特許 7558889 アンテナモジュール、リーダライタ、及び無線通信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-20

(45)【発行日】2024-10-01

(54)【発明の名称】アンテナモジュール、リーダライタ、及び無線通信装置

(51)【国際特許分類】

   G06K 7/00 20060101AFI20240924BHJP

   G06K 7/10 20060101ALI20240924BHJP

   H01Q 23/00 20060101ALI20240924BHJP

   H01Q 1/24 20060101ALI20240924BHJP

【ＦＩ】

G06K7/00 095

G06K7/10 284

G06K7/10 224

H01Q23/00

H01Q1/24 Z

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2021087473

(22)【出願日】2021-05-25

(65)【公開番号】P2022180789

(43)【公開日】2022-12-07

【審査請求日】2023-06-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000237639

【氏名又は名称】富士通フロンテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(72)【発明者】

【氏名】川▲崎▼ 雄介

【審査官】田名網 忠雄

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第１００８２５６９（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２００９－０６９９３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１５２４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０５９２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１６３５７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｋ ７／００

Ｇ０６Ｋ ７／１０

Ｈ０１Ｑ ２３／００

Ｈ０１Ｑ １／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リーダライタの接続部に取り付けられるアンテナモジュールであって、
前記リーダライタで生成された送信信号を送信し、外部からの応答信号を受信するアンテナ部と、
前記アンテナ部から送信された前記送信信号又は前記アンテナ部により受信された前記応答信号が通過する信号経路のインピーダンスを確認することで自己診断を行い、前記リーダライタからの指示に基づいて自己が選択されているか否かを判断する制御部を有する、アンテナモジュール。

【請求項2】

前記制御部は、自己診断回路で構成される、請求項１に記載のアンテナモジュール。

【請求項3】

前記制御部は、前記アンテナ部への前記インピーダンスが所定閾値から外れている場合、消費電流をゼロ又は所定値以上にする、請求項２に記載のアンテナモジュール。

【請求項4】

前記リーダライタの接続部に接続可能な第１接続部と、
他のアンテナモジュールを接続可能な第２接続部と、を更に有する、請求項１から請求項３のいずれかに記載のアンテナモジュール。

【請求項5】

前記第１接続部及び前記アンテナ部間の第１信号経路と、前記第１接続部及び前記第２接続部間の第２信号経路と、を選択的に切り換える切換部を更に有する、請求項４に記載のアンテナモジュール。

【請求項6】

前記制御部は、前記リーダライタが生成する信号のオンオフに基づいて前記切換部を動作させる、請求項５に記載のアンテナモジュール。

【請求項7】

前記制御部は、前記リーダライタからの給電電圧レベルに基づいて前記切換部を動作させる、請求項５に記載のアンテナモジュール。

【請求項8】

前記制御部は、前記アンテナ部への前記インピーダンスが所定閾値から外れている場合、前記第２信号経路を選択するように前記切換部を切り換える、請求項５から請求項７のいずれかに記載のアンテナモジュール。

【請求項9】

前記制御部は、前記リーダライタから給電がない場合、前記第２信号経路を選択するように前記切換部を切り換える、請求項５から請求項８のいずれかに記載のアンテナモジュール。

【請求項10】

信号の位相を制御する移相器を更に有する、請求項１から請求項９のいずれかに記載のアンテナモジュール。

【請求項11】

前記アンテナ部に対する信号のゲインを制御する減衰器を更に有する、請求項１から請求項１０のいずれかに記載のアンテナモジュール。

【請求項12】

請求項１から請求項１１のいずれかに記載のアンテナモジュールが取り付けられるリーダライタであって、
前記アンテナモジュールに対する給電用の直流給電回路を有する、リーダライタ。

【請求項13】

請求項１から請求項１１のいずれかに記載のアンテナモジュールと、
前記アンテナモジュールが取り付けられる接続部を有するリーダライタと、を備え、
前記アンテナモジュールは、
前記リーダライタの接続部に接続可能な第１接続部と、
他のアンテナモジュールを接続可能な第２接続部と、を備える、無線通信装置。

