JPH0964633A

JPH0964633A - 移動体検出装置のループアンテナ

Info

Publication number: JPH0964633A
Application number: JP7233280A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Mizoguchi; 且裕溝口; Tomokazu Kizawa; 朋和木沢; Kazuya Iwasaki; 一哉岩崎; Ichitaro Kobayashi; 一太郎小林; Shinji Ikezawa; 伸二池澤; Makoto Yamazaki; 誠山崎
Original assignee: Hitachi Information Technology Co Ltd
Current assignee: Hitachi Information Technology Co Ltd
Priority date: 1995-08-18
Filing date: 1995-08-18
Publication date: 1997-03-07
Anticipated expiration: 2015-08-18
Also published as: JP3344534B2

Abstract

(57)【要約】【課題】トランスポンダからの無線の受信強度パターン
における不感帯をトランスポンダの移動方向から排除し
あるいは低減し、対象を確実に検出することができる移
動体検出装置のループアンテナを提供することを目的と
する。【解決手段】所定の領域内のトランスポンダの移動方向
に沿ってほぼ平行に設けられた直線状の導体からなるル
ープアンテナであって、導体が形成する形状における中
心線の少なくとも一部がトランスポンダの移動方向に対
して上下いずれか一方にずれ、このずれによりループ内
の移動方向においてトランスポンダからの電波を受信す
る受信領域が形成されているものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、移動体検出装置
のループアンテナに関し、詳しくは、人等が運搬あるい
は携帯することで人あるいは人とともに移動する物品を
無線によるトランスポンダ方式で監視する監視システム
において、トランスポンダからの無線の受信強度パター
ンにおける不感帯を排除しあるいは低減し、対象を確実
に検出することができるような移動体検出装置のループ
アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】無線を利用するトランスポンダ方式で人
の入退室，物品の移動，持ち出しを管理する非接触式情
報受信システムとして、移動体からの識別情報を乗せた
電磁波をアンテナ介して受信する監視装置がある。監視
対象として人等に付帯するトランスポンダは、カード状
のもの、ロッド状のもの、そしてタグ状のものがあっ
て、電池で駆動する場合にはその消耗が問題となる。そ
の関係で、リーダ側からトランスポンダに、送受信アン
テナあるいは、他の送信アンテナを介して送られる電波
（バースト信号）をトランスポンダから受けて、この電
波のエネルギーを利用してコンデンサに電荷を充電し、
このコンデンサを電池として、トランスポンダは、保持
している個体固有の識別コードを電波で送り返す。その
ために、リーダには発信回路が設けられている。

【０００３】タグ状のトランスポンダ（以下タグ）を例
として以下説明すれば、タグが監視領域となるゲートを
通過する時に、ゲート内でタグからの識別情報をゲート
に設けたループアンテナで受信する。図４に、そのよう
な監視システム（監視ゲート）の基本構成の一例を示
す。この種の監視システムは，リーダ１とホストコンピ
ュータ１０（以下ホスト）とを備えていて、これらは一
般にＲＳ２３２ＣインタフェースやＬＡＮなどの回線で
接続される。リーダは、例えば、受信回路３、復調回路
４、コントローラ５、通信回路６等から構成される電波
モジュール２を内蔵し、送受信アンテナ７，７を介して
トランスポンダ８に対して、例えば、最初の５０ｍsec
を送信期間とし、次の５０ｍsec を受信期間として、１
００ｍsec の周期で送受信を行う。

【０００４】送受信アンテナ７，７は、ゲート１１に配
置されていて、タグ（トランスポンダ）８側から送出さ
れる識別コードで変調されたＦＭ信号を受信する。受信
信号は、受信回路３で増幅されて復調回路４により識別
コード部分がシリアルなデジタル値にされて抽出され
る。コントローラ５は、識別コードが検出されると、こ
れを受けて、これを検出し内部レジスタにセットしてこ
の識別コードをシリアルに通信回路６に送り、回線９へ
送出してホスト１０側に送信する。このゲート１１で使
用する送受信用アンテナ７，７は、対向し合う２辺が同
じ長さとなる矩形のループアンテナ形状とされるのが一
般的であり、タグ８の移動方向にほぼ平行となる面に配
置される。

