JP4657348B2

JP4657348B2 - Reader / writer device

Info

Publication number: JP4657348B2
Application number: JP2008510347A
Authority: JP
Inventors: 田中　　義則; 修古屋; 徳穂田中
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc; Kokusai Denki Electric Inc
Current assignee: Kokusai Denki Electric Inc
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2027-02-26
Also published as: WO2008105103A1; JPWO2008105103A1

Description

本発明は、ループアンテナを用いてＩＣカードやＩＣタグなどの被識別体との間で非接触通信を行い、被識別体からデータを読み取る動作（リード動作）、又は、被識別体へデータを書き込む動作（ライト動作）、或いは、読み取りと書き込みの両方の動作を行うリーダライタ装置に関し、特に、複数のループアンテナを効果的に使用するリーダライタ装置に関する。 The present invention performs non-contact communication with an object to be identified such as an IC card or an IC tag using a loop antenna, and reads data from the object to be identified (read operation) or transfers data to the object to be identified. The present invention relates to a reader / writer device that performs a writing operation (write operation) or both reading and writing operations, and more particularly to a reader / writer device that effectively uses a plurality of loop antennas.

例えば、ＩＣカード或いはＩＣタグなどを用いた非接触型リーダライタシステムは、一般にＲＦ−ＩＤシステムと呼ばれており、交通カードシステムや、物品管理システムなどに実用化されている。
一例として、ＩＣタグを用いた非接触型リーダライタシステムでは、主要な構成として、ＩＣチップにループアンテナを備えて電源を内蔵しない非接触型のＩＣタグと、ループアンテナを備えて無線通信を行うリーダライタ装置を有する。リーダライタ装置ではそのループアンテナにより、ＩＣタグ内のＩＣチップを駆動する電力と質問データを常時又は間欠に送信し、当該電力及び当該質問データを受信することができる範囲内に存在するＩＣタグからの応答データを受信して得る。
以下では、説明の便宜上から、ＩＣタグのループアンテナをタグアンテナと言い、また、特にいずれに備えられているかを示さずにループアンテナと言う場合にはリーダライタ装置のループアンテナを示す。
ここでは、１３．５６ＭＨｚの周波数を使用する電磁誘導型のリーダライタ装置及びそのループアンテナとＩＣタグについて説明する。
電源を内蔵しないＩＣタグがリーダライタ装置と無線通信するためには、リーダライタ装置が有する送信アンテナ（ループアンテナ）が発生する磁界が、ＩＣタグ内部の回路を駆動するための起電力を発生することができる空間的距離範囲内にあり、且つタグアンテナのループ面を鎖交する方向性を持つ位置関係であることが必要となる。
しかしながら、１つのループアンテナと１枚のＩＣタグについては、その距離が十分に小さくとも、空間的に磁界が鎖交しない方向性を持つ位置が存在する。これをＮｕｌｌ点という。通常、Ｎｕｌｌ点は１つのループアンテナに１つ以上存在する。ループアンテナの形状によってはＮｕｌｌ点が連続し、ループアンテナとタグアンテナが通信することのできない平面的な不読範囲（不読エリア）が形成されてしまう。
第７図（ａ）、（ｂ）には、ＩＣタグの読取方向を固定した一様な読取エリアを１つのループアンテナにより生成しようした場合に、ループアンテナに生成される読取範囲（読取エリア）及び不読範囲の例を示してある。
第７図（ａ）には、ＩＣタグ６４ａ、６４ｂの配置方向、ループアンテナによる所望の読取範囲６１、所望のＩＣタグ読取方向６２、所望の磁界方向６３の関係の一例を示してある。
第７図（ｂ）には、１つのループアンテナ７１、ループアンテナ７１による磁界７２、鎖交磁界によるループアンテナ７１の読取範囲７３ａ、７３ｂ、磁界Ｎｕｌｌによるループアンテナ７１の不読範囲７４、ＩＣタグ７５ａ、７５ｂ、７５ｃの配置方向の例を示してある。
第７図（ｂ）に示されるように、任意の空間にＩＣタグの読取方向を固定した一様な読取範囲を生成する場合に、１つのループアンテナ７１で読取範囲を生成しようとすると、ＩＣタグ７３ａ、７３ｂ、７３ｃに対して磁界がＮｕｌｌとなる不読範囲７４ができてしまう。
ここで、一様な読取範囲を確保するために、或るループアンテナにできる不読範囲に対して別のループアンテナによって読み取りを行うようにする構成が考えられる。
しかしながら、複数のループアンテナが近傍に存在する配置や、方向によってループアンテナ同士の結合が強くなること（この状態を密結合と言う）により、アンテナとして機能しなくなる特性となり、例えば、個々のループアンテナのいずれかに対しては読み取り可能な位置にあるはずのＩＣタグを読み取ることができなくなってしまう。
このように、従来の方式では、限られた空間に複数のループアンテナを近傍の距離や同じ方向で配置することができなかった。
特開２００２−６００２１号公報 For example, a non-contact type reader / writer system using an IC card or an IC tag is generally called an RF-ID system and is put into practical use in a traffic card system, an article management system, or the like.
As an example, in a non-contact type reader / writer system using an IC tag, as a main configuration, a non-contact type IC tag that includes a loop antenna in an IC chip and does not incorporate a power source and a loop antenna and performs wireless communication It has a reader / writer device. The reader / writer device uses the loop antenna to transmit power and question data for driving the IC chip in the IC tag constantly or intermittently, and from an IC tag that exists within a range where the power and the question data can be received. The response data is received.
In the following, for convenience of explanation, a loop antenna of an IC tag is referred to as a tag antenna, and a loop antenna of a reader / writer device is referred to when it is referred to as a loop antenna without particularly indicating which one is provided.
Here, an electromagnetic induction reader / writer device using a frequency of 13.56 MHz, its loop antenna and IC tag will be described.
In order for an IC tag without a built-in power supply to communicate wirelessly with a reader / writer device, a magnetic field generated by a transmission antenna (loop antenna) included in the reader / writer device generates an electromotive force for driving a circuit inside the IC tag. It is necessary to have a positional relationship that is within a spatial distance range that can be used and that has a directivity that links the loop surfaces of the tag antenna.
However, with respect to one loop antenna and one IC tag, there is a position having a direction in which the magnetic field does not link spatially even if the distance is sufficiently small. This is called a Null point. Normally, one or more Null points exist in one loop antenna. Depending on the shape of the loop antenna, Null points are continuous, and a planar unread range (unread area) in which the loop antenna and the tag antenna cannot communicate is formed.
FIGS. 7A and 7B show a reading range (reading area) generated in a loop antenna when a uniform reading area in which the reading direction of the IC tag is fixed is generated by one loop antenna. And an example of the unread range is shown.
FIG. 7 (a) shows an example of the relationship between the arrangement direction of the IC tags 64a and 64b, the desired reading range 61 by the loop antenna, the desired IC tag reading direction 62, and the desired magnetic field direction 63.
FIG. 7 (b) shows one loop antenna 71, a magnetic field 72 by the loop antenna 71, reading ranges 73a and 73b of the loop antenna 71 by a linkage magnetic field, an unreading range 74 of the loop antenna 71 by a magnetic field Null, and an IC tag. Examples of arrangement directions of 75a, 75b, and 75c are shown.
As shown in FIG. 7 (b), when generating a uniform reading range in which the reading direction of the IC tag is fixed in an arbitrary space and trying to generate the reading range with one loop antenna 71, the IC An unread range 74 in which the magnetic field is null is created for the tags 73a, 73b, and 73c.
Here, in order to ensure a uniform reading range, a configuration in which reading is performed by another loop antenna with respect to a non-reading range that can be achieved by a certain loop antenna is conceivable.
However, due to the arrangement of multiple loop antennas in the vicinity and the strong coupling between loop antennas depending on the direction (this state is referred to as tight coupling), it becomes a characteristic that does not function as an antenna. For example, individual loop antennas For any of the above, it becomes impossible to read an IC tag which should be in a readable position.
As described above, in the conventional method, a plurality of loop antennas cannot be arranged in a nearby space or in the same direction in a limited space.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-60021

上述のように、従来の非接触型リーダライタシステムでは、リーダライタ装置において、複数のループアンテナを使用して十分な読取範囲を確保することが困難であるといった不具合があった。
本発明は、このような従来の課題を解決するために為されたもので、複数のループアンテナを効果的に使用することができるリーダライタ装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係るリーダライタ装置では、次のような構成により、ループアンテナを使用して非接触通信を行う。
すなわち、複数のループアンテナを備え、通信手段が前記複数のループアンテナの中から非接触通信に使用するループアンテナを切り替えて選択し非接触通信を行う。この場合に、前記複数のループアンテナのそれぞれの共振周波数を変化させる共振周波数変化手段を備え、制御手段が、前記複数のループアンテナについて、前記非接触通信に使用するループアンテナの共振周波数に対して、他のループアンテナ（つまり、非接触通信に使用しないループアンテナ）の共振周波数を異ならせるように、前記共振周波数変化手段を制御する。
この場合、例えば、非接触通信に使用するアンテナの共振周波数を変化させること、或いは、非接触通信に使用しないアンテナの共振周波数を変化させること、の少なくともいずれか一方が行われる。
従って、複数のループアンテナについて、非接触通信に使用するループアンテナの共振周波数に対して、他のループアンテナの共振周波数を異ならせることが行われるため、例えば、従来においてはループアンテナ間での影響があるような配置においても、このような影響を低減すること乃至無くすことができ、複数のループアンテナを効果的に使用することができる。
ここで、複数のループアンテナの数としては、種々な数が用いられてもよい。
また、複数のループアンテナの配置としては、種々な配置が用いられてもよく、例えば、共振周波数を異ならせない場合には互いに影響を及ぼすような配置で、２個のループアンテナを隣接させて或いは近接させて設けることが可能であり、更に、同様な配置で、３個以上のループアンテナを設けることも可能である。
また、それぞれのループアンテナの形状や大きさなどとしては、種々な態様が用いられてもよい。
また、複数のループアンテナの中から非接触通信に使用するループアンテナを切り替える態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、非接触通信に使用するループアンテナへ信号（例えば、電力や質問データの信号）を供給する一方、非接触通信に使用しないループアンテナへは当該信号を供給しないように、各ループアンテナと信号供給部との接続状態をオンオフ切替するような態様を用いることができ、或いは、共振周波数を変化させるだけで、全てのループアンテナへ常に信号を供給する状態としておくような態様が用いられてもよい。
また、リーダライタ装置の非接触通信の相手としては、例えば、人により携帯される或いは物に付されるＩＣカードやＩＣタグなどの被識別体が用いられる。
また、非接触通信としては、例えば、リーダライタ装置から被識別体への電力の送信や、リーダライタ装置から被識別体へのデータの送信や、被識別体からリーダライタ装置へのデータの送信のうちの１以上が行われる。
また、複数のループアンテナのそれぞれの共振周波数を変化させる態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、１個ずつのループアンテナについて個別に共振周波数を変化させる態様が用いられてもよく、或いは、幾つかのループアンテナの共振周波数をまとめて変化させるような態様が用いられてもよい。
また、非接触通信に使用しないループアンテナが２個以上ある場合、非接触通信に使用しない各ループアンテナの共振周波数は同一であってもよく或いは異なってもよい。
また、ループアンテナの共振周波数を変化させるための構成としては、種々な構成が用いられてもよく、例えば、ｐｉｎダイオード或いは可変容量ダイオードを用いて、それに印加するバイアス電圧を制御するような構成を用いることができる。
また、種々な状況に応じて各ループアンテナの共振周波数を制御する仕方としては、例えば、予めリーダライタ装置のメモリなどにデータとして或いはプログラムなどとして設定される。As described above, the conventional non-contact type reader / writer system has a problem in that it is difficult to secure a sufficient reading range using a plurality of loop antennas in the reader / writer device.
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object thereof is to provide a reader / writer device that can effectively use a plurality of loop antennas.
In order to achieve the above object, the reader / writer device according to the present invention performs non-contact communication using a loop antenna with the following configuration.
That is, a plurality of loop antennas are provided, and the communication means switches and selects a loop antenna to be used for non-contact communication from the plurality of loop antennas to perform non-contact communication. In this case, a resonance frequency changing means for changing the resonance frequency of each of the plurality of loop antennas is provided. The resonance frequency changing means is controlled so that the resonance frequencies of other loop antennas (that is, loop antennas not used for non-contact communication) are different.
In this case, for example, at least one of changing the resonance frequency of an antenna used for non-contact communication or changing the resonance frequency of an antenna not used for non-contact communication is performed.
Therefore, for a plurality of loop antennas, the resonance frequency of the other loop antenna is made different from the resonance frequency of the loop antenna used for non-contact communication. Even in such an arrangement, such influence can be reduced or eliminated, and a plurality of loop antennas can be used effectively.
Here, various numbers may be used as the number of the plurality of loop antennas.
In addition, various arrangements may be used as the arrangement of the plurality of loop antennas. For example, when the resonance frequencies are not different, the arrangement is such that the two loop antennas are arranged adjacent to each other so as to influence each other. Alternatively, they can be provided close to each other, and three or more loop antennas can be provided in the same arrangement.
Various forms may be used as the shape and size of each loop antenna.
In addition, various modes may be used as a mode of switching a loop antenna used for non-contact communication from among a plurality of loop antennas. For example, a signal (for example, power or power) is sent to the loop antenna used for non-contact communication. A mode in which the connection state between each loop antenna and the signal supply unit is switched on and off so that the signal is not supplied to a loop antenna that is not used for non-contact communication. Alternatively, a mode in which a signal is always supplied to all loop antennas by simply changing the resonance frequency may be used.
In addition, as a partner of non-contact communication of the reader / writer device, for example, an identification object such as an IC card or an IC tag carried by a person or attached to an object is used.
Non-contact communication includes, for example, transmission of power from the reader / writer device to the identification target, transmission of data from the reader / writer device to the identification target, and transmission of data from the identification target to the reader / writer device. One or more of these are performed.
In addition, various modes may be used as a mode of changing the resonance frequency of each of the plurality of loop antennas. For example, a mode of changing the resonance frequency individually for each loop antenna may be used. Alternatively, a mode in which the resonance frequencies of several loop antennas are changed together may be used.
When there are two or more loop antennas that are not used for non-contact communication, the resonance frequencies of the loop antennas that are not used for non-contact communication may be the same or different.
Various configurations may be used as a configuration for changing the resonance frequency of the loop antenna. For example, a configuration in which a bias voltage applied to a pin diode or a variable capacitance diode is controlled by using a pin diode or a variable capacitance diode. Can be used.
In addition, as a method of controlling the resonance frequency of each loop antenna according to various situations, for example, it is set in advance as data or a program in a memory of a reader / writer device.

