩＣタグ用リーダ及び／又はライタを有する装置の小型化を図ることができる。同時に、各アンテナユニット部における信号生成回路からの各信号の信号レベルを回路ユニット部が知ることができ、結果として、通信の必要がないアンテナユニット部へのアクセスを省略して時間を短縮し、各ＩＣタグへのアクセスを素早くすることができる。

また、本発明のＩＣタグ用リーダ及び／又はライタによれば、アンテナを有し該アンテナから送受信される信号に対して変調又は復調を対応して行う各アンテナユニット部、及び前記アンテナから送信するためのデータ信号と搬送波を該各アンテナユニット部に出力し、各アンテナユニット部で復調された信号からデータの抽出を行う回路ユニット部を分離して配置すると共に、各アンテナユニット部は、入力された信号に応じた表示を行う表示回路をそれぞれ備えるようにした。このことから、各アンテナユニット部と回路ユニット部との距離を長くすることができ、各アンテナユニット部と回路ユニット部の配置の自由度を向上させることができ、このようなＩＣタグ用リーダ及び／又はライタを有する装置の小型化を図ることができる。同時に、通信の必要がないアンテナユニット部へのアクセスを省略すると共に各アンテナユニット部ごとに動作可能か否かの状態を使用者が知ることができ、通信の必要がないアンテナユニット部へのアクセスを省略して時間を短縮し、各ＩＣタグへのアクセスを素早くすることができる。

また、本発明のＩＣタグ用リーダ及び／又はライタによれば、アンテナを有し該アンテナから送受信される信号に対して変調又は復調を対応して行う各アンテナユニット部、及び前記アンテナから送信するためのデータ信号と搬送波を該各アンテナユニット部に出力し、各アンテナユニット部で復調された信号からデータの抽出を行う回路ユニット部を分離して配置すると共に、各アンテナユニット部は、前記変復調回路部が変復調を行う際に使用する異なる特性の各アナログフィルタを有し、入力された制御信号に応じて該各アナログフィルタの１つを排他的に選択して前記変復調回路部に接続するフィルタ回路をそれぞれ備えるようにした。このことから、各アンテナユニット部と回路ユニット部との距離を長くすることができ、各アンテナユニット部と回路ユニット部の配置の自由度を向上させることができ、このようなＩＣタグ用リーダ及び／又はライタを有する装置の小型化を図ることができる。同時に、アナログフィルタの特性を通信規格に応じて切り替えることができる。

また、本発明のＩＣタグ用リーダ及び／又はライタにおけるアンテナユニットによれば、他の回路部と分離して複数のＩＣタグに対応して配置されると共に、前記変調又は復調を行う回路が１つのＩＣに集積され、該ＩＣは、前記アンテナを接続するためのポートと、前記変調を行うための信号が入力され及び／又は前記復調を行った信号を出力する信号伝送路を接続する少なくとも１つのポートと、少なくとも１つの入力及び／又は出力ポートとをそれぞれ有するようにした。このことから、アンテナユニットと他の回路部との距離を長くすることができ、アンテナユニットと他の回路部との配置の自由度を向上させることができ、このようなＩＣタグ用リーダ及び／又はライタを有する装置の小型化を図ることができる。同時に、アンテナユニットに、あらかじめ設定された使用状態を示す信号を生成して出力する信号生成回路や、入力された信号に応じた表示を行う表示回路や、変調又は復調を行う際に使用する異なる特性の各アナログフィルタを備えることができる。また、ＩＣ化することにより、コストの低減と省スペース化を図ることができる。

次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるＩＣタグ用リーダ／ライタの構成例を示した図である。
図１において、ＩＣタグ用リーダ／ライタ１は、所定の周波数の搬送波を生成して出力する発振回路部２と、発振回路部２からの搬送波に重畳するデータ信号の入出力を行う制御回路部３と、変復調回路部ＤＥＡ１〜ＤＥＡｎ（ｎは、ｎ＞１の整数）と、変復調回路部ＤＥＡ１〜ＤＥＡｎに対応して設けられたアンテナＡＮＴＡ１〜ＡＮＴＡｎと、スイッチ回路ＳＣ１〜ＳＣｎと、伝送路５と、信号線Ｓ１〜Ｓｎとを備えている。

発振回路部２と制御回路部３が１つのチップ又は複数の集積回路で形成された１つのユニットである回路ユニット６をなしている。また、変復調回路部ＤＥＡ１〜ＤＥＡｎ及びスイッチ回路ＳＣ１〜ＳＣｎはそれぞれすべて同じ構成のものであり、任意の変復調回路部ＤＥＡｋ（ｋ＝１〜ｎ）、対応するアンテナユニットＡＮＴＡｋ及び対応するスイッチ回路ＳＣｋは１つのアンテナユニットＡＵｋをなしている。なお、回路ユニット６は回路ユニット部をなし、アンテナユニットＡＵ１〜ＡＵｎはそれぞれアンテナユニット部をなし、伝送路５は信号伝送部をなし、スイッチ回路ＳＣ１〜ＳＣｎはそれぞれ信号生成回路をなす。また、変復調回路部ＤＥＡ１〜ＤＥＡｎを、それぞれ１つのＩＣで形成するようにしてもよい。