【請求項14】

複数の前記アンテナモジュールが、前記第２接続部を介して直列接続される、請求項１３に記載の無線通信装置。

【請求項15】

前記リーダライタは、複数の前記アンテナモジュールに対する給電用の直流給電回路を有する、請求項１４に記載の無線通信装置。

【請求項16】

前記アンテナモジュールは、前記第１接続部及び前記アンテナ部間の第１信号経路と、前記第１接続部及び前記第２接続部間の第２信号経路と、を選択的に切り換える切換部を更に有し、
前記制御部は、前記直流給電回路から給電されることにより、複数の前記アンテナモジュールのそれぞれの前記切換部を動作させる、請求項１５に記載の無線通信装置。

【請求項17】

前記制御部は、前記直流給電回路から供給される合計の電流量と単体の前記アンテナモジュールが消費する電流量に基づいて、前記アンテナモジュールの接続数を検知する、請求項１５又は請求項１６に記載の無線通信装置。

【請求項18】

前記制御部は、所定の前記アンテナモジュールの電流消費量が所定範囲外の場合、前記アンテナ部が故障している、又は前記アンテナモジュールと前記リーダライタとの接続に不具合があると判断する、請求項１７に記載の無線通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナモジュール、リーダライタ、及び無線通信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、無線通信装置としてＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）を用いたＲＦＩＤタグリーダライタが用いられている（特許文献１－２参照）。ＲＦＩＤタグリーダライタは、ＲＦＩＤタグと通信する装置である。ＲＦＩＤタグは、例えばパッシブタイプ（電源を持たないタイプ）のＩＣチップで構成され、識別・管理の対象の商品に貼付されて使用される、いわゆる識別タグである。

【0003】

例えばＲＦＩＤタグリーダライタは、送信回路において生成された送信信号をアンテナから空中へ放射する。ＲＦタグは、ＲＦＩＤタグリーダライタから送信された送信信号を受け、バックスキャッタ方式にてＲＦＩＤタグリーダライタに向けて応答信号を返送する。ＲＦＩＤタグリーダライタは、ＲＦＩＤタグからの応答信号を受信する。更にＲＦＩＤタグリーダライタは、受信した応答信号を受信回路で増幅・復調してＲＦＩＤタグの応答を受信している。このようにして、ＲＦＩＤタグリーダライタとＲＦＩＤタグとの間で情報の通信が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１４７６８１号公報

【文献】特開２０１９－０６８３６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ＲＦＩＤタグリーダライタは、リーダライタ本体の接続部にアンテナが取り付けられている。通常このようなアンテナは、信号の送受信という本来的な機能しか有しておらず、例えばリーダライタ側で信号を適切に送受信できない場合、その原因がタグ側の問題なのか、アンテナ側の問題なのかを判断することは困難であった。

【0006】

本発明は、上述課題に鑑み、ＲＦＩＤタグリーダライタにおいて、通信不具合の要因を判別することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述目的を達成するために、本発明のアンテナモジュールは、リーダライタの接続部に取り付けられるアンテナモジュールであって、前記リーダライタで生成された送信信号を送信し、外部からの応答信号を受信するアンテナ部と、前記アンテナ部から送信された前記送信信号又は前記アンテナ部により受信された前記応答信号が通過する信号経路のインピーダンスを確認することで自己診断を行い、前記リーダライタからの指示に基づいて自己が選択されているか否かを判断する制御部を有する。

【0008】

また、本発明のリーダライタは、上記のアンテナモジュールが取り付けられるリーダライタであって、前記アンテナモジュールに対する給電用の直流給電回路を有する。

【0009】

また、本発明の無線通信装置は、上記のアンテナモジュールと、前記アンテナモジュールが取り付けられる接続部を有するリーダライタと、を備え、前記アンテナモジュールは、前記リーダライタの接続部に接続可能な第１接続部と、他のアンテナモジュールを接続可能な第２接続部と、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、通信不具合の要因を判別することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】ＲＦＩＤタグリーダライタシステムの概念図である。

