JP3927378B2 - 質問器を用いた物品管理システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波帯の高周波信号を使って応答器と情報交換を行なう質問器、特に多くの応答器と高周波信号の授受を行なうのに好適なアンテナを備えた質問器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体識別装置（無線による識別システム）は、質問器とこれに対応する複数の応答器から成る系を構成するもので、質問器は、電池を持たない応答器にマイクロ波帯（準マイクロ波を含む）の高周波信号をアンテナから放射して応答器と情報交換を行なう。応答器は、小さいアンテナで質問器からの高周波信号を受け、これを整流して直流電源を得ると共に、クロックやデータなどの情報を取り出し、データに応じて、メモリの情報を上記の小さいアンテナから質問器に返す。
【０００３】
情報交換によって、例えば、応答器毎に異なる識別番号の識別が行なわれる。その場合、応答器を荷物のようなものに貼り付けておくと、ベルトコンベアに乗った荷物を人手を介さずに識別するシステムが実現する（例えば国際公開ＷＯ９８／２１６９１号公報参照）。
【０００４】
ここで、質問器と応答器の間の情報交換が可能な通信距離は、応答器の能力及び形状・大きさが一定の場合、質問器が生成する送信信号の電力とアンテナにより決定される。アンテナが例えば多数のアンテナ素子を合成して構成するフェーズドアレイアンテナであれば、通信距離を長くとることができ、単一素子アンテナであれば、アンテナの近傍領域に通信範囲が限定されるなど、質問器のアンテナの構造により通信領域が限定される。例えば、改札に応答器を用いた装置の例では、進行波型のアンテナが使用され、応答器が１台づつ識別される（実開平２−３２１７４号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
単一の質問器でできるだけ多くの応答器との通信を確保することが求められる場合には、応答器を通信領域内に多く配置することができる質問器のアンテナ形態が必要となる。
【０００６】
しかし、準マイクロ波帯などの周波数帯では、質問器から放射される電波及び応答器から放射される電波の空間における位相合成により、電波の強弱が現れることが多く、広範囲にわたって一様な放射電磁界を実現することが難しい。更に、複数の応答器を互に接近して配置した場合には、アンテナ間の相互の結合により放射特性が乱れてアンテナ特性が劣化し、応答器が必要とする電力を得ることが難しくなる。
【０００７】
本発明の目的は、アンテナ素子の近傍に集中して強くかつ均一の電磁界エネルギーを確保することにより短い通信距離において多数の応答器を配置することを可能にするアンテナを備えた質問器及びそれを用いた物品管理システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の前記課題は、同軸ケーブルの一方の端部に同軸ケーブルの心線導体と連続した１／４波長（空間波長）の長さのモノポール（１本の棒状導体）を設けると共に、他方の端部に給電点を設け、給電点において接地をとる同軸励振形モノポールアンテナを質問器に備えることによって効果的に解決することが可能である。このような構造のアンテナを採用すれば、同軸ケーブルの外導体に電磁界が発生するため、同軸ケーブル部分を数波長分の長さにするとその部分がアンテナとして機能し、従って、同軸励振型モノポールアンテナの開放端から数波長にわたる長さの領域に応答器を複数個配置することが可能になるからである。
【０００９】
まず、同軸励振形モノポールアンテナの一般的な特性を説明する。図１に同軸励振型モノポールアンテナの基本構成を示す。該アンテナは、心線導体１と誘電体３と外導体２とを有する同軸ケーブルの開放端から心線導体１を空間波長の１／４波長ほど延ばしたモノポールによって構成され、信号源５によって励振される。そして、理想的に無限大の接地面４が開放端を含んでモノポールアンテナに垂直に形成される。
【００１０】
このような構成のモノポールアンテナから発生する電波は、図２に示すように、モノポール１と接地面４との間で電圧分布Ｖ、電流分布Ｃ１及び放射パターンＰを持つ。放射パターンＰは、モノポールアンテナ１の対称位置に生じる。
【００１１】
ここで、図３に示すように、給電点１４で接地をとるようにして接地を限定すると、接地面が給電点１４に移り、アンテナ上の電圧分布、電流分布が変わる。信号源５からの信号は、同軸ケーブルにより伝達されてモノポール１部分で信号源の周波数で共振し電波を放射する。このとき、同軸ケーブルの外導体２に電圧或いは電流が励起されて、図４に示すような電流分布Ｃ２が形成される。図４は、図３のアンテナを等価的に表したものである。図１のモノポールアンテナでは１／４波長相当部分のみがアンテナとして機能したが、図３の同軸励振型モノポールアンテナでは、同軸ケーブルの外導体２の部分に電圧或いは電流分布が生じ、外導体２からも電波が放射されるようになる。即ち、モノポール部分と同軸ケーブル部分とによる全体がアンテナとなる。本発明では、図３に示す同軸励振型モノポールアンテナを採用する。
【００１２】
このようにして、図３に示した同軸励振型モノポールアンテナでは、モノポール部分及び同軸ケーブル部分の近傍に集中して強くかつ均一の電磁界エネルギーが確保される。そして、その領域に多数の応答器を配置することが可能になる。即ち、応答器のアンテナ特性が劣化していても、電磁界分布の強弱に異差があっても、アンテナの素子近傍であれば、強い電磁界が得られるので、広範囲にわたって個々の応答器が必要とする電磁界エネルギーを確保することが可能になる。
【００１３】
なお、図３に示したアンテナによって放射される電波は、同軸の全周方向に放射されるために、マイクロ波帯で使用する場合、アンテナを数ｍｍ以下の薄い誘電体層（フィルムなど）を介して、接地導体板に接近させて配置し、接地導体板側に放射される電波を、接地導体板により反射して、接地導体板と反対側に放射するように構成することが効果的である。その結果、応答器に供給される電磁界エネルギを高めることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る質問器及びそれを用いた物品管理システムを図面に示した幾つかの発明の実施の形態を参照して更に詳細に説明する。
【００１５】