回路ユニット６において、発振回路部２は制御回路部３に接続され、アンテナユニットＡＵｋにおいて、アンテナＡＮＴＡｋは変復調回路部ＤＥＡｋに接続されている。制御回路部３と変復調回路部ＤＥＡｋは、信号線や赤外線等を使用した、信号の伝送を行う伝送路５を介して信号の授受を行っている。発振回路部２は、ＩＣタグと無線通信を行うための搬送波を生成して出力し、該搬送波の周波数は１３.５６ＭＨｚが一般的に使用されるが、用途によっては１２０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの低周波や、９００ＭＨｚ及び２.４５ＧＨｚの極超短波が使用される場合もある。

制御回路部３は、発振回路部２から出力された搬送波に重畳するデータの入出力制御を行う。変復調回路部ＤＥＡｋは、伝送路５を介して制御回路部３から入力された搬送波とデータ信号に対して所定の方法で変調してアンテナＡＮＴＡｋに出力し、アンテナＡＮＴＡｋから入力された受信信号に対しては所定の方法で復調して、伝送路５を介して制御回路部３に出力する。
一方、ＩＣタグＩＴ１〜ＩＴｎは、すべて同じ構成であり、任意のＩＣタグＩＴｋは、アンテナＡＮＴＢｋと変復調回路部ＤＥＢｋとを備え、アンテナＡＮＴＢｋは変復調回路部ＤＥＢｋに接続されている。なお、ＩＣタグＩＴｋの内部構成及び動作は公知であり、詳細な構成及び動作の説明を省略する。

一方、スイッチ回路ＳＣ１〜ＳＣｎはすべて同じ構成をなしており、任意のスイッチ回路ＳＣｋを例にして説明する。スイッチ回路ＳＣｋは、スイッチＳＷｋと抵抗Ｒｋで構成され、電源電圧Ｖｄｄと接地電圧との間にスイッチＳＷｋと抵抗Ｒｋが直列に接続されている。スイッチＳＷｋと抵抗Ｒｋとの接続部は、信号線Ｓｋを介して制御回路部３に接続されている。アンテナユニットＡＵ１〜ＡＵｎにおいて、対応するＩＣタグが設けられていない等の理由から、例えばアンテナユニットＡＵｋを使用しない場合は、スイッチＳＷｋをオンさせて導通状態にすることにより信号線Ｓｋを介してハイレベルの信号を制御回路部３に出力する。これに対して、使用するアンテナユニットのスイッチはオフさせて遮断状態にしている。このように、使用しないアンテナユニットに設けられたスイッチをオンさせ、使用するアンテナユニットに設けられたスイッチをオフさせることによって、制御回路部３は使用していないアンテナユニットを認識することができる。言うまでもなく、使用しないアンテナユニットに設けられたスイッチをオフさせ、使用するアンテナユニットに設けられたスイッチをオンさせるようにしてもよい。

このような構成において、任意のＩＣタグＩＴｋにデータを書き込む場合について説明する。
制御回路部３は、発振回路部２から入力された搬送波と、該搬送波に重畳させる送信データを示す信号とを同期させて変復調回路部ＤＥＡｋに出力する。変復調回路部ＤＥＡｋは、制御回路部３から出力された搬送波と送信データ信号を受けて、該搬送波に送信データ信号に基づいた変調を施してアンテナＡＮＴＡｋに出力する。アンテナＡＮＴＡｋは該変調された信号を電波にして放出する。ＩＣタグＩＴｋは、ＩＣタグ用リーダ／ライタ１から送信された電波をアンテナＡＮＴＢｋで受信し、該受信した信号を変復調回路部ＤＥＢｋで復調する。

次に、任意のＩＣタグＩＴｋからデータを読み出す場合について説明する。
ＩＣタグ用リーダ／ライタ１からリードコマンドデータがＩＣタグＩＴｋに送信されると、ＩＣタグＩＴｋは所望のデータを変復調回路部ＤＥＢｋで搬送波に変調を施し、アンテナＡＮＴＢｋから電波にして送信する。ＩＣタグ用リーダ／ライタ１は、該電波をアンテナＡＮＴＡｋで受信して、該受信した信号を変復調回路部ＤＥＡｋで復調し、制御回路部３で所望のデータを取り出す。

ＩＣタグ用リーダ／ライタ１は、回路ユニット６とアンテナユニットＡＵ１〜ＡＵｎの各ユニットに分割されており、回路ユニット６の制御回路部３とアンテナユニットＡＵ１〜ＡＵｎの変復調回路部ＤＥＡ１〜ＤＥＡｎとの間を伝送路５を介して信号伝送を行うようにすることによってアンテナＡＮＴＡ１〜ＡＮＴＡｎの配置の自由度を確保している。また、変復調回路部ＤＥＡｋを集積回路にした場合は、通常、アンテナＡＮＴＡｋよりも十分小さくすることができ、アンテナＡＮＴＡｋの一部に収めることにより、アンテナＡＮＴＡｋを配置するうえではほとんど影響を与えることはない。
このように、制御回路部３と変復調回路部ＤＥＡｋとの間では、搬送波とデータ信号が重畳された状態になっておらず別になっていることから、変復調回路部ＤＥＡｋとアンテナＡＮＴＡｋとの間よりも、伝送路５の長さを長くすることができる。このため、ＩＣタグ用リーダ／ライタ１を内蔵した装置では、回路ユニット６とアンテナユニットＡＵ１〜ＡＵｎの配置の自由度が大きくなり、該装置の小型化を図ることができる。