【０００５】タグ８がゲート１１を通過する場合、管理
する人もしくは物にタグを付着させるさせているため
に、タグ８がゲート１１に対して直角、水平となること
が最も多い。そのため、タグ８からの電流をアンテナ７
が効率よく受信できるようにするためにアンテナ７の辺
をタグ８と直角、水平となるように矩形にしてある。ま
た、ゲート１１における矩形状のループアンテナの実装
方法は、通常、アンテナを２枚同じ高さで向かい合わ
せ、ゲート１１において対向設置するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この場合、タ
グ（トランスポンダ）は、図５に示すように、小型であ
り、その発信エネルギーが小さく、それがアンテナルー
プの内部に入る関係で、ゲート１１を通過するときに
は、図６に示すように、タグ８からの電波を受信できな
い不感帯エリアが発生する。その結果、トランスポンダ
からの信号をリーダが受けられない問題がある。なお、
図５において、１２は、電池となるコンデンサであり、
２０は、電波モジュールであって、ＲＯＭ１３を参照し
て識別コードで変調された返信用の電波を発生する。そ
の内部回路は、図４の電波モジュール２に対応している
が、電波モジュール２における復調回路４がこのモジュ
ールでは変調回路になっている。１４は、タグ８に設け
られた電波発信用のアンテナである。図６において、
（ａ）は、ゲート１１におけるアンテナ７の正面図であ
り、（ｂ）がそのＡ−Ａ断面からみた側面図であって、
これにタグ８に対する受信強度パターン１６を加えて示
してある。ここでは、タグ８は、これに内蔵される発信
用のアンテナ１４を代表として示してある。７ａは、ア
ンテナ７のコイルそのものを示し、１５は、アンテナ７
を収納する筐体であり、１７がアンテナ７の受信強度パ
ターン１６においてその中央部分に発生する不感帯であ
る。

【０００７】さて、前記のような条件においては、トラ
ンスポンダ８からの電磁波の強さは、アンテナとトラン
スポンダまでの距離の２乗に反比例して減衰していく。
また、トランスポンダからの電磁波によってアンテナに
発生する誘導電流の強さは、情報を受け取るアンテナの
辺の長さによって決まる。そこで、タグ８がゲートを通
過する時に、ゲート内でタグ８からの識別信号を受信で
きない不感帯がある。この不感帯は、タグ８がゲートを
通過する時の対向角度によりそれぞれ特徴のあるエリア
となる。不感帯が発生する理由には、タグ８からの識別
情報の返信波がリーダ１の受信用のアンテナ７側で打ち
消し合う場合と、送信時のアンテナ７からの電磁波がタ
グ８側で打ち消し合う場合の２通りがあるが、特に前者
が問題になる。

【０００８】図７は、不感帯が発生する原理の説明図で
あって、タグ８からの識別情報の返信波である電磁波１
８によって発生する誘導電流がリーダ１のコイル７ａ側
で打ち消し合いタグ８からの電波が受信できなくなる。
従来、トランスポンダ方式の監視ゲートにおいて、移動
体であるタグ８がループアンテナのコイル７ａの対向す
る２辺からの距離と等しい場所、つまりコイル７ａの中
心線に沿って対向角度が直角で通過する場合には、移動
体からの返信波である電磁波１８を受信するコイル７ａ
の辺が同じでタグ８までの距離が同じために、電磁波１
８によってコイル７ａに発生するタグ８からの識別情報
であるＩ1、Ｉ2の電流の大きさはほぼ等しくなる。その
ため、リーダ１へ流れる識別情報の電流Ｉａは、Ｉ1、
Ｉ2が打ち消し合うためにゼロになる。これは、タグ８
は、アンテナに比べて小さいので、タグ８が垂直方向に
なった場合もほぼ同様である。

