JP2010187043A - リーダライタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 移動体との非接触通信に用いるアンテナの共振周波数を通信に適した周波数となるように調整するリーダライタ用のアンテナ制御装置を提供する。
【解決手段】 自動調整機能付きループアンテナＡの自動調整部１２は、移動体との間で情報を通信することが可能になるように共振回路部１３が調整された状態におけるループアンテナ部１４への給電電圧レベルを基準値として記憶しておき、移動体との間で情報を通信する場合にアンテナへの給電電圧レベルを測定し、当該測定された給電電圧レベルが基準値よりも小さい場合に給電電圧レベルが大きくなるように共振回路部１３を調整し、当該調整された状態における給電電圧レベルを以後の基準値として記憶（更新）する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電磁誘導作用を用いた非接触通信により移動体との間で情報を通信するリーダライタ用のアンテナ制御装置に関し、特に、移動体との非接触通信に用いるアンテナの共振周波数を通信に適した周波数となるように調整するアンテナ制御装置に関する。

近年、ＲＦＩＤタグやＩＣカード等の移動体との間で電磁誘導作用を用いた非接触通信を行うことにより、当該移動体から情報を読み取り又は当該移動体に情報を書き込むリーダライタ装置を用いたシステムが実用化されており、ＲＦＩＤシステムなどと称せられている。

このようなＲＦＩＤシステムにおいては、通常、リーダライタ装置の設置時の段階でそのアンテナについて最適な調整（例えば、アンテナの共振周波数を１３．５６ＭＨｚに調整）が実施される。このとき、アンテナ近辺にはＩＣタグや同じ共振周波数の別アンテナが無く、調整しようとするアンテナに対して特性が変化していない環境・状態を条件としている。特に読み取り範囲をできる限り大きくしようとした場合、アンテナの感度は高くなり、設置環境の影響を受け易くなる為、このような調整は不可欠である。調整を終えたアンテナでは、アンテナの大きさ・感度によるが、少数枚（１枚〜数十枚程度）のＩＣタグを読み取るのに十分な性能を得ることができる。

ここで、多数枚のＩＣタグを一括で読み取るアンテナは、多数枚のＩＣタグが読み取り範囲に入るとアンテナの特性が変化してしまい、全てのＩＣタグを読み取ることができなくなってしまう。この問題に対処するために、多数枚のＩＣタグが読み取り範囲にある状態でアンテナの調整を行うことで、全てのＩＣタグを読み取ることができるようになる。
しかしながら、多数枚のＩＣタグを配置した状態でアンテナを調整した後に、何枚かのＩＣタグを抜き取ってから残り（少数枚）のＩＣタグの読み取りを実行すると、多数枚では読み取れていたにも拘らず読み取りできなくなることがある。
また、これらの現象は、アンテナとＩＣタグの距離に関しても同様なことが言える。すなわち、アンテナに対してＩＣタグが極端に近づくと読み取りできなくなってしまい、或る程度これらの距離を離すと読み取りができるようになる。
このように、読み取り時におけるアンテナとＩＣタグの枚数や距離により、読み取り性能が変化してしまい、システム・装置の信頼性に大きな影響を与える。

これらの原因としては、以下のことが考えられる。
すなわち、例えば１３．５６ＭＨｚのＲＦＩＤシステムでは、リーダライタ装置のアンテナとＩＣタグのアンテナは共にループアンテナであることが多い。ＩＣタグがアンテナ（リーダライタ装置）の読み取り範囲にある場合、これらのループアンテナはコイル間の疎結合の状態にある。しかしながら、多数のＩＣタグがアンテナの読み取り範囲にある場合や極端に近づいた場合には、これらのループアンテナは密結合の状態にある。
そして、密結合の状態にあるとき、アンテナの特性は崩れ、アンテナの共振周波数は当初の周波数から外れてしまい、読み取りができなくなってしまう。
また、リーダライタ装置のアンテナとＩＣタグのアンテナ間においては、各々のアンテナの距離や方向性等の配置関係によって磁界強度が弱まった空間（若しくは箇所）が生まれ、その空間（若しくは箇所）にあるＩＣタグの読み取りができなくなる。