ここで、制御回路部３は、通常、ＩＣタグＩＴ１〜ＩＴｎと通信ができるか否かを判断するために、アンテナユニットＡＵ１〜ＡＵｎに対して順にアクセスする。アンテナユニットの数が増加すればするほど、１つのアンテナユニットにアクセスする頻度が低下する。このため、アンテナにＩＣタグをかざしてもデータの読み取り又は書き込みを行うまでに時間がかかり、結果として、読み取り又は書き込みに時間がかかるという場合が考えられる。
そこで、使用しないアンテナユニットのスイッチを自動又は手動でオフさせることにより、制御回路部３は、使用していないアンテナユニットを認識することができ、ＩＣタグＩＴ１〜ＩＴｎと通信ができるか否かを判断する際に、使用していないアンテナユニットへのアクセスを行わないようにすることができ、所望のＩＣタグに対する読み取り又は書き込みに要する時間を短縮させることができる。

例えば、ＩＣタグＩＴ１〜ＩＴｎ及びＩＣタグ用リーダ／ライタ１を備えたＲＦＩＤシステムを工場の工程管理に使用した場合、複数の装置にそれぞれアンテナユニットを設置し、どの装置で処理されたかを履歴としてＩＣタグに記録するような場合が考えられる。このような場合、複数の装置のうち一部がメンテナンスや修理で停止している場合が想定される。従来は、回路ユニットに多数のアンテナユニットが接続されている場合、すべてのアンテナユニットに対して無線通信を試みるが、制御回路部３は、無線通信を行う前にアンテナユニット内の変復調回路部に対して信号線を通じた通信で、無線通信が必要か否かを判断している。

一般に無線通信よりも有線の信号線を用いた通信の方が高速化が可能であり、通信が不必要なアンテナユニットのスイッチをオフすることにより、通信が必要なアンテナユニットを高頻度で無線通信を試みることができ、結果として所望のＩＣタグとの素早い通信が可能となる。なお、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは、手動でオン／オフさせるようにしてもよく、外部から入力される制御信号によってオン／オフさせるようにしてもよい。言うまでもなく、使用しないアンテナユニットに設けられたスイッチをオフさせ、使用するアンテナユニットに設けられたスイッチをオンさせるようにしてもよい。

第２の実施の形態．
前記第１の実施の形態では、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎのオン／オフの状態を制御回路部３が認識するためには、信号線Ｓ１〜Ｓｎを追加する必要があり、制御回路部３とアンテナユニットＡＵ１〜ＡＵｎとの距離が離れている場合は、コストが増大するという問題があった。そこで、スイッチ回路部ＳＣ１〜ＳＣｎから出力される２値の信号を対応する変復調回路部ＤＥ１〜ＤＥｎを介して伝送路５を使用して制御回路部３に送るようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第２の実施の形態とする。
図２は、本発明の第２の実施の形態におけるＩＣタグ用リーダ／ライタの構成例を示した図である。なお、図２では、図１と同じもの又は同様のものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図１との相違点のみ説明する。

図２における図１との相違点は、変復調回路部ＤＥＡ１〜ＤＥＡｎに入力ポートＰｉ１〜Ｐｉｎを対応して設け、該入力ポートＰｉ１〜Ｐｉｎにスイッチ回路ＳＣ１〜ＳＣｎの各出力端を対応して接続し、変復調回路部ＤＥＡ１〜ＤＥＡｎは、対応する入力ポートＰｉ１〜Ｐｉｎから入力されたスイッチ回路ＳＣ１〜ＳＣｎの出力信号を伝送路５を介して制御回路部３に出力するようにしたことにある。これに伴って、図１の変復調回路部ＤＥＡ１〜ＤＥＡｎを変復調回路部ＤＥＡａ１〜ＤＥＡａｎにし、図１のアンテナユニットＡＵ１〜ＡＵｎをアンテナユニットＡＵａ１〜ＡＵａｎにし、図１のＩＣタグ用リーダ／ライタ１をＩＣタグ用リーダ／ライタ１ａにした。

図２において、ＩＣタグ用リーダ／ライタ１ａは、発振回路部２と、制御回路部３と、変復調回路部ＤＥＡａ１〜ＤＥＡａｎと、変復調回路部ＤＥＡａ１〜ＤＥＡａｎに対応して設けられたアンテナＡＮＴＡ１〜ＡＮＴＡｎと、スイッチ回路ＳＣ１〜ＳＣｎと、伝送路５とを備えている。
変復調回路部ＤＥＡａ１〜ＤＥＡａｎはすべて同じ構成のものであり、任意の変復調回路部ＤＥＡａｋ、対応するアンテナユニットＡＮＴＡｋ及び対応するスイッチ回路ＳＣｋは１つのアンテナユニットＡＵａｋをなしている。なお、アンテナユニットＡＵａ１〜ＡＵａｎはそれぞれアンテナユニット部をなす。また、変復調回路部ＤＥＡａ１〜ＤＥＡａｎを、それぞれ１つのＩＣで形成するようにしてもよい。