第１図は、本発明の実施例に係るリーダライタ装置の構成例を示す図である。
第２図は、アンテナ装置の構成例を示す図である。
第３図は、ループアンテナの共振周波数の変化の一例を示す図である。
第４図は、本発明の第１実施例に係るループアンテナの行列配置の一例を示す図である。
第５図は、（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２実施例に係る方向別に対応したループアンテナの配置の一例を示す図である。
第６図は、（ａ）〜（ｄ）は本発明の第３実施例に係る複数ループアンテナの多重連結配置の一例を説明するための図である。
第７図は、（ａ）及び（ｂ）はループアンテナの不読範囲を説明するための図である。
第８図は、（ａ）はアンテナ切替器の構成例を示す図であり、（ｂ）はアンテナ切替回路の構成例を示す図である。
第９図は、マッチング回路の構成例を示す図である。
第１０図は、リーダライタ装置の他の構成例を示す図である。
第１１図は、リーダライタ装置の他の構成例を示す図である。
第１２図は、本発明の第４実施例に係るアンテナパターンのループ単位の一例を示す図である。
第１３図は、２つのアンテナパターンの位置関係の一例を示す図である。
第１４図は、（１）はアンテナパターンと電流の一例を示す図であり、（２）はアンテナパターンと磁界の一例を示す図であり、（３）はアンテナパターンと磁界強度分布の一例を示す図である。
第１５図は、（１）はアンテナ＃１の読取エリア及び不読エリアの一例を示す図であり、（２）はアンテナ＃２の読取エリア及び不読エリアの一例を示す図であり、（３）はアンテナ＃１及びアンテナ＃２による読取範囲の一例を示す図である。
第１６図は、（１）はリーダライタアンテナによるアンテナ端における読取特性の一例を示す図であり、（２）はリーダライタアンテナによる複数のＩＣタグの読取特性の一例を示す図であり、（３）はリーダライタアンテナによる多重のＩＣタグの読取特性の一例を示す図である。
第１７図は、リーダライタ制御装置の構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a reader / writer device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the antenna device.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a change in the resonance frequency of the loop antenna.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a matrix arrangement of loop antennas according to the first example of the present invention.
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing an example of the arrangement of loop antennas corresponding to the directions according to the second embodiment of the present invention.
FIGS. 6 (a) to 6 (d) are diagrams for explaining an example of a multiple connection arrangement of a plurality of loop antennas according to a third embodiment of the present invention.
7A and 7B are diagrams for explaining the unread range of the loop antenna.
FIG. 8A is a diagram showing a configuration example of an antenna switching device, and FIG. 8B is a diagram showing a configuration example of an antenna switching circuit.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the matching circuit.
FIG. 10 is a diagram showing another configuration example of the reader / writer device.
FIG. 11 is a diagram showing another configuration example of the reader / writer device.
FIG. 12 is a diagram showing an example of a loop unit of the antenna pattern according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing an example of the positional relationship between two antenna patterns.
FIG. 14 is a diagram showing an example of an antenna pattern and current, (2) is a diagram showing an example of an antenna pattern and a magnetic field, and (3) is an example of an antenna pattern and a magnetic field strength distribution. FIG.
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the reading area and the non-reading area of the antenna # 1, and FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the reading area and the non-reading area of the antenna # 2. 3) is a diagram illustrating an example of a reading range by the antenna # 1 and the antenna # 2.
FIG. 16 is a diagram showing an example of reading characteristics at an antenna end by a reader / writer antenna, and FIG. 16 (2) is a diagram showing an example of reading characteristics of a plurality of IC tags by a reader / writer antenna. 3) is a diagram showing an example of reading characteristics of multiple IC tags by a reader / writer antenna.
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of a reader / writer control device.