複数の同軸励振型モノポールアンテナを切替器で切り替えて使用し、１個のアンテナの近傍に複数の応答器を配置して全体として多数の応答器を処理するようにした質問器の第１の発明の実施の形態を図５に示す。図５ａ、図５ｂは、それぞれ平面図、側面図である。図５において、１６ａ〜１６ｅは図３に示した同軸励振型モノポールアンテナ、１１３は質問器本体、１１１は、入出力端子１１２を経た質問器本体１１３からの高周波信号をアンテナ１６ａ〜１６ｅに供給する高周波信号線路、１７ａ〜１７ｅは、各アンテナと高周波信号線路１１１との接続を切り替える高周波信号切替器である。各アンテナは、給電点で外導体が接地される。更に、１９は、アンテナ１６ａ〜１６ｅを埋め込んで固定する誘電体板、１８は、誘電体板１９の裏面に貼り付けた接地導体板である。以上の構造により質問器本体１１３に設ける質問器アンテナが形成される。
【００１６】
また、図５の１１０は、誘電体板１９の表面にアンテナ１６ａ〜１６ｅに極く接近して配置した応答器群である。個々の応答器は、細長い平面形状の短冊形を成し、実際には例えば在庫管理する物品の側面に貼り付けて用いられるが、図５では、物品の図示を省略すると共に、管理する物品の全数を配置した場合の短冊形応答器の置かれる様子を示している。
【００１７】
個々の短冊形応答器には、コイル状のアンテナとＩＣチップが搭載される。ＩＣチップには、アンテナからの高周波信号を整流して直流電圧を生成する整流回路、該高周波信号からクロックやデータなどの情報を取り出す受信回路、自身の識別番号等の情報を記録するメモリ、受信したデータに応じて、メモリの情報を受信高周波信号を使って送信する送信回路が含まれる。
【００１８】
また、質問器本体１１３は、質問するためのデータを変調して高周波信号にする送信回路及び応答器からの送信信号を受信して情報を取り出す受信回路を有している。
【００１９】
アンテナ１６ａ〜１６ｅは、誘電体板１９の中に配置され、応答器群１１０に対して電気的、機械的に直接接触しない程度に距離が保たれる。
【００２０】
接地導体板１８は、アンテナ１６ａ〜１６ｅに接近して置かれ、応答器群１１０が配置される側と反対側に放射される該アンテナからの電波を応答器群１１０側に反射させて供給電力を高めるように作用する。
【００２１】
図５に示すように、アンテナ１６ａ〜１６ｅは、誘電体板１９に対して角度を持って配置される。このような角度を持つことにより、各応答器のアンテナが直線偏波を持つ場合、アンテナ１６ａ〜１６ｅの直線偏波の振動面（該アンテナの長手方向）に対して応答器アンテナの直線偏波の振動面が近づき、高周波信号のやり取りに使う電力をより高めることができる。
【００２２】
各応答器のアンテナが特に短冊形の長手方向に直線偏波の振動面を持つ場合は、その振動面を同軸励振型モノポールアンテナの長手方向の振動面に一致させることにより、最大の効率で信号のやり取りをすることができる。しかし、一個の同軸励振型モノポールアンテナに対して、通信することができる応答器の数が少なくなるために、同軸励振型モノポールアンテナの配置を図５のように角度を持たせ、若干の効率低下があっても応答器数を増大させることが効果的となる。
【００２３】
本実施形態により、多数の応答器を配置することを可能にするアンテナを備えた質問器を実現することができる。
【００２４】
同軸励振型モノポールアンテナを誘電体板の長手方向に並行に配置した第２の発明の実施の形態を図６に示す。図６ａ、図６ｂは、それぞれ平面図、側面図である。図６において、２６ａ〜２６ｅは、誘電体板２９の長手方向に並行に配置した同軸励振型モノポールアンテナである。その他の構造は、第１の実施形態と同様である。即ち、アンテナ２６ａ〜２６ｅ、高周波信号切替器２７ａ〜２７ｅ、高周波信号線路２１１、高周波信号入出力端子２１２及び接地導体板２８により質問器アンテナが形成され、応答器群２１０がアンテナ２６ａ〜２６ｅに極く接近して配置される。なお、質問器本体の図示を省略した。
【００２５】
第２の実施形態では、短冊形の応答器のアンテナの振動方向と直角方向に振動面を持つようにアンテナ２６ａ〜２６ｅが配置される。応答器と同軸励振型アンテナの振動方向が直交することで同軸励振型アンテナと応答器アンテナのインピーダンス結合が弱くなり、供給される電力が弱まるが、逆に相互に負荷とはなりにくく、互いの距離を最適にすることにより、多くの応答器と通信可能な同軸励振型アンテナを有する質問器を実現することができる。
【００２６】
電力分配のための高周波信号線路が短くなるように同軸励振型アンテナを配置した第３の発明の実施の形態を図７に示す。図７ａ、図７ｂは、それぞれ平面図、側面図である。高周波信号線路を短くすることにより、発生する高周波信号の損失を少なくすることができる。
【００２７】
図７において、３６ａ〜３６ｅは、誘電体板３９の長手方向に並行に互いに向きを変えて配置した同軸励振型モノポールアンテナ、３１１は、そのように配置した各アンテナに高周波信号を送る高周波信号線路、３１２は、高周波信号線路３１１のほぼ中央に配置した高周波信号入出力端子である。その他の構造は、第２の実施形態と同様である。即ち、アンテナ３６ａ〜３６ｅ、高周波信号切替器３７ａ〜３７ｅ、高周波信号線路３１１、高周波信号入出力端子３１２及び接地導体板３８により質問器アンテナが形成され、応答器群３１０がアンテナ３６ａ〜３６ｅに極く接近して配置される。なお、質問器本体の図示を省略した。
【００２８】
第３の実施形態には、アンテナ３６ａ〜３６ｅの向きを変えて配置することにより、高周波信号線路３１１の長さを短くして高周波信号線路で発生する高周波信号の損失を少くできると同時に、高周波信号切替器３７ａと３７ｂ及び３７ｃと３７ｄをそれぞれ同一ＩＣパッケージ内に構成することができるなどの利点がある。
【００２９】
第１、第２又は第３の実施形態の質問器アンテナを並列接続して構成した第４の発明の実施の形態を図８に示す。図８において、６５、６６、６７は、図５〜図７のいずれかに示した質問器アンテナ（以下では、これを「アンテナ群」ということとする）、６８は高周波信号線路、６９は本実施形態の質問器アンテナの高周波信号入出力端子である。本実施形態の質問器アンテナでは、図５〜図７のいずれかに示したアンテナ群を複数用いるようにした分、処理することができる応答器の数を更に多くすることができる。
【００３０】
なお、並列接続数を多くすることによって高周波信号線路６８が長くなり、高周波損失が増大するが、質問器本体の高周波信号の出力電力が大きい場合、或いは各応答器の受信感度が高い場合、許容可能な高周波損失が大となり、並列接続数は図８の３個に制限することなく、更に増やすことが可能になる。
【００３１】
アンテナ群毎に高周波信号切替器を設けた第５の発明の実施の形態を図９に示す。図９において、７０〜７７は、図５〜図７のいずれかに示したアンテナ群、ＡＮＴｋ０〜ＡＮＴｋ７（ｋ＝０〜７）は、アンテナ群７ｋが有する同軸励振型モノポールアンテナ、ａ０〜ａ７は、各同軸励振型モノポールアンテナに設けた高周波信号切替器、ｂ０〜ｂ７は、それぞれアンテナ群７０〜７７に設けた高周波信号切替器、７８は、高周波信号切替器ｂ０〜ｂ７に高周波信号を供給する高周波信号線路、７９は、高周波信号切替器ａ０〜ａ７及び高周波信号切替器ｂ０〜ｂ７の接続／切断を制御する高周波信号線路制御器、８０は、本実施形態の質問器アンテナの高周波信号入出力端子を示す。