【図2】本実施の形態に係るＲＦＩＤタグリーダライタの概略構成図である。

【図3】本実施の形態に係るリーダライタ本体の構成図である。

【図4】本実施の形態に係るアンテナモジュールの構成図である。

【図5】比較例に係るＲＦＩＤタグリーダライタの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、ＲＦＩＤタグリーダライタシステムの概念図である。なお、以下に示すＲＦＩＤタグリーダライタシステムはあくまで一例に過ぎず、これに限定されることなく適宜変更が可能である。

【0013】

図１に示すように、ＲＦＩＤタグリーダライタシステム１００は、ＲＦＩＤタグリーダライタ１（無線通信装置）と、複数（例えばｎ個）のＲＦＩＤタグ２により構成されている。ＲＦＩＤタグリーダライタ１は、ＲＦＩＤタグ２に対して所定波長の無線信号（連続波（ＣＷ：Continuous Wave））を送信し、ＲＦＩＤタグ２から返送された応答信号を受信するように構成されている。ＲＦＩＤタグ２は、識別・管理の対象の物品に貼付される識別タグであり、例えば商品に貼付されて使用される。

【0014】

ＲＦＩＤタグ２は、例えば、図示しないアンテナを含んでおり、このアンテナは、ＲＦＩＤタグリーダライタ１０から送信される送信信号の周波数に整合するように形成される。具体的にＲＦＩＤ、例えば、アルミ箔によるアンテナパターンで作られた、ダイポールアンテナ等である。ＲＦＩＤタグ２は、ＲＦＩＤタグリーダライタ１０から送信される送信信号を受け、バックスキャッタ方式にてＲＦＩＤタグリーダライタ１０へ応答信号を返送する。そして、ＲＦＩＤタグリーダライタ１０は、ＲＦＩＤタグ２からの応答信号を受信・復調することで、ＲＦＩＤタグ２との間で情報の通信を実現する。

【0015】

図２は、本実施の形態に係るＲＦＩＤタグリーダライタの概略構成図である。図２に示すように、ＲＦＩＤタグリーダライタ１は、リーダライタ本体３（単にリーダライタと呼ばれてもよい）に単数又は複数（ｎ個）のアンテナモジュール４（アンテナユニットと呼ばれてもよい）を取り付けて構成される。なお、アンテナモジュール４の個数（ｎ）は適宜変更が可能である。詳細は後述するが、複数のアンテナモジュール４は、直列接続される。リーダライタ本体３は、複数のアンテナモジュール４に対して給電を実現するように構成されている。

【0016】

図３は、本実施の形態に係るリーダライタ本体の構成図である。図３に示すように、リーダライタ本体３は、アンテナモジュール４を取り付けるための本体側接続部３０を備えている。本体側接続部３０は、例えばリーダライタ本体３とアンテナモジュール４とを電気的に接続する接続端子（コネクタ）で構成される。本体側接続部３０には、ケーブル等の配線部（不図示）を介して、直接的には単一のアンテナモジュール４のみ取り付け可能である。

【0017】

また、リーダライタ本体３は、ＲＦＩＤタグリーダライタ１全体を制御する不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）と記憶部の他、送信回路３１、受信回路３２、カプラ３３、及び直流給電回路３４を有している。これらの構成は、図示しない回路によって電気的に接続されている。

【0018】

ＣＰＵは、ＲＦＩＤタグリーダライタ１全体の制御を行う。この場合、ＣＰＵはコンピュータとして機能する。ＣＰＵは、記憶部に記憶されたプログラムに基づいて、各種制御を行う。ＣＰＵは、制御部として機能する。記憶部には、ＣＰＵによる処理に必要な各種データ、ＣＰＵに実行させるプログラム、アプリケーションプログラム等が格納される。