本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
第１図には、本発明の一実施例に係る非接触型リーダライタシステムに設けられる非接触型のリーダライタ装置の構成例を示してある。
本例のリーダライタ装置は、上位システム１と、リーダライタ制御装置２と、アンテナ切替器３と、２個のアンテナ装置Ａ１、Ａ２を備えている。
リーダライタ制御装置２とアンテナ装置Ａ１、Ａ２との間で、無線周波数信号（ＲＦ信号）を伝送するため、リーダライタ制御装置２とアンテナ切替器３との間は約０．４ｍの同軸ケーブルで接続されており、アンテナ切替器３と各アンテナ装置Ａ１、Ａ２との間はそれぞれ約３ｍの同軸ケーブルで接続されている。
各アンテナ装置Ａ１、Ａ２は、整合回路（マッチング回路）Ｂ１、Ｂ２と、同調回路Ｃ１、Ｃ２と、共振周波数切替回路（ＳＷ回路）Ｄ１、Ｄ２と、アンテナコイル（ループアンテナのコイル）Ｅ１、Ｅ２を備えている。
ここで、本例では、２個のアンテナ装置Ａ１、Ａ２を切り替える構成を示すが、他の構成例として、３個以上のアンテナ装置を切り替える構成が用いられてもよい。
本例では、リーダライタ装置と物品などに付されたＩＣタグとの間で非接触通信を行う場合を示す。
上位システム１は、リーダライタ制御装置２の上位のシステムであり、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などから構成されており、本例のリーダライタ装置を統括的に制御する。
リーダライタ制御装置２は、アンテナ装置Ａ１、Ａ２を使用して、ＩＣタグからの情報の読み取り（リード）動作や、ＩＣタグへの情報の書き込み（ライト）動作を含む通信動作を行う。
本例では、上位システム１及びリーダライタ制御装置２は、通信動作を行うアンテナ装置Ａ１、Ａ２を切り替えるために、アンテナ切替器３及びループアンテナを有する各アンテナ装置Ａ１、Ａ２に対して切替信号を出力する機能を有している。第１図において、上位システム１又はリーダライタ制御装置２から、アンテナ切替器３やアンテナ装置Ａ１、Ａ２に向けて出力される切替信号を、破線にて示す。
なお、このような機能は、例えば、主に上位システム１に備えられてもよく、或いは、主にリーダライタ制御装置２に備えられてもよく、或いは、上位システム１とリーダライタ制御装置２に機能が分散されてもよい。
第１７図はリーダライタ制御装置２の構成を示すブロック図である。
リーダライタ制御装置２は、送信系ブロック１７０１と、受信系ブロック１７０２と、制御部１７０３と、上位ＰＣ１とのインタフェース１７０４と、アンテナ切替器３へアンテナ切替信号を送出するためのインタフェース１７０５と、アンテナ切替器３との間でＲＦ信号を送受するための結合器１７０６を備えている。送信系ブロック１７０１は例えば１３．５６ＭＨｚの搬送波を発振する発振器１７１１と変調器１７１２と送信ＡＭＰ（増幅器）１７１３により質問データをアンテナ切替器３へ送出する。
受信系ブロック１７０２は、アンテナ切替器３から受信した応答データを受信ＡＭＰ１７１４により増幅して復調部１７０５により復調する。
制御部１７０３は、ＣＰＵ（図示せず）やプログラムを格納するＲＯＭ（図示せず）、データを記憶するＲＡＭ（図示せず）を備え、上位ＰＣ１とのデータのやりとりを行うとともに、質問データの作成や送信、応答データの受信や分析処理、アンテナ切替信号の生成や送信などの制御を行う。
ここで、ＩＣタグの情報を読み取る動作は、次の手順で行われる。
リーダライタのループアンテナからＩＣタグに向けて、ＩＣタグ内のＩＣチップを駆動する電力が送信される。このとき、必要に応じ、ＩＣタグに対し質問データが送信される。
ＩＣタグは、前記リーダライタから送信された電力を受信して、ＩＣタグ内のＩＣチップを駆動し、リーダライタに向けて応答データを送信する。
リーダライタは、前記ＩＣタグからの応答データを受信し、その内容である情報を読み取る。
以上の動作を、アンテナ装置Ａ１を用いて行った後、アンテナ装置Ａ２に切替えて同様の動作を行う。
アンテナ切替器３は、上位システム１及びリーダライタ制御装置２からの切替信号に基づいて、２個のアンテナ装置Ａ１、Ａ２の中から使用するアンテナ装置を切り替えて選択する機能を有しており、例えば、使用するアンテナ装置とリーダライタ制御装置２とを接続する一方、他のアンテナ装置とリーダライタ制御装置２とが非接続（接続されない状態）となるように切り替える。
各アンテナ装置Ａ１、Ａ２は同様な機能を有している。
第８図（ａ）には、アンテナ切替器３の構成例を示してある。
本例のアンテナ切替器３は、２個のアンテナ切替回路（ＳＷ回路）１０１、１０２を用いて構成されている。
各アンテナ切替回路１０１、１０２には、リーダライタ制御装置２から例えば送信対象となる無線周波数（ＲＦ：ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）の信号が入力されるとともに、切替制御のためのアンテナ切替信号が入力される。また、各アンテナ切替回路１０１、１０２は、それぞれ、各アンテナ装置Ａ１、Ａ２と対応しており、アンテナ切替信号に応じて、リーダライタ制御装置２と各アンテナ装置Ａ１、Ａ２との間において、ＲＦ信号の接続状態をオンオフ切替する。
第８図（ｂ）には、アンテナ切替回路１０１、１０２の概略的な構成例を示してある。
本例のアンテナ切替回路１０１、１０２は、コンデンサ１１１と、ｐｉｎダイオード１１２と、コンデンサ１１３を直列に接続して構成されている。そして、ｐｉｎダイオード１１２のバイアス電圧を制御することで、スイッチとして機能し、ＲＦラインの出力ポートの切替が行われる。
なお、このような切替制御の構成としては、例えば、アンテナ装置Ａ１、Ａ２の共振周波数切替回路（ＳＷ回路）Ｄ１、Ｄ２と同様な構成を用いることが可能である。
マッチング回路Ｂ１、Ｂ２は、回路の整合、即ち、アンテナ装置側回路のインピーダンスとアンテナ切替器側回路のインピーダンスの整合を取るものである。
同調回路Ｃ１、Ｃ２は、回路を同調させる、即ち、アンテナの共振周波数を所望の周波数に調整するものである。
アンテナコイルＥ１、Ｅ２は、ループアンテナを構成するコイルである。
共振周波数切替回路Ｄ１、Ｄ２は、上位システム１又はリーダライタ制御装置２からの共振周波数切替信号に基づいて、例えば同調回路Ｃ１、Ｃ２の回路定数などを切り替えることにより、アンテナコイルＥ１、Ｅ２の共振状態を切り替える機能を有している。
なお、アンテナ切替器３へのアンテナ切替信号及び各共振周波数切替回路Ｄ１、Ｄ２への共振周波数切替信号としては、それぞれ、異なる信号が用いられてもよく、或いは、２以上について共通な信号が用いられてもよい。つまり、アンテナ切替信号と周波数切替信号に同一の制御信号を用いることができる。このようにすれば、アンテナ切替と周波数切替を同一タイミングで行うことができ、しかも回路構成を簡素化できる。
第２図には、各アンテナ装置Ａ１、Ａ２の内部の構成例を示してある。
図示の構成は、ループアンテナを構成するアンテナコイル１３のインダクタと、ｐｉｎダイオード１２と、共振素子のコンデンサ１１を直列に接続した直列共振回路となっている。
なお、アンテナコイル１３によりアンテナコイルＥ１、Ｅ２が構成され、ｐｉｎダイオード１２により共振周波数切替回路Ｄ１、Ｄ２が構成され、コンデンサ１１及びｐｉｎダイオード１２により同調回路Ｃ１、Ｃ２が構成される。また、第２図では、マッチング回路Ｂ１、Ｂ２については省略してある。
各アンテナ装置Ａ１、Ａ２では、リーダライタ制御装置２側からの制御信号である共振周波数切替信号に応じて、ｐｉｎダイオード１２の両端子に与えるバイアス電圧を制御する。
ｐｉｎダイオード１２は、順バイアス電圧が印加される場合には、あたかもインピーダンス＝０のように見える。
一方、ｐｉｎダイオード１２は、逆バイアス電圧が印加される場合や、或いは、バイアス電圧が０Ｖである場合には、キャパシタンスを持つように見える。このため、この場合には、アンテナコイル１３（ループアンテナ）の共振周波数がシフトする（例えば、基準となる１３．５６ＭＨｚから例えば、約２４ＭＨｚへシフトする）ことにより、ループアンテナの共振状態を制御することができる。
第９図には、マッチング回路Ｂ１、Ｂ２の構成例を示してある。
本例のマッチング回路Ｂ１、Ｂ２は、トランスを用いた整合回路となっている。
具体的には、リーダライタ制御装置２側（１次側）に巻き数ｎ１のコイル１２１が設けられているとともに、アンテナコイルＥ１、Ｅ２側（２次側）に巻き数ｎ２のコイル１２２が設けられており、このトランスの巻き数比を調整することで、リーダライタ制御装置２側とアンテナコイルＥ１、Ｅ２側のインピーダンスミスマッチングを合わせ込むことが行われる。
第３図には、ループアンテナの共振周波数の変化の一例を示してある。
本例では、共振周波数切替回路Ｄ１、Ｄ２を構成するｐｉｎダイオード１２に印加するバイアス電圧を制御することにより、ループアンテナの共振周波数を変化させることができる。図示の例では、周波数ｆ１に共振する特性２１と、周波数ｆ２に共振する特性２２を示してあり、このように共振周波数が異なる特性の状態を切り替えることができる。
このように、逆バイアス電圧時におけるｐｉｎダイオード１２で発生するキャパシタンスを利用して、バイアス電圧制御により、基準となる例えば１３．５６ＭＨｚとは別の所望の周波数、例えば１０ＭＨｚ以上の差のある２４ＭＨｚ以上の周波数でループアンテナを共振させることが可能となる。
本例のリーダライタ装置では、アンテナ切替器３により各アンテナ装置Ａ１、Ａ２の中から使用するアンテナ装置を切り替え、例えば使用しないアンテナ装置の共振周波数切替回路（ＳＷ回路Ｄ１又はＳＷ回路Ｄ２）を制御してその共振周波数を基準値からずらす構成により、例えば、従来においては密結合を起こし得るような位置関係でも、複数のループアンテナ（複数のアンテナコイルＥ１、Ｅ２）を配置することが可能となる。
もちろん、上記とは逆に、使用するアンテナ装置の共振周波数切替回路を制御して、使用するアンテナの共振周波数のみを基準値である１３．５６ＭＨｚに合わせることも可能である。このとき、共振周波数切替回路として、第２図のようなｐｉｎダイオードを用いている場合には、使用するアンテナ装置のｐｉｎダイオードのみに順電圧を印加することになる。このように、使用するアンテナの共振周波数のみを変更するやり方は、切替対象のアンテナが３以上の多数ある場合に、ｐｉｎダイオードによる消費電流を低減するうえで有用となる。
具体的には、一のアンテナ装置のループアンテナによりＩＣタグの情報を読み取るための通信動作時に、他のアンテナ装置のループアンテナとの距離乃至方向に依存して発生する密結合を回避するために、通信動作状態にするループアンテナを所望の周波数で共振させ、通信動作状態に無いループアンテナを別の周波数で共振させるように、複数のアンテナ装置の共振状態を制御する。
以上のように、本例のリーダライタ装置では、ｐｉｎダイオード１２による周波数シフト機能を備え、通信動作中のループアンテナ以外のループアンテナの共振周波数を異なる周波数へシフトさせることにより、複数のループアンテナ間での密結合に起因して生じる同一周波数での共振によるアンテナ特性劣化を回避することができる。これにより、例えば、ＲＦ−ＩＤのシステムにおいて、読み取りを希望する範囲に複数のループアンテナを並べて配置することにより、読み取り不良を低減させることができる。
特に、リーダライタのループアンテナからＩＣタグに向けて電力を送信することによりＩＣタグの読み取り動作を開始する際に、同一の共振周波数を有するループアンテナが複数近接して存在すると、アンテナ特性が劣化して十分な電力をＩＣタグに送信することができない。本願発明によれば、通信動作を行わせるループアンテナと通信動作を行わないループアンテナの共振周波数を異ならせることにより、上記した不具合を解決できる。
なお、３個以上のループアンテナを配置する場合には、例えば、通信動作中のループアンテナ以外の２個以上の全てのループアンテナの共振周波数を異なる周波数へシフトさせる。
また、本例では、１個のループアンテナにより読み取りのための通信動作を行う場合を示したが、他の構成例として、３個以上のループアンテナが備えられているときに、２個以上のループアンテナにより読み取りを行い、他のループアンテナにより読み取りを行わないようなことも可能であり、このような構成では、例えば、読み取りを行うループアンテナ、読み取りを行わないループアンテナともに、互いに異なる周波数に共振させる。
一例として、誘導式の読み書き通信設備であるリーダライタ装置と、当該リーダライタ装置からの信号により起動されるＩＣタグから構成される物品管理システムなどにおいて、当該リーダライタ装置に接続等されて使用されるループアンテナに本例の構成を適用することが可能である。複数のループアンテナの配置により、リーダライタ装置から送信される磁界による信号をＩＣタグが所望の方位で受信して応答送信することができる空間（平面）的範囲を拡張することができる。これにより、例えば、複数のＩＣタグが、任意の範囲内に配置された複数のループアンテナによって決定される空間（平面）内で、通信することが可能である。
また、リーダライタ装置に備えられる複数のループアンテナの配置の仕方としては、例えば、限られた空間（平面）内に隣接又は近接に複数配置する仕方を用いることができる。また、本例では、リーダライタ制御装置２とループアンテナの構成台数が１対複数（ｎ）の形態を有し、つまり、１個のリーダライタ制御装置２に対して複数であるｎ個のアンテナ装置が接続される。
従って、本例のリーダライタ装置では、複数のループアンテナを近接間で設置しても、個々のループアンテナが密結合を起こさないようにすることができ、且つ個々のループアンテナ単独による読取性能を十分に発揮させることができる。例えば、従来においては複数のループアンテナが特性を崩してしまうような距離若しくは方向となる配置関係にあっても、読み取りする１個又は一部のループアンテナが、読み取りしない他のループアンテナによる影響を受けないようにすることができる。
このように、本例では、リーダライタ装置とＩＣタグとが非接触で送受信するシステムにおいて、リーダライタ装置側に複数のループアンテナを配置することで、ＩＣタグとの間で送受信可能な範囲の拡張や、複数のＩＣタグとの同時通信の拡張や、ＩＣタグの位置探索の拡張などが可能となる。また、本例のような構成では、例えば、鉄板などの電磁遮蔽物を設けなくとも、複数のループアンテナを配置して通信することができる。
なお、本例のリーダライタ装置では、各アンテナ装置Ａ１、Ａ２のアンテナコイルＥ１、Ｅ２によりループアンテナが構成されており、上位システム１やリーダライタ制御装置２やアンテナ切替器３が各アンテナ装置Ａ１、Ａ２を切り替えてＩＣタグとの間で非接触通信を行う機能により通信手段が構成されており、各アンテナ装置Ａ１、Ａ２に設けられて共振周波数を変化させる同調回路Ｃ１、Ｃ２や共振周波数切替回路Ｄ１、Ｄ２（本例では、特に、ｐｉｎダイオード１２）の機能により共振周波数変化手段が構成されており、上位システム１やリーダライタ制御装置２やアンテナ切替器３がｐｉｎダイオード１２のバイアス電圧を制御して各アンテナ装置Ａ１、Ａ２の共振周波数を制御する機能により制御手段が構成されている。
ここで、第１図に示したようなリーダライタ装置の他の構成例を示す。
第１０図には、リーダライタ装置の他の構成例を示してある。なお、第１図に示される構成部と同様な構成部については、同一の符号を付してある。
本例のリーダライタ装置は、上位システム１と、リーダライタ制御装置２と、アンテナ切替器１３１と、アンテナ装置Ｇ１を備えている。
リーダライタ制御装置２とアンテナ切替器１３１との間は約０．４ｍの同軸ケーブルで接続されており、アンテナ切替器１３１とアンテナ装置Ｇ１との間は約２ｍの同軸ケーブルで接続されており、該同軸ケーブルによりＲＦ信号が伝送される。
また、上位システム１又はリーダライタ制御装置２から、アンテナ切替及び共振周波数切替のための制御信号が出力され、アンテナ切替器やアンテナ装置に供給される。これらの切替信号は、第１０図において破線で示している。
なお、１個のアンテナ切替器１３１に複数のアンテナ装置Ｇ１、Ｇ２、・・・を接続することも可能である。
アンテナ装置Ｇ１には、内部切替のアンテナ内部切替回路（ＳＷ回路）１３２と、第１のアンテナ系であるマッチング回路Ｂ１、同調回路Ｃ１、共振周波数切替回路（ＳＷ回路）Ｄ１、アンテナコイルＥ１と、第２のアンテナ系であるマッチング回路Ｂ２、同調回路Ｃ２、共振周波数切替回路（ＳＷ回路）Ｄ２、アンテナコイルＥ２を備えている。
このように、本例では、１個のアンテナ装置に複数のアンテナ系を備えている。
そして、アンテナ装置の外部にあるアンテナ切替器１３１が上位システム１又はリーダライタ制御装置２からの制御に基づいて各アンテナ装置Ｇ１、Ｇ２、・・・との接続状態を切り替え、アンテナ装置の内部にあるアンテナ内部切替回路１３２が上位システム１又はリーダライタ制御装置２からの制御に基づいて各アンテナ系との接続状態を切り替える。
第１１図には、リーダライタ装置の他の構成例を示してある。なお、第１図や第１０図に示される構成部と同様な構成部については、同一の符号を付してある。
本例のリーダライタ装置は、上位システム１と、リーダライタ制御装置２と、マスタのアンテナ切替器１４１と、スレーブのアンテナ切替器１４２と、アンテナ装置Ｇ１を備えている。
リーダライタ制御装置２とマスタのアンテナ切替器１４１との間は約０．４ｍの同軸ケーブルで接続されており、マスタのアンテナ切替器１４１とスレーブのアンテナ切替器１４２との間は約１ｍの同軸ケーブルで接続されており、スレーブのアンテナ切替器１４２とアンテナ装置Ｇ１との間は約３ｍの同軸ケーブルで接続されており、これらの同軸ケーブルにより、ＲＦ信号が伝送される。
なお、１個のマスタのアンテナ切替器１４１に複数のスレーブのアンテナ切替器を接続することも可能である。
また、１個のスレーブのアンテナ切替器１４２に複数のアンテナ装置を接続することも可能である。
アンテナ装置Ｇ１の内部構成は、第１０図に示されるものと同様である。
本例では、マスタのアンテナ切替器１４１が上位システム１又はリーダライタ制御装置２からの制御に基づいてそれぞれのスレーブのアンテナ切替器１４２との接続状態を切り替え、スレーブのアンテナ切替器１４２が上位システム１又はリーダライタ制御装置２からの制御に基づいて各アンテナ装置Ｇ１との接続状態を切り替える。Embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration example of a non-contact type reader / writer device provided in a non-contact type reader / writer system according to an embodiment of the present invention.
The reader / writer device of this example includes a host system 1, a reader / writer control device 2, an antenna switch 3, and two antenna devices A1 and A2.
In order to transmit a radio frequency signal (RF signal) between the reader / writer control device 2 and the antenna devices A1 and A2, a coaxial cable of about 0.4 m is used between the reader / writer control device 2 and the antenna switch 3. The antenna switch 3 and each of the antenna devices A1 and A2 are connected by a coaxial cable of about 3 m.
Each antenna device A1, A2 includes matching circuits (matching circuits) B1, B2, tuning circuits C1, C2, resonance frequency switching circuits (SW circuits) D1, D2, and antenna coils (loop antenna coils) E1, E2. It has.
Here, although the configuration in which two antenna devices A1 and A2 are switched is shown in the present example, a configuration in which three or more antenna devices are switched may be used as another configuration example.
In this example, a case where non-contact communication is performed between a reader / writer device and an IC tag attached to an article or the like is shown.
The host system 1 is a host system of the reader / writer control device 2 and is composed of, for example, a personal computer (PC), etc., and comprehensively controls the reader / writer device of this example.
The reader / writer control device 2 uses the antenna devices A1 and A2 to perform communication operations including reading (reading) information from the IC tag and writing (writing) information to the IC tag.
In this example, the host system 1 and the reader / writer control device 2 send a switching signal to the antenna devices A1 and A2 having the antenna switch 3 and the loop antenna in order to switch the antenna devices A1 and A2 that perform communication operations. It has a function to output. In FIG. 1, the switching signals output from the host system 1 or the reader / writer control device 2 toward the antenna switch 3 and the antenna devices A1 and A2 are indicated by broken lines.
Note that such a function may be provided mainly in the host system 1, or may be provided mainly in the reader / writer control device 2, or may be provided in the host system 1 and the reader / writer control device 2. Functions may be distributed.
FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of the reader / writer control device 2.
The reader / writer control device 2 includes a transmission system block 1701, a reception system block 1702, a control unit 1703, an interface 1704 with a host PC 1, an interface 1705 for sending an antenna switching signal to the antenna switch 3, and an antenna. A coupler 1706 for transmitting and receiving RF signals to and from the switch 3 is provided. The transmission system block 1701 sends question data to the antenna switch 3 by an oscillator 1711, a modulator 1712, and a transmission AMP (amplifier) 1713 that oscillate a carrier wave of 13.56 MHz, for example.
The reception system block 1702 amplifies the response data received from the antenna switch 3 by the reception AMP 1714 and demodulates it by the demodulation unit 1705.
The control unit 1703 includes a CPU (not shown), a ROM (not shown) for storing programs, and a RAM (not shown) for storing data. The controller 1703 exchanges data with the host PC 1 and stores question data. Controls such as creation and transmission, reception and analysis processing of response data, and generation and transmission of antenna switching signals.
Here, the operation of reading the information of the IC tag is performed according to the following procedure.
Power for driving the IC chip in the IC tag is transmitted from the loop antenna of the reader / writer to the IC tag. At this time, question data is transmitted to the IC tag as necessary.
The IC tag receives the power transmitted from the reader / writer, drives the IC chip in the IC tag, and transmits response data to the reader / writer.
The reader / writer receives the response data from the IC tag and reads the information that is the content thereof.
After performing the above operation using the antenna device A1, the same operation is performed by switching to the antenna device A2.
The antenna switch 3 has a function of switching and selecting an antenna device to be used from the two antenna devices A1 and A2 based on the switching signal from the host system 1 and the reader / writer control device 2. For example, while the antenna device to be used and the reader / writer control device 2 are connected, the other antenna device and the reader / writer control device 2 are switched so as to be disconnected (not connected).
Each antenna device A1, A2 has a similar function.
FIG. 8A shows a configuration example of the antenna switch 3.
The antenna switch 3 of this example is configured using two antenna switching circuits (SW circuits) 101 and 102.
For example, a radio frequency (RF) signal to be transmitted is input from the reader / writer control device 2 to each of the antenna switching circuits 101 and 102, and an antenna switching signal for switching control is input. The antenna switching circuits 101 and 102 correspond to the antenna devices A1 and A2, respectively, and in accordance with the antenna switching signal, the RF signal is transmitted between the reader / writer control device 2 and the antenna devices A1 and A2. Switches the signal connection state on and off.
FIG. 8B shows a schematic configuration example of the antenna switching circuits 101 and 102.
The antenna switching circuits 101 and 102 of this example are configured by connecting a capacitor 111, a pin diode 112, and a capacitor 113 in series. Then, by controlling the bias voltage of the pin diode 112, it functions as a switch, and the output port of the RF line is switched.
In addition, as a configuration of such switching control, for example, a configuration similar to the resonance frequency switching circuits (SW circuits) D1 and D2 of the antenna devices A1 and A2 can be used.
The matching circuits B1 and B2 are for circuit matching, that is, matching the impedance of the antenna device side circuit and the impedance of the antenna switch side circuit.
The tuning circuits C1 and C2 tune the circuit, that is, adjust the resonance frequency of the antenna to a desired frequency.
The antenna coils E1 and E2 are coils that constitute a loop antenna.
The resonance frequency switching circuits D1 and D2 resonate with the antenna coils E1 and E2 by switching, for example, the circuit constants of the tuning circuits C1 and C2 based on the resonance frequency switching signal from the host system 1 or the reader / writer control device 2. It has a function to switch the state.
Note that different signals may be used as the antenna switching signal to the antenna switch 3 and the resonance frequency switching signals to the resonance frequency switching circuits D1 and D2, respectively, or a common signal is used for two or more. May be. That is, the same control signal can be used for the antenna switching signal and the frequency switching signal. In this way, antenna switching and frequency switching can be performed at the same timing, and the circuit configuration can be simplified.
FIG. 2 shows an internal configuration example of each of the antenna devices A1 and A2.
The illustrated configuration is a series resonance circuit in which an inductor of an antenna coil 13 constituting a loop antenna, a pin diode 12 and a capacitor 11 of a resonance element are connected in series.
The antenna coil E1 and E2 are constituted by the antenna coil 13, the resonance frequency switching circuits D1 and D2 are constituted by the pin diode 12, and the tuning circuits C1 and C2 are constituted by the capacitor 11 and the pin diode 12. In FIG. 2, the matching circuits B1 and B2 are omitted.
In each of the antenna devices A1 and A2, a bias voltage applied to both terminals of the pin diode 12 is controlled according to a resonance frequency switching signal that is a control signal from the reader / writer control device 2 side.
The pin diode 12 appears as if impedance = 0 when a forward bias voltage is applied.
On the other hand, the pin diode 12 appears to have a capacitance when a reverse bias voltage is applied or when the bias voltage is 0V. Therefore, in this case, the resonance frequency of the loop antenna is controlled by shifting the resonance frequency of the antenna coil 13 (loop antenna) (for example, shifting from the reference 13.56 MHz to, for example, about 24 MHz). be able to.
FIG. 9 shows a configuration example of the matching circuits B1 and B2.
The matching circuits B1 and B2 in this example are matching circuits using a transformer.
Specifically, a coil 121 having a winding number n1 is provided on the reader / writer control device 2 side (primary side), and a coil 122 having a winding number n2 is provided on the antenna coil E1, E2 side (secondary side). The impedance mismatching between the reader / writer control device 2 side and the antenna coils E1 and E2 side is adjusted by adjusting the turns ratio of the transformer.
FIG. 3 shows an example of a change in the resonance frequency of the loop antenna.
In this example, the resonance frequency of the loop antenna can be changed by controlling the bias voltage applied to the pin diode 12 constituting the resonance frequency switching circuits D1 and D2. In the example shown in the figure, a characteristic 21 that resonates at the frequency f1 and a characteristic 22 that resonates at the frequency f2 are shown. Thus, the states of the characteristics having different resonance frequencies can be switched.
In this way, by utilizing the capacitance generated in the pin diode 12 at the time of the reverse bias voltage, bias voltage control is performed to control a desired frequency different from the reference, for example, 13.56 MHz, for example, 24 MHz or more having a difference of 10 MHz or more. It is possible to resonate the loop antenna at a frequency of.
In the reader / writer device of this example, the antenna switch 3 switches the antenna device to be used from among the antenna devices A1 and A2, and controls, for example, the resonance frequency switching circuit (SW circuit D1 or SW circuit D2) of the unused antenna device. Thus, with the configuration in which the resonance frequency is shifted from the reference value, for example, a plurality of loop antennas (a plurality of antenna coils E1 and E2) can be disposed even in a positional relationship that may cause close coupling in the prior art. .
Of course, contrary to the above, it is also possible to control the resonance frequency switching circuit of the antenna device to be used and to adjust only the resonance frequency of the antenna to be used to the reference value of 13.56 MHz. At this time, when a pin diode as shown in FIG. 2 is used as the resonance frequency switching circuit, a forward voltage is applied only to the pin diode of the antenna device to be used. As described above, the method of changing only the resonance frequency of the antenna to be used is useful for reducing the current consumed by the pin diode when there are three or more antennas to be switched.
Specifically, in order to avoid the tight coupling that occurs depending on the distance or direction from the loop antenna of another antenna device during the communication operation for reading the information of the IC tag by the loop antenna of one antenna device. The resonance state of the plurality of antenna devices is controlled so that the loop antenna that is in the communication operation state resonates at a desired frequency, and the loop antenna that is not in the communication operation state resonates at another frequency.
As described above, the reader / writer device of this example has a frequency shift function by the pin diode 12 and shifts the resonance frequency of the loop antenna other than the loop antenna during the communication operation to different frequencies, so that a plurality of loop antennas can be connected. Antenna characteristic degradation due to resonance at the same frequency caused by tight coupling at the can be avoided. Thereby, for example, in the RF-ID system, reading defects can be reduced by arranging a plurality of loop antennas side by side in a range where reading is desired.
In particular, when a reading operation of an IC tag is started by transmitting power from the loop antenna of the reader / writer to the IC tag, the antenna characteristics are deteriorated when a plurality of loop antennas having the same resonance frequency exist in the vicinity. As a result, sufficient power cannot be transmitted to the IC tag. According to the present invention, the above-described problems can be solved by making the resonance frequency of the loop antenna that performs the communication operation different from the resonance frequency of the loop antenna that does not perform the communication operation.
When three or more loop antennas are arranged, for example, the resonance frequencies of all the two or more loop antennas other than the loop antenna during the communication operation are shifted to different frequencies.
In this example, the case where the communication operation for reading is performed by one loop antenna is shown. However, as another configuration example, when three or more loop antennas are provided, two or more loop antennas are provided. It is possible to perform reading with a loop antenna and not with another loop antenna.In such a configuration, for example, both a loop antenna that performs reading and a loop antenna that does not perform reading have different frequencies. Resonate.
As an example, in an article management system composed of a reader / writer device which is an inductive read / write communication facility and an IC tag activated by a signal from the reader / writer device, it is connected to the reader / writer device and used. It is possible to apply the configuration of this example to a loop antenna. By arranging a plurality of loop antennas, it is possible to expand a spatial (planar) range in which an IC tag can receive and transmit a signal by a magnetic field transmitted from a reader / writer device in a desired direction. Thereby, for example, a plurality of IC tags can communicate in a space (plane) determined by a plurality of loop antennas arranged in an arbitrary range.
In addition, as a method of arranging a plurality of loop antennas provided in the reader / writer device, for example, a method of arranging a plurality of adjacent loop antennas in a limited space (plane) can be used. Further, in this example, the number of constituents of the reader / writer control device 2 and the loop antennas is one-to-multiple (n), that is, n antennas that are plural for one reader / writer control device 2. The device is connected.
Therefore, in the reader / writer device of this example, even if a plurality of loop antennas are installed between adjacent ones, the individual loop antennas can be prevented from being tightly coupled, and the reading performance of each individual loop antenna can be improved. It can be fully demonstrated. For example, conventionally, even if the arrangement relationship is such that a plurality of loop antennas have such distances or directions that their characteristics are destroyed, one or some loop antennas to be read may be affected by other loop antennas that are not read. It can be made not to receive.
As described above, in this example, in a system in which the reader / writer device and the IC tag transmit and receive without contact, by arranging a plurality of loop antennas on the reader / writer device side, the range of transmission / reception with the IC tag is possible. Expansion, expansion of simultaneous communication with a plurality of IC tags, expansion of IC tag position search, and the like are possible. Further, in the configuration as in this example, for example, a plurality of loop antennas can be arranged and communicated without providing an electromagnetic shield such as an iron plate.
In the reader / writer device of this example, a loop antenna is configured by the antenna coils E1 and E2 of the antenna devices A1 and A2. The host system 1, the reader / writer control device 2, and the antenna switch 3 are connected to each antenna device A1. , Communication means is configured by the function of switching A2 and performing non-contact communication with the IC tag, and tuning circuits C1 and C2 provided in each of the antenna devices A1 and A2 to change the resonance frequency and resonance frequency switching Resonance frequency changing means is configured by the functions of the circuits D1 and D2 (in this example, in particular, the pin diode 12), and the host system 1, the reader / writer control device 2, and the antenna switch 3 set the bias voltage of the pin diode 12. The control means is configured by the function of controlling and controlling the resonance frequency of each antenna device A1, A2.
Here, another configuration example of the reader / writer device as shown in FIG. 1 is shown.
FIG. 10 shows another configuration example of the reader / writer device. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component similar to the component shown by FIG.
The reader / writer device of this example includes a host system 1, a reader / writer control device 2, an antenna switch 131, and an antenna device G1.
The reader / writer control device 2 and the antenna switch 131 are connected by a coaxial cable of about 0.4 m, and the antenna switch 131 and the antenna device G1 are connected by a coaxial cable of about 2 m. An RF signal is transmitted by the coaxial cable.
Also, control signals for antenna switching and resonance frequency switching are output from the host system 1 or the reader / writer control device 2 and supplied to the antenna switcher or the antenna device. These switching signals are indicated by broken lines in FIG.
It is also possible to connect a plurality of antenna devices G1, G2,... To one antenna switch 131.
The antenna device G1 includes an internal switching antenna internal switching circuit (SW circuit) 132, a first antenna system matching circuit B1, a tuning circuit C1, a resonance frequency switching circuit (SW circuit) D1, an antenna coil E1, The second antenna system includes a matching circuit B2, a tuning circuit C2, a resonance frequency switching circuit (SW circuit) D2, and an antenna coil E2.
Thus, in this example, one antenna device is provided with a plurality of antenna systems.
Then, the antenna switch 131 outside the antenna device switches the connection state with each of the antenna devices G1, G2,... Based on the control from the host system 1 or the reader / writer control device 2, and enters the inside of the antenna device. A certain antenna internal switching circuit 132 switches the connection state with each antenna system based on control from the host system 1 or the reader / writer control device 2.
FIG. 11 shows another configuration example of the reader / writer device. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component similar to the component shown by FIG. 1 and FIG.
The reader / writer device of this example includes a host system 1, a reader / writer control device 2, a master antenna switch 141, a slave antenna switch 142, and an antenna device G1.
The reader / writer controller 2 and the master antenna switch 141 are connected by a coaxial cable of about 0.4 m, and the master antenna switch 141 and the slave antenna switch 142 are coaxial by about 1 m. The slave antenna switch 142 and the antenna device G1 are connected by a coaxial cable of about 3 m, and an RF signal is transmitted by these coaxial cables.
It is also possible to connect a plurality of slave antenna switches to one master antenna switch 141.
It is also possible to connect a plurality of antenna devices to one slave antenna switch 142.
The internal configuration of the antenna device G1 is the same as that shown in FIG.
In this example, the master antenna switch 141 switches the connection state with each slave antenna switch 142 based on the control from the host system 1 or the reader / writer control device 2, and the slave antenna switch 142 serves as the host system. 1 or based on the control from the reader / writer control device 2, the connection state with each antenna device G1 is switched.