本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、移動体との非接触通信に用いるアンテナの共振周波数を通信に適した周波数となるように調整するリーダライタ用のアンテナ制御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、本発明では、電磁誘導作用を用いた非接触通信により移動体との間で情報を通信するリーダライタ用のアンテナ制御装置を、以下のように構成した。
すなわち、本発明に係るアンテナ制御装置は、アンテナへのＲＦ入力に基づき当該アンテナへの給電電圧レベルを検知し、共振周波数調整回路を調整することにより当該アンテナの共振周波数を変化させる調整手段と、移動体との間で情報を通信することが可能になるように前記調整手段により前記共振周波数調整回路が調整された状態における前記アンテナへの給電電圧レベルを基準値として記憶する記憶手段と、移動体との間で情報を通信する場合に前記アンテナへの給電電圧レベルを測定し、当該測定された給電電圧レベルが前記記憶手段に記憶されている基準値よりも小さいか大きいかを判定する判定手段と、前記調整手段が、共振周波数に近づくに従って前記アンテナへの給電電圧レベルが大きくなる場合は、前記判定手段により前記測定された給電電圧レベルが前記記憶手段に記憶されている基準値よりも小さいと判定されると、前記アンテナへの給電電圧レベルが前記測定された給電電圧レベルよりも大きくなるように前記調整手段により前記共振周波数調整回路を調整し、前記調整手段が、共振周波数に近づくに従って前記アンテナへの給電電圧レベルが小さくなる場合は、前記判定手段により前記測定された給電電圧レベルが前記記憶手段に記憶されている基準値よりも大きいと判定されると、前記アンテナへの給電電圧レベルが前記アンテナへの給電電圧レベルが前記測定された給電電圧レベルよりも小さくなるように前記調整手段により前記共振周波数調整回路を調整し、当該調整された状態における前記アンテナへの給電電圧レベルで前記記憶手段に記憶されている基準値を更新する制御手段と、を備えたことを特徴としている。

このような構成を採用した本発明に係るアンテナ制御装置によると、共振周波数に近づくに従ってアンテナへの給電電圧レベルが大きくなる場合は、ＩＤタグやＩＣカード等の移動体との間で情報を通信する場合の給電電圧レベルが、移動体との間で情報を通信することが可能になるように調整された状態における給電電圧レベル（基準値）より小さいと、給電電圧レベルが大きくなるように調整され、また、その調整された状態における給電電圧レベルが以後の基準値として記憶手段（例えば、メモリ）に記憶されることから、通信環境の変化等によってアンテナ（例えば、ループアンテナ）の共振周波数が所期の周波数から外れてしまっても自動的に通信に適した周波数へ調整され、移動体との通信を効率的に行うことができる。
なお、共振周波数に近づくに従ってアンテナへの給電電圧レベルが小さくなる場合は、上記と逆に、給電電圧レベルが基準値より大きいと、給電電圧レベルが小さくなるよう調整される。
以下の説明においては、共振周波数に近づくに従ってアンテナへの給電電圧レベルが小さくなる場合を例として説明する。

ここで、本発明に係るアンテナ制御装置は、種々な構成により実現することができる。
すなわち、例えば、アンテナ装置のそれぞれが上記アンテナ制御装置に係る各手段（調整手段、記憶手段、判定手段、制御手段）を備えてもよく、１又は複数のアンテナ装置に接続されたリーダライタ装置が上記アンテナ制御装置に係る各手段を備えてもよく、リーダライタ装置の動作を制御する上位の装置が上記アンテナ制御装置に係る各手段を備えてもよい。また、これらの装置に上記アンテナ制御装置に係る各手段を分散して備えるようにしてもよい。

また、共振周波数調整回路は、アンテナ装置の内部に設けてもよく、或いは外部（例えばリーダライタ装置）に設けてもよい。
また、共振周波数調整回路は、種々の構成により実現することができ、例えば、コンデンサ、コイル、リレー等の回路素子により構成することができる。
また、共振周波数調整回路の調整は、少なくとも移動体からの情報の読み取りが可能になるような調整でもよく、少なくとも移動体への情報の書き込みが可能になるような調整でもよく、読み取り及び書き込みの双方が可能になるような調整でもよい。

また、移動体との間における通信としては、移動体からの情報の読み取りであってもよく、移動体への情報の書き込みであってもよく、これらの双方であってもよい。
また、移動体との間で通信する情報は任意であり、例えば、移動体に識別情報（ＩＤ）を問い合わせる質問信号を送信し、その応答信号として送信される識別情報を受信する。
また、移動体との間で情報を通信することが可能になるように前記調整手段により前記共振周波数調整回路が調整された状態とは、例えば、アンテナへの給電電圧レベルが最小（又はその付近）になるように調整された状態である。なお、移動体との間で情報を通信することが可能か否かは、例えば、移動体から送信される情報に基づいて判定できる。具体的には、例えば、質問信号に対する応答信号を移動体から正常に（例えば、ＣＲＣ誤りなく）受信できたか否かに基づいて判定する。