【0019】

送信回路３１は、種々の処理回路を有しており、アンテナモジュール４（後述するアンテナ部４２）から送信する送信信号の生成・増幅等を実施する。送信回路３１は、送信部として機能し、送信系と呼ばれてもよい。

【0020】

受信回路は、種々の処理回路を有しており、ＲＦＩＤタグ２から返送された応答信号の受信処理（ノイズ除去・増幅等）を実施する。受信回路３２は、受信部として機能し、受信系と呼ばれてもよい。

【0021】

本体側接続部３０と送信回路３１及び受信回路３２との間には、カプラ３３が設けられている。カプラ３３は、信号を中継する機能を有しており、例えば送信回路３１で生成・増幅された信号をアンテナモジュール４側（本体側接続部３０側）に導く。また、カプラ３３は、アンテナモジュール４が受信したＲＦＩＤタグ２からの応答信号を受信回路３２に導く。

【0022】

本体側接続部３０とカプラ３３との間には、直流給電回路３４が設けられている。詳細は後述するが、直流給電回路３４は、アンテナモジュール４へ供給するための電力を生成する機能を有している。例えば直流給電回路３４は、アンテナモジュール４の接続個数に応じた直流電力を生成可能である。

【0023】

図４は、本実施の形態に係るアンテナモジュールの構成図である。図４に示すように、アンテナモジュール４は、リーダライタ本体３に接続可能な第１接続部４０と、中継用の第２接続部４１と、アンテナ部４２と、を備えている。第１接続部４０は、リーダライタ本体３の本体側接続部３０又は他のアンテナモジュール４と接続可能である。第２接続部４１は、他のアンテナモジュール４の第１接続部４０と接続可能である。

【0024】

アンテナ部４２は、端部で信号の送受信するものである。例えばアンテナ部４２は、ＲＦＩＤタグ２に向けて送信信号を送信し、ＲＦＩＤタグ２からの応答信号を受信する。

【0025】

第１接続部４０と、第２接続部４１及びアンテナ部４２との間には、自己診断回路４３、カプラ４４、デコーダ４５、及びＲＦスイッチ４６が設けられている。自己診断回路４３、カプラ４４、デコーダ４５、及びＲＦスイッチ４６は、総じて制御回路と呼ばれてもよく、アンテナモジュール４における制御部を構成する。詳細は後述するが、制御部は、内蔵されたアンテナ部４２（自身のアンテナ部４２）に対する給電と、他のアンテナモジュール４２に対する給電とを制御したり、受信した信号に基づいて自己判断を行う。

【0026】

自己診断回路４３は、第１接続部４０とカプラ４４との間に設けられている。自己診断回路４３は、電源回路を含み、リーダライタ本体３から給電を受けることで動作する。また、自己診断回路４３は、リーダライタ本体３からの指示に応じて、自己が選択されている否かを判断する。

【0027】

カプラ４４は、第１接続部４０とＲＦスイッチ４６との間に設けられている。カプラ４４は、信号を中継する機能を有しており、例えばリーダライタ本体３からの信号をＲＦスイッチ４６側（アンテナ部４２側）に導く。また、カプラ４４は、アンテナ部４２が受信したＲＦＩＤタグ２からの応答信号をデコーダ４５に導く。

【0028】

デコーダ４５は、カプラ４４とＲＦスイッチ４６との間に設けられている。デコーダ４５は、リーダライタ本体３からの符号化された信号をを復号化する機能を有する。

【0029】

ＲＦスイッチ４６は、カプラ４４と、第２接続部４１及びアンテナ部４２との間に設けられている。ＲＦスイッチ４６は、アンテナ部４２と第２接続部４１との間で信号経路を切り換える切換部として機能する。具体的にＲＦスイッチ４６は、第１接続部４０及びアンテナ部４２間の信号経路（第１信号経路）と、第１接続部４０及び第２接続部４１間の信号経路（第２信号経路）と、を選択的に切り換え可能である。ＲＦスイッチ４６は、セレクタと呼ばれてもよい。