【００３２】
本実施形態の質問器アンテナにおいては、合計６４個の同軸励振型モノポールアンテナが用いられ、高周波信号切替器ａ０〜ａ７及び高周波信号切替器ｂ０〜ｂ７の動作によってその内の１個が選択され、高周波信号線路７８に接続される。
【００３３】
本実施形態では、各アンテナ群が高周波信号切替器を備えるので、第４の実施形態の場合に比べて質問器本体の負荷が軽減され、多数のアンテナ群を設けることが可能になる。従って、処理することができる応答器の数を大幅に多くすることができる。
【００３４】
高周波信号線路制御器７９の一例を図１０に示す。各高周波信号切替器となるアンテナ切替回路やその周辺の回路は、アンテナ近くに置かれるので、切り替えの制御信号や各回路を駆動するための電源電圧は、１本の高周波信号線路に高周波信号と同時に送られることが望ましい。図１０の制御器７９は、そのような観点に基づいて構成したものである。
【００３５】
図１０において、９８は高周波信号入出力端子９８からの高周波信号に、電源端子９０からの直流電圧と制御端子９１からの制御信号を重畳する切替信号重畳回路、９２は伝送線路である。更に、９３は、伝送線路９２より送られてくる信号から、高周波信号、制御信号及び電源電圧を分離する切替信号分離回路、９４は、切替信号分離回路９３が分離した電源電圧から不要な高周波成分を除くローパスフィルタ、９５は、切替信号分離回路９３が分離した制御信号を基に高周波信号切替器ａ０〜ａ７及び高周波信号切替器ｂ０〜ｂ７への切替信号を生成する切替信号発生回路、９６は、切替器ａ０〜ａ７及びｂ０〜ｂ７となるアンテナ切替回路である。
【００３６】
切替信号発生回路９５及びアンテナ切替回路９６への電源電圧はローパスフィルタ９４から供給される。切り替えられるアンテナの高周波信号の入出力は、高周波信号入出力端子９７を介して行なわれる。切り替えにより、質問器アンテナの内の一つの同軸励振型モノポールアンテナのみが選択的に高周波信号線路７８（伝送線路９２）に接続され、複数の応答器の間での通信が可能になる。
【００３７】
切替信号発生回路９５の一例を図１１に示す。図１１において、１０７は切替信号入力端子、１０８，１０９は４ビットバイナリカウンタ回路、１１０，１１１は３−８ライン・デコーダ回路、１１２，１１３は８回路Ｄタイプ・ラッチ回路である。
【００３８】
切替信号入力端子１０７から制御信号として任意の数のパルスが入力されると、４ビットバイナリカウンタ１０８はパルスの数をカウントし、出力の３ビット目の信号が４ビットバイナリカウンタ１０９のクロック入力ＣＬＫに入力される。４ビットバイナリカウンタ１０８の３ビットの出力ＱＡ，ＱＢ，ＱＣは、それぞれ３−８ラインデコーダ１１０及び８回路Ｄタイプ・ラッチ回路１１２を介して、同軸励振型モノポールアンテナの切替器ａ０〜ａ７を駆動する切替信号になる。この切替信号により、複数の（最大８本まで）同軸励振型モノポールアンテナの切り替えが可能になる。
【００３９】
４ビットバイナリカウンタ１０９は、４ビットバイナリカウンタ１０８の８カウント毎に１カウントずつカウントを増やしてゆく。８ビットバイナリカウンタ１０９の３ビットの出力ＱＡ，ＱＢ，ＱＣは、それぞれ３−８ラインデコーダ１１１及び８回路Ｄタイプ・ラッチ回路１１３を介して、アンテナ群の切替器ｂ０〜ｂ７を駆動する切替信号になる。この切替信号により、複数の（最大８群まで）アンテナ群の切り替えが可能になる。
【００４０】
次に、高周波信号線路制御器７９の別の例を図１２に示す。本例では、電源電圧が高周波信号の一部を整流することによって生成される。図１２において、１００は、高周波信号入出力端子９８からの高周波信号に、制御端子９１からの制御信号を重畳する切替信号重畳回路、１０３は、内部の結合回路によってアンテナ切替回路９６と整流回路１０４へ高周波信号を供給すると同時に、高周波信号に重畳された制御信号を分離する切替信号分離回路である。整流回路１０４は、入力された高周波信号を整流して、切替信号発生回路９５及びアンテナ切替回路９６へ供給する電源電圧を生成する。その他の回路は、図１０に示したのと同様であり、説明を省略する。本例においても、切り替えにより、質問器アンテナの内の一つの同軸励振型モノポールアンテナのみが選択的に高周波信号線路７８に接続され、複数の応答器の間での通信が可能になる。
【００４１】
図１３に、被管理物品を収納管理する複数の棚を持つ収納棚に図９に示した質問器アンテナを適用して成る在庫管理システムによる第６の発明の実施の形態を示す。被管理物品として、ファイルや書籍、ＣＤ（Compact Disk），ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などがあり、質問器による識別結果を用いて管理端末が物品の管理を行なう。
【００４２】
図１３では、棚を２個まで示している。図１３において、１２１，１２８はそれぞれ下の棚の棚板、上の棚の棚板であり、各棚板にアンテナ群が設置され、下の棚板１２１の右端手前に質問器１１５が設置される。質問器１１５に制御線１１４を介して管理端末１３２が接続される。
【００４３】
棚板１２１に設置されるアンテナ群は、基板１２０と、基板１２０に埋め込んだ４個の同軸励振型モノポールアンテナ１１９と、その高周波信号切替器１１８と、アンテナ群の高周波信号切替器１１７とを有している。図１３の１２３は、該アンテナ群上に配置した被管理物品で、後述するように被管理物品１２３に短冊形応答器１２２が貼り付けられている。なお、図示していないが、基板１２０に高周波線路と接地導体板が形成されている。
【００４４】
同様に、棚板１２８に設置されるアンテナ群は、基板１２７と、基板１２７に埋め込んだ４個の同軸励振型モノポールアンテナ１２５と、その高周波信号切替器１３４と、アンテナ群の高周波信号切替器１２６とを有している。図１３の１２４は、該アンテナ群上に配置した被管理物品で、被管理物品１２４に短冊形応答器１３３が貼り付けられている。なお、図示していないが、基板１２７に高周波線路と接地導体板が形成されている。基板１２７及びその上の棚板の基板の高周波線路は、高周波同軸コネクタ１１６，１３０に接続した高周波同軸ケーブル１２９，１３１により、質問器１１５と接続される。また、本実施形態では、高周波信号線路制御器の切替信号重畳回路の機能が質問器１１５に含まれる。
【００４５】
