マット型アンテナ、リーダライタ、個人識別システム、及び物品管理システム
【課題】 効率よくマット全体の磁界強度を高めることができるマット型アンテナを提供する。
【解決手段】 マット１１の周縁部に沿って第１のループアンテナ１２を配置すると共に、この第１のループアンテナ１２の内側に第２のループアンテナ１３を配置し、第２のループアンテナ１３をリーダライタ１００に接続してアクティブアンテナとし、第１のループアンテナ１２をパッシブアンテナとなるように構成する。そして、第１のループアンテナ１２は平行に対向し合う第１の対向エレメント１２ａ、１２ｂを有すると共に、前記第２のループアンテナ１３は平行に対向し合う第２の対向エレメント１３ａ、１３ｂを有し、第１の対向エレメント１２ａ、１２ｂと第２の対向エレメント１３ａ、１３ｂの間隔は、それぞれ第１及び第２の対向エレメント間において発生する磁界を互いに強め合う関係に設定するようにした。
【解決手段】 マット１１の周縁部に沿って第１のループアンテナ１２を配置すると共に、この第１のループアンテナ１２の内側に第２のループアンテナ１３を配置し、第２のループアンテナ１３をリーダライタ１００に接続してアクティブアンテナとし、第１のループアンテナ１２をパッシブアンテナとなるように構成する。そして、第１のループアンテナ１２は平行に対向し合う第１の対向エレメント１２ａ、１２ｂを有すると共に、前記第２のループアンテナ１３は平行に対向し合う第２の対向エレメント１３ａ、１３ｂを有し、第１の対向エレメント１２ａ、１２ｂと第２の対向エレメント１３ａ、１３ｂの間隔は、それぞれ第１及び第２の対向エレメント間において発生する磁界を互いに強め合う関係に設定するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば出入り口などに配置されて通行人が踏んで通過するマットに内蔵されたマット型アンテナと、そのマット型アンテナを備えたリーダライタ、そのリーダライタを用いた個人識別システム、及び物品管理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、セキュリティなどの問題から特定の建物や部屋への人間の出入りをチェックするために、入退室口などの床面に配置されるマットにアンテナを内蔵したマット型アンテナを利用したシステムが提案されている。
特許文献１には、病院等において患者の出入りをチェックするシステムとして、患者の足にＩＤタグを装着し、アンテナを備えたマットを敷いたドアに患者が近づいたときにＩＤタグの情報を受信して、個人を識別して出入り管理を行う個人識別システムが開示されている。
また特許文献２には、例えば盗難防止システムにおいて使用されるマット型アンテナとして、ループアンテナを樹脂により被うことにより平板状に形成し、店などの出入り口の床面に配置するようにしたものが知られている。
【特許文献１】特開平０６−８７１１９５号公報
【特許文献２】実開平０４−０９３３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１０は、従来のマット型アンテナの構成を示した図であり、この図１０（ａ）に示すように、従来のマット型アンテナ１００は、マット１０１にループアンテナ１０２が内蔵されている。しかしながら、このような従来のマット型アンテナ１００は、図１０（ｂ）に示すように、ループアンテナ１０２が配置されているＡ、Ｃ点付近では比較的強い磁界１０３が得られるものの、ループアンテナ１０２から離れるにしたがって磁界１０３が弱くなる。この結果、マット１０１の中央付近（Ｂ点）で磁界１０３が最も弱くなり、中央付近においてＲＦタグを検出することができない場合があった。
このため、図１０（ａ）に示した従来のマット型アンテナ１００を入退室口に配置して、人間の出入りをチェックするような個人識別システムや物品管理システムを構成しても、人間の出入りを確実に管理することができないという欠点があった。このため、利用者の本人認証を行う場合はＩＣカードをディスクトップ型のリーダライタにかざすようにしていた。
そこで、本発明は上記したような点を鑑みてなされたものであり、マット全体の磁界強度を高めることができるマット型アンテナと、そのマット型アンテナを備えたリーダライタ、そのリーダライタを用いた個人識別システム、及び物品管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、マットにループアンテナを内蔵したマット型アンテナにおいて、第１のループアンテナと、前記第１のループアンテナの内側に配置され、第１のループアンテナより小径の第２のループアンテナと、を備え、前記第１または前記第２のループアンテナの一方をアクティブアンテナとなるように構成し、他方をパッシブアンテナとなるように構成したことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のマット型アンテナにおいて、前記第１のループアンテナは少なくとも平行に対向し合う第１の対向エレメントを有すると共に、前記第２のループアンテナは少なくとも平行に対向し合う第２の対向エレメントを有し、前記第１の対向エレメントと前記第２の対向エレメントの間隔は、前記第１及び第２の対向エレメント間において発生する磁界を互いに強め合う関係に設定されていることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１に記載のマット型アンテナにおいて、前記第２の対向エレメント間の間隔は、当該第２の対向エレメント間において発生する磁界が互いに強め合う関係に設定されていることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１に記載のマット型アンテナにおいて、前記第１のループアンテナと前記第２のループアンテナとが交互にアクティブアンテナとなるように構成されていることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１に記載のマット型アンテナにおいて、前記第２のループアンテナをアクティブアンテナにより構成し、前記第１のループアンテナを前記第２のループアンテナより小径とされる複数のパッシブアンテナにより構成したうえで、前記複数のパッシブアンテナを前記第２にループアンテナの外側にそれぞれ配置したことを特徴とする。
【０００５】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のマット型アンテナを備えて構成されるリーダライタを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項６に記載のリーダライタと、利用者が前記マット型アンテナを通過したときに、前記マット型アンテナに近接するように利用者に対して取り付けられているＲＦタグとから構成されることを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項７に記載の個人識別システムにおいて、前記ＲＦタグは利用者の靴の中敷きに取り付けるようにしたことを特徴とする。