また、アンテナへの給電電圧レベルが前記測定された給電電圧レベルよりも小さくなるように前記調整手段により前記共振周波数調整回路を調整する態様としては、種々の態様を採用することができ、例えば、アンテナへの給電電圧レベルが最小（又はその付近）になるように調整する。或いは、例えば、給電電圧レベルを一定刻みずつ増加させる処理を所定回数（又は所定時間）繰り返して調整する。

ここで、上記のようにして共振周波数の調整を行った後で、更に、共振周波数を補正するようにしてもよい。
すなわち、例えば、ＩＤタグの応答周波数を受信するため、受信回路部（リーダライタ装置）に目標の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）より高域の周波数信号を通過させる高域通過フィルタを使用している場合には、給電電圧レベルが最小となるように前記調整手段により前記共振周波数調整回路を調整した後、その共振周波数で移動体から情報を読み取ることができない場合に、共振周波数が高くなるように更に前記調整手段により前記共振周波数調整回路を調整する。
或いは、例えば、受信回路部（リーダライタ装置）に目標の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）より低域の周波数信号を通過させる低域通過フィルタを使用している場合には、給電電圧レベルが最小となるように前記調整手段により前記共振周波数調整回路を調整した後、その共振周波数で移動体から情報を読み取ることができない場合に、共振周波数が低くなるように更に前記調整手段により前記共振周波数調整回路を調整する。

これにより、給電電圧レベルが最小となるように調整した結果、アンテナの共振周波数がフィルタの通過帯域から外れてしまった場合には、フィルタの通過帯域となるようにアンテナの共振周波数が補正される。
なお、共振周波数の補正は種々の態様により行うことができ、例えば、一定の周波数分を高める（或いは低める）補正を行う。

なお、本発明は、方法や、プログラムや、記録媒体などとして提供することも可能である。
本発明に係る方法では、装置において各手段が各種の処理を実行する。
本発明に係るプログラムでは、装置を構成するコンピュータに実行させるものであって、各種の機能を当該コンピュータにより実現する。
本発明に係る記録媒体では、装置を構成するコンピュータに実行させるプログラムを当該コンピュータの入力手段により読み取り可能に記録したものであって、当該プログラムは各種の処理を当該コンピュータに実行させる。

本発明に係るアンテナ制御装置によると、移動体との間で情報を通信する場合の給電電圧レベルが、移動体との間で情報を通信することが可能になるように調整された状態における給電電圧レベル（基準値）より大きい場合には、給電電圧レベルが小さくなるように調整され、また、その調整された状態における給電電圧レベルが以後の基準値として記憶手段に記憶されることから、通信環境の変化等によってアンテナの共振周波数が所期の周波数から外れてしまっても自動的に通信に適した周波数へ調整され、移動体との通信を効率的に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る調整機能付きループアンテナ装置の構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る調整部のブロック図の一例である。 本発明の一実施形態に係る切替制御部及び共振回路部のブロック図の一例である。 本発明の他の実施形態に係る調整機能付きループアンテナ装置の構成例を示す図である。 本発明の第１実施例に係るＲＦＩＤシステムの構成例を示す図である。 本発明の第１実施例に係る調整フロー例を示す図である。 本発明の第２実施例に係る共振周波数の補正例を示す図である。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係る調整機能付きのループアンテナ装置の構成例を示してある。
本例のループアンテナ装置Ａは、Ｉ／Ｏ部１１にリーダライタ装置ＲＷ（図示せず）が接続されており、このリーダライタ装置ＲＷからＩ／Ｏ部１１を介して入力されたＲＦ信号（例えば質問信号）をループアンテナ部１４から無線により送出し、その応答としてＩＣタグＴ（図示せず）から送信されたＲＦ信号（例えば応答信号）をループアンテナ部１４により受信して、Ｉ／Ｏ部１１を介してリーダライタ装置ＲＷへ出力する。
また、本例のループアンテナ装置Ａでは、自動調整部１２が、共振回路部１３から得られたアンテナ振幅入力（給電電圧レベルの信号）に基づいて共振回路部１３を切り替え制御することで、ループアンテナ部１４の共振周波数を調整する。

図２には、本例のループアンテナ装置Ａにおける自動調整部１２のブロック図の一例を示してある。
本例の自動調整部１２では、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２２による制御の下で、ループアンテナ部１４の共振周波数を調整する。すなわち、共振回路部１３から得られたアンテナ振幅入力をＡＤ変換部２４にてアナログ値からデジタル値へ変換して現時点でのループアンテナ部１４への給電電圧レベルを測定し、当該測定された給電電圧レベル（測定値）とメモリ２１に記憶されている給電電圧レベルの基準値とを比較して、給電電圧レベルの測定値が基準値より大きい場合（つまり、ループアンテナ部１４の共振周波数が所期の周波数帯から外れた場合）に、周波数調整のための制御信号をＭＰＵ２２から切替制御部２３に出力して共振回路部１３を切り替え制御させる。