図１４に被管理物品１２３，１２４の形態を示す。被管理品１２３（１２４）はファイルや書籍、ＣＤ，ＤＶＤなどの形態を成し、短冊形応答器１２２（１３３）は、同軸励振型モノポールアンテナ１１９（１２５）と向き合うように被管理品１２３（１２４）の下面に貼り付けられる。
【００４６】
本実施形態では、高周波信号切替器１１７，１２６によって棚板１２１，１２８に設置したアンテナ群のいずれかが選択され、更に，高周波信号切替器１１８，１３４によって同軸励振型モノポールアンテナ１１９，１２５のいずれか１個が選択される。そして、アンテナ１１９，１２５の設置個数と位置によってどの棚板のどの位置にどの識別番号の被管理品があるかが分かり、より細分化された位置の特定が可能となり、きめの細かい在庫管理が可能になる。
【００４７】
なお、本発明は、その特徴からこのような在庫管理に加え、店舗における商品管理、事務におけるファイル管理、図書・本の管理など広く物品の管理に適用可能である。
【００４８】
ところで、高周波信号切替器１１７，１２６や高周波信号切替器１１８，１３４に切替信号で点灯又は点滅するＬＥＤなどの光学的な表示器を併用すると、データのやりとりを行なうべき短冊形応答器の付けられた被管理品の所在を目視にて確認することが可能になる。
【００４９】
図１５に、そのような光学的な表示器を用いた質問器の第７の本発明の実施の形態を示す。図１５ａ、図１５ｂは、それぞれ平面図、側面図である。質問器アンテナの母体は、図６に示した第２の実施形態のものであり、その高周波信号切替器２７ａ〜２７ｅの同軸励振型モノポールアンテナ側にそれぞれ表示器１４５〜１４９が接続される。なお、第１〜第３の実施形態の質問器アンテナ、第４〜第６の実施形態におけるアンテナ群のいずれも、表示器１４５〜１４９を接続する質問器アンテナの母体となることは云うまでもない。
【００５０】
表示器１４５〜１４９は、それぞれの高周波信号切替器２７ａ〜２７ｅが選択されたときに点灯又は点滅し、選択された同軸励振型モノポールアンテナの目視による確認が可能になる。
【００５１】
なお、表示器は、高周波信号切替器２７ａ〜２７ｅに限らず、図９における高周波信号切替器ｂ０〜ｂ７や図１３における高周波信号切替器１１７，１２６に設置することも可能である。これらの切替器が選択されたときに点灯又は点滅し、選択されたアンテナ群の目視による確認が可能になる。
【００５２】
次に、表示器を発音器に代えた第８の発明の実施の形態を図１６に示す。図１６ａ、図１６ｂは、それぞれ平面図、側面図である。高周波信号切替器２７ａ〜２７ｅの同軸励振型モノポールアンテナ側にそれぞれ発音器１６５〜１６９が接続される。
【００５３】
発音器１６５〜１６９は、固有の発振周波数の可聴音を発生する圧電ブザーなどからなり、それぞれの高周波信号切替器２７ａ〜２７ｅが選択されたときにそれぞれの可聴音を発生し、その音波を耳で確認することにより、選択された同軸励振型モノポールアンテナの目視による確認が可能になる。なお、第１〜第３の実施形態の質問器アンテナ、第４〜第６の実施形態におけるアンテナ群のいずれも、表示器１４５〜１４９を接続する質問器アンテナの母体となることは云うまでもない。
【００５４】
また、発音器は、高周波信号切替器２７ａ〜２７ｅに限らず、図９における高周波信号切替器ｂ０〜ｂ７や図１３における高周波信号切替器１１７，１２６に設置することも可能である。これらの切替器が選択されたときにその音波を確認することにより、選択されたアンテナ群の確認が可能になる。
【００５５】
更に、表示器と発音器を組み合わせることも可能である。表示器と発音器を発音に適した場合と、発光が適している場合とに使い分けることが可能であり、両者を共存させることも可能である。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、アンテナ素子の近傍に集中して強くかつ均一の電磁界エネルギーを確保することが可能になるので、より短い通信距離において多数の応答器との間で情報交換が可能な質問器を実現することができる。本発明の質問器を用いることにより、多数並べた物品を識別する物品管理システム等の移動体識別装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】モノポールアンテナの構成を説明するための図。
【図２】モノポールアンテナの電流・電圧分布と電波の放射パターンを説明するための図。
【図３】同軸励振型モノポールアンテナの構成を説明するための図。
【図４】同軸励振型モノポールアンテナの電流分布を説明するための図。
【図５】本発明に係る質問器の第１の発明の実施の形態を説明するための平面図及び側面図。
【図６】本発明の質問器の第２の発明の実施の形態を説明するための平面図及び側面図。
【図７】本発明の質問器の第３の発明の実施の形態を説明するための平面図及び側面図。
【図８】本発明の質問器の第４の発明の実施の形態を説明するための側面図。
【図９】本発明の質問器の第５の発明の実施の形態を説明するための構成図。
【図１０】図９の質問器に用いる高周波信号線路制御器の一例を説明するための構成図。
【図１１】図１０の高周波信号線路制御器に用いる切替信号発生回路の一例を説明するための構成図。
【図１２】図９の質問器に用いる高周波信号線路制御器の別の例を説明するための構成図。
【図１３】本発明の質問器を用いた在庫管理システムによる第６の発明の実施の形態を説明するための斜視図。
【図１４】図１３の発明の実施の形態における被管理品を説明するための斜視図。
【図１５】本発明の質問器の第７の発明の実施の形態を説明するための平面図及び側面図。
【図１６】本発明の質問器の第８の発明の実施の形態を説明するための平面図及び側面図。
【符号の説明】
１…モノポールアンテナ、２…同軸ケーブルの外導体、６，１６，１１９，１２５…同軸励振型モノポールアンテナ、１７，１１７，１１８，１２６，１３４…高周波信号切替器、１８…接地導体板、１９…誘電体板、１１０…応答器群、１１１…高周波信号線路、１１３…質問器本体、１２０，１２７…基板、１２２，１３３…応答器、１２３，１２４…被管理品、１２９，１３１…高周波同軸線路、１３２…管理端末。
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波帯の高周波信号を使って応答器と情報交換を行なう質問器、特に多くの応答器と高周波信号の授受を行なうのに好適なアンテナを備えた質問器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体識別装置（無線による識別システム）は、質問器とこれに対応する複数の応答器から成る系を構成するもので、質問器は、電池を持たない応答器にマイクロ波帯（準マイクロ波を含む）の高周波信号をアンテナから放射して応答器と情報交換を行なう。応答器は、小さいアンテナで質問器からの高周波信号を受け、これを整流して直流電源を得ると共に、クロックやデータなどの情報を取り出し、データに応じて、メモリの情報を上記の小さいアンテナから質問器に返す。