本発明の第１実施例を説明する。
第４図には、リーダライタ装置に備えられる複数のループアンテナの具体的な配置の例として、複数のループアンテナの行列配置の一例を示してある。
具体的には、１組の上位システム１及びリーダライタ制御装置２に対して多数のアンテナ装置が接続されており、第４図では、３０個のループアンテナＦ１〜Ｆ３０を示してある。これら多数のループアンテナＦ１〜Ｆ３０は、縦方向に複数並べられ且つ横方向に複数並べられるといったように行列状に配置されている。
また、識別情報（例えば、ａａａａなど）をメモリに記憶したＩＣタグ３２が、物品３１に付されて使用されている。
上位システム１及びリーダライタ制御装置２は、例えば、いずれか１個のループアンテナのみにより読取動作を行い、他のループアンテナによる読取動作を行わないようにする。すると、リーダライタ装置は、読取動作を行うループアンテナとの間で通信することが可能な位置に存在するＩＣタグ３２との間で通信を行い、当該ＩＣタグ３２に記憶された識別情報を受信する。この場合、上位システム１では、読取動作を行うようにしたループアンテナにより受信した識別情報に対応したＩＣタグ３２が当該ループアンテナにより通信可能な位置に存在することを把握することができ、ＩＣタグ３２の位置検知を行うことができる。
一例として、リーダライタ装置では、所定の順序に従って複数のループアンテナを１個ずつ順に切り替えて読取動作させていくことにより、それぞれのループアンテナにより通信可能な位置に存在するＩＣタグ３２を検出して把握することができる。
上位システム１或いはリーダライタ制御装置２は、例えば、各ループアンテナにより通信可能な位置を特定する情報（位置情報）や、管理対象となるＩＣタグ３２の識別情報などをメモリに記憶しており、位置情報と識別情報とを対応付けて記憶する処理など、物品管理（ＩＣタグ管理）のための処理を行う。A first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 shows an example of a matrix arrangement of a plurality of loop antennas as an example of a specific arrangement of a plurality of loop antennas provided in the reader / writer device.
Specifically, a large number of antenna devices are connected to one set of the host system 1 and the reader / writer control device 2, and FIG. 4 shows 30 loop antennas F1 to F30. The multiple loop antennas F1 to F30 are arranged in a matrix such that a plurality of loop antennas F1 to F30 are arranged in the vertical direction and a plurality are arranged in the horizontal direction.
Further, an IC tag 32 having identification information (for example, aaa) stored in a memory is attached to the article 31 and used.
For example, the host system 1 and the reader / writer control device 2 perform the reading operation using only one of the loop antennas, and do not perform the reading operation using other loop antennas. Then, the reader / writer device communicates with the IC tag 32 existing at a position where communication can be performed with the loop antenna that performs the reading operation, and receives the identification information stored in the IC tag 32. To do. In this case, the host system 1 can grasp that the IC tag 32 corresponding to the identification information received by the loop antenna adapted to perform the reading operation exists at a position where communication can be performed by the loop antenna. 32 position detections can be performed.
As an example, the reader / writer device detects the IC tag 32 present at a position where communication can be performed by each loop antenna by sequentially switching a plurality of loop antennas one by one according to a predetermined order and performing a reading operation. I can grasp it.
The host system 1 or the reader / writer control device 2 stores, for example, information (position information) for specifying a position where communication can be performed by each loop antenna, identification information of the IC tag 32 to be managed, and the like in a memory. Processing for article management (IC tag management) such as processing for storing positional information and identification information in association with each other is performed.