請求項９記載の発明は、施開錠手段によって施開錠される扉を有して物品を保管する保管棚と、個人認証情報が記録されたＲＦタグと、該ＲＦタグに対して前記個人認証情報の読み書きを行うリーダライタと、前記リーダライタにより前記ＲＦタグから読み出した利用者の個人情報に基づいて利用者の認証を行い、認証の結果、当該保管棚を利用許可された利用者であると判定した場合に、前記保管棚の扉が開くように前記施開錠手段を制御する制御手段とを備えた物品管理システムであって、前記リーダライタのアンテナとして、請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のマット型アンテナを接続したことを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の物品管理システムにおいて、前記マット型アンテナを前記保管棚から保管物を取り出し可能な位置に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、第１又は第２のループアンテナの一方をアクティブアンテナ、他方をパッシブアンテナにより構成したことにより、アクティブアンテナに流れる電流によって発生した磁界により鎖交する他方のパッシブアンテナに電流が流れて磁界を発生させることができる。これにより、マット型アンテナの磁界強度を高めることができる。
また請求項２の発明によれば、第１の対向エレメントと第２の対向エレメントの間隔を、第１及び第２の対向エレメント間にて発生する磁界が互いに強め合う関係となるように設定したことにより、第１のループアンテナと第２のループアンテナ間の磁界強度をより高めることができる。
さらに請求項３の発明によれば、第２の対向エレメント間の間隔を当該第２の対向エレメント間にて発生する磁界が互いに強め合う関係となるように設定したことにより、マットの中央付近の磁界強度を高めることができるようになる。
また請求項４の発明によれば、第１のループアンテナと第２のループアンテナとが交互にアクティブアンテナとなるように構成したことにより、磁界強度を高めることができる。
また請求項５の発明によれば、第２のループアンテナをアクティブアンテナにより構成し、第１のループアンテナを第２のループアンテナより小径とされる複数のパッシブアンテナにより構成したうえで、前記複数のパッシブアンテナを前記第２にループアンテナの外側にそれぞれ配置したことにより、磁界強度を高めることができる。
請求項６の発明によれば、磁界強度が高く受信感度の良いマット型アンテナを備えたリーダライタを実現することができる。
請求項７、請求項８の発明によれば、磁界強度が高く受信感度の良いマット型アンテナを利用した個人識別システムを実現することができる。
また請求項９の発明によれば、利用者がマット型アンテナの上に乗るだけで、確実に利用者に取り付けられたＲＦタグから利用者の個人情報を読み取って利用者の本人認証を行うことが可能になるため、従来のように、利用者が本人認証のためにリーダライタに個人情報が記録されたＩＤカードをかざすといった煩わしさの無い物品管理システムを実現することができる。
また請求項１０の発明によれば、マット型アンテナを保管棚の前面に配置することにより、利用者が保管棚の前面にいるときだけ、保管棚の鍵を開錠するといったことが可能になるため、それだけセキュリティ機能を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るリーダライタシステムの概略構成を示した図である。この図１に示す本実施の形態のリーダライタは、この図には示していないＲＦタグとの間で無線通信を行うマット型アンテナ１０と、ケーブル１４を介してマット型アンテナ１０に接続され、ＲＦタグに対して情報の読み書きを行うリーダライタ１００と、リーダライタ１００を制御するＰＣ５０とを備えて構成される。
この場合、リーダライタ１００はケーブル１４を介してマット型アンテナ１０に内蔵されている第２のループアンテナ１３に接続されている。
マット型アンテナ１０は、マット１１に第１のループアンテナ１２と第２のループアンテナ１３を内蔵した構成を備えている。なお、内蔵とは厳密な意味の内蔵ではなく、エレメントの一部がマットの外部に露出していても差し支えはない。
マット１１は、玄関や出入り口などに配置され、履物などの泥を拭うための敷物である。なお、マット１１の材質などは特に限定されるものでない。また、その寸法も利用者が普通の歩幅で歩いたときに確実に踏める大きさであればよいとされる。ただし、本実施の形態では、図１に示すようにマットの寸法（Ｘ×Ｙ）を約７５０ｍｍ×９００ｍｍとして説明する。
第１のループアンテナ１２は、マット１１内の外周側に矩形環状に配置された大径のアンテナであり、第２のループアンテナ１３は第１のループアンテナ１２の内側に矩形環状に配置された小径のアンテナである。なお、これら第１及び第２のループアンテナ１２、１３には、アンテナ線材としてテープ状の銅箔シートを用いるようにしている。そして、このような銅箔シートを矩形環状に構成することでループを形成することができる。
なお、本実施の形態では、第１のループアンテナ１２の寸法（Ｘ1×Ｙ1）を約６５０ｍｍ×８８０ｍｍ、第２のループアンテナ１３の寸法（Ｘ2×Ｙ2）を約１３０ｍｍ×８７０ｍｍとしている。また、各ループアンテナは線状のエレメントを環状に構成してあればよく、矩形環状でなくてもよい。
そして、上記のように構成されるマット型アンテナ１０を備えたリーダライタ１００においては、第２のループアンテナ１３だけをケーブル１４を介してリーダライタ１００に接続するようにしている。つまり、第２のループアンテナ１３をアクティブアンテナとして機能させ、第１のループアンテナ１２をパッシブアンテナとして機能させるようにしている。
【０００８】
図２は上記のように構成したマット型アンテナにおいて発生する磁界と、その磁界強度を示した図である。なお、この場合のリーダライタ１００の送信電力は１Ｗとする。
図２（ａ）に示すようにマット型アンテナ１０においては、第２のループアンテナ１３をアクティブアンテナとして機能させ、第２のループアンテナ１３に電流Ｉ2を流して磁界１５を発生させる。すると、第２のループアンテナ１３の対向し合う一対のエレメント（第２のエレメント）１３ａ、１３ｂに夫々発生する磁界１５が、それぞれ鎖交する第１のループアンテナ１２の対向し合う一対のエレメント（第１のエレメント）１２ａ、１２ｂに電流Ｉ1が流れ、第１のループアンテナ１２の周りに新たな磁界１６が発生することになる。
この場合、第２のループアンテナ１３のエレメント１３ａと第１のループアンテナ１２のエレメント１２ａ間、及び第２のループアンテナ１３のエレメント１３ｂと第１のループアンテナ１２のエレメント１２ｂ間では、それぞれ磁界１５、１６が強め合うように作用して、図２（ｂ）に示すように、第１及び第２のループアンテナ１２、１３の磁界強度をほぼ均一に保つことができる。
また第２のループアンテナ１３の対向するエレメント１３ａ、１３ｂは、その磁界１５同士が強め合うように作用するので、図２（ｂ）に示すように、第２のループアンテナ１３間の磁界強度を高めることができる。特に、この場合は中央付近の磁界強度を高めることができるようになる。
なお、これまで説明したマット型アンテナ１０のサイズ、例えばマット１１や、第１及び第２のループアンテナ１２、１３のサイズはあくまでも一例である。例えば、第２のループアンテナ１３のエレメント１３ａ、１３ｂの間隔（Ｙ2の長さ）は、リーダライタ１００からの送信電力にもよるが、マット１１の中心付近で対向するエレメント１３ａ、１３ｂの磁界１５同士が強め合うように作用する範囲内であれば任意に設定可能である。
また第１のループアンテナ１２のエレメント１２ａ、１２ｂの間隔（Ｙ1の長さ）は、各エレメント１２ａ、１２ｂの磁界１６と第２のループアンテナ１３の各エレメント１３ａ、１３ｂの磁界１５が強め合うように作用する範囲であれば任意に設定可能である。
【０００９】
また、図１及び図２に示したマットアンテナ１０では、第１のループアンテナ１２をパッシブアンテナ、第１のループアンテナより内側に配置される第２のループアンテナ１３をアクティブアンテナとして説明したが、これはあくまでも一例であり、第１のループアンテナ１２をアクティブアンテナ、第２のループアンテナ１３をパッシブアンテナとなるように構成することももちろん可能である。
