JPH05128289A - ミリ波情報読み取りシステム - Google Patents

ミリ波情報読み取りシステム

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JPH05128289A
JPH05128289A JP3291188A JP29118891A JPH05128289A JP H05128289 A JPH05128289 A JP H05128289A JP 3291188 A JP3291188 A JP 3291188A JP 29118891 A JP29118891 A JP 29118891A JP H05128289 A JPH05128289 A JP H05128289A
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millimeter wave
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秀樹 桐野
Ikuhiro Shiroishi
郁裕 城石
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10821Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 カード上に書かれた情報を非接触で読み取
り、例えば入退室の管理を行なうためのシステムに関
し、ホストからの放射電力が小さくて、感度が良く、読
み取り距離の大きいシステムを構成する。 【構成】 ホスト11側のフェイズドアレイ送受兼用ア
ンテナ12からは、放射電力を集中するミリ波ビーム1
6を送信し、その焦点13にて読み取り対象空間14内
を走査する。カード15にはミリ波を散乱反射する材料
と反射しない材料を使用してバーコード17を形成して
いる。焦点13がバーコード17を走査する時、フェイ
ズドアレイ送受兼用アンテナ12ではバーコード17の
情報をミリ波の時間的な強度変化として受信する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばカード状体を用
い非接触で入退室の管理等を行なうためのミリ波情報読
み取りシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】電波を利用し、非接触で情報を読み取る
システムとして、マイクロ波帯において発振器を持つホ
ストと、発振器を持たないカードを組合せたものが特開
昭58−151722号公報で提案されている。これは
ホストからの応答要求信号の電力の一部を返送用搬送波
として使用し、カード内部の情報データで変調して、返
送する方法であり、ホストはこの返送波から情報データ
を復調し、カード内に書かれた情報を読み取るものであ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のシ
ステムでは、マイクロ波の波長が数cmから数10cm
であるために、ホスト側のアンテナを小型化しようとす
ると、アンテナの指向性を鋭くすることができず無指向
に近い特性を持つシステムとなってしまう。
【0004】この場合マイクロ波発振器を持たないカー
ドから情報を読み取る方法として、カード側で受信電力
の一部を返送用搬送波に使用し、カード内もしくはアン
テナで変調を行う方法を採らざるを得ないので、カード
内に変調器、メモリ、電池等が必要となるために厚みが
大きく、価格が高く、かつ寿命の短いカードになってし
まうという問題点がある。
【0005】さらにこの場合、ホスト側送信アンテナ及
びカード側再送信アンテナは共に無指向に近いためにマ
イクロ波の伝送損失が大きいので、読み取り距離を延ば
そうとすると、ホストからの放射電力を大きくしなけれ
ばならない。しかし人体に対する影響を考慮すると、放
射電力増大には限界があり結果として検出距離が延びな
いという問題点がある。
【0006】本発明は上記の問題点を解決するもので、
ホスト側のアンテナを小型化するとともに、厚みが小さ
く安価でかつ寿命の長いカードを用い、非接触で読み取
り距離の大きい情報の読み取りシステムを提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決する為の手段】この目的を達成するため
に、本発明のミリ波情報読み取りシステムでは、情報の
伝送媒体としてミリ波を使用し、多数のアンテナ素子の
それぞれに入力されるミリ波の位相を制御することによ
り、前記多数のアンテナ素子から放射されるミリ波が集
中する焦点を所定空間内で走査するとともに、前記焦点
の照射位置から反射されたミリ波を前記多数のアンテナ
素子にて受信し、その時間的な変化を検出するフェイズ