本発明の第２実施例を説明する。
第５図（ａ）、（ｂ）には、リーダライタ装置に備えられる複数のループアンテナの具体的な配置の例として、複数のループアンテナの方向別対応配置の一例を示してある。
具体的には、第５図（ａ）には、本例の１組のアンテナを構成するための要素となる６個のループアンテナ４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂを分解して示してある。第５図（ｂ）に示されるように、これら６個のループアンテナ４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂが、これら６個のループアンテナ４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂの面により立方体を形成するように、組み合わされる。
このような１組のアンテナでは、ＩＣタグに対して、多方向で読み取りを行うことが可能であり、全体として読取範囲を拡張することができる。
例えば、本例の１組のアンテナでは、１個のループアンテナのみに読取動作をさせる態様、或いは、向かい合う一対のループアンテナ（つまり、ループアンテナ４１ａ、４１ｂ、又は、ループアンテナ４２ａ、４２ｂ、又は、ループアンテナ４３ａ、４３ｂといったように、２個のループアンテナ）に読取動作をさせる態様が用いられる。A second embodiment of the present invention will be described.
FIGS. 5 (a) and 5 (b) show an example of a plurality of loop antennas corresponding to each direction as an example of a specific arrangement of the plurality of loop antennas provided in the reader / writer device.
Specifically, FIG. 5 (a) is an exploded view of six loop antennas 41a, 41b, 42a, 42b, 43a, 43b, which are elements for constituting one set of antennas of this example. It is. As shown in FIG. 5 (b), these six loop antennas 41a, 41b, 42a, 42b, 43a, 43b are the surfaces of these six loop antennas 41a, 41b, 42a, 42b, 43a, 43b. Are combined to form a cube.
With such a set of antennas, the IC tag can be read in multiple directions, and the reading range can be extended as a whole.
For example, in one set of antennas of this example, a mode in which only one loop antenna performs a reading operation, or a pair of facing loop antennas (that is, loop antennas 41a and 41b, or loop antennas 42a, 42b, or A mode is used in which the reading operation is performed by two loop antennas such as the loop antennas 43a and 43b.

本発明の第３実施例を説明する。
第６図（ａ）〜（ｄ）を参照して、リーダライタ装置に備えられる複数のループアンテナの具体的な配置の例として、複数のループアンテナの多重連結配置の一例を示す。
第６図（ａ）には、単体である１個のループアンテナ５１及びそれにより生成される磁界の一例を示してある。
第６図（ａ）に示されるように、ループアンテナ単体では、アンテナパターンに沿った磁界が生成され、ループ中央では磁界がヌル（Ｎｕｌｌ）となる。このため、本例では、広域の一様な磁界を生成するために、Ｎｕｌｌ区間を補償する形で、複数のループアンテナを規則的に配置する。
第６図（ｂ）に示されるように、本例では、第６図（ａ）に示されるのと同様な複数のループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・を用意して、第６図（ｃ）及び第６図（ｄ）に示されるように、これら複数のループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・を多重に並列に連結して配置する。
ここで、第６図（ｂ）には、それぞれのループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・が受けるループアンテナ間の影響を示してある。
また、本例では、各ループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・としては形状などが同一のもの（本例では、全く同一のもの）が用いられている。そして、複数のループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・が、同じ辺の方向に沿って一列に等間隔で並べられており、隣接する２個のループアンテナ（例えば、ループアンテナ５１ａとループアンテナ５１ｂ、など）がループ面の半分又はその程度だけ重なるように配置されている。
この場合、同一の共振周波数を有するループアンテナ間では、互いに結合することから、例えば、全てのループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・へ同時に給電すると、個々のループアンテナの性能を十分に発揮することができない。
そこで、本例では、ループアンテナ間の結合を回避する組み合わせで複数のループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・について時系列的な切替制御を行い、これにより、ループアンテナ間の結合を回避して、個々のループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・の性能を十分に発揮させることを実現する。
具体的には、或る時間（時刻）ｔ１では第６図（ｃ）（ｉ）に示されるようにループアンテナ５１ａ、５１ｅ、５１ｉ、・・・へ給電するように切り替え、他の時間（時刻）ｔ２では第６図（ｃ）（ｉｉ）に示されるようにループアンテナ５１ｂ、５１ｆ、５１ｊ、・・・へ給電するように切り替え、更に他の時間（時刻）ｔ３では第６図（ｃ）（ｉｉｉ）に示されるようにループアンテナ５１ｃ、５１ｇ、・・・へ給電するように切り替え、更に他の時間（時刻）ｔ４では第６図（ｃ）（ｉｖ）に示されるようにループアンテナ５１ｄ、５１ｈ、・・・へ給電するように切り替える態様で、時系列切替制御を行う。第６図（ｃ）（ｉ）〜（ｉｖ）には、このような時系列切替制御により、各ループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・で生成される磁界の一例を示してある。
ここで、例えば、時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４は等間隔な時間であり、また、第６図（ｃ）の（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）の順に切替制御することが行われた後に、再び同様に（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）の順に切替制御することが繰り返して行われる。つまり、ループアンテナ５１ａ、それに隣接するループアンテナ５１ｂ、それに隣接するループアンテナ５１ｃ、それに隣接するループアンテナ５１ｄの順に、周期的に、該当するループアンテナ及びそれに対してループアンテナ奇数個分（つまり、１個分、３個分、５個分、・・・）だけ間を挟んで離隔したループアンテナがオンとなるように切替制御する。また、複数のループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・について、非接触通信に使用するループアンテナの共振周波数に対して、他のループアンテナの共振周波数が異ならされる。
第６図（ｄ）には、このような時系列切替制御の結果として、複数のループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・の全体で擬似的に生成される広域の空間にわたる一様な磁界の一例を示してある。第６図（ｄ）に示されるように、本例では、複数のループアンテナ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、・・・が並べられる方向に沿った擬似的に一様な磁界が広域に生成される。
本例のようなアンテナ構成により、リーダライタ装置によりＩＣタグからの情報を読み取ることが可能な範囲を広くすることが可能である。A third embodiment of the present invention will be described.
With reference to FIGS. 6A to 6D, an example of a multiple connection arrangement of a plurality of loop antennas is shown as an example of a specific arrangement of the plurality of loop antennas provided in the reader / writer device.
FIG. 6A shows an example of a single loop antenna 51 as a single unit and a magnetic field generated thereby.
As shown in FIG. 6 (a), in the loop antenna alone, a magnetic field along the antenna pattern is generated, and the magnetic field is null at the center of the loop. For this reason, in this example, in order to generate a uniform magnetic field over a wide area, a plurality of loop antennas are regularly arranged so as to compensate for the Null section.
As shown in FIG. 6 (b), in this example, a plurality of loop antennas 51a, 51b, 51c,... Similar to those shown in FIG. As shown in FIG. 6C and FIG. 6D, the plurality of loop antennas 51a, 51b, 51c,...
Here, FIG. 6 (b) shows the influence between the loop antennas that the respective loop antennas 51a, 51b, 51c,... Receive.
In this example, the loop antennas 51a, 51b, 51c,... Have the same shape (in this example, exactly the same). A plurality of loop antennas 51a, 51b, 51c,... Are arranged in a line along the same side at regular intervals, and two adjacent loop antennas (for example, the loop antenna 51a and the loop antenna) are arranged. 51b, etc.) are arranged so as to overlap half of the loop surface or the extent thereof.
In this case, the loop antennas having the same resonance frequency are coupled to each other. For example, if power is supplied to all the loop antennas 51a, 51b, 51c,... Can not do it.
Therefore, in this example, time-series switching control is performed for a plurality of loop antennas 51a, 51b, 51c,... In a combination that avoids coupling between loop antennas, thereby avoiding coupling between loop antennas. Thus, the performance of the individual loop antennas 51a, 51b, 51c,.
Specifically, at a certain time (time) t1, as shown in FIG. 6 (c) (i), the loop antennas 51a, 51e, 51i,... ) At t2, switching is made so that power is supplied to the loop antennas 51b, 51f, 51j,... As shown in FIG. 6 (c) (ii), and at another time (time) t3, FIG. As shown in (iii), switching is made so that power is supplied to the loop antennas 51c, 51g,..., And at another time (time) t4, as shown in FIGS. , 51h,..., 51a,. FIGS. 6 (c) (i) to (iv) show examples of magnetic fields generated by the loop antennas 51a, 51b, 51c,... By such time series switching control.
Here, for example, the times t1, t2, t3, and t4 are equally spaced times, and the switching control is performed in the order of (i), (ii), (iii), and (iv) in FIG. 6 (c). In the same manner, the switching control is repeated repeatedly in the order of (i), (ii), (iii), and (iv). That is, the loop antenna 51a, the loop antenna 51b adjacent to it, the loop antenna 51c adjacent to it, and the loop antenna 51d adjacent to it periodically in order of the corresponding loop antenna and an odd number of loop antennas (that is, 1). Switching control is performed so that the loop antennas separated by only three pieces, three pieces, five pieces,... Further, the resonance frequencies of the other loop antennas are made different from the resonance frequencies of the loop antennas used for non-contact communication for the plurality of loop antennas 51a, 51b, 51c,.
In FIG. 6 (d), as a result of such time-series switching control, a uniform magnetic field over a wide space generated in a pseudo manner by the plurality of loop antennas 51a, 51b, 51c,... An example is shown. As shown in FIG. 6 (d), in this example, a pseudo-uniform magnetic field along the direction in which the plurality of loop antennas 51a, 51b, 51c,.
With the antenna configuration as in this example, the range in which information from the IC tag can be read by the reader / writer device can be widened.