【０００３】
情報交換によって、例えば、応答器毎に異なる識別番号の識別が行なわれる。その場合、応答器を荷物のようなものに貼り付けておくと、ベルトコンベアに乗った荷物を人手を介さずに識別するシステムが実現する（例えば国際公開ＷＯ９８／２１６９１号公報参照）。
【０００４】
ここで、質問器と応答器の間の情報交換が可能な通信距離は、応答器の能力及び形状・大きさが一定の場合、質問器が生成する送信信号の電力とアンテナにより決定される。アンテナが例えば多数のアンテナ素子を合成して構成するフェーズドアレイアンテナであれば、通信距離を長くとることができ、単一素子アンテナであれば、アンテナの近傍領域に通信範囲が限定されるなど、質問器のアンテナの構造により通信領域が限定される。例えば、改札に応答器を用いた装置の例では、進行波型のアンテナが使用され、応答器が１台づつ識別される（実開平２−３２１７４号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
単一の質問器でできるだけ多くの応答器との通信を確保することが求められる場合には、応答器を通信領域内に多く配置することができる質問器のアンテナ形態が必要となる。
【０００６】
しかし、準マイクロ波帯などの周波数帯では、質問器から放射される電波及び応答器から放射される電波の空間における位相合成により、電波の強弱が現れることが多く、広範囲にわたって一様な放射電磁界を実現することが難しい。更に、複数の応答器を互に接近して配置した場合には、アンテナ間の相互の結合により放射特性が乱れてアンテナ特性が劣化し、応答器が必要とする電力を得ることが難しくなる。
【０００７】
本発明の目的は、アンテナ素子の近傍に集中して強くかつ均一の電磁界エネルギーを確保することにより短い通信距離において多数の応答器を配置することを可能にするアンテナを備えた質問器及びそれを用いた物品管理システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の前記課題は、同軸ケーブルの一方の端部に同軸ケーブルの心線導体と連続した１／４波長（空間波長）の長さのモノポール（１本の棒状導体）を設けると共に、他方の端部に給電点を設け、給電点において接地をとる同軸励振形モノポールアンテナを質問器に備えることによって効果的に解決することが可能である。このような構造のアンテナを採用すれば、同軸ケーブルの外導体に電磁界が発生するため、同軸ケーブル部分を数波長分の長さにするとその部分がアンテナとして機能し、従って、同軸励振型モノポールアンテナの開放端から数波長にわたる長さの領域に応答器を複数個配置することが可能になるからである。
【０００９】
まず、同軸励振形モノポールアンテナの一般的な特性を説明する。図１に同軸励振型モノポールアンテナの基本構成を示す。該アンテナは、心線導体１と誘電体３と外導体２とを有する同軸ケーブルの開放端から心線導体１を空間波長の１／４波長ほど延ばしたモノポールによって構成され、信号源５によって励振される。そして、理想的に無限大の接地面４が開放端を含んでモノポールアンテナに垂直に形成される。
【００１０】
このような構成のモノポールアンテナから発生する電波は、図２に示すように、モノポール１と接地面４との間で電圧分布Ｖ、電流分布Ｃ１及び放射パターンＰを持つ。放射パターンＰは、モノポールアンテナ１の対称位置に生じる。
【００１１】
ここで、図３に示すように、給電点１４で接地をとるようにして接地を限定すると、接地面が給電点１４に移り、アンテナ上の電圧分布、電流分布が変わる。信号源５からの信号は、同軸ケーブルにより伝達されてモノポール１部分で信号源の周波数で共振し電波を放射する。このとき、同軸ケーブルの外導体２に電圧或いは電流が励起されて、図４に示すような電流分布Ｃ２が形成される。図４は、図３のアンテナを等価的に表したものである。図１のモノポールアンテナでは１／４波長相当部分のみがアンテナとして機能したが、図３の同軸励振型モノポールアンテナでは、同軸ケーブルの外導体２の部分に電圧或いは電流分布が生じ、外導体２からも電波が放射されるようになる。即ち、モノポール部分と同軸ケーブル部分とによる全体がアンテナとなる。本発明では、図３に示す同軸励振型モノポールアンテナを採用する。
【００１２】
このようにして、図３に示した同軸励振型モノポールアンテナでは、モノポール部分及び同軸ケーブル部分の近傍に集中して強くかつ均一の電磁界エネルギーが確保される。そして、その領域に多数の応答器を配置することが可能になる。即ち、応答器のアンテナ特性が劣化していても、電磁界分布の強弱に異差があっても、アンテナの素子近傍であれば、強い電磁界が得られるので、広範囲にわたって個々の応答器が必要とする電磁界エネルギーを確保することが可能になる。
【００１３】
なお、図３に示したアンテナによって放射される電波は、同軸の全周方向に放射されるために、マイクロ波帯で使用する場合、アンテナを数ｍｍ以下の薄い誘電体層（フィルムなど）を介して、接地導体板に接近させて配置し、接地導体板側に放射される電波を、接地導体板により反射して、接地導体板と反対側に放射するように構成することが効果的である。その結果、応答器に供給される電磁界エネルギを高めることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る質問器及びそれを用いた物品管理システムを図面に示した幾つかの発明の実施の形態を参照して更に詳細に説明する。
【００１５】
複数の同軸励振型モノポールアンテナを切替器で切り替えて使用し、１個のアンテナの近傍に複数の応答器を配置して全体として多数の応答器を処理するようにした質問器の第１の発明の実施の形態を図５に示す。図５ａ、図５ｂは、それぞれ平面図、側面図である。図５において、１６ａ〜１６ｅは図３に示した同軸励振型モノポールアンテナ、１１３は質問器本体、１１１は、入出力端子１１２を経た質問器本体１１３からの高周波信号をアンテナ１６ａ〜１６ｅに供給する高周波信号線路、１７ａ〜１７ｅは、各アンテナと高周波信号線路１１１との接続を切り替える高周波信号切替器である。各アンテナは、給電点で外導体が接地される。更に、１９は、アンテナ１６ａ〜１６ｅを埋め込んで固定する誘電体板、１８は、誘電体板１９の裏面に貼り付けた接地導体板である。以上の構造により質問器本体１１３に設ける質問器アンテナが形成される。
【００１６】
