JP4706644B2 - Rfタグリーダ及びrfタグシステム - Google Patents
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Description
しかしながら、上記の場合、RFタグの取付け方向を、垂直,水平のいずれかに決めることが前提となるため、それ以外の方向に取り付けられたRFタグは通信対象外となり、適用範囲が極めて狭いという問題がある。
以下、本発明の第1実施例について図1乃至図9を参照しながら説明する。図1は、RFタグとの間で非接触通信を行うリーダライタ(RFタグリーダ)の電気的構成を示すブロック図である。リーダライタ20は、マイクロコンピュータにより構成される制御部(タグ方向判定手段)1、送信回路2、送信アンテナ3、受信アンテナ4、受信回路5、偏波面検出部(タグ方向判定手段)6などから構成されている。
また、受信回路5は、受信アンテナ4を介して受信した2系統の信号(受信波1,2)を混合するミキサ10、ミキサ10によって混合された受信信号を復調する復調部10と、復調された受信信号から受信データを復号する復号部12とから構成されている。ここで、受信アンテナ4は、後述するように、受信信号について直交する2方向の直線偏波成分を独立して受信可能となるように構成されている。
図4は、RFタグ21の外観構成を示すものである。RFタグ21のアンテナ22は、ダイポールアンテナ(直線偏波アンテナ)で構成されており、その他の構成部分23〜27はICチップ28として一体に構成されている。
(受信波1)=A1・sin(ωt) …(1)
(受信波2)=A2・sin(ωt+θ) …(2)
A1,A2は、受信波1,2の信号振幅(最大値)、θは受信波1,2の位相差である。
α=tan-1{A2・sin(ωt+θ)/A1・sin(ωt)} …(3)
この(3)式より、振幅A1,A2並びに位相差θに応じて、偏波面角αは、図7に示すように決まる。図7(a)〜(h)は、偏波面角α=0度:水平偏波より、偏波面角αが30度,45度,60度,90度,120度,135度,150度となる場合まで示している。また、図7(e)は、偏波面角α=90度:垂直偏波の場合である。尚、直線偏波の場合、位相差θは0度又は180度である。位相差θが±45度ずれた場合は、図8に示すように楕円偏波となるが、直線偏波の偏波角αを推定することは可能である。
そして、受信アンテナ4を、2点の接続点FP1,FP2を有する平面アンテナで構成し、各接続点を互いに直交する偏波面を構成する位置に接続し、制御部1は、各接続点FP1,FP2より得られる信号について振幅A1,A2と信号間の位相差θとを検出して、応答信号の偏波面角度αを求めることができる。
図10乃至図13は本発明の第2実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第2実施例は、第1実施例のリーダライタ20とRFタグ21とを利用し、図10(a)に示すように、立体(立方体,6面体)31の3面にRFタグ21A,21B,21Cを夫々配置し、それらをリーダライタ20で読取った結果に基づいて、立体31が配置されている方向を検出するシステムを示す。図11に示すように、直線偏波アンテナ22を備えているRFタグ21は、リーダライタ20によって上下及び前後の4方向から読み取りが可能である。
受信アンテナ(1) 受信アンテナ(2)
正面(1) A:θ B:θ’
正面(2) B:θ’ A:θ’
正面(3) C:θ’ B:θ
裏面(1) A:θ’ B:θ
裏面(2) B:θ A:θ
裏面(3) C:θ B:θ’
従って、上記の範囲に関しては、受信アンテナ4(1)のみの読取り結果に基づけば、立体31が、例えば受信アンテナ4(1)の位置を基準として6面の何れを向けているのかを判別できる。
回転角 受信アンテナ(1) 受信アンテナ(2)
0度 A:θ B:θ’
90度 A:θ’ C:θ’
180度 A:θ B:θ
270度 A:θ’ C:θ
この場合、受信アンテナ4(1)のみの読取り結果では、0度と180度,90度と270度の読取りパターンが一致するが、前者は受信アンテナ4(2)よるRFタグ21Bの偏波面角が異なり、後者は同RFタグ21Cの偏波面角が異なっているため判別が可能である。そして、他の正面(2),(3)や裏面(1)〜(3)についても、同様にして判別が可能であるから、受信アンテナ4(1),4(2)による読取り結果を用いることで、立体31の6面と、各面についての90度毎の回転状態の判別が可能となっている。
そして、RFタグ21の取付け角度を、取付け面の下辺が立体31の設置面に接した状態で、その設置面に対して45度としたので、リーダライタ20の読み取り方向や、立体31の配置が、RFタグ21を当初に取り付けてから回転させた状態にある場合でも、応答信号の偏波面角度が大きく変化するのを防止できる。