ドアレイ送受兼用アンテナを有するホストと、前記焦点
の走査によりその照射位置から反射されるミリ波に特定
の時間的な変化が生じる情報を、その表面または内面に
ミリ波を散乱反射する材料と反射しない材料とにより形
成したカードとを備えている。
【0008】
【作用】ホスト側フェイズドアレイ送受兼用アンテナ
は、送信に於ける放射電力と受信に於ける検出感度を、
読み取り対象空間内に同一焦点として集中させながら、
その焦点の方向と距離を電気的に制御して空間内を高速
で走査する。フェイズドアレイ送受兼用アンテナから放
射されたミリ波電力の焦点は、ミリ波を散乱反射する材
料と反射しない材料を使用して特定の情報が形成された
カードに入射される。
【0009】ここで焦点がミリ波を散乱反射する材料の
所を通過する時、入射されたミリ波は散乱反射されその
電力の一部がフェイズドアレイ送受兼用アンテナにより
受信される。また焦点がミリ波を反射しない材料の所を
通過する時、入射されたミリ波は反射されないので、フ
ェイズドアレイ送受兼用アンテナにはミリ波電力は受信
されない。この様にして焦点がカード上を通過する時、
フェイズドアレイ送受兼用アンテナではカード上に書か
れた情報がミリ波の時間的な強度変化として受信され
る。
【0010】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図1は本ミリ波情報読み取りシステ
ムの一実施例を示す構成図、図2はホスト側のブロック
図、図3(a)はカード外形図、(b)はその構造図で
ある。
【0011】図1において、11はフェイズドアレイ送
受兼用アンテナ12を備えるホストであり、このフェイ
ズドアレイ送受兼用アンテナ12は、送信における放射
電力と受信における検出感度の密度を同一焦点13に集
中させながら、その焦点13にて読み取り対象空間14
内を高速で走査するミリ波ビーム16を照射する。15
はカードであり、ミリ波を散乱反射する材料と反射しな
い材料とを使用して情報を記録したバーコード17が形
成されている。18はホスト11から読み取った情報信
号を受け取る外部信号処理機である。
【0012】図2にホスト側のブロック図を具体的に示
す。ホストは制御装置21,電力分配合成器24,位相
可変器25,パッチアンテナ26群によるアンテナアレ
イ27とから成るフェイズドアレイ送受兼用アンテナ2
8と、ミリ波発振器22と、送受分離器23と、ミリ波
検波器29とから構成される。
【0013】制御装置21の制御によりミリ波発振器2
2から出力されたミリ波は、送受分離器23を通り電力
分配合成器24へ入力される。電力分配合成器24では
制御装置21の制御によりミリ波を適切な電力比率に分
配し位相可変器25へ送る。位相可変器25では制御装
置21の制御により分配された各ミリ波に対して適切な
位相遅延を付けてアンテナアレイ27へ送り、アンテナ
アレイ27では入力されたミリ波を各パッチアンテナ2
6を通して読み取り対象空間へ放射する。ここで電力分
配合成器24、位相可変器25は双方向可逆なものを使
用する。
【0014】逆に読み取り対象空間から反射されてきた
ミリ波は、パッチアンテナ26を通りアンテナアレイ2
7から位相可変器25へ送られ、送信と同じ位相遅延を
受け電力分配合成器24へと送られる。電力分配合成器
24では受信した各ミリ波の電力を合成し、送受分離器
23へ送る。送受分離器23から出力された受信ミリ波
は、制御装置21に制御されるミリ波検波器29により
検波され外部信号処理機へ出力される。
【0015】次に図3に本実施例のカードの構造図と外
形図を示す。カードの外形は名刺状の厚さにすることが
可能である。図3(a)に示すように、カード31の構
造はミリ波を散乱反射する散乱反射材33、ミリ波を反
射しない無反射材34とから成るバーコード35と、バ
ーコード35を挟む紙32、そして紙32上に書かれた
印刷文字36から成る。散乱反射材33には、表面に細
かな凹凸を持たせた金属の塗料等、無反射材料34には
ミリ波に対して損失の大きい金属系塗料等もしくはミリ
波を透過してしまう比誘電率の小さい紙や塗料等を用い
ることができる。同図(b)に示すようにバーコード3
5はカード31の表面からは見えない構造になってい
る。
【0016】以上のように構成されたミリ波情報読み取
りシステムについて、再度図1を参照してその動作を説
明する。今、カード15が読み取り対象空間14内にあ
り、ホスト11により読み取り対象空間14内全域を高
速に走査される焦点13がカード15のバーコード17
を構成するラインを横切る様に通過するときに、焦点1
3がミリ波を散乱反射する材料により書かれたライン上
にある場合には、入射されたミリ波は散乱反射されその