また、例えば図３に示すように第１のループアンテナ４０と、第２のループアンテナ４１とを交互に切り替えて、第１又は第２のループアンテナ４０、４１を交互にアクティブアンテナとして機能させるように構成することも考えらえる。このとき、第１または第２のループアンテナ４０、４１のうち、アクティブアンテナとして機能してないアンテナがパッシブアンテナとなるように構成すれば、図１及び図２に示したマットアンテナ１０と同様の効果が得られる。
また、図１及び図２に示した本実施の形態のマットアンテナ１０では、アクティブアンテナである第２のループアンテナ１３の外周側に、この第２のループアンテナ１３と同心状でパッシブアンテナである第１のループアンテナ１２を構成するようにしているが、例えば図４に示すように第２のループアンテナ４２をアクティブアンテナにより構成する。そして、第１のループアンテナ４３を第２のループアンテナ４２より小径とされる複数のパッシブアンテナ４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４１ｄにより構成したうえで、これら複数のパッシブアンテナ４３ａ〜４３ｄを第２にループアンテナ４２の外側にそれぞれ配置することようにしてマットアンテナを構成することも考えられる。
【００１０】
図５及び図６は、上記した本実施の形態のマット型アンテナを介してリーダライタと通信を行うＲＦタグの配置例を示した図である。
この図５に示すＲＦタグ２００は、靴などの履物３１の底部分に配置して、履物３１を履いた利用者がマット型アンテナ１０を通過したときにＲＦタグ２００がマット型アンテナ１０に近接してリーダライタ１００とＲＦタグ２００との間で通信を行うことができるようになっている。また、ＲＦタグ２００は履物３１の中敷きに取り付けるようにしてもよい。
また図６はステッキ３２の先端部分の近くにＲＦタグ２００を配置しており、この場合もステッキ３２を持った利用者がマット型アンテナ１０を通過したときにステッキ３２のＲＦタグ２００がマット型アンテナ１０に近接してリーダライタ１００とＲＦタグ２００との間で通信を行うことができるようになっている。
従って、本実施の形態のマット型アンテナ１０を特定施設の出入り口などに配置すると共に、出入りする利用者が日常的に使用する履物３１の靴底、あるいは靴の中敷き、又はステッキ３２などにＲＦタグ２００を取り付けるようにすれば、マット型アンテナ１０を備えたリーダライタ１００と、マット型アンテナ１０を通過する利用者の履物３１やステッキ３２などに取り付けたＲＦタグ２００との間で確実に情報の授受を行うことができる。つまり、実施形態のマット型アンテナを用いて利用者を識別する個人識別システムを構築すれば、識別精度の高いシステムを実現することができる。
また、ＲＦタグ２００を靴などの履物３１の中敷きに取り付けるようにすると、靴の中に中敷きを収納するだけで靴にＲＦタグ２００を取り付けることができるため、例えば靴を加工してその内部にＲＦタグを埋め込む場合に比べて簡単にＲＦタグ２００を取り付けることができる。
なお、図５及び図６に示したＲＦタグ２００の配置位置はあくまでも一例であり、利用者がマット型アンテナ１０上で立ち止まる、または通過したときにマット型アンテナ１０においてＲＦタグ２００との間で通信を行うことができる範囲内であればいずれの位置でもよい。
【００１１】
ここで、本実施の形態のリーダライタと非接触型のＲＦタグの構成例とその動作について説明しておく。
図７はリーダライタの構成を示したブロック図である。
この図７に示すリーダライタ１００は、外部にありリーダライタ１００に対してデータの授受を行ってシステム全体を制御するコンピュータ（ＰＣ）５０と、外部のコンピュータ５０とのデータの通信プロトコルを司る送受信装置１と、リーダライタ１００全体の動作を制御する制御装置２と、制御装置２を動作させる手順を記録したファームウェアと読み取ったデータを格納するメモリ装置３と、制御装置２からのデータを搬送波に乗せて変調する変調器４と操作コマンドを入力する入力装置５と、制御装置２により制御された情報を表示する表示装置６と、変調器４からのコマンドを電力増幅する電力増幅器７と、ループアンテナ部９から受信した搬送波から２値化データに変換する検波復調器８と、この図には示していないＲＦタグ２００との電力用搬送波とデータの授受をするループアンテナ部９（本実施の形態ではマットアンテナ１０）を備えて構成されている。
次に、本構成によるリーダライタ１００の動作を説明する前に、対を成すＲＦタグの構成を説明しておく。
図８は、ＲＦタグの構成を示したブロック図である。
この図２に示すＲＦタグ２００は、リーダライタ１００からの電力搬送波によりデータの授受をするループアンテナ部２０と、ループアンテナ部２０からの電力搬送波を受け、それを整流して直流電力に変換する整流平滑回路２２と、制御用ファームウェアとデータの記憶を司るメモリ装置２３と、制御回路２６からの送信コマンドに搬送波を乗せて変調する変調器２４と、送受信回路２１からの搬送波データから２値化データに変換する検波器２５と、ＲＦタグ２００の全体の動作を制御する制御回路２６とから構成されている。
なお、変調方式としては、振幅変調方式の一種であるＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）の他、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）方式、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）方式などでもよい。
【００１２】
次に、図７と図８を併せて参照してそれぞれ単独の動作について説明する。
リーダライタ１００は、図示しない電源が入れられると制御装置２のイニシャル動作後、メモリ装置３に記憶されたプログラムに従い動作を開始する。先ず、初期化が行われる。次に制御装置２は、ＲＦタグ２００に電力を供給するために、コマンド送信時は変調器４で変調を行い、ＲＦタグ２００からのレスポンス受信時は無変調とした信号を電力増幅器７から送信する。その信号は、ループアンテナ部９から電磁波として外部に放射される。
次に、ＲＦタグ２００がリーダライタ１００に近接すると、ループアンテナ部２０が電力供給用信号を受信し、整流平滑回路２２によりその搬送波を整流して直流電力に変換して、タグ内の全ての回路に供給する。電力を供給されて制御回路２６が駆動すると、メモリ装置２３に格納されたプログラムにしたがって制御を開始する。
次に、制御回路２６は、先ず送受信回路２１からコマンドを検波器２５で復調して２値化信号に変換し、そのコマンドを解析する。その結果、自分が呼び出されていることを認識すると、レスポンスを変調器２４により変調して送受信回路２１を介してループアンテナ部２０から送信する。このレスポンスをリーダライタ１００がループアンテナ部９を受信して、検波復調器８で２値化コードに変換し、制御装置２により解析してＲＦタグ２００が規格に合致したタグであると認識する。これにより、以後リーダライタ１００とＲＦタグ２００の間でデータ授受が行われる。
なお、本実施の形態において説明したリーダライタとＲＦタグの構成はあくまでも一例であり、本発明のマット型アンテナは上記以外構成のリーダライタなどにも適用することができる。
また本実施の形態では、本発明のマット型アンテナを利用して個人識別システムを構成する場合を例に挙げたが、本発明のマット型アンテナを利用して各種システムを実現することができる。
【００１３】
図９は本発明の実施形態に係る物品管理システムの一例を示した構成図である。
なお、ここでは機密書類を管理する例について説明する。