【０００９】その結果、タグ８とゲート１１の対向角度
によって、コイル７ａの中心線付近で情報の受信が行え
なくなる不感帯１７が発生する。たとえ、このコイル７
ａを２枚対向設置したとしても、そのゲートでは、ゲー
トの中心を前後に貫くような不感帯が生じる。したがっ
て、この発明は、トランスポンダからの無線の受信強度
パターンにおける不感帯をトランスポンダの移動方向か
ら排除しあるいは低減し、対象を確実に検出することが
できる移動体検出装置のループアンテナを提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための第１の発明の構成は、所定の領域内のトランス
ポンダの移動方向に沿ってほぼ平行に設けられた直線状
の導体からなるループアンテナであって、導体が形成す
る形状における中心線の少なくとも一部がトランスポン
ダの移動方向に対して上下いずれか一方にずれ、このず
れによりループ内の移動方向においてトランスポンダか
らの電波を受信する受信領域が形成されているものであ
る。

【００１１】また、第２の発明の特徴は、矩形の第１お
よび第２のループアンテナをトランスポンダのゲート内
の移動方向に沿ってほぼ平行に設け、第１および第２の
ループアンテナは、直線状の導体を有していて、第１の
ループアンテナの導体が形成する形状と第２のループア
ンテナの導体が形成する形状との中心線がそれぞれトラ
ンスポンダの移動方向から一方が上に、他方が下にず
れ、このずれによりループ内の移動方向においてトラン
スポンダからの電波を受信する受信領域が形成されてい
るものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】第１の発明にあっては、トランス
ポンダからの電波をゲートに配置したループアンテナで
受信する場合に、例えば、ループアンテナの形状を変形
させることでその中心線がトランスポンダの移動方向に
一致しない領域をループアンテナ内に形成する。アンテ
ナの不感帯は、中心線に沿って発生するので、これによ
り不感帯が移動方向からずれる。そのために、トランス
ポンダがアンテナを横切る場合には、移動する過程のど
こかでアンテナ上の受信領域を通過することができる。
この領域は、中心線と移動方向とが一致していないの
で、ループアンテナの対向する辺とトランスポンダとの
距離が等しくなく、アンテナの対向する辺に誘起する電
流値に差を発生させる。そこで、この領域でトランスポ
ンダからの電波を受信できる。また、第２の発明にあっ
ては、２つのアンテナの不感帯を移動方向に対して垂直
となる上下方向にずらせて一方のアンテナのループ内の
一部に受信領域を形成することで相互に不感帯を補完し
てトランスポンダからの受信をより確実にすることがで
きる。

【００１３】

【実施例】図１は、この発明の移動体検出装置のループ
アンテナを適用した一実施例のループアンテナの説明図
であり、図２は、他の実施例のループアンテナの説明
図、図３は、さらに他の実施例のループアンテナの説明
図である。図１（ａ）は、ループアンテナの正面図であ
る。７０は、矩形を２つ重ねた状態でその外形に沿って
コイル７ｂを形成したループアンテナである。１５は、
その筐体である。図（ｂ）は、そのＡ−Ａ断面とＢ−Ｂ
断面とを重ねて示した受信強度の説明図である。（ｂ）
に示すように、タグ８からの受信強度パターンは、ゲー
ト１１内において受信強度パターンは１６ａ，１６ｂと
いう２つのパターンになる。受信強度パターン１６ａ
は、Ａ−Ａ断面に対応するものであり、受信強度パター
ン１６ｂは、Ｂ−Ｂ断面に対応するものである。

【００１４】具体的な例としは、１００×５０ｃｍのル
ープアンテナにおいて、上限の５０ｃｍの辺を比率を
７：３に変えて対向する辺が３５ｃｍ、１５ｃｍとなる
ように段差を設ける。これによりコイル７ｂを正面から
見た場合、その形状における中心線に段差ができる、こ
れに沿って不感帯が発生する。側面から見た（ｂ）で
は、それぞれの不感帯１７ａ，１７ｂがコイル７ｂの中
心から上下に約８ｃｍずつずれているために、（ｂ）で
は、お互いの受信領域が、相手の不感帯を補っている。
また、アンテナの角をくぼましているため、最大受信距
離は、多少低下するが、コイル７ｂの中心を対向角度が
直角でタグ８が横切る場合には、ずらした受信領域を通
過するので、見掛け上の不感帯は減少し、タグ８の移動
中には必ず受信領域が存在する。