ここで、メモリ２１に記憶されている給電電圧レベルの基準値は、初期値として、所定の個数のＩＣタグＴがループアンテナ装置Ａの通信範囲に配置された状態（例えば、ループアンテナ装置Ａが内部に設けられた棚板上に、ＩＣタグＴを付した商品や書籍などの物品が置かれた状態）において、ループアンテナ部１４の共振周波数が目標の周波数（又はその付近）となるように事前に調整された給電電圧レベルが設定されており、その後に共振周波数の調整が実施されたことに応じて、その調整が行われた状態における給電電圧レベルの測定値が以後の給電電圧レベルの基準値として設定（メモリ２１の記憶内容を更新）される。

図３には、本例のループアンテナ装置Ａにおける切替制御部２３及び共振回路部１３のブロック図の一例を示してある。
本例では、切替制御部２３にｎ個のリレー３１（１）、３１（２）、・・・、３１（ｎ）が設けられ、共振回路部１３にｎ個の共振素子４１（１）、４１（２）、・・・、４１（ｎ）及び共振回路４２が設けられている。共振素子４１（１）〜４１（ｎ）は並列に設けられており、これらの共振素子４１（１）〜４１（ｎ）に対してリレー３１（１）〜３１（ｎ）がそれぞれ直列に設けられている。
なお、共振回路部１３は、ループアンテナ部１４から磁界を発生させることにより、ＩＣタグＴへ電力やデータを送信し、或いはＩＣタグＴからデータを受信する部分である。本例では、共振素子４１（１）〜４１（ｎ）として、インダクタンス（例えばコイル）やコンダクタンス（例えばコンデンサ）を用いている。

また、各リレー３１（１）〜３１（ｎ）の開閉の切り替えは、ＭＰＵ２２から入力される制御信号に基づいて行われる。
つまり、ＭＰＵ２２による制御によって切替制御部２３内のリレー３１（１）〜３１（ｎ）を切り替えて、ループアンテナ部１４のインピーダンスを調整する。なお、本構成は一例に過ぎず、例えば、リレー３１（１）〜３１（ｎ）の代わりにダイオードなどを用いてもよい。

このように、本例では、ループアンテナ装置Ａ内のリレー３１（１）〜３１（ｎ）にそれぞれコンデンサなどの共振素子４１（１）、４１（２）、・・・、４１（ｎ）を接続し、リレー３１（１）〜３１（ｎ）を制御することでループアンテナ部１４のインピーダンスを変化させる。なお、それぞれのリレー３１（１）〜３１（ｎ）に接続する共振素子４１（１）、４１（２）、・・・、４１（ｎ）の定数を変更することで、共振周波数を現在の環境に適したものに調整可能なので、アンテナ（ループアンテナ部１４）のサイズや形状は決められたものでなくても構わない。

図４には、他の実施形態に係る調整機能付きのループアンテナ装置の構成例を示してある。本例では、上述した自動調整部１２の機能を、リーダライタ装置ＲＷ及びループアンテナ装置Ａに分離して設けた構成となっている。
具体的には、リーダライタ装置ＲＷにアンテナ振幅入力が入力されて、リーダライタ装置ＲＷにて給電電圧レベルを測定し、当該測定された給電電圧レベル（測定値）がリーダライタ装置ＲＷのメモリに記憶されている給電電圧レベルの基準値より小さいか否かを判定し、給電電圧レベルの測定値が基準値より大きい場合に、調整のための制御信号をループアンテナ装置Ａの調整部５１に出力する。ループアンテナ装置Ａの調整部５１は、ＭＰＵ、リレーなどを有しており、リーダライタ装置ＲＷから前記の制御信号が入力された場合に、ＭＰＵ制御によるリレー切り替えで共振回路部５２を切り替え制御し、ループアンテナ装置Ａ（ループアンテナ部５３）の共振周波数を調整する。

なお、本構成は一例に過ぎず、例えば、リレーの代わりにダイオードなどを用いてもよい。また、リーダライタ装置ＲＷに対して複数のループアンテナ装置Ａを設けてもよく、この場合には、比較対象となる給電電圧レベルの基準値をそれぞれのループアンテナ装置Ａに対応付けてメモリに記憶させておき、それぞれのループアンテナ装置Ａの共振周波数を個別に調整する構成とすることができる。また、例えば、リーダライタ装置ＲＷの動作を制御する制御ＰＣ（Ｓ）が、給電電圧レベルの測定値をメモリ内の基準値と比較し、測定値が基準値より小さいと判定した場合に調整のための制御信号をリーダライタ装置ＲＷを介してループアンテナ装置Ａに出力し、ループアンテナ装置Ａの共振周波数を調整させてもよい。