電力の一部がフェイズドアレイ送受兼用アンテナ12に
より受信される。また焦点13がミリ波を反射しない材
料により書かれたライン上にある場合には、入射された
ミリ波は反射されないでフェイズドアレイ送受兼用アン
テナ12にはミリ波電力は受信されない。
【0017】この様にして焦点13がカード15内のバ
ーコード17上を通過する時、フェイズドアレイ送受兼
用アンテナ12ではバーコード17に書かれた情報がミ
リ波の時間的な強度変化として受信される。この受信さ
れた情報はホスト11から外部信号処理機18へ送られ
る。本ミリ波情報読み取りシステムを例えば入退室管理
に利用した場合には、外部信号処理機18では、受信さ
れた信号が持つ情報と予め登録されている情報との照合
等の必要な処理がなされる。
【0018】以上のように本実施例においては、ホスト
11にミリ波の放射電力及び検出感度を同一焦点に集中
させるフェイズドアレイ送受信兼用アンテナ12を用い
て情報を読み取るシステムを構成したので、ミリ波の伝
送損失を非常に小さくすることができる。このためアン
テナが小型化しても、ホストからのミリ波放射電力が小
さくてすみ、感度の良い読み取り距離の大きいシステム
を実現できる。さらに焦点の走査を電気的に制御するこ
とにより、読み取り対象空間14内を短時間に高速に走
査することができ、読み取り確度の高いシステムが実現
できる。
【0019】カードは金属の塗料や紙等を用いて情報を
書き込んだものでよいので、非常に薄く低価格に実現で
き、また電池などを用いないので寿命が問題になること
もない。またバーコードを形成している材料を紙でサン
ドイッチ状にはさみ、その紙に文字記号等を記入して図
3(b)のように名刺状にすることにより、視覚による
読み取りができなくなり、模造されにくいカードを作る
ことができる。ミリ波は厚さの薄いナイロン材や高分子
材等には影響されにくいので、カードを定期入れ等に入
れることも可能となる。
【0020】さらにカードに糊を付けてシール状にして
包装紙や梱包箱貼り付けたり、カードに布を付けてワッ
ペン状にして衣服に付けることも可能となるので、様々
な応用が考えられる。なおバーコードをカードの表面に
形成する場合には、散乱反射材と無反射材を同じ色の材
料を使うことで視覚による読み取りをできなくすること
もでき、模造されにくいカードを作ることができる。
【0021】
【発明の効果】本発明は次の優れた効果を持つ情報読み
取りシステムを実現できるものである。 ○ミリ波の放射電力及び検出感度を同一焦点に集中させ
るフェイズドアレイ送受信兼用アンテナを用いることに
より、システムのミリ波伝送損失を非常に小さくするこ
とができ、ホストからのミリ波放射電力が小さくて、感
度が良くしかも読み取り距離の大きいシステムが実現で
きる。 ○薄型で寿命の心配のない低価格のカードにてシステム
を構成することができ、入退室管理に限らず様々の分野
に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるミリ波情報読み取り
システムの構成図
【図2】同ミリ波情報読み取りシステムのホスト側のブ
ロック図
【図3】(a)同ミリ波情報読み取りシステムのカード
構造図 (b)同ミリ波情報読み取りシステムのカード外形図
【符号の説明】
11 ホスト 12 フェイズドアレイ送受兼用アンテナ 13 焦点 14 読み取り対象空間 15 カード 16 ミリ波ビーム 17 バーコード 18 外部信号処理機 21 制御装置 22 ミリ波発振器 23 送受分離器 24 電力分配合成器 25 位相可変器 26 パッチアンテナ 27 アンテナアレイ 28 フェイズドアレイ送受信兼用アンテナ 29 ミリ波検波器 31 カード 32 紙 33 散乱反射材 34 無反射材 35 バーコード 36 印刷文字

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数のアンテナ素子のそれぞれに入力さ
    れるミリ波の位相を制御することにより、前記多数のア
    ンテナ素子から放射されるミリ波が集中する焦点を所定
    空間内で走査するとともに、前記焦点の照射位置から反
    射されたミリ波を前記多数のアンテナ素子にて受信し、
    その時間的な変化を検出するフェイズドアレイ送受兼用
    アンテナを備えたホストと、前記焦点の走査によりその
    照射位置から反射されるミリ波に特定の時間的な変化が
    生じる情報を、その表面または内面にミリ波を散乱反射
    する材料と反射しない材料とにより形成したカードとを
    備えるミリ波情報読み取りシステム。
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