図14乃至図16は本発明の第3実施例を示すものであり、第2実施例と異なる部分のみ説明する。第3実施例では、第2実施例と同様にしてRFタグ21A〜21Cを取付けた立体31について、その設置方向を判別する場合に、1つの受信アンテナ4だけで行う方式を示す。この場合、立体31と設置面との間に、電波吸収体(通信不能化手段)32を配置しておく。すると、設置面に対向する面に取付けられているRFタグ21とは通信が不能になるため、リーダライタ20の読取りパターンが第2実施例とは変化して、図15に示すようになる。尚、「V」は垂直偏波,「H」は水平偏波を示す。
受信アンテナ(1)
正面(1) A(θ) B(V) C(H)
正面(2) A(V) B(θ’)C(H)
正面(3) B(V) C(θ’)
裏面(1) A(θ’)B(V) C(H)
裏面(2) A(V) B(θ) C(H)
裏面(3) B(V) C(θ)
従って、RFタグ21A〜21Cの全ての種類と、夫々の偏波面角αとを検出することで、立体31の6面について判別が可能となる。
回転角 受信アンテナ(1)
0度 A(θ) B(V) C(H)
90度 A(θ’)B(H) C(V)
180度 A(θ) B(V)
270度 A(θ’) C(V)
この場合、0度と180度との区別はRFタグ21Cの有無によって、90度と270度との区別はRFタグ21Bの有無によって判別が可能となる。尚、その他の正面(2),(3)や裏面(1)〜(3)についても、同様にして判別が可能である。
偏波面切り替えアンテナは、平面アンテナで構成するものに限らず、例えば、直線偏波アンテナの組み合わせによって構成しても良い。
直線偏波アンテナは、モノポールアンテナで構成しても良い。
第2又は第3実施例において、RFタグ21の取付け角度は、45度に限ることなく、好ましくは40度以上,且つ50度以下の範囲とすれば良い。また、必ずしも、前記角度範囲に限ることはない。
通信不能化手段は、電波吸収体32に限ることはなく、RFタグとの通信を不能にする手段であれば良い。例えば、電波シールドなどを使用しても良い。
RFタグに対する読取り機能だけを備えたタグリーダに適用しても良い。
Claims (8)
- 直線偏波アンテナを備えるRFタグに対して円偏波の搬送波を送信し、前記RFタグがバックスキャッタ方式により応答した信号を受信するRFタグリーダにおいて、
直線偏波面が切替え可能に構成され、前記応答信号を受信する偏波面切替えアンテナと、
前記偏波面切替えアンテナによって受信される異なる偏波面の信号に基づいて前記応答信号の偏波面角度を求め、前記応答を返したRFタグの配置方向を判定するタグ方向判定手段とを備えたことを特徴とするRFタグリーダ。 - 前記偏波面切替えアンテナは、2点の接続点を有する平面アンテナで構成され、各接続点は互いに直交する偏波面を構成する位置に接続されており、
前記タグ方向判定手段は、前記各接続点より得られる信号について、振幅と信号間の位相差とを検出することで前記応答信号の偏波面角度を求めることを特徴とする請求項1記載のRFタグリーダ。 - 直線偏波アンテナを備えるRFタグと、前記RFタグに対して円偏波の搬送波を送信し、前記RFタグがバックスキャッタ方式により応答した信号を受信するRFタグリーダとで構成されるRFタグシステムにおいて、
前記RFタグリーダは、直線偏波面が切替え可能に構成されて前記応答信号を受信する偏波面切替えアンテナと、前記偏波面切替えアンテナによって受信される異なる偏波面の信号に基づいて前記応答信号の偏波面角度を求め、前記応答を返したRFタグの配置方向を判定するタグ方向判定手段とを備えており、
前記RFタグを、識別対象とする立体の直交する3面に夫々取り付け、前記RFタグリーダが前記RFタグと通信を行い、各RFタグの配置方向を判定することで前記立体の配置方向を検出することを特徴とするRFタグシステム。 - 前記RFタグリーダの偏波面切替えアンテナは、2点の接続点を有する平面アンテナで構成され、各接続点は互いに直交する偏波面を構成する位置に接続されており、
前記タグ方向判定手段は、前記各接続点より得られる受信信号について、振幅と信号間の位相差とを検出することで前記応答信号の偏波面角度を求めることを特徴とする請求項3記載のRFタグシステム。 - 前記RFタグを、前記立体の設置面に対して所定の傾き角を以って取付け、
前記RFタグリーダは、前記RFタグが取付けられている面の少なくとも2面に対向する位置から前記RFタグとの通信を行い、前記立体の配置方向を検出することを特徴とする請求項3又は4記載のRFタグシステム。 - 前記RFタグを、前記立体の設置面に対して所定の傾き角を以って取付け、
前記立体と前記設置面との間に、当該設置面に対向する面に取付けられているRFタグとの通信を不能にする通信不能化手段を配置し、
前記RFタグリーダは、前記RFタグが取付けられている面の少なくとも1面に対向する位置から前記RFタグとの通信を行い、前記立体の配置方向を検出することを特徴とする請求項3又は4記載のRFタグシステム。 - 前記通信不能化手段は、電波吸収体であることを特徴とする請求項6記載のRFタグシステム。
- 前記RFタグの取付け角度を、前記RFタグが取付けられている面の下辺が前記立体の設置面に接した状態で、前記設置面に対して40度以上,且つ50度以下とすることを特徴とする請求項5乃至7の何れかに記載のRFタグシステム。
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