次に、図１〜図４に例示したような調整機能付きのループアンテナ装置Ａを用いた実施例を説明する。

図５には、第１実施例に係るＲＦＩＤシステムの構成例を示してある。
本実施例に係るＲＦＩＤシステムでは、４個のループアンテナ装置Ａ（１）、Ａ（２）、Ａ（３）、Ａ（４）がアンテナ切替器ＳＷを介してリーダライタ装置ＲＷに接続されており、ループアンテナ装置Ａ（１）、Ａ（２）、Ａ（３）、Ａ（４）の順番で切り替えられる。

本実施例では、ループアンテナ装置Ａ（１）〜Ａ（４）のそれぞれについて、読み取り対象のＩＣタグＴの種類（サイズ、アンテナパターンなど）、読み取り時のＩＣタグＴの方向（ＩＣタグＴの向き）、ＩＣタグＴとの距離などの非接触通信に関する条件の組み合わせ毎に、ＩＣタグＴの最大同時読み取り数を予め設定しており、その設定内容はリーダライタ装置ＲＷのメモリに保持されている。

各ループアンテナ装置Ａ（１）〜Ａ（４）は、リーダライタ装置ＲＷからのＲＦ入力（搬送波入力）によって給電電圧レベル（共振周波数の入力レベル）を測定（検出）する回路を有しており、給電電圧レベルを測定してメモリに記憶することができる。また、各ループアンテナ装置Ａ（１）〜Ａ（４）は、ＩＣタグＴの最大同時読み取り数における最適な給電電圧レベルを基準値の初期値として記憶している。

各ループアンテナ装置Ａ（１）〜Ａ（４）は、ＲＦ入力の都度、測定した給電電圧レベルを、メモリに記憶している基準値（初期値若しくは直前に調整された状態における給電電圧レベルの測定値）と比較し、差異が生じた場合（給電電圧レベルの測定値が基準値より大きい場合）に調整を実行する。そして、給電電圧レベルの測定値が調整範囲内において最小値（回路構成等によっては最大値）となるように、リレーなどによる共振容量の挿抜調整を行って共振周波数を調整し、当該調整された状態における給電電圧レベルの測定値を以後の基準値としてメモリに記憶（更新）させる。

なお、上記のように、給電電圧レベルの測定値が基準値よりも大きい場合に無条件に調整を開始するのではなく、例えば、給電電圧レベルの測定値と基準値との差が閾値以上となったことを条件に調整を開始したり、給電電圧レベルの測定値が基準値よりも大きくなった回数が所定の回数以上となったことを条件に調整を開始したり、給電電圧レベルの測定値が基準値よりも大きい状態の時間が所定の時間以上となったことを条件に調整を開始したりしてもよい。

図６には、本実施例に係るＲＦＩＤシステムによる調整フロー例を示してある。
対象のループアンテナ装置Ａが選択されて当該ループアンテナ装置ＡへＲＦ入力が行われ（ステップＳ１）、その給電電圧レベルの測定が行われる（ステップＳ２）。
次に、測定した現状の給電電圧レベルと以前の給電電圧レベル（メモリに記憶されている基準値）とを比較し（ステップＳ３）、現状の給電電圧レベルが以前の給電電圧レベル以下の場合には現状維持（調整無し）とし（ステップＳ７）、現状の給電電圧レベルが以前の給電電圧レベルより大きい場合には、最小電圧レベルの探索を開始し（ステップＳ４）、以下の処理を行う。
すなわち、複数のリレー開閉によるアンテナ共振回路への容量挿入制御を行って、給電電圧レベルを測定する。これを、目標となる共振周波数の可変域をトレースしながら行って、その範囲内で給電電圧レベルの測定値が最小となるリレーの開閉態様を見つけ出し、これを調整結果として設定して調整完了とする（ステップＳ５）。
その後、見つけ出した最小の給電電圧レベルの測定値を以後の給電電圧レベルの基準値としてメモリに記憶させる（ステップＳ６）。

なお、本例では、給電電圧レベルが最小となるような調整を行っているが、これに限定するものではなく、給電電圧レベルが小さくなるような調整であればよい。
また、調整の実行を判断（給電電圧レベルを比較判断）するタイミングは任意であり、例えば、（１）アンテナ初期設置時、（２）ＩＣタグ読み取り直前、（３）ＩＣタグ読み取り直後のタイミングなどで行われる。また、例えば、定期的（一定時間毎）に調整の実行を判断するようにしてもよい。