【００１５】すなわち、この場合に、受信強度パターン
１６ａに発生する不感帯１７ａは、受信強度パターン１
６ｂの受信強度の高い位置に配置され、受信強度パター
ン１６ｂに発生する不感帯１７ｂは、受信強度パターン
１６ａの受信強度の高い位置に配置されるように、コイ
ル７ｂは、２つの矩形が重ねらた外形の矩形ループを形
成している。点線７ｃがコイル７ｂのループ形状におけ
る中心線であって、この中心線７ｃは、その一部がタグ
８の移動方向から上下にずれている。したがって、不感
帯１７ａ，１７ｂもこの中心線７ｃに沿ってタグ移動方
向からずれる。これにより、ループ内のタグ移動方向に
おいて、その一部に受信領域が形成される。その結果、
不感帯１７ａ，１７ｂが相互に補完されてタグ８がゲー
ト１１を移動中には、必ず、受信強度の高いエリアを通
過できる。アンテナ７０は、ゲート移動中に必ずタグ８
の信号を受信できる。これにより対象が検出できなかっ
たり、誤検出する問題が発生し難くなる。

【００１６】図２は、ループアンテナのコイル７ｂを平
行四辺形のループとした実施例であって、点線で示すの
がその形状における中心線７ｃである。このように中心
線を形成すれば、その一部がタグ８の移動方向に対して
そこから外れるので、この外れる位置ではループの対向
する辺までの距離が等しくなくなる。その結果、移動方
向から外れた中心線の範囲では、タグ８がゲート１１を
移動中にループアンテナのコイル７ｂは、必ず受信領域
２１，２２においてタグ８からの電波を受信できる。

【００１７】図３は、ゲート１１内に対向してループア
ンテナ７１，７２の２つのアンテナを設け、それぞれの
コイル部分７ｄ，７ｅを相互に段違いにして設けた実施
例である。（ａ）は、その正面図であり、（ｂ）は、そ
のＡ−Ａ断面図である。ここでは、それぞれのアンテナ
の筐体１５は、ゲート１１においては同じ高さである
が、それぞれのアンテナのコイル７ｄ，７ｅは、それぞ
れの不感帯をお互いの受信領域で補うように、高さを上
下にずらして対向設置してある。（ｂ）から分かるよう
に、ループアンテナ７１の受信強度パターン１６ｃとル
ープアンテナ７２の受信強度パターン１６ｄとは、相互
に不感帯１７ｃ，１７ｄを補完するように配置されてい
る。

【００１８】例えば、１００ｃｍ×５０ｃｍのアンテナ
では、タグ８がゲート１１に対して対向角度が直角で通
過した場合、先の図６においては、コイル７ａの中心で
ゲートを前後に貫くように不感帯ができるが、コイル７
ａの最大受信個所は、アンテナのコイル線上であるた
め、互いのアンテナのコイル７ｄ，７ｅを相互に５０ｃ
ｍ上下にずらすことにより、一方のアンテナの不感帯を
他方のアンテナの受信領域で補うことができる。この図
３の例では、タグ８が監視ゲートを通過する場合には、
ずらした受信領域のどれかを通過するので、見掛け上不
感帯が減少する。これにより前記実施例と同様にゲート
１１を通過中のタグ８からの受信が可能になる。

【００１９】以上説明したきたが、実施例では、タグ８
が水平方向に配置されている例について説明している。
しかし、タグ８が垂直方向に配置されても、ループアン
テナとタグ８からの電波の関係がほぼ同様になるため、
これについてもこの発明を同様に適用できる。また、実
施例のアンテナループの形状は、一例であって、ループ
アンテナのループ形状における中心線の少なくとも一部
を前記トランスポンダの移動方向から外してそこに受信
領域が形成される直線状のループであればよく、角に凹
凸を付けたアンテナであってもよい。さらに、実施例で
は、トランスポンダとしてタグの例を挙げているが、カ
ード型やロッド型においてもこの発明が同様に適用でき
ることはもちろんである。