この図９に示す物品管理システム６０は、機密書類を保管する保管棚６１と、個人認証情報が記録されたＲＦタグに対して個人認証情報の読み書きを行うリーダライタ６２と、このリーダライタ６２によりＲＦタグから読み出した利用者の個人情報に基づいて利用者の認証を行い、認証の結果、保管棚６１を利用許可された利用者であると判定した場合に、保管棚６１の扉が開くように保管棚６１の扉に備えられた図示しない施開錠手段である鍵を制御するパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと記す）６３とを備えて構成される。そして、上記保管棚６１の前面の床に、これまで説明したマット型アンテナ１０を配置してリーダライタ６２に対して接続するようにしている。
この場合、予め、各利用者の靴などに取り付けたＲＦタグのユーザＩＤと、その利用者の個人情報とをデータベース上で対応つけて管理するようにしておく。
データベースはＰＣ６３のハードディスクや、図示しないがＬＡＮなどのネットワークを介して接続したサーバ装置などに格納しておく。
【００１４】
このように構成した本実施の形態の物品管理システムでは、利用者が機密書類を閲覧するために物品棚６１に近づき、その前面に配置されたマット型アンテナ１０の上を通過したり、乗ったりすると、マット型アンテナ１０により利用者の靴などに取り付けられたＲＦタグ２００から読み取られた個人識別情報がリーダライタ６２を介してＰＣ６３に伝送され、ＰＣ６３においてデータベースに登録されたデータとの間で個人認証を行う。その結果、利用者がその保管棚６１の機密書類の閲覧を許可されたものであれば、ＰＣ６３により保管棚６１の鍵を開錠する。これにより、利用者は保管棚６１の中から必要な書類を取り出し閲覧することができる。
また、この場合は、利用者が保管棚６１から書類を取り出す位置に、保管棚６１の前面に受信感度の高いマット型アンテナ１０を配置するようにしているので、利用者がマット型アンテナ１０に乗ったときにマット型アンテナ１０により確実に利用者の靴などに取り付けたＲＦタグから個人情報を読み取ることができる。この結果、従来のように、利用者が認証のためにリーダライタに個人情報が記録されたＩＤカードをかざすといった煩わしい動作を行うこと無く、利用者の本人認証を行うことが可能になる。
また、本実施形態のように、マット型アンテナ１０を保管棚６１から書類などの保管物を取り出し可能な位置、例えばその前面側等に配置すると、マット型アンテナにより利用者のＲＦタグが認識されている期間だけ、つまり利用者が保管棚６１の前面にいるときだけ、保管棚６１の鍵を開錠して、それ以外は施錠するといったことが可能になるため、それだけセキュリティ機能を高めることができる。
また、例えば機密書類を管理する建物内に設けられた部屋の出入口に扉を設けると共に、その出入り口に本発明のリーダライタのマット型アンテナを配置することにより、ＩＤの認証をリアルタイムに行って扉の開閉を行う物品管理システムを構築することも可能である。
なお、本実施の形態では本発明のマット型アンテナを利用して物品管理システムを構成する場合を例に挙げたが、これはあくまでも一例であり、本発明のマット型アンテナを利用した例えば盗難防止システムなどを実現することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係るリーダライタシステムの概略構成を示した図である。
【図２】本実施の形態に係るマット型アンテナの磁界と磁界強度の説明図である。
【図３】本実施の形態に係るマット型アンテナの他の構成例を示した図である。
【図４】本実施の形態に係るマット型アンテナの他の構成例を示した図である。
【図５】本実施の形態に係るリーダライタと通信を行うＲＦタグの配置例を示した図である。
【図６】本実施の形態に係るリーダライタと通信を行うＲＦタグの配置例を示した図である。
【図７】リーダライタの構成例を示したブロック図である。
【図８】ＲＦタグの構成例を示したブロック図である。
【図９】本発明の実施形態に係る物品管理システムの一例を示した構成図である。
【図１０】従来のマット型アンテナの構成と磁界強度の関係を示した図である。
【符号の説明】
【００１６】
１ 送受信装置、２ 制御装置、３ メモリ装置、４ 変調器、５ 入力装置、６ 表示装置、７ 電力増幅器、８ 検波復調器、９ リーダライタ用アンテナ、１０ マット型アンテナ、１１ マット、１２、４０、４３ 第１のループアンテナ、１３、４１、４２ 第２のループアンテナ、１４ ケーブル、２１ 送受信回路、２２ 電力生成回路、２３ メモリ装置、２４ 変調器、２５ 検波器、２６ 制御回路、３１ 履物、３２ ステッキ、５０、６３、ＰＣ（制御手段）、６０ 物品管理システム、６１ 保管棚、６２、１００ リーダライタ、２００ ＲＦタグ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば出入り口などに配置されて通行人が踏んで通過するマットに内蔵されたマット型アンテナと、そのマット型アンテナを備えたリーダライタ、そのリーダライタを用いた個人識別システム、及び物品管理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、セキュリティなどの問題から特定の建物や部屋への人間の出入りをチェックするために、入退室口などの床面に配置されるマットにアンテナを内蔵したマット型アンテナを利用したシステムが提案されている。
特許文献１には、病院等において患者の出入りをチェックするシステムとして、患者の足にＩＤタグを装着し、アンテナを備えたマットを敷いたドアに患者が近づいたときにＩＤタグの情報を受信して、個人を識別して出入り管理を行う個人識別システムが開示されている。
また特許文献２には、例えば盗難防止システムにおいて使用されるマット型アンテナとして、ループアンテナを樹脂により被うことにより平板状に形成し、店などの出入り口の床面に配置するようにしたものが知られている。
【特許文献１】特開平０６−８７１１９５号公報
【特許文献２】実開平０４−０９３３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１０は、従来のマット型アンテナの構成を示した図であり、この図１０（ａ）に示すように、従来のマット型アンテナ１００は、マット１０１にループアンテナ１０２が内蔵されている。しかしながら、このような従来のマット型アンテナ１００は、図１０（ｂ）に示すように、ループアンテナ１０２が配置されているＡ、Ｃ点付近では比較的強い磁界１０３が得られるものの、ループアンテナ１０２から離れるにしたがって磁界１０３が弱くなる。この結果、マット１０１の中央付近（Ｂ点）で磁界１０３が最も弱くなり、中央付近においてＲＦタグを検出することができない場合があった。
このため、図１０（ａ）に示した従来のマット型アンテナ１００を入退室口に配置して、人間の出入りをチェックするような個人識別システムや物品管理システムを構成しても、人間の出入りを確実に管理することができないという欠点があった。このため、利用者の本人認証を行う場合はＩＣカードをディスクトップ型のリーダライタにかざすようにしていた。
そこで、本発明は上記したような点を鑑みてなされたものであり、マット全体の磁界強度を高めることができるマット型アンテナと、そのマット型アンテナを備えたリーダライタ、そのリーダライタを用いた個人識別システム、及び物品管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、マットにループアンテナを内蔵したマット型アンテナにおいて、第１のループアンテナと、前記第１のループアンテナの内側に配置され、第１のループアンテナより小径の第２のループアンテナと、を備え、前記第１または前記第２のループアンテナの一方をアクティブアンテナとなるように構成し、他方をパッシブアンテナとなるように構成したことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のマット型アンテナにおいて、前記第１のループアンテナは少なくとも平行に対向し合う第１の対向エレメントを有すると共に、前記第２のループアンテナは少なくとも平行に対向し合う第２の対向エレメントを有し、前記第１の対向エレメントと前記第２の対向エレメントの間隔は、前記第１及び第２の対向エレメント間において発生する磁界を互いに強め合う関係に設定されていることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１に記載のマット型アンテナにおいて、前記第２の対向エレメント間の間隔は、当該第２の対向エレメント間において発生する磁界が互いに強め合う関係に設定されていることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１に記載のマット型アンテナにおいて、前記第１のループアンテナと前記第２のループアンテナとが交互にアクティブアンテナとなるように構成されていることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１に記載のマット型アンテナにおいて、前記第２のループアンテナをアクティブアンテナにより構成し、前記第１のループアンテナを前記第２のループアンテナより小径とされる複数のパッシブアンテナにより構成したうえで、前記複数のパッシブアンテナを前記第２にループアンテナの外側にそれぞれ配置したことを特徴とする。
【０００５】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のマット型アンテナを備えて構成されるリーダライタを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項６に記載のリーダライタと、利用者が前記マット型アンテナを通過したときに、前記マット型アンテナに近接するように利用者に対して取り付けられているＲＦタグとから構成されることを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項７に記載の個人識別システムにおいて、前記ＲＦタグは利用者の靴の中敷きに取り付けるようにしたことを特徴とする。
請求項９記載の発明は、施開錠手段によって施開錠される扉を有して物品を保管する保管棚と、個人認証情報が記録されたＲＦタグと、該ＲＦタグに対して前記個人認証情報の読み書きを行うリーダライタと、前記リーダライタにより前記ＲＦタグから読み出した利用者の個人情報に基づいて利用者の認証を行い、認証の結果、当該保管棚を利用許可された利用者であると判定した場合に、前記保管棚の扉が開くように前記施開錠手段を制御する制御手段とを備えた物品管理システムであって、前記リーダライタのアンテナとして、請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のマット型アンテナを接続したことを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の物品管理システムにおいて、前記マット型アンテナを前記保管棚から保管物を取り出し可能な位置に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、第１又は第２のループアンテナの一方をアクティブアンテナ、他方をパッシブアンテナにより構成したことにより、アクティブアンテナに流れる電流によって発生した磁界により鎖交する他方のパッシブアンテナに電流が流れて磁界を発生させることができる。これにより、マット型アンテナの磁界強度を高めることができる。
また請求項２の発明によれば、第１の対向エレメントと第２の対向エレメントの間隔を、第１及び第２の対向エレメント間にて発生する磁界が互いに強め合う関係となるように設定したことにより、第１のループアンテナと第２のループアンテナ間の磁界強度をより高めることができる。
さらに請求項３の発明によれば、第２の対向エレメント間の間隔を当該第２の対向エレメント間にて発生する磁界が互いに強め合う関係となるように設定したことにより、マットの中央付近の磁界強度を高めることができるようになる。
また請求項４の発明によれば、第１のループアンテナと第２のループアンテナとが交互にアクティブアンテナとなるように構成したことにより、磁界強度を高めることができる。
また請求項５の発明によれば、第２のループアンテナをアクティブアンテナにより構成し、第１のループアンテナを第２のループアンテナより小径とされる複数のパッシブアンテナにより構成したうえで、前記複数のパッシブアンテナを前記第２にループアンテナの外側にそれぞれ配置したことにより、磁界強度を高めることができる。
請求項６の発明によれば、磁界強度が高く受信感度の良いマット型アンテナを備えたリーダライタを実現することができる。
請求項７、請求項８の発明によれば、磁界強度が高く受信感度の良いマット型アンテナを利用した個人識別システムを実現することができる。
また請求項９の発明によれば、利用者がマット型アンテナの上に乗るだけで、確実に利用者に取り付けられたＲＦタグから利用者の個人情報を読み取って利用者の本人認証を行うことが可能になるため、従来のように、利用者が本人認証のためにリーダライタに個人情報が記録されたＩＤカードをかざすといった煩わしさの無い物品管理システムを実現することができる。
また請求項１０の発明によれば、マット型アンテナを保管棚の前面に配置することにより、利用者が保管棚の前面にいるときだけ、保管棚の鍵を開錠するといったことが可能になるため、それだけセキュリティ機能を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るリーダライタシステムの概略構成を示した図である。この図１に示す本実施の形態のリーダライタは、この図には示していないＲＦタグとの間で無線通信を行うマット型アンテナ１０と、ケーブル１４を介してマット型アンテナ１０に接続され、ＲＦタグに対して情報の読み書きを行うリーダライタ１００と、リーダライタ１００を制御するＰＣ５０とを備えて構成される。
この場合、リーダライタ１００はケーブル１４を介してマット型アンテナ１０に内蔵されている第２のループアンテナ１３に接続されている。
マット型アンテナ１０は、マット１１に第１のループアンテナ１２と第２のループアンテナ１３を内蔵した構成を備えている。なお、内蔵とは厳密な意味の内蔵ではなく、エレメントの一部がマットの外部に露出していても差し支えはない。
マット１１は、玄関や出入り口などに配置され、履物などの泥を拭うための敷物である。なお、マット１１の材質などは特に限定されるものでない。また、その寸法も利用者が普通の歩幅で歩いたときに確実に踏める大きさであればよいとされる。ただし、本実施の形態では、図１に示すようにマットの寸法（Ｘ×Ｙ）を約７５０ｍｍ×９００ｍｍとして説明する。
第１のループアンテナ１２は、マット１１内の外周側に矩形環状に配置された大径のアンテナであり、第２のループアンテナ１３は第１のループアンテナ１２の内側に矩形環状に配置された小径のアンテナである。なお、これら第１及び第２のループアンテナ１２、１３には、アンテナ線材としてテープ状の銅箔シートを用いるようにしている。そして、このような銅箔シートを矩形環状に構成することでループを形成することができる。
なお、本実施の形態では、第１のループアンテナ１２の寸法（Ｘ1×Ｙ1）を約６５０ｍｍ×８８０ｍｍ、第２のループアンテナ１３の寸法（Ｘ2×Ｙ2）を約１３０ｍｍ×８７０ｍｍとしている。また、各ループアンテナは線状のエレメントを環状に構成してあればよく、矩形環状でなくてもよい。
そして、上記のように構成されるマット型アンテナ１０を備えたリーダライタ１００においては、第２のループアンテナ１３だけをケーブル１４を介してリーダライタ１００に接続するようにしている。つまり、第２のループアンテナ１３をアクティブアンテナとして機能させ、第１のループアンテナ１２をパッシブアンテナとして機能させるようにしている。
【０００８】
図２は上記のように構成したマット型アンテナにおいて発生する磁界と、その磁界強度を示した図である。なお、この場合のリーダライタ１００の送信電力は１Ｗとする。
図２（ａ）に示すようにマット型アンテナ１０においては、第２のループアンテナ１３をアクティブアンテナとして機能させ、第２のループアンテナ１３に電流Ｉ2を流して磁界１５を発生させる。すると、第２のループアンテナ１３の対向し合う一対のエレメント（第２のエレメント）１３ａ、１３ｂに夫々発生する磁界１５が、それぞれ鎖交する第１のループアンテナ１２の対向し合う一対のエレメント（第１のエレメント）１２ａ、１２ｂに電流Ｉ1が流れ、第１のループアンテナ１２の周りに新たな磁界１６が発生することになる。
この場合、第２のループアンテナ１３のエレメント１３ａと第１のループアンテナ１２のエレメント１２ａ間、及び第２のループアンテナ１３のエレメント１３ｂと第１のループアンテナ１２のエレメント１２ｂ間では、それぞれ磁界１５、１６が強め合うように作用して、図２（ｂ）に示すように、第１及び第２のループアンテナ１２、１３の磁界強度をほぼ均一に保つことができる。
また第２のループアンテナ１３の対向するエレメント１３ａ、１３ｂは、その磁界１５同士が強め合うように作用するので、図２（ｂ）に示すように、第２のループアンテナ１３間の磁界強度を高めることができる。特に、この場合は中央付近の磁界強度を高めることができるようになる。
なお、これまで説明したマット型アンテナ１０のサイズ、例えばマット１１や、第１及び第２のループアンテナ１２、１３のサイズはあくまでも一例である。例えば、第２のループアンテナ１３のエレメント１３ａ、１３ｂの間隔（Ｙ2の長さ）は、リーダライタ１００からの送信電力にもよるが、マット１１の中心付近で対向するエレメント１３ａ、１３ｂの磁界１５同士が強め合うように作用する範囲内であれば任意に設定可能である。
また第１のループアンテナ１２のエレメント１２ａ、１２ｂの間隔（Ｙ1の長さ）は、各エレメント１２ａ、１２ｂの磁界１６と第２のループアンテナ１３の各エレメント１３ａ、１３ｂの磁界１５が強め合うように作用する範囲であれば任意に設定可能である。
【０００９】
また、図１及び図２に示したマットアンテナ１０では、第１のループアンテナ１２をパッシブアンテナ、第１のループアンテナより内側に配置される第２のループアンテナ１３をアクティブアンテナとして説明したが、これはあくまでも一例であり、第１のループアンテナ１２をアクティブアンテナ、第２のループアンテナ１３をパッシブアンテナとなるように構成することももちろん可能である。
また、例えば図３に示すように第１のループアンテナ４０と、第２のループアンテナ４１とを交互に切り替えて、第１又は第２のループアンテナ４０、４１を交互にアクティブアンテナとして機能させるように構成することも考えらえる。このとき、第１または第２のループアンテナ４０、４１のうち、アクティブアンテナとして機能してないアンテナがパッシブアンテナとなるように構成すれば、図１及び図２に示したマットアンテナ１０と同様の効果が得られる。
また、図１及び図２に示した本実施の形態のマットアンテナ１０では、アクティブアンテナである第２のループアンテナ１３の外周側に、この第２のループアンテナ１３と同心状でパッシブアンテナである第１のループアンテナ１２を構成するようにしているが、例えば図４に示すように第２のループアンテナ４２をアクティブアンテナにより構成する。そして、第１のループアンテナ４３を第２のループアンテナ４２より小径とされる複数のパッシブアンテナ４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４１ｄにより構成したうえで、これら複数のパッシブアンテナ４３ａ〜４３ｄを第２にループアンテナ４２の外側にそれぞれ配置することようにしてマットアンテナを構成することも考えられる。
【００１０】
図５及び図６は、上記した本実施の形態のマット型アンテナを介してリーダライタと通信を行うＲＦタグの配置例を示した図である。
この図５に示すＲＦタグ２００は、靴などの履物３１の底部分に配置して、履物３１を履いた利用者がマット型アンテナ１０を通過したときにＲＦタグ２００がマット型アンテナ１０に近接してリーダライタ１００とＲＦタグ２００との間で通信を行うことができるようになっている。また、ＲＦタグ２００は履物３１の中敷きに取り付けるようにしてもよい。
また図６はステッキ３２の先端部分の近くにＲＦタグ２００を配置しており、この場合もステッキ３２を持った利用者がマット型アンテナ１０を通過したときにステッキ３２のＲＦタグ２００がマット型アンテナ１０に近接してリーダライタ１００とＲＦタグ２００との間で通信を行うことができるようになっている。
従って、本実施の形態のマット型アンテナ１０を特定施設の出入り口などに配置すると共に、出入りする利用者が日常的に使用する履物３１の靴底、あるいは靴の中敷き、又はステッキ３２などにＲＦタグ２００を取り付けるようにすれば、マット型アンテナ１０を備えたリーダライタ１００と、マット型アンテナ１０を通過する利用者の履物３１やステッキ３２などに取り付けたＲＦタグ２００との間で確実に情報の授受を行うことができる。つまり、実施形態のマット型アンテナを用いて利用者を識別する個人識別システムを構築すれば、識別精度の高いシステムを実現することができる。
また、ＲＦタグ２００を靴などの履物３１の中敷きに取り付けるようにすると、靴の中に中敷きを収納するだけで靴にＲＦタグ２００を取り付けることができるため、例えば靴を加工してその内部にＲＦタグを埋め込む場合に比べて簡単にＲＦタグ２００を取り付けることができる。
なお、図５及び図６に示したＲＦタグ２００の配置位置はあくまでも一例であり、利用者がマット型アンテナ１０上で立ち止まる、または通過したときにマット型アンテナ１０においてＲＦタグ２００との間で通信を行うことができる範囲内であればいずれの位置でもよい。
【００１１】
ここで、本実施の形態のリーダライタと非接触型のＲＦタグの構成例とその動作について説明しておく。
図７はリーダライタの構成を示したブロック図である。
この図７に示すリーダライタ１００は、外部にありリーダライタ１００に対してデータの授受を行ってシステム全体を制御するコンピュータ（ＰＣ）５０と、外部のコンピュータ５０とのデータの通信プロトコルを司る送受信装置１と、リーダライタ１００全体の動作を制御する制御装置２と、制御装置２を動作させる手順を記録したファームウェアと読み取ったデータを格納するメモリ装置３と、制御装置２からのデータを搬送波に乗せて変調する変調器４と操作コマンドを入力する入力装置５と、制御装置２により制御された情報を表示する表示装置６と、変調器４からのコマンドを電力増幅する電力増幅器７と、ループアンテナ部９から受信した搬送波から２値化データに変換する検波復調器８と、この図には示していないＲＦタグ２００との電力用搬送波とデータの授受をするループアンテナ部９（本実施の形態ではマットアンテナ１０）を備えて構成されている。
次に、本構成によるリーダライタ１００の動作を説明する前に、対を成すＲＦタグの構成を説明しておく。
図８は、ＲＦタグの構成を示したブロック図である。