本発明の第４実施例を説明する。
なお、本実施例では、導線とは、長い線状の導体という意味であり、基板に印刷された導体も含む。
本例では、物品管理システムなどに使用することが可能なリーダライタ（ＲＷ）装置のループアンテナの構成例を示す。
第１２図には、本例のループアンテナのアンテナパターンのループ単位（アンテナ要素）の一例を示してある。
本例では、１本の導線を折り曲げ交差させることにより、同一形状のループ単位（アンテナ要素）を複数形成している。
第１２図では、横方向を複数のアンテナ要素の連接（連結）方向としてある。
各アンテナ要素は、隣接するアンテナ要素との接続点付近を除くと、縦長の六角形の形状を有しており、これとともに、隣接するアンテナ要素との接続点の付近では、導線同士が交差して、横方向に三角形の山が突起するような形状を有している。
また、各アンテナ要素の上端及び下端の部分に形成される三角形、すなわち六角形の上下のそれぞれで形成される突起部の三角形では、上下の突起部の角度が９０度であり他の２つの角度が４５度となっている。
また、六角形は、その上下端を結ぶ縦線を対称軸とした線対称の形状となっている。
また、六角形の縦方向の長さは１７０ｍｍであり、六角形の縦方向の２本の導線部の間の横方向の距離ｄ１は３５ｍｍである。また、隣り合うアンテナ要素の最も近い縦方向の導線部の間の横方向の距離ｄ２は前記距離ｄ１と同じである。
また、各アンテナ要素はループアンテナ導線で囲まれた領域であって、六角形の内部の領域を含む、ループ開口内部領域を形成している。
各アンテナ要素のループ開口内部領域の形状は同一形状であり、ループ開口内部領域の横方向の距離である上記ｄ１は、隣接するアンテナ要素の横方向の間隔（ピッチ）の１／２となっている。
このように、本例のループアンテナでは、平面上に交差して連結する、連結方向の長さが短い多角形の連続ループが形成されている。
また、本例のループアンテナでは、第１２図を例とすると、アンテナパターンを「縦」方向と「斜め（４５°傾斜）」方向の導線部で構成した。本例では、アンテナ要素において「横」方向の導線部がなく、すべて、アンテナ要素の連接方向に非平行となっている。
また、本例のループアンテナでは、ループアンテナを形成するループ単位（アンテナ要素）のアンテナパターンが重ならず、個々のループの内側に対する横の長さｄ１と各ループ間に挟まれた区間の長さｄ２が同じである。
ここで、本例のアンテナ要素では、六角形のアンテナ要素の上下で突起させて上下の端を斜めの導線で構成していることから、例えば、上下の端を横線とする場合（つまり、縦長の四角形のような形状とする場合）と比べて、上端では導線の上方（及び下端では下方）に磁界が広がり、ＩＣタグ等の検知範囲を広くすることができる。
第１３図には、２つのアンテナパターンを配置した場合における、これらの位置関係の一例を示してある。各アンテナパターンは、それぞれ１本の導線により形成されている。
本例では、アンテナパターン１のループ開口内部領域とアンテナパターン２のループ開口内部領域とが交互に並ぶように、２つのアンテナパターン１、２を横方向（アンテナ要素の連接方向）に距離ｄ１（＝ｄ２）だけずらして配置してある。
このように、本例のループアンテナでは、２つのループアンテナ１、２を限られた１平面内で重ね合わせてある。
また、本例のループアンテナでは、２つのループアンテナがそれぞれ持つループ開口内部領域が可能な限り重畳しない位置関係で重ね合わせてある。
第１３図で示すように、アンテナ１のループ開口内部領域とアンテナ２のループ開口内部領域とが重なる部分の面積が、重ならない部分の面積よりも小さい。重なる部分の面積は、ループ開口内部領域の１／３あるいは１／４以下となっている。
本例のような構成では、ループ面（ループ開口内部領域）とループ外部領域の幅が同じであるため、ＮＵＬＬ線の間隔が一定となる。これにより、ＮＵＬＬ線の間隔が一定でない場合に比べて、アンテナに供給する電力が少なくてすみ効率が良い。ＮＵＬＬ線の間隔が大きい部分では、所定の読取範囲を確保するのに大きな電力を要するが、その電力ではＮＵＬＬ線の間隔が小さい部分には過剰な電力となるからである。
また、本例のループアンテナでは、２つのループアンテナ１、２の間でそれぞれのＮＵＬＬ点を補間する位置関係で重ね合わせてある。
第１４図（１）、（２）、（３）を参照して、本例のアンテナパターンにより形成される磁界について説明する。第１４図（１）、（２）、（３）には、本例のアンテナパターンや、生成される磁界や、読取エリアの例を示してある。
第１４図（１）には、本例のアンテナパターンとそれに流れる電流（往路及び復路）の一例を示してある。
第１４図（２）には、本例のアンテナパターンとそれにより発生する磁界の一例を示してある。本例では、図において、ＩＣタグの読み取り方向が横方向となる。
第１４図（３）には、本例のアンテナパターンとそれにより発生する磁界の強度分布の一例を示してある。第１４図（３）には、磁界（横成分）が弱いエリアと強いエリアが示されている。
このように、本例では、アンテナパターンに流れる電流から、所望とする長方形（横方向を長辺とする）の平面には、横方向で、断続的に方向が互い違いとなる、局部的に強い磁界により読取が可能な区間が形成される。
また、形成される読取が可能な区間（読取エリア）は、所望とする読取平面に対して横方向が支配的な磁界を持つ区間であり、反対に、読取ができない区間（不読エリア）は、読取平面に対して垂直方向が支配的な磁界を持つ区間である。
ループ単位（アンテナ要素）で見たときには、隣り合うアンテナ要素間の隣接した導線パターンは同じ向きの磁界を発生するため、アンテナ要素間の領域は横方向の磁界が支配的になる。この結果、読取エリアは隣り合う各ループ間のループ外部領域及びアンテナパターン直近部分を含む区間となる。
逆に、不読エリアは垂直成分の磁界が発生するループ（アンテナ要素）の中央の縦直線区間となる。
ここで、本例の１つのアンテナパターンでは、所望とする読取平面に対して規則的に不読エリアが断続して形成されるため、同じパターンのアンテナをもう一つ用意して、２つのアンテナのループ開口内部同士が（実用上で可能な程度で）重畳しないように重ね合わせて、それぞれのアンテナを切替動作させることが好ましい。
１つのアンテナ＃１が動作しているときには、該アンテナ＃１の任意の隣り合うループ開口内部領域とその間にあるループ開口外部領域で平面に対して垂直成分の磁界が発生する。
アンテナ＃１のループ開口内部領域は、他方のアンテナ＃２のアンテナパターンのループ開口外部領域と一致するため、アンテナ＃１のループ開口内部領域の磁界が他方のアンテナ＃２で起電力を発生することを抑える。
また、アンテナ＃１のループ開口外部領域は、他方のアンテナ＃２のアンテナパターンにおいてループ開口内部領域と一致するが、左右のアンテナ＃１のループから発生する磁界の向きが逆方向になり、他方のアンテナ＃２におけるループでは磁界が相殺される形となるため、アンテナ＃１のループ開口外部領域の磁界も他方のアンテナで起電力を発生することを抑える。
このようなことにより、パワーロスの低減を図ることができる。
第１５図（１）、（２）、（３）を参照して、２つのループアンテナを切り替えて使用する動作の一例を示す。
第１５図（１）には、アンテナ＃１の読取エリア及び不読エリアの一例を示してあり、その磁界や、アンテナ＃２の不読エリアも示してある。
第１５図（２）には、アンテナ＃２の読取エリア及び不読エリアの一例を示してあり、その磁界や、アンテナ＃１の不読エリアも示してある。
第１５図（３）には、アンテナ＃１及びアンテナ＃２による総合的な読取範囲の一例を示してある。
本例では、２つのループアンテナ＃１、＃２間の干渉をさらに抑えるために、読取動作をしていないループアンテナの共振周波数をシフトさせる機能を備えることで、より精度の高い読取性能を持つ、横方向に長い読取エリアを有する薄型平面状アンテナを実現する。
ここで、複数のループアンテナ（本例では、２つのループアンテナ）を切り替えて使用して、使用するアンテナと使用しないアンテナの共振周波数を異ならせることは、例えば、第１図などに示されるような構成を用いて実現することができる。
具体例を示す。
まず、本例のような２つのループアンテナ＃１、＃２を収容したリーダライタ装置のアンテナ装置を準備する。これら２つのループアンテナ＃１、＃２は、互いに生成してしまうＮＵＬＬ点を補間する位置関係で、１つの平面上に設置されている。
これらの２つのループアンテナ＃１、＃２について、第１図などを参照して脱明したようなアンテナ切替方式により、互いに干渉させることなくＩＣタグとの通信を行い情報の読み取りなどを行う機能を備える。
このような２つのループアンテナ＃１、＃２の切替読取動作により、長方形の長辺方向を読取方向とした、一様な読取エリアを形成することができる。
また、例えば、２つのループアンテナ＃１、＃２を１枚の基板で構成した薄型平面状のリーダライタアンテナを提供することも可能である。
このように、本例のリーダライタ装置では、２つのループアンテナ＃１、＃２に対して、上位の装置から切替読取制御を行うことで、所望とする平面の全てにおいてＩＣタグとの通信が可能となり、第１２図〜第１４図に示されるような形状のアンテナパターンと第１図などを参照して説明したアンテナ切替方式とを組み合わせることにより、長方形の長辺方向を読取方向とした良好なアンテナを実現することができる。
ここで、第１２図〜第１５図を参照して説明したアンテナ構成により得られる効果の例を示す。
第１６図（１）、（２）、（３）には、本例のリーダライタアンテナの読取特性の一例を示してある。
第１６図（１）には、リーダライタアンテナによるアンテナ端における読取特性の一例を示してある。
第１６図（２）には、リーダライタアンテナによる複数のＩＣタグの読取特性の一例を示してある。
第１６図（３）には、リーダライタアンテナによる多重のＩＣタグの読取特性の一例を示してある。
本例のリーダライタアンテナでは、所望の読取方向（本例では、横方向）に対して、アンテナ端の直近で十分強い磁界をＩＣタグへ供給することができ、例えば、サイズが小さいＩＣタグであっても、リーダライタの出力を上げることなく平面上に一様な磁界を断続的に形成することができて、通信品質が良い。
また、本例のリーダライタアンテナは、所望とする横に長い読取エリアの平面上に一様に張られており、切替動作することで互いの不読エリアを補償するため、読取方向に則している複数のＩＣタグを一括して読み取ることが可能な、平面上に一様な読取エリアを形成することができる（例えば、第１５図も参照。）。
また、本例のリーダライタアンテナでは、ループアンテナのパターンは、所望の読取方向に対して十分に密な間隔の狭いアンテナパターンとなっているため（例えば、第１２図〜第１４図も参照。）、平面付近で横方向の強い磁界を均一に生成することができ、例えば、多重した複数のＩＣタグを読み取ることも可能である。
また、本例のリーダライタアンテナでは、複数のアンテナを切り替える方式により、一様な読取エリアを形成することができる（例えば、第１５図も参照。）。
また、本例のリーダライタアンテナでは、２つのループアンテナを１つの基板（例えば、ｔ０．５程度）で実現することも可能となる。
また、本例のリーダライタアンテナでは、ループの交差連結により、ループアンテナ平面の垂直方向に対する磁界の影響を抑えることができ、例えば、同アンテナをシールド板無しに、比較的近い距離で上下に重ねて設置して動作させることが可能となる。
（本発明に係る構成例）
以下で、本発明に係る構成例を示す。
（１）ＩＣチップを備えた被識別体との間で、ループアンテナを使用して電磁誘導作用により非接触通信を行い、前記被識別体が備える前記ＩＣチップを駆動する電力を送信するリーダライタ装置であって、複数のループアンテナと、前記複数のループアンテナの中から非接触通信に使用するループアンテナを切り替えて非接触通信を行う通信手段と、前記複数のループアンテナのそれぞれの共振周波数を変化させる共振周波数変化手段と、前記被識別体に対し前記ＩＣチップを駆動する電力を送信する際に、前記複数のループアンテナについて、前記非接触通信に使用するループアンテナの共振周波数と、前記非接触通信に使用しないループアンテナの共振周波数とが異なるように、前記共振周波数変化手段を制御する制御手段と、を備えたリーダライタ装置。
（２）上記（１）に記載のリーダライタ装置であって、前記複数のループアンテナの内の第１のアンテナは、１本の導線により構成されるとともに同一形状或いは略同一形状のアンテナ要素を複数有する形状であり、前記複数のアンテナ要素は一方向に連接された形状であり、隣接するアンテナ要素の接続点のところにおいて導線同士が交差した形状であり、前記複数のループアンテナの内の第２のアンテナは、１本の導線により構成されるとともに前記第１のアンテナのアンテナ要素と同一形状或いは略同一形状のアンテナ要素を複数有する形状であり、前記第２のアンテナの複数のアンテナ要素は前記第１のアンテナの連接方向と同一方向に連接された形状であり、隣接するアンテナ要素の接続点のところにおいて導線同士が交差した形状であり、前記第１のアンテナの連接方向におけるアンテナ要素間のピッチ（間隔）Ｐ１に対して、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの位置が、アンテナの連接方向に沿って約０．５Ｐ１ずれているようにしたリーダライタ装置。
（３）上記（１）に記載のリーダライタ装置であって、前記複数のループアンテナの内の第１のアンテナは、１本の導線により構成されるとともに同一形状或いは略同一形状のアンテナ要素を複数有する形状であり、前記複数のアンテナ要素は一方向に連接された形状であり、前記第１のアンテナのアンテナ要素は前記複数のアンテナ要素の連接方向とは非平行な線を組み合わせて構成された形状であり、前記複数のループアンテナの内の第２のアンテナは、１本の導線により構成されるとともに前記第１のアンテナのアンテナ要素と同一形状或いは略同一形状のアンテナ要素を複数有する形状であり、前記第２のアンテナの複数のアンテナ要素は前記第１のアンテナの連接方向と同一方向に連接された形状であり、前記第２のアンテナのアンテナ要素は前記複数のアンテナ要素の連接方向とは非平行な線を組み合わせて構成された形状であり、前記第１のアンテナの連接方向におけるアンテナ要素間のピッチ（間隔）Ｐ１に対して、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの位置が、アンテナの連接方向に沿って約０．５Ｐ１ずれているようにしたリーダライタ装置。
（４）上記（２）に記載のリーダライタ装置であって、前記第１のアンテナのアンテナ要素と前記第２のアンテナのアンテナ要素が、前記複数のアンテナ要素の連接方向とは非平行な線を組み合わせて構成された形状であるリーダライタ装置。
（５）上記（２）又は上記（３）に記載のリーダライタ装置であって、前記第１のアンテナのアンテナ要素を構成する導線が形成するアンテナ要素内側のループ開口内部領域と、前記第２のアンテナのアンテナ要素を構成する導線が形成するアンテナ要素内側のループ開口内部領域とが重なる部分の面積が、重ならない部分の面積よりも小さいように配置されたリーダライタ装置。
（６）ＩＣチップを備えた被識別体との間で、ループアンテナを使用して電磁誘導作用により非接触通信を行い、前記被識別体が備える前記ＩＣチップを駆動する電力を送信するリーダライタ装置であって、複数のループアンテナと、前記複数のループアンテナの中から非接触通信に使用するループアンテナを切り替えて非接触通信を行う通信手段と、前記複数のループアンテナのそれぞれの共振周波数を変化させる共振周波数変化手段と、前記複数のループアンテナについて、前記非接触通信に使用するループアンテナの共振周波数と、前記非接触通信に使用しないループアンテナの共振周波数とが異なるように、前記共振周波数変化手段を制御する制御手段と、を備えたリーダライタ装置。
（７）ＩＣチップを備えた被識別体との間で、ループアンテナを使用して電磁誘導作用により非接触通信を行い、前記被識別体が備える前記ＩＣチップを駆動する電力を送信するリーダライタ装置であって、複数のアンテナ装置と、アンテナ切替器と、リーダライタ制御装置とを備え、前記複数のアンテナ装置のそれぞれは、１つのアンテナコイルと、アンテナコイルの共振周波数を所定の第１の値と所定の第２の値に切り替えるための共振周波数切替回路とを有し、前記リーダライタ制御装置から受信した共振周波数切替信号により、アンテナコイルの共振周波数を前記所定の第１の値又は第２の値に切り替えるものであり、前記アンテナ切替器は、前記リーダライタ制御装置から受信したアンテナ切替信号により、非接触通信に使用するアンテナ装置とリーダライタ制御装置を接続状態にするとともに、非接触通信に使用しないアンテナ装置とリーダライタ制御装置を非接続状態にするものであり、前記リーダライタ制御装置は、被識別体に送信する送信信号を生成しアンテナ装置を介して被識別体に送信し、アンテナ装置を介して被識別体から受信した受信信号を読み取るものであり、リーダライタ制御装置から出力されるアンテナ切替信号により、複数のアンテナ装置の中からリーダライタ制御装置と接続状態になるアンテナ装置を選択し、リーダライタ制御装置から出力される共振周波数切替信号により、アンテナコイルの共振周波数を前記第１の値又は前記第２の値のいずれかに切り替えるようにしたリーダライタ装置（例えば、第１図の構成に対応）。
（８）上記（７）に記載のリーダライタ装置であって、前記アンテナコイルの共振周波数の前記所定の第１の値が１３．５６ＭＨｚであり、前記所定の第２の値が、前記第１の値と１０ＭＨｚ以上異なっているリーダライタ装置（例えば、第１図、第２図、第３図参照）。
（９）上記（７）に記載のリーダライタ装置であって、前記アンテナ切替信号と前記共振周波数切替信号を同一信号としたリーダライタ装置。
（１０）上記（７）に記載のリーダライタ装置であって、前記アンテナ装置のそれぞれが更にマッチング回路を有し、該マッチング回路と前記アンテナ切替器とを同軸ケーブルにより接続するようにしたリーダライタ装置。
（１１）ＩＣチップを備えた被識別体との間で、ループアンテナを使用して電磁誘導作用により非接触通信を行い、前記被識別体が備える前記ＩＣチップを駆動する電力を送信するリーダライタ装置における非接触通信を用いた被識別体の識別方法であって、複数のループアンテナの中から非接触通信に使用するループアンテナを選択して切り替えるステップと、前記非接触通信に使用するループアンテナの共振周波数と、前記非接触通信に使用しないループアンテナの共振周波数とを異ならせるステップと、前記被識別体が備える前記ＩＣチップを駆動する電力を送信するステップと、前記被識別体から応答信号を受信するステップと、前記被識別体を識別し特定するステップと、を有する被識別体の識別方法。
ここで、本発明に係るシステムや各装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々な装置やシステムとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや各装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。A fourth embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, the conducting wire means a long linear conductor, and includes a conductor printed on the substrate.
In this example, a configuration example of a loop antenna of a reader / writer (RW) apparatus that can be used in an article management system or the like is shown.
FIG. 12 shows an example of the loop unit (antenna element) of the antenna pattern of the loop antenna of this example.
In this example, a plurality of loop units (antenna elements) having the same shape are formed by bending and intersecting one conductive wire.
In FIG. 12, the horizontal direction is the connection (connection) direction of a plurality of antenna elements.
Each antenna element has a vertically long hexagonal shape excluding the vicinity of the connection point with the adjacent antenna element. At the same time, the conductors cross each other near the connection point with the adjacent antenna element. Thus, it has a shape in which triangular peaks protrude in the lateral direction.
In addition, in the triangles formed at the upper and lower ends of each antenna element, that is, the triangles of the protrusions formed on the upper and lower sides of the hexagon, the angle of the upper and lower protrusions is 90 degrees, and the other two angles Is 45 degrees.
The hexagon has a line-symmetric shape with a vertical line connecting the upper and lower ends as an axis of symmetry.
Further, the length of the hexagon in the vertical direction is 170 mm, and the distance d1 in the horizontal direction between the two conductor portions in the vertical direction of the hexagon is 35 mm. Further, the distance d2 in the horizontal direction between the adjacent vertical conductors of the adjacent antenna elements is the same as the distance d1.
Each antenna element is a region surrounded by a loop antenna lead, and forms a loop opening inner region including a hexagonal inner region.
The shape of the inner area of the loop opening of each antenna element is the same, and the above-mentioned d1 that is the distance in the horizontal direction of the inner area of the loop opening is ½ of the horizontal distance (pitch) between adjacent antenna elements. Yes.
Thus, in the loop antenna of the present example, a polygonal continuous loop having a short length in the connecting direction is formed that intersects and connects on a plane.
Further, in the loop antenna of this example, taking FIG. 12 as an example, the antenna pattern is composed of conductor portions in the “vertical” direction and the “oblique (45 ° inclination)” direction. In this example, there is no “lateral” conductor in the antenna element, and all are non-parallel to the connecting direction of the antenna element.
Further, in the loop antenna of this example, the antenna pattern of the loop unit (antenna element) forming the loop antenna does not overlap, the horizontal length d1 with respect to the inside of each loop and the length of the section sandwiched between the loops The length d2 is the same.
Here, in the antenna element of this example, since the upper and lower ends are formed by slanted conductors by projecting from the upper and lower sides of the hexagonal antenna element, for example, when the upper and lower ends are horizontal lines (that is, vertically long) Compared to the case of a shape such as a quadrangle, the magnetic field spreads above the conducting wire at the upper end (and downward at the lower end), and the detection range of the IC tag or the like can be widened.
FIG. 13 shows an example of the positional relationship when two antenna patterns are arranged. Each antenna pattern is formed by one conducting wire.
In this example, the two antenna patterns 1 and 2 are arranged in the horizontal direction (direction of connecting the antenna elements) with a distance d1 (the connection direction of the antenna elements) so that the loop opening inner region of the antenna pattern 1 and the loop opening inner region of the antenna pattern 2 are alternately arranged. = D2).
Thus, in the loop antenna of this example, the two loop antennas 1 and 2 are overlapped in one limited plane.
Further, in the loop antenna of this example, the loop opening inner regions of the two loop antennas are overlapped with each other so as not to overlap as much as possible.
As shown in FIG. 13, the area where the loop opening inner region of the antenna 1 and the loop opening inner region of the antenna 2 overlap is smaller than the area of the non-overlapping portion. The area of the overlapping portion is 1/3 or 1/4 of the loop opening inner region.
In the configuration as in this example, since the width of the loop surface (the loop opening inner region) and the loop outer region are the same, the interval between the NULL lines is constant. Thereby, compared with the case where the space | interval of a NULL line is not constant, the electric power supplied to an antenna can be reduced and efficiency is good. This is because a large power is required to secure a predetermined reading range in a portion where the NULL line interval is large, but that power is excessive in a portion where the NULL line interval is small.
Moreover, in the loop antenna of this example, it overlaps with the positional relationship which interpolates each NULL point between the two loop antennas 1 and 2. FIG.
The magnetic field formed by the antenna pattern of this example will be described with reference to FIGS. 14 (1), (2), and (3). FIGS. 14 (1), (2), and (3) show examples of the antenna pattern of this example, the generated magnetic field, and the reading area.
FIG. 14 (1) shows an example of the antenna pattern of this example and the current (outward path and return path) flowing through it.
FIG. 14 (2) shows an example of the antenna pattern of this example and the magnetic field generated thereby. In this example, in the figure, the reading direction of the IC tag is the horizontal direction.
FIG. 14 (3) shows an example of the antenna pattern of this example and the intensity distribution of the magnetic field generated thereby. FIG. 14 (3) shows an area where the magnetic field (lateral component) is weak and an area where the magnetic field (lateral component) is weak.
As described above, in this example, the current flowing in the antenna pattern is locally strong, with the direction being intermittently staggered in the horizontal direction on the desired rectangular plane (the horizontal direction is the long side). A section that can be read is formed by a magnetic field.
In addition, the section that can be read (reading area) is a section that has a magnetic field that is dominant in the horizontal direction with respect to the desired reading plane, and on the contrary, the section that cannot be read (non-reading area) A section having a magnetic field in which the direction perpendicular to the reading plane is dominant.
When viewed in loop units (antenna elements), adjacent conductor patterns between adjacent antenna elements generate a magnetic field in the same direction, so that a horizontal magnetic field is dominant in the area between the antenna elements. As a result, the reading area is a section including a loop outer region between adjacent loops and a portion closest to the antenna pattern.
Conversely, the non-reading area is a vertical straight section in the center of a loop (antenna element) in which a vertical component magnetic field is generated.
Here, in one antenna pattern of this example, the non-reading area is regularly formed intermittently with respect to a desired reading plane, so another antenna having the same pattern is prepared and two antennas are prepared. It is preferable to overlap each other so that the insides of the loop openings do not overlap (as much as practically possible) and switch the respective antennas.