【0030】

ところで、ＲＦＩＤタグリーダライタにおいては、接続するアンテナの数に応じてリーダライタ本体側で複数の接続端子を保有する必要があった。ここで、図５を参照して従来のＲＦＩＤタグリーダライタの構成について説明する。図５は、比較例に係るＲＦＩＤタグリーダライタの概略構成図である。なお、図５では、既出の構成と同一名称の構成について、便宜上異なる符号を付しているが、その機能は既出の構成と同一のため、適宜詳細説明は省略する。

【0031】

図５に示すように、比較例に係るＲＦＩＤタグリーダライタは、リーダライタ本体５に複数（図５では４個）のアンテナ６を取り付けて構成される。リーダライタ本体５は、アンテナ６を取り付けるための本体側接続部５０を複数（図５では４個）備えている。本体側接続部５０は、例えばリーダライタ本体５とアンテナ６とを電気的に接続する接続端子（コネクタ）で構成される。また、アンテナ６は、リーダライタ本体５に接続可能なアンテナ側接続部６０を有している。

【0032】

また、リーダライタ本体５は、送信回路５１、受信回路５２、カプラ５３、及びＲＦスイッチ５４を有している。これらの構成は、図示しない回路によって電気的に接続されている。ＲＦスイッチ５４は、複数のうち所定のアンテナ６に対する信号経路を選択的に切り換えるセレクタで構成される。

【0033】

このように、比較例では、リーダライタ本体５に対して複数のアンテナ６が並列接続されている。すなわち、リーダライタ本体５側では、１つのアンテナ６に対して１つの接続部（本体側接続部５０）が必須であり、アンテナ６を増設する場合はその拡張性に問題があった。

【0034】

また、アンテナ６は、信号の送受信という本来的な機能しか有しておらず、例えばリーダライタ５側で信号を適切に送受信できない場合、その原因がタグ（ＲＦＩＤタグ２）側の問題なのか、アンテナ６側の問題なのかを判断することは困難であった。より具体的には、送信された信号が実際にアンテナ端から空中に放射されているか、また、アンテナ端から入ってきた受信信号が、タグの応答がないから受信できないのか、受信回路系に不調があって受信できていないかの判断をリーダライタ側で行うことは困難であった。このように、従来のＲＦＩＤタグリーダライタには備えられていない、故障モードの判別機能が求められていた。

【0035】

そこで、本件発明者は、リーダライタとアンテナとの接続方式及びアンテナ側の制御構成に着目し、本発明に想到した。本実施の形態では、先ずアンテナ側において、所定の信号に基づいて自己がアンテナとして選択されているか否かを判断する制御部として、自己診断回路４３を設ける構成とした。これにより、アンテナ部４２への無線給電状態、インピーダンス等をアンテナモジュール４側で確認することができ、リーダライタ本体３及びアンテナモジュール４間の異常を検出することが可能となる。

【0036】

また、複数のアンテナモジュール４が第２接続部４１を介して直列接続されるため、リーダライタ本体側では、単一のアンテナモジュール４を接続可能な接続部（本体側接続部３０）だけで複数のアンテナモジュール４をリーダライタ本体３に取り付けることが可能である。よって、複数のアンテナモジュール４を数珠繋ぎ（デイジーチェーン）で接続することが可能となり、アンテナモジュール４の接続数を増やす場合の拡張性が向上されている。この場合、リーダライタ本体３側では、直流給電回路により各アンテナモジュール４に重畳給電が可能となるため、電力不足に陥ることもない。

【0037】

従来リーダライタ本体３側に設けられていた制御構成を一部アンテナモジュール４側に移したことで、リーダライタ本体３の構成を簡略化できると共に、任意のアンテナモジュール４への給電及びアンテナ切換制御が容易となった。