また、図５の１１０は、誘電体板１９の表面にアンテナ１６ａ〜１６ｅに極く接近して配置した応答器群である。個々の応答器は、細長い平面形状の短冊形を成し、実際には例えば在庫管理する物品の側面に貼り付けて用いられるが、図５では、物品の図示を省略すると共に、管理する物品の全数を配置した場合の短冊形応答器の置かれる様子を示している。
【００１７】
個々の短冊形応答器には、コイル状のアンテナとＩＣチップが搭載される。ＩＣチップには、アンテナからの高周波信号を整流して直流電圧を生成する整流回路、該高周波信号からクロックやデータなどの情報を取り出す受信回路、自身の識別番号等の情報を記録するメモリ、受信したデータに応じて、メモリの情報を受信高周波信号を使って送信する送信回路が含まれる。
【００１８】
また、質問器本体１１３は、質問するためのデータを変調して高周波信号にする送信回路及び応答器からの送信信号を受信して情報を取り出す受信回路を有している。
【００１９】
アンテナ１６ａ〜１６ｅは、誘電体板１９の中に配置され、応答器群１１０に対して電気的、機械的に直接接触しない程度に距離が保たれる。
【００２０】
接地導体板１８は、アンテナ１６ａ〜１６ｅに接近して置かれ、応答器群１１０が配置される側と反対側に放射される該アンテナからの電波を応答器群１１０側に反射させて供給電力を高めるように作用する。
【００２１】
図５に示すように、アンテナ１６ａ〜１６ｅは、誘電体板１９に対して角度を持って配置される。このような角度を持つことにより、各応答器のアンテナが直線偏波を持つ場合、アンテナ１６ａ〜１６ｅの直線偏波の振動面（該アンテナの長手方向）に対して応答器アンテナの直線偏波の振動面が近づき、高周波信号のやり取りに使う電力をより高めることができる。
【００２２】
各応答器のアンテナが特に短冊形の長手方向に直線偏波の振動面を持つ場合は、その振動面を同軸励振型モノポールアンテナの長手方向の振動面に一致させることにより、最大の効率で信号のやり取りをすることができる。しかし、一個の同軸励振型モノポールアンテナに対して、通信することができる応答器の数が少なくなるために、同軸励振型モノポールアンテナの配置を図５のように角度を持たせ、若干の効率低下があっても応答器数を増大させることが効果的となる。
【００２３】
本実施形態により、多数の応答器を配置することを可能にするアンテナを備えた質問器を実現することができる。
【００２４】
同軸励振型モノポールアンテナを誘電体板の長手方向に並行に配置した第２の発明の実施の形態を図６に示す。図６ａ、図６ｂは、それぞれ平面図、側面図である。図６において、２６ａ〜２６ｅは、誘電体板２９の長手方向に並行に配置した同軸励振型モノポールアンテナである。その他の構造は、第１の実施形態と同様である。即ち、アンテナ２６ａ〜２６ｅ、高周波信号切替器２７ａ〜２７ｅ、高周波信号線路２１１、高周波信号入出力端子２１２及び接地導体板２８により質問器アンテナが形成され、応答器群２１０がアンテナ２６ａ〜２６ｅに極く接近して配置される。なお、質問器本体の図示を省略した。
【００２５】
第２の実施形態では、短冊形の応答器のアンテナの振動方向と直角方向に振動面を持つようにアンテナ２６ａ〜２６ｅが配置される。応答器と同軸励振型アンテナの振動方向が直交することで同軸励振型アンテナと応答器アンテナのインピーダンス結合が弱くなり、供給される電力が弱まるが、逆に相互に負荷とはなりにくく、互いの距離を最適にすることにより、多くの応答器と通信可能な同軸励振型アンテナを有する質問器を実現することができる。
【００２６】
電力分配のための高周波信号線路が短くなるように同軸励振型アンテナを配置した第３の発明の実施の形態を図７に示す。図７ａ、図７ｂは、それぞれ平面図、側面図である。高周波信号線路を短くすることにより、発生する高周波信号の損失を少なくすることができる。
【００２７】
図７において、３６ａ〜３６ｅは、誘電体板３９の長手方向に並行に互いに向きを変えて配置した同軸励振型モノポールアンテナ、３１１は、そのように配置した各アンテナに高周波信号を送る高周波信号線路、３１２は、高周波信号線路３１１のほぼ中央に配置した高周波信号入出力端子である。その他の構造は、第２の実施形態と同様である。即ち、アンテナ３６ａ〜３６ｅ、高周波信号切替器３７ａ〜３７ｅ、高周波信号線路３１１、高周波信号入出力端子３１２及び接地導体板３８により質問器アンテナが形成され、応答器群３１０がアンテナ３６ａ〜３６ｅに極く接近して配置される。なお、質問器本体の図示を省略した。
【００２８】
第３の実施形態には、アンテナ３６ａ〜３６ｅの向きを変えて配置することにより、高周波信号線路３１１の長さを短くして高周波信号線路で発生する高周波信号の損失を少くできると同時に、高周波信号切替器３７ａと３７ｂ及び３７ｃと３７ｄをそれぞれ同一ＩＣパッケージ内に構成することができるなどの利点がある。
【００２９】
第１、第２又は第３の実施形態の質問器アンテナを並列接続して構成した第４の発明の実施の形態を図８に示す。図８において、６５、６６、６７は、図５〜図７のいずれかに示した質問器アンテナ（以下では、これを「アンテナ群」ということとする）、６８は高周波信号線路、６９は本実施形態の質問器アンテナの高周波信号入出力端子である。本実施形態の質問器アンテナでは、図５〜図７のいずれかに示したアンテナ群を複数用いるようにした分、処理することができる応答器の数を更に多くすることができる。
【００３０】
なお、並列接続数を多くすることによって高周波信号線路６８が長くなり、高周波損失が増大するが、質問器本体の高周波信号の出力電力が大きい場合、或いは各応答器の受信感度が高い場合、許容可能な高周波損失が大となり、並列接続数は図８の３個に制限することなく、更に増やすことが可能になる。
【００３１】
アンテナ群毎に高周波信号切替器を設けた第５の発明の実施の形態を図９に示す。図９において、７０〜７７は、図５〜図７のいずれかに示したアンテナ群、ＡＮＴｋ０〜ＡＮＴｋ７（ｋ＝０〜７）は、アンテナ群７ｋが有する同軸励振型モノポールアンテナ、ａ０〜ａ７は、各同軸励振型モノポールアンテナに設けた高周波信号切替器、ｂ０〜ｂ７は、それぞれアンテナ群７０〜７７に設けた高周波信号切替器、７８は、高周波信号切替器ｂ０〜ｂ７に高周波信号を供給する高周波信号線路、７９は、高周波信号切替器ａ０〜ａ７及び高周波信号切替器ｂ０〜ｂ７の接続／切断を制御する高周波信号線路制御器、８０は、本実施形態の質問器アンテナの高周波信号入出力端子を示す。
【００３２】
本実施形態の質問器アンテナにおいては、合計６４個の同軸励振型モノポールアンテナが用いられ、高周波信号切替器ａ０〜ａ７及び高周波信号切替器ｂ０〜ｂ７の動作によってその内の１個が選択され、高周波信号線路７８に接続される。
【００３３】