アンテナユニットＡＵａｋにおいて、アンテナＡＮＴＡｋは変復調回路部ＤＥＡａｋに接続されている。制御回路部３と変復調回路部ＤＥＡａｋは、信号線や赤外線等を使用した、信号の伝送を行う伝送路５を介して信号の授受を行っている。
一方、スイッチ回路ＳＣ１〜ＳＣｎはすべて同じ構成をなしており、任意のスイッチ回路ＳＣｋを例にして説明する。スイッチ回路ＳＣｋにおいて、スイッチＳＷｋと抵抗Ｒｋとの接続部は、変復調回路部ＤＥａｋの入力ポートＰｉｋに接続されている。アンテナユニットＡＵａ１〜ＡＵａｎにおいて、対応するＩＣタグが設けられていない等の理由から、例えばアンテナユニットＡＵａｋを使用しない場合は、スイッチＳＷｋをオンさせて導通状態にすることによりハイレベルの信号を入力ポートＰｉｋを介して変復調回路部ＤＥａｋに入力する。これに対して、使用するアンテナユニットのスイッチはすべてオフさせて遮断状態にしている。

制御回路部３は、アンテナユニットＡＵａｋに対して、アンテナユニットＡＵａｋ内の変復調回路部ＤＥａｋに接続されているスイッチＳＷｋの状態を要求する。変復調回路部ＤＥａｋは、入力ポートＰｉｋに入力された信号レベルをシリアルデジタル信号で制御回路部３に送信する。この時、制御回路部３は、スイッチＳＷｋがオン状態であった場合のみ、アンテナユニットＡＵａｋを使用して対応するＩＣタグＩＴｋとの通信を試みる。制御回路部３は、このような動作をすべてのアンテナユニットＡＵａ１〜ＡＵａｎに対して順次行う。なお、前記説明では、スイッチ回路ＳＣ１〜ＳＣｎを対応する変復調回路部ＤＥａ１〜ＤＥａｎの入力ポートに接続する場合を例にして説明したが、スイッチ回路ＳＣ１〜ＳＣｎを対応する変復調回路部ＤＥａ１〜ＤＥａｎの入出力ポートに接続するようにしてもよい。また、変復調回路部ＤＥＡａ１〜ＤＥＡａｎをそれぞれ集積回路で構成することにより、省スペースで安価に実施することができる。

本第２の実施の形態では、前記第１の実施の形態と同様に、例えば、ＩＣタグＩＴ１〜ＩＴｎ及びＩＣタグ用リーダ／ライタ１ａを備えたＲＦＩＤシステムを工場の工程管理に使用した場合、複数の装置にそれぞれアンテナユニットを設置し、どの装置で処理されたかを履歴としてＩＣタグに記録するような場合が考えられる。このような場合、複数の装置のうち一部がメンテナンスや修理で停止している場合が想定される。従来は、回路ユニットに多数のアンテナユニットが接続されている場合、すべてのアンテナユニットに対して無線通信を試みるが、制御回路部３は、無線通信を行う前にアンテナユニット内の変復調回路部に対して伝送路５を通じたシリアル通信で、無線通信が必要か否かを判断している。

一般に無線通信よりも有線の信号線を用いた通信の方が高速化が可能であり、通信が不必要なアンテナユニットのスイッチをオフすることにより、通信が必要なアンテナユニットを高頻度で無線通信を試みることができ、結果として所望のＩＣタグとの素早い通信が可能となる。また、本第２の実施の形態では、前記第１の実施の形態における信号線Ｓ１〜Ｓｎが不要になることから、コストを削減させることができ、アンテナユニットＡＵａ１〜ＡＵａｎにおける変復調回路部ＤＥＡａ１〜ＤＥＡａｎをそれぞれ集積回路で構成することにより、回路スペースを小さくすることができる。なお、言うまでもなく、使用しないアンテナユニットに設けられたスイッチをオフさせ、使用するアンテナユニットに設けられたスイッチをオンさせるようにしてもよい。

第３の実施の形態．
工場の工程管理のように、複数の装置にそれぞれアンテナユニットを配置してＩＣタグのリード／ライトを行う使用方法が考えられる。この場合、工場のメンテナンス等で一部の装置が停止している場合、制御ユニットから順次無線通信する多数のアンテナユニットの中から停止しているアンテナユニットの無線通信をやめることにより、無線通信を行う必要があるアンテナユニットに高頻度でのアクセスが可能で、結果としてＩＣタグとの素早い通信が可能になる。しかし、アンテナユニットが、制御ユニットから離れた場所にある場合に、アンテナユニット側にいる人間が、目の前にあるアンテナユニットが制御ユニットから順次アクセスがあるかどうか、すなわち無線通信が可能かどうかを知ることは困難である。そこで、アンテナユニットが使用可能であるか否かを知らせるための発光ダイオードをアンテナユニットにそれぞれ設けるようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第３の実施の形態とする。