【0038】

このように、本発明では、ＲＦＩＤリーダライタ１とＲＦＩＤタグ２との通信用無線信号に、直流給電回路３４で直流電圧を重畳給電する。その電力により、リーダライタ本体３に対して複数接続されたアンテナモジュール４内のセレクタ回路（ＲＦスイッチ４６：切換部）が駆動されることで、リーダライタ本体３の１つのアンテナポート（本体側接続部３０）に複数のアンテナモジュール４を接続してデイジーチェーンを形成することが可能となる。更に、各アンテナモジュール４に対する給電機能を設けることで、任意のアンテナモジュール４へのアクセス、制御（位相、ゲイン等）が可能なる。更に、アンテナへの無線給電状態、インピーダンス等をアンテナ側で確認することで、リーダライタからアンテナ部の異常を検出可能とする。

【0039】

上記したように、本発明によれば、1つのアンテナ接続端（本体側接続部３０）を用意するだけで、複数のアンテナモジュール４をデイジーチェーンで接続することが可能となるため、後付でのアンテナ増設が容易となる。また、リーダライタ本体３からアンテナモジュール４までの経路の故障が要因に判別可能となるため、アンテナモジュール４、もしくは、アンテナ接続ケーブルの断線故障等により、「気づかないうちにＲＦＩＤタグ２が読めない状態となっていた」といった問題を未然に防ぐことができる。

【0040】

次に、本実施の形態に係る無線通信装置（ＲＦＩＤリーダライタ１）の動作等について説明する。

【0041】

上記したように、リーダライタ本体３側において、直流給電回路３４では、リーダライタ本体３とアンテナモジュール４間の無線ＲＦ信号に直流電圧を重畳する。

【0042】

アンテナモジュール４では、リーダライタ本体３からの制御を受けて、ＲＦスイッチ４６で信号経路の切り換えが可能である。例えば第１信号経路が選択されると、内蔵のアンテナ部４２へのＲＦ給電が実現される。一方で、第２信号経路が選択されると、そのアンテナモジュール４に接続された他のアンテナモジュール４へのＲＦ給電が可能となる。この場合、第２信号経路が選択されたアンテナモジュール４は、中継器として機能する。

【0043】

また、アンテナモジュール４の制御部（自己診断回路４４３）は、直流給電回路３４より受けた電力を取り出し、アンテナモジュール４内の動作電力を取り出す。また、信号経路内のインピーダンスを確認等することにより、自己診断を行う。

【0044】

具体的な動作の流れは以下の通りである。
（１）リーダライタ本体３は、アンテナモジュール４へＲＦ給電する際に、直流給電回路３４よって無線信号に直流電圧を重畳する。
（２）アンテナモジュール４は、直流給電を受け起動し、リーダライタ本体３からの指示で、自己が選択されているか否か判断する。
（２－１）自己が選択されている場合、アンテナモジュール４は、リーダライタ本体３からの無線ＲＦ信号を、内蔵のアンテナ部４２に給電する。
（２－２）自己が選択されていなかった場合、アンテナモジュール４は、リーダライタ本体３からの無線ＲＦ信号を他のアンテナモジュールに給電（中継）すべく、内蔵のＲＦスイッチ４６を第２信号経路に切り換える。
（３）任意のタイミングで、アンテナモジュール４は、自己診断を行い、異常時はリーダライタ本体３へ異常を通知する。通知する手段には、リーダライタ本体３とのコマンド通信、消費電流を変動させることによる通知等がある。

【0045】

以上説明したように、本実施の形態に係るアンテナモジュール４は、リーダライタ本体３の本体側接続部３０に取り付けられる。アンテナモジュール４は、リーダライタ本体３で生成された送信信号を送信し、外部からの応答信号を受信するアンテナ部４２と、送信信号又は応答信号に基づいて自己が選択されているか否かを判断して自己診断する制御部として、自己診断回路４３を有する。これにより、アンテナモジュール４は、信号の状態に状態応じて通信不具合の要因を判別することが可能である。

【0046】

また、本実施の形態において、制御部は、アンテナ部へのインピーダンスが所定閾値から外れている場合、消費電流をゼロ又は所定値以上にすることが好ましい。この構成によれば、アンテナモジュール４の異常をリーダライタ本体３側に通知することが可能である。