【００２０】

【発明の効果】以上で説明したように、この第１の発明
にあっては、トランスポンダの移動方向に対してループ
アンテナの導体の形状における中心線がずれるように配
置しているので、アンテナの不感帯も中心線に添って発
生して移動方向からずれるために、トランスポンダがア
ンテナを横切る場合には、移動過程のどこかでアンテナ
上の受信領域を通過することができる。また、第２の発
明にあっては、２つのアンテナの不感帯を移動方向に対
して垂直となる上下方向にずらせて一方のアンテナのル
ープ内の一部に受信領域を形成することで相互に不感帯
を補完してトランスポンダからの受信をより確実にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の移動体検出装置のループア
ンテナを適用した一実施例のループアンテナの説明図で
あって、（ａ）は、そのループアンテナの正面図、
（ｂ）は、そのＡ−Ａ断面における受信強度パターンの
説明図である。

【図２】図２は、他の実施例のループアンテナの説明図
である。

【図３】図３は、さらに、２つのアンテナを設ける場合
の実施例のループアンテナの説明図であって、（ａ）
は、そのループアンテナの正面図、（ｂ）は、そのＡ−
Ａ断面における受信強度パターンの説明図である。

【図４】図４は、従来の移動体監視システムの概要図で
ある。

【図５】図５は、従来のタグ型のトランスポンダの内部
構造の説明図である。

【図６】図６は、従来の矩形のループアンテナの説明図
であって、（ａ）は、そのループアンテナの正面図、
（ｂ）は、そのＡ−Ａ断面における受信強度パターンの
説明図である。

【図７】図７は、矩形のループアンテナにおける不感帯
説明図であって、（ａ）は、そのループアンテナの正面
図、（ｂ）は、側面図である。

【符号の説明】

１…リーダ、２…電波モジュール、３…受信回路、４…
復調回路、５…コントローラ、６…通信回路、７…送受
信用アンテナ、８…タグ（トランスポンダ）、９…ＲＳ
ー２３２Ｃインターフェース回線、１０…ホストコンピ
ュータ、１１…ゲート、１２…コンデンサ、１３…ＲＯ
Ｍ、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…ループアンテナの受信強
度パターン、１７ａ，１７ｂ１７ｃ…ループアンテナの
不感帯。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩崎一哉神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立コンピュータエレクトロニクス内 (72)発明者小林一太郎神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立コンピュータエレクトロニクス内 (72)発明者池澤伸二神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立コンピュータエレクトロニクス内 (72)発明者山崎誠神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立コンピュータエレクトロニクス内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の領域内を移動するトランスポンダか
らの電波を前記トランスポンダがループの内側に入る大
きな形状のループアンテナで受信して前記トランスポン
ダからみら情報を受けることで前記トランスポンダある
いはこれが付着されている人もしくは物を検出する移動
体検出装置において、前記所定の領域内における前記トランスポンダの移動方
向に沿ってほぼ平行に設けられた直線状の導体からなる
ループアンテナであって、前記導体が形成する形状にお
ける中心線の少なくとも一部が前記トランスポンダの移
動方向に対して上下いずれか一方にずれ、このずれによ
りループ内の移動方向において前記トランスポンダから
の電波を受信する受信領域が形成されている移動体検出
装置のループアンテナ。
【請求項２】前記直線状の導体により形成されるループ
の形状は、複数の矩形を重ね合わせた外形に沿ったもの
である請求項１記載の移動体検出装置のループアンテ
ナ。
【請求項３】ゲート内を移動するトランスポンダからの
電波を前記トランスポンダがループの内側に入る大きな
形状のループアンテナで受信して前記トランスポンダか
らの情報を受けることで前記トランスポンダあるいはこ
れが付着されている人もしくは物を検出する移動体検出
装置において、矩形の第１および第２のループアンテナを前記トランス
ポンダの前記ゲート内の移動方向に沿ってほぼ平行に設
け、前記第１および第２のループアンテナは、直線状の
導体を有していて、前記第１のループアンテナの導体が
形成する形状と前記第２のループアンテナの導体が形成
する形状との中心線は、それぞれ前記トランスポンダの
移動方向から一方が上に、他方が下にずれ、このずれに
よりループ内の移動方向において前記トランスポンダか
らの電波を受信する受信領域が形成されている移動体検
出装置のループアンテナ。