When one antenna # 1 is in operation, a magnetic field having a component perpendicular to the plane is generated in any adjacent loop opening inner region of the antenna # 1 and the loop opening outer region between the antenna # 1.
Since the inner region of the loop opening of antenna # 1 coincides with the outer region of the loop opening of the antenna pattern of the other antenna # 2, the magnetic field in the inner region of the loop opening of antenna # 1 generates an electromotive force in the other antenna # 2. Suppress it.
Further, the outer area of the loop opening of the antenna # 1 coincides with the inner area of the loop opening in the antenna pattern of the other antenna # 2, but the direction of the magnetic field generated from the loop of the left and right antennas # 1 is opposite, Since the magnetic field is canceled in the loop of the antenna # 2, the magnetic field in the outer region of the loop opening of the antenna # 1 is also prevented from generating an electromotive force in the other antenna.
As a result, power loss can be reduced.
With reference to FIGS. 15 (1), (2) and (3), an example of the operation of switching and using two loop antennas will be shown.
FIG. 15 (1) shows an example of the reading area and the non-reading area of the antenna # 1, and the magnetic field and the non-reading area of the antenna # 2 are also shown.
FIG. 15 (2) shows an example of the reading area and the non-reading area of the antenna # 2, and the magnetic field and the non-reading area of the antenna # 1 are also shown.
FIG. 15 (3) shows an example of a comprehensive reading range by the antenna # 1 and the antenna # 2.
In this example, in order to further suppress the interference between the two loop antennas # 1 and # 2, the function of shifting the resonance frequency of the loop antenna that is not performing the reading operation is provided, thereby providing a more accurate reading performance. A thin planar antenna having a laterally long reading area is realized.
Here, for example, as shown in FIG. 1 and the like, a plurality of loop antennas (in this example, two loop antennas) are used by switching and different resonance frequencies are used between the antennas that are used and those that are not used. This can be realized using a simple configuration.
A specific example is shown.
First, an antenna device of a reader / writer device accommodating two loop antennas # 1 and # 2 as in this example is prepared. These two loop antennas # 1 and # 2 are installed on one plane in a positional relationship for interpolating NULL points that are generated with each other.
With respect to these two loop antennas # 1 and # 2, the function of performing communication with the IC tag without interfering with each other and reading information by the antenna switching method as described with reference to FIG. Is provided.
By such a switching reading operation of the two loop antennas # 1 and # 2, a uniform reading area with the long side direction of the rectangle as the reading direction can be formed.
In addition, for example, it is possible to provide a thin planar reader / writer antenna in which the two loop antennas # 1 and # 2 are formed of a single substrate.
As described above, in the reader / writer device of this example, the switching reading control is performed on the two loop antennas # 1 and # 2 from the host device, so that communication with the IC tag can be performed on all desired planes. It becomes possible to combine the antenna pattern having the shape shown in FIGS. 12 to 14 with the antenna switching method described with reference to FIG. A simple antenna can be realized.
Here, an example of the effect obtained by the antenna configuration described with reference to FIGS. 12 to 15 will be shown.
FIGS. 16 (1), (2), and (3) show examples of reading characteristics of the reader / writer antenna of this example.
FIG. 16 (1) shows an example of reading characteristics at the antenna end by the reader / writer antenna.
FIG. 16 (2) shows an example of reading characteristics of a plurality of IC tags by a reader / writer antenna.
FIG. 16 (3) shows an example of reading characteristics of multiple IC tags by a reader / writer antenna.
In the reader / writer antenna of this example, a sufficiently strong magnetic field can be supplied to the IC tag in the vicinity of the antenna end in the desired reading direction (in this example, the horizontal direction). Even in this case, a uniform magnetic field can be intermittently formed on the plane without increasing the output of the reader / writer, and the communication quality is good.
In addition, the reader / writer antenna of this example is evenly stretched on the plane of the desired long horizontal reading area, and in accordance with the reading direction in order to compensate each other's non-reading area by switching operation. It is possible to form a uniform reading area on a plane where a plurality of IC tags can be read at once (for example, see also FIG. 15).
Further, in the reader / writer antenna of this example, the pattern of the loop antenna is an antenna pattern having a sufficiently narrow interval with respect to a desired reading direction (for example, see also FIGS. 12 to 14). ), It is possible to uniformly generate a strong magnetic field in the lateral direction near the plane, and for example, it is possible to read a plurality of multiplexed IC tags.
In the reader / writer antenna of this example, a uniform reading area can be formed by switching a plurality of antennas (for example, see also FIG. 15).
In the reader / writer antenna of this example, two loop antennas can be realized with one substrate (for example, about t0.5).
In addition, in the reader / writer antenna of this example, the influence of the magnetic field in the vertical direction of the loop antenna plane can be suppressed by the cross connection of the loops. For example, the antenna is stacked up and down at a relatively close distance without a shield plate. Can be installed and operated.
(Configuration example according to the present invention)
Below, the structural example which concerns on this invention is shown.
(1) A reader / writer that performs non-contact communication with an object to be identified including an IC chip by electromagnetic induction using a loop antenna and transmits electric power for driving the IC chip included in the object to be identified. A plurality of loop antennas, a communication means for performing non-contact communication by switching a loop antenna used for non-contact communication from among the plurality of loop antennas, and a resonance frequency of each of the plurality of loop antennas. A resonance frequency changing means for changing, and a resonance frequency of the loop antenna used for the non-contact communication for the plurality of loop antennas when transmitting power for driving the IC chip to the identification target; Control means for controlling the resonance frequency changing means so that the resonance frequency of the loop antenna not used for contact communication is different. The reader-writer device.
(2) The reader / writer device according to (1) above, wherein the first antenna of the plurality of loop antennas is configured by a single conductor and has an antenna element having the same shape or substantially the same shape. The plurality of antenna elements are connected in one direction, the conductor wires intersect each other at the connection point of adjacent antenna elements, and the first of the plurality of loop antennas The second antenna is configured by a single conductor and has a plurality of antenna elements having the same shape or substantially the same shape as the antenna element of the first antenna, and the plurality of antenna elements of the second antenna are: The shape is connected in the same direction as the connection direction of the first antenna, and the conductors intersect at the connection point of adjacent antenna elements. And the position of the first antenna and the second antenna is about 0. 0 along the antenna connection direction with respect to the pitch (interval) P1 between the antenna elements in the connection direction of the first antenna. Reader / writer device that is shifted by 5P1.
(3) The reader / writer device according to (1) above, wherein the first antenna of the plurality of loop antennas is configured by a single conductor and has an antenna element having the same shape or substantially the same shape. The plurality of antenna elements are connected in one direction, and the antenna elements of the first antenna are configured by combining non-parallel lines with the connection directions of the plurality of antenna elements. The second antenna of the plurality of loop antennas is configured by a single conductor and has a plurality of antenna elements having the same shape or substantially the same shape as the antenna elements of the first antenna. The plurality of antenna elements of the second antenna are connected in the same direction as the connection direction of the first antenna, and the antenna elements of the second antenna are connected. The tenor element has a shape configured by combining lines that are non-parallel to the connection direction of the plurality of antenna elements, and the pitch (interval) P1 between the antenna elements in the connection direction of the first antenna is A reader / writer device in which the positions of the first antenna and the second antenna are shifted by about 0.5P1 along the connecting direction of the antennas.
(4) The reader / writer device according to (2) above, wherein the antenna element of the first antenna and the antenna element of the second antenna are non-parallel to a connection direction of the plurality of antenna elements. A reader / writer device having a shape formed by combining the two.
(5) The reader / writer device according to (2) or (3) above, wherein the loop opening inner region inside the antenna element formed by the conductive wire constituting the antenna element of the first antenna, and the second The reader / writer device is arranged so that the area of the portion overlapping the inner region of the loop opening formed inside the antenna element formed by the conductive wire constituting the antenna element of the antenna is smaller than the area of the non-overlapping portion.
(6) A reader / writer that performs non-contact communication by an electromagnetic induction action using a loop antenna with an identification target provided with an IC chip, and transmits electric power for driving the IC chip included in the identification target. A plurality of loop antennas, a communication means for performing non-contact communication by switching a loop antenna used for non-contact communication from among the plurality of loop antennas, and a resonance frequency of each of the plurality of loop antennas. The resonance frequency changing means for changing the resonance frequency of the loop antenna used for the non-contact communication and the resonance frequency of the loop antenna not used for the non-contact communication for the plurality of loop antennas are different. A reader / writer device comprising: control means for controlling the changing means.
(7) A reader / writer that performs non-contact communication by an electromagnetic induction action using a loop antenna with an identification target provided with an IC chip, and transmits electric power for driving the IC chip provided in the identification target. A plurality of antenna devices, an antenna switch, and a reader / writer control device, each of the plurality of antenna devices having one antenna coil and a predetermined first resonance frequency of the antenna coil; And a resonance frequency switching circuit for switching to a predetermined second value, and the resonance frequency switching signal received from the reader / writer control device determines the resonance frequency of the antenna coil from the predetermined first value or the first value. The antenna switcher is used for non-contact communication based on an antenna switch signal received from the reader / writer control device. The antenna device and the reader / writer control device are connected to each other, and the antenna device not used for non-contact communication and the reader / writer control device are disconnected from each other. The reader / writer control device transmits to the identification object. A transmission signal is generated and transmitted to the identification target via the antenna device, and the reception signal received from the identification target via the antenna device is read. A plurality of antenna switching signals are output from the reader / writer control device. The antenna device that is connected to the reader / writer control device is selected from among the antenna devices, and the resonance frequency of the antenna coil is set to the first value or the second by the resonance frequency switching signal output from the reader / writer control device. A reader / writer device that is switched to one of the values (for example, corresponding to the configuration of FIG. 1).
(8) The reader / writer device according to (7), wherein the predetermined first value of the resonance frequency of the antenna coil is 13.56 MHz, and the predetermined second value is the first value. Reader / writer device that differs from the value of 10 MHz by 10 MHz or more (for example, see FIGS. 1, 2, and 3).
(9) The reader / writer device according to (7), wherein the antenna switching signal and the resonance frequency switching signal are the same signal.
(10) The reader / writer device according to (7), wherein each of the antenna devices further includes a matching circuit, and the matching circuit and the antenna switch are connected by a coaxial cable. apparatus.
(11) A reader / writer that performs non-contact communication by an electromagnetic induction action using a loop antenna with an identification target including an IC chip, and transmits electric power for driving the IC chip included in the identification target. A method for identifying an object to be identified using non-contact communication in an apparatus, the step of selecting and switching a loop antenna used for non-contact communication from among a plurality of loop antennas, and a loop antenna used for the non-contact communication The resonance frequency of the loop antenna not used for non-contact communication, a step of transmitting power for driving the IC chip included in the identification target, and a response signal from the identification target And a step of identifying and specifying the identified object.
Here, the configuration of the system and each device according to the present invention is not necessarily limited to the configuration described above, and various configurations may be used. The present invention can also be provided as, for example, a method or method for executing the processing according to the present invention, a program for realizing such a method or method, or a recording medium for recording the program. It is also possible to provide various devices and systems.
The application field of the present invention is not necessarily limited to the above-described fields, and the present invention can be applied to various fields.
In addition, as various processes performed in the system and each device according to the present invention, for example, the processor executes a control program stored in a ROM (Read Only Memory) in a hardware resource including a processor and a memory. May be used, and for example, each functional unit for executing the processing may be configured as an independent hardware circuit.
The present invention can also be understood as a computer-readable recording medium such as a floppy (registered trademark) disk or a CD (Compact Disc) -ROM storing the control program, and the program (itself). The processing according to the present invention can be performed by inputting the program from the recording medium to the computer and causing the processor to execute the program.