【0047】

また、本実施の形態において、アンテナモジュール４は、リーダライタ本体３の本体側接続部３０に接続可能な第１接続部４０と、他のアンテナモジュール４を接続可能な第２接続部４１と、有している。この構成によれば、複数のアンテナモジュール４を直列につないでデイジーチェーンを形成することが可能である。

【0048】

また、本実施の形態において、アンテナモジュール４は、第１接続部４０及びアンテナ部４２間の第１信号経路と、第１接続部４０及び第２接続部４１間の第２信号経路と、を選択的に切り換える切換部としてＲＦスイッチ４６を有している。この構成によれば、自己のアンテナ部４２をアクティブにする第１信号経路と、他のアンテナ部４２をアクティブにする第２信号経路とを切り換えることが可能である。

【0049】

また、本実施の形態において、制御部は、リーダライタ本体３が生成する信号のオンオフに基づいて切換部を動作させることが好ましい。また、制御部は、リーダライタ本体３からの給電電圧レベルに基づいて切換部を動作させることが好ましい。このように、リーダライタ本体３からの信号状態に基づいて切換部を動作させることにより、適切に切換部の動作制御が可能である。

【0050】

また、本実施の形態において、制御部は、アンテナ部４２へのインピーダンスが所定閾値から外れている場合、第２信号経路を選択するように切換部を切り換えることが好ましい。また、制御部は、リーダライタ本体３から給電がない場合、第２信号経路を選択するように切換部を切り換えることが好ましい。これらの構成によれば、所定の条件に基づいて第２信号経路に切り換えて自己のアンテナ部４２が選択されていない状態（未セレクト状態）にすることで、不本意な電波放射をなくすことが可能である。

【0051】

また、本実施の形態において、アンテナモジュール４は、信号の位相を制御する移相器を更に有することが好ましい。この構成によれば、リーダライタ本体３から各アンテナモジュール４の位相の遅延等を制御することが可能である。

【0052】

また、本実施の形態において、アンテナモジュール４は、アンテナ部に対する信号のゲインを制御する減衰器を更に有することが好ましい。この構成によれば、リーダライタ本体３から各アンテナモジュール４に対する信号のゲインを制御することが可能である。

【0053】

また、本実施の形態において、制御部は、直流給電回路３４から供給される合計の電流量と単体のアンテナモジュール４が消費する電流量に基づいて、アンテナモジュール４の接続数を検知することが好ましい。この構成によれば、直流給電回路３４の給電量からアンテナモジュール４の接続数を推定でき、任意のアンテナモジュール４に不具合があるか否かを判別することが可能である。

【0054】

また、本実施の形態において、制御部は、所定のアンテナモジュール４の電流消費量が所定範囲外の場合、アンテナ部４２が故障している、又はアンテナモジュール４とリーダライタ本体３との接続に不具合があると判断することが好ましい。この構成によれば、装置内の故障モードを推定することが可能である。

【0055】

なお、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。更には、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。従って、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。

【0056】

下記に、上記実施の形態における特徴点を整理する。

【0057】

上記実施の形態に記載のアンテナモジュールは、リーダライタの接続部に取り付けられるアンテナモジュールであって、前記リーダライタで生成された送信信号を送信し、外部からの応答信号を受信するアンテナ部と、前記送信信号又は前記応答信号に基づいて自己が選択されているか否かを判断して自己診断する制御部を有する。

【0058】

また、上記実施の形態に記載のアンテナモジュールにおいて、前記制御部は、自己診断回路で構成される。

【0059】

また、上記実施の形態に記載のアンテナモジュールにおいて、前記制御部は、前記アンテナ部へのインピーダンスが所定閾値から外れている場合、消費電流をゼロ又は所定値以上にする。

【0060】

また、上記実施の形態に記載のアンテナモジュールは、前記リーダライタの接続部に接続可能な第１接続部と、他のアンテナモジュールを接続可能な第２接続部と、を更に有する。