次に、共振周波数の調整が実行される場面について幾つか説明する。
例えば、アンテナ設置環境の変化に応じて調整が実行される。具体的には、ループアンテナ装置Ａの近傍に金属体が近づき、共振周波数がズレた場合などが挙げられる。つまり、リーダライタ装置ＲＷからの搬送波入力によって検知される給電電圧レベルは、金属体の影響から共振周波数がズレたことによって著しく変化する。この場合、ループアンテナ装置Ａ（或いはリーダライタ装置ＲＷなど）は、定期的又は読み取りの実行直前に給電電圧レベルを測定し、この測定値をメモリに記憶している給電電圧レベルの基準値（初期値若しくは前回調整後の給電電圧レベルの測定値）と比較して、共振周波数の調整を実行する判断が得られた場合に調整を行う。

例えば、ＩＣタグＴの同時読み取り数が前回の読み取り時から変化したことに応じて調整が実行される。具体的には、ループアンテナ装置Ａでこれから読み取るＩＣタグＴの枚数が、直前（前回）の読み取り時の枚数と比べて増加又は減少し、共振周波数がズレた場合などが挙げられる。つまり、リーダライタ装置ＲＷからの搬送波入力によって検知される給電電圧レベルは、ループアンテナ装置ＡとＩＣタグＴの結合の変化により共振周波数がズレて変化が生じる。この場合、ループアンテナ装置Ａ（或いはリーダライタ装置ＲＷなど）は、読み取りの実行直前に給電電圧レベルを測定し、この測定値をメモリに記憶している給電電圧レベルの基準値（初期値若しくは前回調整後の給電電圧レベルの測定値）と比較して、共振周波数の調整を実行する判断が得られた場合に調整を行い、その後にＩＣタグＴの読み取りを実行する。

例えば、ＩＣタグＴの読み取り実行中における同時読み取り数の変化に応じて調整が実行される。具体的には、ループアンテナ装置Ａで読み取り実行中にＩＣタグＴの枚数が増加又は減少し、共振周波数がズレた場合などが挙げられる。この場合、ループアンテナ装置Ａ（或いはリーダライタ装置ＲＷなど）は、読み取りを実行する直前に給電電圧レベルを測定してメモリに基準値として記憶しておき、読み取り実行後に給電電圧レベルを再度測定し、この測定値をメモリに記憶している給電電圧レベルの基準値（読み取り直前の給電電圧レベルの測定値）と比較して、共振周波数の調整を実行する判断が得られた場合に調整を行い、その後に再度ＩＣタグＴの読み取りを実行する。

なお、本実施例では、各ループアンテナ装置Ａ（１）〜Ａ（４）がそれぞれ単独で自己のアンテナについて共振周波数を自動調整しているが、これらループアンテナ装置Ａ（１）〜Ａ（４）に接続されたリーダライタ装置ＲＷにより自動調整を行ってもよく、或いは他の装置（例えば、リーダライタ装置ＲＷの動作を制御する制御ＰＣなど）により自動調整を行ってもよい。

具体的には、例えば、電磁誘導作用を用いた非接触通信により、ＩＣタグＴの情報を読み取り、またはＩＣタグＴヘ情報を書き込むリーダライタ装置ＲＷであって、リーダライタアンテナ（ループアンテナ装置Ａ）ヘの給電電圧レベルを、ＩＣタグＴの情報を読み取り、またはＩＣタグＴヘ情報を書き込むことが可能なレベルになるよう、共振周波数調整回路を調整して、そのときの第１の給電電圧レベルを（基準値として）記憶しておき、次にＩＣタグＴの情報を読み取り、またはＩＣタグＴヘ情報を書き込む際に、リーダライタアンテナ（ループアンテナ装置Ａ）ヘの給電電圧レベルを測定し、該測定した第２の給電電圧レベルが前記記憶していた第１の給電電圧レベル（基準値）よりも大きいときは、前記測定した第２の給電電圧レベルよりも小さいレベルとなるよう共振周波数調整回路を調整し、そのときの第３の給電電圧レベル（調整後の給電電圧レベル）を（以後の基準値として）記憶しておくようにしたリーダライタ装置ＲＷとして実現する。