本実施形態では、各アンテナ群が高周波信号切替器を備えるので、第４の実施形態の場合に比べて質問器本体の負荷が軽減され、多数のアンテナ群を設けることが可能になる。従って、処理することができる応答器の数を大幅に多くすることができる。
【００３４】
高周波信号線路制御器７９の一例を図１０に示す。各高周波信号切替器となるアンテナ切替回路やその周辺の回路は、アンテナ近くに置かれるので、切り替えの制御信号や各回路を駆動するための電源電圧は、１本の高周波信号線路に高周波信号と同時に送られることが望ましい。図１０の制御器７９は、そのような観点に基づいて構成したものである。
【００３５】
図１０において、９８は高周波信号入出力端子９８からの高周波信号に、電源端子９０からの直流電圧と制御端子９１からの制御信号を重畳する切替信号重畳回路、９２は伝送線路である。更に、９３は、伝送線路９２より送られてくる信号から、高周波信号、制御信号及び電源電圧を分離する切替信号分離回路、９４は、切替信号分離回路９３が分離した電源電圧から不要な高周波成分を除くローパスフィルタ、９５は、切替信号分離回路９３が分離した制御信号を基に高周波信号切替器ａ０〜ａ７及び高周波信号切替器ｂ０〜ｂ７への切替信号を生成する切替信号発生回路、９６は、切替器ａ０〜ａ７及びｂ０〜ｂ７となるアンテナ切替回路である。
【００３６】
切替信号発生回路９５及びアンテナ切替回路９６への電源電圧はローパスフィルタ９４から供給される。切り替えられるアンテナの高周波信号の入出力は、高周波信号入出力端子９７を介して行なわれる。切り替えにより、質問器アンテナの内の一つの同軸励振型モノポールアンテナのみが選択的に高周波信号線路７８（伝送線路９２）に接続され、複数の応答器の間での通信が可能になる。
【００３７】
切替信号発生回路９５の一例を図１１に示す。図１１において、１０７は切替信号入力端子、１０８，１０９は４ビットバイナリカウンタ回路、１１０，１１１は３−８ライン・デコーダ回路、１１２，１１３は８回路Ｄタイプ・ラッチ回路である。
【００３８】
切替信号入力端子１０７から制御信号として任意の数のパルスが入力されると、４ビットバイナリカウンタ１０８はパルスの数をカウントし、出力の３ビット目の信号が４ビットバイナリカウンタ１０９のクロック入力ＣＬＫに入力される。４ビットバイナリカウンタ１０８の３ビットの出力ＱＡ，ＱＢ，ＱＣは、それぞれ３−８ラインデコーダ１１０及び８回路Ｄタイプ・ラッチ回路１１２を介して、同軸励振型モノポールアンテナの切替器ａ０〜ａ７を駆動する切替信号になる。この切替信号により、複数の（最大８本まで）同軸励振型モノポールアンテナの切り替えが可能になる。
【００３９】
４ビットバイナリカウンタ１０９は、４ビットバイナリカウンタ１０８の８カウント毎に１カウントずつカウントを増やしてゆく。８ビットバイナリカウンタ１０９の３ビットの出力ＱＡ，ＱＢ，ＱＣは、それぞれ３−８ラインデコーダ１１１及び８回路Ｄタイプ・ラッチ回路１１３を介して、アンテナ群の切替器ｂ０〜ｂ７を駆動する切替信号になる。この切替信号により、複数の（最大８群まで）アンテナ群の切り替えが可能になる。
【００４０】
次に、高周波信号線路制御器７９の別の例を図１２に示す。本例では、電源電圧が高周波信号の一部を整流することによって生成される。図１２において、１００は、高周波信号入出力端子９８からの高周波信号に、制御端子９１からの制御信号を重畳する切替信号重畳回路、１０３は、内部の結合回路によってアンテナ切替回路９６と整流回路１０４へ高周波信号を供給すると同時に、高周波信号に重畳された制御信号を分離する切替信号分離回路である。整流回路１０４は、入力された高周波信号を整流して、切替信号発生回路９５及びアンテナ切替回路９６へ供給する電源電圧を生成する。その他の回路は、図１０に示したのと同様であり、説明を省略する。本例においても、切り替えにより、質問器アンテナの内の一つの同軸励振型モノポールアンテナのみが選択的に高周波信号線路７８に接続され、複数の応答器の間での通信が可能になる。
【００４１】
図１３に、被管理物品を収納管理する複数の棚を持つ収納棚に図９に示した質問器アンテナを適用して成る在庫管理システムによる第６の発明の実施の形態を示す。被管理物品として、ファイルや書籍、ＣＤ（Compact Disk），ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などがあり、質問器による識別結果を用いて管理端末が物品の管理を行なう。
【００４２】
図１３では、棚を２個まで示している。図１３において、１２１，１２８はそれぞれ下の棚の棚板、上の棚の棚板であり、各棚板にアンテナ群が設置され、下の棚板１２１の右端手前に質問器１１５が設置される。質問器１１５に制御線１１４を介して管理端末１３２が接続される。
【００４３】
棚板１２１に設置されるアンテナ群は、基板１２０と、基板１２０に埋め込んだ４個の同軸励振型モノポールアンテナ１１９と、その高周波信号切替器１１８と、アンテナ群の高周波信号切替器１１７とを有している。図１３の１２３は、該アンテナ群上に配置した被管理物品で、後述するように被管理物品１２３に短冊形応答器１２２が貼り付けられている。なお、図示していないが、基板１２０に高周波線路と接地導体板が形成されている。
【００４４】
同様に、棚板１２８に設置されるアンテナ群は、基板１２７と、基板１２７に埋め込んだ４個の同軸励振型モノポールアンテナ１２５と、その高周波信号切替器１３４と、アンテナ群の高周波信号切替器１２６とを有している。図１３の１２４は、該アンテナ群上に配置した被管理物品で、被管理物品１２４に短冊形応答器１３３が貼り付けられている。なお、図示していないが、基板１２７に高周波線路と接地導体板が形成されている。基板１２７及びその上の棚板の基板の高周波線路は、高周波同軸コネクタ１１６，１３０に接続した高周波同軸ケーブル１２９，１３１により、質問器１１５と接続される。また、本実施形態では、高周波信号線路制御器の切替信号重畳回路の機能が質問器１１５に含まれる。
【００４５】
図１４に被管理物品１２３，１２４の形態を示す。被管理品１２３（１２４）はファイルや書籍、ＣＤ，ＤＶＤなどの形態を成し、短冊形応答器１２２（１３３）は、同軸励振型モノポールアンテナ１１９（１２５）と向き合うように被管理品１２３（１２４）の下面に貼り付けられる。
【００４６】
本実施形態では、高周波信号切替器１１７，１２６によって棚板１２１，１２８に設置したアンテナ群のいずれかが選択され、更に，高周波信号切替器１１８，１３４によって同軸励振型モノポールアンテナ１１９，１２５のいずれか１個が選択される。そして、アンテナ１１９，１２５の設置個数と位置によってどの棚板のどの位置にどの識別番号の被管理品があるかが分かり、より細分化された位置の特定が可能となり、きめの細かい在庫管理が可能になる。