【0061】

また、上記実施の形態に記載のアンテナモジュールは、前記第１接続部及び前記アンテナ部間の第１信号経路と、前記第１接続部４０及び前記第２接続部４１間の第２信号経路と、を選択的に切り換える切換部を更に有する。

【0062】

また、上記実施の形態に記載のアンテナモジュールにおいて、前記制御部は、前記リーダライタが生成する信号のオンオフに基づいて前記切換部を動作させる。

【0063】

また、上記実施の形態に記載のアンテナモジュールにおいて、前記制御部は、前記リーダライタからの給電電圧レベルに基づいて前記切換部を動作させる。

【0064】

また、上記実施の形態に記載のアンテナモジュールにおいて、前記制御部は、前記アンテナ部へのインピーダンスが所定閾値から外れている場合、前記第２信号経路を選択するように前記切換部を切り換える。

【0065】

また、上記実施の形態に記載のアンテナモジュールにおいて、前記制御部は、前記リーダライタから給電がない場合、前記第２信号経路を選択するように前記切換部を切り換える。

【0066】

また、上記実施の形態に記載のアンテナモジュールは、信号の位相を制御する移相器を更に有する。

【0067】

また、上記実施の形態に記載のアンテナモジュールは、前記アンテナ部に対する信号のゲインを制御する減衰器を更に有する。

【0068】

また、上記実施の形態に記載のリーダライタは、上記のアンテナモジュールが取り付けられるリーダライタであって、前記アンテナモジュールに対する給電用の直流給電回路を有する。

【0069】

また、上記実施の形態に記載の無線通信装置は、上記のアンテナモジュールと、前記アンテナモジュールが取り付けられる接続部を有するリーダライタと、を備え、前記アンテナモジュールは、前記リーダライタの接続部に接続可能な第１接続部と、他のアンテナモジュールを接続可能な第２接続部と、を備える。

【0070】

また、上記実施の形態に記載の無線通信装置において、複数の前記アンテナモジュールが、前記第２接続部を介して直列接続される。

【0071】

また、上記実施の形態に記載の無線通信装置において、前記リーダライタは、複数の前記アンテナモジュールに対する給電用の直流給電回路を有する。

【0072】

また、上記実施の形態に記載の無線通信装置において、前記アンテナモジュールは、前記第１接続部及び前記アンテナ部間の第１信号経路と、前記第１接続部４０及び前記第２接続部４１間の第２信号経路と、を選択的に切り換える切換部を更に有し、前記制御部は、前記直流給電回路から給電されることにより、複数の前記アンテナモジュールのそれぞれの前記切換部を動作させる。

【0073】

また、上記実施の形態に記載の無線通信装置において、前記制御部は、前記直流給電回路から供給される合計の電流量と単体の前記アンテナモジュールが消費する電流量に基づいて、前記アンテナモジュールの接続数を検知する。

【0074】

また、上記実施の形態に記載の無線通信装置において、前記制御部は、所定の前記アンテナモジュールの電流消費量が所定範囲外の場合、前記アンテナ部が故障している、又は前記アンテナモジュールと前記リーダライタとの接続に不具合があると判断する。

【産業上の利用可能性】

【0075】

本発明によれば、通信不具合の要因を判別することができるという効果を有し、特に、ＲＦＩＤタグリーダライタに適用可能なアンテナモジュール、リーダライタ、及び無線通信装置に有用である。

【符号の説明】

【0076】

１００ ＲＦＩＤタグリーダライタシステム
１ ＲＦＩＤタグリーダライタ
２ ＲＦＩＤタグ
３ リーダライタ本体（リーダライタ）
３０ 本体側接続部
３１ 送信部
３２ 受信部
３３ カプラ
３４ 直流給電回路
４ アンテナモジュール
４０ 第１接続部
４１ 第２接続部
４２ アンテナ部
４３ 自己診断回路（制御部）
４４ カプラ
４５ デコーダ
４６ ＲＦスイッチ（切換部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】