第２実施例に係るＲＦＩＤシステムでは、第１実施例と同様に、ループアンテナ装置Ａの給電電圧レベルの測定結果に応じて共振周波数を調整しており、給電電圧レベルの測定値が最小となったときに、ループアンテナ装置Ａの共振周波数は無線通信に適した周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）付近になる。
ここで、本実施例では、共振周波数の調整間隔が広いループアンテナ装置Ａを用いており、給電電圧レベルの測定値を用いた調整方式では共振周波数ｆ＝１３．５６ＭＨｚに調整することは難しく、例えば、１３．５６ＭＨｚに最も近い周波数のときに給電電圧レベルの測定値が最小となる。

その結果、ループアンテナ装置Ａの共振周波数が１３．５６ＭＨｚ以上または以下に調整されることがある。ここで、リーダライタ装置ＲＷの受信回路部に１３．５６ＭＨｚより高域の周波数帯を通過させるフィルタを使用している場合には、ループアンテナ装置Ａの共振周波数が１３．５６ＭＨｚよりも低域になると、ＩＣタグＴの応答信号の上側波帯（ｆｓ＞１３．５６ＭＨｚ）が受信しにくくなる。また、下側波帯（ｆｓ＜１３．５６ＭＨｚ）は受信しやすいが、リーダライタ装置ＲＷのフィルタが１３．５６ＭＨｚよりも低域の周波数帯は通過しにくいので、受信回路で復調処理をかけられない場合もある。
逆に、リーダライタ装置ＲＷの受信回路に１３．５６ＭＨｚより低域の周波数帯を通過させるフィルタを使用している場合において、ループアンテナ装置Ａの共振周波数が１３．５６ＭＨｚより高域に調整されたときも同様である。

そこで、本実施例では、共振周波数を調整した後に、当該調整後の共振周波数にソフト制御で補正をかけることにより、上記の問題に対処している。
図７には、調整後の共振周波数ｆが１３．５６ＭＨｚ以下のときの補正例を示してある。同図は、共振周波数ｆ（横軸）とＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｔｉｏ；電圧定圧波比）（縦軸）の関係をグラフ表示したものであり、符号６１の曲線は補正前、符号６２の曲線は補正後を表している。
この補正例では、ＩＣタグＴの応答信号を受信するために、ループアンテナ装置Ａの共振周波数ｆを低域（ｆ≦１３．５６ＭＨｚ）から高域（ｆ≧１３．５６ＭＨｚ）へシフトさせている。すなわち、ＩＣタグＴからの応答信号を受信するために、ループアンテナ装置Ａの共振周波数を高域にシフトさせる。本例では、例えば、ループアンテナ装置Ａのインダクタンス、コンダクタンスの値を減らすことで共振周波数を調整する。

ここで、調整後の共振周波数は使用しているフィルタの性能に応じて決定されるが、本例では、１３．５６ＭＨｚ以上は使用する周波数帯域なので、フィルタを通過させるために共振周波数を１３．５６ＭＨｚ以上へ調整すればよい。そこで、給電電圧レベルが最小値のときの共振周波数から、共振回路部１３の制御で調整可能な１３．５６ＭＨｚに近い（又は以上の）共振周波数へ補正する。

例えばリーダライタ装置ＲＷ内のフィルタが１３．５６ＭＨｚ以下を通過させない場合の補正例について説明する。
まず、共振周波数の調整を開始して、リレーの組み合わせを切り替え、その度に検知回路でループアンテナ装置Ａの給電電圧レベルを測定する。この測定結果はそれぞれメモリ内に保存され、全リレーの結果の中から給電電圧レベルが最小値のときにおけるリレー組み合わせ（開閉態様）が求められる。
その後、給電電圧レベルが最小値のときにおけるリレー組み合わせに補正をかける。本例では、最小値のリレー組み合わせよりも高い共振周波数に調整するために、ループアンテナ装置Ａのインダクタンス、コンダクタンスの値を減らす。そして、リレーの組み合わせを補正後の組み合わせに切り替えて、調整機能が終了する。

以上のような処理を行うことにより、ループアンテナ装置Ａの読み取り精度を向上させることができる。すなわち、例えば、１３．５６ＭＨｚ以上の周波数帯域を通過させるフィルタをリーダライタ装置ＲＷに使用しているときは、調整結果の共振周波数が１３．５６ＭＨｚよりも低いとＩＣタグＴからの応答信号を受信できない場合があったが、上記の処理によりループアンテナ装置Ａの共振周波数を補正する（高める）ことで、１３．５６ＭＨｚ以下から１３．５６ＭＨｚ以上付近に調整することができ、ＩＣタグＴからの応答信号を効率よく受信できるようになる。また、１３．５６ＭＨｚ以上付近に調整されているので、ループアンテナ装置Ａから発生する磁界も損失が少なく、ループアンテナ装置ＡとＩＣタグＴが通信に適した共振周波数に調整される。