以上説明したように、本発明に係るリーダライタ装置によると、複数のループアンテナの中から非接触通信に使用するループアンテナを切り替えて非接触通信を行うに際して、非接触通信に使用するループアンテナの共振周波数に対して他のループアンテナの共振周波数を異ならせるように制御することとしたため、例えば、従来においてはループアンテナ間での影響があるような配置においても、このような影響を低減すること乃至無くすことができ、複数のループアンテナを効果的に使用することができる。 As described above, according to the reader / writer device of the present invention, when performing non-contact communication by switching the loop antenna used for non-contact communication from among a plurality of loop antennas, the loop antenna used for non-contact communication is selected. Since the resonance frequency of the other loop antenna is controlled to be different from the resonance frequency, for example, even in an arrangement where there is an influence between loop antennas in the past, such an influence should be reduced. Or a plurality of loop antennas can be used effectively.

Claims

A reader / writer device that performs non-contact communication by electromagnetic induction using a plurality of loop antennas with an identification target including an IC chip, and transmits electric power for driving the IC chip included in the identification target Because
Having a communication means for performing contactless communication by switching a loop antenna used for contactless communication from the plurality of loop antennas;
The first and second antennas of the plurality of loop antennas are configured by one conductor and have a plurality of antenna elements having the same shape, and the plurality of antenna elements are connected in one direction. The first antenna antenna element and the second antenna antenna element have the same shape, and the first antenna antenna element and the second antenna antenna element have the same shape. The connecting direction of the plurality of antenna elements of the antenna and the connecting direction of the plurality of antenna elements of the second antenna are the same direction,
Each antenna element of the first and second antennas has a shape in which lines facing each other perpendicular to the connection direction of the plurality of antenna elements and a line not perpendicular to the connection direction are combined, and each antenna element The length of the section sandwiched between the lines facing each other perpendicular to the connecting direction in the same shape as the length between the sections in the adjacent antenna elements,
A section in which the positions of the first antenna and the second antenna in the connection direction of the first antenna are sandwiched between lines facing each other perpendicular to the connection direction in each antenna element of the first antenna; A reader / writer device configured to be shifted along the connecting direction of the antennas so that a section sandwiched between lines facing each other perpendicular to the connecting direction in each antenna element of the second antenna does not overlap .

The reader / writer device according to claim 1,
A reader / writer device having a shape in which the antenna elements of the first antenna and the antenna elements of the second antenna are all configured by combining lines that are not parallel to the connecting direction of the plurality of antenna elements.

The reader / writer device according to claim 1 or 2,
Resonance frequency changing means for changing the resonance frequency of each of the plurality of loop antennas;
Resonance frequency control means for controlling the resonance frequency changing means so as to make the resonance frequency of the other loop antenna different from the resonance frequency of the loop antenna used for the non-contact communication for the plurality of loop antennas;
A reader / writer device comprising: