無線タグ読取書込装置
【課題】ＲＦＩＤタグ周りの環境の変化があっても、容易にかつ消費電力の増大等を伴うことなく、読取性能を確保する。
【解決手段】無線タグ読取書込装置において、グランドに接続される地板と、前記地板に対向するマイクロストリップパッチアンテナと、前記マイクロストリップパッチアンテナと前記地板間に空間を設けるようにマイクロストリップパッチアンテナと地板とを固定する固定部材と、導電性の補助部材と、前記補助部材を前記空間に侵入するように駆動する駆動手段とを備える。
【解決手段】無線タグ読取書込装置において、グランドに接続される地板と、前記地板に対向するマイクロストリップパッチアンテナと、前記マイクロストリップパッチアンテナと前記地板間に空間を設けるようにマイクロストリップパッチアンテナと地板とを固定する固定部材と、導電性の補助部材と、前記補助部材を前記空間に侵入するように駆動する駆動手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線タグ読取書込装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、商品管理等のためＲＦＩＤタグが多く使用されるようになっている。このＲＦＩＤタグは、周りの環境によりそのアンテナインピーダンスが変化し、読取性能に変化をきたすことが知られている。これまでは、タグ周りの誘電率の調整や、読取側のリーダライタの出力電圧を調整することにより読取性能を維持してきた。また、特許文献１では、パッチアンテナを構成するグラウンド板と放射板の間の距離を切り替える板間切替機構を設けて、無線タグとの交信周波数に応じて、放射板とグラウンド板の距離を所定の値に変えることにより、リターンロスを小さくすることができるアンテナ装置が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ＲＦＩＤタグが使用される環境は、その状態が一定でなく、周囲環境の変化に応じて、タグ周りの誘電率の調整をすることは、ＲＦＩＤタグおよびそのリーダライタを利用するユーザに対して利便性を損なうものであり、また、読取側のリーダライタの出力電圧を調整する場合、リーダライタの消費電力の増大につながる場合もある。また、特許文献１の技術は、パッチアンテナの無線タグとの交信周波数に応じてリターンロスを最小にするものであって、周辺環境からの影響下で特定の交信周波数におけるリーダライタ側の読取性能を改善するものではない。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＲＦＩＤタグ周りの環境の変化があっても、容易にかつ消費電力の増大等を伴うことなく、読取性能を確保できる無線タグ読取書込装置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】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の無線タグ読取書込装置は、グランドに接続される地板と、前記地板に対向するマイクロストリップパッチアンテナと、前記マイクロストリップパッチアンテナと前記地板間に空間を設けるように前記マイクロストリップパッチアンテナと前記地板とを固定する固定部材と、導電性の補助部材と、前記補助部材を前記空間に侵入するように駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明にかかる無線タグ読取書込装置は、そのアンテナインピーダンスを任意に変更可能であるので、容易にかつ消費電力の増大等を伴うことなく、読取性能を確保することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態にかかるＲＦＩＤタグ読取書込装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、ＲＦＩＤタグ２００の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、アンテナ部１１１の主要部構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる無線タグ読取書込装置の一実施の形態を詳細に説明する。
【０００９】
（ＲＦＩＤタグ読取書込装置）
図１は、本発明の一実施の形態にかかるＲＦＩＤタグ読取書込装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、ＲＦＩＤタグ読取書込装置１００は、ＲＦＩＤリーダライタ部１１０、アンテナ部１１１、操作パネル１１２、通信インターフェイス１１３、記憶部１１４及び制御部１１５等を備えている。
【００１０】
アンテナ部１１１は、ＲＦＩＤリーダライタ部１１０の制御により読取／書込信号としての変調波を発信し、この変調波を受信したＲＦＩＤタグ２００から発信される変調波を受信するものである。読取／書込信号は、ＲＦＩＤタグの読み取りまたは書き込みを行う際、ＲＦＩＤタグへ送信する信号である。この信号により、ＲＦＩＤリーダライタ部１１０は、アンテナ１１１から発信される変調波が到達し得る交信領域内に存在する後述のＲＦＩＤタグ２００のメモリ部２０７からそこに格納されているデータを非接触で読取ったり、このメモリ部２０７にデータを非接触で書き込んだりする。なお、このアンテナ部１１１の特徴的構成については、後に詳細に説明する。
【００１１】
操作パネル１１２には、各種キーや表示部等が設けられている。通信インターフェイス１１３には、各種外部装置が接続可能である。管理者は、この操作パネル１１２や、通信インターフェイス１１３に接続されたホスト装置（図示せず）を使用して、当該ＲＦＩＤタグ読取書込装置１００を操作することができる。
【００１２】
記憶部１１４には、各種プログラムやＲＦＩＤ書込データが記憶されている。ここで、ＲＦＩＤ書込データは、ＲＦＩＤタグ２００のメモリ部２０７に書き込むべき情報である。記憶部１１４は、例えばフラッシュメモリであるＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）である。
【００１３】
制御部１１５は、ＲＦＩＤリーダライタ部１１０、操作パネル１１２、通信インターフェイス１１３、記憶部１１４をそれぞれ制御するものである。制御部１１５は、ホスト装置から通信インターフェイス１１３を介してＲＦＩＤ発行ジョブを受信すると、このジョブに含まれているＲＦＩＤ書込データを記憶部１１４に記憶する。
【００１４】
（ＲＦＩＤタグ）
次に、図２を用いて、ＲＦＩＤタグ２００の構成について説明する。図２は、ＲＦＩＤタグ２００の構成を示すブロック図である。
【００１５】
図２に示すように、ＲＦＩＤタグ２００は、アンテナ２０１とＩＣチップ２０２とで構成されている。ＩＣチップ２０２は、アンテナ２０１で受信した変調波の整流と安定化を行うことによりＩＣチップ２０２の各部に電源を供給する電源生成部２０３、上記変調波を復調して制御部２０５へ送出する復調部２０４、制御部２０５から送出されたデータを変調してアンテナ２０１に送出する変調部２０６、復調部２０４で復調されたデータをメモリ部２０７に書込んだり、メモリ部２０７からデータを読み出して変調部２０６へ送出したりする制御部２０５、及びＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性の書換え可能なメモリ部２０７等で構成されている。メモリ部２０７には、当該ＲＦＩＤタグ２００の製造段階で製造業者により割当て設定された固有の識別情報であるＩＤが予め記憶されている。また、ユーザが任意のデータを書込むことができるユーザ領域が確保されている。
【００１６】
（アンテナ部）
次に、ＲＦＩＤリーダライタ部１１０のアンテナ部１１１の詳細について、図３を用いて説明する。図３は、アンテナ部１１１の主要部構成を説明する図である。
【００１７】
図３（Ａ）に示すように、アンテナ部１１１は、マイクロストリップ線路からなるマイクロストリップパッチアンテナ３０１を有している。また、同図に示すように、マイクロストリップパッチアンテナ３０１に対向して、グランドに接続される金属の地板が設けられている。マイクロストリップパッチアンテナ３０１と地板３０２は、図３（Ｂ）に示すように、それぞれのほぼ中央部で、プラスチック製または金属製などの固定部材である支柱３０３により固定されており、マイクロストリップパッチアンテナ３０１と地板３０２との間は空気層となり空間が設けられている。また、アンテナ部１１１には、金属製の補助部材３０４が、ステッピングモータ３０５とギア３０６による駆動により、マイクロストリップパッチアンテナ３０１と地板３０２の間の空気層に侵入可能に設けられている。なお、ステッピングモータ３０５は、制御部１１５による制御により、補助部材３０４の位置を、正確に位置決めする。
【００１８】
マイクロストリップパッチアンテナ３０１の出力インピーダンス特性は、補助部材３０４がマイクロストリップパッチアンテナ３０１と地板３０２間に存在しない状態で最適化されている。ステッピングモータ３０５による駆動により、補助部材３０４を、マイクロストリップパッチアンテナ３０１と地板３０２の間の中へ徐々に移動させると、マイクロストリップパッチアンテナ３０１の出力インピーダンスは徐々に変化し始める。このとき、対象となる無線タグの読み取りが成功する補助部材３０４の位置で、補助部材３０４の移動を止める。この状態で、これまで読み取りが難しかった無線タグが読めるようになる。なお、対象となる無線タグの個数がわかっているときは、その個数分の無線タグの読み取り動作を行い、全て読み取れれば、その時点で、補助部材３０４の位置決め動作を止める。対象となる無線タグの個数がわからないときは、読み取れるだけ読み取り、最適な補助部材３０４の位置を決定する。こうした補助部材３０４の位置の位置決めは、制御部１１５により、自動的に実行してもよいし、操作パネル１１２を介したユーザの指示に従って、制御部１１５が、補助部材３０４の位置の位置決めを実行するようにしてもよい。
【００１９】
本実施形態のＲＦＩＤタグ読取書込装置１００は、マイクロストリップパッチアンテナ３０１と補助部材３０４の位置関係を変化せせることにより、アンテナ部１１１の出力インピーダンスを変化させる。そして、無線タグ側のインピーダンスとアンテナ部１１１側のインピーダンスが近づいた状態になるとカップリング量が最大となるので、より多くの電力が伝達されるようになる。その結果、ＲＦＩＤタグ読取書込装置１００の読取性能が向上する。
【符号の説明】
【００２０】
１００ ＲＦＩＤタグ読取書込装置
１１０ ＲＦＩＤリーダライタ部
１１１ アンテナ
１１２ 操作パネル
１１３ 通信Ｉ／Ｆ
１１４ 記憶部
１１５ 制御部
２００ ＲＦＩＤタグ
２０１ アンテナ
２０２ ＩＣチップ
２０３ 電源生成部
２０４ 復調部
２０５ 制御部
２０６ 変調部
２０７ メモリ部
３０１ マイクロストリップパッチアンテナ
３０２ 地板
３０３ 支柱
３０４ 補助部材
３０５ ステッピングモータ
３０６ ギア
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００６−２６１９４７号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線タグ読取書込装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、商品管理等のためＲＦＩＤタグが多く使用されるようになっている。このＲＦＩＤタグは、周りの環境によりそのアンテナインピーダンスが変化し、読取性能に変化をきたすことが知られている。これまでは、タグ周りの誘電率の調整や、読取側のリーダライタの出力電圧を調整することにより読取性能を維持してきた。また、特許文献１では、パッチアンテナを構成するグラウンド板と放射板の間の距離を切り替える板間切替機構を設けて、無線タグとの交信周波数に応じて、放射板とグラウンド板の距離を所定の値に変えることにより、リターンロスを小さくすることができるアンテナ装置が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ＲＦＩＤタグが使用される環境は、その状態が一定でなく、周囲環境の変化に応じて、タグ周りの誘電率の調整をすることは、ＲＦＩＤタグおよびそのリーダライタを利用するユーザに対して利便性を損なうものであり、また、読取側のリーダライタの出力電圧を調整する場合、リーダライタの消費電力の増大につながる場合もある。また、特許文献１の技術は、パッチアンテナの無線タグとの交信周波数に応じてリターンロスを最小にするものであって、周辺環境からの影響下で特定の交信周波数におけるリーダライタ側の読取性能を改善するものではない。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＲＦＩＤタグ周りの環境の変化があっても、容易にかつ消費電力の増大等を伴うことなく、読取性能を確保できる無線タグ読取書込装置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】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の無線タグ読取書込装置は、グランドに接続される地板と、前記地板に対向するマイクロストリップパッチアンテナと、前記マイクロストリップパッチアンテナと前記地板間に空間を設けるように前記マイクロストリップパッチアンテナと前記地板とを固定する固定部材と、導電性の補助部材と、前記補助部材を前記空間に侵入するように駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明にかかる無線タグ読取書込装置は、そのアンテナインピーダンスを任意に変更可能であるので、容易にかつ消費電力の増大等を伴うことなく、読取性能を確保することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態にかかるＲＦＩＤタグ読取書込装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、ＲＦＩＤタグ２００の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、アンテナ部１１１の主要部構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる無線タグ読取書込装置の一実施の形態を詳細に説明する。
【０００９】
（ＲＦＩＤタグ読取書込装置）
図１は、本発明の一実施の形態にかかるＲＦＩＤタグ読取書込装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、ＲＦＩＤタグ読取書込装置１００は、ＲＦＩＤリーダライタ部１１０、アンテナ部１１１、操作パネル１１２、通信インターフェイス１１３、記憶部１１４及び制御部１１５等を備えている。
【００１０】
アンテナ部１１１は、ＲＦＩＤリーダライタ部１１０の制御により読取／書込信号としての変調波を発信し、この変調波を受信したＲＦＩＤタグ２００から発信される変調波を受信するものである。読取／書込信号は、ＲＦＩＤタグの読み取りまたは書き込みを行う際、ＲＦＩＤタグへ送信する信号である。この信号により、ＲＦＩＤリーダライタ部１１０は、アンテナ１１１から発信される変調波が到達し得る交信領域内に存在する後述のＲＦＩＤタグ２００のメモリ部２０７からそこに格納されているデータを非接触で読取ったり、このメモリ部２０７にデータを非接触で書き込んだりする。なお、このアンテナ部１１１の特徴的構成については、後に詳細に説明する。
【００１１】
操作パネル１１２には、各種キーや表示部等が設けられている。通信インターフェイス１１３には、各種外部装置が接続可能である。管理者は、この操作パネル１１２や、通信インターフェイス１１３に接続されたホスト装置（図示せず）を使用して、当該ＲＦＩＤタグ読取書込装置１００を操作することができる。
【００１２】
記憶部１１４には、各種プログラムやＲＦＩＤ書込データが記憶されている。ここで、ＲＦＩＤ書込データは、ＲＦＩＤタグ２００のメモリ部２０７に書き込むべき情報である。記憶部１１４は、例えばフラッシュメモリであるＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）である。
【００１３】
制御部１１５は、ＲＦＩＤリーダライタ部１１０、操作パネル１１２、通信インターフェイス１１３、記憶部１１４をそれぞれ制御するものである。制御部１１５は、ホスト装置から通信インターフェイス１１３を介してＲＦＩＤ発行ジョブを受信すると、このジョブに含まれているＲＦＩＤ書込データを記憶部１１４に記憶する。
【００１４】
（ＲＦＩＤタグ）
次に、図２を用いて、ＲＦＩＤタグ２００の構成について説明する。図２は、ＲＦＩＤタグ２００の構成を示すブロック図である。
【００１５】
図２に示すように、ＲＦＩＤタグ２００は、アンテナ２０１とＩＣチップ２０２とで構成されている。ＩＣチップ２０２は、アンテナ２０１で受信した変調波の整流と安定化を行うことによりＩＣチップ２０２の各部に電源を供給する電源生成部２０３、上記変調波を復調して制御部２０５へ送出する復調部２０４、制御部２０５から送出されたデータを変調してアンテナ２０１に送出する変調部２０６、復調部２０４で復調されたデータをメモリ部２０７に書込んだり、メモリ部２０７からデータを読み出して変調部２０６へ送出したりする制御部２０５、及びＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性の書換え可能なメモリ部２０７等で構成されている。メモリ部２０７には、当該ＲＦＩＤタグ２００の製造段階で製造業者により割当て設定された固有の識別情報であるＩＤが予め記憶されている。また、ユーザが任意のデータを書込むことができるユーザ領域が確保されている。
【００１６】
（アンテナ部）
次に、ＲＦＩＤリーダライタ部１１０のアンテナ部１１１の詳細について、図３を用いて説明する。図３は、アンテナ部１１１の主要部構成を説明する図である。
【００１７】
図３（Ａ）に示すように、アンテナ部１１１は、マイクロストリップ線路からなるマイクロストリップパッチアンテナ３０１を有している。また、同図に示すように、マイクロストリップパッチアンテナ３０１に対向して、グランドに接続される金属の地板が設けられている。マイクロストリップパッチアンテナ３０１と地板３０２は、図３（Ｂ）に示すように、それぞれのほぼ中央部で、プラスチック製または金属製などの固定部材である支柱３０３により固定されており、マイクロストリップパッチアンテナ３０１と地板３０２との間は空気層となり空間が設けられている。また、アンテナ部１１１には、金属製の補助部材３０４が、ステッピングモータ３０５とギア３０６による駆動により、マイクロストリップパッチアンテナ３０１と地板３０２の間の空気層に侵入可能に設けられている。なお、ステッピングモータ３０５は、制御部１１５による制御により、補助部材３０４の位置を、正確に位置決めする。
【００１８】
マイクロストリップパッチアンテナ３０１の出力インピーダンス特性は、補助部材３０４がマイクロストリップパッチアンテナ３０１と地板３０２間に存在しない状態で最適化されている。ステッピングモータ３０５による駆動により、補助部材３０４を、マイクロストリップパッチアンテナ３０１と地板３０２の間の中へ徐々に移動させると、マイクロストリップパッチアンテナ３０１の出力インピーダンスは徐々に変化し始める。このとき、対象となる無線タグの読み取りが成功する補助部材３０４の位置で、補助部材３０４の移動を止める。この状態で、これまで読み取りが難しかった無線タグが読めるようになる。なお、対象となる無線タグの個数がわかっているときは、その個数分の無線タグの読み取り動作を行い、全て読み取れれば、その時点で、補助部材３０４の位置決め動作を止める。対象となる無線タグの個数がわからないときは、読み取れるだけ読み取り、最適な補助部材３０４の位置を決定する。こうした補助部材３０４の位置の位置決めは、制御部１１５により、自動的に実行してもよいし、操作パネル１１２を介したユーザの指示に従って、制御部１１５が、補助部材３０４の位置の位置決めを実行するようにしてもよい。
【００１９】
本実施形態のＲＦＩＤタグ読取書込装置１００は、マイクロストリップパッチアンテナ３０１と補助部材３０４の位置関係を変化せせることにより、アンテナ部１１１の出力インピーダンスを変化させる。そして、無線タグ側のインピーダンスとアンテナ部１１１側のインピーダンスが近づいた状態になるとカップリング量が最大となるので、より多くの電力が伝達されるようになる。その結果、ＲＦＩＤタグ読取書込装置１００の読取性能が向上する。
【符号の説明】
【００２０】
１００ ＲＦＩＤタグ読取書込装置
１１０ ＲＦＩＤリーダライタ部
１１１ アンテナ
１１２ 操作パネル
１１３ 通信Ｉ／Ｆ
１１４ 記憶部
１１５ 制御部
２００ ＲＦＩＤタグ
２０１ アンテナ
２０２ ＩＣチップ
２０３ 電源生成部
２０４ 復調部
２０５ 制御部
２０６ 変調部
２０７ メモリ部
３０１ マイクロストリップパッチアンテナ
３０２ 地板
３０３ 支柱
３０４ 補助部材
３０５ ステッピングモータ
３０６ ギア
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００６−２６１９４７号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グランドに接続される地板と、
前記地板に対向するマイクロストリップパッチアンテナと、
前記マイクロストリップパッチアンテナと前記地板間に空間を設けるように前記マイクロストリップパッチアンテナと前記地板とを固定する固定部材と、
導電性の補助部材と、
前記補助部材を前記空間に侵入するように駆動する駆動手段と
を備えたことを特徴とする無線タグ読取書込装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、ステッピングモータとギアとからなることを特徴とする請求項１に記載の無線タグ読取書込装置。
【請求項３】
前記補助部材は、読み取り対象の無線タグを読み取れる位置に位置決めされることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線タグ読取書込装置。
【請求項１】
グランドに接続される地板と、
前記地板に対向するマイクロストリップパッチアンテナと、
前記マイクロストリップパッチアンテナと前記地板間に空間を設けるように前記マイクロストリップパッチアンテナと前記地板とを固定する固定部材と、
導電性の補助部材と、
前記補助部材を前記空間に侵入するように駆動する駆動手段と
を備えたことを特徴とする無線タグ読取書込装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、ステッピングモータとギアとからなることを特徴とする請求項１に記載の無線タグ読取書込装置。
【請求項３】
前記補助部材は、読み取り対象の無線タグを読み取れる位置に位置決めされることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線タグ読取書込装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２１９９１５（Ｐ２０１０−２１９９１５Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６４７２３（Ｐ２００９−６４７２３）
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＥＥＰＲＯＭ
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＥＥＰＲＯＭ
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
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