この図２に示すＲＦタグ２００は、リーダライタ１００からの電力搬送波によりデータの授受をするループアンテナ部２０と、ループアンテナ部２０からの電力搬送波を受け、それを整流して直流電力に変換する整流平滑回路２２と、制御用ファームウェアとデータの記憶を司るメモリ装置２３と、制御回路２６からの送信コマンドに搬送波を乗せて変調する変調器２４と、送受信回路２１からの搬送波データから２値化データに変換する検波器２５と、ＲＦタグ２００の全体の動作を制御する制御回路２６とから構成されている。
なお、変調方式としては、振幅変調方式の一種であるＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）の他、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）方式、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）方式などでもよい。
【００１２】
次に、図７と図８を併せて参照してそれぞれ単独の動作について説明する。
リーダライタ１００は、図示しない電源が入れられると制御装置２のイニシャル動作後、メモリ装置３に記憶されたプログラムに従い動作を開始する。先ず、初期化が行われる。次に制御装置２は、ＲＦタグ２００に電力を供給するために、コマンド送信時は変調器４で変調を行い、ＲＦタグ２００からのレスポンス受信時は無変調とした信号を電力増幅器７から送信する。その信号は、ループアンテナ部９から電磁波として外部に放射される。
次に、ＲＦタグ２００がリーダライタ１００に近接すると、ループアンテナ部２０が電力供給用信号を受信し、整流平滑回路２２によりその搬送波を整流して直流電力に変換して、タグ内の全ての回路に供給する。電力を供給されて制御回路２６が駆動すると、メモリ装置２３に格納されたプログラムにしたがって制御を開始する。
次に、制御回路２６は、先ず送受信回路２１からコマンドを検波器２５で復調して２値化信号に変換し、そのコマンドを解析する。その結果、自分が呼び出されていることを認識すると、レスポンスを変調器２４により変調して送受信回路２１を介してループアンテナ部２０から送信する。このレスポンスをリーダライタ１００がループアンテナ部９を受信して、検波復調器８で２値化コードに変換し、制御装置２により解析してＲＦタグ２００が規格に合致したタグであると認識する。これにより、以後リーダライタ１００とＲＦタグ２００の間でデータ授受が行われる。
なお、本実施の形態において説明したリーダライタとＲＦタグの構成はあくまでも一例であり、本発明のマット型アンテナは上記以外構成のリーダライタなどにも適用することができる。
また本実施の形態では、本発明のマット型アンテナを利用して個人識別システムを構成する場合を例に挙げたが、本発明のマット型アンテナを利用して各種システムを実現することができる。
【００１３】
図９は本発明の実施形態に係る物品管理システムの一例を示した構成図である。
なお、ここでは機密書類を管理する例について説明する。
この図９に示す物品管理システム６０は、機密書類を保管する保管棚６１と、個人認証情報が記録されたＲＦタグに対して個人認証情報の読み書きを行うリーダライタ６２と、このリーダライタ６２によりＲＦタグから読み出した利用者の個人情報に基づいて利用者の認証を行い、認証の結果、保管棚６１を利用許可された利用者であると判定した場合に、保管棚６１の扉が開くように保管棚６１の扉に備えられた図示しない施開錠手段である鍵を制御するパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと記す）６３とを備えて構成される。そして、上記保管棚６１の前面の床に、これまで説明したマット型アンテナ１０を配置してリーダライタ６２に対して接続するようにしている。
この場合、予め、各利用者の靴などに取り付けたＲＦタグのユーザＩＤと、その利用者の個人情報とをデータベース上で対応つけて管理するようにしておく。
データベースはＰＣ６３のハードディスクや、図示しないがＬＡＮなどのネットワークを介して接続したサーバ装置などに格納しておく。
【００１４】
このように構成した本実施の形態の物品管理システムでは、利用者が機密書類を閲覧するために物品棚６１に近づき、その前面に配置されたマット型アンテナ１０の上を通過したり、乗ったりすると、マット型アンテナ１０により利用者の靴などに取り付けられたＲＦタグ２００から読み取られた個人識別情報がリーダライタ６２を介してＰＣ６３に伝送され、ＰＣ６３においてデータベースに登録されたデータとの間で個人認証を行う。その結果、利用者がその保管棚６１の機密書類の閲覧を許可されたものであれば、ＰＣ６３により保管棚６１の鍵を開錠する。これにより、利用者は保管棚６１の中から必要な書類を取り出し閲覧することができる。
また、この場合は、利用者が保管棚６１から書類を取り出す位置に、保管棚６１の前面に受信感度の高いマット型アンテナ１０を配置するようにしているので、利用者がマット型アンテナ１０に乗ったときにマット型アンテナ１０により確実に利用者の靴などに取り付けたＲＦタグから個人情報を読み取ることができる。この結果、従来のように、利用者が認証のためにリーダライタに個人情報が記録されたＩＤカードをかざすといった煩わしい動作を行うこと無く、利用者の本人認証を行うことが可能になる。
また、本実施形態のように、マット型アンテナ１０を保管棚６１から書類などの保管物を取り出し可能な位置、例えばその前面側等に配置すると、マット型アンテナにより利用者のＲＦタグが認識されている期間だけ、つまり利用者が保管棚６１の前面にいるときだけ、保管棚６１の鍵を開錠して、それ以外は施錠するといったことが可能になるため、それだけセキュリティ機能を高めることができる。
また、例えば機密書類を管理する建物内に設けられた部屋の出入口に扉を設けると共に、その出入り口に本発明のリーダライタのマット型アンテナを配置することにより、ＩＤの認証をリアルタイムに行って扉の開閉を行う物品管理システムを構築することも可能である。
なお、本実施の形態では本発明のマット型アンテナを利用して物品管理システムを構成する場合を例に挙げたが、これはあくまでも一例であり、本発明のマット型アンテナを利用した例えば盗難防止システムなどを実現することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係るリーダライタシステムの概略構成を示した図である。
【図２】本実施の形態に係るマット型アンテナの磁界と磁界強度の説明図である。
【図３】本実施の形態に係るマット型アンテナの他の構成例を示した図である。
【図４】本実施の形態に係るマット型アンテナの他の構成例を示した図である。
【図５】本実施の形態に係るリーダライタと通信を行うＲＦタグの配置例を示した図である。
【図６】本実施の形態に係るリーダライタと通信を行うＲＦタグの配置例を示した図である。
【図７】リーダライタの構成例を示したブロック図である。
【図８】ＲＦタグの構成例を示したブロック図である。
【図９】本発明の実施形態に係る物品管理システムの一例を示した構成図である。
【図１０】従来のマット型アンテナの構成と磁界強度の関係を示した図である。
【符号の説明】
【００１６】
１ 送受信装置、２ 制御装置、３ メモリ装置、４ 変調器、５ 入力装置、６ 表示装置、７ 電力増幅器、８ 検波復調器、９ リーダライタ用アンテナ、１０ マット型アンテナ、１１ マット、１２、４０、４３ 第１のループアンテナ、１３、４１、４２ 第２のループアンテナ、１４ ケーブル、２１ 送受信回路、２２ 電力生成回路、２３ メモリ装置、２４ 変調器、２５ 検波器、２６ 制御回路、３１ 履物、３２ ステッキ、５０、６３、ＰＣ（制御手段）、６０ 物品管理システム、６１ 保管棚、６２、１００ リーダライタ、２００ ＲＦタグ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マットにループアンテナを内蔵したマット型アンテナにおいて、