図３は、本発明の第３の実施の形態におけるＩＣタグ用リーダ／ライタの構成例を示した図であり、図３では、図１と同じもの又は同様のものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図１との相違点のみ説明する。
図３における図１との相違点は、図１のアンテナユニットＡＵ１〜ＡＵｎにおいて、図１のスイッチ回路ＳＣ１〜ＳＣｎの代わりに表示回路ＤＣ１〜ＤＣｎを設けるようにしたことにある。これに伴って、図１のアンテナユニットＡＵ１〜ＡＵｎをアンテナユニットＡＵｂ１〜ＡＵｂｎにし、図１のＩＣタグ用リーダ／ライタ１をＩＣタグ用リーダ／ライタ１ｂにした。

図３において、ＩＣタグ用リーダ／ライタ１ｂは、発振回路部２と、制御回路部３と、変復調回路部ＤＥＡ１〜ＤＥＡｎと、変復調回路部ＤＥＡ１〜ＤＥＡｎに対応して設けられたアンテナＡＮＴＡ１〜ＡＮＴＡｎと、表示回路ＤＣ１〜ＤＣｎと、伝送路５と、信号線Ｓ１〜Ｓｎとを備えている。変復調回路部ＤＥＡ１〜ＤＥＡｎ及び表示回路ＤＣ１〜ＤＣｎはそれぞれすべて同じ構成のものであり、任意の変復調回路部ＤＥＡｋ、対応するアンテナＡＮＴＡｋ及び対応する表示回路ＤＣｋは１つのアンテナユニットＡＵｂｋをなしている。なお、アンテナユニットＡＵｂ１〜ＡＵｂｎはそれぞれアンテナユニット部をなしている。

表示回路ＤＣ１〜ＤＣｎはすべて同じ構成をなしており、任意の表示回路ＤＣｋを例にして説明する。表示回路ＤＣｋは、発光ダイオードＬＥＤｋと抵抗Ｒｂｋで構成され、発光ダイオードＬＥＤｋにおいて、アノードは信号線Ｓｋを介して制御回路部３に接続され、カソードは抵抗Ｒｂｋを介して接地電圧に接続されている。アンテナユニットＡＵｂ１〜ＡＵｂｎにおいて、対応するＩＣタグが設けられていない等の理由から、例えばアンテナユニットＡＵｂｋを使用しない場合は、制御回路部３は、発光ダイオードＬＥＤｋを消灯させ、その他の使用できるアンテナユニットの発光ダイオードをそれぞれ点灯させる。このようにすることにより、アンテナユニットＡＵｂｋが使用できないことを知らせることができる。言うまでもなく、使用しないアンテナユニットに設けられた発光ダイオードを点灯させて、使用するアンテナユニットに設けられた発光ダイオードを消灯させるようにしてもよい。

第４の実施の形態．
前記第３の実施の形態では、発光ダイオードの点灯／消灯を行うためには、信号線Ｓ１〜Ｓｎを追加する必要があり、制御回路部３とアンテナユニットＡＵｂ１〜ＡＵｂｎとの距離が離れている場合は、コストが増大するという問題があった。そこで、制御回路部３は、伝送路５とアンテナユニットの変復調回路部を介して発光ダイオードの点灯／消灯を行うようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第４の実施の形態とする。
図４は、本発明の第４の実施の形態におけるＩＣタグ用リーダ／ライタの構成例を示した図である。なお、図４では、図３と同じもの又は同様のものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図３との相違点のみ説明する。

図４における図３との相違点は、変復調回路部ＤＥＡ１〜ＤＥＡｎに出力ポートＰｏ１〜Ｐｏｎを対応して設け、該出力ポートＰｏ１〜Ｐｏｎに表示回路ＤＣ１〜ＤＣｎを対応して接続し、変復調回路部ＤＥＡ１〜ＤＥＡｎは、伝送路５を介して入力された制御回路部３からの信号に応じて、対応する出力ポートＰｏ１〜Ｐｏｎに接続された表示回路ＤＣ１〜ＤＣｎの点灯／消灯を行うようにしたことにある。これに伴って、図３の変復調回路部ＤＥＡ１〜ＤＥＡｎを変復調回路部ＤＥＡｃ１〜ＤＥＡｃｎにし、図３のアンテナユニットＡＵｂ１〜ＡＵｂｎをアンテナユニットＡＵｃ１〜ＡＵｃｎにし、図３のＩＣタグ用リーダ／ライタ１ｂをＩＣタグ用リーダ／ライタ１ｃにした。

図４において、ＩＣタグ用リーダ／ライタ１ｃは、発振回路部２と、制御回路部３と、変復調回路部ＤＥＡｃ１〜ＤＥＡｃｎと、変復調回路部ＤＥＡｃ１〜ＤＥＡｃｎに対応して設けられたアンテナＡＮＴＡ１〜ＡＮＴＡｎと、表示回路ＤＣ１〜ＤＣｎと、伝送路５とを備えている。
変復調回路部ＤＥＡｃ１〜ＤＥＡｃｎはすべて同じ構成のものであり、任意の変復調回路部ＤＥＡｃｋ、対応するアンテナユニットＡＮＴＡｋ及び対応する表示回路ＤＣｋは１つのアンテナユニットＡＵｃｋをなしている。なお、アンテナユニットＡＵｃ１〜ＡＵｃｎはそれぞれアンテナユニット部をなす。また、変復調回路部ＤＥＡｃ１〜ＤＥＡｃｎをそれぞれ１つのＩＣで形成するようにしてもよい。