以上では、１３．５６ＭＨｚ以上の周波数帯域を通過させるフィルタをリーダライタ装置ＲＷに使用している場合を例に説明したが、例えば、１３．５６ＭＨｚ以下の周波数帯域を通過させるフィルタをリーダライタ装置ＲＷに使用している場合も同様である。
すなわち、フィルタを通過させるためには共振周波数を１３．５６ＭＨｚ以下とすればよいため、給電電圧レベルが最小となるように調整された共振周波数から、共振周波数を低める補正を行う。

なお、共振周波数の調整後の補正は、上記のように無条件に行ってもよく、或いは、調整後の共振周波数でＩＣタグＴの情報を読み取ることができない場合に補正を行うようにしてもよい。
具体的には、例えば、受信回路部に１３．５６ＭＨｚより高域の周波数信号を通過させる高域通過フィルタまたは低域の周波数信号を通過させる低域通過フィルタを使用しているリーダライタ装置ＲＷであって、給電電圧レベル（例えば、第１実施例に示した第１の給電電圧レベル）を求める際に、まず給電電圧レベルが最小となるよう共振周波数調整回路を調整した後、その共振周波数でＩＣタグＴの情報を読み取ることができない場合に、高域通過フィルタを使用している場合は、共振周波数が高くなるように共振周波数調整回路を調整し（共振周波数を高める補正を行い）、低域通過フィルタを使用している場合は、共振周波数が低くなるように共振周波数調整回路を調整する（共振周波数を低める補正を行い）ようにしたリーダライタ装置ＲＷとして実現する。
すなわち、ＩＣタグＴからの情報読み取りの可否を判定する読取判定手段をリーダライタ装置ＲＷに備え、読取判定手段により、ＩＣタグＴから情報を読み取れなかったと判定された場合に補正を実行する。

ここで、本発明に係るシステムや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、種々なシステムや装置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装置などにおいて行われる各種の処理としては、上記のようなソフトウェア構成に限られず、例えば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（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−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、Ａ（１）〜Ａ（４）・・ループアンテナ装置、 ＲＷ・・リーダライタ装置、 Ｔ・・ＩＣタグ、 Ｓ・・制御ＰＣ、 ＳＷ・・アンテナ切替器、 １１・・Ｉ／Ｏ部、 １２・・調整部、 １３・・共振回路部、 １４・・ループアンテナ部、 ２１・・メモリ、 ２２・・マイクロプロセッサ、 ２３・・切替制御部、 ２４・・ＡＤ変換部、 ３１（１）〜３１（ｎ）・・リレー、 ４１（１）〜４１（ｎ）・・共振素子、 ４２・・共振回路、 ５１・・調整部、 ５２・・共振回路部、 ５３・・ループアンテナ部

Claims (1)

1. 電磁誘導作用を用いた非接触通信により移動体との間で情報を通信するリーダライタ用のアンテナ制御装置であって、
   アンテナへのＲＦ入力に基づき当該アンテナへの給電電圧レベルを検知し、共振周波数調整回路を調整することにより当該アンテナの共振周波数を変化させる調整手段と、
   移動体との間で情報を通信することが可能になるように前記調整手段により前記共振周波数調整回路が調整された状態における前記アンテナへの給電電圧レベルを基準値として記憶する記憶手段と、
   移動体との間で情報を通信する場合に前記アンテナへの給電電圧レベルを測定し、当該測定された給電電圧レベルが前記記憶手段に記憶されている基準値よりも小さいか大きいかを判定する判定手段と、
   前記調整手段が、共振周波数に近づくに従って前記アンテナへの給電電圧レベルが大きくなる場合は、前記判定手段により前記測定された給電電圧レベルが前記記憶手段に記憶されている基準値よりも小さいと判定されると、前記アンテナへの給電電圧レベルが前記測定された給電電圧レベルよりも大きくなるように前記調整手段により前記共振周波数調整回路を調整し、前記調整手段が、共振周波数に近づくに従って前記アンテナへの給電電圧レベルが小さくなる場合は、前記判定手段により前記測定された給電電圧レベルが前記記憶手段に記憶されている基準値よりも大きいと判定されると、前記アンテナへの給電電圧レベルが前記アンテナへの給電電圧レベルが前記測定された給電電圧レベルよりも小さくなるように前記調整手段により前記共振周波数調整回路を調整し、当該調整された状態における前記アンテナへの給電電圧レベルで前記記憶手段に記憶されている基準値を更新する制御手段と、
   を備えたことを特徴とするリーダライタ用のアンテナ制御装置。

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