第１のループアンテナと、前記第１のループアンテナの内側に配置され、第１のループアンテナより小径の第２のループアンテナと、を備え、前記第１または前記第２のループアンテナの一方をアクティブアンテナとなるように構成し、他方をパッシブアンテナとなるように構成したことを特徴とするマット型アンテナ。
【請求項２】
前記第１のループアンテナは、少なくとも平行に対向し合う第１の対向エレメントを有すると共に、前記第２のループアンテナは、少なくとも平行に対向し合う第２の対向エレメントを有し、前記第１の対向エレメントと前記第２の対向エレメントの間隔は、前記第１及び第２の対向エレメント間において発生する磁界を互いに強め合う関係に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のマット型アンテナ。
【請求項３】
前記第２の対向エレメント間の間隔は、当該第２の対向エレメント間において発生する磁界を互いに強め合う関係に設定されていることを特徴とする請求項２に記載のマット型アンテナ。
【請求項４】
前記第１のループアンテナと前記第２のループアンテナとが交互にアクティブアンテナとなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のマット型アンテナ。
【請求項５】
前記第２のループアンテナをアクティブアンテナにより構成し、前記第１のループアンテナを前記第２のループアンテナより小径とされる複数のパッシブアンテナにより構成したうえで、前記複数のパッシブアンテナを前記第２にループアンテナの外側にそれぞれ配置したことを特徴とする請求項１に記載のマット型アンテナ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のマット型アンテナを備えて構成されることを特徴とするリーダライタ。
【請求項７】
請求項６に記載のリーダライタと、利用者が前記マット型アンテナを通過したときに、前記マット型アンテナに近接するように利用者に対して取り付けられているＲＦタグとから構成されることを特徴とする個人識別システム。
【請求項８】
請求項７に記載の個人識別システムにおいて、前記ＲＦタグは利用者の靴の中敷きに取り付けるようにしたことを特徴とする個人識別システム。
【請求項９】
施開錠手段によって施開錠される扉を有して物品を保管する保管棚と、個人認証情報が記録されたＲＦタグと、該ＲＦタグに対して前記個人認証情報の読み書きを行うリーダライタと、前記リーダライタにより前記ＲＦタグから読み出した利用者の個人情報に基づいて利用者の認証を行い、認証の結果、当該保管棚を利用許可された利用者であると判定した場合に、前記保管棚の扉が開くように前記施開錠手段を制御する制御手段とを備えた物品管理システムであって、前記リーダライタのアンテナとして、請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のマット型アンテナを接続したことを特徴とする物品管理システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の物品管理システムにおいて、前記マット型アンテナを前記保管棚から保管物を取り出し可能な位置に配置したことを特徴とする物品管理システム。
【請求項１】
マットにループアンテナを内蔵したマット型アンテナにおいて、
第１のループアンテナと、前記第１のループアンテナの内側に配置され、第１のループアンテナより小径の第２のループアンテナと、を備え、前記第１または前記第２のループアンテナの一方をアクティブアンテナとなるように構成し、他方をパッシブアンテナとなるように構成したことを特徴とするマット型アンテナ。
【請求項２】
前記第１のループアンテナは、少なくとも平行に対向し合う第１の対向エレメントを有すると共に、前記第２のループアンテナは、少なくとも平行に対向し合う第２の対向エレメントを有し、前記第１の対向エレメントと前記第２の対向エレメントの間隔は、前記第１及び第２の対向エレメント間において発生する磁界を互いに強め合う関係に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のマット型アンテナ。
【請求項３】
前記第２の対向エレメント間の間隔は、当該第２の対向エレメント間において発生する磁界を互いに強め合う関係に設定されていることを特徴とする請求項２に記載のマット型アンテナ。
【請求項４】
前記第１のループアンテナと前記第２のループアンテナとが交互にアクティブアンテナとなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のマット型アンテナ。
【請求項５】
前記第２のループアンテナをアクティブアンテナにより構成し、前記第１のループアンテナを前記第２のループアンテナより小径とされる複数のパッシブアンテナにより構成したうえで、前記複数のパッシブアンテナを前記第２にループアンテナの外側にそれぞれ配置したことを特徴とする請求項１に記載のマット型アンテナ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のマット型アンテナを備えて構成されることを特徴とするリーダライタ。
【請求項７】
請求項６に記載のリーダライタと、利用者が前記マット型アンテナを通過したときに、前記マット型アンテナに近接するように利用者に対して取り付けられているＲＦタグとから構成されることを特徴とする個人識別システム。
【請求項８】
請求項７に記載の個人識別システムにおいて、前記ＲＦタグは利用者の靴の中敷きに取り付けるようにしたことを特徴とする個人識別システム。
【請求項９】
施開錠手段によって施開錠される扉を有して物品を保管する保管棚と、個人認証情報が記録されたＲＦタグと、該ＲＦタグに対して前記個人認証情報の読み書きを行うリーダライタと、前記リーダライタにより前記ＲＦタグから読み出した利用者の個人情報に基づいて利用者の認証を行い、認証の結果、当該保管棚を利用許可された利用者であると判定した場合に、前記保管棚の扉が開くように前記施開錠手段を制御する制御手段とを備えた物品管理システムであって、前記リーダライタのアンテナとして、請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のマット型アンテナを接続したことを特徴とする物品管理システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の物品管理システムにおいて、前記マット型アンテナを前記保管棚から保管物を取り出し可能な位置に配置したことを特徴とする物品管理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−８１１４４（Ｐ２００６−８１１４４Ａ）
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１１３５（Ｐ２００５−３１１３５）
【出願日】平成１７年２月７日（２００５．２．７）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月７日（２００５．２．７）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
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