アンテナユニットＡＵｃ１〜ＡＵｃｎはすべて同じ構成をなしており、任意のアンテナユニットＡＵｃｋを例にして説明する。
アンテナユニットＡＵｃｋにおいて、アンテナＡＮＴＡｋは変復調回路部ＤＥＡｃｋに接続されている。制御回路部３と変復調回路部ＤＥＡｃｋは、信号線や赤外線等を使用した、信号の伝送を行う伝送路５を介して信号の授受を行っている。
一方、表示回路ＤＣ１〜ＤＣｎはすべて同じ構成をなしており、任意の表示回路ＤＣｋを例にして説明する。表示回路ＤＣｋにおいて、表示回路ＤＣｋは、発光ダイオードＬＥＤｋと抵抗Ｒｂｋで構成され、発光ダイオードＬＥＤｋにおいて、アノードは変復調回路部ＤＥＡｃｋの出力ポートＰｏｋに接続され、カソードは抵抗Ｒｂｋを介して接地電圧に接続されている。

アンテナユニットＡＵｃ１〜ＡＵｃｎにおいて、対応するＩＣタグが設けられていない等の理由から、例えばアンテナユニットＡＵｃｋを使用しない場合は、制御回路部３は、伝送路５と変復調回路部ＤＥＡｃｋを介して発光ダイオードＬＥＤｋを消灯させ、その他の使用できるアンテナユニットの変復調回路部に対して接続された発光ダイオードをそれぞれ点灯させる。このようにすることにより、信号線Ｓ１〜Ｓｎを使用することなく、アンテナユニットＡＵｃｋが使用できないことを知らせることができ、コストの低減を図ることができる。言うまでもなく、使用しないアンテナユニットに設けられた発光ダイオードを点灯させて、使用するアンテナユニットに設けられた発光ダイオードを消灯させるようにしてもよい。なお、前記説明では、表示回路ＤＣ１〜ＤＣｎを対応する変復調回路部ＤＥＡｃ１〜ＤＥＡｃｎの出力ポートに接続する場合を例にして説明したが、表示回路ＤＣ１〜ＤＣｎを対応する変復調回路部ＤＥＡｃ１〜ＤＥＡｃｎの入出力ポートに接続するようにしてもよい。また、変復調回路部ＤＥＡｃ１〜ＤＥＡｃｎをそれぞれ集積回路で構成することにより省スペースで安価に実施することができる。

第５の実施の形態．
変復調回路部を半導体集積回路で構成する場合、変復調に必要なアナログフィルタを集積回路内で構成するよりも、外部のコンデンサや抵抗を使用して構成する方がコスト的に有利な場合がある。また、複数の通信規格に対応したＩＣタグ用リーダ／ライタでは、アナログフィルタの特性を通信規格により切り替えないといけない場合がある。これらのことから、複数のフィルタを実装しておき、回路ユニット６からシリアルデジタル通信を介して各変復調回路部の出力信号の信号レベルを切り替えるようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第５の実施の形態とする。

図５は、本発明の第５の実施の形態におけるＩＣタグ用リーダ／ライタの構成例を示した図である。なお、図５では、図１の同じもの又は同様のものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図２との相違点のみ説明する。
図５における図１との相違点は、スイッチ回路ＳＣ１〜ＳＣｎの代わりに第１フィルタＦＡ１〜ＦＡｎ、第２フィルタＦＢ１〜ＦＢｎ及びセレクタＳＬ１〜ＳＬｎを設けたことにあり、これに伴って、図１の変復調回路部ＤＥＡ１〜ＤＥＡｎを変復調回路部ＤＥＡｄ１〜ＤＥＡｄｎにし、図１のアンテナユニットＡＵ１〜ＡＵｎをアンテナユニットＡＵｄ１〜ＡＵｄｎにし、図１のＩＣタグ用リーダ／ライタ１をＩＣタグ用リーダ／ライタ１ｄにした。

図５において、ＩＣタグ用リーダ／ライタ１ｄは、発振回路部２と、制御回路部３と、変復調回路部ＤＥＡｄ１〜ＤＥＡｄｎと、アンテナＡＮＴＡ１〜ＡＮＴＡｎと、第１フィルタＦＡ１〜ＦＡｎと、第２フィルタＦＢ１〜ＦＢｎと、セレクタＳＬ１〜ＳＬｎと、伝送路５と、信号線Ｓ１〜Ｓｎとを備えている。変復調回路部ＤＥＡｄ１〜ＤＥＡｄｎ、第１フィルタＦＡ１〜ＦＡｎ、第２フィルタＦＢ１〜ＦＢｎ及びセレクタＳＬ１〜ＳＬｎはそれぞれすべて同じ構成のものであり、任意の変復調回路部ＤＥＡｄｋ、対応するアンテナＡＮＴＡｋ、対応する第１フィルタＦＡｋ、対応する第２フィルタＦＢｋ、及び対応するセレクタＳＬｋは１つのアンテナユニットＡＵｄｋをなしている。なお、アンテナユニットＡＵｄ１〜ＡＵｄｎはそれぞれアンテナユニット部をなし、第１フィルタＦＡｋ、第２フィルタＦＢｋ及びセレクタＳＬｋはフィルタ回路をなす。

アンテナユニットＡＵｄ１〜ＡＵｄｎはすべて同じ構成をなしており、任意のアンテナユニットＡＵｄｋを例にして説明する。
アンテナユニットＡＵｄｋは、変復調回路部ＤＥＡｄｋ、アンテナＡＮＴＡｋ、ある規格に必要な帯域の第１フィルタＦＡｋ、もう１つの規格に必要な帯域の第２フィルタＦＢｋ及びセレクタＳＬｋで構成され、セレクタＳＬｋは、制御回路部３から信号線Ｓｋを介して入力された制御信号に応じて、変復調に必要なフィルタを排他的に選択して変復調回路部ＤＥＡｄｋに接続する。このようにすることにより、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができると共に、アナログフィルタの特性を通信規格に応じて切り替えることができる。なお、変復調回路部ＤＥＡｄ１〜ＤＥＡｄｎをそれぞれ１つのＩＣで形成した場合、省スペースで安価に実施することができる。

第６の実施の形態．
前記第５の実施の形態では、各セレクタの制御を行うためには、信号線Ｓ１〜Ｓｎを追加する必要があり、制御回路部３とアンテナユニットＡＵｄ１〜ＡＵｄｎとの距離が離れている場合は、コストが増大するという問題があった。そこで、制御回路部３は、伝送路５とアンテナユニットの変復調回路部を介してセレクタの制御を行うようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第６の実施の形態とする。
図６は、本発明の第６の実施の形態におけるＩＣタグ用リーダ／ライタの構成例を示した図である。なお、図６では、図５と同じもの又は同様のものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図５との相違点のみ説明する。

図６における図５との相違点は、変復調回路部ＤＥＡｄ１〜ＤＥＡｄｎに出力ポートＰｏ１〜Ｐｏｎを対応して設け、該出力ポートＰｏＡ１〜ＰｏＡｎにセレクタＳＬ１〜ＳＬｎの各制御信号入力端を対応して接続し、変復調回路部ＤＥＡｄ１〜ＤＥＡｄｎは、伝送路５を介して入力された制御回路部３からの信号を対応するセレクタＳＬ１〜ＳＬｎに出力するようにしたことにある。これに伴って、図５の変復調回路部ＤＥＡｄ１〜ＤＥＡｄｎを変復調回路部ＤＥＡｅ１〜ＤＥＡｅｎにし、図５のアンテナユニットＡＵｂ１〜ＡＵｂｎをアンテナユニットＡＵｅ１〜ＡＵｅｎにし、図６のＩＣタグ用リーダ／ライタ１ｄをＩＣタグ用リーダ／ライタ１ｅにした。

図６において、ＩＣタグ用リーダ／ライタ１ｅは、発振回路部２と、制御回路部３と、変復調回路部ＤＥＡｅ１〜ＤＥＡｅｎと、アンテナＡＮＴＡ１〜ＡＮＴＡｎと、第１フィルタＦＡ１〜ＦＡｎと、第２フィルタＦＢ１〜ＦＢｎと、セレクタＳＬ１〜ＳＬｎと、伝送路５とを備えている。変復調回路部ＤＥＡｅ１〜ＤＥＡｅｎ、第１フィルタＦＡ１〜ＦＡｎ、第２フィルタＦＢ１〜ＦＢｎ及びセレクタＳＬ１〜ＳＬｎはそれぞれすべて同じ構成のものであり、任意の変復調回路部ＤＥＡｅｋ、対応するアンテナＡＮＴＡｋ、対応する第１フィルタＦＡｋ、対応する第２フィルタＦＢｋ、及び対応するセレクタＳＬｋは１つのアンテナユニットＡＵｅｋをなしている。なお、アンテナユニットＡＵｅ１〜ＡＵｅｎはそれぞれアンテナユニット部をなしている。

アンテナユニットＡＵｅ１〜ＡＵｅｎはすべて同じ構成をなしており、任意のアンテナユニットＡＵｅｋを例にして説明する。
アンテナユニットＡＵｅｋは、変復調回路部ＤＥＡｅｋ、アンテナＡＮＴＡｋ、ある規格に必要な帯域の第１フィルタＦＡｋ、もう１つの規格に必要な帯域の第２フィルタＦＢｋ及びセレクタＳＬｋで構成され、セレクタＳＬｋは、制御回路部３から伝送路５及び変復調回路部ＤＥＡｅｋを介して入力された制御信号に応じて、変復調に必要なフィルタを排他的に選択して変復調回路部ＤＥＡｋに接続する。このようにすることにより、前記第５の実施の形態と同様の効果を得ることができると共に、信号線Ｓ１〜Ｓｎを使用することなくセレクタＳＬ１〜ＳＬｎの制御をそれぞれ行うことができ、コストの低減を図ることができる。

なお、前記第１又は第２の実施の形態のスイッチ回路を設けた機能と、前記第３又は第４の実施の形態の表示回路を設けた機能とを組み合わせて使用するようにしてもよい。また、前記説明では、ＩＣタグ用リーダ／ライタを例にして説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、ＩＣタグ用リーダ及び／又はライタに適用するものである。また、前記第５及び第６の各実施の形態では、２つのフィルタを備えた場合を例にして説明したが、これは一例であり、本発明は複数のフィルタを備える場合に適用するものである。また、前記第１〜第６の各実施の形態では、アンテナユニットの変復調回路部は、変調を行うための信号が入力されると共に復調を行った信号を出力する信号伝送路５を接続するためのポートを備えていたが、これは一例であり、本発明はこれに限定するものではなく、変調を行うための信号が入力される信号伝送路と復調を行った信号を出力する信号伝送路をそれぞれ備え、アンテナユニットの変復調回路部は、該各信号伝送路を接続するためのそれぞれのポートを備えるようにしてもよい。

本発明の第１の実施の形態におけるＩＣタグ用リーダ／ライタの構成例を示した図である。本発明の第２の実施の形態におけるＩＣタグ用リーダ／ライタの構成例を示した図である。本発明の第３の実施の形態におけるＩＣタグ用リーダ／ライタの構成例を示した図である。本発明の第４の実施の形態におけるＩＣタグ用リーダ／ライタの構成例を示した図である。本発明の第５の実施の形態におけるＩＣタグ用リーダ／ライタの構成例を示した図である。本発明の第６の実施の形態におけるＩＣタグ用リーダ／ライタの構成例を示した図である。従来のＩＣタグ用リーダ及び／又はライタの構成例を示した図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅＩＣタグ用リーダ／ライタ
２発振回路部
３制御回路部
５伝送路
６回路ユニット
ＤＥＡ１〜ＤＥＡｎ，ＤＥＡａ１〜ＤＥＡａｎ，ＤＥＡｃ１〜ＤＥＡｃｎ，ＤＥＡｄ１〜ＤＥＡｄｎ，ＤＥＡｅ１〜ＤＥＡｅｎ変復調回路部
ＡＮＴＡ１〜ＡＮＴＡｎアンテナ
ＳＣ１〜ＳＣｎスイッチ回路
ＳＷ１〜ＳＷｎスイッチ
Ｒ１〜Ｒｎ，Ｒｂ１〜Ｒｂｎ抵抗
Ｓ１〜Ｓｎ信号線
ＡＵ１〜ＡＵｎ，ＡＵａ１〜ＡＵａｎ，ＡＵｂ１〜ＡＵｂｎ，ＡＵｃ１〜ＡＵｃｎ，ＡＵｄ１〜ＡＵｄｎ，ＡＵｅ１〜ＡＵｅｎアンテナユニット
ＤＣ１〜ＤＣｎ表示回路
ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎ発光ダイオード
ＦＡ１〜ＦＡｎ第１フィルタ
ＦＢ１〜ＦＢｎ第２フィルタ
ＳＬ１〜ＳＬｎセレクタ
ＩＴ１〜ＩＴｎＩＣタグ

Claims

複数のＩＣタグに対してデータの書き込み及び／又は読み出しを行うＩＣタグ用リーダ及び／又はライタにおいて、
アンテナから送受信される信号に対して変調又は復調を対応して行う変復調回路部と該アンテナをそれぞれ有した、他の回路部と分離して前記各ＩＣタグに対応して配置された各アンテナユニット部と、
前記アンテナから送信するためのデータ信号と搬送波を前記各アンテナユニット部に出力し、前記各アンテナユニット部で復調された信号からデータの抽出を行う回路ユニット部と、
前記各アンテナユニット部と該回路ユニット部との間で信号伝送を行う信号伝送部と、
を備え、
前記各アンテナユニット部は、前記変復調回路部が変復調を行う際に使用する異なる特性の各アナログフィルタを有し、入力された制御信号に応じて該各アナログフィルタの１つを排他的に選択して前記変復調回路部に接続するフィルタ回路をそれぞれ備え、
前記フィルタ回路は、前記回路ユニット部から入力された制御信号に応じて該各アナログフィルタの１つを排他的に選択して前記変復調回路部に接続し、
前記各変復調回路部は、対応するフィルタ回路に対するアナログフィルタの選択制御を行うための信号が前記信号伝送部を介して前記回路ユニット部から入力され、該入力された信号に応じて対応する前記フィルタ回路に対してアナログフィルタの選択制御を行うことを特徴とするＩＣタグ用リーダ及び／又はライタ。
前記変復調回路部は、１つのＩＣに集積され、該ＩＣは、前記アンテナを接続するためのポートと、前記変調を行うための信号が入力され及び／又は前記復調を行った信号を出力する信号伝送路を接続する少なくとも１つのポートと、少なくとも１つの入力及び／又は出力ポートとをそれぞれ有することを特徴とする請求項１記載のＩＣタグ用リーダ及び／又はライタ。
前記請求項１又は請求項２におけるアンテナユニット部からなるＩＣタグ用リーダ及び／又はライタにおけるアンテナユニット。