【００４７】
なお、本発明は、その特徴からこのような在庫管理に加え、店舗における商品管理、事務におけるファイル管理、図書・本の管理など広く物品の管理に適用可能である。
【００４８】
ところで、高周波信号切替器１１７，１２６や高周波信号切替器１１８，１３４に切替信号で点灯又は点滅するＬＥＤなどの光学的な表示器を併用すると、データのやりとりを行なうべき短冊形応答器の付けられた被管理品の所在を目視にて確認することが可能になる。
【００４９】
図１５に、そのような光学的な表示器を用いた質問器の第７の本発明の実施の形態を示す。図１５ａ、図１５ｂは、それぞれ平面図、側面図である。質問器アンテナの母体は、図６に示した第２の実施形態のものであり、その高周波信号切替器２７ａ〜２７ｅの同軸励振型モノポールアンテナ側にそれぞれ表示器１４５〜１４９が接続される。なお、第１〜第３の実施形態の質問器アンテナ、第４〜第６の実施形態におけるアンテナ群のいずれも、表示器１４５〜１４９を接続する質問器アンテナの母体となることは云うまでもない。
【００５０】
表示器１４５〜１４９は、それぞれの高周波信号切替器２７ａ〜２７ｅが選択されたときに点灯又は点滅し、選択された同軸励振型モノポールアンテナの目視による確認が可能になる。
【００５１】
なお、表示器は、高周波信号切替器２７ａ〜２７ｅに限らず、図９における高周波信号切替器ｂ０〜ｂ７や図１３における高周波信号切替器１１７，１２６に設置することも可能である。これらの切替器が選択されたときに点灯又は点滅し、選択されたアンテナ群の目視による確認が可能になる。
【００５２】
次に、表示器を発音器に代えた第８の発明の実施の形態を図１６に示す。図１６ａ、図１６ｂは、それぞれ平面図、側面図である。高周波信号切替器２７ａ〜２７ｅの同軸励振型モノポールアンテナ側にそれぞれ発音器１６５〜１６９が接続される。
【００５３】
発音器１６５〜１６９は、固有の発振周波数の可聴音を発生する圧電ブザーなどからなり、それぞれの高周波信号切替器２７ａ〜２７ｅが選択されたときにそれぞれの可聴音を発生し、その音波を耳で確認することにより、選択された同軸励振型モノポールアンテナの目視による確認が可能になる。なお、第１〜第３の実施形態の質問器アンテナ、第４〜第６の実施形態におけるアンテナ群のいずれも、表示器１４５〜１４９を接続する質問器アンテナの母体となることは云うまでもない。
【００５４】
また、発音器は、高周波信号切替器２７ａ〜２７ｅに限らず、図９における高周波信号切替器ｂ０〜ｂ７や図１３における高周波信号切替器１１７，１２６に設置することも可能である。これらの切替器が選択されたときにその音波を確認することにより、選択されたアンテナ群の確認が可能になる。
【００５５】
更に、表示器と発音器を組み合わせることも可能である。表示器と発音器を発音に適した場合と、発光が適している場合とに使い分けることが可能であり、両者を共存させることも可能である。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、アンテナ素子の近傍に集中して強くかつ均一の電磁界エネルギーを確保することが可能になるので、より短い通信距離において多数の応答器との間で情報交換が可能な質問器を実現することができる。本発明の質問器を用いることにより、多数並べた物品を識別する物品管理システム等の移動体識別装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】モノポールアンテナの構成を説明するための図。
【図２】モノポールアンテナの電流・電圧分布と電波の放射パターンを説明するための図。
【図３】同軸励振型モノポールアンテナの構成を説明するための図。
【図４】同軸励振型モノポールアンテナの電流分布を説明するための図。
【図５】本発明に係る質問器の第１の発明の実施の形態を説明するための平面図及び側面図。
【図６】本発明の質問器の第２の発明の実施の形態を説明するための平面図及び側面図。
【図７】本発明の質問器の第３の発明の実施の形態を説明するための平面図及び側面図。
【図８】本発明の質問器の第４の発明の実施の形態を説明するための側面図。
【図９】本発明の質問器の第５の発明の実施の形態を説明するための構成図。
【図１０】図９の質問器に用いる高周波信号線路制御器の一例を説明するための構成図。
【図１１】図１０の高周波信号線路制御器に用いる切替信号発生回路の一例を説明するための構成図。
【図１２】図９の質問器に用いる高周波信号線路制御器の別の例を説明するための構成図。
【図１３】本発明の質問器を用いた在庫管理システムによる第６の発明の実施の形態を説明するための斜視図。
【図１４】図１３の発明の実施の形態における被管理品を説明するための斜視図。
【図１５】本発明の質問器の第７の発明の実施の形態を説明するための平面図及び側面図。
【図１６】本発明の質問器の第８の発明の実施の形態を説明するための平面図及び側面図。
【符号の説明】
１…モノポールアンテナ、２…同軸ケーブルの外導体、６，１６，１１９，１２５…同軸励振型モノポールアンテナ、１７，１１７，１１８，１２６，１３４…高周波信号切替器、１８…接地導体板、１９…誘電体板、１１０…応答器群、１１１…高周波信号線路、１１３…質問器本体、１２０，１２７…基板、１２２，１３３…応答器、１２３，１２４…被管理品、１２９，１３１…高周波同軸線路、１３２…管理端末。
Claims (1)
- 複数の物品の各々の面に設けた平面形状を有する短冊状の応答器と、マイクロ波帯を用いて無線により該複数の応答器と情報交換を行なう質問器と、情報交換により得た該質問器からの情報を用いて上記複数の物品の管理を行なう管理端末とを有し、
該質問器は、該複数の応答器と情報交換を行なうためのアンテナとして複数の同軸励振型モノポールアンテナを備え、更に、該複数の同軸励振型モノポールアンテナの前記応答器が配置される面とは反対側の面に、該複数の同軸励振型モノポールアンテナに近接して配置される接地導体板と、該複数の同軸励振型モノポールアンテナのいずれか１個を選択する高周波信号切替器とを備えており、前記複数の同軸励振型モノポールアンテナに近接して該応答器が配置され、
前記複数の同軸励振型モノポールアンテナは、複数のアンテナ群に分割され、該複数のアンテナ群に並列に、該アンテナ群のいずれか１群を選択する別の高周波信号切替器を介して質問器からの高周波信号が供給され、
前記高周波信号切替器及び前記別の高周波信号切替器と同期して動作する発音器を該切替器及び別の切替器と組み合わせて備えていることを特徴とする物品管理システム。
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